ВАЗОПРЕССИН (от лат. vas - сосуд и presso - давлю) (антидиуретический гормон, адиуретин), пептидный гормон гипофиза. Вазопрессин - первый полипептидный гормон, полученный искусственным путем.
Первичная структура вазопрессина у большинства млекопитающих, в том числе у человека (аргинин-вазопрессин, молекулярная масса 1084):
У некоторых животных Arg заменен на Lys (лизин-вазопрессин; мол. м. 1056). Вазопрессин близок по химическому строению окситоцину. У низших позвоночных (птицы, амфибии и рыбы) в гипофизе обнаружен природный аналог вазопрессина - вазотоцин (аргинин-вазотоцин), у которого в положении 3 находится Не (как у окситоцина) и который обладает биологической активностью как вазопрессина, так и окситоцина. При разрыве цикла и отсутствии Arg или Lys вазопрессин теряет биологическую активность.
Вазопрессин усиливает реабсорбцию воды в почечных канальцах, уменьшая мочеотделение и повышая осмотическую концентрацию мочи (антидиуретическое действие). Ключевая стадия в механизме действия вазопрессина - активация фермента аденилатциклазы и образование под ее влиянием циклического 3',5'-аденозинмонофосфата.
Вазопрессин вырабатывается нейросекреторными клетками супраоптического ядра гипоталамуса, по аксонам этих клеток достигает задней доли гипофиза, откуда под влиянием соответствующих стимулов поступает в кровь. В аксонах вазопрессин находится в комплексе с белком-носителем нейрофизином. Биосинтез вазопрессина происходит с участием рибосом. Вначале синтезируется высокомолекулярный гликозилированный белок пропрессофизин, являющийся общим предшественником для вазопрессина и нейрофизина. В результате последующего специфически ограниченного протеолиза пропрессофизина образуется вазопрессин и нейрофизин.
Типы рецепторов и внутриклеточные системы трансдукции гормонального сигнала
Все вазопрессиновые рецепторы являются классическими мембранными рецепторами, связанными с гетеротримерными G-белками.
V1A и V1B-рецепторы связаны с Gq-белками и стимулируют фосфолипазно-кальциевый механизм передачи гормонального сигнала.
V1A-рецепторы (V1R) локализованы в гладких мышцах сосудов и в печени, агонисты этих рецепторов являются когнитивными стимуляторами и устраняют нарушения в пространственной памяти, вызванные скополамином; антагонисты ухудшают воспроизведение памяти. Использование этих веществ ограничено способом введения. В качестве примера агонистов V1R, действующих на память, можно привести NC-1900 и [pGlu4,Cyt6]AVP4-9[1].
V1B (V3)-рецепторы экспрессируются в передней доле гипофиза («аденогипофиз») и головном мозге, где вазопрессин выступает в роли нейромедиатора. Они отвечают за поведенческую и нейроэндокринную адаптацию к стрессу, а также принимают участие в некоторых психиатрических состояниях, в частности, в депрессиях. Изучение этих рецепторов происходит в основном с использованием селективного антагониста SSR149415[2].
V2-рецепторы связаны с Gs-белками и стимулируют аденилатциклазный механизм передачи гормонального сигнала. Локализованы преимущественно в собирательной трубке почки. Эти рецепторы являются мишенью многих лекарств для борьбы с несахарным диабетом. В центральной нервной системе эти рецепторы могут быть мишенью для борьбы с когнитивными расстройствами, но единственным веществом, действие которого было предметом подробных исследований, является агонист этих рецепторов DDAVP (десмопрессин, 1-деамино-8-D-аргинин-вазопрессин), усиливающий память и когнитивные способности.
Физиологические эффекты
Вазопрессин является единственным физиологическим регулятором выведения воды почкой. Его связывание с V2-рецепторами собирательной трубки приводит к встраиванию в её апикальную мембрану белка водных каналов аквапорина 2, что увеличивает проницаемость эпителия собирательной трубки для воды и ведёт к усилению её реабсорбции. В отсутствие вазопрессина, например при несахарном диабете, суточный диурез у человека может достигать 20 л., тогда как в норме он составляет 1.5 литра. В экспериментах на изолированных почечных канальцах вазопрессин увеличивает реабсорбцию натрия, тогда как на целых животных вызывает увеличение экскреции этого катиона. Каким образом разрешить это противоречие, до настоящего времени не ясно.
Конечным эффектом действия вазопрессина на почки являются увеличение содержания воды в организме, рост объёма циркулирующей крови (ОЦК) (гиперволемия) и разведение плазмы крови (гипонатриемия и понижение осмолярности ).
Через V1A-рецепторы вазопрессин повышает тонус гладкой мускулатуры внутренних органов, в особенности ЖКТ, повышает сосудистый тонус и таким образом вызывает увеличение периферического сопротивления. Благодаря этому, а так же за счёт роста ОЦК, вазопрессин повышает артериальное давление. Однако, при физиологических концентрациях гормона, его сосудодвигательный эффект невелик. Вазопрессин имеет гемостатический (кровоостанавливающий) эффект, за счёт спазма мелких сосудов, а так же за счёт повышения секреции из печени, где находятся V1A-рецепторы, некоторых факторов свёртывания крови, в особенности фактора VIII (фактор Виллебранда) и уровня тканевого активатора плазмина, усиления агрегации тромбоцитов.
В аденогипофизе вазопрессин, наряду с кортикотропин-рилизинг-гормоном, стимулирует секрецию АКТГ.
В головном мозге участвует в регуляции агрессивного поведения, по-видимому, повышая агрессивность.
Биологическое значение вазопрессинав организме многообразно, при поддержании нормального осматического давления в организме, он участвует в следующих процессах:
· поддерживает артериальное давление посредством барорецепторов и прямого влияния на сосудистую стенку;
· является одним из регуляторов секреции адренокортикотропного гормона (АКТГ)
· увеличивает процесс высвобождения тиреотропного гормона (ТТГ) из тиротрофов гипофиза
· увеличивает синтез простагландинов интерстициальными клетками мозгового слоя почек
· вызывает сокращения мезанглиальных клеток клубочка;
· обладает митогенным эффектом;
· вызывает агрегацию тромбоцитов и способствует высвобождению факторов коагуляции – фактора Виллебранда, VIII фактора и активатора плазминогена тканевого типа и участвует в процессах центральной нервной системы, в частности процессах памяти.
Это многообразие действия вазопрессина объясняет его взаимодействие с двумя типами плазматических рецепторов.
Клетки аденогипофиза содержат рецепторы к окситоцину и вазопрессину, опосредующие их влияние на адренокортикотропный гормон - АКТГ.
Вазопрессин и окситоцин – гормоны задней доли гипофиза, нейрогипофизарными гормонами, так как местом образования их является гипоталамус.
Ген, ответственный за синтез вазопрессина, локализируется на 20-й хромосоме, синтез вазопрессина и окситоцина контролируются различными генами, хотя локализируются на 20-й хромосоме.
Биологическое действие окситоцина, как и вазопрессина, секретируется в гипоталамусе, направлено на стимуляцию сокращения мышц матки и миоэпителиальных клеток, окружающих альвеолы молочной железы, это обеспечивает поступление молока из альвеол в протоки железы.
Рецепторы к окситоцину, кроме молочных желез, выявляются в почках, гипоталамусе, гипофизе, в отделах центральной нервной системы.
Концентрация вазопрессина в спинномозговой жидкости ниже, чем в плазме крови, секреция гормона в спинномозговую жидкость и заднюю долю гипофиза осуществляется различными нейронами гипоталамуса. Важное значение вазопрессин имеет в регуляции гипотании, гиповолемии и других состояниях, сопровождающих стрессовую ситуацию.
Наличие тяжелого процесса полной или частичной недостаточности антидиуретического гормона – вазопрессина представляет заболевание - несахарный диабет. Симптомы несахарного диабета – полиурия и полидипсия, гипоизостенурия. Причиной заболевания является недостаток антидиуретического гормона (АДГ) или нечувствительность клеток к нему. Причинами несахарного диабета могут быть травмы, вирусные инфекции, заболевания эндокринной системы, опухоли головного мозга, наследственная природа.
Синдром неадекватной продукции вазопрессина (СНПВ) Швартца – Бартера представляет собой клинический синдром, характеризующийся независимой от факторов физиологической регуляции гиперсекрецией вазопрессина (АДГ) с формированием гипонатриемической (гипоосмолярной) гипергидратации. Избыток вазопрессина в сочетании с неограниченным примом жидкости приводит к антидиурезу (задержка воды), выделению концентрированной мочи, гипонатриемии.
Синдром неадекватной продукции вазопрессина развивается всегда вторично по отношению к другим заболеваниям или при приеме медикаментов. Первичная гиперпродукция вазопрессина в настоящее время не описана.
При синдроме изолированного гипофиза прекращается секреция всех тропных гормонов гипофиза с развитием вторичного гипогонадизма, гипотериоза, гипокортицизма, недостаточности роста. Патогномоничным для синдрома изолированного гипофиза феноменом является гиперпролактинемия.