Vasopressina

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Vasopressina
Struttura tridimensionale della Vasopressina
Abbreviazioni
ADH, AVP
Nomi alternativi
ormone antidiuretico, adiuretina, arginin-vasopressina
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
irritante

attenzione

Frasi H 332
Consigli P --- [1]
Vasopressina
Gene
Entrez 551
Proteina
UniProt P01185

La vasopressina (o ADH, sigla dell'inglese antidiuretic hormone) è un peptide di nove aminoacidi con funzioni di ormone, neurotrasmettitore e modulatore della trasmissione nervosa. È nota anche come ormone antidiuretico, adiuretina o arginin-vasopressina (AVP).

Localizzazione[modifica | modifica sorgente]

Controllo della secrezione[modifica | modifica sorgente]

La vasopressina viene secreta nelle seguenti condizioni:

  • Disidratazione dell'organismo: è lo stimolo più efficace nell'indurre la secrezione dell'ormone. La vasopressina determina il recupero di fluidi attraverso la formazione di urine più concentrate. Determina anche un aumento della pressione arteriosa in quanto ha anche attività di vasocostrittore. Una sostanza simile denominata lisin-vasopressina è stata trovata nei maiali dove svolge funzioni analoghe.
Nell'ipotalamo i neuroni che formano i nuclei sopraottico e paraventricolare che sintetizzano la vasopressina sono osmocettori che in seguito all'aumento dell'osmolarità del plasma (soprattutto se determinata da una aumentata concentrazione di sodio) inducono la secrezione di vasopressina a livello dell'ipofisi posteriore (neuroipofisi). Questi neuroni ricevono anche afferenze da altri osmocettori localizzati in regioni (organo vascolare della lamina terminale e organo subfornicale) localizzate in prossimità della parete anteriore del terzo ventricolo.
La secrezione, assente a livelli di osmolarità plasmatica intorno ai 280 mosm/kg, è già spiccata a 290 mosm/kg ossia a livelli di poco superiori. Gli osmocettori, oltre a regolare il rilascio di vasopressina, controllano anche lo stimolo della sete.
La vasopressina non è l'unico ormone che regola i fenomeni di concentrazione e diluizione delle urine: altri ormoni coinvolti sono l'aldosterone e i peptidi natriuretici come il peptide natriuretico atriale.
  • Contrazione del volume plasmatico: è un meccanismo meno sensibile rispetto alla risposta in seguito ad aumenti dell'osmolarità plasmatica. La vasopressina viene prodotta in seguito a stimolazione dei barocettori presenti nelle carotidi e nelle altre arterie e dei volocettori a livello dell'atrio destro. Le emorragie inducono la liberazione di vasopressina attraverso questi meccanismo.
  • Aumenti della concentrazione plasmatica di colecistochinina attraverso modalità non ancora chiarite.
  • Altre regolazioni:
    • L'alcool etilico riduce la secrezione di vasopressina. La conseguente riduzione del riassorbimento di acqua dal filtrato glomerulare contribuisce all'aumento della diuresi che si osserva in seguito ad ingestione di alcool.
    • L'Angiotensina II può stimolare la secrezione di vasopressina[2]

Attività[modifica | modifica sorgente]

Rene[modifica | modifica sorgente]

L'ormone agisce a livello del dotto collettore (zona iperosmotica) dove promuove l'inserimento, a livello della membrana apicale delle cellule epiteliali tubulari, di proteine chiamate acquaporine (Aquaporina-2s), che aumentano il riassorbimento dell'acqua. Vengono così escrete urine ridotte in volume e concentrate fino a 1200 mMol/l (antidiuresi). Viceversa per una diminuzione di osmolarità del plasma si avranno urine diluite (150 mMol/l).

La vasopressina lega recettori specifici denominati V2 (accoppiati a proteine G stimolatorie) situati sulla membrana basolaterale delle cellule del tubulo contorto distale. Le proteine G stimolatorie attivano l'enzima adenilato ciclasi con formazione di cAMP e pirofosfato a partire da ATP. Il cAMP attiva una cascata di segnali che termina con l'inserzione nella membrana plasmatica apicale delle acquaporine le quali normalmente si trovano inserite nella membrana di vescicole di deposito. L'inserimento delle proteine nella membrana plasmatica avviene tramite un processo di esocitosi delle vescicole. In caso di diminuzione della vasopressina le acquaporine saranno nuovamente internalizzate nella cellula tramite endocitosi. Il processo tramite cui porzioni di membrana vengono inserite o tolte dalla membrana plasmatica è noto come riciclaggio di membrana

La proteina repressore che regola l'espressione del gene che codifica per la protein chinasi A (PKA) ha un sito di legame per il cAMP. In seguito al legame, la proteina si distacca dal promoter del gene determinando una maggior sintesi di PKA. La protein chinasi A fosforila altri enzimi che in cascata arrivano alla liberazione di glucosio a partire dal glicogeno alla base dei processi che producono energia all'interno della cellula. L'energia viene anche utilizzata per fondere la membrana delle vescicole nella quale sono inserite le acquaporine con la membrana della cellula epiteliale tubulare. In questo processo sono probabilmente coinvolti ioni calcio e quindi la fosfolipasi C (PLC). La PLC può essere attivata da recettori associati a proteine G.

La vasopressina inoltre aumenta la permeabilità all'urea della porzione papillare dei dotti collettori, determinando un aumentato riassorbimento di urea nell'interstizio della midollare renale, in seguito al gradiente di concentrazione creato dalla rimozione di acqua nella porzione corticale dei dotti collettori. L'urea, a livello degli osmocettori ipotalamici, diffondendo liberamente attraverso le membrane, non costituisce uno stimolo per l'inibizione del rilascio di vasopressina.

Un'altra funzione della vasopressina nel rene è quella di stimolare il riassorbimento di Sodio a livello della porzione ascendente dell'ansa di Henle.

Sistema cardiovascolare[modifica | modifica sorgente]

La vasopressina, aumentando le resistenze periferiche, determina un innalzamento della pressione arteriosa. Questo tipo di regolazione è blanda nell'individuo sano; acquista maggiore importanza nei casi di shock ipovolemico dovuto, ad esempio, ad emorragie dove la vasopressina secreta si rivela un efficiente meccanismo di compensazione.

Sistema Nervoso Centrale[modifica | modifica sorgente]

La vasopressina prodotta e rilasciata nel Sistema Nervoso Centrale, dove ha funzioni di neurotrasmettitore o neuromodulatore, sembra essere implicata nei meccanismi di formazione della memoria (memoria a lungo e breve termine), riflessi polisinaptici. I meccanismi alla base di queste funzioni non sono stati ancora chiariti e anche il reale ruolo della vasopressina in questo ambito è ancora controverso. Ciononostante la desmopressina, una sostanza analoga alla vasopressina, ha suscitato interesse come sostanza nootropa.

La vasopressina è rilasciata nel cervello con ritmo circadiano dai neuroni del nucleo soprachiasmatico dell'Ipotalamo. La vasopressina rilasciata dai neuroni ipotalamici che proiettano alla corteccia è coinvolta nella regolazione della pressione arteriosa, della temperatura corporea e, in animali come il topo campagnolo comune, nei comportamenti aggressivi.

Topo campagnolo comune: è fedele alla femmina con cui forma una coppia che spesso dura tutta la vita.

È in studio il ruolo della vasopressina nei comportamenti sociali dei topi. Si pensa che la vasopressina, rilasciata nel Sistema Nervoso Centrale durante l'attività sessuale, induca e mantenga comportamenti rivolti a mantenere la stabilità della coppia come ad esempio l'aggressività verso altri maschi.

Le evidenze sperimentali includono studi condotti in diverse specie animali e indicano che la distribuzione all'interno delle varie regioni del Sistema Nervoso Centrale della vasopressina e dei suoi recettori presenta differenze tra le varie specie animali e correla con differenti comportamenti sociali specie specifici. In particolare, i recettori per la vasopressina sono distribuiti in maniera differente nelle specie animali monogame e promiscue, talvolta è differente anche la distribuzione degli assoni contenenti vasopressina, anche quando vengano comparate specie strettamente correlata tra di loro. Inoltre, anche esperimenti che prevedono l'iniezione intracerebrale di agonisti ed antagonisti della vasopressina rafforzano l'ipotesi che la vasopressina sia coinvolta nei comportamenti aggressivi contro altri maschi. È stato anche dimostrato che differenze nella sequenza del gene che codifica per il recettore della vasopressina tra individui della stessa specie potrebbero essere predittive di differenze nel comportamento sociale.

Recettori[modifica | modifica sorgente]

Recettore Secondo messaggero Localizzazione Effetto
V1a fosfatidilinositolo/Calcio fegato, rene, vasi periferici, cervello vasocostrizione, gluconeogenesi, aggregazione piastrinica, rilascio di fattore VIII e fattore di von Willebrand; riconoscimento dei membri della propria specie,[3] ritmo circadiano in topi con mutazione tau[4]
V1b fosfatidilinositolo/Calcio ipofisi, cervello secrezione di adrenocorticotropina (ACTH) in risposta a stress;[5] codificazione di tipo sociale degli stimoli olfattivi[6]
V2 adenilato ciclasi/cAMP membrana basolaterale delle cellule dei dotti collettori del rene (specialmente dotti collettori corticali e della periferia della midollare) inserzione di acquaporina-2 (AQP2) (canali per il passaggio dell'acqua). Permettono il riassorbimento dell'acqua secondo gradiente rendendo le urine più concentrate. Rilascio del fattore di von Willebrand ed espressione sulla membrana di P-selectina attraverso l'esocitosi dei corpi di Weibel-Palade dalla cellula endoteliale[7][8]

Struttura e correlazione con l'Ossitocina[modifica | modifica sorgente]

Le vasopressine (vasopressina umana e gli analoghi ormoni presenti in altre specie animali) sono dei peptidi formati da 9 aminoacidi (nonapeptide). Il numero di aminoacidi presenti nella molecola di preormone prima che questa venga attivata per clivaggio è di 164. La sequenza aminoacidica (struttura primaria) della vasopressina umana è Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly con i residui di cisteina legati da un ponte disolfuro. La lisin-vasopressina ha l'aminoacido lisina al posto dell'arginina.

La struttura dell'Ossitocina è molto simile a quella delle vasopressine: anch'essa è un nonapeptide (peptide di nove aminoacidi) con un ponte disolfuro e la sua sequenza aminoacidica differisce solo in due posizioni (vedi tabella seguente). Il gene che codifica per la vasopressina e il gene che codifica per l'ossitocina si trovano sullo stesso cromosoma separati da una distanza relativamente breve (meno di 15,000 basi nelle varie specie). I neuroni magnocellulari che producono vasopressina sono simili in molti aspetti e adiacenti ai neuroni magnocellulari che producono ossitocina. La somiglianza tra vasopressina ed ossitocina può determinare reazioni crociate: l'ossitocina presenta una bassa attività antidiuretica, alti livelli di vasopressina possono determinare contrazioni della muscolatura uterina.

La tabella seguente schematizza la superfamiglia delle vasopressine ossitocine.

Vertebrati: famiglia delle vasopressine
Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 arginin-vasopressina (AVP, ADH) La maggior parte dei mammiferi
Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Lys-Gly-NH2 lipressina (LVP) maiale, ippopotamo, facocero, alcuni marsupiali
Cys-Phe-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 felipressina Alcuni marsupiali
Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 vasotocina† Non mammiferi
Vertebrati: famiglia delle ossitocine
Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2 Ossitocina (OXT) La maggior parte dei mammiferi, Chimaera
Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 mesotocina La maggior parte dei marsupiali, tutti gli uccelli, rettili, anfibi, pesci polmonati, celacanti
Cys-Tyr-Ile-Gln-Ser-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 seritocina rane
Cys-Tyr-Ile-Ser-Asn-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 isotocina pesci ossei
Cys-Tyr-Ile-Ser-Asn-Cys-Pro-Gln-Gly-NH2 glumitocina razze
Cys-Tyr-Ile-Asn/Gln-Asn-Cys-Pro-Leu/Val-Gly-NH2 varie -tocine squali
Invertebrati: Superfamiglia delle ossitocine-vasopressine
Cys-Leu-Ile-Thr-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 ormone diuretico locusta
Cys-Phe-Val-Arg-Asn-Cys-Pro-Thr-Gly-NH2 annetocina lombrichi
Cys-Phe-Ile-Arg-Asn-Cys-Pro-Lys-Gly-NH2 lisin-connopressina Alcuni molluschi marini appartenenti alla famiglia dei Conidae e Aplysia, sanguisughe
Cys-Ile-Ile-Arg-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 arginin-connopressina Striped cone snail
Cys-Tyr-Phe-Arg-Asn-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 cefalotocina polpi
Cys-Phe-Trp-Thr-Ser-Cys-Pro-Ile-Gly-NH2 octopressina polpi
† La vasotocina, dal punto di vista evoluzionistico, è il progenitore di tutti gli ormoni secreti dalla neuroipofisi nei vertebrati.

Patologie correlate[modifica | modifica sorgente]

  • Una diminuzione del rilascio di vasopressina o una diminuita sensibilità dei reni all'ormone determina diabete insipido, una condizione caratterizzata da ipersodiemia (aumento del sodio nel sangue), poliuria (aumentata produzione di urina) e conseguente polidipsia (sete).
  • Numerose ricerche scientifiche hanno dimostrato, in laboratorio, un ruolo della vasopressina nell'idrope dell'orecchio interno e nella Sindrome di Mèniére.

Cenni di farmacologia[modifica | modifica sorgente]

Analoghi della vasopressina[modifica | modifica sorgente]

Gli agonisti della vasopressina vengono utilizzati in terapia in diverse condizioni.

  • La desmopressina è l'analogo sintetico della vasopressina ed è dotata di una lunga durata d'azione. La desmopressina è utilizzata nei casi di ridotta secrezione di vasopressina, per il controllo del sanguinamento in alcune forme della malattia di Von Willebrand, e nei casi di incontinenza infantile resistenti ad altri approcci terapeutici.
  • La Terlipressina e altre molecole correlate con analoga attività farmacologica vengono utilizzate come vasocostrittori nel trattamento delle varici esofagee sin dal 1970.[9]
  • L'infusione di vasopressina è stata utilizzata come trattamento di seconda scelta nello shock settico non rispondente ad alte dosi di inotropi (ad esempio dopamina e noradrenalina). È stato dimostrato che la sua efficacia nell'arresto cardiaco asistolico è maggiore dell'adrenalina[10] Sebbene non tutti gli studi concordino sulla superiorità della vasopressina su altre molecole nell'arresto cardiaco asistolico, uno studio del 2006 su arresti cardiaci avvenuti al di fuori dell'ambiente ospedaliero ha corroborato questa tesi.[11]

Inibitori dei recettori per la vasopressina[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Sigma Aldrich; rev. del 11.10.2012 riferita alla [Lys8]-Vasopressina
  2. ^ Vander, Arthur J. (1995). Renal physiology, 5th edition, New York: McGraw-Hill, Health Professions Division. ISBN 0-07-067009-9.
  3. ^ Bielsky IF, Hu SB, Szegda KL, Westphal H, Young LJ, Profound impairment in social recognition and reduction in anxiety-like behavior in vasopressin V1a receptor knockout mice in Neuropsychopharmacology, vol. 29, nº 3, marzo 2004, pp. 483–93, DOI:10.1038/sj.npp.1300360, PMID 14647484.
  4. ^ Wersinger SR, Caldwell HK, Martinez L, Gold P, Hu SB, Young WS 3rd. Vasopressin 1a receptor knockout mice have a subtle olfactory deficit but normal aggression. Genes Brain Behav. 2006 Nov 3; [Epub ahead of print] PMID 17083331
  5. ^ Lolait SJ, Stewart LQ, Jessop DS, Young WS, O'Carroll AM, The hypothalamic-pituitary-adrenal axis response to stress in mice lacking functional vasopressin V1b receptors in Endocrinology, vol. 148, nº 2, febbraio 2007, pp. 849–56, DOI:10.1210/en.2006-1309, PMC 2040022, PMID 17122081.
  6. ^ Wersinger SR, Kelliher KR, Zufall F, Lolait SJ, O'Carroll AM, Young WS, Social motivation is reduced in vasopressin 1b receptor null mice despite normal performance in an olfactory discrimination task in Horm Behav, vol. 46, nº 5, dicembre 2004, pp. 638–45, DOI:10.1016/j.yhbeh.2004.07.004, PMID 15555506.
  7. ^ Kanwar S, Woodman RC, Poon MC, Murohara T, Lefer AM, Davenpeck KL, Kubes P, Desmopressin induces endothelial P-selectin expression and leukocyte rolling in postcapillary venules in Blood, vol. 86, nº 7, ottobre 1995, pp. 2760–6, PMID 7545469.
  8. ^ Kaufmann JE, Oksche A, Wollheim CB, Günther G, Rosenthal W, Vischer UM, Vasopressin-induced von Willebrand factor secretion from endothelial cells involves V2 receptors and cAMP in J. Clin. Invest., vol. 106, nº 1, luglio 2000, pp. 107–16, DOI:10.1172/JCI9516, PMC 314363, PMID 10880054.
  9. ^ Baum S, Nusbaum M, Tumen HJ, The control of gastrointestinal hemorrhage by selective mesenteric infusion of pitressin in Gastroenterology, vol. 58, 1970, p. 926, PMID.
  10. ^ Wenzel V, Krismer AC, Arntz HR, Sitter H, Stadlbauer KH, Lindner KH, A comparison of vasopressin and epinephrine for out-of-hospital cardiopulmonary resuscitation in N. Engl. J. Med., vol. 350, nº 2, gennaio 2004, pp. 105–13, DOI:10.1056/NEJMoa025431, PMID 14711909.
  11. ^ Grmec S, Mally S, Vasopressin improves outcome in out-of-hospital cardiopulmonary resuscitation of ventricular fibrillation and pulseless ventricular tachycardia: a observational cohort study in Crit Care, vol. 10, nº 1, febbraio 2006, pp. R13, DOI:10.1186/cc3967, PMC 1550861, PMID 16420660.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]