Osmoreceptor

En osmoreceptor  er en receptor , der registrerer ændringer i den osmotiske koncentration af den omgivende væske. Hos hvirveldyr er osmoreceptorer som regel interoreceptorer; hos insekter kan de være placeret på mundens lemmer og fungere som "vandsmags"-receptorer [1] .

Biologisk rolle

Den osmotiske koncentration af det indre miljø hos pattedyr holdes på et strengt konstant niveau. Dens værdi bestemmes hovedsageligt af forholdet mellem indtag og tab af vand og NaCl, som bestemmer osmolariteten med 80%. Både indtag og tab af disse stoffer kan variere over et meget bredt område. Derfor skal osmoreguleringssystemet konstant modtage information om osmolariteten af ​​det indre miljø samt absorptionen af ​​vand og osmotisk aktive stoffer fra mave-tarmkanalen. Osmoreceptorer giver denne information. Da den vigtigste effektor af det osmoregulatoriske system er nyren, begynder reflekser, der regulerer nyrernes funktion, med osmoreceptorer (hovedsageligt gennem frigivelsen af ​​antidiuretisk hormon ).), samt reflekser af drikkeadfærd. Udskillelse af natrium fra nyrerne kan også reguleres af osmoreceptorreflekser, selvom mekanismerne for denne reaktion stadig er dårligt forstået [2] [3] , og typen af ​​receptorer er genstand for aktiv kontrovers [4] [5] .

Lokalisering

I 1946 opdagede den engelske forsker E. Verney [6] at indførelsen af ​​hyperosmotiske opløsninger af næsten enhver kemisk karakter i halspulsåren forårsager udskillelsen af ​​et på det tidspunkt ukendt hormon, som hæmmer udskillelsen af ​​vand fra nyrerne. Yderligere undersøgelser gjorde det muligt at lokalisere centrum og receptorer for denne reaktion i de supraoptiske og paraventrikulære kerner i hypothalamus. I lang tid blev det antaget, at osmoreceptorer er placeret præcist og kun i dette område, kaldet "Verneuil-zonen". Senere, ved Ya. D. Finkinshteins og L. K. Velikanovas arbejde, blev det fundet, at lokale skift i osmolaritet i portvenebassinet fører til ændringer i vasopressinsekretion [7] . Denne observation førte til antagelsen om eksistensen af ​​osmoreceptorer i hepato-portalzonen. Senere blev et lignende resultat opnået af A. Baertschi, [8] . Eksistensen af ​​lever-osmoreceptorer blev også bekræftet elektrofysiologisk ved metoden med fremkaldte potentialer [9] . Tilsyneladende giver receptorerne i portvenepoolen information om sammensætningen af ​​væsken, der absorberes i tarmen, og giver dig mulighed for at reagere på det før forekomsten af ​​ændringer i osmolaritet i den systemiske cirkulation. I øjeblikket kaldes receptorerne i Verneuils zone "centrale" osmoreceptorer, mens resten kaldes "perifere".

Hypotetiske modtagelsesmekanismer

Hos pattedyr er de centrale osmoreceptorer blevet relativt undersøgt på nuværende tidspunkt. Det morfologiske substrat for perifert er endnu ikke fundet. Følgelig vedrører dataene diskuteret nedenfor pattedyrs centrale receptorer og hvirvelløse receptorer.

En generelt accepteret hypotese er, at osmoreceptorer fungerer efter princippet om et osmometer: et fald i miljøets osmolaritet fører til hævelse af receptorcellen, en stigning fører til rynker. I storcellede neuroner af de supraoptiske og paraventrikulære kerner i hypothalamus forårsager en stigning i osmolariteten af ​​den omgivende væske depolarisering og excitation, mens et fald forårsager hyperpolarisering og hæmning. Resultaterne af patch-clamp eksperimenter tyder på, at denne respons på cellekrympning er medieret af mekanosensitive kationkanaler ]10 [ [11] Hos frugtfluen Drosophila melanogaster er der fundet smagsreceptorer på de munddele, der er ansvarlige for den "vandige smag". Ansvarlige for deres arbejde er natriumionkanaler fra degenerinfamilien, følsomme over for hypoosmotiske opløsninger [1] . Lignende kanaler i C. elegans er inkluderet i mekanosensitivitet [12] . Det er muligt, at pattedyr også har osmoreceptorer, der er ansvarlige for opfattelsen af ​​"vandsmag". Det skal bemærkes, at mekanosensitive ionkanaler, der reagerer på cellehævelse eller krympning, er en ret stor og forskelligartet gruppe af proteiner, som langt fra er fuldt ud undersøgt, og som primært er vigtige for reguleringen af ​​cellevolumen [13] . Følgelig kan enhver af disse kanaler i øjeblikket betragtes som en potentiel kandidat til deltagelse i neuronal osmoreception.

Links

  1. 1 2 Peter Cameron, Makoto Hiroi, John Ngai, Kristin Scott. Det molekylære grundlag for vandsmag i Drosophila. Nature, 2010, 465, 91-95
  2. Nesterov V.V., Finkinstein Ya.D. Vasopressins og aldosterons rolle i mekanismen for osmoregulatorisk respons. Patol.Fiziol.Exp.Ter. 1995(3):44-6.
  3. Lichardus B, Földes O, Styk J, Zemánková A, Kovács L. Om rollen af ​​digoxinlignende stoffer, ANP og AVP i natriurese induceret af hypertonisk saltvandsinfusion hos hunde. Lichardus B, Földes O, Styk J, Zemánková A, Kovács L.
  4. Morita H, Ishiki K, Hosomi H. Effekter af hepatisk NaCl-receptorstimulering på nyrenerveaktivitet hos bevidste kaniner. Neurosci Lett. 11. februar 1991;123(1):1-3
  5. Andersen LJ, Jensen TU, Bestle MH, Bie P. Gastrointestinale osmoreceptorer og renal natriumudskillelse hos mennesker. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2000 feb;278(2):R287-94
  6. Verney E.B. absorption og udskillelse af vand; det antidiuretiske hormon. Lancet. 1946 Nov 30;2(6431):739; 781.
  7. L.K. Velikanova, Ya.D. Finkinstein. Osmoreceptorer i leveren. Physiol. Zh. USSR im. Sechenov 1959 Dec;45:1472-6.
  8. Baertschi AJ, Vallet PG. Osmosensitivitet af det hepatiske portveneområde og vasopressinfrigivelse hos rotter. J Physiol. 1981 Jun;315:217-30.
  9. E.M. Tyryshkina, Ya.D. Finkinstein. Osmo-, ion- og volumoreceptorer i leveren. Physiol. Zh. USSR im. Sechenov, 1977 sep;63(9):1334-41
  10. Osmoreceptorer, osmoreception og osmoregulering. Bourque CW, Oliet SH, Richard D. Foran. Neuroendocrinol., 1994, 15(3): 231-274.
  11. Timothy Wells. Vesikulære osmometre, vasopressionssekretion og aquaporin-4: En ny mekanisme for osmoreception? Molecular and Cellular Endocrinology 136 (1998) 103-107
  12. Stephan Kellenberger og Laurent Schild. Epitelnatriumkanal/degenerinfamilie af ionkanaler: En række funktioner til en fælles struktur. Physiological Reviews, Vol. 82, nr. 3, juli 2002, s. 735-767
  13. Henry Sakin. Mekanofølsomme kanaler. Annu. Rev. physiol. 1995.57:333-53