Физиология выделения

Задача №1. У археологов, производящих раскопки в центральной Африке, вдали от населенных пунктов, закончилась питьевая вода.

1. Какая мотивация развивается в связи с этим?

мотивация жажды

2. Назовите основные гомеостатические функции почки.

Почки являются основным органом осморегуляции. Они обеспечивают выделение избытка воды из организма в виде гипотонической мочи при увеличенном содержании воды (гипергидратация) или экономят воду и экскретируют мочу, гипертоническую по отношению к крови, при обезвоживании организма (дегидратация).

Почки являются эффекторным органом системы ионного гомеостаза. В организме существуют системы регуляции баланса каждого из ионов. Для некоторых ионов уже описаны специфические рецепторы, например натриорецепторы. Рефлекторная регуляция транспорта ионов в почечных канальцах осуществляется как периферическими, так и центральными нервными механизмами.

Почки участвуют в поддержании постоянства концентрации Н+ в крови, экскретируя кислые продукты обмена. Активная реакция мочи у человека и животных может очень резко меняться в зависимости от состояния кислотно-основного состояния организма. Концентрация Н+ при ацидозе и алкалозе различается почти в 1000 раз, при ацидозе рН может снижаться до 4,5, при алкалозе — достигать 8,0. Это способствует участию почек в стабилизации рН плазмы крови на уровне 7,36. Механизм подкисления мочи основан на секреции клетками канальцев Н+ (рис. 12.10). В апикальной плазматической мембране и цитоплазме клеток различных отделов нефрона находится фермент карбоангидраза (КА), катализирующий реакцию гидратации СО2: СО2 + Н2О ↔ Н2СО3 ↔ Н+ + НСО3-.

Почки участвуют в регуляции артериального давления с помощью феномена «давление—натрийурез—диурез», суть которого заключается в том, что повышение артериального давления вызывает увеличение экскреции с мочой ионов натрия, возрастание объема диуреза и, в итоге, восстановление уровня артериального давления.

В почках образуется ренин, являющийся частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), которая обеспечивает регуляцию тонуса кровеносных сосудов, поддержание баланса натрия в организме и объема циркулирующей крови, активацию адренергических механизмов регуляции насосной функции сердца и сосудистого тонуса. Уменьшение уровня давления крови в приносящей артериоле клубочка, повышение симпатического тонуса и концентрации натрия в моче дистального канальца активирует секрецию ренина, что с помощью ангиотензина-Н и альдостерона способствует нормализации сниженной величины артериального давления.

3. При каком изменении осмотического давления, объеме крови и изменении ад запускается антидиуретический механизм?

Антидиуретический механизм представлен антидиуретическим гормоном (АДГ), он имеется в нейрогипофизе, а его синтез и секреция осуществляется нейронами супраоптического и паравентригулярного ядер гипоталамуса. АДГ усиливает реабсорбцию воды из дистальных отделов канальцев нефронов. При повышении осмотического давления (например, в условиях повышенного потребления натрия) АДГ обеспечивает задержку воды и восстановление осмолярности жидкости.

4. Какими клетками синтезируется ренин, участвующий в регуляции водно-солевого гомеостаза и поддержании АД?

клетками юкстагломерулярного аппарата;

5. При каких условиях происходит активация антидиуретического механизма?

Гиперосмия и гиперволюмия, которые развиваются после приема соленой пищи либо потеря жидкости.

Задача №2. После обильного праздничного обеда гостям предложили десерт: торт, пирожное, конфеты, виноград.

1. В каких отделах нефрона реадсорбируется глюкоза?

В проксимальных канальцах

2. В каких отделах нефрона реадсорбируется вода?

На протяжении всех канальцев нефрона;

3. Чем обусловлено поддержание высокой осмолярности в мозговом веществе почки?

Ответ: активная реабсорбция ионов натрия, циркуляция мочевины;

4. Какие вещества реабсорбируются в проксимальном канальце нефрона?

Вода, глюкоза, ионы натрия, калия, хлора, АМК, мочевина, витамины, белки;

5. Где в организме находятся осморецепторы?

Гипоталамус, сосуды, ткани.

Задача №3. В результате тяжелой травмы у больного открылось сильное кровотечение, сопровождающееся выраженным снижением АД и анурией.

1. Почему при снижении артериального давления уменьшается диурез?

За счет уменьшения фильтрации и увеличения реабсорбции воды;

2. Чему равно в норме гидростатическое давление в капиллярах клубочка?

70-80 мм. рт. ст.

3. Какой гормон стимулирует секрецию альдостерона в условиях снижения АД и повышения осмотического давления крови?

Ангиотензин II;

4. В чем заключается физиологическая роль ренина?

Ренин действует на другой гликопротеин крови ангиотензиноген, специфически гидролизуя пептидную связь между двумя остатками лейцина. При этом образуется неактивный декапептид (ангиотензин I), который превращается ферментативно (под действием ангиотензин-конвертирующего фермента) в активный гормон ангиотензин II, который сужает кровеносные сосуды и стимулирует секрецию альдостерона надпочечниками. Эти два эффекта приводят к росту артериального давления;

5. Как изменяется реабсорбция ионов натрия под действием альдостерона?

Увеличивается;

6. Какие изменения в организме вызывает ангиотензин?

Активацию выработки АДГ и альдостерона, сужение сосудов.

Задача №4. Как известно арбузы содержат большое количество жидкости, поэтому после его употребления диурез резко возрастает.

1. С чем связано увеличение диуреза после приема большого объема жидкости?

За счет увеличения фильтрации в связи с возрастанием объема циркулирующей жидкости;

2. В каких отделах нефрона осуществляется факультативная реабсорбция воды?

Дистальные канальцы и собирательные трубочки;

3. Чему равен суточный диурез в норме?

1,5-2 литра

4. Какой из трех процессов мочеобразования зависит от соотношения просвета приносящей и выносящей артериол?

Фильтрация;

5. Каким видом транспорта поддерживается функционирование поворотно-противоточного механизма всасывания воды?

Активным транспортом ионов натрия и хлора в восходящем колене петли Генле и пассивным транспортом воды.

Поворотно-противоточная система представлена параллельно расположенными коленами петли Генле и собирательной трубочкой, по которым жидкость движется в разных направлениях (противоточно). Эпителий нисходящего отдела петли пропускает воду, а эпителий восходящего колена непроницаем для воды, но способен активно переносить ионы натрия в тканевую жидкость, а через нее обратно в кровь. В проксимальном отделе происходит всасывание натрия и воды в эквивалентных количествах и моча здесь изотонична плазме крови.

В нисходящем отделе петли нефрона реабсорбируется вода и моча становится более концентрированной (гипертонической). Отдача воды происходит пассивно за счет того, что в восходящем отделе одновременно осуществляется активная реабсорбция ионов натрия. Поступая в тканевую жидкость, ионы натрия повышают в ней осмотическое давление, тем самым способствуя притягиванию в тканевую жидкость воды из нисходящего отдела. В то же время повышение концентрации мочи в петле нефрона за счет реабсорбции воды облегчает переход натрия из мочи в тканевую жидкость. Так как в восходящем отделе петли Генле реабсорбируется натрий, моча становится гипотоничной.

Поступая далее в собирательные трубочки, представляющие собой третье колено противоточной системы, моча может сильно концентрироваться, если действует АДГ, повышающий проницаемость стенок для воды. В данном случае по мере продвижения по собирательным трубочкам в глубь мозгового вещества все больше и больше воды выходит в межтканевую жидкость, осмотическое давление которой повышено вследствие содержания в ней большого количества Na⁺ и мочевины, и моча становится все более концентрированной.

При поступлении больших количеств воды в организм почки, наоборот, выделяют большие объемы гипотонической мочи.

Задача №5. В воинских частях перед марш-броском солдатам дают ложку соли и кружку воды.