المبادئ العامة لتنظيم استقلاب الماء والأملاح
يتم الحفاظ على توازن الماء والأملاح في الجسم من خلال العمل المشترك لعدة هرمونات ونظام تنظيم: الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH)، الألدوستيرون، نظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون (RAAS)، والعامل الأذيني المدر للصوديوم (ANF). العضو المستهدف الرئيسي هو الكلى، وبالتحديد الأنبيبات البعيدة والقنوات الجامعة, حيث يتم إعادة الامتصاص الاختياري للماء والأيونات.
الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH، الفازوبريسين)
الهرمون المضاد لإدرار البول هو ببتيد يتكون من 9 أحماض أمينية مع رابطة ثنائي الكبريتيد واحدة. يتم تصنيعه في الجزء الأمامي من منطقة تحت المهاد (الهيبوثلاموس)، وينتقل بواسطة بروتين النيوروفيزين إلى الغدة النخامية الخلفية ومنها يُفرز في الدم. المحفز للإفراز هو زيادة الأسمولية للسائل خارج الخلية، وقبل كل شيء ارتفاع تركيز أيونات الصوديوم.
يحتوي الهرمون على نوعين من المستقبلات:
- مستقبلات V1 - توجد في العضلات الملساء للأوعية الدموية؛ وعند تنشيطها تسبب تضيق الأوعية (ومن هنا جاء الاسم الثاني - فازوبريسين);
- مستقبلات V2 - توفر وظيفة تنظيم الماء والأملاح في الكلى.
يتم نقل الإشارة عبر مستقبلات V2 عن طريق نظام الأدينيليل سيكلاز: يرتفع مستوى الـ cAMP، ويتم تنشيط بروتين كينيز A، الذي يقوم بفسفرة البروتينات المحفزة لنسخ الأكوابورين-2. يتم دمج الأكوابورين-2 في غشاء خلايا الأنبيبات البعيدة والقنوات الجامعة، مما يضمن إعادة امتصاص الماء. في غياب الهرمون المضاد لإدرار البول، لا يحدث إعادة امتصاص للماء.
الألدوستيرون
الألدوستيرون هو قشراني معدني يتم تصنيعه من الكوليسترول في خلايا المنطقة الكبيبية لقشرة الكظر. ومن مميزات بنيته عدم وجود مجموعة 17-هيدروكسي؛ وفي عملية تقويضه لا تتكون منشطات 17-كيتو، وهو ما يُستخدم كعلامة تشخيصية تفريقية.
محفزات تخليق الألدوستيرون:
- انخفاض تركيز الصوديوم في السائل خارج الخلية؛
- التركيز العالي لأيونات البوتاسيوم؛
- تنشيط نظام الرينين-أنجيوتنسين.
يتفاعل الألدوستيرون داخل الخلايا مع المستقبلات وعبر تنظيم نسخ الحمض النووي (DNA) يحفز تخليق ثلاث مجموعات من البروتينات:
- مكونات قنوات الصوديوم في الغشاء القمي - يزداد تدفق أيونات Na⁺ إلى داخل الخلية؛
- إنزيمات دورة حمض الستريك (TCA) - يرتفع إنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)؛
- إنزيمات أنزيم Na⁺/K⁺-ATPase - يزداد طرح Na⁺ في الدم ودخول K⁺ إلى داخل الخلية.
التاثير الإجمالي هو احتباس الصوديوم والكلوريد في الجسم، وإطراح البوتاسيوم.
نظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون (RAAS)
يتم تنشيط النظام عند انخفاض ضغط التروية في الكلى: في حالات فقدان الدم، الجفاف، تضيق الشريان الكلوي، تصلب الكلى. عند انخفاض الضغط في الشريينات الواردة للكبيبة، تفرز الخلايا المجاورة للكبيبة الرينين وهو إنزيم بروتيني.
سلسلة التفاعلات:
- يقوم الرينين بتحليل مولد الأنجيوتنسين (الذي يُصنع في الكبد) إلى أنجيوتنسين I (10 أحماض أمينية).
- يقوم إنزيم تحويل الأنجيوتنسين (ACE) (كاربوكسيديببتيداز الببتيد) بفصل حمضين أمينيين من الطرف الكربوكسي C - لتتكون أنجيوتنسين II (8 أحماض أمينية).
تأثيرات الأنجيوتنسين II:
- تضيق قوي للأوعية الدموية عبر نظام إينوزيتول فوسفات وزيادة الكالسيوم داخل الخلايا Ca²⁺؛
- تحفيز إفراز الألدوستيرون ونتيجة لذلك إعادة امتصاص Na⁺؛
- التنشيط غير المباشر لإفراز الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH) عبر مستقبلات الأسمولية في منطقة تحت المهاد - تعزيز إعادة امتصاص الماء؛
- تكوين الشعور بالعطش؛
- زيادة حجم الدم الدائر وضغط الدم.
الحالات السريرية لتنشيط نظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون (RAAS): القيء الشديد، الإפיال، التعرق الشديد، فقدان الدم - وهي حالات تتطلب استعادة حجم الدم الدائر.
العامل الأذيني المدر للصوديوم (ANF)
العامل الأذيني هو مضاد هرموني لنظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون، وتفرزه خلايا الأذين استجابة لارتفاع الضغط وتمدد جدار الأذين. التأثيرات الرئيسية تهدف إلى خفض ضغط الدم:
- تثبيط إفراز الرينين وقطع السلسلة الكاملة للنظام؛
- قمع إفراز الألدوستيرون في قشرة الكظر - تقليل إعادة امتصاص الصوديوم؛
- تثبيط إطلاق الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH) - تقليل إعادة امتصاص الماء؛
- تأثير مباشر مضاد للتشنج على العضلات الملساء للأوعية الدموية - توسع الأوعية الدموية.
النتيجة الإجمالية هي انخفاض حجم الدم الدائر وضغط الدم.
النقاط الرئيسية
- منطقة العمل الرئيسية لهرمونات استقلاب الماء والأملاح هي الأنبيبات البعيدة والقنوات الجامعة في الكلى.
- يوفر الهرمون المضاد لإدرار البول (ADH) إعادة امتصاص الماء عبر مستقبلات V2 والأكوابورين-2؛ ويسبب تضيق الأوعية الدموية عبر مستقبلات V1.
- يحفز الألدوستيرون تخليق قنوات Na⁺، وإنزيمات دورة حمض الستريك وNa⁺/K⁺-ATPase، محتفظاً بـ Na⁺ وCl⁻ ومطارداً لـ K⁺.
- يتم تحفيز نظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون (RAAS) بسبب انخفاض ضغط التروية في الكلى؛ والمنفذ الرئيسي هو أنجيوتنسين II.
- يؤدي أنجيوتنسين II إلى تضيق الأوعية الدموية، ويزيد من إفراز الألدوستيرون والهرمون المضاد لإدرار البول، ويحفز الشعور بالعطش.
- الإنزيم المحول للأنجيوتنسين (ACE) هو الإنزيم الوحيد الذي يفصل حمضين أمينيين من الطرف الكربوكسي للبروتين.
- يُفرز العامل الأذيني المدر للصوديوم (ANF) بواسطة الأذينين عند ارتفاع الضغط ويُعد مضاداً وظيفياً لنظام الرينين-أنجيوتنسين-ألدوستيرون.
- غياب منشطات 17-كيتو في تقويض الألدوستيرون له قيمة تشخيصية.