血液中的抗利尿激素
該文的醫學專家
最近審查:04.07.2025
抗利尿激素是由9个氨基酸残基组成的肽。它作为激素原在下丘脑神经元中合成,这些神经元的神经元位于视上核和室旁核。抗利尿激素基因也编码神经垂体动词素II,这是一种载体蛋白,负责沿着神经元轴突运输抗利尿激素,这些神经元的末端位于垂体后叶,抗利尿激素在此积聚。抗利尿激素具有昼夜节律性分泌(夜间分泌增加)。平卧时,激素分泌减少,而直立时,激素浓度增加。评估研究结果时,必须考虑所有上述因素。
血浆抗利尿激素浓度的参考值
血浆渗透压,mOsm/l |
抗利尿激素 (ADH),皮克/毫升 |
270-280 |
<1.5 |
280-285 |
<2.5 |
285-290 |
1-5 |
290-295 |
2-7 |
295-300 |
4-12 |
抗利尿激素从储液囊泡中的释放主要受血浆渗透压调节。血浆渗透压的正常平均值为282 mOsm/l,上下波动幅度可达1.8%。如果血浆渗透压超过临界值(阈值)287 mOsm/l,抗利尿激素的释放就会急剧加速,这与位于下丘脑视上核和室旁核神经元细胞膜以及颈动脉窦细胞膜上的渗透压感受器的激活有关。这些感受器能够感知血浆渗透压高于平均值约3-5%的变化,尤其是急剧变化(每小时超过2%)的情况。血浆渗透压仅迅速增加2%,就会导致抗利尿激素的分泌增加4倍,而渗透压降低2%,则会导致抗利尿激素的分泌完全停止。
血流动力学因素也对抗利尿激素的分泌产生显著的调节作用。平均动脉压和/或“有效”血浆容量下降不到10%时,位于左心房细胞的压力感受器可以感知到,而位于颈动脉窦的压力感受器在较小程度上也能感知到。通过多突触传入通路,来自“拉伸”的压力感受器的冲动将信息传递至下丘脑视上核和室旁核中的神经元,从而刺激抗利尿激素的释放。
抗利尿激素的主要生物学作用是增加远端肾小管管腔内尿液中自由水进入肾小管细胞的重吸收。抗利尿激素与这些细胞外膜上的特定V2受体结合,激活腺苷酸环化酶,从而形成cAMP。cAMP激活蛋白激酶A。蛋白激酶A磷酸化刺激水通道蛋白2基因表达的蛋白质,水通道蛋白2是创建水通道的蛋白质之一。水通道蛋白2迁移到肾小管细胞膜的内表面,并嵌入膜中,形成孔隙或通道,远端肾小管管腔中的水可以通过这些孔隙或通道自由扩散到肾小管细胞中。然后,水通过质膜上的通道从细胞排出,进入间质空间,再从那里进入血管床。
尿崩症(抗利尿激素缺乏症)
真性尿崩症的特征是抗利尿激素缺乏导致的多尿和多饮。持续性尿崩症是由视上核和室周核的破坏,或正中隆起上方视上束的横断引起的。
该疾病的病因可能是任何来源的神经垂体受损。最常见的是肿瘤——颅咽管瘤和视神经胶质瘤。在组织细胞增生症患者中, 25%-50% 的病例会发展为尿崩症。罕见的是,尿崩症是由脑炎、结节病、结核病、放线菌病、布鲁氏菌病、疟疾、梅毒、流感、扁桃体炎、所有类型的伤寒、脓毒症、风湿病和白血病引起的。创伤性脑损伤后可能会发生尿崩症,尤其是在伴有颅底骨折的情况下。
垂体或下丘脑手术后发生的尿崩症可能是暂时性的,也可能是永久性的。意外受伤后发生的尿崩症病程难以预测,有时可能需要数年才能自行恢复。
近年来,已有研究表明尿崩症可能由自身免疫性疾病引起(即存在针对抗利尿激素(ADH)分泌细胞的抗体)。在极少数情况下,尿崩症也可能是遗传性的。尿崩症可能是罕见的沃尔夫勒姆综合征(Wolfram syndrome)的一种表现形式,该综合征通常伴有糖尿病、视神经萎缩和神经性听力损失。
当下丘脑神经元的分泌能力下降85%时,就会出现多尿的临床症状。抗利尿激素的缺乏可以是完全性的,也可以是部分的,这决定了多饮和多尿的程度。
诊断尿崩症并非总是需要检测血浆中的抗利尿激素浓度。一些实验室参数可以相当准确地指示患者是否存在抗利尿激素分泌不足。每日尿量达到4-10升或更多,其密度在1.001-1.005之间波动,渗透压在50-200 mosm/l之间波动。在严重脱水期间,尿液密度会增加到1.010,渗透压会增加到300 mosm/l。在儿童中,该疾病的初期症状可能是夜尿。在其他方面,肾功能没有受损。经常检测到血浆高渗性(高于300 mosm/l),高钠血症(超过155 mmol/l)和低钾血症。对严重抗利尿激素缺乏症患者进行限水试验时,观察到血浆渗透压升高,但尿液渗透压通常低于血浆渗透压。
使用加压素后,尿液渗透压迅速升高。中度抗利尿激素缺乏症和多尿时,检查时尿液渗透压可能略高于血浆渗透压,对加压素的反应减弱。
血浆抗利尿激素浓度持续偏低(低于0.5 pg/l)提示为严重神经源性尿崩症;低于正常水平(0.5-1 pg/l)且伴有血浆高渗性则提示为部分性神经源性尿崩症。测定血浆抗利尿激素浓度是鉴别部分性尿崩症和原发性多饮症的主要标准。
原发性夜间遗尿症(抗利尿激素缺乏)
在 5-7 岁的儿童中,每 10 个就有 1 个患有夜间遗尿症,在 10 岁时,每 20 个儿童中就有 1 个患有夜间遗尿症。遗尿症可由多种因素引起:压力、泌尿生殖系统感染、肾脏疾病等。夜间遗尿症通常只是其他疾病的结果,但在某些情况下,它是由原发性夜间遗尿症引起的。对于 5 岁以上的儿童,如果没有器质性疾病并且白天排尿正常,但每周夜间尿床超过 3 次,则可诊断为原发性夜间遗尿症。这类患者的生理特征是血液中抗利尿激素浓度低。原发性夜间遗尿症有遗传倾向。女孩患病的几率略低于男孩。
原发性夜间遗尿症患者夜间尿量是健康儿童的2-3倍。抗利尿激素在此过程中起着关键作用。其在体内的水平持续波动。健康儿童夜间血液中的抗利尿激素浓度高于白天,而原发性夜间遗尿症患者的抗利尿激素浓度本来就很低,夜间会进一步下降,导致形成大量稀释尿液。通常,患者的膀胱在凌晨四点就已充满,比健康儿童早得多。此时睡眠很深,因此儿童容易尿床。
原发性夜间遗尿症患者的特征是夜尿增多,在齐姆尼茨基试验中,夜间尿液比重较低。夜间尿液渗透压低于白天。白天检测血浆抗利尿激素浓度,发现其浓度通常在正常范围内,即使检测到浓度降低,也并不显著。血浆抗利尿激素浓度降低通常出现在傍晚和夜间。给原发性夜间遗尿症患者开具抗利尿激素合成类似物,70%-80%的患者可痊愈。
肾性尿崩症(对抗利尿激素不敏感的尿崩症)
该疾病是由于肾小管上皮对抗利尿激素缺乏敏感性而引起的。当抗利尿激素与肾小管受体相互作用时,cAMP无法形成,因此蛋白激酶A无法激活,抗利尿激素也无法在细胞内发挥作用。该疾病多发于男性。该疾病为X连锁遗传。实验室指标和功能检查的变化与尿崩症相似。肾源性尿崩症的特征是血浆中抗利尿激素浓度正常或升高。使用加压素进行检测时,尿液中cAMP水平不会升高。
对于肾性尿崩症,使用抗利尿激素药物无效。噻嗪类利尿剂联合长期限制饮食中的食盐摄入可获得良好的临床效果。应在控制血清钾和钙浓度的前提下,纠正低钾血症和高钙血症。
血管舒张素分泌不当综合征(Parchon综合征)
抗利尿激素分泌障碍最常见的类型。其特征为持续性或周期性少尿、不渴、全身水肿、体重增加以及血浆抗利尿激素浓度升高,且低于渗透压水平。
这种综合症可能发生在中枢神经系统病变的情况下,特别是在脑膜炎、脑炎、脑肿瘤和脑脓肿、蛛网膜下腔出血、脑外伤的情况下,也可能由肺炎、肺结核、急性肾衰竭、精神病和某些药物(长春新碱、卡马西平等)引起。在某些情况下,甲状腺功能减退会导致抗利尿激素分泌不足。抗利尿激素分泌受损的机制是由于下丘脑直接受损造成的。有时无法确定抗利尿激素分泌不足的原因。血浆中钠浓度降低(低于120 mmol/l);如果降至110 mmol/l以下,则会出现神经系统症状 - 昏迷,可能出现癫痫。血浆渗透压低(低于270 mOsm/l),可能出现低渗性昏迷。检查每日尿液时,可发现体内钠排泄增加。血浆抗利尿激素水平相对于其渗透压升高,醛固酮浓度降低,以及水负荷抗利尿激素分泌抑制试验的反应性降低。
多种肿瘤均可引起抗利尿激素异位分泌。最常见的是,抗利尿激素异位分泌伴随支气管肺癌、胰腺、胸腺和十二指肠恶性肿瘤。实验室指标的变化与血管孔蛋白分泌异常综合征类似。
肾素-血管紧张素-醛固酮系统的功能状态
肾素-血管紧张素-醛固酮系统决定了细胞外液体积和渗透压的恒定性。它在决定血管直径和组织灌注水平方面也发挥着同样的作用。该级联系统[酶(肾素)-肽类激素(血管紧张素II)-类固醇激素(醛固酮)]发挥着重要作用,因为它能够检测体内钠和水含量的轻微增减,并使其恢复正常。
肾素-血管紧张素-醛固酮系统的功能可以通过其对体内钠和水的减少的反应来概括(例如,在出血的情况下,导致循环血液量减少)。
由于出血,肾脏肾小球入球小动脉的血压下降。位于这些小动脉壁上的肾小球旁细胞感知到小动脉壁张力的减弱,导致肾素释放到肾小球毛细血管血液中。
释放到血液中的肾素会影响血管紧张素原,血管紧张素原是一种属于 α2-球蛋白组的血浆蛋白。血管紧张素原由肝脏合成和分泌。肾素在肾脏中从中裂解出一个十肽(血管紧张素 I)。血管紧张素 I (AI) 是 ACE 的底物,ACE 从中裂解出 2 个氨基酸,形成八肽 - 血管紧张素 II (AII)。血管紧张素 II 具有多种旨在纠正细胞外液量减少的作用。这些作用之一是增加肾上腺中醛固酮的合成和分泌。另一个作用是血管收缩。血管紧张素 II 可以转化为血管紧张素 III,这是一种七肽,可刺激肾上腺分泌醛固酮,并且像血管紧张素 II 一样抑制肾素的分泌。
醛固酮促使肾脏远端小管(以及远端结肠、汗腺和唾液腺)重吸收钠和水。这一作用旨在恢复减少的细胞外液量。醛固酮不仅通过肾脏中的受体发挥作用,还通过心脏和血管中的受体发挥作用。
血管紧张素II直接增加肾脏对钠和水的重吸收,并具有直接的血管收缩作用,从而减少血管床的体积,使其适应减少的血浆量。最终,血压和组织灌注得以维持在理想水平。血管紧张素II还会激活肾上腺素(交感神经)系统,使其快速释放去甲肾上腺素。去甲肾上腺素也会引起血管收缩,防止组织灌注不足。最后,血管紧张素II还会刺激口渴感。
肾素-血管紧张素-醛固酮系统的主要功能是维持循环血容量的恒定。同时,该系统在肾性动脉高血压的发病机制中起主导作用,因此,对于此类患者,研究肾素-血管紧张素-醛固酮系统指标对于确诊和制定正确的治疗方案至关重要。肾素、血管紧张素和醛固酮在人体内功能密切相关,因此建议同时测定这三项指标。