Биологическая химия - часть 151

Рис. 18.1. Строение юкстамедуллярного (а) и коркового (б) нефронов.
I - корковое вещество; II - мозговое вещество; А - наружная зона мозгового вещества; Б - внут-

ренняя зона мозгового вещества; 1 - сосудистый клубочек; 2 - капсула почечного клубочка;

3 - проксимальный каналец (извитая часть); 4 - проксимальный каналец (прямая часть); 5 - нис-

ходящее тонкое колено петли нефрона; 6 - восходящее тонкое колено петли нефрона; 7 - восхо-

дящее толстое колено петли нефрона; 8 - дистальный извитой каналец; 9 - связующий каналец;

10 - собирательная трубка; 11 - собирательная почечная трубочка.

пассивный процесс. В условиях покоя у взрослого человека около

 1

/

4

 крови,

выбрасываемой в аорту левым желудочком сердца, поступает в почечные

артерии. Иными словами, через обе почки у взрослого мужчины проходит

около 1300 мл крови в минуту, у женщин несколько меньше. Общая

фильтрационная поверхность клубочков почек составляет примерно 1,5 м

2

.

В клубочках из кровеносных капилляров в просвет капсулы почечного

клубочка происходит ультрафильтрация плазмы крови, в результате чего

образуется первичная моча, в которой практически отсутствует белок.

В норме белки как коллоидные вещества не проходят через стенку капил-

609

ляров в полость капсулы почечного клубочка. При ряде патологических

состояний проницаемость мембраны почечного фильтра повышается, что

ведет к изменению состава ультрафильтрата. Повышение проницаемости

является главной причиной протеинурии, прежде всего альбуминурии.

В норме объемная скорость фильтрации в среднем составляет 125 мл/мин,

что в 100 раз превышает продукцию конечной мочи. Скорость фильтрации

обеспечивается фильтрационным давлением, которое можно выразить сле-

дующей формулой:

ФД = КД – (ОД + КапсД),

где ФД – фильтрационное давление; КД – капиллярное давление; ОД – онко-

тическое давление; КапсД – внутрикапсулярное давление. Следовательно,

для обеспечения процесса фильтрации необходимо, чтобы гидростатическое

давление крови в капиллярах превышало сумму онкотического и внутрикап-

сулярного. В норме эта величина составляет около 40 гПа (30 мм рт. ст.).

Вещества, усиливающие кровообращение в почках или увеличивающие

количество функционирующих клубочков (например, теобромин, теофил-

лин, плоды можжевельника, листья толокнянки и др.), обладают мочегон-

ными свойствами.

Капиллярное давление в почках зависит не столько от артериального

давления, сколько от соотношения просвета «приносящей» и «выносящей»

артериол клубочка. «Выносящая» артериола примерно на 30% меньше

в диаметре, чем «приносящая», регуляция их просвета осуществляется

прежде всего кининовой системой. Сужение «выносящей» артериолы увели-

чивает фильтрацию. Напротив, сужение «приносящей» артериолы снижает

фильтрацию.

По величине клубочковой фильтрации судят о фильтрационной способ-

ности почек. Если в кровяное русло ввести вещество, которое фильтруется

в клубочках, но не реабсорбируется и не секретируется канальцами нефро-

нов, то его клиренс численно равен объемной скорости клубочковой

фильтрации. Клиренс (очищение) любого соединения принято выражать

количеством миллилитров плазмы, которое в 1 мин полностью освобожда-

ется от определенного вещества при прохождении ее через почки. Вещест-

вами, по которым чаще определяют клубочковую фильтрацию, являются

инулин и маннитол. Для расчета клиренса (например, инулина) необходимо

величину минутного диуреза умножить на K

м

/K

кp

 (отношение концентра-

ций данного вещества в моче и плазме крови):

где С – клиренс; К

м

 – концентрация данного соединения в моче; К

кр

 – кон-

центрация в плазме крови; V – количество мочи в 1 мин, мл. Например, при

расчете клиренса инулина в норме получим величину клубочковой фильтра-

ции, равную 100–125 мл за 1 мин *.

Реабсорбция и секреция. Суточное количество ультрафильтрата в 3 раза

превышает общее количество жидкости, содержащейся в организме. Естест-

* Принято считать, что в норме у человека с массой тела 70 кг величина клубочковой

фильтрации составляет 125 мл/мин, или 180 л/сут.

610

венно, что первичная моча во время движения по почечным канальцам

отдает большую часть своих составных частей, особенно воду, обратно

в кровь. Лишь 1 % жидкости, профильтрованной клубочками, превращается

в мочу.

В канальцах реабсорбируется 99% воды, натрия, хлора, гидрокарбоната,

аминокислот, 93% калия, 45% мочевины и т.д. Из первичной мочи

в результате реабсорбции образуется вторичная, или окончательная, моча,

которая затем поступает в почечные чашки, лоханку и по мочеточникам

попадает в мочевой пузырь.

Функциональное значение отдельных почечных канальцев в процессе

мочеобразования неодинаково. Клетки проксимального сегмента нефрона

реабсорбируют попавшие в фильтрат глюкозу, аминокислоты, витамины,

электролиты;

 6

/

7

 жидкости, составляющей первичную мочу, подвергается

реабсорбции также в проксимальных канальцах. Вода первичной мочи

частично (парциально) реабсорбируется в дистальных канальцах. В этих же

канальцах происходит дополнительная реабсорбция натрия, могут секрети-

роваться в просвет нефрона ионы калия, аммония, водорода и др.

В настоящее время в значительной степени изучены молекулярные

механизмы реабсорбции и секреции веществ клетками почечных канальцев.

Так, установлено, что при реабсорбции натрий пассивно поступает из

просвета канальца внутрь клетки, движется по ней к области базальной

плазматической мембраны и с помощью «натриевого насоса» поступает во

внеклеточную жидкость. До 80% энергии АТФ в клетках канальцев почек

расходуется на «натриевый насос». Всасывание воды в проксимальном

сегменте происходит пассивно в результате активного всасывания натрия.

Вода в этом случае «следует» за натрием. Кстати, в дистальном сегменте

всасывание воды происходит вне всякой зависимости от всасывания ионов

натрия; этот процесс регулируется антидиуретическим гормоном.

Калий в отличие от натрия может не только реабсорбироваться, но

и секретироваться. При секреции калий из межклеточной жидкости поступа-

ет через базальную плазматическую мембрану в клетку канальца за счет

работы «натрий-калиевого насоса», а затем выделяется в просвет нефрона

через апикальную клеточную мембрану пассивно. Секреция, как и реабсорб-

ция, является активным процессом, связанным с функцией клеток каналь-

цев. Механизмы секреции те же, что и механизмы реабсорбции, но только

все процессы протекают в обратном направлении – от крови к канальцу.

Вещества, которые не только фильтруются через клубочки, но и реабсор-

бируются или секретируются в канальцах, имеют клиренс, который показы-

вает целостную работу почек (смешанный клиренс). В зависимости от того,

комбинируется ли фильтрация с реабсорбцией или с секрецией, выделяют

два вида смешанного клиренса: фильтрационно-реабсорбционный и фильт-

рационно-секреционный. Величина смешанного фильтрационно-реабсорб-

ционного клиренса меньше величины клубочкового клиренса, так как часть

вещества реабсорбируется из первичной мочи в канальцах. Значение этого

показателя тем меньше, чем эффективнее реабсорбция в канальцах. Так, для

глюкозы в норме он равен 0. Максимальное всасывание глюкозы в каналь-

цах составляет 350 мг/мин. Максимальную способность канальцев к обрат-

ному всасыванию принято обозначать Т

м

 (транспорт максимум). Иногда

встречаются пациенты с заболеванием почек, которые, несмотря на высокое

содержание глюкозы в плазме крови, не выделяют глюкозу с мочой, так как

фильтруемое количество глюкозы ниже значения Т

м

. Наоборот, при врож-

денном заболевании почечная глюкозурия может быть основана на сниже-

нии значения Т

м

.

611

Рис. 18.2. Регуляция реабсорбции в почке (схема по А.П. Зильберу). Объяснение

в тексте.

Для мочевины величина смешанного фильтрационно-реабсорбционного

клиренса составляет 70. Это значит, что из каждых 125 мл ультрафильтрата

или плазмы крови за минуту от мочевины полностью освобождаются

70 мл. Иными словами, определенное количество мочевины, а именно то,

которое содержится в 55 мл ультрафильтрата или плазмы, всасывается

обратно.

Величина смешанного фильтрационно-секреционного клиренса может

быть больше клубочкового клиренса, так как к первичной моче прибавляет-

ся дополнительное количество вещества, которое секретируется в каналь-

цах. Этот клиренс тем больше, чем сильнее секреция канальцев. Клиренс

некоторых веществ, секретируемых канальцами (например, диодраст, пара-

аминогиппуровая кислота), настолько высок, что практически приближает-

ся к величине почечного кровотока (количество крови, которое за минуту

проходит через почки). Таким образом, по клиренсу этих веществ можно

определить величину кровотока.

Реабсорбция и секреция различных веществ регулируются ЦНС и гормо-

нальными факторами. Например, при сильных болевых раздражениях или

отрицательных эмоциях может возникнуть анурия (прекращение процесса

мочеобразования). Всасывание воды возрастает под влиянием антидиурети-

ческого гормона вазопрессина. Альдостерон увеличивает реабсорбцию

натрия в канальцах, а вместе с ним и воды. Всасывание кальция и фосфата

изменяется под влиянием паратиреоидного гормона. Паратгормон стиму-

лирует секрецию фосфата, а витамин D задерживает ее.

Регуляция реабсорбции натрия и воды в почке представлена на рис. 18.2.

При недостаточном поступлении крови к почечным клубочкам, сопровож-

дающемся небольшим растяжением стенок артериол (снижение давления),

происходит возбуждение заложенных в стенках артериол клеток юкстагло-

мерулярного аппарата (ЮГА). Они начинают усиленно секретировать

протеолитический фермент ренин, катализирующий начальный этап обра-

зования ангиотензина. Субстратом ферментативного действия ренина явля-

ется ангиотензиноген (гликопротеин), относящийся к α

2

-глобулинам и со-

держащийся в плазме крови и лимфе.

612