ВЫДЕЛЕНИЕ 2
РЕАБСОРБЦИЯ ПЕПТИДОВ И БЕЛКОВ осуществляется практически полностью в проксимальных канальцах. Количество профильтровавшегося белка составляет около 1,8 г в сутки. Например, альбуминов (молекулярная масса 69000) фильтруется 1% в норме. В конечную мочу поступает не более 0,15 г белка в сутки. Молекулы альбуминов после связывания с рецепторами на мембране клеток эпителия канальцев подвергаются эндоцитозу, внутриклеточные пузырьки поглощенного белка сливаются с лизосомами и белковые молекулы гидролизуются пептидазами (аналог внутриклеточного пищеварения).
ДИСТАЛЬНАЯ РЕАБСОРБЦИЯ ИОНОВ И ВОДЫ определяет состав конечной мочи и способность почки выделять либо концентрированную, либо разведенную мочу (в зависимости от водного баланса организма). В дистальном отделе нефрона происходит активная реабсорбция ионов натрия. Хотя здесь всасывается всего 9- 10 % от профильтровавшегося количества, этот процесс обеспечивает выраженное уменьшение его концентрации в моче и, напротив, повышение концентрации в интерстициальной жидкости, что создает значительный градиент осмотического давления между мочой и интерстицием.
Анион хлора всасывается в толстой восходящей части петли Генле благодаря переносчику-котранспортеру ионов хлора, натрия и калия, а в дистальных извитых канальцах и собирательных трубочках анион хлора реабсорбируется пассивно по электрохимическому градиенту вслед за активным транспортом натрия.
Активно всасывается в дистальном отделе канальцев ионы К, Саи фосфатов.
Вода почти не всасывается и в собирательные трубки поступает гипотоническая моча.
Противоточно-множительная канальцевая система почки - представлена параллельно расположенными коленами петли Генле и собирательными трубочками.
|
|
1. Моча двигается в этих канальцах в противоположных направлениях.
2. Процессы транспорта веществ в одном колене системы усиливаются (умножаются) за счет деятельности другого колена.
3. Эпителий восходящего колена активно реабсорбирует в окружающее интерстициальное пространство ионы Na, поддерживая гиперосмолярность интерстициальной жидкости.
4. Транспорт Na сопряжен с транспортом калия и хлора и антипортом с ионами Н+, осуществляется посредством соответствующих переносчиков.
5. Проницаемость для воды в восходящем колене очень низкая из-за отсутствия аквапоринов.
6. Интерстициальная жидкость становится гиперосмотичной по отношению к содержимому нисходящего колена петли и по направлению к вершине петли осмотическое давление в окружающей ткани растет.
7. Клетки эпителия нисходящего колена, содержащие в апикальной мембране аквапорины 1-го типа проницаемы для воды, которая пассивно уходит из просвета в гиперосмотический интерстиций.
8. В нисходящем колене моча из-за всасывания воды становится все более и более гиперосмотичной, т. е. устанавливается осмотическое равновесие с интерстициальной жидкостью.
9. В восходящем колене из-за всасывания натрия моча становится все менее осмотичной и в корковый отдел дистального канальца восходит уже гипотоничная моча (уменьшается и её количество).
10. Собирательная трубочка, в которую затем поступает моча, тоже образует с восходящим коленом петли Генле противоточную систему. Если в собирательных трубочках вода всасывается мало, а натрий, хлориды, мочевина продолжают реабсорбироваться, то нефрон выделяет большие количества гипотоничной слабо концентрированной мочи.
|
|
Этот процесс носит название разведения мочи. Он реализуется при необходимости выделения избытка воды из внутренней среды.
Стенка собирательной трубочки становится проницаемой для воды только в присутствии вазопрессина.
Под влиянием вазопрессина реализуется еще один важный для концентрирования мочи механизм: активация переносчика, усиливающая выход мочевины из собирательных трубочек, расположенных в глубине мозгового вещества, в окружающий интерстиций.
Мочевина интерстициальной жидкости по концентрационному градиенту диффундирует в просвет тонкой восходящей части петли Генле и вновь поступает с током мочи в дистальные канальцы и собирательные трубочки.
Осуществляется кругооборот мочевины в канальцах, сохраняющий высокий уровень ее концентрации в мозговом веществе.
Деятельность описанных противоточных систем находится в зависимости от скорости движения находящихся в них жидкостей (мочи и крови):
- Чем быстрее будет двигаться моча по трубкам противоточной системы канальцев, тем меньшие количества натрия, мочевины и воды успеют реабсорбироваться в интерстиций и большие количества менее концентрированной мочи будут выделяться почкой.
- Чем выше будет скорость кровотока по прямым капиллярным сосудам мозгового вещества почки, тем больше натрия и мочевины унесет кровь из почечного интерстиция, так как они не успеют диффундировать из крови обратно в ткань.
|
|
Регуляция канальцевой реабсорбции осуществляется нервным и гуморальным путем.
Нервная регуляция осуществляется через бета-адренорецепторы мембран клеток проксимальных и дистальных канальцев.
Вазопрессин влияет на проницаемость эпителия канальцев через V2-тип рецепторов на поверхности базолатеральной мембраны клеток эпителия. Образование гормон-рецепторного комплекса влечет за собой активацию синтеза и встраивания аквапоринов 2-го типа («водных каналов») в апикальную мембрану клеток эпителия собирательных трубочек. Перестройка ультраструктур мембраны и цитоплазмы клетки ведет к образованию внутриклеточных специализированных структур, переносящих большие потоки воды по осмотическому градиенту от апикальной к базолатеральной мембране, не позволяя транспортируемой воде смешиваться с цитоплазмой и препятствуя набуханию клетки.
Такой трансцеллюлярный транспорт воды через клетки эпителия реализуется вазопрессином в собирательных трубочках.
Кроме того, в дистальных канальцах вазопрессин обусловливает активацию и выход из клеток гиалуронидаз, вызывающих расщепление гликозминогликанов основного межклеточного вещества, тем самым способствуя межклеточному пассивному транспорту воды по осмотическому градиенту.
Для количественной оценки концентрационной способности почки в условиях экономии воды используют два параметра: индекс осмотического концентрирования, показывающий, во сколько раз моча более осмотически концентрирована, чем кровь, и объем реабсорбированной осмотически свободной воды.
Образование мочи всегда происходит из жидкости, имеющей такую же общую концентрацию осмотически активных веществ, как и плазма крови. Так как выделение почкой осмотически активных веществ равно произведению диуреза (V, мл/мин) на концентрацию осмотически активных веществ в моче (Uosm, мосм/л), то очищение плазмы крови от осмотически активных веществ (Cosm) равно:
n Cosm = Uosm V/Posm
где Posm — концентрация осмотически активных веществ в плазме крови, мосм/л. Величина Cosm характеризует тот условный объем плазмы крови, который очистился от осмотически активных веществ в течение 1 мин.
Если выделяется моча, имеющая такую же осмотическую концентрацию, как и плазма крови, то Cosm = V и почка только уменьшает объем жидкости в организме, не участвуя в осморегуляции.
Однако при обезвоживании почка выделяет мочу более осмотически концентрированную, чем кровь. Воду, выделяемую с мочой, условно можно разделить на две фракции. Одна из них содержит растворенные вещества в той же концентрации, что и плазма крови, т. е. равна Cosm, другая представляет собой чистую, свободную от веществ воду. Ее называют осмотически свободной водой (СН2О). Следовательно, сказанное можно представить в виде такой формулы:
n V = Cosm + H2O
При потреблении больших количеств воды почки выделяют гипотоническую мочу и СН2О представляет собой положительную величину, при обезвоживании организма, напротив, отрицательную.
Это означает, что осмотически свободная вода не экскретируется, а всасывается в канальцах в кровь.
По механизму действия все гормоны, регулирующие реабсорбцию воды, делятся на шесть групп:
1) повышающие проницаемость мембран дистальных отделов нефрона для воды (вазопрессин, пролактин, хорионический гонадотропин);
2) меняющие чувствительность клеточных рецепторов к вазопрессину (паратирин, кальцитонин, кальцитриол, простагландины, альдостерон); 3) меняющие осмотический градиент интерстиция мозгового слоя почки и, соответственно, пассивный осмотический транспорт воды (паратирин, кальцитриол, тиреоидные гормоны, инсулин, вазопрессин);
4) меняющие активный транспорт натрия и хлорида, а за счет этого и пассивный транспорт воды (альдостерон, вазопрессин, атриопептид, прогестерон, глюкагон, кальцитонин, простагландины);
5) повышающие осмотическое давление канальцевой мочи за счет нереабсорбированных осмотически активных веществ, например глюкозы (контринсулярные гормоны);
6) меняющие кровоток по прямым сосудам мозгового вещества и, тем самым, накопление или «вымывание» осмотически активных веществ из интерстиция (ангиотензин- II, кинины, простагландины, паратирин, вазопрессин, атриопептид).
Регуляция реабсорбции ионов натрия:
В проксимальных канальцах активируется альдостероном и угнетается паратирином, в толстой части восходящего колена петли Генле реабсорбция натрия активируется вазопрессином, глюкагоном, кальцитонином, а угнетается — простагландинами Е.
В дистальном отделе канальцев главными регуляторами транспорта натрия являются альдостерон (активация), простагландины и атриопептид (угнетение).
КАНАЛЬЦЕВАЯ СЕКРЕЦИЯ
- это активный транспорт в мочу веществ, содержащихся в крови или образуемых в самих клетках канальцевого эпителия.
Путем канальцевой секреции из крови выделяются как ионы К, Н, органические кислоты и основания эндогенного происхождения, так и поступившие в организм чужеродные вещества, в том числе органического происхождения. Для ряда чужеродных организму веществ органической природы (антибиотиков, красителей и рентгеноконтрастных препаратов) скорость и интенсивность выделения из крови путем канальцевой секреции значительно превышает их выведение путем клубочковой фильтрации.
КАНАЛЬЦЕВАЯ СЕКРЕЦИЯ ЯВЛЯЕТСЯ ОДНИМ ИЗ МЕХАНИЗМОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГОМЕОСТАЗИСА В ОРГАНИЗМЕ.
Способностью к секреции обладают клетки эпителия проксимального и дистальных отделов канальцев.
В сутки у человека образуется и выделяется от 0,7 до 2 л конечной мочи. Эта величина носит название суточного диуреза и зависит от количества выпитой жидкости(выделяется 65—80 % ее объема с мочой). Основное количество мочи образуется днем, тогда как ночью оно составляет не более половины дневного объема. Удельный вес мочи колеблется в широком диапазоне — от 1005 до 1025, обратно пропорционально объему принятой жидкости и образовавшейся мочи. Реакция суточной мочи обычно слегка кислая, однако рН колеблется в зависимости от характера питания.
Почки и кислотно-основное состояние. Почки осуществляют выведение из внутренней среды организма нелетучих органических и неорганических кислот. Избыток кислот при этом может выводиться как в свободном состоянии, так и в виде нейтральных солей. Сильные неорганические кислоты выделяются из внутренней среды только через почки и только в связанной форме.
участие почек в регуляции кислотно-основного состояния внутренней среды обеспечивается следующими взаимосвязанными процессами:
1) секреция водородных ионов в мочу клетками канальцевого эпителия,
2) реабсорбция (обратное всасывание) профильтровавшихся в мочу оснований, прежде всего бикарбоната, пополняющих резерв в крови,
3) образование в клетках эпителия канальцев ионов бикарбоната, больше или меньше всасываемого в кровь,
4) образование и диффузия в мочу аммиака, создающего катион аммония, присоединяя Н-ион,
5)фильтрация в первичную мочу из плазмы крови соединений, обладающих кислыми или щелочными свойствами,
6) обмен ионов СI, Nа, К, фосфатов, сульфатов и двухвалентных катионов (Са2, Мg2).
Важнейшую роль в способности почек к выделению кислой мочи играет секреция водородных ионов клетками эпителия проксимальных и дистальных канальцев. Ион водорода активно секретируется с затратой энергии через апикальную мембрану клетки эпителия в просвет канальца, а из канальцевой мочи в клетку диффундирует ион натрия, обеспечивая равновесие электрических зарядов. Он активно удаляется в интерстиций и кровь, туда же пассивно по градиенту концентрации поступает НСО3- образуя бикарбонат натрия. Следовательно, секреция Н-ионов обеспечивает обратное всасывание бикарбоната и натрия.
Под влиянием фермента карбоангидразы, встроенного в мембрану щеточной каемки клеток эпителия канальца, угольная кислота разлагается на СО2 и воду: Н++НСО3 = Н2СО3 СО2+Н2О
Молекулы углекислого газа легко диффундируют в клетки, где реакция катализируется в обратном направлении.
Секретированные канальцами ионы Н (65—75 %) участвуют в процессе аммониогенеза, обеспечивающего выведение из плазмы крови анионов сильных неорганических и органических кислот в виде аммонийных солей, а также в образовании титруемых кислот мочи ( основную роль при этом играют фосфаты).
Роль почек в регуляции артериального давления
1. В почках образуется ренин, являющийся частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), которая обеспечивает регуляцию тонуса кровеносных сосудов, поддержание баланса натрия в организме и объема циркулирующей крови, активацию адренергических механизмов регуляции насосной функции сердца и сосудистого тонуса. Уменьшение уровня давления крови в приносяшей артериоле клубочка, повышение симпатического тонуса и концентрации натрия в моче дистального канальца активирует секрецию ренина, что с помощью ангиотензина-II и альдостерона способствует нормализации сниженной величины артериального давления.
2. В почке образуются вещества депрессорного действия, т. е. снижающие тонус сосудов и АД. Их образование получило название «антигипертензивной функции почек», поскольку ее нарушение может приводить к артериальной гипертензии (это простагландины— ПГА, ПГЕ, ПГD, активирующий тромбоциты фактор, нейтральные липиды мозгового вещества, а также образующиеся в корковом веществе кинины).
3. Почка экскретирует воду и электролиты, а их содержание в крови, вне- и внутриклеточной среде является важным для поддержания уровня АД. Задержка ионов натрия и воды во внутренней среде обеспечивает прирост объема циркулирующей крови. Однако большую роль играет содержание ионов натрия, калия и кальция во вне- и внутриклеточной среде, поскольку оно определяет сократимость миокарда и сосудистый тонус, а также реактивность сердца и сосудов к регуляторным нейрогуморальным влияниям.
4. Почки участвуют в регуляции артериального давления с помощью феномена «давление—натрийурез—диурез», суть которого заключается в том, что повышение артериального давления вызывает увеличение экскреции с мочой ионов натрия, возрастание объема диуреза и, в итоге, восстановление уровня артериального давления.