Биологическая химия - часть 152

Ренин разрывает в молекуле ангиотензиногена пептидную связь, образо-

ванную двумя остатками лейцина, в результате чего освобождается дека-

пептид ангиотензин I, биологическая активность которого незначительна

в среде, близкой к нейтральной.

Считают, что под влиянием специальной пептидазы, обнаруженной

в плазме крови и тканях,– ангиотензин I превращающего фермента (дипеп-

тидил-карбоксипептидаза I) из ангиотензина I образуется октапептид ан-

гиотензин II. Главным местом этого превращения являются легкие.

В 1963 г. В.Н. Орехович и соавт. выделили из почек крупного рогатого скота

протеолитический фермент, отличающийся по специфичности действия от всех

известных к тому времени тканевых протеаз. Этот фермент отщепляет дипептиды

от карбоксильного конца различных пептидов. Исключение составляют пептидные

связи, образованные при участии иминогруппы пролина. Фермент был назван

карбоксикатепсином. Оптимум его действия проявляется в среде, близкой к нейт-

ральной. Он активируется ионами Сl

–

 и относится к металлоферментам. В.Н. Оре-

хович выдвинул предположение, что именно карбоксикатепсин является тем фер-

ментом, который превращает ангиотензин I (Acп–Apг–Вал–Иле–Вал–Гис–Про–

Фен–Гис–Лей) в ангиотензин II, отщепляя от ангиотензина I дипептид Гис–Лей.

Учитывая широкую специфичность действия карбоксикатепсина, В.Н. Орехович

и сотр. предположили возможность участия этого фермента в инактивации антаго-

ниста ангиотензина – брадикинина. В 1969-1970 гг. были опубликованы работы,

подтверждающие данные положения. Одновременно было доказано, что превраще-

ние ангиотензина I в ангиотензин II происходит не только в тканях легких, но

и в почках (сейчас уже известно, что карбоксикатепсин имеется практически во всех

тканях).

В отличие от своего предшественника (ангиотензина I) ангиотензин II

обладает очень высокой биологической активностью. В частности, ангио-

тензин II способен стимулировать секрецию надпочечниками альдостерона,

который увеличивает реабсорбцию натрия в канальцах, а вместе с ним

и воды. Объем циркулирующей крови возрастает, давление в артериоле

повышается и восстанавливается равновесие системы.

При снижении кровенаполнения предсердий и, возможно, каротидных

сосудов реагируют объемные рецепторы (волюморецепторы); их импульс

передается на гипоталамус, где образуется АДГ (вазопрессин). По порталь-

ной системе гипофиза этот гормон попадает в заднюю долю гипофиза,

концентрируется там и выделяется в кровь. Основной точкой приложения

действия АДГ является, по-видимому, стенка дистальных канальцев нефро-

на, где он повышает уровень активности гиалуронидазы. Последняя,

деполимеризуя гиалуроновую кислоту, повышает проницаемость стенок

канальцев. Вода пассивно диффундирует через мембраны клетки вследствие

осмотического градиента между гиперосмотической жидкостью организма

и гипоосмотической мочой, т.е. АДГ регулирует реабсорбцию свободной

воды. Таким образом, АДГ понижает осмотическое давление в тканях

организма, а альдостерон повышает его.

Почки имеют также важное значение как инкреторный (внутрисекретор-

ный) орган. Как отмечалось, в клетках ЮГА, расположенного в области

сосудистого полюса клубочка, образуется ренин. Известно, что ренин через

ангиотензин влияет на кровяное давление во всем организме. Ряд исследо-

вателей считают, что повышенное образование ренина является одной из

главных причин развития определенных форм гипертонической болезни.

В почках также вырабатывается эритропоэтин, который стимулирует

613

костномозговое кроветворение (эритропоэз). Эритропоэтин – вещество бел-

ковой природы. Его биосинтез почками активно происходит при различных

стрессовых состояниях: гипоксии, кровопотере, шоке и т.д. В последние

годы установлено, что в почках осуществляется также синтез простагланди-

нов, которые способны менять чувствительность почечной клетки к дейст-

вию некоторых гормонов.

РОЛЬ ПОЧЕК В ПОДДЕРЖАНИИ КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО
РАВНОВЕСИЯ

Почки оказывают значительное влияние на кислотно-основное равновесие,

но оно сказывается по истечении значительно большего времени, чем

влияние буферных систем крови и легких. Влияние буферных систем крови

обнаруживается в течение 30 с. Легким требуется примерно 1–3 мин, чтобы

сгладить наметившийся сдвиг концентрации водородных ионов в крови,

почкам необходимо около 10–20 ч для восстановления нарушенного

кислотно-основного равновесия.

Основным механизмом поддержания концентрации водородных ионов

в организме, реализуемым в клетках почечных канальцев, являются процес-

сы реабсорбции натрия и секреции ионов водорода. Этот механизм осуще-

ствляется с помощью нескольких химических процессов. Первый из них –

реабсорбция натрия при превращении двузамещенных фосфатов в одноза-

мещенные. Почечный фильтрат, формирующийся в клубочках, содержит

достаточное количество солей, в том числе и фосфатов. Однако концентра-

ция двузамещенных фосфатов постепенно убывает по мере продвижения

первичной мочи по почечным канальцам. Так, в крови отношение однозаме-

щенного фосфата к двузамещенному составляет 1:4, в клубочковом фильт-

рате – 9:1, в моче, которая проходит через дистальный сегмент нефрона,–

50:1. Это объясняется избирательным всасыванием канальцевыми клетка-

ми ионов натрия. Вместо них из канальцевых клеток в просвет почечного

канальца выделяются ионы водорода. Таким образом, двузамещенный

фосфат Na

2

HPO

4

 превращается в однозамещенный NaH

2

PO

4

 и в таком

виде выделяется с мочой. В клетках канальцев из угольной кислоты

образуется бикарбонат, увеличивая тем самым щелочной резерв крови.

Второй химический процесс, который обеспечивает задержку натрия

в организме и выведение излишка водородных ионов,– это превращение

в просвете канальцев бикарбонатов в угольную кислоту. В клетках каналь-

цев при взаимодействии воды с углекислым газом под влиянием карбоан-

гидразы образуется угольная кислота. Водородные ионы угольной кислоты

выделяются в просвет канальца и соединяются там с анионами бикарбона-

та; эквивалентный этим анионам натрий поступает в клетки почечных

канальцев. Образовавшаяся в просвете канальца Н

2

СО

3

 легко распадается

на СО

2

 и Н

2

О и в таком виде покидает организм.

Третьим процессом, который также способствует сохранению натрия

в организме, является образование в почках аммиака, который использует-

ся вместо других катионов для нейтрализации и выведения кислых эквива-

лентов с мочой. Основным источником этого служат процессы дезаминиро-

вания глутамина, а также окислительного дезаминирования аминокислот,

главным образом глутаминовой кислоты.

Распад глутамина происходит при участии фермента глутаминазы, при

этом образуются глутаминовая кислота и свободный аммиак (см. главу 12).

Глутаминаза обнаружена в различных органах и тканях человека, однако

614

наибольшая ее активность отмечена в тканях почек. В общем итоге

соотношение концентрации водородных ионов в моче и крови может

составить 800:1 – настолько велика способность почек выводить из орга-

низма ионы водорода. Процесс усиливается в тех случаях, когда возникает

тенденция к накоплению ионов водорода в организме.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
В ПОЧЕЧНОЙ ТКАНИ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ

Сложные физиологические процессы в почечной ткани протекают с по-

стоянным потреблением большого количества энергии, выделяемой при

метаболических реакциях. Не менее 8–10% всего поглощаемого человеком

в покое кислорода используется на окислительные процессы в почках.

Потребление энергии на единицу массы в почках больше, чем в любом

другом органе.

В корковом веществе почки ярко выражен аэробный тип обмена ве-

ществ. В мозговом веществе преобладают анаэробные процессы. Почка

относится к органам, наиболее богатым ферментами. Большинство этих

ферментов встречается и в других органах. Так, ЛДГ, АсАТ, АлАт,

глутаматдегидрогеназа широко представлены как в почках, так и в других

тканях. Вместе с тем имеются ферменты, которые в значительной степени

специфичны для почечной ткани. К таким ферментам прежде всего отно-

сится глицин-амидинотроансфераза (трансамидиназа). Данный фермент

содержится в тканях почек и поджелудочной железы и практически отсутст-

вует в других тканях. Глицин-амидинотрансфераза осуществляет перенос

амидиновой группы с L-аргинина на глицин с образованием L-орнитина

и гликоциамина:

L-аргинин + Глицин —> L-орнитин + Гликоциамин.

Эта реакция является начальным этапом синтеза креатина (см. главу 20).

Глицин-амидинотрансфераза была открыта еще в 1941 г., но только в

1965 г. У. Хорнер и соавт., а затем С.Р. Мардашев и А.А. Карелин (1967)

впервые отметили диагностическую ценность определения фермента в сы-

воротке крови при заболевании почек. Появление данного фермента в крови

может быть связано либо с поражением почек, либо с начинающимся или

развившимся некрозом поджелудочной железы.

Наивысшая активность глицин-амидинотрансферазы в сыворотке крови

наблюдается при хроническом пиелонефрите в фазе нарушения азотовыде-

лительной функции почек, а далее в убывающем порядке следуют хрониче-

ский нефрит с гипертензионным и отечно-гипертензионным синдромами

и умеренным нарушением азотовыделительной способности, хронический

нефрит с изолированным мочевым синдромом без нарушения азотовыдели-

тельной функции, остаточные явления острого диффузного гломерулонеф-

рита.

Ткань почек относится к типу тканей с высокой активностью изофермен-

тов ЛДГ

1

 и ЛДГ

2

. При изучении тканевых гомогенатов различных слоев

почек обнаруживается четкая дифференциация изоферментных спектров

ЛДГ. В корковом веществе преобладает активность ЛДГ

1

 и ЛДГ

2

, а в моз-

говом – ЛДГ

5

 и ЛДГ

4

. При острой почечной недостаточности в сыворотке

крови повышается активность анодных изоферментов ЛДГ, т.е. изофермен-

тов с высокой электрофоретической подвижностью (ЛДГ

1

 и ЛДГ

2

).

615

Определенный интерес представляет также исследование изоферментов

аланинаминопептидазы (ААП). Известны 5 изоферментов ААП. В отличие

от изоферментов ЛДГ изоферменты ААП определяются в различных

органах не в виде полного спектра (5 изоферментов), а чаще как один

изофермент. Так, изофермент AA

1

 представлен главным образом в ткани

печени, ААП

2

 – в поджелудочной железе, ААП

3

 – в почках, ААП

4

 и ААП

5

 –

в различных отделах стенки кишки. При повреждении ткани почек изофер-

мент ААП

3

 обнаруживается в крови и моче, что является специфическим

признаком поражения почечной ткани.

Не менее важно в диагностике заболеваний почек исследование активно-

сти ферментов мочи. При острых воспалительных процессах в почках

прежде всего отмечается повышенная проницаемость клубочковых мем-

бран, что обусловливает выделение белка, в том числе ферментов, с мочой.

В целом сдвиги в обмене веществ почечной ткани могут быть вызваны

блокадой клубочкового кровотока, нарушением фильтрации и реабсорбции,

блокадой оттока мочи, поражением юкстагломерулярного аппарата, нару-

шением секреции и т.д.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА И СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЧИ

Общие свойства мочи

Количество выделяемой за сутки мочи (диурез) в норме у взрослых людей

колеблется от 1000 до 2000 мл и составляет в среднем 50–80% от объема

принятой жидкости. Суточное количество мочи ниже 500 мл и выше

2000 мл у взрослых считается патологическим.  У в е л и ч е н и е  о б ъ е м а

м о ч и  ( п о л и у р и я ) наблюдается при приеме большого количества жидко-

сти, употреблении пищевых веществ, повышающих диурез (арбуз, тыква

и др.). При патологии полиурия отмечается при заболеваниях почек

(хронические нефриты и пиелонефриты), сахарном диабете и других патоло-

гических состояниях. Большое количество мочи выделяется при несахарном

диабете (diabetes insipidus) – 15 л в сутки и более.

У м е н ь ш е н и е  с у т о ч н о г о  к о л и ч е с т в а мочи  ( о л и г у р и я ) наблю-

дается при недостаточном приеме жидкости, лихорадочных состояниях

(значительное количество воды удаляется из организма через кожу), рвоте,

поносе, токсикозах, остром нефрите и т.д. В случае тяжелых поражений

почечной паренхимы (при острых диффузных нефритах), мочекаменной

болезни (закупорка мочеточников), отравлениях свинцом, ртутью, мышья-

ком, при сильных нервных потрясениях возможно почти полное прекра-

щение  в ы д е л е н и я  м о ч и (анурия). Длительная анурия ведет к уремии.

В норме днем выделяется больше мочи, чем ночью. Соотношение между

дневным и ночным диурезом составляет от 4:1 до 3:1. При некоторых

патологических состояниях (начальные формы сердечной декомпенсации,

цистопиелиты и т.д.) моча в большем количестве выделяется ночью, чем

днем. Это состояние называется  н и к т у р и е й .

Цвет мочи в норме колеблется от соломенно-желтого до насыщенного

желтого. Окраска мочи зависит от содержания в ней пигментов: урохрома *,

уробилина, уроэритрина, урозеина и др.

* Считают, что нормальная окраска мочи на 95% обусловлена присутствием урохрома.

Химическое строение урохрома недостаточно выяснено. По-видимому, этот пигмент образует-

ся в организме при распаде триптофана.

616