Принципы регуляции реабсорбции и секреции веществ в клетках почечных канальцев

Метаболическая функция почек

Почки участвуют в обмене белков, липидов и углеводов. Не следует смешивать понятия «метаболизм почек», т. е. процесс об-

мена веществ в их паренхиме, благодаря которому осуществляют­ся все формы деятельности почек, и «метаболическая функция почек». Данная функция обусловлена участием почек в обеспече­нии постоянства концентрации в крови ряда физиологически значимых органических веществ. В почечных клубочках фильтру­ются низкомолекулярные белки, пептиды. Клетки проксимального отдела нефрона расщепляют их до аминокислот или дипептидов и транспортируют через базальную плазматическую мембрану в кровь. Это способствует восстановлению в организме фонда ами­нокислот, что важно при дефиците белков в рационе. При заболе­ваниях почек эта функция может нарушаться. Почки способны синтезировать глюкозу (глюконеогенез). При длительном голода­нии почки могут синтезировать до 50 % от общего количества глюкозы, образующейся в организме и поступающей в кровь. Поч­ки являются местом синтеза фосфатидилинозита — необходимого компонента плазматических мембран. Для энерготрат почки могут использовать глюкозу или свободные жирные кислоты. При низ­ком уровне глюкозы в крови клетки почки в большей степени рас­ходуют жирные кислоты, при гипергликемии преимущественно расщепляется глюкоза. Значение почек в липидном обмене состоит в том, что свободные жирные кислоты могут в клетках почек включаться в состав триацилглицерина и фосфолипидов и в виде этих соединений поступать в кровь.

Одной из особенностей работы почек является их способность к изменению в широком диапазоне интенсивности транспорта различных веществ: воды, электролитов и неэлектролитов. Это яв­ляется непременным условием выполнения почкой ее основного назначения — стабилизации основных физических и химических показателей жидкостей внутренней среды. Широкий диапазон из­менения скорости реабсорбции каждого из профильтровавшихся в просвет канальца веществ, необходимых для организма, требует существования соответствующих механизмов регуляции функций клеток. Действие гормонов и медиаторов, влияющих на транспорт ионов и воды, определяется изменением функций ионных или вод­ных каналов, переносчиков, ионных насосов. Известно несколько вариантов биохимических механизмов, с помощью которых гормо­ны и медиаторы регулируют транспорт веществ клеткой нефрона. В одном случае происходит активирование генома и усиливается синтез специфических белков, ответственных за реализацию гор­монального эффекта, в другом случае изменение проницаемости и работы насосов происходит без непосредственного участия ге­нома.

Сравнение особенностей действия альдостерона и вазопрессина позволяет раскрыть сущность обоих вариантов регуляторных влияний. Альдостерон увеличивает реабсорбцию Na⁺ в

клетках почечных канальцев. Из внеклеточной жидкости альдо­стерон проникает через базальную плазматическую мембрану в цитоплазму клетки, соединяется с рецептором, и образовавшийся комплекс поступает в ядро (рис. 12.11). В ядре стимулируется ДНК-зависимый синтез тРНК и активируется образование белков, необходимых для увеличения транспорта Na⁺. Альдостерон сти­мулирует синтез компонентов натриевого насоса (Na+, К⁺-АТФазы), ферментов цикла трикарбоновых кислот (Кребса) и натриевых каналов, по которым Na⁺ входит в клетку через апи­кальную мембрану из просвета канальца. В обычных, физиологи­ческих, условиях одним из факторов, ограничивающих реабсорб­цию Na⁺, является проницаемость для Na⁺ апикальной плазма­тической мембраны. Возрастание числа натриевых каналов или времени их открытого состояния увеличивает вход Na⁺ в клетку, повышает содержание Na⁺ в ее цитоплазме и стимулирует актив­ный перенос Na⁺ и клеточное дыхание.

Увеличение секреции К⁺ под влиянием альдостерона обуслов­лено возрастанием калиевой проницаемости апикальной мембраны и поступления К⁺ из клетки в просвет канальца. Усиление син­теза Na⁺, К⁺-АТФазы при действии альдостерона обеспечивает усиленное поступление К⁺ в клетку из внеклеточной жидкости и благоприятствует секреции К⁺.

Другой вариант механизма клеточного действия гормонов рас­смотрим на примере АДГ (вазопрессин). Он взаимодей­ствует со стороны внеклеточной жидкости с V2-рецептором, ло­кализованным в базальной плазматической мембране клеток ко­нечных частей дистального сегмента и собирательных трубок.

При участии G-белков происходит активация фермента аденилат-циклазы и из АТФ образуется 3',5'-АМФ (цАМФ), который сти­мулирует протеинкиназу А и встраивание водных каналов (аква-поринов) в апикальную мембрану. Это приводит к увеличению проницаемости для воды. В дальнейшем цАМФ разрушается фос-фодиэстеразой.

Дата добавления: 2015-06-04