Wazopresyna

Wazopresyna, zwana także adiuretyną lub hormonem antydiuretycznym (ang. antidiuretic hormone, ADH), to organiczny związek chemiczny z grupy oligopeptydów, pełniący funkcję hormonu. Produkowana jest przez podwzgórze. Wydzielana razem z kortykoliberyną (CRH) pobudza uwalnianie hormonu adrenokortykotropowego (ACTH) z przedniego płata przysadki i przez to wzmaga steroidogenezę w korze nadnerczy. Ponadto pełni podstawową rolę w regulacji osmolarności płynów ustrojowych. Pobudza resorpcję wody w kanalikach nerkowych i powoduje zagęszczenie moczu. Bierze udział w regulacji wielu procesów fizjologicznych, m.in. jak homeostaza ciśnienia krwi czy agregacja płytek. Dodatkowo wpływa na skurcz naczyń krwionośnych oraz napięcie mięśni gładkich macicy i przewodu pokarmowego. Wazopresyna odgrywa także kluczową rolę w regulacji zachowania i tworzeniu więzi społecznych.

1. Historia odkrycia wazopresyny

Wazopresyna została odkryta w 1895 roku przez G. Olivera i E. A. Sharpeya-Schafera. Wykazali oni, że ekstrakty z przysadki mózgowej wpływają na zmiany ciśnienia krwi. Następnie w 1913 roku dwaj niezależni badacze, F. Farini i D. Vongraven, odkryli i opisali właściwości antydiuretyczne wazopresyny. Na kolejne osiągnięcia trzeba było czekać blisko czterdzieści lat. W 1952 roku V. du Vigneaud opisał strukturę chemiczną tego hormonu i pełnione przez niego funkcje. Jednocześnie prowadził badania nad oksytocyną. Trzy lata później odkryto mechanizmy syntezy obu związków. W 1955 roku du Vigneaud otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za swoje osiągnięcia. Od tamtego czasu badania nad wazopresyną uległy nasileniu. W latach 90. XX wieku wyizolowano związki będące agonistami i antagonistami receptorów dla wazopresyny, co pozwoliło na lepsze wyjaśnienie jej roli w fizjologii. W ostatnich latach coraz większą uwagę przywiązuje się także do roli tego hormonu w regulacji zachowania. [9]

2. Budowa wazopresyny

Wazopresyna ma strukturę pierścieniową. Zbudowana jest z dziewięciu reszt aminokwasowych połączonych ze sobą mostkami dwusiarczkowymi. Sześć z nich tworzy część cykliczną, a pozostałe – fragment α-aminowy (COOH). Natomiast na jej C-końcu umiejscowiony jest glicynoamid. Warunkuje on aktywność biologiczną wazopresyny. Jej masa cząsteczkowa wynosi 1084 Da. [10,11]

3. Synteza i uwalnianie wazopresyny

Gen dla wazopresyny znajduje się na chromosomie 20. [9] Jej prekursorem jest preprowazopresyna. W wyniku usunięcia fragmentu sygnałowego dochodzi do rozpadu preprowazopresyny na trzy produkty końcowe: neurofizynę II, kopeptynę i cząsteczkę ADH. [10] Wazopresyna jest wytwarzana przez neurony wielkokomórkowe jąder nadwzrokowych podwzgórza oraz w mniejszej ilości przez boczne i górne części jąder przykomorowych. Stamtąd transportowana jest do części nerwowej przysadki. Tam wazopresyna zostaje zmagazynowana w zakończeniach nerwowych, z których pod wpływem różnych bodźców jest uwalniana do krwi. [3] We krwi transportowana jest w postaci luźnych połączeń z globulinami osocza. [24] Wydzielanie wazopresyny do krążenia obwodowego jest pobudzane przez wzrost osmolalności osocza krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego, a także w wyniku hipowolemii. Dodatkowo synteza i sekrecja wazopresyny nasila się na skutek zwiększenia poziomu angiotensyny II. Jej uwalnianie do krążenia obwodowego podlega rytmowi dobowemu. Poziom wazopresyny wzrasta podczas snu. [1,2] Jej okres półtrwania wynosi 18 minut. [24]

W ośrodkowym układzie nerwowym (OUN) wazopresyna jest uwalniana przez dendryty komórek jąder podwzgórza. Hormon ten może być także bezpośrednio wydzielany przez tkanki obwodowe, m.in. grasicę, jądra, nadnercza czy naczynia krwionośne. W tym przypadku jej działanie jest lokalne i zależne od miejsca sekrecji ADH. [10]

4. Receptory dla wazopresyny

Istnieją trzy główne typy receptorów dla wazopresyny: Avpr1a, Avpr1b i Avpr2. Zbudowane są one z siedmiu domen transbłonowych w kształcie α-helis. Domena N-końcowa położona jest zewnątrzkomórkowo i zawiera miejsca glikozylacji. Jest ona odpowiedzialna za wiązanie agonistów. Natomiast koniec C umiejscowiony jest w cytoplazmie i posiada dołączoną resztę kwasu palmitynowego. Poszczególne domeny tworzą charakterystyczne pętle. Receptory dla wazopresyny uznawane są za prekursory receptorów sprzężonych z białkami G. [9,10]

Receptory Avpr1a łączą się z białkami wiążącymi podjednostki białek G, które są kluczowe w aktywacji fosfolipazy C. Ich działanie nasila rozpad fosfatydyloinozytolu, przez co wpływa na produkcję trójfosforanu inozytolu i diacyloglicerolu. Prowadzi to do wzrostu stężenia wolnego wapnia w cytozolu i aktywacji kinazy białkowej C. Receptory Avpr1a występują w wątrobie, w sercu, w nadnerczach, w jądrach, w pęcherzu moczowym, w nerkach i na komórkach mięśni gładkich naczyń krwionośnych. Ich ekspresja zachodzi także w mózgu, m.in. na powierzchni komórek pnia mózgu, kory mózgowej, hipokampa, podwzgórza, opuszki węchowej i prążkowia. Za ich pośrednictwem wazopresyna odgrywaja rolę neuroprzekaźnika. [9,10] Odpowiadają m.in. za modulowanie zachowań społecznych. [27,28] Uczestniczą również w procesach glukoneogenezy i glikogenolizy w wątrobie, biorą udział w mechanizmach agregacji płytek krwi i zwężania naczyń krwionośnych. [34]

Receptory Avpr1b również łączą się z białkami wiążącymi podjednostki białek G. Umiejscowione są na komórkach przedniego płata przysadki mózgowej, głównie tych odpowiedzialnych za wytwarzanie hormonu adrenokortykotropowego (ACTH). [9] Zlokalizowane są również na powierzchni komórek beta wysp trzustkowych, nerek, grasicy, mięśnia sercowego, płuc, śledziony, macicy, nadnerczy i gruczołów piersiowych. [10] Są wrażliwe na poziom glukozy we krwi, stymulują uwalnianie insuliny i glukagonu oraz uczestniczą w reakcji na stres poprzez wpływ na uwalnianie ACTH z przysadki mózgowej. [34]

Natomiast receptory Avpr2 łączą się z białkami Gs i działają poprzez system cyklicznego AMP. Znajdują się w nerkach, głównie w kanalikach zbiorczych. [9] Pozanerkowa ekspresja receptorów Avpr2 zachodzi także w uchu wewnętrznym na skutek zmian ciśnienia. Mutacje tych receptorów są odpowiedzialne za rozwój wrodzonej moczówki prostej. [10]

5. Różnice płciowe w ekspresji wazopresyny i jej receptorów

W toku badań nad wazopresyną i jej receptorami zauważono różnice płciowe w ich ekspresji. W 1983 roku G. De Vries wraz z zespołem prowadzili eksperymenty na szczurach. Wykazali oni, że włókna wazopresynowe w przegrodzie bocznej są gęściej upakowane u osobników płci męskiej niż u samic i kastrowanych samców. Podanie testosteronu dodatkowo zwiększało ich ilość. [12,13] Natomiast procesy kastracji zmniejszały poziom wazopresyny u osobników obu płci, głównie w jądrze łożyskowym prążka krańcowego i w jądrze migdałowatym przyśrodkowym. Nie powodowały jednak spadku stężenia tego hormonu w obszarach otrzymujących projekcję z neuronów wielkokomórkowych jądra nadwzgórzowego i jądra przykomorowego. [14,15] Synteza i uwalnianie wazopresyny zależy również od obecności innych hormonów steroidowych (m.in. estrogenów) i ich metabolitów. Cały czas trwają badania nad zrozumieniem mechanizmów ich wzajemnego oddziaływania. [10]

6. Wybrane funkcje wazopresyny

6.1. Udział w gospodarce wodnej organizmu

Transport wody w nerkach odbywa się na trzech poziomach: w kłębuszku nerkowym, gdzie formuje się mocz pierwotny, w cewkach nerkowych, gdzie woda wchłania się obligatoryjnie, oraz w śródmiąższu nerek, gdzie woda jest absorbowana do n