Почки. И водносолевого обмена
 Скачать 4.04 Mb.
|
|
Роль почки в регуляции кислотно- основного равновесия рН крови является одной из наиболее жестких констант и колеблется в очень узких пределах 7,35–7,45 , и это, несмотря на то, что в результате обмена веществ в кровь из тканей за сутки по- ступают кислые продукты в количестве, эквивалентном двум литрам концентрированной соляной кислоты. Это количество в двадцать раз превышает все основания, содержащиеся в организме, и, тем не ме- нее, реакция крови не претерпевает никаких изменений. Постоянство рН крови поддерживается, прежде всего, буфер- ными системами, которые нейтрализуют сильные кислоты и щелочи, превращая их в слабые кислоты и щелочи, и тем самым, предотвра- щая резкое изменение рН крови. Однако буферные системы, расходуя на эти процессы свои составные компоненты нуждаются в их вос- становлении; они имеют ограниченную емкость и могут лишь вре- менно сдерживать сдвиги рН. Главную роль в этих процессах играют физиологические регуляторы — органы выделения: легкие и почки. 44 Легкие выводят летучие соединения, главным образом, угольную кислоту, а почки — нелетучие соединения. Решающее значение в поддержании постоянства рН крови имеет бикарбонатная буферная система, так как от ее составных ча- стей (содержания СО 2 и бикарбонатов) главным образом зависит рН крови. Любая кислота, поступающая в кровь в результате буферного эффекта отдает свой Н + угольной кислоте, что приводит к увеличе- нию парциального давления СО 2 , который возбуждает дыхательный центр, объем вентиляции легких возрастает и избыток СО 2 выводит- ся из организма. Образовавшаяся кислота поступает в почечные ка- нальцы. Реакция может быть представлена в следующем виде: Таким образом, на нейтрализацию кислот расходуется бикар- бонат натрия и происходит уменьшение щелочного резерва крови. Если бы не было механизмов, восстанавливающих использованные в буферной реакции основания, то щелочной резерв был бы быстро израсходован. Роль почки в регуляции кислотно-основного равновесия и за- ключается в восстановлении щелочного резерва крови. В ее основе лежит способность эпителия почечных канальцев секретировать в просвет ионы Н + и обменивать их на ионы Na + . При этом достигает- ся сразу три результата: 1. моча подкисляется и из организма окончательно выводится избыток кислых ионов (рН мочи может достигать 4,5). 2. вместо секретируемого иона Н + реабсорбируется Na + и одно- временно анион HCO 3 - 3. образуется бикарбонат натрия, который возвращается в кровь и восполняет щелочной резерв крови. Na + + HCO 3 - → NaHCO 3 Рассмотрим эти процессы подробнее. В клетках почечных ка- нальцев образуется угольная кислота из воды и углекислого газа под действием фермента карбоангидразы (КА). 45 Рис. 19. Реабсорбция бикарбоната в клетках проксимального канальца Ион водорода активно секретируется в просвет канальца, а ани- он HCO 3 - реабсорбируется в кровь. Секретируемый Н + быстро соеди- няется с фильтруемым HCO 3 -, образуя угольную кислоту. Угольная кислота превращается в воду и углекислый газ с помощью карбоан- гидразы на апикальной стороне щеточной каемки проксимального канальца. СО 2 диффундирует обратно в клетку проксимального ка- нальца, где соединяется с водой и образует угольную кислоту, тем самым завершая этот цикл (рис.19). Далее включаются несколько вариантов ионообменных реакций, суть которых состоит в обмене иона Н + на ион Na + (рис. 20) 1) Соль слабой кислоты, образовавшаяся в ходе реакции (1) NaA взаимодействует с Н + NaA + H + → HA + Na + Свободная кислота (НА) выделяется с мочой, а Na + реабсорби- руется обратно в кровь. Этот путь используется лишь при выделении слабых органических кислот (молочной, ацетоуксусной, мочевой). 2) Кислый фосфат натрия превращается в щелочной. Посту- пившие в просвет канальца ионы Н + вытесняют Na + из щелочного фосфата и превращают его в кислый фосфат. Na 2 HPO 4 + H + → NaH 2 PO 4 + Na + 46 Рис. 20. Схема процессов, принимающих участие в восстановле- нии щелочного резерва 3) Эпителий почечных канальцев обладает способностью деза- минировать аминокислоты, главным образом глутаминовую, и пре- вращать аминогруппу NH 2 в аммиак NH 3 , который секретируется в канальцы, присоединяет еще один ион Н + и превращается в ион ам- мония NH 4 +. Аммоний используется в качестве основания для удаления кис- лых радикалов, которые выделяются в виде нейтральных аммоний- ных солей, а Na + реабсорбируется. NH 3 + H + → NH 4 + NaCl + NH 4 + → NH 4 Cl + Na + Таким образом, нейтрализуются сильные нелетучие кислоты. Концентрация аммония регулируется преимущественно поч- ками и колеблется в зависимости от состояния кислотно-щелочного равновесия организма. Итак, как видно из схемы на рисунке 20, рН крови, поступа- ющей в почку и оттекающей от нее, составляет 7,4 , рН первичной мочи также 7,4 , а вот рН окончательной мочи может изменяться от 4,5 до 8,4 в зависимости от характера пищи и образа жизни. При различного рода нарушениях кислотно-основного состоя- ния (дыхательном или метаболическом ацидозах или алкалозах) поч- ки и легкие помогают в той или иной мере компенсировать возник- шие отклонения рН. 47 ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИИ ПОЧЕК Функция почек новорожденных существенно отличается от функции взрослых. Это обусловлено тем, что к моменту рождения процесс формирования нефронов еще не закончен. Клубочковая фильтрация. Эпителий капилляров имеет ку- бическую форму, радиус пор базальной мембраны в 2 раза меньше, чем у взрослых; диаметр самого клубочка невелик, а висцеральный листок капсулы окутывает клубочек, не внедряясь глубоко между петлями капилляров. Эти морфологические особенности детской почки снижают проницаемость и уменьшают площадь фильтрую- щей мембраны, в результате скорость фильтрации у новорожденных меньше, чем у взрослых на 30–50%. Канальцевая реабсорбция и секреция. Канальцевая реаб- сорбция у детей менее эффективна, чем у взрослых. Это связано с меньшим диаметром и длиной канальцев, с отсутствием щеточной каемки на апикальной поверхности эпителиальных клеток и с от- сутствием складок на базальной мембране клеток, следовательно, малым размером базального лабиринта; все это уменьшает общую поверхность и интенсивность транспорта. Меньший объем реабсорбции глюкозы и аминокислот может приводить к появлению их в окончательной моче. В то же время в дистальных сегментах нефрона, благодаря высокой активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, натрий реабсорбируется в значительно больших количествах, чем у взрослых, в связи с чем происходит задержка натрия, а вместе с ним и воды. Этим объясняется склонность детей к развитию отеков. В первые 6 месяцев почки ребенка почти не способны к выде- лению чужеродных веществ, потому что снижены секреторная спо- собность канальцев. Так ПАГ, пенициллин выводятся из организма почти вдвое медленнее, чем у взрослых. Концентрирующий аппарат почки. Почки новорожденных продуцируют главным образом гипотоническую мочу. Лишение 48 новорожденных детей жидкости на 24–48 часов повышает осмо- тическую концентрацию мочи, но не более чем до 700 мосм/л. Это происходит потому, что петли Генле имеют меньшую длину и не про- никают глубоко в зону мозгового вещества. Кроме того, мочевины во внутреннем мозговом веществе почки в 3 раза меньше, чем у взрос- лых, что тоже снижает эффективность концентрирующего аппарата почки. Необходимо отметить, что почки новорожденных и грудных детей нечувствительны к действию АДГ. Все функции почки приближаются к уровню взрослых ко 2 году жизни, окончательное формирование заканчивается к 14–16 году жизни. 49 ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА Общее содержание воды в организме ребенка больше, чем у взрослого человека и составляет 75% от веса тела. Отличи- тельной особенностью водно-солевого гомеостаза в раннем детском возрасте является высокая потеря воды через кожу и легкие в связи с относительно большей поверхностью тела и высоким уровнем ле- гочной вентиляции. Эти неощутимые для взрослого человека потери воды у грудного ребенка в 8–10 раз больше. Выведение мочи у грудных детей относительно массы тела тоже больше, чем у взрослых. Ребенок не может концентрировать мочу, и на выведение одного и того же количества осмотически ак- тивных веществ: мочевины, мочевой кислоты, креатинина, фосфатов и ионов — он затрачивает в 2 раза больше воды, чем взрослый. В свя- зи с относительно большими потерями жидкости, суточная потреб- ность в воде у детей выше, чем у взрослых. У новорожденных и грудных детей не развито чувство жажды. Этим объясняется их склонность к дегидратации (обезвоживание, или эксикоз). Функция почек в раннем постнатальном периоде достаточна для обеспечения равновесия в физиологических условиях, то есть при питании ребенка молоком матери. Любое отклонение от пищево- го и водно-солевого режима заключает в себе опасность нарушения гомеостаза. Связано это с незрелостью механизмов регуляции объема жидкости и осмотической концентрации внутренней среды. Так, на- пример, слабая чувствительность осморецепторов, низкое содержа- ние вазопрессина в крови и несформированность клеточных рецеп- торов к вазопрессину приводит к тому, что избыточное поступление воды в организм или, напротив, пропуск 1–2 кормлений приводит к нарушению водно-солевого гомеостаза: гипоосмии в первом случае и гиперосмии во втором.Онтогенетически незрелая почка хуже ком- пенсирует рН крови. Этим объясняется склонность детей к пищевым и эндогенным ацидозам. 50 Литература 1. Вандер А. Физиология почек. — СПб: изд. «Питер», 2000. — 256 с. 2. Шейман Дж. А. Патофизиология почки : пер. с англ. — М. ; Восточная Книжная Компания, 1997. — 224с. 3. Наточин Ю. В. Основы физиологии почки. — Л. : Медицина, 1982, — 208. 4. Финкинштейн Я. Д. Осморегулирующая система организма высших животных. изд «Наука»,Сиб. отд., Новосибирск, 1983, — 126 с. Динниц Елена Дмитриевна ФИЗИОЛОГИЯ ПОЧКИ И ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА Учебное пособие Авторская редакция Компьютерная верстка: О. В. Пустынникова Санитарно-эпидемиологическое заключение № 54.НК.05.953.П.000153.10.03 от 30.10.2003 г. Подписано в печать 15.02.2011. Формат 60 × 84 / 16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Ризография. Усл. печ. л. 3,12. Тираж 150 экз. Изд. № 34к. Оригинал-макет изготовлен издательством «Сибмедиздат» НГМУ Новосибирск, Залесского, 4 Тел. : (383) 225-24-29. E-mail: sibmedizdat@yandex. ru Отпечатано в типографии НГМУ Новосибирск, Залесского, 4 Тел. : (383) 225-24-29 |