Механизмы секреции и реабсорбции в нефроне Сорокин О

Механизмы секреции и реабсорбции в нефроне Сорокин О. В.

Механизмы реабсорбции Na+ и Cl • Трансклеточный – Электрохимический градиент – Количество ионных каналов и транспортёров на апикальной и базолатеральной мембранах • Межклеточный – Трансэпителиальный электрохимический градиент – Проницаемость tight junctions

Механизмы реабсобрбции Na+ и Cl-

Реабсорбция Na в различных частях нефрона

Реабсорбция Na+ в проксимальном извитом канальце • Электронейтральный транспорт – Na+/H+ антипорт (участвует в реабсорбции HCO 3 -) • Электрогенный котранспорт – Na+/субстратный симпорт (D-глюкоза, нейтральные и кислые аминокислоты, фосфат, сульфат, галактоза, Вит С, лактат, ацетат, цитрат, ацетоацитат, сукцинат и др. ) • Основная движущая сила – электрохимический градиент, созданный Na/K -АТФазой

Реабсорбция Na+ в проксимальном извитом канальце

Реабсорбция Na+ в дистальном прямом канальце (толстая восходящая часть петли Генле) • Апикальный транспорт: – Вторично-активный симпорт через Na+/К+/2 Сl- котранспортёр – Люминальная рециркуляция К+ через ионные каналы • Гиперполяризует люминальную мембрану • Формирует положительный трансэпителиальный потенциал в просвете канальца – Na+/Н+ антипорт • Базолатеральный транспорт: – Электрохимический градиент, создаваемый Na/K-АТФазой является движущей силой котранспорта апикальной мембраны – Базолатеральная рециркуляция К+ через ионные каналы – HCO 3 -/Cl- антипорт – Базолатеральная рециркуляция Cl- • Парацеллюлярный транспорт: – Пассивная реабсорбция Na+ (и других катионов) по трансэпителиальному потенциалу в интерстиций через плотные контакты

Реабсорбция Na+ в дистальном прямом канальце

Реабсорбция Na+ в дистальном извитом канальце • Апикальный транспорт: – Вторично активный симпорт, через Na+/Clкотранспорт (TSC – thiasid-sensetiv cotransporter). Работа котранспортёра стимулируется альдостероном • Базолатеральный транспорт – Электрохимический градиент, создаваемый Na/K-АТФазой является движущей силой котранспорта апикальной мембраны – Диффузия Cl- через ионные каналы

Реабсорбция Na+ в дистальном извитом канальце

Реабсорбция Na+ в корковом собирательном протоке • Апикальный транспорт: – Реабсорбция Na+ идёт через ионные каналы по концентрационному градиенту • Базолатеральный транспорт: – Электрохимический градиент, создаваемый Na/K-АТФазой является движущей силой ионного транспорта апикальной мембраны

Реабсорбция Na+ в корковом собирательном протоке

Реабсорбция Cl- в различных частях нефрона

Реабсорбция Cl- в проксимальном канальце • Проксимальный извитой каналец: – В начальном сегменте Cl- реабсорбируется межклеточно Solvent drag (перенос вместе с растворителем, [Cl-] = 115 ммоль – В более дистальном направлении по ∆[Cl-], (до 135 ммоль) • Проксимальный прямой каналец: – Межклеточно с Na+ – Апикальный транспорт: • Вторично активный антипорт Cl-/HCOO- (формиат) (котранспортёр – педрин PDS) • Вторично активный Na+/Н+ антипорт • Na и Cl входят в клетку эквимолярно в обмен на образование Н 2 О – Базолатеральный транспорт: • Через ионные каналы для Cl • К+/Сl- симпорт • Электрохимический градиент, создаваемый Na/K-АТФазой является движущей силой котранспорта апикальной и базолатеральной мембраны

Реабсорбция Cl- в проксимальном канальце

Реабсорбция Cl- в дистальном канальце • Толстая восходящая часть петли Генле (дистальный прямой каналец) – Не проницаем для воды, обеспечивает появление трансэпителиального осмотического градиента – Апикальная мембрана: • Вторично-активный симпорт через Na+/К+/2 Сl- котранспортёр. BSC 1 - транспортёр (bumetanid-sensetiv cotransporter) • Люминальная рециркуляция К+ через ионные каналы – – Гиперполяризует люминальную мембрану – Формирует положительный трансэпителиальный потенциал в просвете канальца Парацеллюлярный перенос катионов (Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+) по трансэпителиальному потенциалу – Базолатеральная мембрана: • Выход Сl- через CLC-Kb каналы • Базолатеральная рециркуляция К+ через ионные каналы и Na/K-АТФазу обеспечивает электронейтральный выход ионов Сl- • Дистальный извитой каналец: – Апикальная мембрана: • Вторично активный симпорт, через Na+/Cl- котранспорт (TSC – thiasid-sensetiv cotransporter). Работа котранспортёра стимулируется альдостероном. – Базолатеральная мембрана: • Выход Сl- через CLC-Kb каналы – Парацеллюлярно • Диффузия Сl- по трансэпителиальному градиенту в интерстиций

Реабсорбция Cl- в дистальном канальце

Реабсорбция Cl- в собирательном протоке

Транспорт мочевины

Транспорт мочевины • Проксимальный каналец: – Реабсорбируется 50% от профильтровавшейся мочевины пассивно • Нисходящая часть петли Генле: – Секретируется из интерстиция трансцеллюлярно в каналец через UT 2 (urea transporter, Typ. 2) транспортёр • Тонкая восходящая часть петли Генле: – Пассивная диффузия по градиенту концентрации трансцеллюлярно в интерстиций • Толстая восходящая часть петли Генле, дистальный каналец, внешняя медуллярная собирательная трубочка: – Непроницаемы для мочевины, за счёт реабсорбции воды, концентрация возрастает • Нижние отделы собирательной трубочки: – Реабсорбция по химическому градиенту через апикальную мембрану через UT 1, через базолатеральную мембранну по UT 4. • Мочевина создаёт осмотический магнит интерстиция на уровне нисходящего и тонкого восходящего сегмента петли Генле в большей степени чем Na. Cl

Транспорт мочевины

Реабсорбция глюкозы • Практически полностью в проксимальном канальце реабсорбируется D глюкоза • Сегмент S 1 проксимального извитого канальца: – Вторично-активный симпорт, с помощью белка-переносчика SGLT 2 (sodium-glucose transporter, typ 2), обладающий низкой аффинностью и переносящий 1: 1 глюкозу (95%) и Na+ (но не галактозу) – Облегченная диффузия с помощью GLUT 5 фруктозы • Сегмент S 3 прямой части проксимального канальца: – Вторично-активный симпорт, с помощью белка-переносчика SGLT 1, обладающий высокой аффинностью и переносящий 1: 2 глюкозу и 2 Na, на выходе остаётся 1/1000 от профильтровавшейся глюкозы. Также переносит галактозу • Базолатеральный транспорт – Обеспечивается (независимым от ионов) переносчиком GLUT 2 (glucose transporter 2) и движим химическим градиентом глюкозы (облегчённая диффузия), также переносит галактозу и фруктозу.

Реабсорбция глюкозы

Реабсорбция аминокислот • Реабсорбируются 98% L-аминокислот в проксимальном канальце (стереоспецифичный транспорт, D-аминокислоты не реабсорбируются) • Апикальный транспорт: – Вторично активный котранспорт Na+ и аминокислот: • Анионные аминокислоты (L-глутамат-; L-аспартат-) переносятся - 2 Na+/анион аминокислоты • Нейтральные (цистеин) и катионные (L-аргинин+, L-лизин+, L-орнитин+) аминокислоты переносятся – 1 Na+/ аминокислота • β-аминокислоты (таурин, β-аланин), L-пролин – Облегчённая диффузия по электрическому градиенту • Катионные (L-аргинин+, L-лизин+, L-орнитин+) аминокислоты • Базолатеральный транспорт: – Облегчённая диффузия по химическому градиенту с помощью Бпереносчиков • Концентрация в клетке в результате апикального транспорта аминокислоты может возрастать в 30 -50 раз по сравнению с плазмой крови

Реабсорбция аминокислот

Реабсорбция белка • Отрицательно-заряженный белок не фильтруется через полианионный фильтр базальной мембраны • Фильтруется низкомолекулярный белок (преальбумины, лизоцим, обломки иммуноглобуинов, обломки пептидных гормонов, α 1 - и β 2 -макроглобулин) в концентрации 0, 01 -0, 05% от концентрации в плазме – 40 г/л, при GFR=180 л/сут концентрация в ультрафильтрате может достигать – 4 г в сутки, однако в моче появляется не более 35 мг/сут. Значит 96% профильтровавшегося белка реабсорбируется!!!

Реабсорбция белка • В щёточной каёмке проксимального канальца наблюдается высокая активность аминопептидаз, эндопептидаз, γ-глутамилтрансфераз. Большинство коротких пептидов (глюкагон, ангиотензин II, релизинг факторы) расщепляются до аминокислот и успевают полностью реабсорбироваться за 12 сек прохождения канальцевой жидкости по этому сегменту нефрона • Устойчивые к действию пептидаз ди- и трипептиды (карнозин) транспортируются внутрь клетки Б-переносчиком Pep. T 1 и Pep. T 2 по вторично активному симпорту с градиентом Н+, с последующим внутриклеточным расщеплением • Более крупные белки (лизоцим, β 2 -микроглобулин, альбумин, инсулин, содержащие дисульфидные связи) реабсорбируются через эндоцитоз с предварительной рецепцией «комплексом мегалинкубилин» щёточной каёмкой с энергозатратами на трансформацию премембранного цитоскелета. Формируемые эндосомы сливаются с лизосомами и расщепляют содержимое до аминокислот. Мембрана везикул, несущая рецепторы снова встраивается в апикальную мембрану (мембранный цикл). Опосредованно с помощью этого механизма, реабсорбируются витамины, связанные с белком (ретинол, кобаламин, холекальциферол, который под действием 1 -αгидроксилазы превращается в кальцитриол)

Реабсорбция олигопептидов

Реабсорбция белка