鹽皮質激素

自然界的水都不是純水，均含有不同量的可溶於水的物質。最常見的是電解質，它是帶有正負電荷的離子(氫、鉀、鈉、鈣、鎂等陽離子，氯、磷、碳酸氫根等陰離子)及一些有機物質(蛋白質、有機酸等)，統稱為溶質。細胞內液的溶質以鉀離子為主，細胞外液的溶質以鈉、氯離子為主。

鹽皮質激素的主要生理作用是促進腎小管重吸收鈉而保留水，並排泄鉀。它與下丘腦分泌的抗利尿激素相互協調，共同維持體內水、電解質的平衡。鹽皮質激素的保鈉排鉀作用也表現在唾液腺、汗腺及胃腸道。

在天然皮質激素中，醛固酮是作用最強的一種鹽皮質激素。其理鹽作用是等量糖皮質激素(皮質醇)的500倍。在正常生理狀態下，由於糖皮質激素的分泌量很大，故在人體總的理鹽效應中由糖皮質激素承擔的約佔45%，醛固酮也承擔45%，另一種鹽皮質激素脫氧皮質酮承擔10%。平時每日醛固酮的分泌量很少，如因某種情況引起醛固酮分泌過多，其顯著的鈉水瀦留及排鉀效應則可引起低血鉀、組織水腫、高血壓。若鹽皮質激素分泌水平過低會導致水鈉流失和血壓降低的癥狀。

鹽皮質激素與腎臟病，鹽皮質激素(mineralocorticoid，Mc)是調節機體水鹽代謝的重要一類激素，在人類中該類激素主要為醛固酮(aldosteronen，Aldo)。目前這類激素早已為人們所熟知，但其作用機制並未完全明了。近年來研究發現，醛固酮與高血壓、臟器纖維化等病變密切相關，故有關醛固酮的多方面、多層次研究仍然方興未艾。現在我們已經知道，不僅醛固酮及其受體的異常可引起某些腎臟病變或高血壓，而且醛固酮可作為一個獨立的致病因素直接參與腎臟纖維化的過程。

一、鹽皮質激素及其受體

醛固酮主要由腎上腺皮質球狀帶合成及分泌，平均分泌量為100～200／zg／d，血漿濃度為0．1～l nmoI／L，主要在肝臟代謝排出。此外，心臟、血管等組織也能合成醛固酮，並以自分泌和(或)旁分泌的形式發揮作用，可能參與了局部病理、生理過程，如纖維化等。醛固酮合成原料為膽固醇，經多種細胞色素P450及短鏈脫氫酶的催化作用而形成，其中最為關鍵的限速酶為醛固酮合成酶(cYP1B2)，可催化皮質酮轉變為醛固酮。cYP1B2由常染色體8q21-22中cYP1B2基因編碼，該基因的轉錄受血管緊張素Ⅱ及血鉀的調節。當血中血管緊張素Ⅱ水平升高后，即與球狀帶細胞上特異性I型受體結合，激活磷脂酶c，啟動磷酸肌醇通路，使細胞內鈣離子濃度升高，通過鈣調素和鈣調素激酶激活cAMP反應元件結合蛋白，後者能與醛固酮合成酶基因啟動子中的cAMP反應元件相結合，進而促進醛固酮合成酶的基因轉錄和蛋白合成，導致醛固酮分泌增加。另外，血鉀升高也能促進細胞外鈣離子進入細胞內，通過上述細胞途徑直接促進醛固酮分泌。ACTH對醛固酮的調節作用在生理狀態下並不明顯，但應激時也能通過cAMP和蛋白激酶A激活cAMP反應元件結合蛋白，促進醛固酮分泌。

醛固酮的生物作用主要由鹽皮質激素受體(mineraloc·0rticoid receptor，MR)介導。類固醇激素受體屬於核受體大家族，同類受體還包括視黃酸受體、甲狀腺素受體及維生素D受體等。它們的基本結構很相似，均包含3個功能結構域，即活化基因轉錄的N端結構域、與DNA位點結合的中間結構域以及與配體結合的c端結構域。

N端的結構在不同核受體中變化很大，同源性<15％。該區是受體磷酸化的主要部位，並含有與轉錄活化有關的結構域，稱為活化功能1區(AFl)或Taul區。N端結構域同時也是受體與其他轉錄因子相結合的部位。高度保守的DNA結合區是核受體家族的主要特徵，其結構組成目前已經清楚。該區由66～68個氨基酸組成，含有9個位置保守的半胱氨酸。其中前8個半胱氨酸分別與兩個鋅原子作用，形成兩個鋅指結構。每個結構由12～13個氨基酸組成，間隔15～1 7個氨基酸。在靠近N端的第一個鋅指結構中，其基底部c端螺旋處含有3～4個重要的氨基酸，稱為P盒，主要參與靶基因上特異性DNA序列的識別並與之結合。另一個鋅指結構與DNA結合的特異性較差，但能增加前者與DNA結合的親和力，其基底部也含有5個氨基酸，稱為D盒，主要提供界面以便受體與其他蛋白質結合形成二聚體。c端的配體結合區也較為保守，富含疏水序列，由200～250個氨基酸組成，形成ll～12個螺旋結構，可提供與配體結合的特異性位點。其c端具有配體誘導的轉錄活化功能，稱為AFz區。另外，該結構域還參與受體的核內定位，並促進同形二聚體的形成。對於類固醇激素受體，此區也是與熱休克蛋白結合的部位。

非活化的MR主要位於胞質中，與兩分子熱休克蛋白相結合。一旦醛固酮與MR結合后，即可引起受體構型發生改變，脫去熱休克蛋白，形成二聚體，並激活核定位信號，使活化的受體配體複合物迅速轉移至核內。隨後DNA結合區暴露，鋅指頂端與靶基因上磷酸基團結合，識別特異性DNA序列並與之緊密結合，通過RNA聚合酶Ⅱ直接影響基因轉錄；或者通過與其他轉錄因子的作用，間接調節基因轉錄，進而產生一系列醛固酮誘導蛋白髮揮作用，但是受醛固酮調控的確切基因目前知之甚少。據報道在醛固酮作用的最初40 mln內，遠端腎單位上皮細胞中約O．5％的基因轉錄可受其影響。此外，醛固酮的部分作用還可由細胞內信號傳遞系統介導，引起細胞內鈣離子、cAMt，和cGMP等改變，快速影響靶細胞的功能。近來在人的單核細胞、豬的肝臟和腎臟等多個部位已發現有醛固酮膜結合位點，親和係數約為0．1nmol／L，可能介導了醛固酮的快速細胞作用。已有人在豬的肝臟微粒體中分離和克隆出孕酮的膜結合蛋白，這可能是第一個類固醇激素膜受體。

自然界的水都不是純水，均含有不同量的可溶於水的物質。最常見的是電解質，它是帶有正負電荷的離子(氫、鉀、鈉、鈣、鎂等陽離子，氯、磷、碳酸氫根等陰離子)及一些有機物質(蛋白質、有機酸等)，統稱為溶質。細胞內液的溶質以鉀離子為主，細胞外液的溶質以鈉、氯離子為主。

鹽皮質激素的主要生理作用是促進腎小管重吸收鈉而保留水，並排泄鉀。它與下丘腦分泌的抗利尿激素相互協調，共同維持體內水、電解質的平衡。鹽皮質激素的保鈉排鉀作用也表現在唾液腺、汗腺及胃腸道。

在天然皮質激素中，醛固酮是作用最強的一種鹽皮質激素。其理鹽作用是等量糖皮質激素(皮質醇)的500倍。在正常生理狀態下，由於糖皮質激素的分泌量很大，故在人體總的理鹽效應中由糖皮質激素承擔的約佔45%，醛固酮也承擔45%，另一種鹽皮質激素脫氧皮質酮承擔10%。平時每日醛固酮的分泌量很少，如因某種情況引起醛固酮分泌過多，其顯著的鈉水瀦留及排鉀效應則可引起低血鉀、組織水腫、高血壓。若鹽皮質激素分泌水平過低會導致水鈉流失和血壓降低的癥狀。

1.醛固酮

（1）醛固酮的合成與代謝

醛固酮是在1953年發現的一種類固醇激素，是由膽固醇經一系列酶促反應，最後由醛固酮合成酶催化而成。醛固酮合成酶由CYP11B2基因編碼，該基因位於小鼠的15號染色體以及人類8號染色體長臂8q22上。除腎上腺外，心血管系統、中樞神經系統也表達CYP11B2酶，提示局部組織可以合成醛固酮並作用於相應的靶器官。醛固酮的代謝在肝臟中進行，主要被還原成四氫醛固酮，與葡萄糖醛酸結合后隨尿排出。

（2）醛固酮的作用與調節

醛固酮主要促進腎臟保鈉排鉀，以維持水鹽平衡。它的另一重要作用是以自分泌或旁分泌方式與局部組織的MR結合，調控靶器官功能。醛固酮可通過基因組的作用，即與胞內受體結合，調節不同靶基因表達和蛋白翻譯；或者通過非基因組的快速作用，即不依賴胞內受體及轉錄和翻譯的過程產生效應，該作用不被螺內酯等醛固酮受體拮抗劑所阻斷。目前對醛固酮非基因組效應的研究越來越多，已發現醛固酮的非基因組信號通路涉及環磷酸腺苷（cAMP）、三磷酸肌醇（IP3）、鈣離子（Ca2+）、蛋白激酶C（PKC）、細胞外信號調節激酶（ERK1/2）、磷脂醯肌醇3－激酶（PI3K）、非受體酪氨酸激酶（c－src）、血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）、表皮生長因子受體（EGFR）、NADPH氧化酶/活性氧（ROS）、一氧化氮合成酶（NOS）、Na+/H+交換蛋白（NHE）等。

2.脫氧皮質酮（DOC）

DOC也是一種重要的鹽皮質激素，由腎上腺產生並作為醛固酮的前體。現在研究發現，DOC既是一種強效鹽皮質激素，也具有糖皮質激素的作用。DOC由孕酮經21α－羥化酶催化而成，其分泌速率與醛固酮大致相同，促腎上腺皮質激素、AngⅡ及K+可影響其分泌。DOC在肝臟中代謝，還原為四氫脫氧皮質酮，與葡萄糖醛酸相結合，排泄到尿液中。DOC在生理濃度時幾乎不發揮生物學效應，當體內DOC分泌過多時，產生很強的鹽皮質激素作用，發生高血壓及低血鉀等類似醛固酮表現。DOC致高血壓的作用已被廣泛認可，這種效應也被用於誘導實驗性高血壓模型。

醛固酮主要由腎上腺皮質球狀帶合成及分泌，平均分泌量為100～200/zg/d，血漿濃度為0．1～lnmoI/L，主要在肝臟代謝排出。此外，心臟、血管等組織也能合成醛固酮，並以自分泌和(或)旁分泌的形式發揮作用，可能參與了局部病理、生理過程，如纖維化等。醛固酮合成原料為膽固醇，經多種細胞色素P450及短鏈脫氫酶的催化作用而形成，其中最為關鍵的限速酶為醛固酮合成酶(cYP1B2)，可催化皮質酮轉變為醛固酮。cYP1B2由常染色體8q21-22中cYP1B2基因編碼，該基因的轉錄受血管緊張素Ⅱ及血鉀的調節。當血中血管緊張素Ⅱ水平升高后，即與球狀帶細胞上特異性I型受體結合，激活磷脂酶c，啟動磷酸肌醇通路，使細胞內鈣離子濃度升高，通過鈣調素和鈣調素激酶激活cAMP反應元件結合蛋白，後者能與醛固酮合成酶基因啟動子中的cAMP反應元件相結合，進而促進醛固酮合成酶的基因轉錄和蛋白合成，導致醛固酮分泌增加。另外，血鉀升高也能促進細胞外鈣離子進入細胞內，通過上述細胞途徑直接促進醛固酮分泌。ACTH對醛固酮的調節作用在生理狀態下並不明顯，但應激時也能通過cAMP和蛋白激酶A激活cAMP反應元件結合蛋白，促進醛固酮分泌。

醛固酮的生物作用主要由鹽皮質激素受體(mineraloc·0rticoidreceptor，MR)介導。類固醇激素受體屬於核受體大家族，同類受體還包括視黃酸受體、甲狀腺素受體及維生素D受體等。它們的基本結構很相似，均包含3個功能結構域，即活化基因轉錄的N端結構域、與DNA位點結合的中間結構域以及與配體結合的c端結構域。

N端的結構在不同核受體中變化很大，同源性<15%。該區是受體磷酸化的主要部位，並含有與轉錄活化有關的結構域，稱為活化功能1區(AFl)或Taul區。N端結構域同時也是受體與其他轉錄因子相結合的部位。高度保守的DNA結合區是核受體家族的主要特徵，其結構組成目前已經清楚。該區由66～68個氨基酸組成，含有9個位置保守的半胱氨酸。其中前8個半胱氨酸分別與兩個鋅原子作用，形成兩個鋅指結構。每個結構由12～13個氨基酸組成，間隔15～17個氨基酸。在靠近N端的第一個鋅指結構中，其基底部c端螺旋處含有3～4個重要的氨基酸，稱為P盒，主要參與靶基因上特異性DNA序列的識別並與之結合。另一個鋅指結構與DNA結合的特異性較差，但能增加前者與DNA結合的親和力，其基底部也含有5個氨基酸，稱為D盒，主要提供界面以便受體與其他蛋白質結合形成二聚體。c端的配體結合區也較為保守，富含疏水序列，由200～250個氨基酸組成，形成ll～12個螺旋結構，可提供與配體結合的特異性位點。其c端具有配體誘導的轉錄活化功能，稱為AFz區。另外，該結構域還參與受體的核內定位，並促進同形二聚體的形成。對於類固醇激素受體，此區也是與熱休克蛋白結合的部位。

非活化的MR主要位於胞質中，與兩分子熱休克蛋白相結合。一旦醛固酮與MR結合后，即可引起受體構型發生改變，脫去熱休克蛋白，形成二聚體，並激活核定位信號，使活化的受體配體複合物迅速轉移至核內。隨後DNA結合區暴露，鋅指頂端與靶基因上磷酸基團結合，識別特異性DNA序列並與之緊密結合，通過RNA聚合酶Ⅱ直接影響基因轉錄；或者通過與其他轉錄因子的作用，間接調節基因轉錄，進而產生一系列醛固酮誘導蛋白髮揮作用，但是受醛固酮調控的確切基因目前知之甚少。據報道在醛固酮作用的最初40mln內，遠端腎單位上皮細胞中約O．5%的基因轉錄可受其影響。此外，醛固酮的部分作用還可由細胞內信號傳遞系統介導，引起細胞內鈣離子、cAMt，和cGMP等改變，快速影響靶細胞的功能。近來在人的單核細胞、豬的肝臟和腎臟等多個部位已發現有醛固酮膜結合位點，親和係數約為0．1nmol/L，可能介導了醛固酮的快速細胞作用。已有人在豬的肝臟微粒體中分離和克隆出孕酮的膜結合蛋白，這可能是第一個類固醇激素膜受體。