Мочеобразование

Моча – секрет, продуцируемый и выделяемый в большом количестве почками, которые регулируют водно-солевой и другие виды обмена.

Структурной функциональной единицей почек является нефрон, состоящий из клубочка, проксимального канальца, нисходящий и восходящий ветви петли Генли и дистального канальца. Первичная моча образуется путем ультрафильтрации плазмы крови в клубочках. Движущей силой этого процесса является гидростатическое давление крови (ультрофильтрация прекращается, если гидростатическое давление крови падает ниже 70 мм. рт. ст.). Мембрана клубочка состоит из трех слоев, средний из которых (базальная мембрана) имеет наименьший размер пор, - их диаметр составляет – 34 нм. Поэтому обычные белки плазмы крови не проходят через мембрану, и первичная моча представляет собой, по существу, плазму крови, почти полностью лишенную белков. Объем первичной мочи в сутки составляет у человека ≈180 л, плотность 1,010 и pН = 7,4. Почти вся первичная моча (≈ 99% ее воды) подвергается обратному всасыванию в канальцах, где формируется окончательная (вторичная) моча.

Формирование вторичной мочи происходит путем обратного всасывания (реабсорбции) большинства веществ, а также секреции. Во-первых, всасывается вода (65-87% профильтровавшейся в клубочках) вместе с соответствующим количеством солей. Эта обязательная реабсорбция протекает путем пассивной диффузии, в силу почти полного отсутствия онкотического давления в первичной моче. Остальные 13-15% воды реабсорбируются в других участках – в нисходящем отделе петли Генли, в дистальном канальце и собирательных трубках. Эта реабсорбция тесно связана с концентрирующей и разводящей функциями почки.

Концентрирование мочи и ее разведение связано с функцией нисходящей и восходящей ветвей петли Генле. Нисходящий отдел избирательно проницаем для воды, но не для Na⁺. Поэтому здесь моча концентрируется. Восходящая ветвь, наоборот избирательно проницаема для Na⁺, который здесь активно реабсорбируется посредством «натриевого насоса» и в результате в этой части петли Генле наступает разведение мочи. Реабсорбцию в дистальных канальцах и собирательных трубках усиливает антидиуретический гормон гипофиза (вазопрессин).

Рецепторы (V₂) антидиуретического гормона (АДГ) обнаружены на базолатеральной мембране клеток собирательных трубочек и дистальных канальцев, которые относительно непроницаемы для молекул воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах до 20 л в сутки. Связывание АДГ с V₂ стимулирует аденилатциклазную систему:

R – рецептор V₂, АЦ – аденилатциклаза превращает АТФ в ц-АМФ, который активизирует протеинкиназу А(ПКА), она фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка – аквапорина-2. Он, перемещаясь к апикалиной мембране собирательных канальцев, встраивается в нее, образуя водные каналы, в результате чего вода свободно диффундирует в клетки почечных канальцев и поступает в интерстициальное пространство. В результате образуется малый объем высококонцентрированной мочи (антидиурез).

Т.о. осморегулирующая функция почки тесно связана с регуляцией выведения воды и электролитов.

Реабсорбция основного количества Na⁺ (80%) происходит в проксимальных канальцах. Этот процесс является активным, т. е. требующим затраты АТФ и участия специальной транспортной системы мембран, компонентом которого является фермент АТФ-аза. Вместе с Na⁺ пассивно следует эквивалентное количество ионов Cl^–, т.к. мембраны вообще легко проницаемы для анионов. Активная реабсорбция Na⁺ продолжается в восходящей ветви петли Генля и завершается в дистальном канальце, где она сопровождается обменом Na⁺ на эквивалентное количество Н⁺ или К⁺ которые секретируются в просвет канальца.

Реабсорбция К⁺, Са²⁺, Сl^–, НРО , Н₂РО в основном также протекает в проксимальных канальцах, а завершается в дистальных. Реабсорбцию фосфатов снижает паратгормон, а кортизон и витамин-Д действуют противоположно.

Паратгормон через соответствующие рецепторы активизируют аденилатциклазу, что ведет к возрастанию количества ц-АМФ и стимуляции мобилизации Са²⁺ из внутриклеточных запасов. Они в свою очередь активируют киназы, которые индуцируют транскрипцию генов, шифрующих белки, выносящие фосфат-ионы.

Кортизон, как стероидный гормон, соединяется с внутрицитозольным рецептором клеток канальцев, образует гормон-рецепторный комплекс, который взаимодействует с хроматином, в результате чего синтезируются белки, реарсорбирующие фосфаты и кальций. Аналогично действует и производное витамина-D₃ –кальцитриол.

Реабсорбция органических веществ в основном идет в проксимальных канальцах. Глюкоза в процессе обратного всасывания превращается в глюкозо-6фосфат путем реакции с АТФ. Системы активного транспорта глюкозы полностью насыщаются при содержании ее в первичной моче выше 10-12 ммоль/л (“почечный порог”). Более высокий уровень сахара в крови и соответственно в первичной моче приводит к нарушению реабсорбции глюкозы.

В проксимальных канальцах расположены также системы для обратного всасывания аминокислот.

В средней трети проксимального канальца реабсорбируется и основная масса того небольшого количества белков, которое попадает в ультрафильтрат.

В проксимальных канальцах наблюдается реабсорбция 40% всей профильтрованной мочевины (путем пассивной диффузии) и 90% мочевой кислоты (активно). Креатинин практически на реабсорбируется, более того, при заболеваниях почек он дополнительно секретируется в дистальных канальцах.

Значение рН первичной мочи равно 7,4, т.е. такое же, как в плазме крови. Дальнейшее закисление мочи происходит в основном в дистальных канальцах при помощи трех механизмов, которые сводятся к реабсорбции Na⁺ и секреции Н⁺. Первый из них – реабсорбция Na⁺ при превращении Na₂HPO₄ + H⁺ → NaH₂PO₄ + Na⁺.

По мере продвижения первичной мочи по канальцам происходит реабсорбция Na⁺, вместо него из клеток канальца выделяется Н⁺ и соотношение NaH₂PO₄/Na₂HPO₄ изменяется с ¼ до 50. В клетках из угольной кислоты остается НСО , увеличивая щелочной резерв крови.

Вторым процессом, задерживающим Na⁺ и выводящим избыток Н⁺, является превращение в просвете канальцев бикарбонатов в угольную кислоту.

Эпителий дистального канальца содержит карбоангидразу, катализирующую реакцию образования угольной кислоты из воды и углекислого газа. Н₂СО₃ диссоциирует на Н⁺ и НСО . Ионы Н⁺ поступают в просвет канальца в обмен на активно реабсорбируемые ионы Na⁺, которые с бикарбонатом пополняют щелочной резерв крови, а моча подкисляется.

Третья система, сохраняющая Na⁺, выводит Н⁺ в виде NH . Эпителий дистальных канальцев содержит глутаминазу, которая освобождает NH₃ из глутамина, превращая его в глутаминовую кислоту. Аммиак в виде солей аммония выводится почками, причем их количество увеличивается при ацидозе.

В итоге концентрация Н⁺ ионов в моче может быть в 800 раз больше, чем в крови, а величина рН мочи может достичь 4,5. Дальнейшее подкисление опасно для почечного эпителия.

Дата добавления: 2015-07-02