Физиология почек и водно-солевого обмена к м н

Физиология почек и водно-солевого обмена к. м. н. Сорокин О. В.

План лекции l l l Ø Ø Ø Строение почек и нефрона Функции почек Основные этапы процесса мочеобразования Клубочковая фильтрация Проксимальная реабсорбция Дистальная реабсорбция Осмотическое концентрирование Секреция

Анатомо-топографическое расположение почек в организме l Почки расположены ретроперитонеально по обе стороны позвоночного столба на уровне Th 12–L 2 l Масса каждой почки взрослого мужчины — 125– 170 г, взрослой женщины — 115– 155 г, т. е. суммарно менее 0, 5% общей массы тела

Строение нефрона суперфициальные (поверхностные), интракортикальные и юкстамедуллярные l l Мальпигиево тельце (почечный клубочек) Проксимальный сегмент нефрона (извитая и прямая части проксимального канальца) Петля нефрона (нисходящая и тонкая восходящая части петли Генле) Дистальный сегмент нефрона (толстый восходящий отдел петли нефрона, дистальный извитой каналец и связующий отдел)

Кровоснабжение почки l l Диаметр приносящей артериолы > выносящей (обеспечивает эффективное фильтрационное давление) Двойная капиллярная сеть (сосудистого клубочка - первичная и околоканальцевой капиллярной сети - вторичная) Vasa recta (артериальные и венозные прямые капилляры длительностью несколько см. ) Автономная система поддержания АД (в условиях лабильности давления от 90 до 190 мм. рт. ст. )

ОРГАННЫЙ КРОВОТОК И ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА ОРГАН КРОВОТОК мл/100 г мин КРОВОТОК мл/мин QO 2 µМ/100 г мин ПОЧКА МОЗГ КОЖА МЫШЦЫ СЕРДЦЕ 420 54 13 27 84 1260 750 460 840 252 267 147 15 72 431

Функции почек l l l l участие в регуляции объема крови и внеклеточной жидкости (волюморегуляция); регуляция концентрации осмотически активных веществ в крови и других жидкостях тела (осморегуляция); регуляция ионного состава сыворотки крови и ионного баланса организма (ионная регуляция); участие в регуляции кислотно-основного состояния (стабилизация р. Н крови); участие в регуляции артериального давления, эритропоэза, свертывания крови, модуляции действия гормонов благодаря образованию и выделению в кровь биологически активных веществ (инкреторная функция); участие в обмене белков, липидов и углеводов (метаболическая функция); выделение из организма конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ, избытка органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др. ), поступивших с пищей или образовавшихся в процессе метаболизма (экскреторная функция).

Процесс образования мочи Функции отделов

Клубочковая фильтрация – перенос плазмы из капилляров в капсулу

Клубочковый фильтр l l Фенестрированный эндотелий капилляров (диаметр пор 50 -100 нм) Базальная мембрана (диаметр пор до 6 нм) l Эпителий боуменовой капсулы с подоцитами, покрытыми гликокаликсом, образованным сиалопротеинами с сильным полианионным зарядом (диаметр пор 4 -25 нм) l Электрический фильтр полианионов

Движущая сила клубочковой фильтрации: эффективное фильтрационное давление

Итог процесса фильтрации: l 180 -200 литров безбелковой плазмы – (ультрафильтрат)/ сутки Количественной характеристикой процесса фильтрации является скорость клубочковой фильтрации (СКФ) – в норме 125 мл/мин

Реабсорбция – обратное всасывание в кровь Секреция – дополнительное выведение в канальцевую жидкость

Виды и механизмы реабсорбции l l Проксимальная (облигатная) Дистальная (факультативная)

Асимметрия эпителия проксимального канальца l Щёточная каёмка (увеличение площади поверхности реабсорбции в 40 раз) l l Базолатеральные лабиринты Межклеточные шунты плотных контактов

Транспорт электролитов и воды в проксимальном канальце l l Антипорт Na-H обмена Симпорт Na с анионами (фосфаты, сульфаты, хлориды, аминокислоты) l l Симпорт Na-HCO 3 (3: 1) Cl - диффузионный потенциал (для межклеточного переноса Na, Mg, Ca, H 2 O) l Na-K АТФ-аза (1/3 Na)

Базолатеральный перенос Na/К насос

Транспорт пороговых веществ l Почечный порог выведения – концентрация вещества в крови и ультрафильтрате, при которой оно не может быть полностью реабсорбировано (лимитируется количеством симпорт-переносчиков) l l l Порог выведения для глюкозы – 10 -14 млмоль/л 7 систем котранспорта аминокислот Мембранный гидролиз пептидов и/или рецепторный экзоцитоз низкомолекулярных белков

Особенности проксимальной реабсорбции l Большой объём (из 120 мл ультрафильтрата / 1 минуту на выходе из проксимального сегмента остаётся 20 мл) l l Облигатная реабсорбция биологически ценных веществ Движущая сила Na/K-АТФаза создающая градиент Na l Дирижер реабсорбции – Na с всасыванием которого сопряжена реабсорбция других веществ l Изоосмотическая реабсорбция (эквивалентное всасывание воды и электролитов, 300 мосм/л)

Транспорт электролитов в петле Генле (толстое восходящее колено петли) l Особенность эпителия – чрезвычайно эффективный перенос Na и почти полная водонепроницаемость l l Na-K/2 Cl–котранспортёр Поляризация мембраны апикальной проводимостью К (просвет канальца заряжен положительно по отношению к межклеточному пространству) l Межклеточный шунт (Ca, Mg, Na)

Количество реабсорбируемой воды по отделам нефрона l l Проксимальная - 60% Нисходящая петля Генле - 25% Дистальная 5% Собирательные трубочки 10%

Итог реабсорбции в петлях Генле l l l канальцевой жидкости осталось около 10%, белков, глюкозы, аминокислот нет, натрий около 10%, мочевина, хлор, вода, ионы водорода, все, что насекретировалось. осмотическая концентрация жидкости – 200 мосм/л

Транспорт электролитов в дистальном извитом канальце l Ø Ø Апикальный транспорт: Na/H – антипорт Na/Сl - симпорт Базолатеральный транспорт: Na/K-АТФаза 3 Na/Ca-K антипорт

Эффекты альдостерона: (гормон коры надпочечников) l l l Увеличивает число Nа каналов апикальной мембраны Увеличивает число Na/K насосов Увеличивает количество митохондрий и АТФ Т. о. под влиянием альдостерона увеличивается дистальная реабсорбция Na

Механизм действия альдостерона

Особенности дистальной реабсорбции l l Тонкая регуляция почечной экскреции Реабсорбция факультативная. Регуляция – альдостероном Реабсорбируется около 10 литров воды 9% всего профильтровавшегося натрия

Реабсорбция в собирательных трубочках l l l Натрий – 1 -4% Мочевина – с водой Проницаемость эпителия для воды регулируется АДГ (антидиуретический гормон – вазопрессин)

Антидиуретический гормон l l l Синтезируется в гипоталамусе Транспортируется по портальной системе в нейрогипофиз Выделяется в процессе осморегуляции

Эффекты АДГ l l апикальный эффект : аквапорины и везикулы с водой базальный эффект: активация гиалуронидазы, разрыхление ГАГ – облегчение транспорта воды АДГ – создает возможность транспорта осмотически свободной воды Вода пойдет только по градиенту осмотической концентрации

Механизм действия АДГ

Концентрирование мочи l почки человека в нормальных условиях производят гиперосмотическую по отношению к плазме крови мочу, т. е. работают в режиме концентрирования: осмолярность окончательной мочи колеблется от 600 до 900 мосм/л, т. е. в 3 раза может превышать осмолярность плазмы.

В процессе осмотического концентрирования мочи принимают участие: 1. петля Генле, 2. собирательная трубка, 3. сосуды и интерстиций мозгового вещества, которые функционируют как единая поворотно - противоточно - множительная система.

Концентрирование происходит в собирательных трубочках l Петли Генле создают условия для концентрирования l Интерстиций служит осмотическим «магнитом» для воды l Сосуды – сброс воды и натрия

Механизмы концентрирования мочи

Противоточно-множительная канальцевая система мозгового вещества почки

Концентрирование мочи

Мочевина l l l l Проксимальный отдел нефрона. Мочевина реабсорбируется (1/3) простой диффузией по околоклеточному (частично трансклеточному) пути. Тонкая часть петли Хенле. Здесь при помощи облегчённой диффузии происходит секреция мочевины (транспортёр UT 2). Дистальные канальцы нефрона и собирательные трубочки реабсорбируют мочевину по механизму облегчённой диффузии: транспортёр UT 1 переносит мочевину в клетку, транспортёр UT 4 выводит мочевину из клетки. В дистальном сегменте проницаемость для мочевины не высокая Экскреция зависит от диуреза Механизм следования за растворителем Мочевина увеличивает кортико-медуллярный осмотический градиент. На долю мочевины приходится около половины осмотической концентрации интерстиция (только на высоте антидиуреза, 1450 мосмоль – предел концентрации жидкости в нисходящей петле)

Транспорт мочевины между канальцами, интерстицием и кровеносными сосудами. Значения в овалах — содержание (в %) от отфильтрованного (100%).