Tubuloglomerular haqida fikr - Tubuloglomerular feedback

In buyrak fiziologiyasi, tubuloglomerulyar teskari aloqa (TGF) a mulohaza ichidagi tizim buyraklar. Har birida nefron, ma'lumotlari buyrak tubulalari (ning pastki oqimi quvurli suyuqlik ) ga signal beriladi glomerulus (yuqori oqim sohasi). Tubuloglomerular geribildirim buyrakni tartibga solish uchun foydalanadigan bir nechta mexanizmlardan biridir glomerulyar filtratsiya darajasi (GFR). Bu kontseptsiyani o'z ichiga oladi purinergik signalizatsiya, unda distal naycha ko'paygan natriy xlorid kontsentratsiyasi ning bazolateral chiqarilishini keltirib chiqaradi adenozin dan makula-densa hujayralar. Bu oxir-oqibat GFRni tegishli darajaga olib chiqadigan voqealar kaskadini boshlaydi.[1][2][3]

Fon

Buyrak qon plazmasining elektrolitlar kontsentratsiyasini, ozmolyalligini va kislota-ishqor muvozanatini hujayraning samarali faoliyatiga mos keladigan tor chegaralarda saqlaydi; buyrak esa qon bosimini boshqarishda va butun organizmning doimiy suv hajmini saqlashda ishtirok etadi [4]

Nefronning tuzi va suv muvozanatini saqlash qobiliyatiga putur etkazmaslik uchun buyrakning normal ishlashi uchun nefron orqali suyuqlik oqimi tor doirada saqlanishi kerak.[5] Tubuloglomerulyar teskari aloqa (TGF) GFRdagi o'zgarishlarni aniqlash va tuzatish orqali quvurli oqimni tartibga soladi. Faol transepitelial transport yo'g'on tomonidan ishlatiladi Henlning past-balandligi (TAL) hujayralari lyuminal suyuqlikdan atrofdagi intersttsiyaga NaCl nasosini beradi. Naychali suyuqlik suyultiriladi, chunki hujayraning devorlari suv o'tkazmaydigan va suv yo'qotmaydi, chunki NaCl faol ravishda qayta so'riladi. Shunday qilib, TAL TGF tizimining muhim segmenti bo'lib, uning transport xususiyatlari TGF tizimining asosiy operatori sifatida ishlashga imkon beradi.[5] GFRning pasayishi TGF natijasida sezgir joyidagi NaCl kontsentratsiyasi fiziologik oralig'ida taxminan 10 dan 60 mm gacha oshirilganda sodir bo'ladi.[6]

TGF mexanizmi - bu teskari teskari aloqa davri bo'lib, unda xlorid ioni kontsentratsiyasi nefronning pastki qismida makula densa (MD), TAL uchi yaqinidagi naychali devordagi hujayralar va glomerula tomonidan seziladi. Afferent arterioldagi mushaklarning kuchlanishi sezilgan kontsentratsiya va maqsad kontsentratsiyasi o'rtasidagi farq asosida o'zgartiriladi.[5] Glomerulyar filtratsiya bosimi va quvurli suyuqlik oqimining oshishiga olib keladigan afferent arteriolaning vazodilatatsiyasi, MD hujayralari maqsadli qiymatdan past bo'lgan xlor konsentratsiyasini aniqlaganda sodir bo'ladi. TAL ichidagi suyuqlik oqimining yuqori darajasi quvurli suyuqlikni suyultirish uchun kamroq vaqtni beradi, shunda MD xlorid konsentratsiyasi oshadi.[5] Agar xlorid konsentratsiyasi belgilangan qiymatdan yuqori bo'lsa, glomerulyar oqim kamayadi. Yassi mushak hujayralarini afferent arteriolada toraytirib, MDda xlorid konsentratsiyasining pasayishiga olib keladi. TGF Henle pastadirining distal qismiga suyuqlik va erigan moddalarni etkazib berishni barqarorlashtiradi va filtrlash tezligini ushbu mexanizmlar yordamida ideal qiymatiga yaqin ushlab turadi.

Mexanizm

The makula-densa -ning tutashgan joyida zich joylashgan epiteliya hujayralarining to'plamidir qalin ko'tarilgan a'zo (TAL) va distal o'ralgan tubulalar (DCT). TAL buyrak po'stlog'idan ko'tarilayotganda, o'ziga xos narsalarga duch keladi glomerulus, makula densasini orasidagi burchak ostida ushlab turish uchun afferent va efferent arteriolalar. Makula densaning holati distal nefron orqali oqim tezligining o'zgarishiga javoban afferent arteriolar qarshiligini tezda o'zgartirishga imkon beradi.

Macula densa quvurli suyuqlik tarkibidan GFR ko'rsatkichi sifatida foydalanadi. Natriy xloridning katta konsentratsiyasi GFR darajasining ko'tarilishini, past natriy xlorid konsentratsiyasi esa tushkun GFR ni ko'rsatadi. Natriy xlorid makula densa orqali asosan apikal orqali seziladi Na-K-2Cl tashuvchisi (NKCC2). TGF va NKCC2 o'rtasidagi munosabatlarni administratsiyasi orqali ko'rish mumkin pastadirli diuretiklar kabi furosemid.[7] Furosemid makula-densada NKCC2 vositachiligida NaCl reabsorbsiyasini bloklaydi, bu esa renin ajralishini kuchayishiga olib keladi. Pastadir diuretikasini hisobga olmaganda, makula-densada NKCC2 orqali NaCl reabsorbtsiyasining pasayishiga olib keladigan odatiy holat bu NaCl ning past naychali lümen konsentratsiyasi. Makula-densada NKCC2 orqali qabul qilingan NaCl ning kamayishi reninning chiqarilishini kuchayishiga olib keladi, bu esa plazma hajmining tiklanishiga va afferent arteriolalarning kengayishiga olib keladi, bu esa buyrak plazmasi oqimining ko'payishiga va GFRning oshishiga olib keladi.

Makula densaning GFR ning pasayishiga olib keladigan naychali lümendeki yuqori natriy xlorid kontsentratsiyasini aniqlashi kontseptsiyaga asoslangan. purinergik signalizatsiya.[1][2][8]

Qalin ko'tarilgan a'zodagi quvurli suyuqlik oqimining ko'payishiga / makula-densada natriy xlorid (tuz) kontsentratsiyasining oshishiga javoban:

  1. Glomerulada yuqori filtratsiya yoki natriy va suvning reabsorbtsiyasining kamayishi Proksimal aralashtirilgan naycha makula-densadagi naychali suyuqlik natriy xloridning yuqori konsentratsiyasiga ega bo'lishiga olib keladi.
  2. Apikal Na-K-2Cl transportyorlari Makula densa hujayralari yuzasida joylashgan (NKCC2) suyuqlikka yuqori natriy konsentratsiyasi bilan ta'sir qiladi va natijada hujayralarga ko'proq natriy tashiladi.
  3. Makula-densa hujayralari etarli emas Na / K ATPases qo'shilgan natriyni ajratish uchun ularning bazolateral yuzasida. Bu hujayraning ko'payishiga olib keladi osmolarlik.
  4. Suv hujayraga osmotik gradyan bo'ylab oqadi va hujayraning shishishiga olib keladi. Hujayra shishib ketganda, ATP bazolateral, streç-faollashtirilgan, tanlanmagan Maxi-Anion kanali orqali qochib ketadi.[9] Keyinchalik ATP konvertatsiya qilinadi adenozin tomonidan ekto-5′-nukleotidaza.[10]
  5. Adenozin afferent arteriolani yuqori affinitiv bilan bog'lab toraytiradi A1 retseptorlari[11][12] a Gmen/ Go. Adenozin juda past darajadagi yaqinlik bilan bog'lanadi A2A va A2B[13] efferent arteriolalarning kengayishini keltirib chiqaradigan retseptorlari.[12]
  6. Adenozinning to bilan bog'lanishi A1 retseptorlari G ni o'z ichiga olgan murakkab signal kaskadini keltirib chiqaradimen subunitni o'chirish Ac Shunday qilib, CAMP va G ni kamaytiradio subbirlik faollashtirilmoqda PLC, IP3 va DAG.[14] IP3 hujayra ichidagi kaltsiyning ajralishini keltirib chiqaradi va bu orqali qo'shni hujayralarga tarqaladi bo'shliqqa o'tish joylari "TGF kaltsiy to'lqini" ni yaratish.[10] Bu glomerular filtrat tezligini pasaytirib, afferent arteriolar tomirlarni torayishiga olib keladi.
  7. Gmen va hujayra ichidagi kaltsiyning ko'payishi, pasayishiga olib keladi lager bu inhibe qiladi Renin juxtaglomerulyar hujayralardan ajralib chiqadi.[14] Bundan tashqari, makula-densa hujayralari Na va Cl ning yuqori konsentratsiyasini aniqlaganda, ular inhibe qiladi nitrat oksidi sintetaza (renin chiqarilishini pasayishi), ammo renin sintezi va ajralishining eng muhim inhibituvchi mexanizmi bu jakstaglomerulyar hujayra kaltsiy konsentratsiyasining ko'tarilishidir.[7]

Qalin ko'tarilgan a'zodagi quvurli suyuqlik oqimining pasayishiga javoban / kamaydi tuz makula-densadagi konsentratsiya:

  1. Glomerulada filtratsiya kamayadi yoki natriy va suvning reabsorbsiyasini Proksimal aralashtirilgan naycha makula-densadagi tubuladagi suyuqlik natriy xloridning pasaygan konsentratsiyasiga olib keladi.
  2. NKCC2 past faollikka ega va keyinchalik aktivlashtirishni o'z ichiga olgan murakkab signal kaskadini keltirib chiqaradi: p38, (ERK½), (Xarita) kinazlar, (COX-2) va mikrosomal prostaglandin E sintaz makula-densada (mPGES).[7]
  3. Bu sintez va ajralib chiqishga sabab bo'ladi PGE2.
  4. PGE2 juxtaglomerular hujayralardagi EP2 va EP4 retseptorlariga ta'sir qiladi va renin ajralishini keltirib chiqaradi.[7]
  5. Renin chiqarilishi faollashadi RAAS ko'p natijalarga olib keladi, shu jumladan GFR darajasi oshdi.

Trans-JGA signalizatsiya kaskadining muhim maqsadi glomerular afferent arteriol; uning javobi aniq vazokonstriktor tonusining oshishidan iborat bo'lib, glomerulyar kapillyar bosim (PGC) va glomerulyar plazma oqimining pasayishiga olib keladi. Efferent arteriolalar kamroq rol o'ynaydi; eksperimental dalillar vazokonstriksiyani ham, vazodilatatsiyani ham qo'llab-quvvatlaydi, ehtimol birinchisi pastki diapazonda, ikkinchisi esa NaCl konsentratsiyasining yuqori diapazonida (2). Qayta aloqa tsiklini to'xtatish orqali afferent arteriolar tonusining teskari regulyatsiyasi oldini olganda va sezgirlik mexanizmi to'yingan NaCl konsentratsiyasi bilan to'liq ishga tushirilganda, TGF GFR ni o'rtacha 45% ga va PGC ni taxminan 20% ga kamaytiradi. Afferent arteriolar qarshiligi 50% ga yoki undan kamroqga oshadi, agar Puazyelyon qonuni amal qilsa, radiusi taxminan 10% ga kamayadi. Shunday qilib, TGF tomonidan kelib chiqqan vazokonstriksiya odatda kattaligi bo'yicha cheklangan.[6]

Modulyatsiya

Medium vositasi luminal NaCl kontsentratsiyasining o'zgarishi funktsiyasi sifatida ajralib chiqadi yoki hosil bo'ladi. TGF javobining kattaligi ushbu o'zgarishlarga bevosita bog'liq. "Qisman A1 adenozin retseptorlari (A1AR) yo'q qilinishining ta'sirchan ta'siri tufayli ajralib chiqqan ATP dan hosil bo'lgan adenozin muhim TGF vositachisi sifatida taklif qilingan.[6] Modulyatsiya qiluvchi vosita lyuminal NaCl bilan bog'liq holda TGF ta'siriga ta'sir qiladi. Agentlar vazoaktiv moddalar bo'lib, ular TGF reaktsiyasining kattaligini yoki sezgirligini o'zgartiradi.[6]

Buning omillari pasayish TGF sezgirligiga quyidagilar kiradi.[15]

Henle oqim tezligining teskari aloqa javoblarini boshlash chegarasi ta'sir qiladi. Yuqori oqsilli parhez, teskari aloqa faoliyatiga bitta nefron glomerular filtratsiya tezligini oshirishga ta'sir qiladi va erta distal tubulalardagi Na va Cl konsentratsiyasini pastroq qiladi. TG teskari javobini keltirib chiqaradigan signal ta'sir qiladi. Buyrakdagi yuk oshdi yuqori proteinli parhez o'sishining natijasidir reabsorbtsiya ning NaCl.[17]

  • Birlashtiruvchi tubulali glomerular teskari aloqa (CTGF): CTGF nefronning birlashtiruvchi tubulalar segmentida natriy kontsentratsiyasining ortishi bilan boshlanadi va epiteliya natriy kanalining (ENaC) faollashuvini o'z ichiga oladi. CTGF TGF mexanizmini modulyatsiya qilish qobiliyatiga ega va tuzga sezgir gipertenziyada kuzatiladigan buyrak zararlanishini tushunishda juda muhimdir[18][19] va buyrak donorlari.[20]

Buning omillari kattalashtirish; ko'paytirish TGF sezgirligiga quyidagilar kiradi.[15]

  • adenozin
  • tromboksan
  • 5-HETE
  • angiotensin II
  • prostaglandin E2
  • aldosteron
    • Aldosteron birlashtiruvchi naycha lümeni ichida GPR30 retseptorlari va natriy / vodorod almashinuvchisi (NHE) ishtirokidagi nongenomik ta'sir orqali naychali glomerular teskari aloqa (CTGF) ni kuchaytiradi. Aldosteron birlashtiruvchi naycha lümeni ichida CAMG / PKA / PKC yo'li orqali CTGFni kuchaytiradi va O2− hosil bo'lishini rag'batlantiradi va bu jarayon glomerulyar kapillyar bosimni oshirib buyrak shikastlanishiga yordam beradi.[21]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ a b Arulkumaran N, Turner CM, Sixma ML, Singer M, Unwin R, Tam FW (2013 yil 1-yanvar). "Buyrak yallig'lanishli kasalliklarida purinergik signalizatsiya". Fiziologiyadagi chegara. 4: 194. doi:10.3389 / fphys.2013.00194. PMC  3725473. PMID  23908631. Hujayradan tashqari adenozin GFRni boshqarishga yordam beradi. Buyraklararo adenozin asosan ekto-5b-nukleotidaza (CD73) fermenti tomonidan chiqarilgan ATP, AMP yoki cAMP ning deposforillanishidan olinadi (Le Xir va Kaissling, 1993). Ushbu ferment o'z navbatida 5′-AMP yoki 5′-IMP ning adenozin yoki inozinga bo'lgan deposforlanishini katalizlaydi va asosan proksimal tubulalar hujayralarining tashqi membranalarida va mitoxondriyalarida joylashgan, ammo distal tubulada yoki yig'uvchi kanal hujayralarida emas (Miller va boshqalar). ., 1978). Makula densa tomonidan faol transportda iste'mol qilinadigan ATP 5-nukleotidaza tomonidan adenozin hosil bo'lishiga ham hissa qo'shadi (Tomson va boshq., 2000). Hujayra tashqarisidagi adenozin tomir afferent arteriolar silliq mushak hujayralarida A1 retseptorlarini faollashtiradi, natijada vazokonstriksiya va GFR kamayadi (Schnermann va boshq., 1990).
  2. ^ a b Praetorius XA, Leypsig J (1 mart 2010). "Buyrak trubkali transportini boshqarishda intrarenal purinergik signalizatsiya". Fiziologiyaning yillik sharhi. 72 (1): 377–93. doi:10.1146 / annurev-physiol-021909-135825. PMID  20148681.
  3. ^ Persson AE, Lay EY, Gao X, Karlstrem M, Patzak A (1 yanvar 2013). "Adenozin, angiotensin II va azot oksidi bilan afferent arteriolning o'zaro ta'siri tubuloglomerular teskari ta'sirchanligiga ta'sir qiladi". Fiziologiyadagi chegara. 4: 187. doi:10.3389 / fphys.2013.00187. PMC  3714451. PMID  23882224.
  4. ^ Widmaier E.P., Raff H, Strang KT (2016). Vanderning inson fiziologiyasi: tana faoliyatining mexanizmlari. Nyu-York, NY: McGraw-Hill Education.
  5. ^ a b v d Ryu H, Layton AT (mart 2014). "Sichqon buyragidagi tubuloglomerular teskari aloqasi vositasida naychali suyuqlik oqimi va distal NaCl etkazib berish". Matematik biologiya jurnali. 68 (4): 1023–49. doi:10.1007 / s00285-013-0667-5. PMC  3757103. PMID  23529284.
  6. ^ a b v d Schnermann J (2015). "Tubuloglomerular teskari ta'siridan kelib chiqqan vazokonstriksiyada bir nechta vazoaktiv signalizatsiya yo'llarining bir vaqtda faollashishi: miqdoriy baho". Fiziologiyaning yillik sharhi. 77: 301–22. doi:10.1146 / annurev-physiol-021014-071829. PMID  25668021.
  7. ^ a b v d Peti-Peterdi J, Xarris RC (iyul 2010). "Macula densa reninni chiqarishni sezish va signalizatsiya mexanizmlari". Amerika nefrologiya jamiyati jurnali. 21 (7): 1093–6. doi:10.1681 / ASN.2009070759. PMC  4577295. PMID  20360309.
  8. ^ Carlström M, Wilcox CS, Welch WJ (avgust 2010). "Adenozin A (2) retseptorlari tubuloglomerulyar teskari aloqani modulyatsiya qiladi".. Amerika fiziologiya jurnali. Buyrak fiziologiyasi. 299 (2): F412-7. doi:10.1152 / ajprenal.00211.2010. PMC  2928527. PMID  20519378.
  9. ^ Komlosi P, Peti-Peterdi J, Fuson AL, Finta A, Rosivall L, Bell PD (iyun 2004). "Macula densa bazolateral ATP chiqarilishi luminal [NaCl] va parhezli tuz iste'mol qilish bilan tartibga solinadi". Amerika fiziologiya jurnali. Buyrak fiziologiyasi. 286 (6): F1054-8. doi:10.1152 / ajprenal.00336.2003. PMID  14749255.
  10. ^ a b Burnstock G, Evans LC, Bailey MA (mart 2014). "Sog'lik va kasallikdagi buyrakdagi purinerjik signalizatsiya". Purinergik signalizatsiya. 10 (1): 71–101. doi:10.1007 / s11302-013-9400-5. PMC  3944043. PMID  24265071.
  11. ^ Spielman WS, Arend LJ (fevral, 1991). "Adenozin retseptorlari va buyrakdagi signalizatsiya". Gipertenziya. 17 (2): 117–30. doi:10.1161 / 01.HYP.17.2.117. PMID  1991645.
  12. ^ a b Vallon V, Ossvald H (2009). "Adenozin retseptorlari va buyrak". Eksperimental farmakologiya bo'yicha qo'llanma. 193 (193): 443–70. doi:10.1007/978-3-540-89615-9_15. ISBN  978-3-540-89614-2. PMC  6027627. PMID  19639291.
  13. ^ Feng MG, Navar LG (avgust 2010). "Adenozinning afferent arteriolar vazodilatator ta'siri asosan adenozin A2B retseptorlari faollashuvini o'z ichiga oladi". Amerika fiziologiya jurnali. Buyrak fiziologiyasi. 299 (2): F310-5. doi:10.1152 / ajprenal.00149.2010. PMC  2928524. PMID  20462966.
  14. ^ a b Ortiz-Capisano MC, Atchison DK, Harding P, Lasley RD, Beierwaltes WH (oktyabr 2013). "Adenozin reninning juxtaglomerulyar hujayralardan A1 retseptorlari-TRPC vositachiligi orqali chiqarilishini inhibe qiladi". Amerika fiziologiya jurnali. Buyrak fiziologiyasi. 305 (8): F1209-19. doi:10.1152 / ajprenal.00710.2012. PMC  3798729. PMID  23884142.
  15. ^ a b Boron WF, Boulpaep EL (2005). Tibbiy fiziologiya: Uyali va molekulyar yondashuv. Filadelfiya, Pa .: Elsevier Saunders. ISBN  978-1-4160-2328-9.
  16. ^ Song J, Lu Y, Lai EY, Vey J, Vang L, Chandrashekar K, Vang S, Shen S, Junkos LA, Liu R (yanvar 2015). "Macula densa-dagi oksidlanish holati angiotensin II tomonidan induktsiya qilingan gipertenziyadagi tubuloglomerular teskari ta'sirchanligini modulyatsiya qiladi".. Acta Physiologica. 213 (1): 249–58. doi:10.1111 / apha.12358. PMC  4389650. PMID  25089004.
  17. ^ Seney FD, Persson EG, Rayt FS (yanvar 1987). "Tubuloglomerulyar teskari aloqa signalini parhez oqsili bilan o'zgartirish". Amerika fiziologiyasi jurnali. 252 (1 Pt 2): F83-90. doi:10.1152 / ajprenal.1987.252.1.F83. PMID  3812704.
  18. ^ Vang H, D'Ambrosio MA, Garvin JL, Ren Y, Carretero OA (oktyabr 2013). "Gipertenziyadagi tubulalar bilan glomerulyar teskari aloqa". Gipertenziya. 62 (4): 738–45. doi:10.1161 / HYPERTENSIONAHA.113.01846. PMC  3867812. PMID  23959547.
  19. ^ Vang X, Romero, CA, Masjoan Juncos JX, Monu SR, Peterson EL, Carretero OA (dekabr 2017). "Tuzni iste'mol qilishning afferent arteriolar kengayishiga ta'siri: birlashtiruvchi naycha glomerular teskari aloqasi (CTGF)". Amerika fiziologiya jurnali. Buyrak fiziologiyasi. 313 (6): F1209-F1215. doi:10.1152 / ajprenal.00320.2017. PMC  5814642. PMID  28835421.
  20. ^ Monu SR, Ren Y, Masjoan Juncos JX, Kutskill K, Vang H, Kumar N, Peterson EL, Carretero OA (2017 yil aprel). "Naychali glomerulyar teskari aloqani bog'lash tubuloglomerulyar teskari aloqani tiklashdan keyin bir tomonlama nefrektomiyani tiklashga yordam beradi". Amerika fiziologiya jurnali. Buyrak fiziologiyasi. 315 (4): F806-F811. doi:10.1152 / ajprenal.00619.2016. PMC  6230744. PMID  28424211.
  21. ^ Ren Y, Janik B, Kutskill K, Peterson EL, Carretero OA (dekabr 2016). "Aldosteron bilan naychaning glomerulyar teskari kuchayishini bog'lash mexanizmlari". Amerika fiziologiya jurnali. Buyrak fiziologiyasi. 311 (6): F1182-F1188. doi:10.1152 / ajprenal.00076.2016. PMC  5210193. PMID  27413197.

Qo'shimcha o'qish

  • Brenner va rektorning buyragi (7-nashr). Saunders, Elsevierning izi. 2004 yil.
  • Eaton DC, Pooler JP (2004). Vanderning buyrak fiziologiyasi (8-nashr). Lange tibbiyot kitoblari / McGraw-Hill. ISBN  978-0-07-135728-9.