Глава 9. Гормональные механизмы осморегулирующего рефлекса.

Ещё Верней в своей первой работе пытался доказать, что вазопрессин является главным звеном в осморегулирующем механизме. В то время методика определения содержания вазопрессина в крови ещё не была разработана, и потому об его участии в реакции можно было судить только на основании косвенных данных, полученных на гипофизэкотмированных собаках и при введении питуитрина. В первом случае осмотическое раздражение переставало вызывать антидиуретическую реакцию, во втором наблюдалась реакция, весьма сходная с той, которую вызывают гипертонические растворы, введённые в сонную артерию. На этом основании Вернеем и был сделан вывод ведущем значении вазопрессина в осморегуляции.

Обнаружение периферических осморецепторов и создание представления об осморегулирующем рефлексе вновь потребовало тщательного изучения этого вопроса. Не вызывало сомнения участие вазопрессина в осморегулирующем рефлексе. Об этом свидетельствовали опыты на гипофизэктомированных собаках, данные, полученные при электрофизиологическом изучении центральной части рефлексов, количественный анализ почечной функции. Однако, с одной стороны, необходимо было получить непосредственное доказательство, а с другой – исследовать изменения главного гормонального фактора по ходу осморегулирующей реакции.

Наиболее обстоятельная работа такого рода выполнена Т.В.Перехвальской(1966,1969,1970). Она определяла антидиуретическую активность крови (АДА) на крысах по методике Дж. Геллера [Heller,Stule,1959] и окситотическую (ОА) по видоизменённой методике П.Гольтона[Holton,1948] на роге матки крысы. В качестве среды, в которую помещался рог, использовался раствор Тироде с пониженной концентрацией кальция для уменьшения его спонтанной активности. Регистрация сокращений рога осуществлялась весьма чувствительной механической системой. Изучалось изменение АДА и ОА крови собак при осморегулирующих рефлексах с печени, сердца и лёгких.

Как правило, брались две-три пробы крови, одна из которых всегда была фоновая. В качестве раздражителей применялись растворы хлорида натрия в концентрации 523-883 ммоль/л, которые вводились в кровоток соответствующего органа в количестве 0,5 мл на килограмм веса в течение 30 с.

Введение раствора натрия(523 ммоль/л) в кровоток печени вызывало торможение диуреза в среднем на 57,9% от исходного уровня при длительности реакции около 40 мин. В фоновой пробе крови АДА обычно определить не удавалось, что соответствовало данным других авторов, пытавшихся определить АДА биологическим методом у гидратированных животных. Только радиоиммуннохимическая методика позволяет в этих условиях определить следы АДГ(1,5-3 пг/мл). [Tokihisa e.a.,1980]. При максимальном снижении диуреза наблюдалось увеличение АДА, достигавшее в некоторых опытах 25-30 мкед и составлявшее в среднем 12,7 мкед/мл. После окончания реакции АДА снижалась до 5, 2 мкед/мл.

Такая же, но более отчётливая закономерность прослежена при введении растворов хлорида натрия(883 ммоль/л). В 13 опытах исходный фон также равнялся нулевому. В первые 15 минут после начала реакции АДА увеличивалась до 12, 6 мкед/мл, впрочем, в 7 опытах изменения не наблюдались. При максимальном снижении диуреза примерно через 30-40 мин АДА увеличивалась во всех опытах, достигая нередко 35-75 мкед/мл и составляя в среднем 35,4 мкед/мл. После окончания реакции АДА резко снижалась во многих опытах, падая до нуля(9 опытов) и составляя в среднем 4.1 мкед/мл (рис.16).

Аналогичные результаты получены при исследовании рефлексов с других органов, и хотя опытов было поставлено меньше, данные вполне достоверны. Например, в 6 опытах на 3 собаках, которым в левое предсердие через зонд, укреплённый в ушке, вводили раствор хлорида натрия(523 ммоль/л), было установлено увеличение АДА до 5-30 мкед/мл с последующим снижением после окончания реакции д 1-4 мкед/мл.

Рис. 16 Изменение антидиуретической активности крови при введении в портальный кровоток хлорида натрия в концентрации 523 мМ/л. Среднее из 8 опытов

По оси абсцисс (справа) – антидиуретическая активность. Сплошная линия – изменение диуреза, столбики – изменение антидиуретической активности крови.

В 2 опытах с раздражением рецепторного поля лёгких наблюдалось увеличение активности до 10-130 мкед/мл.

Эти данные отчётливо демонстрировали связь между уровнем секреции вазопрессина и антидиуретической осморегулирующей реакцией. Наряду с изменением АДА, Т.В.Перехвальской(1970) было исследовано изменение окситотической активности крови. Обнаружилось, что по ходу реакции ОА прогрессивно нарастает. Вначале значение этого факта было неясно, и лишь последующий анализ выявил связь между увеличением ОА и проявлением натриуретического компонента осморегулирующего рефлекса.

В 28 опытах с введением раствора хлорида натрия (883 ммоль/л) в кровоток печени наблюдалось совпадение во времени увеличения ОА с проявлением натриуретической реакции. В 10 опытах, где натриуретическая реакция отсутствовала, не изменялась и ОА крови.

В опытах на гипофизэктомированных собаках был показано, что ОА зависит от изменения титра окситоцина, а не окситоциноподобных веществ, типа серотонина и т.п. после гипофизэктомии наблюдалось исчезновение изменений ОА и натриуретической реакции в ответ на введение гипертонического раствора в кровоток воротной вены.

Весьма убедительные данные, подтверждающие значение окситоцина для проявления натриуретической реакции, получены в опытах с внутривенным введением гормона.

Как известно, вазопрессин, который вводился многими исследователями, вызывает хотя и не особенно интенсивную, но отчётливо выраженную натриуретическую реакцию[Anslow,Wesson,1955;Brooks,Pickford,1958;Chan,Sowyer,1962;Humphreys e.a.,1970;Balment e.a.,1979]. Феномен вазопрессорного натриуреза хорошо проявляется на фоне умеренного водного диуреза, и, как правило, его не удаётся получить при низком спонтанном диурезе.

Слабое натриуретическое действие окситоцина, по эффективности значительно уступающее вазопрессину, также описано в литературе[Chalmers e.a.,1951;Kramer e.a.,1966].

По данным Т.В.Перехвальской(1970), которая неоднократно вводила эти гормоны как раздельно, так и совместно, причём в различных соотношениях, каждый гормон в отдельности вызывал слабый натриурез. Совсем другое действие оказывали эти гормоны при совместном введении или когда инъецировался питуитрин «Р», являющийся смесью этих гормонов. При небольшом исходном водном диурезе(1 мл/мин·м²) введение смеси вазопрессина и окситоцина в соотношении 1:4 вызывало натриуретическую реакцию столь интенсивную, что за время её развития терялось до 3,5 мэкв натрия.

Выяснению значимости такой реакции для регуляции натриевого гомеостаза посвящена работа Л.Я.Кузнецовой(1978). При этом питуитрин в небольшом объёме физиологического раствора вводили капельно внутривенно на протяжении всего опыта. При этом создавалась примерно такая ситуация, какая может сложиться в организме при физиологических условиях в связи с увеличением секреции эндогенных нейропептидов.

Контрольные опыты показали, что капельное введение одного физиологического раствора вызывало незначительное увеличение натриуреза (рис.17). Добавление в этот раствор питуитрина(4 мед/мл) вело к резкому снижению диуреза и столь же значительному увеличению натриуреза, что за 3-4 ч опыта животное могло потерять до 100 мэкв. натрия (рис.18).

Рис. 17

Изменение диуреза и натриуреза при капельном внутривенном введении физиологического раствора 1650 мл за 3 ч.

Сплошная линия – диурез, штриховая – натриурез. Стрелка – начало введения раствора.

Эти опыты наглядно демонстрировали значение нейропептидов в осморегуляции. Особенно чётко их действие показано на собаках, у которых осморегулирующий рефлекс протекал без изменения натриуреза или при слабо выраженном увеличении экскреции натрия. Обычно это происходило тогда, когда наблюдалась низкая фоновая экскреция натрия. Рефлекс в этом случае проявляется только в торможении диуреза. Если на этом фоне минут через 30-40 после начала торможения ввести внутривенно окситоцин(2 мед/кг), то торможение диуреза дополнялось значительным увеличением экскреции натрия и реакция приобретала типичный для осморегулирующего рефлекса вид (рис.19). Видимо, натриурез не проявлялся в связи с отсутствием секреции окситоцина. Экспериментальная проверка такого предположения подтвердтила его справедливость. При непосредственном изучении окситотической активности крови таких собак обнаружилось, что увеличивалась только вазопрессорная активность, а окситотическая не изменялась.

Рис. 18

Изменение диуреза и натриуреза при капельном введении физиологического раствора, содержащего питуитрин в концентрации 4 мед/мл. Скорость введения 1мл/мин.

Обозначения те же, что и на рис. 17.

Все данные, приведённые выше, позволяют сделать вывод о ведущем значении нейропептидов в осморегулирующей реакции. Какова же роль в этих процессах альдостерона, этого классического натрийрегулирующего гормона?

Со времени, когда впервые удалось установить, что альдостерон является мощным натрийзадерживающим фактором, накопилась огромная литература, касающаяся всех сторон действия этого гормона на почки. Не вызывает сомнения участие альдостерона в регуляции натриевого гомеостаза при изменении объёма крови и жидкостей организма [Farell,1958;Pocc,1962;Gauer,Henri,1963;Колпаков,1967,1978]. Несомненна роль альдостерона в патологии, когда в связи с гиперсекрецией гормона происходит ретенция натрия [Марков,1970;Ратнер,1974;Коган, Поляк,1978]. И хотя, как теперь известно, альдостерон не единственный гормон, принимающий участие в регуляции натриуреза, большое значение его в этом процессе не вызывает сомнения. Участие альдостерона в осморегуляции практически не изучалось, поскольку механизмы, обеспечивающие эту сторону гомеостаза, исследованы ещё очень мало [Попова,1968,1969,1971].

Рис. 19

Изменение натриуреза (штриховая линия) и диуреза (сплошная линия) в осморегулирующем рефлексе с печени при внутривенном введении окситоцина(2 мед/кг). Первая стрелка – момент введения раствора хлорида натрия(5%), вторая – окситоцина.

Когда обнаружилось, что осморегулирующий рефлекс проявляется не только в торможении диуреза, но и в увеличении натриуреза, возникло подозрение, не связано ли это с изменением секреции альдостерона. Однако направленность реакции и то, что она проявляется в виде натриуреза, а не антинатриуреза, и короткий латентный период делали такое предположение маловероятным. Тем не менее, было предпринято исследование роли альдостерона в механизме осморегулирующего рефлекса.

Вначале были проделаны опыты на собаках с тотальной адреналэктомией. Удовлетворительное состояние животных поддерживалось введением преднизолона или гидрокортизона(1,25 или 2,5 мг на 1 кг веса соответственно), а минералокортикоидная функция замещалась введением пониженных доз ДОКА или альдостерона (0,3-).5 мг или 0,5γ на 1 кг веса). Гормональные препараты вводились один раз в сутки за 20-24 ч до опыта.

В 38 опытах на 8 собаках установлено, что осморегулирующий рефлекс с печени, вызванный введением в воротную вену раствора хлорида натрия(523 ммоль/л), существенно изменялся. Исчезал его натриуретический компонент при сохранении антидиуретической реакции, которая достигала в среднем глубины 39,5% и длительности 59,7 мин. Вместо увеличения натриуреза наблюдалось даже снижение экскреции катиона в среднем на 38, 4%(рис.20).

Рис. 20

Изменение диуреза (сплошная линия) и натриуреза (штриховая) при введении в портальный кровоток адреналэктомированной собаки 5 мл 3%-ного раствора хлорида натрия.

Стрелка – введение раствора.

Такая же картина наблюдалась при введении гипертонических растворов глюкозы(1070 ммоль/л), изоосмотичных раствору хлорида натрия с концентрацией 523 ммоль/л. Это свидетельствовало об осморецепторной природе реакции.

Как и в норме, изменение диуреза у этих животных происходило за счёт увеличения секреции вазопрессина, о чём можно было судить по увеличению канальцевой реабсорбции воды. Однако в отсутствие альдостерона вазопрессин и окситоцин переставали оказывать присущее им в норме натриуретическое действие.

Этот вывод подтверждён опытами следующей серии, в которой адреналэктомированным собакам внутривенно вводился питуитрин. В 15 опытах на 5 собаках показано, что такие введения вызывают отчётливое торможение диуреза, которое, однако, не сопровождается изменением натриуреза.

Опыты с введением адреналэктомированным собакам кортина, содержащего все кортикоиды, или подсадка в переднюю камеру глаза, а также под капсулу почки кусочка надпочечника показали, что дело здесь именно в отсутствии кортикоидов, поскольку у таких собак восстанавливалась нормальная осморегулирующая почечная реакция. В то же время заместительная терапия только с помощью глюкокортикоидов при введении ДОКА или альдостерона в малых количествах(0,5γ на 1 кг) не восстанавливала реакцию. Альдостерон, введённый в достаточной дозировке(5γ/кг) 3 собакам в 30 опытах, приводил к восстановлению нормального течения осморегулирующего рефлекса. Восстанавливалась и нормальная реакция н введение питуитрина.

Все эти факты, взятые нами из исследования, проведённого Е.Б.Поповой(1971), позволили прийти к заключению о необходимости альдостерона для нормального течения почечной реакции при осморегуляции. Было высказано предположение, что альдостерон выполняет функцию пермиссивного гормона, который создаёт необходимые условия в почке для регулирующего натриурез действия нейропептидов.

Не отрицая это предположение, мы должны в определённой степени пересмотреть его и дополнить новыми данными. В последнее время с помощью радиоиммунохимической методики показано, что содержание альдостерона в крови во время осуществления осморегулирующего рефлекса снижается. Значение этого факта, хотя он и требует дальнейшего анализа, чрезвычайно велико. Само по себе снижение титра альдостерона в крови может привести к увеличению натриуреза. Однако реакция не проявляется у гипофизэктомированных животных, которые не выделяют нейропептиды или, возможно, не изменяют секрецию альдостерона (вопрос этот пока не исследован).

Создаётся впечатление, что само по себе уменьшение секреции альдостерона не может привести к увеличению экскреции натрия; необходимо, чтобы одновременно увеличивалось выделение нейропептидов.

Видимо, для обеспечения закономерного изменения натриуреза в осморегулирующем рефлексе нужно взаимодействие на уровне почки, по крайней мере, трёх гормонов, из которых концентрация в крови двух (вазопрессина и окситоцина) увеличивается, а одного (альдостерона) снижается.