Das Aldosteron , auch als Electrocortina bekannt, ist ein Steroidhormon (abgeleitet vom Perhidrofenantreno-Cyclopentan), das vom glomerulären Teil der Nebennierenrinde synthetisiert wird und sich auf die Kontrolle der Natrium-, Kalium- und Wasserwerte in der extrazellulären Flüssigkeit bezieht.
Alle Steroidhormone werden aus Cholesterin synthetisiert, das aus drei Quellen gewonnen werden kann: aus der Nahrung (fast 80%), aus Acetat oder aus den Speichern von Cholesterinestern in den Geweben, die diese Hormone (Gewebe) produzieren Steroidogene).
Chemische Struktur des Hormons Aldosteron (Quelle: Wesalius über Wikimedia Commons)
Cholesterin, das in die Nahrung gelangt, wird mittels Lipoproteinen niedriger Dichte oder LDL (Low Density Lipoprotein) im menschlichen Blutplasma transportiert und durch spezifische Endozytosemechanismen in Zellen eingeführt.
Albumin und Plasmaglobuline (Blutproteine) wirken als Transporter für Steroidhormone. Der Aldosterontransport erfolgt durch einen unspezifischen Mechanismus und ungefähr 50% des Plasma-Aldosterons befinden sich im freien Zustand.
Ein Anstieg von ACTH oder Adrenocorticotropinhormon, Angiotensin und Plasma-Kalium, ein Rückgang von Plasma-Natrium und atrialem natriuretischem Faktor sind einige der Faktoren, die die Synthese und Freisetzung von Aldosteron stimulieren.
Dieses Hormon ist an der Induktion der Natriumresorption im Nierensammelkanal beteiligt und erhöht seinen Eintritt durch die Natriumkanäle dieses Kanals. Ebenso wird der Nierenausstoß und die Ausscheidung von Kalium und H + gefördert.
Normale Plasmaaldosteronwerte hängen von der Natriumaufnahme ab; Sie variieren zwischen 80 und 250 pmol / l und können bei Patienten mit natriumreicher Ernährung bis zu 300 bis 900 mmol / l erreichen.
Eigenschaften
Die Hauptfunktion von Aldosteron besteht darin, die Na + - und Wasserwerte in der extrazellulären Flüssigkeit sowie die Sekretion von K + und H + durch die Nieren zu regulieren und die Sekretion von Ionen in anderen Geweben wie den Speicheldrüsen, der Darmschleimhaut und den Drüsen zu modifizieren. verschwitzt.
Aldosteron fördert die Natriumaufnahme und -ausscheidung von Kalium- und Wasserstoffionen in der Niere, wodurch Natrium zurückgehalten und die Elimination von Kalium- und Wasserstoffionen im Urin erhöht wird. Wasser wird zusammen mit Natrium durch einen osmotischen Effekt resorbiert.
Repräsentatives Schema des Aldosteron-Feedback-Mechanismus (Quelle: OpenStax College über Wikimedia Commons)
Da es mit Elektrolyten umgeht, wird dieses Hormon auch als Nebennieren-Mineralocorticoid-Hormon bezeichnet. Es ist das stärkste natürliche Mineralocorticoid und wird in freier Form oder in Verbindung mit einigen Proteinen im Blutplasma transportiert.
Die Halbwertszeit von Aldosteron beträgt etwa 15 bis 20 Minuten, und die Leber ist für ihre schnelle Elimination verantwortlich, indem sie aus Aldosteron einen Metaboliten namens Tetrahydroxyaldosteron-3-glucuronid bildet, der dann durch das eliminiert wird Niere durch Urin.
Synthese
Der chemische Name für Aldosteron lautet 11β, 21-Dihydroxy-3,20-dioxo-4-pregne-18-al. Seine Synthese findet in den Zellen der Zona glomerulosa oder subkapsulär der Kortikalis der Nebennieren statt (sehr wichtige Drüsen im oberen Bereich der Nieren).
Die Aldosteronsynthese beginnt mit dem Transport von Cholesterin vom Zellzytosol in die Mitochondrien.
Der erste Schritt ist die Umwandlung von Cholesterin in Pregnenolon, das dann in Progesteron und dann in Desoxycorticosteron (DOC), in Corticosteron und schließlich in Aldosteron umgewandelt wird.
Der Transport von Cholesterin in das wässrige Cytosol, wo es schwer löslich ist, erfolgt mittels eines Sterolträgerproteins, das als "Sterolträgerprotein 2" oder SPD-2 bekannt ist. Dies ist das Protein, das für den Transport von Cholesterin zu den Mitochondrien verantwortlich ist.
Ein anderes Protein namens StAR (Steroidogenic Immediate Regulator) ermöglicht den Eintritt von Cholesterin in den Intermembranraum (durch die äußere Membran der Mitochondrien).
Synthese von Aldosteron (Quelle: Calvero über Wikimedia Commons)
Innerhalb der Mitochondrien sind die meisten steroidogenen Enzyme Teil des Cytochrom P450-Oxidase-Komplexes.
Die Umwandlung von Cholesterin in Pregnenolon erfolgt durch das Cholesterin-Seitenkettenspaltungsenzym, besser bekannt als P450scc. Enzyme dieses Typs schneiden die Cholesterinseitenkette in den Mitochondrien sowie die Hydroxylierungen an den Positionen 20α und 22 und spalten die Bindung zwischen den Kohlenstoffen 20-22.
Die Enzyme 3β-HSD (3β-Hydroxysteroiddehydrogenase) und Δ5,4isomerase, die nicht Teil des P450-Komplexes sind, vermitteln die Umwandlung von Pregnenolon zu Progesteron durch Hydroxylierung bzw. Isomerisierung.
Diese Reaktion tritt im endoplasmatischen Retikulum von Aldosteron produzierenden Zellen in der Nebennierenrinde auf.
Das Enzym P450c21 ist eine 21-Hydroxylase, die Progesteron in 11-Desoxycorticosteron umwandelt, das anschließend durch 11β-Hydroxylase hydroxyliert und in Corticosteron umgewandelt wird.
Das Enzym 18-Hydroxylase oder Aldosteronsynthetase wandelt durch Hydroxylierung Corticosteron in 18-Hydroxycorticosteron um, das durch Austausch des Alkohols an Position 18 gegen eine Aldehydgruppe Aldosteron ergibt.
Wie wird die Sekretion induziert?
Sowohl die Sekretion als auch die Funktion von Aldosteron hängen von mehreren Elementen ab, darunter der natriuretische Faktor oder FNA und Angiotensin II. FNA ist ein Peptidhormon, das vom Vorhofmuskel synthetisiert und von diesen Zellen als Reaktion auf die Vorhofdehnung ausgeschieden wird.
Andere Faktoren sind zwar weniger wirksam, hängen jedoch auch mit der Sekretion von Aldosteron zusammen. Dies sind: das Adrenocorticotropinhormon (ACTH), Plasma-Natrium und Kalium.
ACTH oder Adrenocorticotropin ist ein Hormon, das von der Hypophyse produziert wird. Seine Sekretion wird durch CRH oder Corticotropin-freisetzendes Hormon stimuliert, ein Hormon, das vom Hypothalamus synthetisiert und freigesetzt wird und Teil der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Kortex-Achse zur Regulierung der Aldosteronsekretion ist.
Der Regulationsmechanismus dieser Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Kortex-Achse ist ein negativer Rückkopplungsmechanismus, bei dem die Endprodukte der Stimulation die Sekretion der verschiedenen Hormone dieser Achse hemmen.
Der Anstieg von Angiotensin II ist auf die Stimulierung der Reninsekretion durch die Granulatzellen des juxtaglomerulären Nierenapparates zurückzuführen. Diese Zellen sezernieren Renin, das durch verschiedene Faktoren stimuliert wird, wie zum Beispiel:
- Verringerter Nierenperfusionsdruck
- Veränderungen in der Zusammensetzung der tubulären Flüssigkeit, die die Macula densa in der Niere badet oder
- Stimulation der sympathischen Nierennerven und anderer Faktoren
Renin ist ein proteolytisches Enzym, das Angiotensinogen abbaut und in Angiotensin I umwandelt, das durch das Angiotensin II-umwandelnde Enzym in Angiotensin II umgewandelt wird. Wie bereits erwähnt, stimuliert Angiotensin II die Aldosteronfreisetzung.
Wenn die Natriumaufnahme zunimmt, nimmt das Plasmavolumen zu und dies verringert wiederum reflexartig den sympathischen Nierentonus, was auch die Renin- und Angiotensinproduktion verringert. Die Zunahme des Plasmavolumens bewirkt eine Zunahme der FNA-Sekretion.
Sowohl die Abnahme von Angiotensin II als auch die Zunahme von FNA führen zu einer Abnahme der Aldosteronsekretion, was wiederum die renale Ausscheidung von Natrium und Wasser erhöht und somit die Konzentration dieses Ions angesichts von Änderungen seines Verbrauchs reguliert.
Aktionsmechanismen
Das Hauptzielorgan für Aldosteron ist die Niere, insbesondere der Sammelröhrchen und der distale Tubulus.
In diesem Bereich gelangt Aldosteron in die Zellen und bindet an einen intrazellulären Rezeptor. Der Aldosteron-Bindungskomplex und der Rezeptor diffundieren in den Kern und es werden hormonelle Funktionen initiiert.
Die Fähigkeit von Aldosteron, die Natriumresorption zu erhöhen, beruht auf mehreren Mechanismen. Dieses Hormon erhöht die Anzahl der Natriumkanäle an der Lumengrenze der Sammelkanalzellen.
Dies geschieht einerseits, weil es die Präsentation dieser Kanäle auf der Oberfläche der Zellen des distalen Tubulus und des Sammelröhrchens stimuliert, und andererseits, weil es deren Synthese erhöht.
Aldosteron stimuliert indirekt die Natrium / Kalium-Pumpe auf der basolateralen Oberfläche der Sammelröhrchenzellen. Diese Pumpe saugt Natrium in die interstitielle Flüssigkeit, was den Eintritt von Natrium in die röhrenförmige Zelle erleichtert, indem der elektrochemische Gradient für dieses Ion hoch gehalten wird.
Ebenso hängt die Menge an Natrium, die resorbiert wird, von der Belastung ab. Je mehr Natrium die in das Sammelrohr eintretende Flüssigkeit einbringt, desto mehr Natrium wird absorbiert, da das transepitheliale elektrochemische Potential, das Natrium drückt, größer ist. Dies wird durch Aldosteron erhöht.
Normalwerte
Die Normalwerte von Aldosteron im Blutplasma hängen von der Natriumaufnahme und der Körperposition ab, in der es gemessen wird.
In liegender Position (Rückenlage) und nach dem internationalen System (SI) mit einer hohen Natriumaufnahme (zwischen 100 und bis zu 200 mEq / Tag Natrium) variieren die Werte zwischen 80 und 250 pmol / l, die unter Einheiten liegen herkömmlich wären sie 3 bis 9 ng / dl.
´Graphische Darstellung der Rücken- / Rückenlage (Quelle: BruceBlaus über Wikimedia Commons)
In liegender Position (Rückenlage) mit geringer Natriumaufnahme (10 mÄq / Tag Natrium) liegen die Normalwerte in herkömmlichen Einheiten zwischen 300 und 900 mmol / l (SI) und 12 bis 36 ng / dl.
In stehender Position und mit hoher Natriumaufnahme variieren die Werte zwischen 100 und 800 mmol / l (SI) und zwischen 4 und 30 ng / dl. In derselben Position, jedoch mit geringer Natriumaufnahme, liegen die Normalwerte zwischen 450 und 3800 mmol / l (SI) oder zwischen 17 und 137 ng / dl in herkömmlichen Einheiten.
Jedes Labor meldet jedoch Normalwerte gemäß der verwendeten Messmethode.
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