Выделение. Функции почек. Механизм и регуляция мочеобразования. Мочевыделение

Выделение. Функции почек. Механизм и регуляция мочеобразования. Мочевыделение Профессор Борисова Р. П. 2011 г.

План лекции 1. Функции почек. 2. Нефрон – структурнофункциональная единица почки. 3. Мочеобразование. 4. Регуляция мочеобразования. 5. Мочевыведение.

Функции почек 1) Выделение (экскреция). Почки – основной орган выделения (к органам выделения также относятся ЖКТ, легкие, потовые и сальные железы кожи, слизистые оболочки). Выделяются путем мочеобразования: а) продукты метаболизма: азотсодержащие, сульфаты, фосфаты и др. ) б) чужеродные вещества (лекарства и др. ) в) избыточные вещества, регулируемое удаление которых необходимо для нормализации констант гомеостаза (вода, электролиты, глюкоза и др. ).

Функции почек: 2) Поддержание констант гомеостаза: а) ОЦК и других жидкостей организма б) осмотическое давление крови в) ионный баланс организма г) АД: ОЦК, РААС, вазодилататоры. д) р. Н*: (выведение Н*, НСО 3 ).

Участие почки в поддержании АД Почечный контроль

3) Метаболическая функция (в почках происходит глюконеогенез образование глюкозы) при голодании 4) В почках синтезируются: а) эритропоэтины б) кальцитриол в) ренин (РААС) г) простагландины д) брадикинин

Кровообращение почки и нефрона 2 КАПИЛЛЯРНЫЕ СЕТИ: Капилляры клубочка, Околоканальцевые капилляры. В покое за 1 мин почки получают 20 - 25% МОК

3. Гидростатическое давление в капиллярах клубочка 45 мм рт. ст. Гидростатическое ст давление в околоканальцевых капиллярах 18 -10 мм рт. ст. 4. При колебаниях системного артериального давления от 70 до 160 мм рт ст. кровоток в корковом веществе почек поддерживается постоянным благодаря ауторегуляции (после растяжения гладкая мышца афферентной артериолы сокращается). Образование мочи прекращается при снижении артериального давления до 50 мм рт. ст.

Миогенная ауторегуляция почечного кровотока 50 мм рт. ст. = прекращение фильтрации 70 -160 мм рт. ст. = устойчивый уровень кровотока и фильтрации

Мочеобразование складывается из 3 –х процессов: 1). Клубочковая ультрафильтрация. 2). Канальцевая реабсорбция. 3). Канальцевая секреция

Клубочковая ультрафильтрация Пассивный (под влиянием градиента давления) транспорт жидкости из капилляров клубочка в капсулу Боумена (1).

Капсула и капиллярный клубочек Гломерулярный фильтр: не пропускает белки и клетки

Клубочковая ультрафильтрация – транспорт через гломерулярный фильтр Гломерулярный фильтр 3 -х слойный: 1) Эндотелий капилляров клубочка 2) Базальная мембрана 3) Отростки подоцитов (педикулы) висцерального листка капсулы Боумена, гликокаликс Фильтр не пропускает белки, т. к. его слои белки заряжены отрицательно. В патологии заряд утрачивается, белки фильтруются и появляются в конечной моче (протеинурия).

Ультрафильтрат = первичная моча В среднем фильтруется 1/5 почечного плазмотока, при этом в сутки образуется 150 -180 л первичной мочи. Состав первичной мочи почти аналогичен плазме без белков. Вещества, связанные с белками, не проходят сквозь почечный фильтр: почти половина кальция плазмы и большая часть жирных кислот, некоторые гормоны.

Эффективное фильтрационное давление – сила, определяющая фильтрацию ЭФД = 45 - 10 - 25 = 10 мм рт. ст. зависит от АД, внутрипочечного давления и количества белка плазмы

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) СКФ – объем ультрафильтрата, образующийся в обеих почках за единицу времени. СКФ = 85 -135 мл/мин В норме СКФ у мужчин - 125 мл/мин; у женщин - 110 мл/мин. мин В сутки – 150 - 180 л

СКФ зависит от: 1) 2) Величины ЭФД Массы действующих нефронов 3) Объема плазмы, проходящей через корковое вещество почек ( в норме =600 мл/мин) 4) От влияния регуляторных факторов

Регуляция кровотока в почке и СКФ • 1. Саморегуляция с помощью миогенного механизма – стабилизирует СКФ. • 2. Саморегуляция с помощью ЮГА (ангиотензина) (снижение АД и ОЦК, повышение уровня глюкозы и аминокислот в крови) повышает СКФ. • 3. Вазоконстрикторы: А, НА, эндотелин -снижают кровоток в почке и СКФ. • 4. Вазодилататоры: оксид азота, брадикинин, простагландины - повышают СКФ.

Системное АД и СКФ Падение АД ниже 5 О мм рт. ст. – прекращение фильтрации Колебания АД 70 – 160 мм рт. ст. устойчивый уровень фильтрации саморегуляция

Саморегуляция СКФ и кровообращения в почке с помощью ЮГА Повышение СКФ

Выработка ренина увеличивается при: 1) Уменьшении растяжения vas afferens (при снижении ОЦК, кровопотере) 2) Симп. нервы НА β адренорецепторы юкстагломерулярной клетки 3) Понижении концентрации натрия в моче, протекающей в дистальном канальце

Канальцевая реабсорбция и канальцевая секреция Реабсорбция – избирательный транспорт веществ из канальцев нефрона -– в интерстиций в капилляры (2), из мочи в кровь.

Концентрация веществ мочи / плазмы

Механизмы реабсорбции: Активный транспорт: первично активный (с затратой АТФ) - вторично активный - Пассивный транспорт: диффузия, - осмос -

Активный транспорт: Nа*, К*, Са**, Н*. - Против электрохимического градиента - При участии переносчиков - АТФ-аз: натрий-калиевая (Nа*, К*), водородно-калиевая - (Н*, К*), кальциевая (Са**), водородная (Н*). - два взаимосвязанных процесса: активный – выход Na* в интерстиций, (-) заряд: пассивный – вход Na* из канальца в клетку

Вторично активный транспорт: глюкоза, аминокислоты, Н*. Против градиента концентрации. Без затраты энергии АТФ. Обусловлен активным транспортом Nа* и его диффузией из канальца: Белок – переносчик связывает и транспортирует в клетку: Nа*+глюкозу, Nа*+аминокислоту, затем облегченной диффузией – в интерстиций и кровь. Аналогично – Н* - в мочу (секреция).

Реабсорбция глюкозы Реабсорбируется в проксимальном канальце. Объем реабсорбции ограничен мощностью транспортной системы. Почечный порог – 10 ммоль/литр. При его превышении – проявление глюкозы в моче – глюкозурия: - физиологическая, - патологическая. .

Порог выведения (почечный порог) – максимальная концентрация вещества в крови, при которой это вещество после фильтрации может быть полностью реабсорбировано В результате это вещество будет отсутствовать в конечной моче. Порог выведения для глюкозы 10 ммоль/л. Превышение порога приводит к глюкозурии.

Пассивный транспорт: вода, хлор, мочевина и др. • Осмос: вода поступает в интерстиций и в кровь в соответствии с градиентом концентрации, создаваемым активным транспортом. • Диффузия: • хлор – в соответствии с электрическим градиентом, мочевина - в соответствии с химическим градиентом.

Секреция: Транспорт веществ из капилляров - в канальцы, из крови в мочу (3). Выведение из организма: К*, Н*, оснований, органических кислот (оксалаты, ураты и др. ), лекарственных веществ, токсинов.

Реабсорбция и секреция в проксимальном канальце (65%)

Реабсорбция и секреция в петле Генле Реабсорбируется 20% воды Реабсорбируется 25% ионов

Противоточная множительная система юкстамедуллярного нефрона

Регулируемая реабсорбция и секреция в дистальных отделах нефрона Снижение Nа* активация ЮГА – увеличение СКФ. Альдостерон – увеличение реабсорбции Nа* и секреции К*. АДГ – увеличение реабсорбции воды (факультативная реабсорбция).

Концентрация веществ в первичной и конечной моче Ценные вещества вернулись в кровь. Концентрация веществ, подлежащих выведению, возросла в сотни раз

Гуморальная регуляция канальцевой реабсорбции • Альдостерон: увеличивает реабсорбцию Nа* и секрецию К*. • Ангиотензин II: увеличивает реабсорбцию Nа* и воды. • Nа*-уретический пептид: снижает реабсорбцию Nа* и воды. • Паратгормон: увеличивает реабсорбцию Са** • АДГ: усиливает реабсорбцию воды. • Симпатический отдел ВНС увеличивает реабсорбцию Nа*: вазоконстрикция и стимуляция РААС.

Регуляция Са** крови: роль почек

Концентрирование и разведение мочи

Концентрирование мочи под влиянием АДГ В дистальном отделе: АДГ стимулирует образование водных каналов из аквапоринов , Повышает проницаемость для воды и ее реабсорбцию. Снижается объем мочи, растет ее концентрация. 500 мл – минимальный объем выделяемой мочи = «обязательный» .

Разведение мочи при отсутствии АДГ Дистальный отдел нефрона непроницаем для воды: Объем мочи растет, концентрация снижается.

Факультативная реабсорбция воды под влиянием АДГ

Осмоляльность – мера концентрации жидкостей организма (соотношение растворенных веществ и воды). Осмоляльность плазмы ~285 м. Осм/кг H 2 O Осмоляльность мочи 20 – 1000 м. Осм/кг Н 2 О

Мочеиспускание

Иннервация мочевого пузыря

Симпатические нервы вызывают расслабление гладкой мышцы мочевого пузыря, закрытие сфинктера мочевого пузыря(фаза депонирования мочи). Парасимпатические нервы вызывают сокращение гладкой мышцы мочевого пузыря, открытие сфинктера мочевого пузыря ( рефлекс: фаза эвакуации мочи).

Рефлекторная дуга рефлекса мочеиспускания 1. Механорецепторы в стенке мочевого пузыря. 2. Афферентный путь. 3. Нервный центр (крестцовый отдел спинного мозга). 4. Эфферентный путь (парасимпатические нервы). 5. Гладкая мышца мочевого пузыря и сфинктер мочевого пузыря.

Произвольный контроль процесса мочеиспускания 1. Кора больших полушарий. 2. Кортикоспинальный тракт. 3. Альфа-мотонейроны крестцового отдела спинного мозга (соматические нервы). 4. Поперечно-полосатая мышца сфинктера мочеиспускательного канала