ADH, voda i koncentrisanje urina

ADH, odnosno vazopresin, mijenja koliko vode završni nefron može vratiti iz tubularne tečnosti. Njegov signal je važan za odnos vode i rastvorenih supstanci u organizmu. Međutim, hormon ne stvara vodu niti sam određuje cijeli medularni gradijent. Koncentrisan urin zahtijeva zajednički rad senzora, hormonalnog prenosa, tubularnih kanala i očuvane osmotske arhitekture.

Od osmotskog signala do hormona

ADH se sintetiše u magnocelularnim neuronima hipotalamusa, naročito u supraoptičkom i paraventrikularnom području. Putuje aksonima do neurohipofize, odakle se oslobađa u krv. Neurohipofiza je mjesto oslobađanja, a ne glavno mjesto njegove sinteze.

Povećana efektivna osmolarnost ekstracelularne tečnosti mijenja osmotsko stanje osjetljivih ćelija i podstiče oslobađanje. Vraćanjem vode tečnost postaje manje koncentrisana, što smanjuje početni stimulus. Žeđ djeluje zajedno sa ovim mehanizmom, dodajući unos vode bubrežnom smanjenju gubitka.

Smanjena cirkulatorna zapremina ili pritisak takođe mogu pojačati ADH. Pri značajnom cirkulatornom opterećenju ovaj signal može nadjačati osmotsku težnju ka njegovom smanjenju. Zato prisutni ADH ne dokazuje da je plazma hiperosmotska: signal može odražavati potrebu održavanja cirkulacije.

V2, cAMP i AQP2

U glavnim ćelijama ADH aktivira V2 receptorski put povezan sa cAMP. On povećava unošenje AQP2 kanala u apikalnu membranu i tokom dužeg trajanja utiče na dostupnost transportnih proteina. Voda tada lakše prelazi iz lumena u ćeliju, a bazolateralni putevi omogućavaju izlaz prema intersticijumu.

AQP2 mijenja propustljivost, a ne smjer sile. Smjer određuje osmotska razlika. Ako je okolni intersticijum koncentrisaniji, voda izlazi iz tubularne tečnosti. Hormon zato ne može neograničeno koncentrisati urin kada je medularni gradijent oslabljen.

Pri niskom ADH glavne ćelije su mnogo slabije propustljive za vodu. NaCl se prethodno vraća u uzlaznom kraku i ranom distalnom tubulu bez vode, pa dovedena razrijeđena tečnost može ostati razrijeđena do izlaza. Bubreg tako odstranjuje vodu u odnosu na osmotski teret, umjesto da samo povećava ukupan gubitak svih supstanci.

Gradijent je drugi neophodni uslov

Henleova petlja doprinosi medularnom gradijentu protivstrujnim umnožavanjem. Vasa recta ograničavaju njegovo ispiranje razmjenom duž suprotnih smjerova toka. Sabirni kanal prolazi kroz taj raspored i, uz vodnu propustljivost, može izgubiti vodu prema intersticijumu.

Pri visokom ADH povećava se i propustljivost unutrašnjeg medularnog sabirnog dijela za ureu. Voda koja se ranije vratila povećala je njenu luminalnu koncentraciju. Urea prelazi u medulu i dijelom se reciklira kroz petlju, pa doprinosi osmolarnosti potrebnoj za dalju antidiurezu.

Urea i natrijum-hlorid ne raspoređuju se potpuno jednako duž medule. Zato izraz medularna osmolarnost obuhvata zbir doprinosa različitih supstanci. Njihova količina zavisi od unosa, metabolizma, toka i transporta, pa sposobnost koncentrisanja nije nepromjenjiva samo zato što je anatomija očuvana.

Osmotski teret postavlja minimalnu vodu

Supstance koje se moraju izlučiti zahtijevaju određenu količinu vode čak i pri najkoncentrisanijem mogućem urinu. Veće dnevno osmotsko opterećenje povećava minimalni potreban volumen za istu maksimalnu osmolarnost.

Jednačina ne predstavlja fiksnu preporuku unosa vode. Ona pokazuje mehanističko ograničenje: ADH ne može ukloniti potrebu da rastvorene čestice izađu. Ako je koncentraciona sposobnost manja, isti teret zahtijeva više vode. Obrnuto, veće odstranjivanje slobodne vode zahtijeva da razrjeđujući segmenti i završna nepropustljivost budu očuvani.

Bilans se mora posmatrati u vremenu

Koncentracija urina opisuje jedan izlaz, ali stanje organizma zavisi i od unosa i od drugih gubitaka. Mala količina koncentrisanog urina može biti odgovarajući odgovor na manjak vode. Isti obrazac u drugačijem cirkulatornom i osmotskom okruženju može imati drugačiji značaj.

Odstranjivanje vraćene vode kroz cirkulaciju dio je dovršavanja reapsorpcije.

Zapamti

ADH otvara mogućnost prolaza vode, a gradijent daje pogonsku silu. Osmotski teret postavlja minimalni izlaz vode. Hormonalni signal zavisi od osmolarnosti i cirkulacije, pa se ne tumači izdvojeno.