168. Функции почек.

Выделительная функция почек ведущая, другая часть - Hевыделительная. Экскретируя из внутренней среды чужеродные и вредные вещества, почки выполняют защитную функцию.

Выделяют следующие Функции почек:

1. Экскреторную,

2. Гомеостатическую,

3. Метаболическую,

4. Инкреторную,

5. Защитную.

Почки участвуют в регуляции:

1) Водного баланса организма и, соответственно, объ¬емов вне- и внутриклеточных водных пространств, поскольку ме¬няют количество выводимой с мочой воды;

2) Ионного баланса и состава жидкостей внутренней среды путем избирательного изменения экскреции ионов с мочой;

3) Постоянства осмотического давления жидкостей внутренней среды, за счет изменения количества выводимых осмотически ак¬тивных веществ (солей, мочевины, глюкозы и др.);

4) Кислотно-основного баланса, путем изменения экскреции во¬ дородных ионов, нелетучих кислот и оснований (глава 13).

5) Метаболизма белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и других органических соединений,

во-первых, за счет изменений экскреции продуктов метаболизма и избытка соединений, поступив¬ших с пищей или образовавшихся в организме,

во-вторых, благо¬даря собственной метаболической функции (синтез аммиака и мо¬чевины, новообразование глюкозы, гидролиз белков и липидов, син¬тез ферментов, простаноидов и т.п.);

6) Циркуляторного гомеостазиса, путем регуляции обмена электролитов, объема циркулирующей крови, внутренней секреции гормо¬ нов, регулирующих функции сердечно-сосудистой системы ренина, кальцитриола и др. (глава 5), а также экскретируя другие гумораль¬ ные регуляторы системы кровообращения;

7) Эритропоэза, за счет внутренней секреции эритропоэтина — гуморального регулятора эритрона;

8) Гемостаза, путем образования гуморальных регуляторов сверты¬вания крови и фибринолиза (урокиназы, тромбопластина, тромбоксана и простациклина) и участвуя в обмене физиологических анти¬коагулянтов (гепарина).

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, который состоит из капсулы клубочка (капсула Шумлянского-Боумена) и канальцев. Капсула по своей форме похожа на бокал и охватывает клубочковую капиллярную сеть, в результате чего формирутеся почечное тельце. Затем капсула клубочка продолжается в проксимальный извитой каналец, который впадает в собирательную почечную трубочку, которые в свою очередь продолжаются в сосочковые протоки. Одна почка содержит порядка миллиона нефронов. Длина канальцев нефрона колеблется от 2 до 5 см. Виды нефронов:

Суперфициальные имеют клубочки, расположенные в коре. Их 20-30 %.

Интракортикальные имеют клубочки, расположенные в средней части коры почки, их 60-70 %.

Юкстамедулярные имеют клубочки, расположенныеу границы коркового и мозгового вещества, петли самые длинные, их 10-15 %.\

Кровоснабжение почки. В обычных условиях через обе почки, масса которых составляет лишь около 0,43 % от массы тела здорового человека, проходит от 1/5 до 1/44 крови, поступающей из сердца в аорту. Кровоток по корковому веществу почки достигает 4—5 мл/мин на 1 г ткани; это наиболее высокий уровень органного кровотока. Особенность почечного кровотока состоит в том, что в условиях изменения системного артериального давления в широких пределах (от 90 до 190 мм рт. ст.) он остается постоянным. Это обусловлено специальной системой саморегуляции кровообращения в почке. Короткие почечные артерии отходят от брюшного отдела аорты, разветвляются в почке на все более мелкие сосуды, и одна приносящая (афферентная) артериола входит в клубочек. Здесь она распадается на капиллярные петли, которые, сливаясь, образуют выносящую (эфферентную) артериолу, по которой кровь оттекает от клубочка. Диаметр эфферентной артериолы уже, чем афферентной. Вскоре после отхождения от клубочка эфферентная артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Таким образом, большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры — вначале в клубочке, затем у канальцев. Отличие кровоснабжения юкстамедуллярного нефрона заключается в том, что эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, спускающиеся в мозговое вещество почки. Эти сосуды обеспечивают кровоснабжение мозгового вещества почки; кровь из околоканальцевых капилляров и прямых сосудов оттекает в венозную систему и по почечной вене поступает в нижнюю полую вену.

Юкстагломерулярный аппарат. Морфологически образует подобие треугольника, две стороны которого представлены подходящими к клубочку афферентной и эфферентной артериолами, а основание — клетками плотного пятна (mucula densa) дистального канальца. Внутренняя поверхность афферентной артериолы выстлана эндотелием, а мышечный слой вблизи клубочка замещен крупными эпителиальными клетками, содержащими секреторные гранулы. Клетки плотного пятна тесно соприкасаются с юкстагломерулярным веществом, состоящим из ячеистой сети с мелкими клетками и переходящим в клубочек, где расположена мезангиальная ткань. Юкстагломерулярный аппарат участвует в секреции ренина и ряда других биологически активных веществ.

169. Механизм образования и состав первичной мочи. Гломерулярная фильтрация, методы её измерения. Факторы, влияющие на скорость гломерулярной фильтрации.

Процесс клубочковой ультрафильтрации (далее просто фильтрация) осуществляется под влиянием физико-химических и биологических факторов через структуры гломерулярного фильтра, находящегося на пути выхода жидкости из просвета капилляров клубочка в полость капсулы Боумена— Шумлянского. Гломерулярный фильтр состоит из 3 слоев: эндотелия капилляров, базальной мембраны и эпителия висцерального листка капсулы или подоцитов. Эндотелий капилляров пронизан отверстиями диаметром до 100 нм. На поверхности эндотелия находится особая выстилка отрицательно заряженными молекулами гликопротеинов, мешающая доступу форменных элементов и крупных молекул, в том числе и белков, к лежащей под эндотелием базальной мембране. Базальная мембрана является основной частью фильтра, препятствующей проникновению из плазмы крови крупномолекулярных соединений (белков). При этом не только размер пор мембраны (около 2,9 нм), но и их отрицательный заряд противодействуют прохождению молекул с отрицательным зарядом, например альбуминов. Третий слой фильтра образован отростками подоцитов, между которыми остаются щелевые диафрагмы с диаметром пор около 10 нм, поры покрыты гликокаликсом, оставляющим отверстия радиусом около 3 нм. Эта часть фильтра также несет отрицательный заряд.

Поскольку подоциты содержат внутри отростков — педикул актомиозиновые миофибриллы, они могут сокращаться и расслабляться, действуя как микронасосы, откачивающие фильтрат в полость капсулы. Эта активность подоцитов составляет один из биологических факторов обеспечения процесса фильтрации, к числу которых относится также сокращение и расслабление мезангиальных клеток, изменяющих тем самым площадь по¬верхности клубочкового фильтра.

Физико-химические факторы обеспечения фильтрации представлены отрицательным зарядом структур фильтра и фильтрационным давлением, являющимся основной причиной фильтрационного процесса.

Фильтрационное давление — это сила, обеспечивающая движение жидко сти с растворенными в ней веществами из плазмы крови капилляров клубочка в просвет капсулы. Эта сила создается гидростатическим давлением крови в капилляре клубочка. Препятствующими фильтрации силами являются онкотическое давление белков плазмы крови (так как белки почти не проходят через фильтр) и давление жидкости (первичной мочи) в полости капсулы клубочка. Таким образом, фильтрационное давление (ФД) представляет собой разность между гидростатическим давлением крови в ка¬пиллярах (Рг) и суммой онкотического давления плазмы крови (Ро) и давления первичной мочи (Рм) в капсуле: ФД - Рг — (Ро + Рм). По ходу капилляров клубочка от приносящего к выносящему отделу гидростатиче¬ское давление снижается за счет сосудистого сопротивления, а онкотиче¬ское давление плазмы, благодаря потере фильтрующейся воды и сгуще-нию, возрастает. Гидростатическое давление крови в приносящей части капилляров клубочка высокое, примерно 50—60 мм рт. ст., т. е. выше, чем в капиллярах других тканей. Это связано, во-первых, с тем, что капилляры клубочка находятся близко к аорте (короткие почечные и внутрипочечные артерии), и, во-вторых,—диаметр приносящих артериол клубочка больше, чем у выносящих. Гидростатическое давление в выносящей части капилля¬ров ниже на 2—5 мм рт. ст. Гидростатическое давление увеличивается или снижается при изменении соотношения диаметров приносящей и вынося¬щей артериол, что является ведущим механизмом регуляции процесса фильтрации (рис. 14.5). Онкотическое давление белков плазмы крови в приносящей части капилляров клубочка около 25 мм рт. ст., а в вынося¬щей части капилляров, благодаря фильтрации из плазмы воды, оно возрас¬тает до 35—40 мм рт.ст. Давление первичной мочи в капсуле Боумена— Шумлянского примерно равно 15—20 мм рт. ст. Таким образом, ФД в

приносящей части капилляров клубочка составляет в среднем: 60 — (25 + 15) = 20 мм рт. ст. В выносящей части капилляров фильтрации практиче¬ски не происходит, так как ФД равно: 58 ~ (40 + 15) = 3 мм рт. ст.

Основной количественной характеристикой процесса фильтрации явля¬ется скорость клубочковой фильтрации (СКФ). СКФ —это объем ультра¬фильтрата или первичной мочи, образующийся в почках за единицу време¬ни. Эта величина зависит от нескольких факторов: 1) от объема крови, точнее плазмы, проходящей через корковое вещество почек в единицу вре¬мени, т. е. почечного плазмотока, составляющего в среднем у здорового человека массой 70 кг около 600 мл/мин; 2) фильтрационного давления, обеспечивающего сам процесс фильтрации; 3) фильтрационной поверхно¬сти, которая равна примерно 2—3 % от общей поверхности капилляров клубочка (1,6 м2) и может изменяться при сокращении подоцитов и мезан- гиальных клеток; 4) массы действующих нефронов, т. е. числа клубочков, осуществляющих процесс фильтрации в определенный промежуток вре-мени.

В физиологических условиях СКФ поддерживается на довольно посто¬янном уровне (несмотря на изменения системного артериального давле¬ния) за счет механизмов ауторегуляции. К их числу относятся: 1) миоген- ная ауторегуляция тонуса приносящих артериол по принципу феномена Остроумова—Бейлиса; 2) канальцево-клубочковая обратная связь, приво¬дящая к изменению соотношения тонуса приносящих и выносящих арте¬риол клубочка. Вовлечение в регуляцию механизма обратной связи обу¬словлено изменением доставки с фильтратом в область плотного пятна (macula densa) ионов натрия и хлора, что ведет к изменению продукции в ЮГА гуморальных регуляторов: аденозина (суживающий афферентные ар¬териолы фактор), N0 (дилатирующий артериолы фактор), ренина и ангио- тензина-П, кининов и простагландинов (рис. 14.6); 3) изменения числа функционирующих нефронов. Первые два механизма поддерживают по¬стоянство кровотока в клубочках и фильтрационное давление, гумораль¬ные регуляторы могут менять площадь фильтрационной поверхности и функции подоцитов, третий механизм определяет конечный эффект ауто¬регуляции СКФ в органе, что в итоге обеспечивает постоянство объема об¬разуемой первичной мочи.

СКФ определяют в результате сопоставления концентрации определен¬ного вещества в плазме крови и моче. При этом используемое вещество должно выделяться вместе с водой только путем фильтрации и не всасы¬ваться в нефроне обратно в кровь. Таким условиям больше всего соответ¬ствует полисахарид фруктозы инулин. Исходя из концентрации инулина в плазме [Пин], и, определив его концентрацию в определенном объеме (V) конечной мочи [Мин], рассчитывают, какой объем первичной мочи соот¬ветствует найденной концентрации инулина. Насколько выросла концен¬трация инулина в конечной моче по сравнению с его концентрацией в плазме, во столько раз больше объем профильтровавшейся плазмы (т. е. первичной мочи) объема конечной цочи. Этот показатель получил назва¬ние «клиренса» инулина или коэффициента очищения и рассчитывается по формуле: показывающей, в каком объеме плазмы крови в единицу времени выдели¬лось в мочу найденное количество инулина или какой объем плазмы «очи¬стился» от инулина. По мере прохождения мочи по канальцам вода всасы-атического давления и восста¬новление скорости клубочковой фильтрации.

Поскольку инулин в организме отсутствует, для определения СКФ его необходимо капельно вводить в кровоток, создавая постоянную концен¬трацию. Это затрудняет исследование, поэтому в клинике обычно исполь¬зуют эндогенное вещество креатинин, концентрация которого в крови до¬вольно стабильна. Сравнивая клиренс инулина с клиренсом других веществ, определяют процессы, участвующие в выделении этих веществ с мочой. Если клиренс определенного вещества равен клиренсу инулина, значит вещество выде¬ляется почками только путем фильтрации в клубочках. Если клиренс ве¬щества больше клиренса инулина, следовательно, вещество выделяется не только за счет фильтрации, но и секрецией эпителием канальцев. Если клиренс вещества меньше, чем у инулина,— вещество после фильтрации реабсорбируется в канальцах.

В норме СКФ составляет у мужчин около 125 мл/мин, а у женщин — 110 мл/мин. В сутки образуется около 180 л первичной мочи, а за 25 мин фильтруется примерно 3 л плазмы крови, т. е. весь циркулирующий ее объем. За сутки этот объем плазмы крови фильтруется, т. е. очищается, примерно 60 раз. Так как объем конечной мочи составляет около 1,5 л в сутки, очевидно, что из объема первичной мочи за это время всасывается в канальцах обратно в кровь примерно 178,5 л жидкости.

Поскольку первичная моча (клубочковый ультрафильтрат) образуется из плазмы крови, по своему составу она близка плазме, почти полностью лишенной белков. Так, в ультрафильтрате такое же, как в плазме крови, количество аминокислот, глюкозы, мочевины, креатинина, свободных ио¬нов и низкомолекулярных комплексов. В связи с тем что белки-анионы не проникают через клубочковый фильтр, для сохранения мембранного равновесия Доннана (равенства произведений концентрации противоположно заряженных ионов электролитов, находящихся по обе стороны мембраны) в первичной моче оказывается на 5 % больше концентрация анионов хлора и бикарбоната и пропорционально меньше концентрация катионов натрия и калия, меньше концентрация одновалентных катионов (натрия и калия). В первичную мочу проходит небольшое количество наиболее мел¬ких молекул белка — менее 3 % гемоглобина и 0,01 % альбуминов.

Регуляция СКФ осуществляется за счет нервных и гуморальных меха¬низмов. Независимо от природы, регулирующие факторы влияют на СКФ за счет изменения: 1) тонуса артериол клубочков и, соответственно, объем¬ного кровотока (плазмотока) через них и величины фильтрационного дав¬ления; 2) тонуса мезангиальных клеток и фильтрационной поверхности;

3) активности подоцитов и их «отсасывающей» функции. Нервные влия¬ния реализуются вазомоторными ветвями почечных нервов, преимущест¬венно симпатической природы, обеспечивающими изменение соотноше¬ния тонуса приносящих и выносящих артериол клубочков. Кроме того, симпатические влияния на нжстагломерулярные клетки через бета-адрено- рецепторы стимулируют секрецию ренина и тем самым реализуют ангио- тензинный механизм регуляции фильтрации (спазм выносящих и/или приносящих артериол). Гуморальные факторы (табл. 14.1) могут как увели¬чивать, так и уменьшать клубочковую фильтрацию через три описанных выше механизма, причем эффекты вазопрессина реализуются через V,-pe- цепторы. Важнейшую роль в обеспечении постоянства СКФ играет мест¬ная ауторегуляция коркового кровотока в почке.