Почечный клиренс и способы выделения различных веществ.

Клубочковая фильтрация и канальцевая секреция способствуют выделению веществ с мочой, тогда как канальцевая реабсорбция отфильтрованного или секретируемого вещества уменьшает его экскрецию. Если принять упрощенное допущение (справедливое для ряда низкомолекулярных веществ), согласно которому то или иное вещество беспрепятственно фильтруется, а в канальцах либо только реабсорбируется, либо только секретируется, либо не реабсорбируется и не секретируется, то клиренс этого вещества (Св) позволяет судить о способе его выделения. Сравнивая клиренс исследуемого вещества с клиренсом инулина, можно сделать следующие выводы.

1. Св < С инулин: экскреция вещества происходит путем фильтрации и реабсорбции.

2. Св = С инулин: экскреция вещества происходит только путем фильтрации.

3. Св > С инулин: экскреция вещества происходит путем фильтрации и секреции.

Правомочность подобных заключений зависит от того, насколько исходные допущения применимы по отношению к исследуемому веществу. В связи с этим бывает необходимо производить дополнительные исследования (например, определять молекулярную массу вещества и степень его связывания белками плазмы, зависимость экскреции и скорости канальцевого транспорта от содержания в плазме и т.д.). Если речь идет о совершенно неизвестном экзогенном соединении, сравнение клиренса этого соединения с клиренсом инулина позволяет сделать обоснованный вывод только тогда, когда Св > С инулин. В этом случае можно считать, что исследуемое вещество секретируется в почечных канальцах.

 

III. РЕГУЛЯЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОЧЕК

Почка - исполнительный орган, который регулирует постоянство состава и объема внутренней среды. Регуляция деятельности почки, обеспечивается при участии эфферентных нервных волокон или эндокринных желез.

Нервный центр представлен - гипоталамо-лимбико-ретикулярными структурами и корой больших полушарий. Кортикальные влияния реализуются через изменение секреции АДГ гипоталамусом.

Выделяют следующие виды рецепторов:

Хеморецепторы:

a). центральные (гипоталамуса )

b) переферические осморецепторы

( дуга аорты и каротидного синуса, осморецепторы печени, почек, селезенки, сердца, в костном мозге и т.д )

c). натриорецепторы

Волюморецепторы ( в предсердиях,в полых венах )

Барорецепторы ( дуга аорты и каротидного синуса )

В ЦНС информация о состоянии внутренней среды поступает по афферентным путям от рефлексогенных зон самой почки(механо и хеморецепторы), а также рецепторов дуги аорты, каротидного синуса, от осмо- и хеморецепторов печени, и гипоталамуса, а также от волюморецепторов предсердий. Афферентные нервы почки играют существенную роль как информационное звено системы ионной регуляции, обеспечивают осуществление рено-ренальных рефлексов.

Как известно, в почках симпатическая иннервация преобладает над парасимпатической, причем нервная регуляция кровотока охватывает как корковое, так и мозговое вещество. Почки получают богатую иннервацию от нижних грудных и верхних поясничных (Th 4IX -L 4IV) симпатических узлов. В экспериментах было показано, что симпатикотония сопровождается уменьшением кровотока в мозговом веществе и снижением диуреза. Импульсы поступающие по эфферентным нервам почки, регулируют гемодинамику и работу юкстагломерулярного аппарата почки, оказывают прямое влияние на реабсорбцию и секрецию ряда неэлектролитов и электролитов в канальцах. Показано что при раздражении почечных нервов (ЮГА инервируется симпатическими волокнами) усиливается выделение ренина, что обусловлено возбуждением бета-адренорецепторов (чувствителеных к адреналину). Иннервация почки осуществляется адренергическими и холинергическими нервами. Импульсы поступающие по адренергическим волокнам, стимулируют транспорт натрия, а по холинергическим - активируют реабсорбцию глюкозы и секрецию органических кислот. Механизм изменения мочеобразования при участии адренергических нервов обусловлен активацией аденилатциклазы и образования цАМФ в клетках канальцев. Катехоламинчувствительная аденилатциклаза имеется в базолатеральных мембранах клеток дистального извитого канальца и начальных отделов собирательных трубок.

Работа почки, как и других органов, подчинена не только безусловнорефлекторному контролю, но и регулируется корой большого мозга, т. е. мочеобразование может меняться условнорефлекторным путем. В эксперименте, обнаружено, что при болевом раздражении наблюдалось прекращение диуреза. Механизм болевой анурии основан на раздражении гипоталамических центров, стимулирующих секрецию АДГ нерогипофизом. Наряду с этим усиливается активность симпатической нервной системы и секреция катехоламинов надпочечниками, что и вызывает резкое уменьшение мочеотделения вследствие, как снижения клубочковой фильтрации, так и увеличения канальцевой реабсорбции воды.

Не только уменьшение, но и увеличение диуреза может быть вызвано условнорефлекторным путем. Многократное введение воды в желудок собаки в сочетании с действием условного раздражителя приводит к образованию условного рефлекса, который сопровождается увеличением мочеоотделения. Механизм условнорефлекторной полиурии основан на том, что от коры больших полушарий поступают импульсы в гипоталамус и уменьшается секреция АДГ. Гипнотическое внушение может также приводить к полиурии.

Доказательство участия коры:

Возможность выработки условных мочеотделительных рефлексов:

1) увеличивающих диурез – путем многократного сочетания введения воды в желудок собакам с фистулой мочеточников и условного сигнала – звука трубы (опыты К.М. Быкова)

2) уменьшающих диурез - путем многократного сочетания болевого раздражения задней конечности собаки электрическим током и условного сигнала (опыты Л.А. Орбели).

Механизм болевой анурии -боль: 1) стимулирует супраоптическое ядро гипоталамуса, что увеличивает секрецию АДГ;

2) повышает активность симпатической нервной системы и секрецию катехоламинов надпочечниками, что уменьшает фильтрацию.

 

Нервная регуляция имеет меньшее значение – если почку пересадить на шею животному, соединив почечную артерию с сонной, а почечную вену с яремной, она будет функционировать в течение нескольких месяцев. Кроме того, при нагрузке организма водой или солью пересаженная почка увеличивает их выделение.

ГУМОРАЛЬНЫЕ ВЛИЯНИЯ

Норадреналин через бета-адренорецепторы юкстамедуллярных клеток стимулирует секрецию ренина, оказывающего вазоконстрикторное действие:

1) если уменьшается просвет vas afferens, ЭФД падает и фильтрация снижается;

2) если уменьшается просвет vas efferens, ЭФД повышается и фильтрация увеличивается.

Гормоны, регулирующие реабсорбцию ионов:

Атриальный натрийуретический пептид(АНП) Вырабатывается миоцитами предсердий (в основном, правого). Оказывает эффекты - сосудистые (вазодилатация, снижение артериального давления) и почечные:

1) уменьшает реабсорбцию натрия (в 90 раз) и хлора (в 50 раз), что повышает их экскрецию;

2) 2) стимулирует клубочковую фильтрацию и снижает реабсорбцию воды, что увеличивает диурез;

3) подавляет секрецию ренина, ингибирует эффекты ангиотензина II и альдостерона, т.е. является антагонистом ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.

Реабсорбцию калия регулируют:- альдостерон: уменьшает; - инсулин:увеличивает Реабсорбцию кальция регулируют: - кальцитриол,паратгормон:-увеличивают- тиреокальцитонин: уменьшает

 

IV. Невыделительные функции почек

ИНКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК

Помимо экскреторной, почки обладают инкреторной функцией, благодаря которой в них вырабатываются биологически активные вещества, оказывающие влияние на деятельность некоторых органов и систем.

При уменьшении АД в почке, эпителиальные клетки секретируют ренин. Ренин, компонент ренин-ангиотензиновой системы, представляет собой фермент, секретирующийся в почках гранулярными клетками юкстагломерулярного аппарата. Находясь в кровотоке, ренин катализирует отщепление декапептида, ангиотензина I, образующегося из белка плазмы, известного под названием ангиотензиноген, который синтезируется в основном в печени и всегда присутствует в плазме в высокой концентрации. Под влиянием другого ангиотензинпревращающего фермента, две терминально расположенные аминокислоты отщепляются от относительно неактивного ангиотензина I с освобождением в плазме высокоактивного октапептида ангиотензина II. Некоторое количество ангиотензинпревращающего фермента присутствует в плазме, но основная его масса содержится в эндотелии кровеносных сосудов во всем организме, включая почки. Капилляры легких особенно богаты данным ферментом, и поэтому значительная часть ангиотензина I плазмы превращается в ангиотензин II по мере протекания крови через легкие. Ангиотензиноген и ангиотензинпревращающий фермент в норме присутствуют в высокой и относительно постоянной концентрации в плазме и главным фактором, определяющим скорость продукции ангиотензина II в ренин-анигиотензиновой системе, является концентрация ренина в плазме крови. Следует отметить, что определенные ткани и органы, а не только почки (например, мозг, сердце, матка) также могут продуцировать ренин (или его изформы) и ангиотензиноген. Поскольку, как указывалось ранее, ангиотензинпревращающий фермент широко представлен в эндотелии капилляров, то все компоненты, необходимые для образования ангиотензина II, содержаться локально в этих тканях и органах. Т.е. существуют полностью изолированные внепочечные ренин-ангиотензиновые системы; ангиотензин II, продуцируемый такими системами, действует локально, как паракринный фактор. Физиологический эффект ангиотензина II состоит в том, что он повышает артериальное давление благодаря сужению артериальных сосудов, усиливает секрецию альдостерона, увеличивает чувство жажды, регулирует реабсорбцию натрия в дистальных отделах канальцев и собирательных трубках. Все эти эффекты способствуют нормализации объема крови и артериального давления.

В почках вырабатываются кинины (например, брадикинин), которые являются сильными вазодилятаторами, участвующими в регуляции почечного кровотока и выделения натрия.

В мозговом веществе почки образуются простагландины (в том числе простагландин А или медуллин), которые участвуют в регуляции общего и почечного кровотока, вызывают натрийурез, уменьшают чувствительность клеток к АДГ. Есть основания считать, что простагландиновая система,нахаходится в тесной функциональной связи с ренин-ангиотензин-альдостероновой и является ее антагонистом. Активация простагландиновой системы приводит к уменьшению почечной гемодинамики. Вместе с тем простагландиновая система является как бы связующим звеном между ренин-ангиотензин-альдостероновой и калликреин-кининовой системами.

Основные эффекты, связанные с взаимодействием калликреин-кининовой и простагландиновой систем почки, сводятся к следующему:

1) под влиянием кининов усиливается синтез простагландинов;

2) простагландины, образованные под влиянием кининов, выполняют функции медиаторов, опосредуя действие кининов, свзанное с увеличением выделения натрия с мочой, а также со снижением чувствительности сосудов почки к прессорным воздействиям ангиотензина II и адренергических стимулов.

Таким образом, все три основные эндокринные системы почки - ренин - ангиотензиновая, простогландиновая и калликреин - кининовая, - обеспечивающие ауторегуляцию почечного кровотока и поддержание водно-солевого равновесия, тесно связаны между собой.

В последние годы были получены доказательства новой гормонообразующей функции почки, связанной с регуляцией обмена кальция. Клетки почки извлекают из плазмы крови, образующийся в печени прогормон - ОН- витамин Д₃, - превращают его в физиологически активный гормон - активные формы витамина D₃. Этот стероидный гормон стимулирует образование кальцийсвязывающего белка в кишечнике, способствует освобождению кальция из костей и регулирует реабсорбцию Са⁺ в почечных канальцах.

Почки играют определенную роль в регуляции состояния системы свертывания крови. В них синтезируется активатор плазминогена - урокиназа.

Эритропоэтин - это пептидный гормон, который участвует в регуляции продукции эритроцитов костным мозгом. Его главным источником являются почки, которые секретируют эритропоэтин, представляющий собой специальную группу клеток в интерстициальной ткани. Стимулом к его секреции является снижение нормального давления кислорода в почках, что происходит, например, при анемии, артериальной гипоксии или неадекватном почечном кровотоке. Эритропоэтин стимулирует увеличение продукции эритроцитов костным мозгом. Почечная патология может привести к снижению секреции эритропоэтина, и последующее снижение активности костного мозга, которое является важным фактором возникновения анемии при хронической почечной патологии.

 

ГОМЕОСТАТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЧЕК

Почки участвуют в регуляции: