== Аденилатциклазная система Центральной частью аденилатциклазной системы является фермент аденилатциклаза, который актализирует превращение АТФ в цАМФ. Этот фермент может либо стимулироваться Gs-белком (от английского stimulating), либо подавляться Gi-белком (от английского inhibiting). цАМФ после этого связывается с цФМФ-зависимой протеинкиназой, называемой так же протеинкиназа А, PKA. Это приводит к ее активации и последующему фосфорилированию белков-эффекторов, выполняющих какую-то физиологическую роль в клетке. [править] Фосфолипазно-кальциевая система Gq-белки активируют фермент фосфолипазу С, которая расщепляет PIP2 (мембранный фосфоинозитол) на две молекулы: инозитол-3-фосфат (IP3) и диацилглицерид. Каждая из этих молекул является вторичным посредником. IP3 далее связывается со своими рецепторами на мембране эндоплазматического ретикулума, что приводит к освобождению кальция в цитоплазму и запуску многих клеточных реакций.
     Нейротрансмиттеры вегетативных регуляторов почек и их биохимические рецепторы. В симпатических нервах почек регистрируется частота потенциалов действия ~0,5 ÷ 2,0 гц. Такая импульсная активность обусловливает непрерывное выделение в утолщениях симпатических терминалей доминирующего нейротрансмиттера - норадреналина вместе с небольшим количеством конейротрансмиттера - Y-нейропептида. Выведение этих нейротрансмиттеров замедляется при их определенной концентрации и их действии на α₂-адренорецепторы и на Y-2-нейропептидорецепторы (по механизму отрицательной обратной связи). Кроме того, некоторые другие гуморальные и паракринные вещества могут модулировать синаптическую передачу. В частности, ангиотензин-II, действуя на AT1-рецепторы мембран, могут облегчать норадренергическую передачу в синапсах. Подобным действием обладает норадреналин при его действии на β₂-адренорецепторы. Норадреналин может действовать непосредственно на зернистые клетки юкстагломерулярного аппарата, увеличивая скорость выведения ренина. Это действие норадреналина начинается при его взаимодействии с β₁-адренорецепторами. При этом запускается следующая последовательность процессов: (1) активация трансмембранного рецептора Gs, (2)стимулируется аденилциклаза, (3) увеличивается уровень циклического аденозинмонофосфата, (4) стимулируется протеинкиназа-А, (5) фосфорилирование белков ведет к ускорению транслокации ионов водорода H⁺ в ренин-содержащие гранулы, (6) увеличивается KCl / H⁺ обмен, (7) в соответствии с градиентом осмотического давления вода поступает в гранулы зернистых клеток, (8) гранулы разбухают и происходит (9) экзоцитоз ренина.
     Выделение ренина также усиливается при уменьшении давления крови в почечной артерии (эндогенный, внутрипочечный барорецепторный механизм), при уменьшении притока NaCl в цитоплазму клеток плотного пятна в толстом восходящем колене петли Генле (механизм с участием клеток плотного пятна). Опосредованное влияние через изменение гемадинамики в почке на процессы синтеза, секреции и выведения ренина может оказывать активация симпатических нервов почки. Описанные три механизма управления процессами синтеза, секреции и выведения ренина: (а) действие через β₁-адренорецепторы, (б) эндогенный (внутрипочечный) барорецепторный механизм и (в) механизм с участием клеток плотного пятна могут взаимодействовать как агонисты и антагонисты. Модифицировать = FIGURE 40.1 Diagram of efferent innervation of the kidney. A5 area, A5 noradrenergic cell group in the caudal ventrolateral pons; CD, collecting duct; CRN, caudal raphe nuclei; DCT, distal convoluted tubule; NTS, nucleus tractus solitarius; JGCs, juxtaglomerular cells; PT, proximal tubule; PVN, paraventricular nucleus of the hypothalamus; TALH, thick ascending limb of Henle’s loop; RVLM, rostral ventrolateral medulla.
     Норадреналин, выделяемый расширениями симпатических терминалей почек, также действует непосредственно на эпителиальные клетки почечных канальцев и ускоряет реабсорбцию воды и растворенных в ней веществ из жидкости полости канальцев. Такое действие норадреналина осуществляется в большинстве сегментов нефрона, но больше всего оно проявляется в проксимальных канальцах. Хотя непосредственное действие норадреналина оказывается на транспорт веществ в эпителиальных клетках, он опосредованно влияет на объёмную скорость кровотока в почках и на скорость фильтрации в почечных тельцах, уменьшая экскрецию воды и растворенных в ней электролитов. Непосредственное влияние норадреналина на транспорт веществ в канальцах нефрона осуществляется при его взаимодействии с α₁-адренорецепторами. Результат является следствием следующей последовательности процессов (фосфолипазно-кальциевый механизм передачи информации в клетку): (1) взаимодействие с трансмембранным рецептором и активация Gq-белка (посредник передачи информации от рецепторов клеточной мембраны к эффекторным белкам, вызывающим реакцию клетки), (2) активация профосфолипазы C-b с образованием фосфолипазы C-b, расщепляеющей PIP2 (мембранный фосфоинозитол) на две молекулы: инозитол-3-фосфат (IP3) и диацилглицерид (каждая из этих молекул является вторичным посредником), (4) IP3 связывается со своими рецепторами на мембране эндоплазматического ретикулума, что приводит к выведению в цитоплазму ионов кальция (ионы кальция могут запускать многие клеточные реакции), (5) активация ионами кальция фосфатазы кальциневрина, (6) кальциневрин запускает дефосфорилирование и активацию Na⁺-K⁺ ATФ-азы. Стимуляция почечных симпатических нервов отчетливо уменьшает объёмную скорость кровотока в почке и скорость фильтрации в почечных тельцах. При активации α₁-адренорецепторов норадреналином происходит уменьшение микроциркуляции. Этот результат является следствием следующей последовательности процессов: (1) взаимодействие с трансмембранным рецептором и активация Gq-белка (посредник передачи информации от рецепторов клеточной мембраны к эффекторным белкам, вызывающим реакцию клетки), (2) активация профосфолипазы C-b с образованием фосфолипазы C-b, расщепляеющей PIP2 (мембранный фосфоинозитол) на две молекулы: инозитол-3-фосфат (IP3) и диацилглицерид (каждая из этих молекул является вторичным посредником), (3) IP3 связывается со своими рецепторами на мембране эндоплазматического ретикулума, что приводит к выведению в цитоплазму ионов кальция; одновременно, диацилглицерол вызывает активацию протеинкиназы С. При этом, приносящие артериолы более чувствительны к действию норадреналина, чем выносящие артериолы. В результате такой особенности при действии норадреналина может уменьшаться гидравлическое давление в капиллярах клубочка почечного тельца. Таким образом, при действии норадреналина скорость фильтрации в отдельном нефроне может уменьшаться по трем причинам: (1) уменьшение гидравлического давления в капиллярах клубочка, (2)сокращение мезангиальных клеток нефрона, (3) уменьшение объёмной скорости кровотока.
     Гемадинамические изменения в нефронах запускаются не только с α₁-адренорецепторов. Сужение артериол почечного тельца может быть также обусловлено участием α₂-адренорецепторов и Y1-рецепторов посредством деактивации аденилатциклазы через Gi-белки.
     Фермент аденилатциклаза катализирует превращение АТФ в цАМФ. В общем аденилатциклаза может либо активироваться Gs-белком (stimulating), либо деактивироваться Gi-белком (inhibiting). Образовавшийся при активации цАМФ связывается с цФМФ-зависимой протеинкиназой (протеинкиназа А, PKA) и активирует ее. Протеинкиназа А участвует в фосфорилировании белков-эффекторов. Увеличение или уменьшение концентрации белков-эффекторов непосредственно влияет на конкретные структуры и процессы (исполняется управление) в клетке.




Рис FIGURE 21-1 Schematic illustration of the second messenger hypothesis (гипотеза вторичного переносчика информации). This hypothesis, supported by decades of research, states that many types of first messengers in the brain, through the activation of specific plasma membrane receptors and G proteins, stimulate the formation of intracellular second messengers, which mediate many of the biological responses of the first messengers in target neurons. Prominent second messengers in the brain include cAMP, cGMP, Ca2+, the metabolites of phosphatidylinositol (PI) (e.g. inositol triphosphate and diacvlglycerol) and of arachidonic acid (AA) (e.g. prostaglandins, prostacychns, thromboxanes, leukotrienes), and nitric oxide (NO), == 2_69/Autonomic_Nervous_System2ed_2004.pdf = с. 158


INNERVATION OF THE KIDNEY +++ FIGURE 40.2 Summary of autonomic receptors in the kidney. a1, a1-adrenoceptors; A1, A1 adenosine receptor; Ach, acetylcholine; Ang II, angiotensin II; ANP, atrial natriuretic peptide; b1, b1-adrenoceptors; Epi, epinephrine; NE, norepinephrine; NO, nitric oxide; NPY, neuropeptide Y; PGs, prostaglandins; Y1, Y1 receptors for neuropeptide Y; Y2, Y2 receptors for neuropeptide Y. 2_69/Autonomic_Nervous_System2ed_2004.pdf = с. 158 REFLEX REGULATION OF BLOOD VOLUME Управление функциями почки вегетативным отделом нервной системы осуществляется рефлекторно посредством рефлекса, который смягчает резкие изменения объёма крови, и позволяет быстро восстанавливать объём крови к нормальным значениям после резкого увеличения или уменьшения объёма крови. Увеличение объёма крови воспринимается барорецепторами кровеносных сосудов лёгких и левого предсердия. Сигналы от барорецепторов по афферентным волокнам в составе блуждающего нерва поступают к ядрам одиночного тракта (см. в отдельном окне схему. Далее информация об изменении объёма крови от нейронов этих ядер поступает к неспецифическим центрам гипоталамуса, координирующим функции системы выделения, системы дыхания и системы кровообращения, организуя их наилучшее взаимодействие. В итоге с участием многих нейрогенных и гормональных средств управления изменяется кровоток в почках, скорость фильтрации и реабсорбции в канальцах. Например, посредством изменения секреции антидиуретического гормона и его концентрации в крови может изменяться выведение Na⁺ и воды и восстанавливаться до нормы объём крови. Рефлекторные влияния с одной почки на другую. Модифицировать = FIGURE 40.3 Reflex regulation of blood volume by the renal autonomic system. ADH, antidiuretic hormone; CNS, central nervous system; GFR, glomerular filtration rate; RBF, renal blood flow. THE RENORENAL REFLEX Because two kidneys regulate blood volume, pressure, and composition, it is not surprising that a mechanism exists to balance these critical tasks between the two kidneys. This mechanism is the renorenal reflex (Fig. 40.4). Increased renal blood flow and glomerular filtration rate to one kidney results in ipsilateral increases in renal venous and pelvic pressures because of greater volumes of blood and urine, respectively, in those compartments. Pressure in the renal venous and pelvic structures activates renal mechanoreceptors residing in the major renal veins, the renal pelvis, and the corticomedullary connective tissue. Release of substance P and calcitonin gene–related peptide from afferent nerve endings, as well as local formation of prostaglandin E2, may augment the discharge of afferent renal sensory nerves [8]. Renal afferent nerves have their cell bodies in the ipsilateral dorsal root ganglia (T10-L1), and incoming signals pass through the spinal cord to cardiovascular/renal integration centers in the central nervous system. With increased incoming afferent traffic from the ipsilateral kidney, these centers of integration command a decrease in efferent renal sympathetic nerve activity to the contralateral kidney, which results in increases in renal blood flow to and glomerular filtration by the contralateral kidney, thereby increasing the workload on the contralateral kidney. Moreover, diuresis and natriuresis by the contralateral kidney gradually decreases arterial blood pressure, which ultimately reduces the renal blood flow and glomerular filtration rate of the ipsilateral kidney. The net result is a near equal renal blood flow and glomerular filtration rate between the kidneys and, consequently, an equal sharing of the workload of maintaining a constant blood volume, pressure, and composition (see Fig. 40.4). AUTONOMIC CONTROL OF THE KIDNEY IN PATHOPHYSIOLOGIC STATES The relation between mean arterial blood pressure and the renal excretion rate of sodium—that is, the renal Модифицировать = FIGURE 40.4 Shown is how the renorenal reflex distributes workload evenly between the kidneys. CGRP, calcitonin gene–related peptide; CNS, central nervous system; GFR, glomerular filtration rate; PGE2, prostaglandin E2; RBF, renal blood flow; SP, substance P; DRG, dorsal root ganglia. pressure-natriuresis curve—determines long-term levels of arterial blood pressure. Increased renal efferent sympathetic nerve activity impairs renal sodium excretion and shifts the renal pressure-natriuresis curve to the right such that greater long-term levels of blood pressure are required to maintain sodium excretion in balance with sodium intake [9]. It is not surprising, therefore, that efferent renal sympathetic nerve activity contributes to the pathophysiology of hypertension [8]. Evidence for this conclusion includes: (1) complete renal denervation delays or attenuates, or both, the development of hypertension in a wide spectrum of experimental animal models; (2) efferent renal sympathetic nerve activity is usually increased in hypertension; (3) chronic low-level renal nerve stimulation or chronic intrarenal infusions of norepinephrine induce hypertension; and (4) sympatholytic drugs decrease blood pressure. It is certain, however, that the pathophysiology of hypertension is multifactorial and that efferent renal sympathetic nerves are only one among several participating mechanisms. Renal retention of NaCl and water is a prerequisite for edema formation in congestive heart failure, hepatic cirrhosis, and nephrotic syndrome. In these pathophysiologic states, blood pressure, intravascular extracellular fluid volume, or both are often diminished, even though total extracellular fluid volume is usually expanded. These perturbations inappropriately engage an arterial baroreceptormediated or cardiopulmonary baroreceptor-mediated reflex increase in efferent renal sympathetic nerve activity, or both, which contributes significantly to the retention of NaCl and water and, consequently, to the edematous state. Accordingly, maneuvers that attenuate efferent renal sympathetic nerve activity—for example, head-out water immersion, bilateral lumbar sympathetic anesthetic block, and administration of sympatholytics—increase NaCl and water excretion in edema associated with heart, liver, or kidney disease [9, 10]. Текст