生理学——抗利尿激素

学术 2025-01-05 07:00 上海

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抗利尿激素（ADH）是一种肽类激素，其作用是对抗或抑制利尿作用（即过度的尿液生成）。

抗利尿激素也被称为加压素（vasopressin），因为它能引起血管收缩，即血管的收缩。

因此，抗利尿激素通过防止过多尿液的生成来促进保留水分，同时引起血管收缩，这两种作用共同有助于增加血压。

大脑有两个相互连接的结构：下丘脑和垂体。这两个结构通过垂体柄相连。

下丘脑是大脑的一部分，包含多个核团，即神经元的簇。这些核团中的两个——室旁核（paraventricular nucleus）和视上核（supraoptic nucleus）含有分泌抗利尿激素（ADH）的神经元。

当抗利尿激素（ADH）产生时，它沿着这些神经元的轴突传递，这些轴突上有小的膨大部分，称为赫令体（Herring bodies），在这里储存着抗利尿激素。

当身体需要更多抗利尿激素（ADH）时，储存的激素被释放，并沿着轴突通过垂体柄继续传递。

然后，抗利尿激素（ADH）被释放到垂体后叶，那里是靠近毛细血管床的间质组织，ADH可以轻松地进入血液循环。

假设今天是一个阳光明媚的日子，而你忘记带水了。首先，当你走动时，你会以出汗以及口鼻呼气的方式流失水分——这些都是不可察觉的水分丧失。如果没有喝水，你很快就会脱水。这会导致你的血浆渗透压增加，因为血液中的液体水平下降，但溶质颗粒的总数大致保持不变。

与此同时，两件事情开始同时发生。首先，大脑中有一个叫做前下丘脑的区域，这里有一群叫做视上核（supraoptic nuclei）的神经元，它们含有渗透感受器，能够感知渗透压的微小变化，甚至是1mOsm/L的变化。这些神经元始终在监测通过的血液，并且它们有一个特殊的通道叫做水通道蛋白4（aquaporin 4），它允许水分自由地进出细胞。

当血液渗透压较高时，水分通过渗透作用从这些细胞移出进入血液，导致神经元收缩。

当渗透压超过正常设定值290至300mOsm/L时，这些神经元会发放动作电位，向下丘脑发送信号，触发口渴反应——于是我们会去拿水瓶喝水。

它还会触发下丘脑分泌更多的抗利尿激素（ADH），然后将其释放到血液中。

当抗利尿激素（ADH）与AVPR2结合后，细胞内的G蛋白被激活，随后它会进一步信号传递，促使膜结合的腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase）将ATP转化为cAMP。

cAMP水平的增加会导致两件事情：首先，它向细胞发出信号，促使其产生更多的水通道蛋白，即水通道蛋白2（aquaporin 2），这些蛋白通常位于主细胞内的囊泡中；其次，它促使装载有水通道蛋白2的囊泡与细胞膜融合，使这些水通道蛋白2嵌入细胞的顶膜表面——即面向肾小管腔的那一侧。

这些水通道蛋白最终只允许水从肾小管腔内移动到衬有肾单位的细胞中，并最终回到血液中。

这种过程与多喝水的作用类似，通过稀释血液，使血浆渗透压恢复到正常水平。

一旦血浆渗透压恢复正常，血液中的水通过渗透作用进入渗透感受器，使其膨胀，从而阻止其向下丘脑发出信号停止分泌抗利尿激素（ADH）。

有时，当血容量大幅减少时，例如在大出血或三度烧伤的情况下，因失去大量血浆会导致血压显著下降。

低血压由位于颈动脉附近和主动脉弓的压力感受器检测到，这些感受器向下丘脑发送信号以增加抗利尿激素（ADH）的分泌。

肾脏的入球小动脉中还存在被称为近球小管细胞的压力感受器，当它们被触发时，会导致肾脏分泌一种酶——肾素（Renin）。

肾素是一种进入血浆的酶，它的主要底物是由肝脏产生并始终存在于血液中的血管紧张素原。当肾素与血管紧张素原结合时，会切除血管紧张素原的大部分蛋白结构，留下一个小片段，称为血管紧张素I。这有点像从巨大的牡蛎中发现了一颗小珍珠。

血管紧张素I在血液中漂流，直到到达身体的各种毛细血管。

现在，内皮细胞，特别是那些位于肺部血管内壁的细胞，表面有一种叫做血管紧张素转化酶（ACE）的酶。

血管紧张素转化酶抓住血管紧张素I并切掉它的两个氨基酸，留下一个更小的蛋白质，这个蛋白质是一种非常强大的激素，叫做血管紧张素II。

血管紧张素II刺激下丘脑分泌更多的抗利尿激素（ADH）。

现在，抗利尿激素（ADH）可以通过两种方式增加血压。首先，ADH增加远曲小管和集合管中的水通道蛋白2（aquaporin 2）的数量，这些水通道蛋白将水从尿液中重吸收，并补充血浆容量。

其次，ADH作用于动脉中的平滑肌细胞，导致它们收缩，从而增加外周血管阻力和血压。当这种情况发生时，压力感受器会检测到血压的升高，并向下丘脑发送抑制信号，进而停止ADH的分泌。

往期回顾：

以上图片内容来源：Osmosis.org

原文链接🔗：

https://www.osmosis.org/learn/Antidiuretic_hormone?from=/md/foundational-sciences/physiology/endocrine-system/pancreatic-hormones

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