Организм как открытая саморегулирующаяся система. Единство организма и внешней среды. Гомеостаз
 Скачать 2.85 Mb.
|
245. Почки и их функция. Особенности кровоснабжения нефрона.Почки являются парным органом красно-бурого цвета, массой около 120 г. Расположены с двух сторон позвоночника, за брюшиной на уровне XII грудного и I-II поясничных позвонков и ограждены толстой жировой прослойкой. Они имеют форму боба: наружный край почки выпуклый, внутренний – вогнутый. На вогнутом внутреннем крае имеется глубокая вырезка – ворота почки. Сюда входят почечная артерия, а выходит почечная вена и мочеточник. Через ворота также в почку проникают и выходят из неё лимфатические сосуды и нервы. Почки получают крови больше, чем любой другой орган. В них происходит образование мочи из веществ, приносимых кровью. Почки окружены соединительно-тканной капсулой и включают корковое и мозговое вещество, которые проникают друг в друга. Корковое вещество характеризуется обилием капилляров, интенсивным кровотоком, потреблением кислорода и получением энергии, главным образом в результате окислительного метаболизма. Мозговое вещество состоит из почечных пирамид (10-15), основанием обращённых к корковому слою. Вершины 2-3 пирамид образуют сосочек, который выступает в малые почечные чашечки. Из них образуется 2-3 большие чашечки. Они формируют почечную лоханку, из которой выходят мочеточники. По мочеточникам моча поступает в мочевой пузырь и через мочеиспускательный канал выводится из организма. К основным ФУНКЦИЯМ почек относятся: 1. ОСМОРЕГУЛЯЦИЯ – регуляция стабильности концентрации осмотически активных веществ в крови и других жидкостей внутренней среды. 2. ВОЛЮМОРЕГУЛЯЦИЯ – регуляция объёма жидких сред. 3. ИОННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ – регуляция концентрации отдельных ионов. 4. РЕГУЛЯЦИЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО РАВНОВЕСИЯ – выделение кислот и оснований с мочой. 5. ЭКСКРЕЦИЯ (ВЫДЕЛЕНИЕ) – удаление из организма конечных продуктов азотистого обмена, экзогенных веществ, избытка органических веществ, всосавшихся в кишечнике или образовавшихся в процессе метаболизма. 6. МЕТАБОЛИЗМ – участие в обмене белков, липидов и углеводов. При этом происходит разрушение пептидных гормонов и изменённых белков, глюконеогенез, окислительный катаболизм инозитола, образование триацилглицеринов и фосфолипидов, затем поступающих в кровь. 7. ВЫРАБОТКА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, участвующих в регуляции: артериального давления, эритропоэза, метаболизма кальция, модуляции действия гормонов на клетку. Структурной и функциональной единицей почек является НЕФРОН. Он осуществляет совокупность процессов образования мочи. Нефроны находятся в корковом слое. Нефрон состоит из почечного (мальпигиева) тельца и связанного с ним канальца. Мальпигиево тельце включает капиллярный клубочек и покрывающую его капсулу Шумлянского-Боумена. Капиллярный клубочек представлен сетью капилляров (более 50). Он начинается приносящей артериолой и завершается выносящей артериолой. ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ НЕФРОНА способствуют выполнению основной функции почек. От БРЮШНОЙ АОРТЫ отходит ПОЧЕЧНАЯ АРТЕРИЯ (приносящая в почку от 1500 до 1800 л крови в сутки), которая, разветвляясь, образует АРТЕРИОЛЫ. Они входят в КАПСУЛУ ШУМЛЯНСКОГО-БОУМЕНА, где, распадаясь на капиллярную сеть, образуют МАЛЬПИГИЕВ КЛУБОЧЕК (давление крови здесь высокое и достигает 70-80 мм рт. ст.). Все более мелкие сосуды отходят от более крупных примерно под прямым углом, что улучшает возможность фильтрации плазмы в почках. Капилляры мальпигиева клубочка собираются в АРТЕРИОЛУ, формируя выносящую артерию. Разветвляясь, она образует густую сеть капилляров, которая оплетает извитые канальцы и ПЕТЛЮ ГЕНЛЕ. В результате газообмена АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ превращается в ВЕНОЗНУЮ КРОВЬ, которая поступает в МЕЛКИЕ ВЕНЫ. Они сливаются в ПОЧЕЧНУЮ ВЕНУ, впадающую в НИЖНЮЮ ПОЛУЮ ВЕНУ. ИННЕРВАЦИЯ почки обеспечивается нервными волокнами, идущими от ЧРЕВНОГО СПЛЕТЕНИЯ, узлов СИМПАТИЧЕСКОГО СТВОЛА и из ветвей БЛУЖДАЮЩЕГО НЕРВА. 246. Процесс мочеобразования: гломерулярная фильтрация, канальцевая реабсорбция, канальцевая секреция.Все функции почки обеспечиваются несколькими процессами: УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЕЙ в клубочках, РЕАБСОРБЦИЕЙ и СЕКРЕЦИЕЙ веществ в канальцах, а также СИНТЕЗОМ новых соединений. Нарушение этих процессов возникают при различных заболеваниях почек ЖАЛОБЫ больного, и СИМПТОМЫ заболевания отражают нарушение одной или нескольких ФУНКЦИЙ почки, являются СЛЕДСТВИЕМ патологических процессов, протекающих либо в почке, либо в системах регуляции соответствующих функций и проявляются отёками, гипертонией, уремией, анемией. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ почки и её РЕЗЕРВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ определяются путём КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ каждого из ПРОЦЕССОВ, лежащего в основе МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ. ПРОЦЕСС образования МОЧИ из крови представляет ряд ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ этапов: I. «КВАНТ» – КЛУБОЧКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ, результатом которой является РАЗДЕЛЕНИЕ крови на: форменные элементы, белки плазмы и жидкую часть плазмы. При этом форменные элементы, белки и часть плазмы уходят от нефрона по венам. Профильтровавшаяся из первичных капилляров в нефрон жидкая часть плазмы ОБРАЗУЕТ первичную мочу (около 180 л в сутки). I. «КВАНТ» – КЛУБОЧКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ, результатом которой является РАЗДЕЛЕНИЕ крови на: форменные элементы, белки плазмы и жидкую часть плазмы. При этом форменные элементы, белки и часть плазмы уходят от нефрона по венам. Профильтровавшаяся из первичных капилляров в нефрон жидкая часть плазмы ОБРАЗУЕТ первичную мочу (около 180 л в сутки). IV. «КВАНТ» - ФАКУЛЬТАТИВНАЯ (необязательная) РЕАБСОРБЦИЯ – происходит в дистальных извитых канальцах. В результате в кровь всасывается около 10 % воды и ионов натрия (всасывание зависит от потребности организма) V. «КВАНТ» - ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МОЧИ – происходит в собирательной трубочке. IV. «КВАНТ» - ФАКУЛЬТАТИВНАЯ (необязательная) РЕАБСОРБЦИЯ – происходит в дистальных извитых канальцах. В результате в кровь всасывается около 10 % воды и ионов натрия (всасывание зависит от потребности организма) V. «КВАНТ» - ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МОЧИ – происходит в собирательной трубочке. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ «КВАНТОВ» МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ друг с другом обеспечивает ГОМЕОСТАЗ. Так, КЛУБОЧКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ, ОБЯЗАТЕЛЬНАЯ РЕАБСОРБЦИЯ и СЕКРЕЦИЯ в проксимальном извитом канальце обеспечивают ОСМОТИЧЕСКОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МОЧИ в петле нефрона, а также поддержание необходимого уровня осмотического давления, pH, газов крови, питательных веществ, глюкозы, температуры, артериального давления. Перечисленные факторы оказывают влияние на процессы ФАКУЛЬТАТИВНОЙ РЕАБСОРБЦИИ и СЕКРЕЦИИ в дистальном извитом канальце, а также ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МОЧИ в собирательной трубочке, что является основой процесса МОЧЕВЫДЕЛЕНИЯ. В свою очередь, процесс мочевыделения может вносить коррективы в процесс клубочковой фильтрации. КЛУБОЧКОВАЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ является пассивным процессом, происходит в КАПСУЛЕ НЕФРОНА и сопровождается образованием первичной мочи. На жидкую часть крови, находящуюся в капиллярах клубочка, действует ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ крови, равное 70 мм рт. ст. Вместе с водой в капсулу фильтруются НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ вещества: ионы, углеводы, витамины, микроэлементы, инулин, креатинин, уробилин и другие пигменты. КРУПНОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ вещества не могут пройти через капиллярный барьер сосудов почечного тельца, поэтому БЕЛКИ плазмы крови не проходят в первичную мочу и, притягивая к себе воду, мешают её фильтрации. Также фильтрации препятствует гидростатическое давление фильтрата (первичной мочи) в капсуле. Следовательно, эффективное фильтрационное давление равно разности между гидростатическим давлением крови (70 мм рт. ст.), способствующим фильтрации, с суммой онкотического давления крови (30 мм рт. ст.) и гидростатического давления фильтрата (20 мм рт. ст.), препятствующими ей: 70-(30+20)=20 мм рт. ст. Таким образом, ФИЛЬТРАЦИЯ ПРОИСХОДИТ, если ДАВЛЕНИЕ крови В КАПИЛЛЯРАХ КЛУБОЧКОВ ПРЕВЫШАЕТ сумму ОНКОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ белков плазмы и ДАВЛЕНИЯ жидкости в КАПСУЛЕ КЛУБОЧКОВ. При этом ОБЩИЙ ОБЪЁМ УЛЬТРАФИЛЬТРАТА, образующегося в почке, зависит от следующих факторов: 1) количество функционирующих клубочков; 2) уровень фильтрации в каждом из клубочков; 3) скорость кровотока по сосудам нефрона; 4) состояние гломерулярной проницаемости. Состав первичной мочи по содержанию неорганических и органических веществ (за исключением крупномолекулярных белков), соответствует плазме крови. Инулин и креатинин не реабсорбируется в кровь, поэтому по их концентрации в конечной моче можно судить об интенсивности фильтрации. Квант клубочковой фильтрации за счёт саморегуляторных механизмов обеспечивает постоянное количество первичной мочи. Механизмы саморегуляции направлены на сохранение параметров, определяющих эффективное фильтрационное давление. ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ крови в капиллярах клубочков сохраняется ПОСТОЯННЫМ при изменении артериального давления от 70 до 180 мм рт. ст. СОХРАНЕНИЕ постоянного кровяного давления в капиллярах обусловлено СОКРАЩЕНИЕМ или РАССЛАБЛЕНИЕМ ПРЕКАПИЛЛЯРНЫХ СФИНКТЕРОВ. ОНКОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ является жёсткой константой организма. Поэтому в условиях нормы онкотическое давление не изменяет скорость и количество образования первичной мочи. Постоянство гидростатического и онкотического давлений крови определяет неизменность гидростатического давления первичной мочи и, следовательно, величины эффективного фильтрационного давления. Если в условиях отклонения от нормы, силы, способствующие образованию мочи, возрастут (увеличение гидростатического или снижение онкотического давлений крови), то это приведёт к увеличению гидростатического давления первичной мочи и, как следствие, к сохранению на постоянном уровне скорости клубочковой фильтрации КЛУБОЧКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ увеличивается ДНЁМ (на 30 % выше, чем ночью), при снижении концентрации белка в крови и при увеличении кровотока (при расширении сосудов почки). КЛУБОЧКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ уменьшается при УВЕЛИЧЕНИИ концентрации БЕЛКА в плазме крови, а также при ПАДЕНИИ ПЛАЗМОТОКА (при сужении сосудов почки). КАНАЛЬЦЕВАЯ РЕАБСОРБЦИЯ или обратное всасывание в кровь, содержащихся в первичной моче, воды, солей, органических веществ (глюкозы, белка, аминокислот, витаминов). Результатом является уменьшение первичной мочи (на 70 %), полное обратное всасывание в кровь полезных для метаболизма веществ (аминокислот, глюкозы, многих витаминов), частичное всасывание воды и ионов Na, Cl, K, Ca, выделение из крови в мочу токсических продуктов метаболизма (мочевины, мочевой кислоты, аммиака, креатинина, сульфатов, фосфатов). Всасывание основных веществ осуществляется при помощи механизмов активного транспорта, диффузии и облегчённой диффузии. Например, главный ион, определяющий осмотическое давление, и, следовательно, реабсорбцию воды, Na+ входит в эпителиальные клетки пассивно, по градиенту концентрации, а затем выбрасывается с другой стороны клетки Na+-К+-АТФ-азой. Ионы К+ реабсорбируются активно на апикальной мембране и затем выходят в кровь за счёт диффузии. В проксимальных извитых канальцах реабсорбируется 70 % воды и ионов. Реабсорбция катионов (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) происходит против градиента концентраций, активно (с использованием энергии АТФ). Отрицательно заряженные анионы притягиваются положительно заряженными катионами, и за счёт электростатических сил поступают из мочи в кровь пассивно (Cl- и HCO3- вслед за Na+ и K+; SO42- и PO42- за Ca2+ и Mg2+), вода всасывается пассивно вслед за ионами по осмотическому градиенту. Механизмы реабсорбции Ca2+, Mg2+, SO4-, PO4- сходны с механизмами реабсорбции Na+, K+ и Cl-. Вещества могут переносятся в цитоплазму почечной эпителиальной клетки переносчиками совместно с ионами Na+. При этом из эпителиальной клетки в кровь они поступают с помощью диффузии по градиенту концентрации. Механизмы реабсорбции Ca2+, Mg2+, SO4-, PO4- сходны с механизмами реабсорбции Na+, K+ и Cl-. Вещества могут переносятся в цитоплазму почечной эпителиальной клетки переносчиками совместно с ионами Na+. При этом из эпителиальной клетки в кровь они поступают с помощью диффузии по градиенту концентрации. Она выделяется с мочой из организма и возникает глюкозурия. РЕАБСОРБЦИЯ в различных участках нефрона неодинакова. В ПРОКСИМАЛЬНОМ ОТДЕЛЕ реабсорбируются 40-45 % воды, натрия, бикарбонаты, хлор, аминокислоты, глюкоза, витамины, белки, микроэлементы к концу отдела – остаётся 1/3 ультрафильтрата с таким же осмотическим давлением как в плазме. В ПЕТЛЕ ГЕНЛЕ реабсорбируется 25-28 % воды, до 25 % натрия, а также ионы хлора, калия, кальция, магния. В ДИСТАЛЬНОМ ОТДЕЛЕ – 10 % воды, около 9 % натрия, калия. В СОБИРАТЕЛЬНЫХ ТРУБОЧКАХ – 20 % воды, менее 1 % натрия. КАНАЛЬЦЕВАЯ СЕКРЕЦИЯ проявляется ВЫДЕЛЕНИЕМ из крови в ПРОСВЕТ КАНАЛЬЦЕВ продуктов обмена и чужеродных веществ. Канальцевая секреция является результатом активной деятельности ЭПИТЕЛИЯ почечных канальцев. В ДИСТАЛЬНОМ ОТДЕЛЕ – 10 % воды, около 9 % натрия, калия. В СОБИРАТЕЛЬНЫХ ТРУБОЧКАХ – 20 % воды, менее 1 % натрия. КАНАЛЬЦЕВАЯ СЕКРЕЦИЯ проявляется ВЫДЕЛЕНИЕМ из крови в ПРОСВЕТ КАНАЛЬЦЕВ продуктов обмена и чужеродных веществ. Канальцевая секреция является результатом активной деятельности ЭПИТЕЛИЯ почечных канальцев. АММИАК выделяется в мочу и выносится из организма в виде АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ. Там же расщепляется угольная кислота ферментом КАРБОАНГИДРАЗОЙ. Ионы HСО3- всасываются в кровь (за счёт электростатического притяжения их Na+ и К+). Ионы H+ секретируются в мочу, с которой удаляются. Этим объясняется кислая реакция конечной мочи (pH=4,5-6,5). Этот механизм ПРЕДОХРАНЯЕТ организм от ЗАКИСЛЕНИЯ. ЛОКАЛИЗАЦИЯ СЕКРЕЦИИ ВЕЩЕСТВ В НЕФРОНЕ различна. АММИАК выделяется в мочу и выносится из организма в виде АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ. Там же расщепляется угольная кислота ферментом КАРБОАНГИДРАЗОЙ. Ионы HСО3- всасываются в кровь (за счёт электростатического притяжения их Na+ и К+). Ионы H+ секретируются в мочу, с которой удаляются. Этим объясняется кислая реакция конечной мочи (pH=4,5-6,5). Этот механизм ПРЕДОХРАНЯЕТ организм от ЗАКИСЛЕНИЯ. ЛОКАЛИЗАЦИЯ СЕКРЕЦИИ ВЕЩЕСТВ В НЕФРОНЕ различна. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА выводятся из организма с помощью КЛУБОЧКОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ (левомицетин, стрептомицин, тетрациклин, неомицин, канамицин и др. антибиотики). С помощью КАНАЛЬЦЕВОЙ СЕКРЕЦИИ выводится пенициллин (на 80-90 %). При ПОРАЖЕНИИ различных отделов НЕФРОНА ряд ЛЕКАРСТВЕННЫХ соединений длительно циркулируют в крови и могут не выделяться из организма. В этих случаях НЕОБХОДИМО изменение дозировок ЛЕКАРСТВЕННЫХ веществ. |