Реабсорбция воды и солей в дистальных канальцах

В дистальные канальца и собирательные трубочки обычно поступает около 15% объема первичного фильтрата. С известной долей условности реабсорбцию воды во всех отделах нефрона можно подразделить на две части: относительно облигатная реабсорбция (мало зависящая от водной нагрузки и механизмов pегуляции) в проксимальных канальцах и петле Генле и факультативная (зависимая) - в других отделах. Понятие об относительной независимости реабсорбции воды в проксимальном отделе весьма условно, так как и здесь она регулируется соответствующими гормонами, но здесь это влияние менее выражено.

В отличие от этого реабсорбция воды и ионов в дистальных извитых канальцах и собирательных трубочках осуществляется лишь под контролем систем регуляции. Весь путь образования мочи регулируется соответствующими механизмами. Выше излагались механизмы регуляции почечного кровообращения, имеющего ведущее значение в процессе фильтрации, а здесь речь пойдет о регуляции процессов реабсорбции и секреции. В регуляции этих процессов представлены нервно-рефлекторные механизмы, гормональные и местная авторегуляция. Причем в различных участках нефронов регулируемость процессов мочеобразования происходит различным путем.

На схеме (рис. 80) суммированы все основные механизмы, регулирующие мочеобразовательную функцию почек, за исключением рассматривавшихся выше механизмов регуляции процессов фильтрации и почечного кровообращения. Регуляцию осуществляют гормоны в зависимости от баланса воды и солей в организме. При обезвоживании организма мочи выделяется мало, но она имеет высокую концентрацию экскретируемых продуктов. Напротив, при поступлении в организм большого количества воды выводится много низкоконцентрированной мочи.

Гуморальные механизмы регуляции процессов реабсорбции

Антидиуретический гормон

Одним из основных гормонов, обеспечивающих контроль интенсивности факультативной реабсорбции воды в дисталнх отделах нефронов, является АДГ (вазопрессин) гипофиза. Основным стимулом образования АДГ является рефлекторный - через осморецепторы, находящиеся в ткани мозга около третьего желудочка и супраоптического ядра. Возбуждаются они при увеличении (достаточно и 1%) осмомолярности внеклеточной жидкости (тем самым контролируется и осмотическое давление крови). Это возбуждение передается нейронам супраоптического ядра гипоталамуса, регулируя здесь выделение АДГ. В этой области мозга нетипично высока проницаемость гемаэнцефалического барьера, что позволяет растворенным веществам перемещаться из плазмы в цереброспинальную жидкость, окружающую осморецепторы.

Объемный механизм (через ОЦК), а также барорецепторный механизм также присутствуют, но для их реализации требуется более значимые изменения ОЦК – не менее 10 % снижения ОЦК или артериального давления. АДГ в крови быстро разрушается (Т_1/2 около 25 с), так что для сохранения высокого уровня реабсорбции воды требуется постоянное поступление из гипофиза все новых порций его. Недостаточное образование АДГ может быть следствием нарушения гипоталамо-гипофизарных механизмов, что приводит к несахарному диабету - выделению большого количества мочи.

На базолатеральных мембранах клеток канальцев и собирательных трубочек имеется два типа рецепторов к вазопрессину: V₁ и V₂. Через V₁-рецепторы осуществляется преимущественно вазоконстрикторый и другие эффекты гормон. А V₂-рецепторы реализуют гидроосмотическое влияние гормона.

 

Рис. 80. Схема регуляции функций почки при восстановлении осмотического давления к. ПНУГ - предсердный натрийуретический гормон.

 

АДГ - сберегающий воду гормон. Под его влиянием в дистальных отделах неровифрона создаются условия для удержания воды в организме. Взаимодействие гормона с V₂-рецепторами приводит к активации аденилатциклазы и увеличению в клетках образования цАМФ. Последняя диффундирует на противоположный конец клетки к апикальной мембране, где совместно с кальцием активирует проницаемость мембраны для воды. Такой механизм реализуется в собирательных трубочках.

В дистальных канальцах под влиянием АДГ происходит выход из клетки гиалуронидазы, расщепляющей гиалуроновую кислоту межклеточного пространства. В результате прoницаемость эпителия канальцев и собирательных трубочек для воды возрастает и она получает возможность легко поступать из фильтрата в паренхиму почки.

В отличие от этого взаимодействие гормона с V₁ рецептором приводит к образованию внутри клеток других вторичных мессенджеров: инозитолтрифосфата и диацилглицерола. Эти посредники являются регуляторами уровня внутриклеточного цАМФ - они понижают его. Наиболее выражено это влияние на кровеносных сосудах, которые суживаются. Данным путем вазопрессин косвенно так же оказывает свое влияние и на процессы мочеобразования. Таким образом, двумя путями вазопрессин с помощью двух типов рецепторов не просто повышает проницаемость мембраны для воды, но оказывает регулирующее влияние на эти процессы.

Но при действии АДГ лишь создаются условия для реабсорбции воды. Само же движение ее определяется соотношением ионов в моче и межклеточной жидкости. Обычно когда в паренхиме почек, окружающей дистальные канальца и особенно собирательные трубочки, осмотическое давление высокое, то вода выходит из фильтрата и задерживается в организме. Однако, если по какой-либо причине на предыдущих этапах не произойдет достаточной реабсорбции ионов и концентрация их в поступившей сюда моче останется высокой, то, несмотря на присутствие АДГ, диурез будет повышенным. Гиперосмия «не выпустит» воду из канальца. Таким путем, например, возникает полиурия при сахарном диабете, когда в моче остается нереабсорбированная глюкоза.

Гормональная регуляция реабсорбции ионов. На пpоцесс реабсорбции воды в дистальных отделах нефрона оказывает влияние также и реабсорбция Nа⁺ и Сl^-. Если Nа⁺ будет задерживаться в моче, то одновременно будет затруднена и реабсорбция воды. Реабсорбцию Nа⁺ в свою очередь регулиpуют альдостерон - гормон коркового вещества надпочечников и натрийуретические гормоны предсердий.

Снижение концентрации Nа⁺ в кpови стимулирует образование альдостерона, который cоздает условия для активной реабсорбции Nа⁺ эпителиальными клетками дистальных отделов нефрона. В основе влияния альдостерона лежит регуляция биосинтеза Na,K-АТФазы в указанных клетках. Активное откачивание Na⁺ из клеток обеспечивает процесс поступления иона в клетки из фильтрата (рис. 81). Интенсивность секреции альдостеpона зависит также от уpовня ангиотензина II в кpови.

Рис. 81. Механизм действия альдостерона в клетке эпителия канальцев.

 

Натрийуретические петиды

Реабсорбция Nа⁺ регулируeтся еще и предсердными натрийуретическими пептидами (АNP и ВNP). Эти пептиды вырабатываются кардиомиоцитами (главным образом левого предсердия) при перерастяжении их поступающей кровью. Натрийуретические гормоны (ПНУГ) продуцируются миоцитами предсерций (в основном правым предсердием - в 1,5-3 раза больше, чем левым). Но немного их образуется и в собирательных трубочках почек, а также аденогипофизе, хромаффинных клетках надпочечников. При высвобождении прогормон (126 аминокислот) разделяется на два соединения: proANP (99-126) и α-proANP (1-98). Второй из них (α-proANP) выводится из организма очень быстро (Т_1/2 – 3-4 мин.), а proANP находится в циркуляции относительно долго (Т_1/2 60-100 мин.). В связи с этим интенсивность секреции ПНУГ лучше отражает именно уровень в крови proANP.

Рис. 82. Схема путей грмональной регуляции реабсорбции воды.

 

Выделяют три основные эффекта этих пептидов на почки, которые реализуются при взаимодействии гормона с соответствующими рецепторами (А и В) через посредство активации системы вторичного посредника – цГМФ: во-первых, увеличивается клубочковая фильтрация за счет расширения приносящей и сужения выносящей артериол; во-вторых, уменьшается реабсорбция натрия, а вслед за этим и воды в канальцах и собирательных трубочках; в-третьих, уменьшается секреция ренина юкстагломерулярными клетками.

Под влиянием ПНУГ в почках: а) на 30-50% возрастает фильтрация, б) снижается реабсорбция натрия (преимущественно в области кортикального отдела собирательных трубок), а вслед за ним и воды. Кроме того, ПНУГ снижают продукцию альдостерона клубочковой зоной надпочечника (стимулируемой под влиянием РААС и АКТГ) и продукцию ренина клетками ЮГА. ПНУГ обладают не только натрийуретическим, но и вазодилататорным эффектом, что обусловлено взаимодействием с R₁- рецепторами, имеющимися на мембранах эпителия канальцев и гладких мышцах сосудов, и их цГМФ-механизмом. Влияние на кровеносные сосуды позволяет гормону участвовать в регуляции водного баланса через них.

Биологический смысл образования этого гормона в предсердиях заключается в возможности изменить объем крови посредством влияния на реабсорбцию воды в почках. Все указанные выше эффекты влияния гормонов снимают влияние стимулирующих механизмов на образование самих гормонов. Так, прямое сосудорасширяющее влияние и подавление эффектов сосудосуживающих факторов способствует снижению венозного возврата крови в предсердие. Увеличение клубочковой фильтрации и происходящее одновременно перераспределение кровотока в почках в сторону усиления мозгового кровотока, снижая осмотическое давление здесь, также способствует росту выделения мочи. Таким образом, возрастание уровня этих гормонов в крови в целом снижает реабсорбцию воды, в результате чего уменьшается ОЦК, а значит, снимается перерастяжение предсердий поступающей кровью.