|
Читайте также: |
· Ток крови. Через почечные артерии при каждом сокращении сердца почки получают не менее 20% от сердечного выброса, т.е. около 1200 мл крови в минуту (350 мл/мин на 100 г почечной паренхимы, т.е. почти в 7 раз больше, чем мозг — 50 мл/мин на 100 г ткани мозга).
· Почечный ток плазмы крови (именно плазма крови после клубочковой фильтрации образует первичную мочу) составляет примерно 600–700 мл/мин (при значении Ht — гематокрита — 0,4):
· Артерии почки не имеют анастомозов между собой, поэтому прекращение кровотока в одной из артерий приводит к гибели той части паренхимы почки, которая получает кровоснабжение от данной артерии (клиновидные инфаркты).
· Ход венозных сосудов практически повторяет ход артериальных.
· Тканевая жидкость интерстиция большей частью всасывается через стенку кровеносных капилляров и лишь частично оттекает по лимфатическим сосудам (около 3 л/сут).
· Для суждения о почечном кровотоке оценивают клиренс парааминогиппуровой кислоты. Первичная капиллярная сеть. От междольковых артерий параллельно поверхности органа ответвляются короткие приносящие (внутридольковые) артериолы; они распадаются на капилляры, формирующие клубочек в составе почечного тельца — первичная капиллярная сеть. Клубочки первичной капиллярной сети входят в состав почечных телец, в которых происходят фильтрация плазмы и образование клубочкового фильтрата (ультрафильтрата, первичной мочи). Выносящая артериола собирает кровь из капилляров клубочка.
Оттекающая от почечных телец кровь — артериальная: в выносящей артериоле содержание кислорода лишь примерно на 7% ниже, чем в приносящей артериоле.
В просвете капилляров первичной капиллярной сети гидростатическое давление составляет примерно 70 мм рт.ст. (вне капилляров, т.е. в полости эпителиальной капсулы — 20 мм рт.ст.), онкотическое — около 30 мм рт.ст. Фильтрация в почечных тельцах происходит из просвета капилляров первичной капиллярной сети в полость капсулы Боумена–Шумлянского, движущая сила — эффективное фильтрационное давление =(гидростатическое давление) — (онкотическое давление) — (давление в полости эпителиальной капсулы)
20 мм рт.ст.= (70 мм рт.ст.) — (30 мм рт.ст.) — (20 мм рт.ст.)
Вторичная капиллярная сеть. В капилляры вторичной сети кровь поступает из первичной капиллярной сети через выносящие артериолы. Эти артериолы переходят в прямые артериальные сосуды, спускающиеся в мозговое вещество, образующие вторичную капиллярную сеть (перитубулярные капилляры) и направляющиеся в виде прямых венозных сосудов к корковому веществу. Эти сосуды (и артериальные, и венозные) проходят параллельно канальцам нефронов (канальцы петли Хенле) и собирательным трубочкам, отчего и получили название vasa rectae. Капилляры перитубулярной сети располагаются в непосредственной близости от канальцев нефронов; в эти капилляры реабсорбируются вещества из просвета канальцев. Из вторичной капиллярной сети также происходит питание ткани почки. Капилляры мозгового вещества переходят в прямые венулы, впадающие в дуговые вены. Значительное содержание кислорода в капиллярах вторичной капиллярной сети эффективно обеспечивает активную реабсорбцию из просвета канальцев в просвет кровеносных капилляров. Кислород необходим главным образом для обеспечения работы Na+,K-АТФазы, вмонтированной в плазматическую мембрану эпителиальных клеток почечных канальцев.
Реабсорбцию поддерживает возросшее в результате фильтрации (по сравнению с капиллярами первичной капиллярной сети) онкотическое давление в капиллярах вторичной капиллярной сети. Итак, первичная капиллярная сеть, расположенная между артериолами, характеризуется высоким гидростатическим внутрикапиллярным давлением и теряет в результате фильтрации не менее 10% объёма крови и до 20% объёма плазмы. Вторичная капиллярная сеть имеет низкое гидростатическое внутрикапиллярное давление, способствующее эффективной реабсорбции из почечных канальцев. Таким образом, вся поступающая в почку артериальная кровь сначала перфузирует капилляры первичной капиллярной сети и лишь затем артериальная кровь поступает в капилляры вторичной капиллярной сети.
Нефрон — эпителиальная трубка, начинающаяся от почечного тельца и впадающая в собирательную трубку. Стенка нефрона построена из однослойного эпителия, клетки которого (в зависимости от выполняемой функции) различны в разных отделах нефрона.По длине нефрона различают: проксимальный каналец (извитой и прямой), тонкий каналец петли Хенле, восходящая (толстая) часть петли Хенле (эту часть называют также прямым дистальным канальцем), извитой дистальный каналец. Дистальный прямой каналец (толстая часть петли Хенле) возвращается к собственному почечному тельцу и контактирует с ним. Извитой дистальный каналец через связующий отдел впадает в собирательную трубочку, которая, в, свою очередь, поступает в собирательные протоки. Разные отделы нефрона закономерно расположены либо в корковом, либо в мозговом веществе.
В корковом веществе располагаются: почечное тельце (точнее, эпителиальная капсула нефрона), проксимальный и дистальный извитые канальцы, окружённые капиллярами вторичной капиллярной сети. В мозговом веществе располагается петля Хенле, собирательные трубочки и протоки, также сопровождаемые капиллярами вторичной сети (прямые сосуды).
Типы нефронов. Различают два основных типа нефронов — кортикальные и юкстамедуллярные; 85% всех нефронов — кортикальные.
Кортикальные нефроны. Почечное тельце находится в наружной части коркового вещества, а петля Хенле (короткая у большинства нефронов) располагается в пределах наружной части мозгового вещества. Юкстамедуллярные нефроны. Почечное тельце расположено в глубоких слоях коры, на границе с мозговым веществом. Большинство юкстамедуллярных нефронов имеет длинную петлю Хенле, проникающую глубоко в мозговое вещество. Расположение в мозговом веществе параллельно друг другу прямых кровеносных сосудов и канальцев петли Хенле юкстамедуллярных нефронов обеспечивает концентрирование мочи при помощи так называемого поворотного противоточного механизма.
Отделы почечных канальцев. В нефроне различают несколько отделов: капсула почечного тельца, окружающая капиллярный клубочек; проксимальный извитой и проксимальный прямой канальцы, тонкий каналец (в составе нисходящей и восходящей частей петли Хенле); толстый отдел в составе восходящей части петли Хенле (дистальный прямой каналец), дистальный извитой канальцы, а также связующий отдел (соединяет дистальный отдел нефрона с собирательной трубочкой). Собирательные трубки, сливаясь, образуют собирательные протоки. Характерная особенность всех почечных канальцев состоит в том, что между соседними клетками всегда присутствует диффузионные барьеры в виде полосок плотных контактов, окружающих верхушечные части клеток. Количество таких полосок плотных контактов увеличивается по мере продвижения по почечным канальцам, соответственно увеличивается электрическое сопротивление пласта эпителия, но уменьшается его проницаемость.
Проксимальный каналец подразделяют на извитой и прямой отделы. Именно в проксимальном отделе нефрона происходит основной объём реабсорбции. В связи с этим обстоятельством клетки канальца имеют ряд особенностей, значительно увеличивающим площадь реабсорбции. Интенсивность реабсорбции постепенно уменьшается по мере продвижения первичной мочи по канальцу, соответственно уменьшается количество приспособлений, увеличивающих поверхность клеток, а также митохондрий, необходимых для обеспечения транспортных процессов. По этой причине с функциональной точки зрения (интенсивность реабсорбции) проксимальный каналец подразделяют на последовательные сегменты — S1, S2 и S3. Между соседними клетками встречаются щелевые контакты. Основная функция проксимального канальца — осмос воды, реабсорбция NaCl, NaHCO3, глюкозы, аминокислот, Ca2+, HPO42–, SO42–, HCO3–, а также секреция NH4+ и некоторых органических катионов и анионов.
Тонкий каналец петли Хенле состоит из плоских эпителиальных клеток, что существенно уменьшает диффузионный путь для воды. Длина тонкого канальца невелика в кортикальных, но значительна в юкстамедуллярных нефронах. Эти последние (точнее, их петля Хенле), составляя всего 15% от общего количества нефронов, крайне важны для концентрирования или разведения мочи. Клетки петли Хенле перекачивают NaCl из просвета канальцев в интерстиций, который в результате становится гипертоничным, формируя в мозговом веществе осмотический градиент между корой и почечными сосочками, что имеет решающее значение для осмотической диффузии воды между почечными канальцами и интерстицием.
Толстый отдел петли Хенле. Эпителиальные клетки имеют кубическую форму, мощные впячивания плазмолеммы по базальной и латеральной поверхности клеток, что существенно увеличивает поверхность обмена. Это обстоятельство в сочетании с встроенными в плазмолемму клеток характерными трансмембранными переносчиками существенно важно для формирования гиперосмотической среды. Стенка канальца не проницаема для мочевины и воды. Эпителиальные клетки этого отдела также секретируют в просвет канальцев мукопротеин Тамма–Хорсфалла (около 40 мг/сут), составляющий основу мочевых цилиндров.
Дистальный каналец начинается от плотного пятна (здесь происходит регистрация параметров канальцевой жидкости) и по своей структуре напоминает клетки толстого отдела петли Хенле.
Связующий отдел и собирательные трубочки. Их стенка состоит из главных и вставочных клеток. Клетки связующего отдела синтезируют и секретируют калликреин. Главные клетки несут на свободной поверхности ресничку. Их основная функция — реабсорбция Na+ и Cl– и секреция K+. Вставочные клетки подразделяются на подтипы A (α) и B (β). Эти клетки реабсорбируют K+. Кроме того, α-клетки секретируют H+, а β-клетки — HCO3–. Собирательные протоки. По мере увеличения калибра протоков эпителий становится высоким цилиндрическим, а количество вставочных клеток уменьшается. Собирательные протоки (как и собирательные трубочки) принимают участие в транспорте электролитов, а также под влиянием альдостерона и вазопрессина (АДГ) — в транспорте воды и мочевины.
Оценка экскреторной функции почек Для клинической оценки экскреторной функции почек, складывающейся из клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции и канальцевой секреции, применяют как методы визуализации, так и измерение почечного клиренса (от англ. «clearance» — очищение). Клиренс вещества X (CX) — параметр, характеризующий выведение почками (экскрецию) из организма вещества X. Клиренс выражают в объёмных единицах за единицу времени (например, в мл/мин). Другими словами, клиренс вещества X — скорость его экскреции, отнесённая к виртуальному объёму крови, полностью очищенной от вещества X.
Пример. Нормально клиренс Na+ составляет 1 мл/мин. Эта величина получена из следующих расчётов. Каждую минуту через почки протекает около 1000 мл крови (700 мл плазмы). Эти 700 мл плазмы крови содержат около 100 ммоля Na+ (содержание Na+ в плазме крови практически равно 140 ммоль/л). Из них с мочой экскретируется всего 0,14 ммоля Na+, т.е. одна сотая часть содержания Na+ в плазме крови. Другими словами, клиренс Na+ — скорость его экскреции, отнесённая к виртуальному объёму крови, полностью очищенной от Na+, составляет 1 мл/мин.
· В общем виде клиренс вещества X (CX, выражают в миллилитрах в минуту) рассчитывают по формуле:
CX = (UX хV) / PX
где UX — концентрация вещества X в моче (миллиграммы или моли на миллилитр), PX — концентрация вещества X в крови (миллиграммы или моли на миллилитр), произведение «UX´V» — скорость экскреции вещества X с мочой.
Для разных веществ значение клиренса (CX) различно. Так, для глюкозы, в норме не экскретируемой, CX равно 0. В то же время для парааминогиппурата, полностью удаляемого из крови, значение CX составляет 700 мл/мин, т.е. равно току плазмы крови через почку. Некоторые вещества (например, инулин — полимер фруктозы, Mr 5000), как и парааминогиппурат, свободно фильтруются, но не реабсорбируются и не секретируются в канальцах. Такие вещества являются хорошим маркёром важного параметра мочевыделительной функции почек — скорости клубочковой фильтрации.
Скорость клубочковой фильтрации (СКФ, англ. «Glomerular Filtration Rate — GFR») — объём плазмы крови, фильтруемой в единицу времени из крови в полость капсулы Боумена–Шумлянского (PXхСКФ). После преобразования получаем:
СКФ (GFR) = (UX хV) /PX
Правая часть этого уравнения идентична правой части уравнения расчёта почечного клиренса. Другими словами, если вещество X свободно фильтруется, но не реабсорбируется и не секретируется, то вычисление его клиренса характеризует СКФ. Для оценки почечного клиренса и СКФ применяют инулин, креатинин, маннитол, 125I–йоталамат, 57Co- или 58Co-цианкобаламин, 51Cr-этилендиаминтетрауксусную кислоту. Все эти маркёры экзогенны и требуют (в отличие от креатинина) их введения в сосудистое русло обследуемого. Клиренс креатинина — полезный клинический приём оценки СКФ, не требующий внутривенного введения вещества, так как креатинин образуется из мышечного креатинфосфата, т.е. является эндогенным маркёром. Для оценки клиренса креатинина (в норме 120 мл/мин) достаточно исследовать порцию суточной мочи и образец венозной крови. В клинической практике применяют также изучение концентрации креатинина только в крови (при нормальной фильтрационной функции почек — 50–100 мкмоль/л, у мужчин до 150 мкмоль/л).
Экскреторную функцию почки по отношению к веществу X (UX´ V — скорость экскреции вещества X с мочой) определяют 3 фактора: скорости клубочковой фильтрации (СКФ), канальцевых реабсорбции и секреции. Эти процессы в общем виде можно записать следующим образом:
экскреция = фильтрация — реабсорбция + секреция
Следовательно, возможна и оценка скорости каждого из этих процессов.
Через фильтрационный барьер почечного тельца происходят фильтрация плазмы и образование первичной мочи (ультрафильтрата, или клубочкового фильтрата). Почечное тельце состоит из капиллярного клубочка (примерно 50 капиллярных петель) и эпителиальной капсулы. Область, где в тельце входит приносящая и выходит выносящая артериолы, называют сосудистым полюсом; область отхождения проксимального извитого канальца нефрона — мочевой полюс тельца. Эпителиальная капсула состоит из двух листков: наружного (париетального) и внутреннего (висцерального). Между листками имеется полость, куда из просвета кровеносных капилляров поступает клубочковый фильтрат. Полость капсулы открывается в проксимальный извитой каналец. Наружный листок капсулы, состоящий из однослойного плоского эпителия, ограничивает капсулярное пространство снаружи. Клетки внутреннего листка капсулы (подоциты) прикреплены к наружной поверхности капилляров клубочка и вместе с эндотелием и базальной мембраной, общей для капилляра и подоцитов, участвуют в процессе фильтрации. К сосудистому полюсу подходит дистальный извитой каналец того же самого нефрона, что начинается на мочевом полюсе почечного тельца. Видоизменённые клетки этого отдела нефрона (плотное пятно) вместе с видоизменёнными клетками приносящей артериолы (юкстагломерулярные клетки) образуют так называемый околоклубочковый комплекс. В состав почечного тельца, а также околоклубочкового комплекса также входят мезангиальные клетки, расположенные между капиллярными петлями клубочка. Подоциты — видоизменённые эпителиальные клетки внутреннего листка капсулы. Они образуют большие ножки, от которых отходят многочисленные нитевидные малые ножки. Эндотелиальные клетки капилляров клубочка имеют многочисленные фенестры. Между внутренним листком капсулы и эндотелием капилляров формируется общая (трёхслойная) базальная мембрана. Фильтрационные щели. Малые ножки подоцитов прикрепляются к базальной мембране. Между ножками подоцитов имеются узкие (30–40 нм) фильтрационные щели. Фильтрация плазмы осуществляется через волокнистую основу базальной мембраны и фильтрационные щели. Околоклубочковый комплекс образован тремя типами клеток, расположенных у корня клубочка. Первый тип — юкстагломерулярные (зернистые) клетки — видоизменённые и содержащие гранулы ренина ГМК средней оболочки приносящей артериолы. Второй тип — юкставаскулярные клетки (мезангиальные), расположенные между приносящей и выносящей артериолами. Третий тип — эпителиальные клетки дистального канальца в месте его контакта с корнем клубочка (клетки плотного пятна).
Фильтрационный барьер состоит из эндотелия капилляров, базальной мембраны и фильтрационных щелей между ножками подоцитов.
· Эндотелиальные клетки капилляров максимально уплощены, за исключением области, содержащей ядро. Уплощённая часть клетки содержит не затянутые диафрагмой фенестры (овальные окна) полигональной формы диаметром 70 нм, суммарно занимающие примерно 30% всей поверхности эндотелия. В результате плазма крови непосредственно контактирует с базальной мембраной. Таким образом, эндотелиальная часть фильтра задерживает только клеточные элементы, но не плазму крови.
· Базальная мембрана толщиной до 300 нм формируется за счёт синтетической активности подоцитов и мезангиальных клеток. Основу базальной мембраны образует мелкоячеистая сеть, образованная молекулами коллагена типа IV, ламинина и связывающих их сульфатированного гликопротеина энтактина. Отрицательно заряженные цепи гепарансульфата, присутствующие в составе протеогликанов базальной мембраны, препятствует прохождению сквозь неё анионов, в том числе и анионных белков плазмы. Вещества с Mr до 1 кД проходят через базальную мембрану свободно, до 10 кД в ограниченном количестве, а более 50 кД — в ничтожных количествах.
Мезангиальные клетки Внутренний листок капсулы не полностью покрывает каждый отдельный капилляр клубочка. Между капиллярами, не имеющими в таких местах общей с эпителием базальной мембраны, располагаются отростчатые мезангиальные клетки. В цитоплазме мезангиальных клеток в большом количестве присутствуют микрофиламенты. Поэтому мезангиальные клетки обладают сократительной активностью и способны уменьшать площадь наружной поверхности стенки капилляров, через которую происходит фильтрация, снижая таким образом её уровень. Мезангиальные клетки фагоцитируют остатки базальных мембран и синтезируют макромолекулы межклеточного вещества, а также фактор активации тромбоцитов (PAF).
· Фильтрационные щели образованы лабиринтом щелевидных пространств между малыми ножками подоцитов. Фильтрационные щели имеют ширину около 25 нм и затянуты щелевыми диафрагмами (сеть с ячейками размерами от 4 до 14 нм). Щелевые диафрагмы содержат отрицательно заряженные гликопротеины, белок нефрин, а в участках соединения диафрагм с плазмолеммой ножек подоцитов присутствует белок плотных контактов. Ножки подоцитов (за счёт актиновых микрофиламентов) в широких пределах изменяют свою толщину, что неизбежно сказывается на ширине фильтрационных щелей.
Клубочковую фильтрацию характеризуют различные параметры (объём фильтрата, скорость клубочковой фильтрации — СКФ, эффективное фильтрационное давление, показатель фильтруемости, разности осмотического давления между просветом капилляра и полостью эпителиальной капсулы, характер фильтруемых ионов и молекул).
· Объём первичной мочи (отфильтрованной плазмы крови) составляет 10% от объёма крови (20% от объёма плазмы), протекающей по капиллярам клубочка (для взрослого человека 10% от 1800 л крови/сут = 180 л ультрафильтрата/сут, или 125 мл/мин).
· СКФ определяют из уравнения:
СКФ = Kf х PUF
где Kf — коэффициент фильтрации, а PUF — эффективное фильтрационное давление.
Коэффициент фильтрации (Kf) зависит от гидравлической проводимости клубочковых капилляров и площади фильтрации. При СКФ 125 мл/мин и при PUF 10 мм рт.ст величина Kf составляет примерно 12,5 мл/мин/мм рт.ст. (на 100 г массы почки — 4,2 мл/мин/мм рт.ст., что минимально в 200 раз больше, чем Kf в любой другой ткани. Увеличение значения Kf повышает СКФ. Уменьшение значения Kf понижает СКФ.
Регуляция почечного кровотока и фильтрации. Имеющие чрезвычайно важное значение для адекватного выполнения функций почек параметры почечного кровотока и фильтрации находятся под жёстким контролем. Известно несколько механизмов контроля кровотока и фильтрации: авторегуляция в виде канальцево–клубочковой обратной связи и эффекты (как сосудосуживающие, так и сосудорасширяющие) множества сосудистоактивных веществ.
Под авторегуляцией понимают не зависящее от нервных и гормональных влияний свойство кровеносной системы почек стабильно удерживать параметры почечного кровотока (следовательно, и СКФ) при значительных колебаниях системного АД (СКФ практически стабильна при систолическом АД 85–150 мм рт.ст.). Авторегуляцию обеспечивают 2 сопряжённых механизма: миогенный ответ ГМК приносящих артериол и канальцево–клубочковая обратная связь.
· Миогенный ответ заключается в сокращении или расслаблении ГМК, циркулярно ориентированных по отношению к просвету приносящей артериолы, что приводит к вазоконстрикции или вазодилатации кровеносного сосуда соответственно. Повышение системного АД увеличивает просвет приносящих артериол. Это активирует (открывает) чувствительные к растяжению катионные каналы ГМК, происходит деполяризация плазмолеммы ГМК, поступление Ca2+ в цитозоль и сокращение ГМК. Просвет сосудов уменьшается, увеличивая сопротивление приносящей артериолы. В результате уменьшается СКФ.
· Канальцево–клубочковая обратная связь поддерживается структурами околоклубочкового комплекса. Околоклубочковый комплекс расположен у сосудистого полюса почечного тельца и состоит из юкстагломерулярных клеток, ГМК приносящей артериолы и клеток плотного пятна, принадлежащих стенке дистального извитого канальца того же самого нефрона. Такое тесное соседство ГМК и юкстагломерулярных клеток приносящей артериолы с клетками плотного пятна дистального канальца создаёт хорошие предпосылки для осуществления механизма обратной связи, контролирующего перфузию капиллярного клубочка. В ответ на повышение системного АД возрастает фильтрационное давление и СКФ. Прирост СКФ увеличивает содержание Na+, Cl– и воды в ультрафильтрате, которое регистрируют клетки плотного пятна и передают соответствующие сигналы к ГМК и юкстагломерулярным клеткам приносящей артериолы. Клетки плотного пятна реагируют на изменение концентрации [Na+] и [Cl–] в канальцевой жидкости. Na+/K+/Cl––переносчик, расположенный в плазмолемме верхушечной поверхности клеток плотного пятна, при увеличении в просвете канальца [Na+] и [Cl–] способствует повышению содержания этих ионов и в цитозоле эпителиальных клеток. В результате открытия катионных каналов плазмолеммы происходит поступление Ca2+ в цитозоль. Прирост [Ca2+] в цитозоле стимулирует секрецию из клеток плотного пятна паракринных и аутокринных агентов в виде аденозина, тромбоксана и некоторых других. Увеличивают чувствительность клеток плотного пятна аденозин, тромбоксан, ангиотензин II. Уменьшают чувствительность клеток плотного пятна атриопептин,, оксид азота, диета с высоким содержанием белка.
Гладкомышечные клетки стенки приносящей артериолы имеют рецепторы к аденозину, их взаимодействие с выделяющимся из клеток плотного пятна аденозином приводят к поступлению Ca2+ в цитозоль, сокращению ГМК, вазоконстрикции, увеличению сопротивления приносящей артериолы и уменьшению СКФ.
Зернистые клетки стенки приносящей артериолы также получают сигналы от клеток плотного пятна. Основная функция этих клеток — синтез фермента ренина, поступающего в общий кровоток. Субстрат ренина — ангиотензиноген, дальнейшие превращения которого приводят к появлению в крови ангиотензина II — мощного вазоконстриктора, имеющего и иные эффекты, в том числе и на механизм канальцево–клубочковой обратной связи.
Мезангиальные клетки имеют рецепторы ангиотензина II, атриопептина и вазопрессина. Вазопрессин и ангиотензин II стимулируют сокращение мезангиальных клеток. Так как в цитоплазме клеток в большом количестве присутствуют микрофиламенты, то клетки обладают сократительной активностью и способны уменьшать площадь наружной поверхности стенки капилляров, через которую происходит фильтрация, снижая таким образом её уровень.
Сосудистоактивные регуляторы В регуляции почечного кровотока и СКФ принимает участие множество гормонов и нейромедиаторов: ангиотензин II, норадреналин, адреналин, дофамин, вазопрессин (АДГ), атриопептин, эндотелины, Пг, лейкотриены и оксид азота.
· Ангиотензин II имеет несколько эффектов на почечную гемодинамику: сужение просветов приносящей и выносящей артериол, увеличение чувствительности ГМК приносящей артериолы к сигналам от клеток плотного пятна и стимуляция сокращений мезангиальных клеток. Суммарный эффект: уменьшение перфузии почки и СКФ.
· Норадреналин, выделяемый из терминалей постганглионарных нервных волокон симпатического отдела нервной системы, приводит к вазоконстрикции почечных сосудов (это значительно уменьшает как почечный кровоток, так и фильтрацию) и стимулирует секрецию ренина из зернистых клеток приносящей артериолы (см. рис. 26–8,Г). Такие же эффекты имеет и секретируемый хромаффинными клетками мозгового вещества надпочечников адреналин.
· Вазопрессин, как и ангиотензин II, стимулирует сокращение мезангиальных клеток, что приводит к уменьшению фильтрации.
· Атриопептин (предсердный натриуретический фактор) — мощный вазодилататор — расширяя просвет и приносящей, и выносящей артериол, значительно увеличивает перфузию паренхимы почки, что приводит к увеличению СКФ. Атриопептин также подавляет секрецию ренина и уменьшает чувствительность клеток плотного пятна.
· Дофамин, выделяющийся из нервных терминалей дофаминергических нервных волокон почки, взаимодействует с рецепторами в стенке кровеносных сосудов и вызывает вазодилатацию.
· Эндотелины, секретируемые под влиянием норадреналина и ангиотензина II из эндотелия кровеносных сосудов коры почки и из мезангиальных клеток, вызывают местный сосудосуживающий эффект и значительно снижают как перфузию почки, так и СКФ.
· Простагландины в почке синтезируют сосудистые ГМК, клетки эндотелия, мезангия, интерстициальные и почечных канальцев. Сосудорасширяющий эффект Пг проявляется при хирургических операциях, кровопотере и других стрессовых ситуациях, когда на первый план выступают сосудосуживающие симпатические влияния и активизируется ренин–ангиотензиновая система.
· Лейкотриены оказывают местный сосудосуживающий эффект, уменьшая при воспалительных процессах почечный кровоток и СКФ.
· Оксид азота, выделяемый клетками эндотелия, оказывает мощный сосудорасширяющий эффект в особенности при вызванной норадреналином и ангиотензином II вазоконстрикции. Факторы, увеличивающие реабсорбцию Na+, т.е. приводящие к задержке Na+ и воды в организме: альдостерон, вазопрессин (АДГ) и влияния симпатического отдела нервной системы.
Альдостерон стимулирует реабсорбцию Na+ в собирательных трубочках и протоках, что составляет лишь 3% отфильтрованного Na+, но заведомо больше ежедневного поступления Na+ в организм. Под влиянием альдостерона происходит увеличение транскрипции генов, кодирующих натриевые и калиевые каналы апикальной и Na+,K+–АТФазу базолатеральной поверхности главных клеток. Аргинин вазопрессин (АДГ), взаимодействуя со связанными с Gs-белком рецепторами, что приводит к увеличению внутриклеточной концентрации цАМФ и дальнейшим эффектам на белки–мишени, стимулирует реабсорбцию Na+ в толстом отделе петли Хенле и в собирательных трубочках и протоках. Суммарный эффект вазопрессина (АДГ) на мочеобразовательную функцию почек — образование концентрированной мочи, т.е. задержка в организме воды. Этот эффект достигается увеличением проницаемости для воды стенки собирательных трубок и протоков, в результате вода выходит из просвета этих канальцев в гипертонический интерстиций. Норадреналин, освобождаемый из терминалей симпатического отдела нервной системы, через α–адренергические рецепторы активирует Na+,K+–АТФазу базолатеральной и Na+-H+–ионообменник апикальной поверхности клеток канальцев.
Факторы уменьшающие реабсорбцию Na+, т.е. приводящие к усилению диуреза и потенциально могущие привести к потере Na+ и обезвоживанию организма: атриопептин, Пг, брадикинин, дофамин и эндогенный ингибитор Na+,K+–АТФазы. Атриопептин (посредством стимуляции рецепторной гуанилатциклазы и увеличения внутриклеточной концентрации цГМФ) подавляет активность катионных каналов на верхушечной поверхности клеток собирательных протоков. Кроме того, атриопептин косвенно уменьшает реабсорбцию Na+, увеличивая СКФ, перфузию почек, секрецию ренина и вазопрессина (АДГ). Простагландин E2 и брадикинин, действуя через протеинкиназу C и фосфорилируя Na+-каналы на канальцевой поверхности эпителия, подавляют реабсорбцию Na+. Дофамин через D1- и D2-рецепторы увеличивают внутриклеточную концентрацию цАМФ, что приводит к подавлению активности Na+,K+ - АТФазы базолатеральной и Na+-H+–ионообменника апикальной поверхности клеток канальцев.
Реабсорбция воды по всему протяжению почечных канальцев происходит только пассивно. Из 170 л отфильтрованной воды в проксимальных канальцах реабсорбируется 67%, в петле Хенле — 15%, от 10 до 15% — в собирательных трубках и протоках, не происходит реабсорбции воды в дистальном канальце нефрона. Реабсорбцию воды обеспечивают мембранные водные поры — аквапорины разных типов. Различные ЛС (диуретики), подавляя реабсорбцию Na+, увеличивают экскрецию и Na+, и воды, тем самым уменьшая в организме объём внеклеточной жидкости. Аквапорины (AQP) — семейство мембранных пор для воды (рис. 26–10). Идентифицировано 10 аквапоринов. AQP3, AQP7 и AQP9 дополнительно проницаемы для глицерола и других небольших молекул, а AQP0, AQP1, AQP2, AQP4, AQP5 — только для воды. AQP1 появляется в эритроцитах после рождения практически одномоментно с формированием способности почки концентрировать мочу (вероятно, AQP1 способствует регидратации эритроцитов, обезвоженных в гипертонической среде капилляров мозговой части почки). Экспрессия AQP1 происходит в почке (проксимальные извитые канальцы и тонкий отдел петли Хенле) плода, начиная со второго триместра беременности. Полной экспрессии этот водный канал достигает после рождения, что связывают со способностью почки концентрировать мочу. AQP2 экспрессируется только в собирательных трубочках почки. Активность этого канала регулирует вазопрессин (АДГ), увеличивая реабсорбцию воды из просвета трубочек в межклеточное пространство. AQP3 — водный канал базолатеральных мембран собирательных трубочек почки. AQP4 экспрессируется в клетках эпендимной выстилки сосудистого сплетения желудочков и водопровода мозга, в синтезирующих вазопрессин нейросекреторных нейронах гипоталамуса. AQP4 расценивают как осморецептор.
Реабсорбция калия происходит во всех отделах почечных канальцев, в том числе в проксимальных канальцах (80%), петле Хенле (10%) и в более дистальных канальцах (10%).
· При низком содержании калия в диете все почечные канальцы реабсорбируют K+, при этом в экскретируемой моче остаётся не более 3% от отфильтрованного калия. Однако, при длительной недостаточности калия в диете возможно развитие опасной гипокалиемии.
· При нормальном или повышенном содержании калия в диете к реабсорбции присоединяется регулируемая секреция калия, происходящая в собирательных трубочках и протоках.
· Регуляция секреции K+. Увеличивают секрецию калия диуретики, низкая [CI–] в просвете канальцев, альдостерон.
Концентрация глюкозы в плазме крови натощак — 4–5,5 мМ (3,58–6,05 ммоль/л, 85–115 мг%). В почках глюкоза отфильтровывается полностью и практически полностью и активно (против концентрационного градиента) реабсорбируется в начальных отделах проксимального отдела нефронов. Секреции глюкозы нет, поэтому с мочой экскретируются следовые количества этого сахара. Глюкоза поступает в эпителий канальцев посредством активного сочетанного транспорта с Na+ (электрогенные контранспортёры SGLT), а покидает клетки облегчённой диффузией через Na+–независимые транспортёры GLUT.
Порог экскреции глюкозы с мочой — 250 мг% (~14 мМ). При дальнейшем увеличении концентрации глюкозы в плазме крови экскреция линейно возрастает. Поскольку порог экскреции значительно выше нормальной концентрации глюкозы (~5,5 мМ), и организм тщательно поддерживает этот параметр, здоровые лица не экскретируют глюкозу с мочой. Даже при сахарном диабете глюкозурия не появляется до превышений порога экскреции.
Аминокислоты. Концентрация L-аминокислот в крови около 2,4 мМ. Это преимущественно всосавшиеся в ЖКТ аминокислоты. В почках отфильтровываются все аминокислоты, 98% — всасывается в проксимальных извитых канальцах по трансклеточному пути при помощи различных Na+–зависимых котранспортёров и Na+-независимой облегчённой диффузии, выход аминокислот в межклеточное пространство происходит по механизму облегчённой диффузии.
Олигопептиды и белки Фильтрация. Считают, что макромолекулы с мол. массой выше 40 000 не отфильтровываются. Однако, этот ориентировочный порог не абсолютен. Например, концентрация альбуминов в фильтрате очень низка (от 4 до 20 мг/л, т.е. от 0,01% до 0,05% от концентрации альбумина в плазме крови); тем не менее, при СКФ 180 л/сут, количество отфильтрованного альбумина составляет 0,7–3,6 г/сут. В то же время экскреция альбумина с мочой — около 30 мг/сут. Таким образом, реабсорбируется до 99% отфильтрованного альбумина.Реабсорбция. Перенос олигопептидов через щёточную каёмку осуществляют H+–зависимые котранспортёры, тогда как белки поступают в клетки путём опосредованного рецепторами эндоцитоза. Эндоцитозные пузырьки сливаются с лизосомами, где происходит гидролиз белков до аминокислот и олигопептидов. Олигопептиды расщепляются пептидазами до аминокислот как в щёточной каёмке, так и в цитоплазме эпителиальных клеток. Аминокислоты поступают в интерстиций по механизму облегчённой диффузии.
Карбоновые кислоты. Монокарбоксилаты (лактат, пируват, ацетоацетат), соли ди– и трикарбоновых кислот (малат, сукцинат и цитрат) реабсорбируются трансклеточно практически полностью в проксимальных извитых канальцах. Экскреция карбоновых кислот — кетоновых тел (ацетоацетат и b-гидроксибутират — происходит при голодании и сахарном диабете.
Органические анионы. Различные органические анионы (метаболиты эндогенно катаболизируемых соединений и экзогенно поступивших ЛС, а также парааминогиппуровая кислота) как фильтруются, так и секретируются. Секреция этих анионов (в том числе оксалатов, солей жёлчных кислот, пенициллина) происходит в проксимальных и дистальных отделах нефрона при помощи анионообменников (в обмен на Cl–, ураты и OH– просвета канальцев)..
Органические катионы [как множество эндогенных (в том числе нейромедиаторы и креатинин), так и экзогенных (например, морфин, хинин, амилорид] секретируются на протяжении второй половины проксимального отдела нефрона. Их поглощение из интерстиция происходит при помощи облегчённой диффузии, а выход в просвет канальцев осуществляет протонно–катионный обменник.
Фосфаты. В почках фильтруются фосфаты в ионизированной и комплексной формах. Ежесуточно фильтруется примерно на порядок величины больше содержания фосфатов в межклеточной жидкости и почти столько же реабсорбируется в проксимальном отделе нефрона при помощи котранспортёра натрия и фосфатов. Гормон паращитовидной железы ингибирует активность этого транспортёра. Некоторое количество фосфатов секретируется в просвет канальцев.
Кальций. Концентрация элементного кальция в плазме крови — 2,2–2,7 мМ. Около 40% кальция связано с белками и в почках не фильтруется, 60% кальция фильтруется из крови, это кальций карбонатов, цитратов, фосфатов и сульфатов (15%) и ионизированный кальций (45%, 1,0–1,3 мМ). 99,5% отфильтрованного кальция реабсорбируется: 65% в проксимальном отделе (этот процесс происходит автоматически и гормонально не контролируется), 35% в толстом отделе петли Хенле и дистальных извитых канальцах (в этих канальцах происходит гормональный контроль реабсорбции Ca2+). Гормон паращитовидной железы и витамин D стимулируют реабсорбцию Ca2+, тогда как [Ca2+] в плазме крови — подавляют реабсорбцию Ca2+.
Магний. Концентрация магния в плазме крови — 0,8–1,0 мМ (1,8–2,2 мг%), 30% магния связано с белками. 70% магния фильтруется в почках: из них менее 10% находится в составе фосфатов, цитратов и оксалатов, 60% — ионизированный магний (Mg2+). Менее 5% отфильтрованного магния экскретируется с мочой, 95% реабсорбируется преимущественно по околоклеточным путям во всех отделах нефрона, но главным образом (70%) в толстом восходящем колене петли Хенле. Гормон паращитовидной железы усиливает реабсорбцию во всех канальцах нефрона.
Лёгкие и почки имеют первостепенное значение для поддержания кислотно-щелочного равновесия крови путём контроля за компонентами её буферных систем — CO2 и HCO3–.
Необходимый исходный уровень знаний:
1. Функции почек
2. Строение почек
3. Диурез
4. Состав мочи
План проведения занятия:
1. Вводное слово преподавателя о цели занятия и порядке проведения учебно-исследовательской работы студентами.
2. Устный опрос, решение ситуационных задач.
Вопросы для самоподготовки к занятию:
1. Роль почек в организме. Основные функции почек.
2. Почка как основной орган системы выделения. Нефрон - структурно-функциональная единица почки. Особенности кровоснабжения нефрона.
3. Механизмы мочеобразования. Клубочковая фильтрация.
4. Нервная и гуморальная регуляция скорости клубочковой фильтрации.
5. Канальцевая реабсорбция, ее механизмы. Характеристика процессов реабсорбции различных веществ в канальцах и петле Генле.
6. Нервная и гуморальная регуляция процессов реабсорбции.
7. Характеристика процесса канальцевой секреции.
8. Состав и свойства конечной мочи.
9. Механизмы выведения мочи и мочеиспускания.
10. Участие почек в регуляции кислотно-щелочного состояния крови.
11. Методы исследования процессов мочеобразования. Понятие коэффициенте очищения (клиренсе).
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 106 | Нарушение авторских прав