Подкисление мочи.

Одной из основных гомеостатических функций почек является поддержание концентрации ионов водорода (протонов Н⁺). Все жидкости и ткани организма характеризуются определенным рН, что важно для процессов растворения, комплексообразования, нервно-мышечной проводимости, работы ферментов и т.д. В частности, рН артериальной крови поддерживается в достаточно узких пределах - 7,35-7,45, а для конкретного человека эти пределы еще уже. Однако нормальные физиологические процессы приводят к образованию 40-80 ммоль протонов при окислении аминокислот, неполном окислении энергетических субстратов (молочная кислота, кетокислоты) и др., которые в конечном итоге выводятся почками. Первый этап нейтрализации кислых продуктов осуществляется в плазме крови благодаря действию буферных систем. Буферные системы крови включают бикарбонатный буфер, гемоглобиновый, белковый, и, наконец, фосфатный буфер. Бикарбонатный буфер, представляющий основу буферного действия, состоит из слабой угольной кислоты, которая в соответствии с константой диссоциации частично диссоциирует на протон и ион бикарбоната, и ее натриевой соли.

Н₂СО₃ Û Н⁺ + НСО₃^-

Угольная кислота образуется при растворении в воде углекислого газа, а при участии фермента карбоангидразы может расщепляться на углекислый газ и воду.

Н₂СО₃ Û Н₂О + СО₂^-

Роль карбоангидразы в нашем организме очень велика. Практически все органы и системы, которые участвуют в поддержании кислотно-основного статуса или образовании кислых или основных продуктов, имеют этот фермент: легкие, эритроциты, почки, эпителий желудка и кишечника. Фермент позволяет регулировать содержание угольной кислоты, бикарбонатов и протонов. Содержание бикарбонатов в крови составляет 25 ммоль/л и занимает второе место после хлоридов (100 ммоль/л) по количеству анионов внеклеточной жидкости. Гемоглобиновый буфер оказывает свое действие через бикарбонатный, поэтому бикарбонатный буфер является основным. Роль фосфатного буфера в крови чрезвычайно мала, так как фосфаты - основные анионы внутриклеточной жидкости, их содержание в крови низко (около 1 ммоль/л) и буферная роль ничтожна. В моче же основным буфером является фосфатный, так как фосфаты выводится через почки в количестве до 70 ммоль/сутки.

На определенном этапе избыток углекислоты выводится легкими за счет увеличения числа дыханий в минуту (тахипноэ), однако протоны выводятся только почками.

Выведение протонов почками тесно связано с двумя другими процессами: реабсорбцией бикарбонатов и реабсорбцией натрия из почечного фильтрата. (ДАТЬ РИС.). Показано, что почечный эпителий непроницаем для бикарбонатов. Для того, чтобы профильтровавшиеся бикарбонаты, составляющие основу бикарбонатного буфера, возвратить в кровь, они должны соединиться с протоном и образовать угольную кислоту, которая в просвете канальца с помощью карбоангидразы расщепляется до воды и окиси углерода. Последняя диффузией поступает в клетки почечного эпителия, где при участии того же фермента образует через стадию угольной кислоты бикарбонаты. При избытке протонов или недостатке бикарбонатов почки могут образовывать дополнительное количество бикарбонатов из углекислого газа, полученного в результате метаболизма. Реабсорбция бикарбонатов сопряжена с реабсорбцией натрия и секрецией протона, так как натрий обменивается на протон. Секреция протона в свою очередь ограничена реабсорбцией натрия, и возможностями фосфатного буфера мочи, так как протон акцептируется фосфатом.

В сбалансированном состоянии бикарбонаты почти полоностью реабсорбируются, что сопровождается секрецией протонов и подкислением мочи. Первичная моча имеет такой же рН, что и плазма крови, т.е. она слабощелочная. При выходе из дистального канальца рН мочи снижается до 5,5-6,5 и она становится слабокислая. Процесс подкисления мочи с помощью указанного механизма наиболее характерен для кортикальных нефронов. В медуллярных нефронах выделение протона идет по схеме аммониогенеза.

При недостаточности указанной выше системы секреции протона, избытке протонов при ацидозе, а также у новорожденных детей до периода развития кортикальных нефронов, значительную роль в процессе выведения ионов водорода играет процесс выведения аммиака. В почках активируется фермент глутаминаза, который усиливает продукцию аммиака. Аммиак диффундирует в собирательные трубочки, где забуферивается протоном с образованием иона аммония. Собирательные трубочки для иона аммония непроницаемы, подкисления мочи не происходит, поэтому у новорожденных детей моча более щелочная.

NH₃ + H⁺ Û NH₄⁺

При оценке вклада почек в регуляцию кислотно-основного состояния не следует забывать, что в дистальных канальцах осуществляется обмен иона натрия на протон и обмен иона натрия на ион калия, и процессы эти конкурирующие. Так, при гипокалиемии ион калия будет задерживаться в организме, а обмен иона натрия на протон усилится. В результате повышение реабсорбции натрия автоматически приведет к усилению реабсорбции бикарбонатов и защелачиванию крови – алкалозу, а также повышению уровня протонов в моче. Таким образом, при гипокалиемическом алкалозе пациент будет выделять кислую мочу.

Дата добавления: 2015-07-08