Головна

процес сечоутворення

  1. Aнализ ПЕРСПЕКТИВНИХ НАПРЯМКІВ РОЗВИТКУ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ
  2. ЦД. 08 Робочі процеси, конструкція і основи розрахунку автомобільних двигунів
  3. Gp, T <0- критерій принципово можливого процесу
  4. II ступінь. процес озонування
  5. II етап. Мета - підтвердити або спростувати наявність неопластичних процесу.
  6. II) процес прийняття рішення про закупівлю
  7. II. МІКРОПРОЦЕСОР

Освіта кінцевої сечі є результатом трьох послідовних процесів.

I. У ниркових клубочках відбувається початковий етап сечоутворення - клубочкова, або гломерулярна, фільтрація, ультрафільтрація безбілкової рідини з плазми крові в капсулу ниркового клубочка, в результаті чого утворюється первинна сеча.


II. Канальцева реабсорбция - процес зворотного всмоктування
 профільтрувати речовин і води.

III. Секреція. Клітини деяких відділів канальців переносять
 з позаклітинної рідини в просвіт нефрона (секретують) ряд
 органічних і неорганічних речовин або виділяють в просвіт
 канальця молекули, синтезовані в клітці канальця.

Швидкість гломерулярної фільтрації, реабсорбції і секреції регулюється в залежності від стану організму за участю гормонів, еферентних нервів або локально утворюються біологічно активних речовин - аутакоідов.

12.2.3.1. клубочкова фільтрація

Думка про фільтрації води і розчинених речовин як першому етапі мочеобразования була висловлена ??в 1842 році німецьким фізіологом К. Людвігом. У 20-х роках XX століття американському фізіологові А. Річардса в прямому експерименті вдалося підтвердити це припущення - за допомогою мікроманіпулятора пунктировать мікропіпеткою клубочковую капсулу і витягти з неї рідину, дійсно опинилася ультрафільтратом плазми крові.

Ультрафільтрація води і низькомолекулярних компонентів з плазми крові відбувається через клубочковий фільтр. Цей фільтраційний бар'єр майже непроникний для високомолекулярних речовин. Процес ультрафільтрації обумовлений різницею між гідростатичним тиском крові, гідростатичним тиском в капсулі клубочка і онкотичного тиску білків плазми крові. Загальна поверхня капілярів клубочка більше загальної поверхні тіла людини і досягає 1,5 м2 на 100 г маси нирки. Фільтруюча мембрана (фільтраційний бар'єр), через яку проходить рідина з просвіту капіляра в порожнину капсули клубочка, складається з трьох шарів: ендотеліальних клітин капілярів, базальної мембрани і епітеліальних клітин вісцерального (внутрішнього) листка капсули - подоцитів (рис. 12.4).

клітини ендотелію, крім області ядра, дуже стоншені, товщина цитоплазми бічних частин клітини менш 50 нм; в цитоплазмі є круглі або овальні отвори (пори) розміром 50-100 Нм, які займають до 30 % поверхні клітини. При нормальному кровотоку найбільш великі білкові молекули утворюють бар'єрний шар на поверхні пір ендотелію і ускладнюють рух через них альбуміну, обмежуючи тим самим проходження формених елементів крові і білків через ендотелій. Інші компоненти плазми крові і вода можуть вільно досягати базальної мембрани.

базальна мембрана є однією з найважливіших складових частин, що фільтрує мембрани клубочка. У людини товщина базальної мембрани 250-400 нм. Ця мембрана складається з трьох шарів - центрального і двох периферичних. Пори в базальної


мембрані перешкоджають проходженню молекул діаметром більше 6 нм.

Нарешті, важливу роль у визначенні розміру фільтровану речовин грають щілинні мембрани між «ніжками» подоцітов. Ці епітеліальні клітини звернені в просвіт капсули ниркового клубочка і мають відростки - «ніжки», якими прикріплюються до базальної мембрані. Базальна мембрана і щілинні мембрани між цими «ніжками» обмежують фільтрацію речовин, діаметр молекул яких більше 6,4 нм (т. Е. Не проходять речовини, радіус молекули яких перевищує 3,2 нм). Тому в просвіт нефрона вільно проникає інулін (радіус молекули 1,48 нм, молекулярна маса близько 5200), може фільтруватися лише 22% яєчного альбуміну (радіус молекули 2,85 нм, молекулярна маса 43 500), 3% гемоглобіну (радіус молекули 3, 25 нм, молекулярна маса: 68 000 і менше 1 % сироватковогоальбуміну (радіус молекули 3,55 нм, молекулярна маса 69 000).

Проходженню білків через клубочковий фільтр перешкоджають негативно заряджені молекули - поліаніонну, що входять до складу речовини базальної мембрани, і сіалоглікопротеїд в вистиланні, що лежить на поверхні подоцітов і між їх «ніжками». Обмеження для фільтрації білків, що мають негативний заряд, обумовлено розміром пір клубочкового фільтра і їх електронегатівностью. Таким чином, склад клубочкового фільтрату залежить від властивостей епітеліального бар'єру і базальної мембрани. Природно, розмір і властивості пір фільтраційного бар'єру варіабельні, тому в звичайних умовах в ультрафільтраті виявляються лише сліди білкових фракцій, характерних для плазми крові. Проходження досить великих молекул через пори залежить не тільки від їх розміру, а й конфігурації молекули, її просторового відповідності формі пори.

Рівень клубочкової фільтрації залежить від різниці між гідростатичним тиском крові (близько 44-47 мм рт. Ст. В капілярах клубочка), онкотичного тиску білків плазми крові (близько 25 мм рт. Ст.) І гідростатичним тиском в капсулі клубочка (близько 10 мм рт . ст.). Ефективне фільтраційний тиск, що визначає швидкість клубочкової фільтрації, становить 10-15 мм рт. ст. [47 мм рт. ст.- (25 мм рт. ст. + + 10 мм рт. ст.) = 12 мм рт. ст.]. Фільтрація відбувається тільки в тому випадку, якщо тиск крові в капілярах клубочків пере-


шает суму онкотичного тиску білків в плазмі і тиску рідини в капсулі клубочка.

Ультрафильтрат, витягнутий мікропіпеткою з порожнини клубочка, практично не містить білків, але подібний до плазмі по загальній концентрації осмотично активних речовин, глюкози, сечовини, сечової кислоти, креатиніну та ін. Невелике розходження концентрації ряду іонів по обидва боки клубочкової мембрани обумовлено рівновагою Доннана - наявністю в плазмі крові аніонів, що не дифундують через мембрану і утримують частину катіонів. Отже, для розрахунку кількості фільтровану речовин в клубочках необхідно враховувати, яка їх частина може проходити з плазми в просвіт нефрона через гломеруляр-ний фільтр.

Для внесення поправки на зв'язування деяких іонів білками плазми крові вводиться поняття про ул'трафіл'труемой фракції (F) - тієї частини речовини від загальної його концентрації в плазмі крові, яка не пов'язана з білком і вільно проходить через клубочковий фільтр. Ультрафільтруемая фракція для кальцію становить 0,6, для магнію - 0,75. Ці величини свідчать про те, що близько 40% кальцію плазми пов'язане з білком і не фільтрується в клубочках. Однак в профільтрувалась рідини кальцій (і магній) також складається з двох фракцій: одна з них - іонізований кальцій (магній), інша - кальцій (магній), пов'язаний з низькомолекулярними сполуками, що проходять через клубочковий фільтр.

У ультрафільтраті виявляються сліди білка. Різниця розміру пір в клубочках навіть у здорової людини обумовлює проникнення невеликої кількості особливо змінених білків; з нормальною сечі вдалося виділити в невеликій кількості білкові фракції, характерні для плазми крові.

Вимірювання швидкості фільтрації.Для розрахунку обсягу рідини, що фільтрується в 1 хв в ниркових клубочках (швидкість клубочкової фільтрації), і ряду інших показників процесу сечоутворення використовують методи і формули, засновані на принципі очищення (іноді їх називають «кліренсовие методи», від англійського слова clearance - очищення). Для вимірювання величини клубочкової фільтрації використовують фізіологічно інертні речовини, які не токсичні і не зв'язуються з білком в плазмі крові, вільно проникають через пори мембрани клубочкового фільтра з просвіту капілярів разом з безбілкової частиною плазми. Отже, концентрація цих речовин в клубочкової рідини буде такою ж, як в плазмі крові. Це речовини не повинні реабсорбироваться і секретироваться в ниркових канальцях, тим самим з сечею буде виділятися все кількість даної речовини, що надійшов в просвіт нефрона з ультрафільтратом в клубочках. До речовин, що використовуються для вимірювання швидкості клубочкової фільтрації, відносяться полімер фруктози інулін, манітол, поліетиленгліколь-400, креатинін.

Розглянемо принцип очищення на прикладі вимірювання об'єму


клубочковоїфільтрації за допомогою інуліну (рис. 12.5). Кількість профільтрована в клубочках інуліну (In) дорівнює добутку обсягу фільтрату (З,п) на концентрацію в ньому інуліну (вона дорівнює його концентрації в плазмі крові, Р,п). Виділилася за той же час з сечею кількість інуліну дорівнює добутку обсягу екскретувалась сечі (V) на концентрацію в ній інуліну (UIn).

Так як інулін НЕ реабсорбируется і не секретується, то кількість профільтрована інуліну (З,п * Р/ п), Дорівнює кількості виділився (V * U,n), звідки:

Ця формула є основною для розрахунку ШКФ. При використанні інших речовин для вимірювання швидкості клубочкової фільтрації інулін у формулі замінюють на аналізоване речовина і розраховують швидкість клубочкової фільтрації даної речовини. Швидкість фільтрації рідини обчислюють в мл / хв; для зіставлення величини клубочкової фільтрації у людей різних маси тіла і росту її відносять до стандартної поверхні тіла людини (1,73 м). У нормі у чоловіків в обох нирках швидкість клубочкової фільтрації на 1,73 м2 становить близько 125 мл / хв, у жінок - приблизно 110 мл / хв.


Виміряна за допомогою інуліну величина фільтрації в клубочках, звана також коефіцієнтом очищення від інуліну (або інулінового кліренсом), показує, який обсяг плазми крові звільнений від інуліну за цей час. Для вимірювання очищення від інуліну необхідно безперервно вливати в вену розчин інсуліну, щоб протягом всього дослідження підтримувати постійної його концентрацію в крові. Очевидно, що це досить складно і в клініці не завжди можна реалізувати, тому частіше використовують креатинін - природний компонент плазми, по очищенню від якого можна було б судити про швидкість клубочкової фільтрації, хоча з його допомогою швидкість клубочкової фільтрації вимірюється менш точно, ніж при інфузії інуліну . При деяких фізіологічних і особливо патологічних станах креатинін може реабсорбироваться і секретироваться, тим самим очищення від креатиніну може не відображати дійсної величини клубочкової фільтрації.

У здорової людини вода потрапляє в просвіт нефрона в результаті фільтрації в клубочках, реабсорбується в канальцях, і внаслідок цього концентрація інуліну зростає. Концентраційний показник інуліну Uln/ P,n вказує, у скільки разів зменшується об'єм фільтрату при його проходженні по канальцям. Ця величина має важливе значення для судження про особливості обробки будь-якої речовини в канальцях, для відповіді на питання про те, чи піддається речовина реабсорбції або секретується клітинами канальців. Якщо концентраційний показник даної речовини X Ux/ Px менше, ніж одночасно виміряна величина и1п/ Р,п, то це вказує на реабсорбцію речовини X в канальцях, якщо Ux / Px більше ніж UIn / PIn, то це вказує на його секрецію. Ставлення концентраційних показників речовини X і інуліну Ux / Px: UIn/ PIn носить назву екскретіруемие фракції (EF).

12.2.3.2. канальцева реабсорбция

Початковий етап сечоутворення, що приводить до фільтрації всіх низькомолекулярних компонентів плазми крові, неминуче повинен поєднуватися з існуванням в нирці систем, реабсорб-ючий всі цінні для організму речовини. У звичайних умовах в нирці людини за добу утворюється до 180 л фільтрату, а виділяється 1,0-1,5 л сечі, решта рідина всмоктується в канальцях. Роль клітин різних сегментів нефрона в реабсорбції неоднакова. Проведені на тваринах досліди з витягом мікропіпеткою рідини з різних ділянок нефрона дозволили з'ясувати особливості реабсорбції різних речовин в різних частинах ниркових канальців (рис. 12.6). У проксимальному сегменті нефрона практично повністю реабсорбуються амінокислоти, глюкоза, вітаміни, білки, мікроелементи, значна кількість іонів Na+, Cl ~, HCOj. У наступних від-


справах нефрона всмоктуються переважно електроліти і Вода.

Реабсорбція натрію і хлору є найбільш значний за обсягом і енергетичним витратам процес. У проксимальному канальці в результаті реабсорбції більшості профільтрувати речовин і води обсяг первинної


сечі зменшується, і в початковий відділ петлі нефрона надходить близько 1/3 профільтрувалась в клубочках рідини. З усієї кількості натрію, що надійшов в нефрон при фільтрації, в петлі нефрона всмоктується до 25%, в дистальному звивистих канальців - близько 9 %, і менше 1% реабсорбується в збірних трубках або виводиться з сечею.

Реабсорбція в дистальному сегменті характеризується тим, що клітини переносять менше, ніж в проксимальному канальці, кількість іонів, але проти більшого градієнта концентрації. Цей сегмент нефрона і збірні трубки відіграють найважливішу роль в регуляції об'єму сечі та концентрації в ній осмотично активних речовин (осмотична концентрація '). У кінцевій сечі концентрація натрію може знижуватися до 1 ммоль / л в порівнянні з 140 ммоль / л в плазмі крові. У дистальному канальці калій не тільки реабсорбується, а й секре-тируется при його надлишку в організмі.

У проксимальному відділі нефрона реабсорбція натрію, калію, хлору та інших речовин відбувається через високопроніцаемого для води мембрану стінки канальця. Навпаки, в товстому висхідному відділі петлі нефрона, дистальних звивистих канальців і збірних трубках реабсорбция іонів і води відбувається через малопроникними для води стінку канальця; проникність мембрани для води в окремих ділянках нефрона і збірних трубках може регулюватися, а величина проникності змінюється в залежності від функціонального стану організму (факультативна реабсорбція). Під впливом імпульсів, що надходять по еферентних нервах, і при дії біологічно активних речовин реабсорбція натрію і хлору регулюється в проксимальному відділі нефрона. Це особливо чітко проявляється в разі збільшення обсягу крові і позаклітинної рідини, коли зменшення реабсорбції в проксимальному канальці сприяє посиленню екскреції іонів і води і тим самим - відновлення водно-сольового рівноваги. У проксимальному канальці завжди зберігається ізоосмія. Стінка канальця проникна для води, і обсяг реабсорбіруемой води визначається кількістю реабсорбіруемих осмотично активних речовин, за якими вода рухається по осмотичного градієнту. У кінцевих частинах дистального сегмента нефрона і збірних трубках проникність стінки канальця для води регулюється вазопрес-сином.

Факультативна реабсорбція води залежить від осмотичної проникності канальцевої стінки, величини осмотичного градієнта і швидкості руху рідини по канальцу.

Для характеристики всмоктування різних речовин в ниркових канальцях істотне значення має уявлення про по-


розі виведення. Непороговие речовини виділяються при будь-якій їх концентрації в плазмі крові (і відповідно в ультрафільтраті). Такими речовинами є інулін, манітол. Поріг виведення практично всіх фізіологічно важливих, цінних для організму речовин різний. Так, виділення глюкози з сечею (глю-козурія) настає тоді, коли її концентрація в клубочковом фильтрате (і в плазмі крові) перевищує 10 ммоль / л. Фізіологічний сенс цього явища буде розкритий при описі механізму реабсорбції.

Механізми канальцевої реабсорбції.Зворотне всмоктування різних речовин в канальцях забезпечується активним і пасивним транспортом. Якщо речовина реабсорбується проти електрохімічного і концентраційного градієнтів, процес називається активним транспортом. Розрізняють два види активного транспорту - первинно-активний і вторинно-активний. Первинно-активним транспорт називається в тому випадку, коли відбувається перенесення речовини проти електрохімічного градієнта за рахунок енергії клітинного метаболізму. Прикладом служить транспорт іонів Na+, Який відбувається за участю ферменту Na+, До+-АТФази, Що використовує енергію АТФ. Вдруге-активним називається перенесення речовини проти концентраційного градієнта, але без витрати енергії клітини безпосередньо на цей процес; так реабсорбируются глюкоза, амінокислоти. З просвіту канальця ці органічні речовини надходять в клітини проксимального канальця за допомогою спеціального переносника, який обов'язково повинен приєднати іон Na+. Цей комплекс (переносник + органічна речовина + Na+) Сприяє переміщенню речовини через мембрану щіткової облямівки і його надходженню всередину клітини. Рушійною силою перенесення цих речовин через апикальную плазматическую мембрану служить менша в порівнянні з просвітом канальця концентрація натрію в цитоплазмі клітини. Градієнт концентрації натрію обумовлений невпинним активним виведенням натрію з клітини в позаклітинне рідина за допомогою Na+, До+-АТФази, Локалізованої в латеральних і базальної мембранах клітини.

Реабсорбція води, хлору і деяких інших іонів, сечовини здійснюється за допомогою пасивного транспорту - по електрохімічного, концентраційному або осмотичного градієнту. Прикладом пасивного транспорту є реабсорбція в дистальному звивистих канальців хлору по електрохімічного градієнту, створюваному активним транспортом натрію. За осмотичного градієнту транспортується вода, причому швидкість її всмоктування залежить від осмотичної проникності стінки канальця і ??різниці концентрації осмотично активних речовин по обидва боки його стінки. У вмісті проксимального канальця внаслідок всмоктування води і розчинених в ній речовин зростає концентрація сечовини, невелика кількість якої по концентраційному градієнту реабсорбується в кров.

Досягнення в галузі молекулярної біології дозволили ус


тановила будова молекул іонних і водних каналів (аквапорі-нів) рецепторів, аутакоідов і гормонів і тим самим проникнути в суть деяких клітинних механізмів, що забезпечують транспорт речовин через стінку канальця. Різні властивості клітин різних відділів нефрона, неоднакові властивості Цитоплаза-тичного мембрани в одній і тій же клітині. Апікальна мембрана клітини, звернена в просвіт канальця, має інші характеристики, ніж її базальна і бічні мембрани, які омиваються міжклітинної рідиною і стикаються з кровоносних капілярів. Внаслідок цього апикальная і базальна плазматичні мембрани беруть участь в транспорті речовин по-різному; специфічно і дію біологічно активних речовин на ту і іншу мембрани.

Клітинний механізм реабсорбціїіонів розглянемо на прикладі Na+. У проксимальному канальці нефрона всмоктування Na+ в кров відбувається в результаті ряду процесів, один з яких - активний транспорт Na+ з просвіту канальця, інший - пасивна реабсорбція Na+ слідом за активно транспортуються в кров як іонами гідрокарбонату, так і Сl. При введенні одного мікроелектрода в просвіт канальців, а другого - в Окілок-нальцевого рідина було виявлено, що різниця потенціалів між зовнішньою і внутрішньою поверхнею стінки проксимального канальця виявилася дуже невеликий - близько 1,3 мВ, в області дистального канальця вона може досягати - 60 мВ (рис. 12.7). Просвіт обох канальців електроотріцателен, а в крові (отже, і в позаклітинній рідині), концентрація Na+ вище, ніж в рідині, що знаходиться в просвіті цих канальців, тому реабсорбція Na+ здійснюється активно проти градієнта електрохімічного потенціалу. При цьому з просвіту канальця Na+ входить в клітку з натрієвих каналу або за участю переносника. Внутрішня частина клітини запряжена негативно, і позитивно заряджений Na+ надходить в клітку за градієнтом потенціалу, рухається в сторону базальної плазматичної мембрани, через яку натрієвих насосом викидається в міжклітинну рідину; градієнт потенціалу на цій мембрані досягає 70-90 мВ.

Є речовини, які можуть впливати на окремі еле


менти системи реабсорбції Na+. Так, натрієвий канал в мембрані клітини дистального канальця і ??збиральної трубки блокується амілоридом і триамтереном, в результаті чого Na+ не може увійти в канал. У клітинах є кілька типів іонних насосів. Один з них являє собою Na+, До+-АТФази. Цей фермент знаходиться в базальної і латеральних мембранах клітини і забезпечує транспорт Na+ з клітки в кров і надходження з крові в клітину До+. Фермент пригнічується серцевимиглікозидами, наприклад строфантином, уабаїн. У реабсорбції гідрокарбонату важлива роль належить ферменту карбоангідрази, інгібітором якого є ацетазоламід - він припиняє реабсорбцію бікарбонату, який виводиться із сечею.

фільтрована глюкоза практично повністю реабсорбується клітинами проксимального канальця, і в нормі за добу з сечею виділяється незначна її кількість (не більше 130 мг). Процес зворотного всмоктування глюкози здійснюється проти високого концентраційного градієнта і є вторинно активним. В апікальній (люмінальной) мембрані клітини глюкоза з'єднується з переносником, який повинен приєднати також Na+, Після чого комплекс транспортується через апикальную мембрану, т. Е. В цитоплазму надходять глюкоза і Na+. Апікальна мембрана відрізняється високою селективністю і односторонньої проникністю і не пропускає ні глюкозу, ні Na+ назад з клітки в просвіт канальця. Ці речовини рухаються до основи клітини за градієнтом концентрації. Перенесення глюкози з клітки в кров через базальну плазматичну мембрану носить характер полегшеної дифузії, a Na+, Як вже зазначалося вище, видаляється натрієвих насосом, що знаходяться в цій мембрані.

амінокислоти майже повністю реабсорбуються клітинами проксимального канальця. Є не менше 4 систем транспорту амінокислот з просвіту канальця в кров, що здійснюють реабсорбцію нейтральних, двуосновних, дікарбоксільних амінокислот і імінокіслот. Кожна з цих систем забезпечує всмоктування ряду амінокислот однієї групи. Так, система реабсорбції двуосновних амінокислот бере участь у всмоктуванні лізину, аргініну, орнітину і, можливо, цистину. При введенні в кров надлишку однієї з цих амінокислот починається посилена екскреція ниркою амінокислот тільки даної групи. Системи транспорту окремих груп амінокислот контролюються окремими генетичними механізмами. Описано спадкові захворювання, одним з проявів яких служить збільшена екскреція певних груп амінокислот (аминоацидурия).

Виділення з сечею слабких кислот і підстав залежить від їх фільтрації, процесу реабсорбції або секреції. Процес виведення цих речовин багато в чому визначається «неіонної дифузією», вплив якої особливо позначається в дисталь-них канальцях і збірних трубках. Слабкі кислоти і підстави можуть існувати в залежності від рН середовища в двох формах - неионизированной і іонізованої. клітинні мембрани


більш проникні для неіонізованих речовин. Багато слабкі кислоти з більшою швидкістю екскретуються з лужної сечею, а слабкі підстави, навпаки, - з кислою. Ступінь іонізації підстав збільшується в кислому середовищі, але зменшується в лужному. У неіонізованому стані ці речовини через липи-ди мембран проникають в клітини, а потім в плазму крові, т. Е. Вони реабсорбируются. Якщо значення рН канальцевої рідини зрушено в кислу сторону, то підстави ионизируются, погано всмоктуються і виводяться з сечею. Нікотин - слабка основа, при рН 8,1 іонізується 50%, в 3-4 рази швидше Екскретуються-ся з кислою (рН близько 5), ніж з лужної (рН 7,8) сечею. Процес «неіонної дифузії» впливає на виділення нирками слабких основ і кислот, барбітуратів та інших лікарських речовин.

Невелика кількість профільтрована в клубочках білка реабсорбируется клітинами проксимальних канальців. Виділення білків з сечею в нормі становить не більше 20-75 мг на добу, а при захворюваннях нирок воно може зростати до 50 г на добу. Збільшення виділення білків з сечею (протеїнурія) може бути обумовлено порушенням їх реабсорбції або збільшенням фільтрації.

На відміну від реабсорбції електролітів, глюкози і амінокислот, які, проникнувши через апикальную мембрану, в незміненому вигляді досягають базальної плазматичної мембрани і транспортуються в кров, реабсорбція білка забезпечується принципово іншим механізмом. Білок потрапляє в клітину за допомогою піноцитозу. Молекули профільтрована білка адсорбуються на поверхні апікальної мембрани клітини, при цьому мембрана бере участь в утворенні піноцитозного вакуолі. Ця вакуоль рухається в бік базальної частини клітини. У околоядерной області, де локалізована пластинчастий комплекс (апарат Гольджі), вакуолі можуть зливатися з лізосомами, що володіють високою активністю ряду ферментів. У лізосомах захоплені білки розщеплюються і амінокислоти, що утворилися, дипептиди видаляються в кров через базальну плазматичну мембрану. Слід, однак, підкреслити, що не всі білки піддаються гідролізу в процесі транспорту та частина їх переноситься в кров в незмінному вигляді.

Визначення величини реабсорбції в канальцях нирки.Зворотне всмоктування речовин, або, іншими словами, їх транспорт (Т) з просвіту канальців в тканинну (міжклітинну) рідина і в кров, при реабсорбції R (TRX) визначається по різниці між кількістю речовини X (F * Px*fx), профільтрована в клубочках, і кількістю речовини, виділеного з сечею (UX*V).

де F - Обсяг клубочковоїфільтрації, fx - Фракція речовини X, що не пов'язана з білками в плазмі по відношенню до його про-


щей концентрації в плазмі крові, Р - Концентрація речовини в плазмі крові, U - Концентрація речовини в сечі.

За наведеною формулою розраховують абсолютна кількість реабсорбіруемого речовини. при обчисленні відносної реаб-сорбції (% R) визначають частку речовини, що піддалася зворотному всмоктуванню по відношенню до кількості речовини, профільтрована в клубочках:

Для оцінки реабсорбційну здатності клітин проксимальних канальців важливе значення має визначення максимальної величини транспорту глюкози та). Цю величину вимірюють при повному насиченні глюкозою системи її канальцевого транспорту (див. Рис. 12.5). Для цього вливають в кров розчин глюкози і тим самим підвищують її концентрацію в клубочковом фильтрате до тих пір, поки значна кількість глюкози не почне виділятися з сечею:

де F - Клубочкова фільтрація, PG - Концентрація глюкози в плазмі крові, a UG - Концентрація глюкози в сечі; Тт - Максимальний канальцевий транспорт досліджуваного речовини. величина Ттg характеризує повне завантаження системи транспорту глюкози; у чоловіків ця величина дорівнює 375 мг / хв, а у жінок - 303 мг / хв при розрахунку на 1,73 м2 поверхні тіла.

12.2.3.3. канальцева секреція

У виділенні продуктів обміну і чужорідних речовин має значення їх секреція з крові в просвіт канальця проти концентраційного і електрохімічного градієнтів. Цей додатковий механізм виділення ряду речовин, крім їх фільтрації в клубочках, дозволяє швидко екскретуватися деякі органічні кислоти і підстави, а також деякі іони, наприклад К+. Секреція органічних кислот (феноловий червоний, ПАГ, діодраст, пеніцилін) і органічних підстав (холін) відбувається в проксимальному сегменті нефрона і обумовлена ??функціонуванням спеціальних систем транспорту. Калій секре-тируется в кінцевих частинах дистального сегмента і збірних трубках.

Розглянемо механізм процесу секреції органічних кислот на прикладі виділення ниркою ПАГ. При введенні ПАГ в кров людини її виділення з сечею залежить від фільтрації в клубочках і секреції клітинами канальців (див. Рис. 12.5). Коли секреція ПАГ (РАН) досягає максимального рівня (ТтрАН), Вона стає постійною і не залежить від змісту ПАГ в плазмі крові. Принцип секреторного процесу при транспорті органічних сполук полягає в тому, що в мембрані клітини проксі


мального канальця, зверненої до інтерстиціальноїрідини, є переносник А, що володіє високою спорідненістю до ПАГ. У присутності ПАГ утворюється комплекс А-ПАГ, який забезпечує переміщення ПАГ через мембрану, і на її внутрішній поверхні ПАГ звільняється в цитоплазму. При цьому переносник знову набуває здатності переміщатися до зовнішньої поверхні мембрани і з'єднуватися з новою молекулою ПАГ. Механізм транспорту полягає в тому, що переносник обмінює ПАГ на а-кетоглутарат на базальної плазматичної мембрані клітини проксимального канальця. Переносник забезпечує надходження ПАГ всередину клітини. Пригнічення дихання ціанідами, роз'єднання дихання і окисного фосфорилювання в присутності динитрофенола знижують і припиняють секрецію. Рівень секреції залежить від числа переносників в мембрані. Секреція ПАГ зростає пропорційно збільшенню концентрації ПАГ в крові до тих пір, поки всі молекули переносника не наситились ПАГ. Максимальна швидкість транспорту ПАГ досягається в той момент, коли кількість ПАГ, доступне для транспорту, стає рівною кількості молекул переносника А, які можуть утворювати комплекс А-ПАГ.

Поступила в клітку ПАГ рухається по цитоплазмі до апікальній мембрані і за допомогою наявного в ній спеціального механізму виділяється в просвіт канальця. Здатність клітин нирки до секреції органічних кислот і підстав носить адаптивний характер. Якщо протягом декількох днів часто ін'єктувати ПАГ (або пеніцилін), то інтенсивність секреції зростає. Це обумовлено тим, що в клітинах проксимальних канальців за участю систем білкового синтезу виробляються речовини, які є необхідними компонентами процесу перенесення через мембрану органічних речовин.

Подібно секреції органічних кислот, секреція органічних підстав (наприклад, холіну) відбувається в проксимальному сегменті нефрона і характеризується Тт. Системи секреції органічних кислот і підстав функціонують незалежно один від одного, при пригніченні секреції органічних кислот пробенецидом секреція підстав не порушується.

Транспорт в нефроне До+ характеризується тим, що К + не тільки піддається зворотному всмоктуванню, а й секретується клітинами епітелію кінцевих відділів нефрона і збірних трубок. При реабсорбції з просвіту канальця До+ надходить в епітеліальну клітину, де концентрація К+ у багато разів вище, ніж в канальцевої рідини, і К+ дифундує з клітки через базальну плазматичну мембрану в тканинну інтерстіціаль-ву рідину, а потім несеться кров'ю. При секреції К+ надходить в клітку в обмін на Na+ через цю ж мембрану за допомогою натрій-калієвого насоса, який видаляє Na+ з клітки; тим самим підтримується висока внутрішньоклітинна концентрація К+. При надлишку До+ в організмі система регуляції стимулює його секрецію клітинами канальців. Зростає проникність для К+


мембрани клітини, зверненої в просвіт канальця, з'являються «канали», за якими До+ по градієнту концентрації може виходити з клітки. Швидкість секреції К+ залежить від градієнта електрохімічного потенціалу на цій мембрані клітини: чим більше електронегативність апікальної мембрани, тим вище рівень секреції. При введенні в кров і надходження в просвіт канальця слабо реабсорбіруемих аніонів, наприклад сульфатів, збільшується секреція К+. Таким чином, секреція К+ залежить від його внутрішньоклітинної концентрації, проникності для К+ апікальної мембрани клітини і градієнта електрохімічного потенціалу цієї мембрани. При дефіциті До+ в організмі клітини кінцевих відділів нефрона і збірних трубок припиняють секрецію К+ і тільки реабсорбируют його з канальцевої рідини. В цьому випадку До+ з просвіту канальця транспортується через апикальную плазматическую мембрану всередину клітини, рухається по цитоплазмі в сторону підстави клітини і через базаль-ву плазматическую мембрану надходить в тканинну рідину, а потім в кров. Наведені дані вказують на високу пластичність клітин цих відділів канальців, здатних під впливом регуляторних факторів перебудовувати свою діяльність, змінюючи напрямок транспорту До+, Здійснюючи то його реабсорбцію, то секрецію.

Визначення величини канальцевоїсекреції.Секреторну функцію проксимальних канальців вимірюють за допомогою речовин, які виділяються з організму головним чином за допомогою канальцевоїсекреції. У кров вводять ПАГ (або діодраст) разом з інулін, який служить для вимірювання клубочковоїфільтрації. Величина транспорту (Г) органічної речовини (ТрАН) При секреції (5) його з крові в просвіт канальця визначається по різниці між кількістю цієї речовини, виділених ниркою (UPAH*-V), і кількістю потрапив в сечу внаслідок фільтрації в 1пРРАН):

Наведена формула характеризує величину секреції речовини ниркою при будь-якому рівні завантаження секреторною системи. У той же час мірою роботи секреторного апарату нирки служить його максимальне завантаження.

За умови повного насичення секреторного апарату ПАГ визначається величина максимального канальцевого транспорту ПАГ (Тmран), яка є мірою кількості функціонуючих клітин проксимальних канальців. У людини Тmpан становить 80 мг / хв на 1,73 м2 поверхні тіла.

ФІЗІОЛОГІЯ ПОЧКИ | Визначення величини ниркового плазмо- і кровотоку


основний обмін | Обмін енергії при фізичній праці | Регуляція обміну енергії | харчові речовини | Теоретичні основи харчування | норми харчування | ТЕМПЕРАТУРА ТІЛА І Ізотерм | ХІМІЧНА терморегуляції | РЕГУЛЮВАННЯ ізотерм | ГІПОТЕРМІЯ і гіпертермія |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати