肾性尿崩症课件.ppt
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- 尿崩症 课件
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1、肾性尿崩症编码AVP受体2的基因X染色体染色体pqX染色体染色体长臂长臂2区区8号带号带5TATA框启动子区域启动子区域外显子外显子1内含子内含子1外显子外显子2内含子内含子2外显子外显子3转录起始点转录起始点转录终止点转录终止点3polyA信号CAAT框基因序列长基因序列长度大约度大约2.2kp经过剪接、戴帽、经过剪接、戴帽、加尾加尾成熟成熟RNAmG7ppppolyA翻译翻译转录转录 AVP受体受体2 AVPR2是由是由371个氨基酸组成的蛋白质,个氨基酸组成的蛋白质,分子量为分子量为40518Da。属于。属于G蛋白藕联受体家蛋白藕联受体家族族,有一条,有一条7次穿膜的肽链构成,肽链的次穿
2、膜的肽链构成,肽链的N末端在细胞外,末端在细胞外,C末端在细胞内,肽链在穿末端在细胞内,肽链在穿膜过程中形成膜过程中形成3个细胞外凸环和个细胞外凸环和3个细胞内个细胞内凸环。凸环。第一个细胞外环和第二个细胞外环第一个细胞外环和第二个细胞外环组成了激素的结合区域组成了激素的结合区域,并且在结合位点,并且在结合位点上含有一个二硫键。上含有一个二硫键。AVPR2的结构有有371个氨基酸组成,分子量为个氨基酸组成,分子量为40518Da,属于属于G蛋白藕蛋白藕联的受体家族联的受体家族细胞内细胞内V2R细胞外细胞外AVP结合位点结合位点AVPR2是是G蛋白蛋白藕联受体藕联受体 G蛋白蛋白受体(受体(AV
3、PR2) 效应器蛋白(效应器蛋白(cAMP)GDPGTP酶的活性酶的活性1非活化的非活化的G蛋白蛋白 亚单位在膜内是与受体分离亚单位在膜内是与受体分离的,而与的,而与GDP结合结合。REGDPGDP1GDPAREGTPAREGDPGDP4REGTP23AAG蛋白的激活过程AREGDPGDP1GDPAREGTPAREGDPGDP4REGTP23A2当配体与受体结合后,受体构象发生变化,受当配体与受体结合后,受体构象发生变化,受体与体与G蛋白结合并使其激活,激活的蛋白结合并使其激活,激活的G蛋白蛋白 亚单亚单位对位对GTP有较高的亲和力,与有较高的亲和力,与GTP结合后,解离结合后,解离出出GDP
4、。3 亚单位与亚单位与GTP结合后使结合后使G蛋白分为两部分,即蛋白分为两部分,即 GTP复合物和复合物和 二聚体,两者均可激活效应器蛋二聚体,两者均可激活效应器蛋白。白。REGDPGDP1GDPAREGTPAREGDPGDP4REGTP23AA4 G蛋白的激活是很短暂的,因为蛋白的激活是很短暂的,因为 GTP复合物一旦复合物一旦与效应蛋白结合,与效应蛋白结合,GTP酶被激活,将酶被激活,将GTP分解成分解成GDP,从而使从而使 亚单位和效应蛋白双双失活。结合亚单位和效应蛋白双双失活。结合GDP的的 亚亚单位随之于单位随之于 二聚体再次结合成非激活状态的二聚体再次结合成非激活状态的G蛋白蛋白R
5、EGDPGDP1GDPAREGTPAREGDP4REGTP23AA 集合管上皮细胞集合管上皮细胞胞吐插入胞吐插入胞吞回收胞吞回收再循环小体再循环小体再循环小体再循环小体AQP3AQP4ACV2RCAMPATPPKAH2O管 腔侧基底膜侧穿梭机制穿梭机制G蛋白藕联的蛋白藕联的CAMP-PKA信号通路信号通路编码水通道蛋白(AQP2)基因 pq第第12号染号染色体长臂色体长臂1区区3号带号带AQP2(水通道蛋白)是一类选择性对水有通透性的(水通道蛋白)是一类选择性对水有通透性的膜糖蛋白,在结构上与膜糖蛋白,在结构上与MIP家族有家族有59%的同源性,由的同源性,由271个个氨基酸残基组成,分子量为
6、氨基酸残基组成,分子量为28968Da,具有,具有6个跨膜区段,个跨膜区段,有细胞内有细胞内2个凸环和细胞外个凸环和细胞外3个凸环构成。个凸环构成。 NH2 COOH 细细胞胞内内细胞外细胞外糖基化位点糖基化位点蛋白激酶蛋白激酶A作用作用位点位点 AQP2的穿梭机制的穿梭机制胞吐插入胞吐插入胞吞回收胞吞回收再循环小体再循环小体再循环小体再循环小体AQP3AQP4ACV2RCAMPATPPKAH2O管管 腔侧腔侧基底膜侧基底膜侧穿梭机制穿梭机制 肾脏是维持和调节体内水的重要器官。水肾脏是维持和调节体内水的重要器官。水的跨生物膜转运主要靠水通道蛋(的跨生物膜转运主要靠水通道蛋(AQP)介导介导 一
7、般来说,从肾小球滤过的水,一般来说,从肾小球滤过的水,65%在近在近端小管被重吸收,约端小管被重吸收,约20%在髓袢被重吸收,在髓袢被重吸收,14%左右在远端小管和集合管被重吸收左右在远端小管和集合管被重吸收,仅仅1%被最后排出体外。被最后排出体外。肾脏的浓缩肾脏的浓缩远端小管和集合管对水的重吸收虽然所占的远端小管和集合管对水的重吸收虽然所占的比例不大,但因受血浆中比例不大,但因受血浆中AVP的调节其变化的调节其变化较大。因而远端小管和集合管对水的重吸收较大。因而远端小管和集合管对水的重吸收量直接影响着尿量得多少。量直接影响着尿量得多少。65%近端小管20%髓袢14%远远端小管端小管和集合和集
8、合管管受AVP调节1%水被排出体外AVP是调节体内水平衡最为重要激素之一 AVP是由下丘脑的视上核和脑室旁核是由下丘脑的视上核和脑室旁核神经细胞合成,然后沿着神经轴突向神经细胞合成,然后沿着神经轴突向垂体后叶移动,运送至垂体后叶贮存,垂体后叶移动,运送至垂体后叶贮存,当当血浆渗透压升高或血容量不足血浆渗透压升高或血容量不足时释时释放入血液中放入血液中,与肾脏集合管管周膜的与肾脏集合管管周膜的AVPR2结合。结合。近髓肾单位皮质部皮质部髓质部髓质部AVPR2AVPR2 结合结合AVP后,后,V2R受受G蛋白蛋白刺激激活刺激激活腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶(AC),),AC使细胞内使细胞内环腺环腺苷酸
9、苷酸(CAMP)浓度升高,)浓度升高,继而激活继而激活蛋白激酶蛋白激酶A(PKA)使微丝微管磷酸化,触发含使微丝微管磷酸化,触发含有有AQP2的囊泡的囊泡插入到正常插入到正常情况下对水不通透的集合管情况下对水不通透的集合管主细胞顶膜,引起管腔膜对主细胞顶膜,引起管腔膜对水的通透性增加。水的通透性增加。 集合管上皮细胞集合管上皮细胞胞吐插入胞吐插入胞吞回收胞吞回收再循环小体再循环小体再循环小体再循环小体AQP3AQP4ACV2RCAMPATPPKAH2O管 腔侧基底膜侧 G蛋白藕联的蛋白藕联的CAMP-PKA信号通路信号通路 水分子从低渗状态的集合管水分子从低渗状态的集合管腔进入高渗状态的肾脏间
10、质腔进入高渗状态的肾脏间质内,再通过基底膜上的内,再通过基底膜上的AQP3和和AQP4进入血液中。进入血液中。从而实现尿液的浓缩,降低从而实现尿液的浓缩,降低血浆渗透压、升高血容量。血浆渗透压、升高血容量。若撤出若撤出AVP,AQP2被重新被重新吞入(吞入( AQP2 穿梭机制)穿梭机制)官腔膜重新恢复到对水不通官腔膜重新恢复到对水不通透的状态。透的状态。定义 (nephrogenic diabetes insipidus)肾性尿崩症是血浆肾性尿崩症是血浆ADH正常或增高的情正常或增高的情况下,肾脏对起抗利尿作用的况下,肾脏对起抗利尿作用的ADH反应反应缺陷缺陷,以至肾脏不能浓缩而持续排出稀释
11、,以至肾脏不能浓缩而持续排出稀释尿的病理状态。主要表现为尿的病理状态。主要表现为多尿、烦渴、多尿、烦渴、多饮和低渗透压、低比重尿。多饮和低渗透压、低比重尿。病因 1先天遗传性先天遗传性 大于大于 90%为性连锁隐性遗为性连锁隐性遗传传 ,是由于位于,是由于位于Xq28上的上的V2R基因的基因的突变突变所致,临床上表现为男性儿童发病。所致,临床上表现为男性儿童发病。小于小于10%是由于位于是由于位于12q13,编码水通道编码水通道蛋白(蛋白(AQP-2)基因的突变)基因的突变所致所致,为常染为常染色体隐性或显性遗传。色体隐性或显性遗传。 2 后天获得性后天获得性 临床上许多疾病或临床上许多疾病或
12、药物可影响肾小管功能发生肾性尿崩症,药物可影响肾小管功能发生肾性尿崩症,在原发疾病消失后尿崩症也随之消失。在原发疾病消失后尿崩症也随之消失。如如低血钾、高血钙、糖尿病等代谢性疾低血钾、高血钙、糖尿病等代谢性疾病,病,肾盂肾炎、多囊肾、急性肾小管坏肾盂肾炎、多囊肾、急性肾小管坏死、严重肾功能衰竭等肾脏疾病死、严重肾功能衰竭等肾脏疾病,也有也有锂、甲氧氟烷、两性霉素锂、甲氧氟烷、两性霉素B、庆大霉素、庆大霉素 、地美环素等药物。地美环素等药物。发病机制 遗传性肾性尿崩症大于遗传性肾性尿崩症大于 90%是由于位于是由于位于Xq28上的上的V2R基因的突变基因的突变所致所致 突变后功能的变化突变后功能
13、的变化5TATA框启动子区域启动子区域外显子外显子1内含子内含子1外显子外显子2内含子内含子2外显子外显子3转录起始点转录起始点转录终止点转录终止点polyA信号CAAT框1突变导致mRNA合成受阻,受体蛋白合成减少或障碍编码编码AVP受体受体2的基因的基因转录经过剪接、戴帽、经过剪接、戴帽、加尾加尾成熟成熟RNAmG7ppppolyA成熟成熟RNAmG7ppppolyA翻译翻译V2R2在翻译过程中合成异常的蛋白质,结果使其滞留在内质网中不能到达细胞膜表面。内质网内质网细胞内细胞内V2R细胞外细胞外1233突变影响了激素与受体的结合突变影响了激素与受体的结合。AVP结合位点结合位点4突变干扰了
14、细胞膜上受体蛋白与G蛋白的藕联。不能很好的引发胞内CAMP-PKA信号通路AREGDPGDP1GDPAREGTPAREGDPGDP4REGDP23A总结总结 体外试验显示大部分体外试验显示大部分V2R基因突变导致编基因突变导致编码的受体滞留在细胞内码的受体滞留在细胞内不能上膜不能上膜,少数突,少数突变的受体能够到达细胞表面,但变的受体能够到达细胞表面,但不能与不能与AVP结合结合或或不能很好的引发胞内不能很好的引发胞内CAMP信信号通路号通路。无论是。无论是V2R数量的减少数量的减少还是其还是其结结构功能构功能的改变,都使的改变,都使V2R不能正常的介导不能正常的介导AVP的作用,从而导致遗传
15、性肾性尿崩症的作用,从而导致遗传性肾性尿崩症的发生。的发生。 小于小于10%是由于位是由于位12q13,编码水通道编码水通道蛋白(蛋白(AQP-2)基因的突变)基因的突变所致所致,为常为常染色体隐性或显性遗传。染色体隐性或显性遗传。AQP2基因突变,使其在细胞内穿梭机制受损,水通道功能缺陷,肾脏不能对AVP起作用而发生尿崩症。胞吐插入胞吐插入胞吞回收胞吞回收再循环小体再循环小体再循环小体再循环小体AQP3AQP4ACV2RCAMPATPPKAH2O管 腔侧 多尿和失水多尿和失水 尿崩症是以尿崩症是以低渗性多尿低渗性多尿为特征为特征的临床综合征,最显著的症状为多尿,患的临床综合征,最显著的症状为
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