Jump to content

Тубулогломерулярная обратная связь

В почек физиологии тубулогломерулярная обратная связь ( TGF ) представляет собой систему обратной связи внутри почек . Внутри каждого нефрона информация из почечных канальцев (область, расположенная ниже по течению от канальцевой жидкости ) передается в клубочек (область, расположенная выше по течению). Тубулогломерулярная обратная связь — один из нескольких механизмов, которые почки используют для регуляции скорости клубочковой фильтрации (СКФ). Он включает в себя концепцию пуринергической передачи сигналов , согласно которой повышенная концентрация хлорида натрия в дистальных канальцах вызывает базолатеральное высвобождение аденозина из клеток плотного пятна . Это запускает каскад событий, которые в конечном итоге приводят СКФ к соответствующему уровню. [1] [2] [3]

Почки поддерживают концентрацию электролитов, осмоляльность и кислотно-щелочной баланс плазмы крови в узких пределах, совместимых с эффективной клеточной функцией; а почки участвуют в регуляции артериального давления и поддержании постоянного объема воды во всем организме. [4]

Для нормальной функции почек поток жидкости через нефрон должен поддерживаться в узком диапазоне, чтобы не нарушать способность нефрона поддерживать солевой и водный баланс. [5] Тубулогломерулярная обратная связь (TGF) регулирует канальцевый кровоток путем выявления и коррекции изменений СКФ. Активный трансэпителиальный транспорт используется толстым восходящим звеном петли Генле (TAL) клеток для перекачки NaCl в окружающий интерстиций из люминальной жидкости. Канальцевая жидкость разбавлена, поскольку стенки клеток водонепроницаемы и не теряют воду, поскольку NaCl активно реабсорбируется. Таким образом, TAL является важным сегментом системы TGF, а ее транспортные свойства позволяют ей выступать в качестве ключевого оператора системы TGF. [5] Снижение СКФ происходит в результате действия TGF, когда концентрация NaCl в месте сенсора увеличивается в физиологическом диапазоне примерно от 10 до 60 мМ. [6]

Механизм TGF представляет собой петлю отрицательной обратной связи, в которой концентрация хлорид-ионов воспринимается ниже по ходу нефрона клетками плотного пятна (MD) в стенке канальцев вблизи конца TAL и клубочка. Мышечное напряжение в афферентной артериоле изменяется в зависимости от разницы между воспринимаемой концентрацией и целевой концентрацией. [5] Расширение сосудов афферентной артериолы, что приводит к увеличению давления клубочковой фильтрации и канальцевого потока жидкости, происходит, когда клетки МД обнаруживают концентрацию хлоридов ниже целевого значения. Более высокая скорость потока жидкости в TAL дает меньше времени для разбавления канальцевой жидкости, так что концентрация хлорида MD увеличивается. [5] Клубочковый кровоток снижается, если концентрация хлоридов превышает целевое значение. Сокращение гладкомышечных клеток в афферентной артериоле приводит к снижению концентрации хлоридов в MD. Используя эти механизмы, TGF стабилизирует доставку жидкости и растворенных веществ в дистальную часть петли Генле и поддерживает скорость фильтрации вблизи идеального значения.

Механизм

[ редактировать ]

Плотное пятно представляет собой скопление плотно упакованных эпителиальных клеток в месте соединения толстого восходящего колена (TAL) и дистального извитого канальца (DCT). По мере того, как TAL поднимается через кору почек, она встречает собственный клубочек , приводя плотное пятно в состояние покоя под углом между приносящей и выносящей артериолами . Положение плотного пятна позволяет ему быстро изменять сопротивление афферентных артериол в ответ на изменения скорости кровотока через дистальный отдел нефрона.

Плотное пятно использует состав канальцевой жидкости в качестве индикатора СКФ. Высокая концентрация хлорида натрия указывает на повышенную СКФ, тогда как низкая концентрация хлорида натрия указывает на сниженную СКФ. Хлорид натрия воспринимается плотным пятном главным образом апикальным котранспортером Na-K-2Cl (NKCC2). Взаимосвязь между TGF и NKCC2 можно увидеть при назначении петлевых диуретиков, таких как фуросемид . [7] Фуросемид блокирует реабсорбцию NaCl, опосредованную NKCC2 в восходящей петле Генле, что приводит к увеличению высвобождения ренина. За исключением использования петлевых диуретиков, обычной ситуацией, вызывающей снижение реабсорбции NaCl через NKCC2 в плотном пятне (DCT), является низкая концентрация NaCl в просвете канальцев из-за низкой СКФ. Снижение поглощения NaCl через NKCC2 в плотном пятне приводит к увеличению высвобождения ренина, что приводит к восстановлению объема плазмы, и к дилатации афферентных артериол, что приводит к увеличению почечного плазмотока и увеличению СКФ.

Обнаружение плотным пятном повышенной концентрации хлорида натрия в просвете канальцев, что приводит к снижению СКФ, основано на концепции пуринергической передачи сигналов . [1] [2] [8]

В ответ на увеличение потока канальцевой жидкости в толстой восходящей конечности/повышение концентрации хлорида натрия (соли) в плотном пятне:

  1. Повышенная фильтрация в клубочках или снижение реабсорбции натрия и воды в проксимальных извитых канальцах приводит к тому, что канальцевая жидкость плотного пятна имеет более высокую концентрацию хлорида натрия.
  2. Апикальные котранспортеры Na-K-2Cl (NKCC2), находящиеся на поверхности клеток плотного пятна, подвергаются воздействию жидкости с более высокой концентрацией натрия, в результате чего в клетки транспортируется больше натрия.
  3. Клетки плотного пятна не имеют достаточного количества Na/K-АТФаз на своей базолатеральной поверхности для выделения добавленного натрия. клеток Это приводит к увеличению осмолярности .
  4. Вода поступает в клетку по осмотическому градиенту, вызывая набухание клетки. Когда клетка набухает, АТФ выходит через базолатеральный, активируемый растяжением, неселективный макси-анионный канал. [9] АТФ впоследствии превращается в аденозин под действием экто-5'-нуклеотидазы . [10]
  5. Аденозин сужает афферентную артериолу, связываясь с высоким сродством к А1 . рецепторам [11] [12] a G i /G o . Аденозин связывается с гораздо меньшим сродством к A 2A и A 2B. [13] рецепторы, вызывающие расширение выносящих артериол. [12]
  6. Связывание аденозина с А1 , рецептором вызывает сложный сигнальный каскад, включающий субъединицу Gi деактивирующую Ac , тем самым снижая уровень цАМФ и субъединицу Go , активирующую PLC , IP3 и DAG . [14] IP3 вызывает высвобождение внутриклеточного кальция, который распространяется на соседние клетки через щелевые контакты, создавая «волну кальция TGF». [10] Это вызывает вазоконстрикцию афферентных артериол, снижая скорость клубочкового фильтрата.
  7. G i и увеличение внутриклеточного кальция вызывают снижение цАМФ , что ингибирует высвобождение ренина из юкстагломерулярных клеток. [14] Кроме того, когда клетки плотного пятна обнаруживают более высокие концентрации Na и Cl, они ингибируют синтетазы оксида азота (снижение высвобождения ренина), но наиболее важным механизмом ингибирования синтеза и высвобождения ренина является повышение концентрации кальция в юкстагломерулярных клетках. [7]

В ответ на уменьшение оттока канальцевой жидкости в толстом восходящем конечности/снижение концентрации соли в плотном пятне:

  1. Снижение фильтрации в клубочках или повышенная реабсорбция натрия и воды в проксимальных извитых канальцах приводит к тому, что жидкость в канальцах плотного пятна имеет пониженную концентрацию хлорида натрия.
  2. NKCC2 имеет более низкую активность и впоследствии вызывает сложный сигнальный каскад, включающий активацию киназ p38, (ERK½) , (MAP) , (COX-2) и микросомальной синтазы простагландина E (mPGES) в плотном пятне. [7]
  3. Это вызывает синтез и высвобождение PGE2 .
  4. PGE2 действует на рецепторы EP2 и EP4 в юкстагломерулярных клетках и вызывает высвобождение ренина. [7]
  5. Высвобождение ренина активирует РААС, что приводит ко многим результатам, включая увеличение СКФ.

Критической мишенью сигнального каскада транс-JGA является гломерулярная афферентная артериола; его ответ состоит в увеличении общего вазоконстрикторного тонуса, что приводит к снижению клубочечного капиллярного давления (ПГК) и клубочкового потока плазмы. Выносящие артериолы, по-видимому, играют меньшую роль; экспериментальные данные подтверждают как вазоконстрикцию, так и вазодилатацию, причем первое, возможно, происходит в более низком диапазоне, а второе - в более высоком диапазоне концентраций NaCl (2). Когда регуляция тонуса афферентных артериол по принципу обратной связи предотвращается путем прерывания петли обратной связи и когда механизм чувствительности полностью активируется за счет насыщения концентраций NaCl, TGF снижает СКФ в среднем примерно на 45%, а PGC - примерно на 20%. Сопротивление афферентных артериол увеличивается на 50% или менее, что соответствует уменьшению радиуса примерно на 10%, если соблюдается закон Пуазейля. Таким образом, вазоконстрикция, индуцированная TGF, обычно ограничена по величине. [6]

Модуляция

[ редактировать ]

Посреднический агент высвобождается или генерируется в зависимости от изменений концентрации NaCl в просвете. Размер ответа TGF напрямую зависит от этих изменений. «Отчасти из-за поразительного эффекта делеции аденозиновых рецепторов А1 (A1AR) аденозин, образующийся из высвобождаемого АТФ, был предложен в качестве критического медиатора TGF. [6] Модулирующий агент влияет на реакцию TGF без участия люминального NaCl. Агенты представляют собой вазоактивные вещества, которые изменяют величину или чувствительность ответа TGF. [6]

Факторы, снижающие чувствительность TGF, включают: [15]

Затрагивается порог, при котором петля скорости потока Генле инициирует реакцию обратной связи. Диета с высоким содержанием белка влияет на активность обратной связи, повышая скорость клубочковой фильтрации отдельного нефрона и снижая концентрации Na и Cl в жидкости ранних дистальных канальцев. Затрагивается сигнал, вызывающий реакцию обратной связи TG. Повышенная нагрузка на почки при диете является следствием увеличения реабсорбции NaCl высокобелковой . [17]

  • Клубочковая обратная связь соединительных канальцев (CTGF) : CTGF инициируется увеличением концентрации натрия в сегменте соединительных канальцев нефрона и включает активацию эпителиальных натриевых каналов (ENaC). CTGF обладает способностью модулировать механизм TGF и имеет решающее значение для понимания повреждения почек, наблюдаемого при чувствительной к соли гипертензии. [18] [19] и доноры почек. [20]

Факторы, повышающие чувствительность TGF, включают: [15]

  • аденозин
  • тромбоксан
  • 5 НЕДЕЛЬ
  • ангиотензин II
  • простагландин Е2
  • альдостерон
    • Альдостерон в просвете соединительных канальцев усиливает клубочковую обратную связь в соединительных канальцах (CTGF) посредством негеномного эффекта с участием рецепторов GPR30 и натрий/водородного обменника (NHE). Альдостерон внутри просвета соединительных канальцев усиливает CTGF через путь цАМФ/PKA/PKC и стимулирует выработку O2-, и этот процесс может способствовать повреждению почек за счет повышения давления в капиллярах клубочков. [21]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Арулкумаран Н., Тернер СМ, Сиксма М.Л., Сингер М., Анвин Р., Тэм Ф.В. (1 января 2013 г.). «Пуринергическая передача сигналов при воспалительном заболевании почек» . Границы в физиологии . 4 : 194. дои : 10.3389/fphys.2013.00194 . ПМЦ   3725473 . ПМИД   23908631 . Внеклеточный аденозин способствует регуляции СКФ. Почечный интерстициальный аденозин в основном образуется в результате дефосфорилирования высвобождаемых АТФ, АМФ или цАМФ ферментом экто-5'-нуклеотидазой (CD73) (Le Hir и Kaissling, 1993). Этот фермент катализирует дефосфорилирование 5'-АМФ или 5'-ИМФ до аденозина или инозина соответственно и локализуется преимущественно на внешних мембранах и митохондриях клеток проксимальных канальцев, но не в дистальных канальцах или клетках собирательных трубочек (Miller et al. ., 1978). АТФ, потребляемая при активном транспорте плотным пятном, также способствует образованию аденозина под действием 5-нуклеотидазы (Thomson et al., 2000). Внеклеточный аденозин активирует рецепторы А1 на гладкомышечных клетках афферентных артериол сосудов, что приводит к сужению сосудов и снижению СКФ (Schnermann et al., 1990).
  2. ^ Jump up to: а б Преториус Х.А., Лейпцигер Дж. (1 марта 2010 г.). «Внутрипочечная пуринергическая передача сигналов в контроле почечного канальцевого транспорта». Ежегодный обзор физиологии . 72 (1): 377–93. doi : 10.1146/annurev-psyol-021909-135825 . ПМИД   20148681 .
  3. ^ Перссон А.Е., Лай Э.Ю., Гао X, Карлстрем М., Пацак А. (1 января 2013 г.). «Взаимодействие между аденозином, ангиотензином II и оксидом азота в афферентной артериоле влияет на чувствительность тубулогломерулярной обратной связи» . Границы в физиологии . 4 : 187. дои : 10.3389/fphys.2013.00187 . ПМЦ   3714451 . ПМИД   23882224 .
  4. ^ Видмайер Э.П., Рафф Х., Странг К.Т. (2016). Физиология человека Вандера: механизмы функционирования тела . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Education.
  5. ^ Jump up to: а б с д Рю Х., Лейтон А.Т. (март 2014 г.). «Тубулярный поток жидкости и дистальная доставка NaCl, опосредованная тубулогломерулярной обратной связью в почках крыс» . Журнал математической биологии . 68 (4): 1023–49. дои : 10.1007/s00285-013-0667-5 . ПМЦ   3757103 . ПМИД   23529284 .
  6. ^ Jump up to: а б с д Шнерманн Дж (2015). «Одновременная активация множественных вазоактивных сигнальных путей при вазоконстрикции, вызванной тубулогломерулярной обратной связью: количественная оценка» . Ежегодный обзор физиологии . 77 : 301–22. doi : 10.1146/annurev-psyol-021014-071829 . ПМИД   25668021 .
  7. ^ Jump up to: а б с д Пети-Петерди Дж., Харрис Р.К. (июль 2010 г.). «Механизмы восприятия и передачи сигналов Macula densa высвобождения ренина» . Журнал Американского общества нефрологов . 21 (7): 1093–6. дои : 10.1681/ASN.2009070759 . ПМЦ   4577295 . ПМИД   20360309 .
  8. ^ Карлстрем М., Уилкокс К.С., Уэлч В.Дж. (август 2010 г.). «Аденозиновые рецепторы А(2) модулируют тубулогломерулярную обратную связь» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 299 (2): Ф412-7. дои : 10.1152/ajprenal.00211.2010 . ПМЦ   2928527 . ПМИД   20519378 .
  9. ^ Комлоси П., Пети-Петерди Дж., Фьюсон А.Л., Финта А., Розивалл Л., Белл П.Д. (июнь 2004 г.). «Высвобождение базолатерального АТФ в Macula densa регулируется просветом [NaCl] и потреблением пищевой соли». Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 286 (6): F1054-8. дои : 10.1152/ajprenal.00336.2003 . ПМИД   14749255 . S2CID   15170688 .
  10. ^ Jump up to: а б Бернсток Дж., Эванс Л.К., Бейли М.А. (март 2014 г.). «Пуринергическая передача сигналов в почках в норме и при заболеваниях» . Пуринергическая сигнализация . 10 (1): 71–101. дои : 10.1007/s11302-013-9400-5 . ПМК   3944043 . ПМИД   24265071 .
  11. ^ Спилман В.С., Аренд Л.Дж. (февраль 1991 г.). «Аденозиновые рецепторы и передача сигналов в почках» . Гипертония . 17 (2): 117–30. дои : 10.1161/01.HYP.17.2.117 . ПМИД   1991645 .
  12. ^ Jump up to: а б Валлон В., Оссвальд Х. (2009). «Аденозиновые рецепторы и почки». Аденозиновые рецепторы в здоровье и болезни . Справочник по экспериментальной фармакологии. Том. 193. стр. 443–70. дои : 10.1007/978-3-540-89615-9_15 . ISBN  978-3-540-89614-2 . ПМК   6027627 . ПМИД   19639291 .
  13. ^ Фэн М.Г., Навар Л.Г. (август 2010 г.). «Афферентный артериолярный сосудорасширяющий эффект аденозина преимущественно включает активацию аденозинового рецептора A2B» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 299 (2): Ф310-5. дои : 10.1152/ajprenal.00149.2010 . ПМЦ   2928524 . ПМИД   20462966 .
  14. ^ Jump up to: а б Ортис-Каписано MC, Атчисон Д.К., Хардинг П., Лэсли Р.Д., Байервальтес WH (октябрь 2013 г.). «Аденозин ингибирует высвобождение ренина из юкстагломерулярных клеток через путь, опосредованный рецептором А1-TRPC» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 305 (8): Ф1209-19. дои : 10.1152/ajprenal.00710.2012 . ПМЦ   3798729 . ПМИД   23884142 .
  15. ^ Jump up to: а б Бор В. Ф., Булпап Э. Л. (2005). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход . Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевир Сондерс. ISBN  978-1-4160-2328-9 .
  16. ^ Сонг Дж, Лу Ю, Лай Э.Ю., Вэй Дж., Ван Л., Чандрашекар К., Ван С., Шен С., Юнкос Л.А., Лю Р. (январь 2015 г.). «Окислительный статус в плотном пятне модулирует реакцию тубулогломерулярной обратной связи при гипертензии, индуцированной ангиотензином II» . Акта Физиологика . 213 (1): 249–58. дои : 10.1111/apha.12358 . ПМК   4389650 . ПМИД   25089004 .
  17. ^ Сени Ф.Д., Перссон Э.Г., Райт Ф.С. (январь 1987 г.). «Модификация сигнала тубулогломерулярной обратной связи диетическим белком». Американский журнал физиологии . 252 (1 часть 2): F83–90. дои : 10.1152/ajprenal.1987.252.1.F83 . ПМИД   3812704 .
  18. ^ Ван Х, Д'Амброзио М.А., Гарвин Дж.Л., Рен Ю., Карретеро О.А. (октябрь 2013 г.). «Подключение канальцево-клубочковой обратной связи при артериальной гипертензии» . Гипертония . 62 (4): 738–45. doi : 10.1161/ГИПЕРТЕНЗИЯ.113.01846 . ПМЦ   3867812 . ПМИД   23959547 .
  19. ^ Ван Х, Ромеро К.А., Масхоан Юнкос Дж.Х., Мону С.Р., Петерсон Э.Л., Карретеро О.А. (декабрь 2017 г.). «Влияние потребления соли на дилатацию афферентных артериол: роль клубочковой обратной связи соединительных канальцев (CTGF)» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 313 (6): Ф1209–Ф1215. дои : 10.1152/ajprenal.00320.2017 . ПМК   5814642 . ПМИД   28835421 .
  20. ^ Мону С.Р., Рен Ю., Масджоан Юнкос Дж.Х., Катскилл К., Ван Х., Кумар Н., Петерсон Э.Л., Карретеро О.А. (апрель 2017 г.). «Соединительная канальцевая клубочковая обратная связь опосредует восстановление тубулогломерулярной обратной связи после односторонней нефрэктомии» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 315 (4): Ф806–Ф811. дои : 10.1152/ajprenal.00619.2016 . ПМК   6230744 . ПМИД   28424211 .
  21. ^ Рен Ю, Яник Б., Катскилл К., Петерсон Э.Л., Карретеро О.А. (декабрь 2016 г.). «Механизмы усиления клубочковой обратной связи соединительных канальцев альдостероном» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 311 (6): Ф1182–Ф1188. дои : 10.1152/ajprenal.00076.2016 . ПМК   5210193 . ПМИД   27413197 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Почка Бреннера и ректора (7-е изд.). Сондерс, Отпечаток Elsevier. 2004.
  • Итон, округ Колумбия, Пулер Дж. П. (2004). Физиология почек Вандера (8-е изд.). Медицинские книги Ланге / МакГроу-Хилл. ISBN  978-0-07-135728-9 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d432d5c0c2cb1d860630bb497b442e02__1718943000
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d4/02/d432d5c0c2cb1d860630bb497b442e02.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Tubuloglomerular feedback - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)