RUDN Journal of Medicine

Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина

2313-02452313-0261

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)

31082

10.22363/2313-0245-2022-26-2-203-212

HISTORY OF MEDICINE

ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Review Article

Development of concepts on sodium regulation in XX century

Развитие представлений о натриевой регуляции в XX веке

Panova

Anastasia S.

Панова

А. С.

passad.nsk@gmail.com

Novosibirsk State Pedagogical UniversityНовосибирский государственный педагогический университет

27052022

262

LARGE JOINTS ANATOMY AND PATHOLOGY

АНАТОМИЯ И ПАТОЛОГИИ КРУПНЫХ СУСТАВОВ

20321227052022

2022

Panova A.S.

Панова А.С.

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

https://journals.rudn.ru/medicine/article/view/31082

The 20th century is the time of the birth of many scientific areas, including the physiology of the kidneys and water-salt metabolism. This article is devoted to the history of the development of one of its directions - the issue of regulation of sodium homeostasis in the body. This article is the first attempt in the Russianspeaking space to summarize the achievements in the study of sodium regulation. For many decades, scientists from different countries have studied the influence of various factors on sodium excretion: blood pressure, atrial peptides, hormones of the neurohypophysis and adrenal glands, renal nerves, infusion of various substances, etc. It was found that sodium excretion does not directly depend on changes in blood pressure and glomerular filtration rate. Atrial peptides causing natriuresis were discovered, their structure and mechanism of action were described in detail. The role of the hormones of the neurohypophysis - vasopressin and oxytocin - in the excretion of sodium, as well as the role of aldosterone and angiotensin II in the reabsorption of this cation was shown. It has been shown that the administration of hypertonic solutions of sodium chloride causes a greater natriuretic response than the administration of other substances (sodium sulfate and acetate, glucose, mannitol, etc.), and the idea of the existence of sodium-s ensitive receptors has also been put forward.

XX век - это время зарождения множества научных направлений, в том числе и физиологии почек и водно-с олевого обмена. Настоящая статья посвящена рассмотрению истории развития одного из ее направлений - вопроса регуляции гомеостаза натрия в организме. Эта статья является первой в русскоязычном пространстве попыткой обобщения достижений в области изучения натриевой регуляции. На протяжении многих десятилетий учеными разных стран изучалось влияние различных факторов на экскрецию натрия: артериального давления, предсердных пептидов, гормонов нейрогипофиза и надпочечников, почечных нервов, инфузии различных веществ и т. д. Было установлено, что экскреция натрия не зависит напрямую от изменения артериального давления и скорости клубочковой фильтрации. Были открыты предсердные пептиды, вызывающие натрийурез, подробно описана их структура и механизм действия. Была показана роль гормонов нейрогипофиза - вазопрессина и окситоцина - в экскреции натрия, а также роль альдостерона и ангиотензина II в реабсорбции этого катиона. Было показано, что введение гипертонических растворов хлорида натрия вызывает больший натрийуретический ответ, чем при введении других веществ (сульфата и ацетата натрия, глюкозы, маннита и т. д.), а также высказана идея о существовании натрийчувствительных рецепторов.

physiology of kidneys and water-salt metabolismsodium excretionsodium reabsorptionsodium homeostasisrenal functionhistory of biologyhistory of medicine

физиология почек и водно-с олевого обменаэкскреция натрияреабсорбция натриягомеостаз натрияфункция почекистория биологииистория медицины

De Wardener HE. The control of sodium excretion. Am. Physiol. 1978;235(4): F163-F173.

De Wardener H.E. The control of sodium excretion // Am. Physiol. 1978. V. 235. № 4. P. F163-F173.

Drury DR, Henry JP, Goodman J. The effects of continuous pressure breathing on kidney function. Clin. Invest. 1947;26:945—951.

Drury D.R., Henry J.P., Goodman J. The effects of continuous pressure breathing on kidney function // Clin. Invest. 1947. V. 26. P. 945-951.

Sieker HO, Gauer OH, Henry JP. The effect of continuous negative pressure breathing on water and electrolyte excretion by the human kidney. Clin. Invest. 1954;33:572—577.

Sieker, H.O., Gauer O.H., Henry J.P. The effect of continuous negative pressure breathing on water and electrolyte excretion by the human kidney // Clin. Invest. 1954. V. 33. P. 572-577.

Henry JP, Gauer OH, Reeves JL. Evidence of the atrial location of receptors influencing urine flow. Circ. Res. 1956;4:85—90.

Henry J.P., Gauer O.H., Reeves J.L. Evidence of the atrial location of receptors influencing urine flow // Circ. Res. 1956. V. 4. P. 85-90.

Graveline DE, Jackson MM. Diuresis associated with prolonged water immersion. Appl. Physiol. 1962;17:519—524.

Graveline D.E., Jackson M.M. Diuresis associated with prolonged water immersion // Appl. Physiol. 1962. V. 17. P. 519-524.

De Wardener HE, Mills IH, Clapham WF, Hayter CJ. Studies on the efferent mechanism of the sodium diuresis which follows the administration of intravenous saline in the dog. Clin. Sci. 1961;21:249—258.

De Wardener H.E., Mills I.H., Clapham W.F., Hayter C.J. Studies on the efferent mechanism of the sodium diuresis which follows the administration of intravenous saline in the dog // Clin. Sci. 1961. V. 21. P. 249-258.

Earley LE, Friedler RM. Changes in renal blood flow and possibly the intrarenal distribution of blood during the natriuresis accompanying saline loading in the dog. J Clin Invest. 1965;44(6):929, 41. doi: 10.1172/JCI105210

Earley L.E., Friedler R.M. Changes in renal blood flow and possibly the intrarenal distribution of blood during the natriuresis accompanying saline loading in the dog // J Clin Invest. 1965. V. 44. № 6. P. 929-941. doi: 10.1172/JCI105210

Thompson JMA, Dickinson CJ. The relation between the excretion of sodium and water and the perfusion pressure in the isolated, bloodperfused, rabbit kidney, with special reference to changes occurring in clip-hypertension. Clin Sci Mol Med. 1976;50:223—236.

Thompson J.M.A., Dickinson C.J. The relation between the excretion of sodium and water and the perfusion pressure in the isolated, blood-perfused, rabbit kidney, with special reference to changes occurring in clip-hypertension // Clin. Sci. Mol. Med. 1976. V. 50. P. 223-236.

Knox FG, Mertz JI, Burnett JC, Hapamati A. Role of hydrostatic and oncotic pressures in renal sodium reabsorption. Circ. Res. 1983;52:491—500.

Knox F.G., Mertz J.I., Burnett J.C., Hapamati A. Role of hydrostatic and oncotic pressures in renal sodium reabsorption // Circ. Res. 1983. V. 52. P. 491-500.

10.

Kisch B. Electron microscopy of the atrium of the heart. I. Guinea pig. Exp Med Surg. 1956;14(2—3):99—112.

Kisch B. Electron microscopy of the atrium of the heart. I. Guinea pig // Exp Med Surg. 1956. V. 14. N 2-3. P. 99-112.

11.

Jamieson JD, Palade GE. Specific granules in atrial muscle cells. J Cell Biol. 1964;23(1):151—72. doi: 10.1083/jcb.23.1.151

Jamieson J.D., Palade G.E. Specific granules in atrial muscle cells // J Cell Biol. 1964. Vol. 23. N 1. P. 151-172. doi: 10.1083/ jcb.23.1.151

12.

Marie JP, Guillemot H, Hatt PY. Le degré de granulation des cardiocytes auriculaires. Etude planimétrique au cours de différents apports d’eau et de sodium chez le rat [Degree of granularity of the atrial cardiocytes. Morphometric study in rats subjected to different types of water and sodium load (author’s transl)]. Pathol Biol (Paris). 1976;24(8):549—54. (In French)

Marie J.P., Guillemot H., Hatt P.Y. Le degré de granulation des cardiocytes auriculaires. Etude planimétrique au cours de différents apports d’eau et de sodium chez le rat [Degree of granularity of the atrial cardiocytes. Morphometric study in rats subjected to different types of water and sodium load] // Pathol Biol (Paris). 1976. V. 24. № 8. P. 549-554. (In French)

13.

De Bold AJ. Heart atria granularity effects of changes in water-e lectrolyte balance. Proc Soc Exp Biol Med. 1979;161(4):508 doi: 10.3181/00379727-161-40584

De Bold A.J. Heart atria granularity effects of changes in water-electrolyte balance // Proc Soc Exp Biol Med. 1979. V. 161. № 4. P. 508-511. doi: 10.3181/00379727-161-40584

14.

De Bold AJ, Borenstein HB, Veress AT, Sonnenberg H. A rapid and potent natriuretic response to intravenous injection of atrial myocardial extract in rats. Life Sci. 1981;28(1):89—94. doi: 10.1016/0024—3205(81)90370—2

De Bold A.J., Borenstein H.B., Veress A.T., Sonnenberg H. A rapid and potent natriuretic response to intravenous injection of atrial myocardial extract in rats // Life Sci. 1981. V. 28. № 1. P. 89-94. doi: 10.1016/0024-3205(81)90370-2

15.

Flynn TG, de Bold ML, de Bold AJ. The amino acid sequence of an atrial peptide with potent diuretic and natriuretic properties. Biochem Biophys Res Commun. 1983;117(3):859—65. doi: 10.1016/0006-291x(83)91675-3

Flynn T.G., de Bold M.L., de Bold A.J. The amino acid sequence of an atrial peptide with potent diuretic and natriuretic properties // Biochem Biophys Res Commun. 1983. V. 117. N 3. P. 859-865. doi: 10.1016/0006-291x(83)91675-3

16.

Currie MG, Geller DM, Cole BR, Siegel NR, Fok KF, Adams SP, Eubanks SR, Galluppi GR, Needleman P. Purification and sequence analysis of bioactive atrial peptides (atriopeptins). Science. 1984;223(4631):67—9. doi: 10.1126/science.6419347

Currie M.G., Geller D.M., Cole B.R., Siegel N.R., Fok K.F., Adams S.P., Eubanks S.R., Galluppi G.R., Needleman P. Purification and sequence analysis of bioactive atrial peptides (atriopeptins) // Science. 1984. V. 223. № 4631. P. 67-69. doi: 10.1126/science.6419347

17.

Kangawa K, Matsuo H. Purification and complete amino acid sequence of alphahuman atrial natriuretic polypeptide (alphahANP). Biochem Biophys Res Commun. 1984;118(1):131—9. doi: 10.1016/0006-291x(84)91077-5

Kangawa K., Matsuo H. Purifi ation and complete amino acid sequence of alpha-human atrial natriuretic polypeptide (alpha-hANP) // Biochem Biophys Res Commun. 1984. V. 118. № 1. P. 131-139. doi: 10.1016/0006-291x(84)91077-5

18.

Misono KS, Fukumi H, Grammer RT, Inagami T. Rat atrial natriuretic factor: complete amino acid sequence and disulfide linkage essential for biological activity. Biochem Biophys Res Commun. 1984;119(2):524—9. doi: 10.1016/s0006-291x(84)80279-x

Misono K.S., Fukumi H., Grammer R.T., Inagami T. Rat atrial natriuretic factor: complete amino acid sequence and disulfide linkage essential for biological activity // Biochem Biophys Res Commun. 1984. V. 119. № 2. P. 524-529. doi: 10.1016/s0006-291x(84)80279-x

19.

Melidi NN. Vliyanie antidiureticheskogo gormona nejrogipofiza na ekskreciyu natriya v pochke sobaki [Influence of neurohypophysis antidiuretic hormone on sodium excretion in the dog’s kidney]. Izvestiya Sibirskogo otdeleniya AN SSSR. 1970;15(3):135— 140. (In Russian).

Мелиди Н.Н. Влияние антидиуретического гормона нейрогипофиза на экскрецию натрия в почке собаки // Известия Сибирского отделения АН СССР. Новосибирск. 1970. Т. 15. № 3. С. 135-140.

20.

Melidi NN. Vliyanie nejrogipofizarnyh gormonov na ekskreciyu natriya pochkoj sobaki [Influence of neurohypophyseal hormones on sodium excretion by the dog kidney]. PhD Theses. Novosibirsk, 1972. 16 p. (In Russian)

Мелиди Н.Н. Влияние нейрогипофизарных гормонов на экскрецию натрия почкой собаки. Автореф. дис. канд. биол. наук. Новосибирск, 1972. 16 с.

21.

Gershkovich ZI. K mekhanizmu natriĭureticheskogo i diureticheskogo deĭstviia neĭrogipofizarnykh gormonov [Mechanism of the natriuretic and diuretic action of neurohypophyseal hormones]. Bull Exp Biol Med. 1975;80(8):8—11. (In Russian)

Гершкович З.И. К механизму натрийуретического и диуретического действия нейрогипофизарных гормонов. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1975. Т. 80. № 8. С. 8-11.

22.

Ross EJ. Aldosterone and Aldosteronism. London: LloydLuke, 1975. 501 p.

Ross E.J. Aldosterone and Aldosteronism. London: Lloyd- Luke, 1975. 501 p.

23.

Loeb RF. Chemical changes in the blood in Addison’s disease. Science. 1932;76(1975):420—1. doi: 10.1126/science.76.1975.420

Loeb R.F. Chemical changes in the blood in Addison’s disease // Science. 1932. V. 76. № 1975. P. 420-421. doi: 10.1126/science.76.1975.420

24.

Deming QB, Leutscher JA. Bioassay of desoxycorticosteronelike material in urine. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1950;73:171—175.

Deming Q.B., Leutscher J.A. Bioassay of desoxycorticosterone like material in urine // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1950. V. 73. P. 171-175.

25.

Simpson SA, Tait JF, Wettstein A, Neher R, von Euw J, Reichstein T. Isolierung eines neuen kristallisierten Hormons aus Nebennerien mit besonders hoher Wirksamkeit auf den Mineralsoffwechsel. Experientia. 1953;9:333—335.

Simpson S.A., Tait J.F., Wettstein A., Neher R., von Euw J., Reichstein T. Isolierung eines neuen kristallisierten Hormons aus Nebennerien mit besonders hoher Wirksamkeit auf den Mineralsoffwechsel // Experientia. 1953. V. 9. P. 333-335.

26.

Simpson SA, Tait JF, Wettstein A. Neher R. Euw JV, Schindler O, Reichstein T. Aldosteronisolierung und Eigenschaften über Bestandteile de Nebennierenrinde und verwandte Stoffe. Helv Chim Acta. 1954;37:1163—1200.

Simpson S.A., Tait J.F., Wettstein A., Neher R., Euw J.V., Schindler O., Reichstein T. Aldosteronisolierung und Eigenschaften über Bestandteile de Nebennierenrinde und verwandte Stoffe // Helv Chim Acta. 1954. V. 37. P. 1163-1200.

27.

Vander AJ, Malvin RL, Wilde WS, McMurray VM, Lapides J, Sullivan LP. Effects of adrenalectomy and aldosterone on proximal and distal tubular sodium reabsorption. Proc Soc Exp Biol Med. 1958;99(2):323—5. doi: 10.3181/00379727-99-24338

Vander A.J., Malvin R.L., Wilde W.S., McMurray V.M., Lapides J., Sullivan L.P. Effects of adrenalectomy and aldosterone on proximal and distal tubular sodium reabsorption // Proc Soc Exp Biol Med. 1958. V. 99. № 2. P. 323-325. doi: 10.3181/00379727-99-24338

28.

Hierholzer K, Stolte H. The proximal and distal tubular action of adrenal steroids on Na reabsorption. Nephron. 1969;6(3):188—204. doi: 10.1159/000179728

Hierholzer K., Stolte H. The proximal and distal tubular action of adrenal steroids on Na reabsorption // Nephron. 1969. V. 6. № 3. P. 188-204. doi: 10.1159/000179728

29.

Wolff HP, Koczorek KR, Buchborn E. Aldosterone and antidiuretic hormone (adiuretin) in liver disease. Acta Endocrinol (Copenh). 1958;27(1):45—58. doi: 10.1530/acta.0.0270045

Wolff H.P., Koczorek K.R., Buchborn E. Aldosterone and antidiuretic hormone (adiuretin) in liver disease // Acta Endocrinol (Copenh). 1958. V. 27. № 1. P. 45-58. doi: 10.1530/acta.0.0270045

30.

Luetscher JA Jr, Johnson BB. Observations on the sodium-r etaining corticoid (aldosterone) in the urine of children and adults in relation to sodium balance and edema. J Clin Invest. 1954;33(11):1441—6. doi: 10.1172/JCI103022

Luetscher J.A. Jr., Johnson B.B. Observations on the sodiumretaining corticoid (aldosterone) in the urine of children and adults in relation to sodium balance and edema // J Clin Invest. 1954. V. 33. № 11. P. 1441-1446. doi: 10.1172/JCI103022

31.

August JT, Nelson DH, Thorn GW. Response of normal subjects to large amounts of aldosterone. J. clin. Invest. 1958;37:1459.

August J.T., Nelson D.H. Thorn G.W. Response of normal subjects to large amounts of aldosterone // J. clin. Invest. 1958. V. 37. P. 1459.

32.

Gross F. Renin und Hipertensin, physiologische oder pathologische Wirkstoffe? Klin Wochenschr. 1958;36:693—706.

Gross F. Renin und Hipertensin, physiologische oder pathologische Wirkstoffe? // Klin Wochenschr. 1958. Vol. 36. P. 693-706.

33.

Mulrow PJ, Ganong WF. Stimulation of aldosterone secretion by angiotensin II. Yale J Biol Med. 1961;33:386—395.

Mulrow P.J., Ganong W.F. Stimulation of aldosterone secretion by angiotensin II // Yale J Biol Med. 1961. V. 33. P. 386-395.

34.

Harris PJ, Young JA. Dose-dependent stimulation and inhibition of proximal tubular sodium reabsorption by angiotensin II in the rat kidney. Pjluegers Arch. 1977;367:295—297.

Harris P.J., Young J.A. Dose-dependent stimulation and inhibition of proximal tubular sodium reabsorption by angiotensin II in the rat kidney // Pjluegers Arch. 1977. V. 367. P. 295-297.

35.

Bonjour JP, Churchill PC, Malvin RL. Change of tubular reabsorption of sodium and water after renal denervation in the dog. Physiol. Lond. 1969;204:571—582.

Bonjour J.P., Churchill P.C., Malvin R.L. Change of tubular reabsorption of sodium and water after renal denervation in the dog // Physiol. Lond. 1969. V. 204. P. 571-582.

36.

Di Bona GF. Neural control of renal tubular sodium reabsorption in the dog. Federation Proc. 1978;37:1214—1217.

Di Bona G.F. Neural control of renal tubular sodium reabsorption in the dog // Federation Proc. 1978. V. 37. P. 1214-1217.

37.

Knowlton FP. The influence of colloids on diuresis. Physiol. Lond. 1911;43:219—231.

Knowlton F.P. The infl of colloids on diuresis // Physiol. Lond. 1911. V. 43. P. 219-231.

38.

Dreyer NB, Verney EB. The relative importance of the factors concerned in the formation of the urine. Physiol. Lond. 1923;57:451—456.

Dreyer N.B., Verney E.B. The relative importance of the factors concerned in the formation of the urine // Physiol. Lond. 1923. V. 57. P. 451-456.

39.

Kuz’min B.L. Osmoi natrioreceptory malogo kruga krovoobrashcheniya [Osmoand natrioreceptors of the pulmonary circulation]. Fiziologicheskij zhurnal SSSR. 1964; 50(5):603—607. (In Russian).

Кузьмин Б.Л. Осмо- и натриорецепторы малого круга кровообращения // Физиологический журнал СССР. 1964. Т. 50. № 5. С. 603-607.

40.

Kuznecova L. Ya. Izmenenie funkcii pochek pri giperosmii v malom kruge krovoobrashcheniya [Changes in kidney function in hyperosmia in the pulmonary circulation]. PhD Theses. Novosibirsk, 1969. 16 p. (In Russian).

Кузнецова Л.Я. Изменение функции почек при гиперосмии в малом круге кровообращения. Автореф. дис. канд. мед. наук. Новосибирск, 1969. 16 с.

41.

Velikanova L.K. Nekotorye storony mekhanizma osmorecepcii [Some aspects of the mechanism of osmoreception]. PhD Theses. Novosibirsk, 1971. 28 p. (In Russian).

Великанова Л.К. Некоторые стороны механизма осморецепции: автореф. Автореф. дис. док. биол. наук. Новосибирск, 1971. 28 с.

42.

Mitrakova O.K. Interoreceptornyj apparat levogo predserdiya i ego rol’ v osmoregulyacii [Interoreceptor apparatus of the left atrium and its role in osmoregulation]. Byulleten’ eksperimental’noj biologii i mediciny. 1972;73(3):3—5. (In Russian)

Митракова О.К. Интерорецепторный аппарат левого предсердия и его роль в осморегуляции // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1972. Т. 73. № 3. С. 3-5.

43.

Aizman R.I., Panova A.S., Sorokina T.S., Subotyalov M.A. Stanovlenie i razvitie nauchnoj shkoly po fiziologii pochek i vodnosolevogo obmena v Novosibirske [Formation and development of the scientific school on the physiology of the kidneys and water-salt metabolism in Novosibirsk]. Problemy social’noj gigieny, zdravoohraneniya i istorii mediciny. 2018; 26(4):247—251. (In Russian)

Айзман Р.И., Панова А.С., Сорокина Т.С., Суботялов М.А. Становление и развитие научной школы по физиологии почек и водно-солевого обмена в Новосибирске // Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2018. Т. 26. № 4. С. 247-251.

44.

Natochin Yu.V., Sokolova M.M., Gusev G.P., Shahmatova E.I., Lavrova E.A. Issledovanie roli pochek v gomeostaze kationov u prohodnyh i presnovodnyh ryb oz. Dal’nego (Kamchatka) [Investigation of the role of kidneys in cation homeostasis in anadromous and freshwater fish from the Far lake (Kamchatka)]. Voprosy ihtiologii. 1970;10(60):125—136. (In Russian)

Наточин Ю.В., Соколова М.М., Гусев Г.П., Шахматова Е.И., Лаврова Е.А. Исследование роли почек в гомеостазе катионов у проходных и пресноводных рыб оз. Дальнего (Камчатка) // Вопросы ихтиологии. 1970. Т. 10. № 1 (60). С. 125-136.

45.

Terner A. Ya. Mekhanizmy osmoregulyacii pri postuplenii v organizm hloristogo natriya cherez pishchevaritel’nyj trakt [Mechanisms of osmoregulation when sodium chloride enters the body through the digestive tract]: avtoref. dis… kand. med. nauk. Novosibirsk, 1974. 21 p. (In Russian)

Тернер А.Я. Механизмы осморегуляции при поступлении в организм хлористого натрия через пищеварительный тракт. Автореф. дис. канд. мед. наук. Новосибирск, 1974. 21 с.

46.

Swaminathan S. Osmoreceptors or sodium receptors: an investigation into ADH release in the rhesus monkey. J Physiol. 1980;307:71—83. doi: 10.1113/jphysiol.1980.sp013424

Swaminathan S. Osmoreceptors or sodium receptors: an investigation into ADH release in the rhesus monkey // J Physiol. 1980. V. 307. P. 71-83. doi: 10.1113/jphysiol.1980.sp013424