Основы физиологии почки. Реферат. Реферат Почка. И. П. Павлова Федерального агентства но здравоохранению и социальному развитию Кафедра нормальной физиологии Студент Факультет Основы физиологии почки Реферат
 Скачать 0.55 Mb.
|
|
эффективное фильтрационное давление (Рф). Фильтрация обеспечивается гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (Ргк= 70 мм рт.ст.), а онкотическое давление крови (Рок= 30 мм рт.ст.) и гидростатическое давление фильтрата в полости капсулы (Ргф= 10 мм рт.ст.) препятствуют процессу фильтрации (рис.6). Рф = Ргк - (Рок + Ргф) = 70 - (30 + 10) = 30 мм рт.ст.  Рис. 6. Факторы, влияющие на фильтрационное давление (Коробков А.В., Чеснокова С. А., 1987). I - гидростатическое давление крови, II - онкотическое давление крови. Ш - гидростатическое давление первичной мочи, IV - эффективное фильтрационное давление. Фидьтрация протекает по всей длине гломерулярного капилляра. Однако силы, способствующие фильтрации, в начальных участках капилляра выше, чем в конечных, так как по мере прохождения крови по капилляру гидростатическое давление уменьшается, а онкотическое — увеличивается. О фильтрационной способности почки судят по скорости клубочковой фильтрации (СКФ), то есть объему ультрафильтрата, образованному за единицу времени. Для определения СКФ в кровь вводится инулин - инертное вещество, которое хорошо фильтруется, но не реабсорбируется и не секретируется. Поэтому концентрация инулина в фильтрате такая же, как и в плазме крови (Рин). Количество профильтровавшегося инулина (произведение его концентрации в плазме крови Рин на СКФ), и количество инулина в конечной моче (концентрация инулина в моче Uhh, умноженная на объем мочи V), равны, иначе говоря Рин х СКФ = Uhh х V. Это позволяет определить величину СКФ: СКФ=.!^. Рин Инулин в организме отсутствует, поэтому при определении СКФ его необходимо капельно вводить в кровоток в течение всего времени измерения, чтобы концентрация инулина в плазме (Рин) оставалась постоянной. В связи с этим чаще определяют СКФ по креатинину (проба Реберга). Креатинин - эндогенное вещество, продукт метаболизма мышечных клеток, концентрация которого в плазме постоянна. Недостаток пробы по креатинину связан со способностью почек незначительно реабсорбировать и секретировать это вещество. Вместо термина СКФ чаще используется термин клиренс инулина (Син) или креатинина (Скг). Клиренс характеризует способность почки очищать кровь от какого-либо вещества. Клиренс вещества (Сх) показывает какой объем плазмы очищен от данного вещества за единицу времени. Его величина равна количеству вещества в конечной моче (произведение концентрации вещества в моче (Ux) на объем мочи V), деленному на концентрацию этого вещества в плазме крови (Рх): UxxV Сх = . Рх Норма СКФ для женщин - 110 мл/мин, для мужчин - 125 мл/мин. За сутки в почке человека образуется примерно 1 КО л ультрифильтра- та. который имеет такое же осмотическое давление и закую же концентрацию низкомолекулярных веществ, как и плазма крови. РЕАБСОРБЦИЯ И ЕЕ ВИДЫ После поступления ультрафильзрата в каналец начинается реабсорбция полезных веществ в кровь. Вещества могут реабсорбироваться через мембрану клетки канальца (трансцеллюлярный путь) и через межклеточные пространства (парацеллюлярный путь). Реабсорбция бывает облигатной (или обязательной) и факультативной. Облигатная реабсорбция протекает в проксимальном канальце, состоящем из одного слоя клеток кубического эпителия с щеточной каемкой на апикальной мембране. Здесь реабсорбируется из фильтрата за сутки 120 л воды, 60-70% Na+, 90% К+, глюкоза, витамины, низкомолекулярные белки и другие компоненты крови (рис. 7). За реабсорбируемыми веществами по осмотическому градиенту обязательно выходит вода, поэтому в петлю Генле поступает жидкость, изотоничная плазме крови. Клетки проксимального канальца хорошо проницаемы для воды, благодаря наличию в апикальной мембране водных каналов, образованных особыми белковыми молекулами аквапоринами 1-го типа. Факультативная реабсорбция протекает в дистальном отделе нефрона и собирательной трубке. Объем факультативной реабсорбции может изменяться в зависимости от потребности организма в ионах и воде. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ ТРАНСПОРТА ВЕЩЕСТВ Диффузия-, переход веществ без затраты энергии АТФ по электрохимическому, осмотическому, концентрационному градиенту. Например, вода переносится по осмотическому градиенту (из раствора с меньшей концентрации в раствор с большей концентрацией). Облегченная диффузия отличается от простой тем, что вещество транспортируется по градиенту концентрации при участии специфического белка-переносчика. Например, таким способом через базолатеральную мембрану переносятся глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты, витамины. Для каждой группы веществ есть свои переносчики. Первично активный транспорт-, перенос вещества против градиента концентрации с обязательным использованием энергии АТФ. Извест- ны следующие системы первично активного транспорта: На+,К^-АТФаза; Са2*-АТФаза; FT-АТФаза; Н*,К*-АТФаза. Например, через базолатеральную мембрану Na* переносится из клетки в околокональцевую жидкость, а К* наоборот, в клетку за счет энергии №+,К+-АТФазы. Глюкоза Гидрокарбонат Натрий Калий -* Магний Кальций Фосфат Сульфат Аминокислоты -* Витамины Белок -* Мочевина Хлор Натрий •* Вода <J= Mg2’ lei HCOj Мд2 К*- 9 01 NH — Холин Na’ □ а г 5° н* ць NH3W> Na’ К' Na" С О С а 'R D а О а -ПАГ I К’ Диодраст Са2*— .Пенициллин1 Вода <J= Na’ Na СГ Вода Мочевина Вода Рис. 7. Локализация реабсорбции и секреции веществ в почечных канальцах (Покровский В.М., Коротько Г.Ф., 1998). Направление стрелок указывает на фильтрацию, реабсорбцию и секрецию веществ.  Вторично активный транспорт: перенос вещества против градиента концентрации, когда для переноса одного вещества используется энергия, освобождаемая при одновременном транспорте по градиенту концентрации другого вещества. В этом случае два вещества связываются на мембране клетки со специфическим переносчиком и оба транспортируются через мембрану клетки. Движение обоих веществ в одном направлении называется котранспортом, а движение каждого в противоположном направлении - антипортом. Транспорт глюкозы в клетку канальца идет против концентрационного градиента следующим образом. На апикальной мембране клетки есть специфический переносчик глюкозы, к которому присоединяется ион Na+. Этот комплекс поступает в клетку за счет энергии, выделяемой при переносе натрия по градиенту концентрации. Апикальная мембрана для перечисленных элементов проницаема только в одном направлении. В клетке комплекс распадается. Переносчик для глюкозы возвращается на апикальную мембрану. Из клетки через базолатеральную мембрану Na+ переносится первично активным транспортом, а глюкоза - облегченной диффузией. Если в комплексе с натрием переносится органическое вещество, такой котранспорт называют симпортом. Подобным способом реабсорбируются аминокислоты, жирные кислоты, витамины. Пиноцитоз. перенос вещества в клетку с образованием вакуоли. Например, белок или пептид подходит к апикальной мембране клетки, взаимодействует со специфическим рецептором, мембрана впячивается и обволакивает молекулу, образуется пиноцитозная вакуоль, которая движется в сторону базолатеральной мембраны и сливается с лизосомами. Под влиянием лизосомных ферментов белки или пептиды расщепляются до аминокислот, которые переносятся облегченной диффузией через базолатеральную мембрану в околоканальцевую жидкость. Пиноцитоз протекает с затратой энергии АТФ. Пептиды могут переноситься и другим путем. На апикальной мембране есть аминопептидазы, расщепляющие пептиды до аминокислот, которые переносятся вторично активным транспортом через апикальную мембрану клетки и облегченной диффузией через базолатеральную мембрану. Рисунок 8 иллюстрирует различные виды транспорта. Механизмы реабсорбции ионов Na+. Диффузия через апикальную мембрану, если она проницаема для Na+. Первично активный транспорт через базолатеральную мембрану. Симпорт через апикальную мембрану. ПРОСВЕТ ИНТЕРСТИЦИАЛЬНОЕ КАНАЛЬЦА ПРОСТРАНСТВО   Собирательная трубка  Рис. 8. Наиболее важные механизмы реабсорбции натрия и хлора в разных сегментах канальца (Вандер А.,2000). Ионные насосы (первично активный транспорт) показан черными кружочками и сплошными стрелками. Перенос с участием переносчиков кружочками и сплошными стрелками. Пассивный транспорт - штриховыми стрелками. Котранспорт. Через стенку проксимального канальца вслед за переносимыми веществами пассивно по осмотическому градиенту следует вода. Начальные участки проксимальных канальцев практически не проницаемы для хлора, концентрация которого возрастает из-за реабсорбции воды. Межклеточные контакты конечных участков проксимальных канальцев хорошо проницаемы для иона хлора, который по градиенту концентрации уходит из канальца в интерстиций. За отрицательно заряженным ионом СГ по электрохимическому градиенту выходит положительно заряженный ион Na+. Антипорт. Через апикальную мембрану в клетку по градиенту концентрации поступает ион натрия, а из клетки секретируется ион водорода или ион К+. Из-за конкурентных отношений ионов калия и водорода увеличение концентрации одного из них влияет на секрецию другого. Поэтому гиперкалиемия ведет к задержке ионов водорода и к ацидозу, а гипокалиемии - к алколозу. Для оценки реабсорбционной способности почки определяют величину максимального транспорта (T^J вещества, которое хорошо фильтруется, не секретируется и имеет порог реабсорбции. Порогом реабсорбции называют максимальную концентрацию вещества в плазме крови, при которой это вещество полностью реабсорбируется. К таким веществам относится глюкоза, порог реабсорбции которой равен 10 ммоль/л. При увеличении концентрации глюкозы в плазме крови свыше 10 ммоль/л глюкоза появляется в конечной моче. Это обусловлено тем, что в люминальной мембране клеток проксимального канальца находится ограниченное количество переносчиков глюкозы. Когда они полностью насыщаются глюкозой, достигается ее максимальная реабсорбция, а глюкоза сверх порога реабсорбции удаляется с конечной мочой. Определение величины максимальной реабсорбции глюкозы имеет значение для функциональной оценки реабсорбционной способности клеток проксимальных канальцев почки. Для определения величины максимального транспорта глюкозы (ТщиГл) необходимо создать условия полного насыщения системы ее канальцевого транспорта, когда концентрация глюкозы в крови (Ргл) превысит порог ее реабсорбции. С этой целью в кровь вводят глюкозу, повышая ее концентрацию в клубочковом фильтрате до тех пор, пока не будет достигнут порог реабсорбции и глюкоза не начнет в значительном количестве выделяться с мочой. Вместе с глюкозой в кровь вводят инулин, чтобы можно было по его клиренсу (Син) определить объем клубочкового фильтрата. Величину максимального транспорта рассчитывают по разнице между количеством профилировавшейся глюкозы, равным произведению концентрации глюкозы в плазме крови (Ргл) на объем клубочкового фильтрата (Син), и количеством глюкозы в конечной моче, равным произведению концентрации глюкозы в моче (11гл) на объем выделившейся мочи V: ТтщГл = Ргл х Син - игл х V. ТтдхГЛ, характеризующий полную загрузку системы транспорта глюкозы, у женщин 303 мг/мин, у мужчин 375 мг/мин, или 1,8-2 ммоль/мин. СЕКРЕЦИЯ И ЕЕ ВИДЫ Термин канальцевая секреция показывает только направление транспорта в отличие от канальцевой реабсорбции. Специфические механизмы мембранного транспорта в случае секреции остаются такими же, как и в случае реабсорбции. Канальцевой секрецией называют транспорт в мочу продуктов обмена и чужеродных веществ, содержащихся в крови или образуемых в самих клетках канальца. Секреция осуществляется, как правило, против концентрационного или электрохимического градиента с затратами АТФ. Способностью к секреции обладают клетки эпителия как проксимального, так и дистального отделов, поэтому секреция бывает проксимальной и дистальной. В проксимальном канальце секретируются слабые органические кислоты и основания как эндогенной (жирные кислоты, ураты, соли желчных кислот, адреналин, гистамин, серотонин, креатинин), так и экзогенной природы, среди которых много лекарственных препаратов: фуросемид, пенициллин, сульфаниламиды, салицилаты, морфин, хинин. В небольшом количестве секретируются ионы водорода и аммиак. В дистальном канальце и собирательной трубке преимущественно секретируются ионы калия, водорода и аммиак, который образуется клетками канальца. Для определения секреторной работы почки вместе с инулином в кровь вводят парааминогиппуровую кислоту (ПАГ). Так как ПАТ фильтруется, не реабсорбируется, но секретируется, ее количество в конечной моче больше, чем в первичной, на величину секреции. Количество ПАГ, выделившейся с мочой, равно произведению концентрации ПАГ в моче (Unar) на объем мочи V, а количество профильтровавшейся ПАГ равно произведению ее концентрации в плазме крови (Рпаг) на объем клубочко- вого фильтрата (Син). По максимальному транспорту (Ттах) ПАГ определяют величину секреции: Тпшхпаг = LJnar х V - Рпаг х Син. Величина Ттах ПАГ равна 90-80 мг/мин, или 0,5-0,6 ммоль/мин. Поскольку путем фильтрации и секреции плазма крови в почке очищается от ПАГ полностью, ее клиренс (Спаг) соответствует величине плазмотока, то есть объему плазмы, протекающему в сосудах почки за единицу времени. Зная показатель гематокрита (Ht), можно рассчитать величину почечного кровотока (Q): 1 - Ht В норме Спаг= 550-650 мл/мин, Ht= 0,4-0,45. О способности вещества в почках реабсорбироваться или секретироваться можно судить по |