Почки участвуют в обмене белков, липидов и углеводов. Данная функция обусловлена участием почек в обеспечении постоянства концентрации в крови ряда физиологически значимых органических веществ. В почечных клубочках фильтруются низкомолекулярные белки, пептиды. В проксимальном отделе нефрона они расщепляются до аминокислот или дипептидов и транспортируют через базальную плазматическую мембрану в кровь. 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. 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.
В историческом плане представляют интерес опыты, проводившиеся с раздражением или перерезкой эфферентных нервов, иннервирующих почки. При этих воздействиях диурез изменялся незначительно. Он мало изменялся, если почки пересаживали на шею и артерию почки подшивали к сонной артерии. Однако даже в этих условиях удавалось выработать условные рефлексы на болевое раздражение или на водную нагрузку, а также диурез изменялся при безусловно-рефлекторных воздействиях. Эти опыты дали основание предположить, что рефлекторные влияния на почки осуществляются не столько через эфферентные нервы почек (они сравнительно мало влияют на диурез), а происходит рефлекторное выделение гормонов (АДГ, альдостерона) и они оказывают непосредственное влияние на процесс диуреза в почках. Поэтому есть все основания в механизмах регуляции мочеобразовния выделить следующие виды: условно-рефлекторная, безусловно-рефлекторная и гуморальная.
Почка служит исполнительным органом в цепи различных рефлексов, обеспечивающих постоянство состава и объема жидкостей внутренней среды. В ЦНС поступает информация о состоянии внутренней среды, происходит интеграция сигналов и обеспечивается регуляция деятельности почек. Анурия, наступающая при болевом раздражении, может быть воспроизведена условнорефлекторным путем. Механизм болевой анурии основан на раздражении гипоталамических центров, стимулирующих секрецию вазопрессина нейрогипофизом. Наряду с этим усиливаются активность симпатической части нервной системы и секреция катехоламинов надпочечниками, что и вызывает резкое уменьшение мочеотделения вследствие как снижения клубочковой фильтрации, так и увеличения канальцевой реабсорбции воды.
Не только уменьшение, но и увеличение диуреза может быть вызвано условнорефлекторным путем. Многократное введение воды в организм собаки в сочетании с действием условного раздражителя приводит к образованию условного рефлекса, сопровождающегося увеличением мочеотделения. Механизм условнорефлекторной полиурии в данном случае основан на том, что от коры больших полушарий поступают импульсы в гипоталамус и уменьшается секреция АДГ. Импульсы, поступающие по адренергическим волокнам, стимулируют транспорт натрия, а по холинергическим - активируют реабсорбцию глюкозы и секрецию органических кислот. Механизм изменения мочеобразования при участии адренергических нервов обусловлен активацией аденилатциклазы и образованием цАМФ в клетках канальцев. Катехоламинчувствительная аденилатциклаза имеется в базолатеральных мембранах клеток дистального извитого канальца и начальных отделов собирательных трубок. Афферентные нервы почки играют существенную роль как информационное звено системы ионной регуляции, обеспечивают осуществление рено-ренальных рефлексов. Что касается гуморально-гормональной регуляции мочеобразования, то об этом подробно было изложено выше.
Почки — это настоящая биохимическая лаборатория, в которой проходит множество различных процессов. В результате происходящих в почках химических реакций они обеспечивают освобождение организма от продуктов жизнедеятельности, а также участвуют в образовании необходимых нам веществ.
Эти процессы можно поделить на три группы:
1. Процессы образования мочи,
2. Выделение некоторых веществ,
3. Регулирование продукции веществ нужных для поддержания водно-солевого и кислотно-щелочного баланса.
В связи с этими процессами почки выполняют следующие функции:
Все эти функции тесно взаимосвязаны, и сбой в одной из них может привести к нарушению остальных.
Эта функция связана с образованием мочи и выведением ее из организма. Когда кровь проходит через почки, из компонентов плазмы образуется моча. При этом, почки могут регулировать ее состав в зависимости от конкретного состояния организма и его потребностей.
С мочой почки выводят из организма:
Основные биохимические процессы, обеспечивающие выполнение почками их экскреторной функции, — это процессы ультрафильтрации. Кровь через почечные сосуды попадает в полость почечных клубочков, где проходит через 3 слоя фильтров. В результате образуется первичная моча. Ее количество довольно велико, и в ней еще содержаться нужные организму вещества. Далее она поступает на дополнительную переработку в проксимальных канальцах, где подвергается реабсорбции.
Реабсорбция — это продвижение веществ из канальца в кровь, то есть их возвращение обратно из первичной мочи. В среднем у человека в почках за сутки образуется до 180 литров первичной мочи, а выводится всего 1-1,5 литра вторичной мочи. Именно в этом количестве выводимой мочи и содержится всё, что необходимо удалить из организма. Реабсорбции подвергаются такие вещества как белки, аминокислоты, витамины, глюкоза, некоторые микроэлементы, электролиты. В первую очередь обратному всасыванию подвергается вода, а вместе с ней возвращаются и растворенные вещества. Благодаря сложной системе фильтрации в здоровом организме в мочу не попадают белки, глюкоза, то есть их обнаружение в лабораторных анализах говорит о неблагополучии и необходимости выяснения причины и лечения.
Благодаря этой функции почки поддерживают в организме водно-солевой и кислотно-щелочной баланс.
Основа регулирования водно-солевого баланса — это количество поступающей жидкости и солей, количество выводимой мочи (то есть жидкости с растворенными в ней солями). При избытке натрия и калия повышается осмотическое давление, из-за этого раздражаются осмотические рецепторы, и у человека возникает жажда. Объем выводимой жидкости при этом сокращается, а концентрация мочи увеличивается. При избытке жидкости увеличивается объем крови, и концентрация солей уменьшается, осмотическое давление падает. Это сигнал для почек работать активнее, чтобы вывести излишки воды и восстановить баланс.
Процесс поддержания нормального кислотно-щелочного баланса (pH) осуществляют буферные системы крови и почки. Изменение этого баланса в ту или другую сторону приводит к изменению работы почек. Процесс регулировки этого показателя состоит из двух частей.
Во-первых, это изменение состава мочи. Так, при увеличении кислотной составляющей крови увеличивается и кислотность мочи. Повышение содержания щелочных веществ ведет к образованию мочи щелочного характера.
Во-вторых, при изменении кислотно-щелочного баланса почки выделяют вещества, которые нейтрализуют излишки веществ, приводящие к дисбалансу. Например, при повышении кислотности увеличивается секреция Н+, ферментов глутаминазы и глутаматдегидрогеназы, пируваткарбоксилазы.
Почки регулируют фосфорно-кальциевый обмен, поэтому при нарушении их функций может страдать опорно-двигательный аппарат. Данный обмен регулируется через образование активной формы витамина D3, который сначала образуется в коже, а потом гидроксилируется в печени, потом, окончательно, в почках.
Почки вырабатывают гормон гликопротеин, называемый эритропоэтином. Он оказывает действие на стволовые клетки костного мозга и стимулирует образование из них эритроцитов. Скорость этого процесса зависит от количества кислорода, поступающего в почки. Чем его меньше, тем активнее образуется эритропоэтин, чтобы благодаря большему количеству эритроцитов обеспечить организм кислородом.
Еще одна важная составляющая метаболической функции почек — ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Фермент ренин регулирует сосудистый тонус и превращает ангиотензиноген путем многоступенчатых реакций в ангиотензин II. Ангиотензин II оказывает сосудосуживающее действие и стимулирует выработку корой надпочечников альдостерона. Альдостерон, в свою очередь, усиливает реабсорбцию натрия и воды, что увеличивает объем крови и кровяное давление.
Таким образом, от количества ангиотензина II и альдостерона зависит кровяное давление. Но процесс этот работает как бы по кругу. От кровоснабжения почек зависит выработка ренина. Чем ниже давление, тем меньше поступает крови в почки и больше вырабатывается ренина, а значит и ангиотензина II и альдостерона. В этом случае давление повышается. При повышенном давлении ренина образуется меньше, соответственно давление снижается.
Поскольку почки участвуют во многих процессах в нашем организме, проблемы, возникающие в их работе, неизбежно сказываются на состоянии и работе различных систем, органов и тканей.
Почки относятся к наиболее хорошо снабжаемым кровью органам организма человека. Они потребляют 8% всего кислорода крови, хотя их масса едва достигает 0,8% массы тела.
Корковый слой характеризуется аэробным типом метаболизма, мозговое вещество – анаэробным.
Почки обладают широким спектром ферментов, присущих всем активно функционирующим тканям. Вместе с тем, они отличаются своими «органоспецифическими» ферментами, определение содержания которых в крови при заболевании почек имеет диагностическое значение. К таким ферментам прежде всего относится глицин-амидо-трансфераза (она активна также в поджелудочной железе), осуществляющая перенос амидиновой группы с аргинина на глицин. Эта реакция является начальным этапом синтеза креатина:
Глицин-амидо-трансфераза
L-аргинин + глицин L-орнитин + гликоциамин
Из изоферментного спектра для коркового слоя почек характерными являются ЛДГ 1 и ЛДГ 2 , а для мозгового вещества – ЛДГ 5 и ЛДГ 4 . При острых почечных заболеваниях в крови определяются повышенная активность аэробных изоферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ 1 и ЛДГ 2) и изофермента аланинаминопептидазы –ААП 3 .
Наряду с печенью почки являются органом, способным осуществлять глюконеогенез. Этот процесс протекает в клетках проксимальных канальцев. Основным субстратом для глюконеогенеза служит глутамин , который одновременно выполняет буферную функцию по поддержанию необходимой рН. Активация ключевого фермента глюконеогенеза – фосфоенолпируваткарбоксикиназы – вызывается появлением в притекающей крови кислых эквивалентов. Следовательно, состояние ацидоза приводит, с одной стороны, к стимуляции глюконеогенеза, с другой,– к увеличению образования NH 3 , т.е. нейтрализации кислых продуктов. Однако избыточная продукция аммиака – гипераммонийемия – уже будет обуславливать развитие метаболического алкалоза. Повышение концентрации аммиака в крови является важнейшим симптомом нарушения процессов синтеза мочевины в печени.
В почках человека насчитывается 1,2 млн нефронов. Нефрон состоит из нескольких частей, различающихся морфологически и функционально: клубочка (гломерула), проксимального канальца, петли Генле, дистального канальца и собирательной трубочки. Ежесуточно гломерулы фильтруют 180 л приносимой плазмой крови. В клубочках происходит ультрафильтрация плазмы крови, в результате чего образуется первичная моча.
В первичную мочу поступают молекулы с молекулярной массой до 60000 Да, т.е. белка в ней практически нет. О фильтрационной способности почек судят на основании величины клиренса (очищения) того и иного соединения – количеству мл плазмы, способной полностью освободится от данного вещества при прохождении его через почку (подробнее в курсе физиологии).
Почечные канальцы осуществляют резорбцию и секрецию веществ. Эта функция для разных соединений различна и зависит от каждого отрезка канальца.
В проксимальных канальцах в результате всасывания воды и растворённых в ней ионов Na + , К + , Cl - , HCO 3 - . начинается концентрация первичной мочи. Всасывание воды происходит пассивно вслед за активно транспортируемым Ё1натрием. Клетки проксимальных канальцев реабсорбируют также из первичной мочи глюкозу, аминокислоты, витамины.
В дистальных канальцах происходит дополнительная реабсорбция Na + . Всасывание воды здесь происходит независимо от ионов натрия. В просвет канальцев секретируются ионы К + , NH 4 + , H + (заметим, что К + , в отличие от Na + , может не только реабсорбироваться, но и секретироваться). В процессе секреции калий из межклеточной жидкости поступает через базальную плазматическую мембрану в клетку канальца за счёт работы «К + -Na + -насоса», а затем пассивно, путём диффузии, выделяется в просвет канальца нефрона через апикальную клеточную мембрану. На рис. представлено строение «К + -Na+-насоса», или К + -Na + -АТФ-азы (рис. 1)
Рис.1 Функционирование К + -Na + -АТФ-азы
В медуллярном отрезке собирательных трубочек идёт окончательное концентрирование мочи. Лишь 1% жидкости, профильтрованной почками, превращается в мочу. В собирательных трубочках вода реабсорбируется через встроенные аквопорины II (водные транспортные каналы) под действием вазопрессина. Ежесуточное количество конечной (или вторичной) мочи, обладающей многократно более высокой осмотической активностью, чем первичная, составляет в среднем 1,5 л.
Реабсорбция и секреция различных соединений в почках регулируется ЦНС и гормонами. Так, при эмоциональном и болевом стрессах может развиться анурия (прекращение мочеотделения). Всасывание воды увеличивается под действием вазопрессина. Его недостаток ведёт к водному диурезу. Альдостерон увеличивает реабсорбцию натрия, а вместе с последним – и воды. Паратирин влияет на всасывание кальция и фосфатов. Этот гормон увеличивает экскрецию фосфатов, в то время как витамин Д задерживает её.
Роль почек в поддержании кислотно-основного равновесия . Постоянство рН крови поддерживается её буферными системами, лёгкими и почками. Постоянство рН внеклеточной жидкости (и косвенным путём – внутриклеточной) обеспечивают лёгкие путём удаления СО 2 , почки – посредством выведения аммиака и протонов и реабсорбцией бикарбонатов.
Основными механизмами в регуляции кислотно-основного равновесия являются процесс реабсорбции натрия и секреция ионов водорода, образуемых с участием карбангидразы.
Карбангидраза (кофактор Zn) ускоряет восстановление равновесия при образовании угольной кислоты из воды и углекислоты:
Н 2 О + СО 2 ⇄ Н 2 СО 3 ⇄ Н + + НСО 3 –
При кислых значениях рН повышается Р СО2 и вместе с этим – концентрация СО 2 в плазме крови. СО 2 уже в большем количестве диффундирует из крови в клетки почечных канальцев (). В почечных канальцах под действием карбангидразы образуется углекислота (), диссоциирующая на протон и ион бикарбоната. Н + -ионы с помощью АТФ-зависимого протонного насоса или путём замены наNa + транспортируются () в просвет канальца. Здесь они связываются с НРО 4 2- с образованием Н 2 РО 4 - . С противоположной стороны канальца (граничащей с капилляром) с помощью карбангидразной реакции () образуется бикарбонат, который совместно с катионом натрия (котранспорт Na +) поступает в плазму крови (Рис. 2).
Если активность карбангидразы угнетена, почки теряют способность секретировать кислоту.
Рис. 2. Механизм реабсорбции и секреции ионов в клетке канальца почки
Важнейшим механизмом, способствующим сохранению натрия в организме, является образование в почках аммиака. NH3 используется вместо других катионов для нейтрализации кислых эквивалентов мочи. Источником аммиака в почках служат процессы дезаминирования глутамина и окислительного дезаминирования аминокислот, в первую очередь, глутаминовой.
Глутамин – амид глутаминовой кислоты, образующийся при присоединении к ней NH 3 ферментом глутаминсинтазой, или синтезированный в реакциях трансаминирования. В почках амидная группа глутамина отщепляется гидролитическим путём от глутамина ферментом глутаминазой I. При этом образуется свободный аммиак:
глутаминаза I
Глутамин Глутаминовая кислота + NH 3
Глутаматдегидрогеназа
α-кетоглутаровая
кислота + NH 3
Аммиак может легко диффундировать в почечные канальцы и там легко присоединять протоны с образованием иона аммония: NH 3 + Н + ↔NH 4 +
Сотни поставщиков везут лекарства от гепатита С из Индии в Россию, но только M-PHARMA поможет вам купить софосбувир и даклатасвир и при этом профессиональные консультанты будут отвечать на любые ваши вопросы на протяжении всей терапии.
Нефропатия - это патологическое состояние обеих почек, при котором они не могут полноценно выполнять свои функции. Процессы фильтрации крови и выведения мочи оказываются нарушенными по разным причинам: эндокринные заболевания, опухоли, врожденные аномалии, сдвиги обмена веществ. Метаболическая нефропатия у детей диагностируется чаще, чем у взрослых, хотя нарушение может остаться и незамеченным. Опасность развития метаболической нефропатии заключается в негативном влиянии болезни на весь организм.
Ключевой фактор развития патологии - нарушение обменных процессов в организме. Различают также дисметаболическую нефропатию, под которой понимают ряд нарушений обменного характера, сопровождающихся кристаллурией (образованием кристаллов солей, обнаруживаемых при сдаче анализа мочи).
В зависимости от причины развития различают 2 формы заболевания почек:
Важно! Наиболее часто метаболическая нефропатия является следствием нарушения кальциевого обмена, перенасыщения организма фосфатом, оксалатом кальция и щавелевой кислотой.
Предрасполагающими факторами к развитию метаболической нефропатии выступают следующие патологии:
Среди метаболических нефропатий выделяют подвиды, которые характеризуются наличием в моче кристаллов солей. У детей чаще бывает оксалатно-кальциевая нефропатия, где наследственный фактор влияет на развитие болезни в 70-75% случаев. При наличии хронических инфекций в мочевыделительной системе наблюдается фосфатная нефропатия, а при нарушении обмена мочевой кислоты диагностируют уратную нефропатию.
Врожденные нарушения обмена веществ встречаются у детей, испытывающих гипоксию при внутриутробном развитии. Во взрослом возрасте патология имеет приобретенный характер. Вовремя распознать болезнь можно по ее характерным признакам.
Нарушение работы почек при сбое в обмене веществ влечет следующие проявления:
У ребенка на фоне развития болезни могут наблюдаться признаки вегетососудистой дистонии - ваготония (апатия, депрессивное состояние, нарушения сна, плохой аппетит, чувство нехватки воздуха, ком в горле, головокружения, отечность, запоры, склонность к аллергии) или симпатикотония (вспыльчивость, рассеянность, повышенный аппетит, онемение конечностей по утрам и непереносимость жары, склонность к тахикардии и повышению артериального давления).
Один из основных анализов, указывающих на развитие метаболической нефропатии, - биохимический анализ мочи. Он позволяет определить, есть ли отклонения в работе почек, благодаря возможности выявления и определения количества калия, хлора, кальция, натрия, белка, глюкозы мочевой кислоты, холинэстеразы.
Важно! Для проведения биохимического анализа потребуется суточная моча, а для достоверности результата нужно воздержаться от приема алкоголя, острых, жирных, сладких блюд, продуктов, окрашивающих мочу. За сутки до сдачи анализа стоит прекратить прием уросептиков и антибиотиков и предупредить об этом врача.
Степень изменения почек, наличие в них воспалительного процесса или песка помогут выявить методы диагностики: УЗИ, рентгенография.
О состоянии организма в целом можно судить по проведенному анализу крови. В зависимости от результатов диагностики заболевания почек назначается лечение. Терапия будет направлена также на органы, ставшие первопричиной метаболического сбоя.
Поскольку нефропатия может возникнуть при различных заболеваниях, каждый конкретный случай требует отдельного рассмотрения и лечения.
Подбор медикаментов осуществляет только врач. Если, например, нефропатия вызвана воспалением, не исключена необходимость приема антибиотиков, а если повышенным радиоактивным фоном - поможет устранение негативного фактора или, при необходимости лучевой терапии, - введение радиопротекторов.
В качестве препарата, корректирующего обмен веществ, назначается витамин В6. При его недостатке блокируется выработка фермента трансаминазы, и щавелевая кислота перестает преобразовываться в растворимые соединения, образуя камни в почках.
Кальциевый обмен нормализует препарат Ксидифон. Он предотвращает образование нерастворимых соединений кальция с фосфатами, оксалатами, способствует выведению тяжелых металлов.
Цистон - препарат на основе растительных компонентов, который улучшает кровоснабжение почек, способствует выделению мочи, снимает воспаление, способствует разрушению конкрементов в почках.
Димефосфон нормализует кислотно-щелочное равновесие при нарушениях работы почек вследствие развития ОРЗ, болезней легких, сахарном диабете, рахите.
Обобщающим фактором терапии является:
Основа диетического питания при метаболической нефропатии - резкое ограничение натрия хлорида, продуктов, содержащих щавелевую кислоту, холестерин. В результате достигается снижение отечности, устраняется протеинурия и прочие проявления нарушенного метаболизма. Порции должны быть небольшими, а прием пищи регулярным, не менее 5-6 раз в день.
Допускаются к употреблению:
Из рациона необходимо устранить:
Из числа разрешенных продуктов можно приготовить множество блюд, поэтому придерживаться диеты несложно.
Важным условием лечения является соблюдение питьевого режима. Большое количество жидкости способствует устранению застоев мочи и выводит соли из организма. Постоянное проявление умеренности в еде и отказ от вредных привычек помогут нормализовать функции почек, предупредить возникновение болезни людям с нарушениями обмена веществ.
При возникновении симптомов патологии следует посетить специалиста. Врач проведет обследование больного и подберет оптимальный метод терапии. Любые попытки самолечения могут привести к негативным последствиям.
1. Образование активной формы витамина D 3 . В почках в результате микросомального окисления происходит заключительный этап созревания активной формы витамина D 3 – 1,25-диоксихолекальциферола , который синтезируется в коже под действием ультрафиолетовых лучей из холестерина, и затем гидроксилируется: сначала в печени (в положении 25), а затем в почках (в положении 1). Таким образом, участвуя в образовании активной формы витамина D 3 , почки оказывают влияние на фосфорно-кальциевый обмен в организме. Поэтому при заболеваниях почек, когда нарушаются процессы гидроксилирования витамина D 3 , может развиться остеодистрофия.
2. Регуляция эритропоэза. В почках вырабатывается гликопротеин, названный почечным эритропоэтическим фактором (ПЭФ или эритропоэтин ). Это гормон, который способен оказывать воздействие на стволовые клетки красного костного мозга, являющиеся клетками-мишенями для ПЭФ. ПЭФ направляет развитие этих клеток по пути эритропоэза, т.е. стимулирует образование эритроцитов. Скорость выделения ПЭФ зависит от обеспечения почек кислородом. Если количество поступающего кислорода снижается, то увеличивается выработка ПЭФ – это ведет к увеличению количества эритроцитов в крови и улучшению снабжения кислородом. Поэтому при заболеваниях почек иногда наблюдается почечная анемия.
3. Биосинтез белков. В почках активно идут процессы биосинтеза белков, которые необходимы другим тканям. Здесь синтезируются также компоненты системы свертывания крови, системы комплемента и системы фибринолиза.
В почках синтезируются фермент ренин и белок кининоген, участвующие в регуляции сосудистого тонуса и артериального давления.
4. Катаболизм белков. Почки участвуют в катаболизме некоторых белков, имеющих низкую молекулярную массу (5-6 кДа), и пептидов, которые фильтруются в первичную мочу. Среди них гормоны и некоторые другие биологически активные вещества. В клетках канальцев под действием лизосомальных протеолитических ферментов эти белки и пептиды гидролизуются до аминокислот, которые затем поступают в кровь и реутилизируются клетками других тканей.
Большие затраты АТФ почками связаны с процессами активного транспорта при реабсорбции, секреции, а также с биосинтезом белков. Основной путь получения АТФ – это окислительное фосфорилирование. Поэтому ткань почки нуждается в значительных количествах кислорода. Масса почек составляет 0,5% от общей массы тела, а потребление кислорода почками - 10% от всего поступающего кислорода.
7.4. РЕГУЛЯЦИЯ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА
И МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ
Объем мочи и содержание ионов в ней регулируется благодаря сочетанному действию гормонов и особенностям строения почки.
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система . В почках, в клетках юкстагломерулярного аппарата (ЮГА), синтезируется ренин – протеолитический фермент, который участвует в регуляции сосудистого тонуса, превращая ангиотензиноген в декапептид ангиотензин I путем частичного протеолиза. Из ангиотензина I под действием фермента карбоксикатепсина образуется (тоже путем частичного протеолиза) октапептид ангиотензин II. Он обладает сосудосуживающим эффектом, а также стимулирует выработку гормона коры надпочечников - альдостерона.
Альдостерон – это стероидный гормон коры надпочечников из группы минералкортикоидов, который обеспечивает усиление реабсорбции натрия из дистальной части почечного канальца благодаря активному транспорту. Он начинает активно секретироваться при значительном снижении концентрации натрия в плазме крови. В случае очень низких концентраций натрия в плазме крови под действием альдостерона может происходить практически полное удаление натрия из мочи. Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия и воды в почечных канальцах – это приводит к увеличению объёма крови, циркулирующей в сосудах. В результате повышается артериальное давление (АД) (рис. 19).
Рис. 19. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система
Когда молекула ангиотензина-II выполнит свою функцию, она подвергается тотальному протеолизу под действием группы специальных протез – ангиотензиназ.
Выработка ренина зависит от кровоснабжения почек. Поэтому при снижении АД выработка ренина увеличивается, а при повышении – снижается. При патологии почек иногда наблюдается повышенная выработка ренина и может развиваться стойкая гипертензия (повышение АД).
Гиперсекреция альдостерона приводит к задержке натрия и воды – затем развивается отек и гипертония, вплоть до сердечной недостаточности. Недостаточность альдостерона приводит к значительной потере натрия, хлоридов и воды и уменьшению объема плазмы крови. В почках одновременно нарушаются процессы секреции H + и NH 4 + , что может приводить к ацидозу.
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система работает в тесном контакте с другой системой регуляции сосудистого тонуса калликреин-кининовой системой , действие которой приводит к понижению АД (рис. 20).
Рис. 20. Калликреин-кининовая система
В почках синтезируется белок кининоген. Попадая в кровь, кининоген под действием сериновых протеиназ - калликреинов превращается в вазоактиные пептиды - кинины: брадикинин и каллидин. Брадикинин и каллидин обладают сосудорасширяющим эффектом – понижают АД.
Инактивация кининов происходит при участии карбоксикатепсина – этот фермент одновременно влияет на обе системы регуляции сосудистого тонуса, что приводит к повышению АД (рис. 21). Ингибиторы карбоксикатепсина применяются в лечебных целях при лечении некоторых форм артериальной гипертензии. Участие почек в регуляции АД связано также с выработкой простагландинов, которые обладают гипотензивным эффектом.
Рис. 21. Взаимосвязь ренин-ангиотензин-альдостероновой
и калликреин-кининовой систем
Вазопрессин – пептидный гормон, синтезируемый в гипоталамусе и секретируемый из нейрогипофиза, имеет мембранный механизм действия. Этот механизм в клетках-мишенях реализуется через аденилатциклазную систему. Вазопрессин вызывает сужение периферических сосудов (артериол), в результате повышается АД. В почках вазопрессин повышает скорость реабсорбции воды из начальной части дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек. В результате увеличивается относительная концентрация Na, C1, P и общего N. Секреция вазопрессина увеличивается при повышении осмотического давления плазмы крови, например, при повышении потребления соли или обезвоживании организма. Считается, что действие вазопрессина связано с фосфорилированием белков апикальной мембраны почки, в результате чего увеличивается ее проницаемость. При поражении гипофиза, в случае нарушения секреции вазопрессина наблюдается несахарный диабет – резкое увеличение объема мочи (до 4-5 л) с низким удельным весом.
Натрийуретический фактор (НУФ) – пептид, который образуется в клетках предсердия в гипоталамусе. Это гормоноподобное вещество. Его мишени – клетки дистального отдела почечных канальцев. НУФ действует через гуанилатциклазную систему, т.е. внутриклеточным посредником его является цГМФ. Результатом влияния НУФ на клетки канальцев является снижение реабсорбции Na + , т.е. развивается натрийурия.
Паратгормон – гормон паращитовидной железы белково-пептидной природы. Он имеет мембранный механизм действия через цАМФ. Влияет на удаление солей из организма. В почках паратгормон усиливает канальцевую реабсорбцию Ca 2+ и Mg 2+ , увеличивает экскрецию К + , фосфата, НСО 3 - и уменьшает экскрецию H + и NH 4 + . В основном это происходит благодаря снижению канальцевой реабсорбции фосфата. Одновременно в плазме увеличивается концентрация кальция. Гипосекреция паратгормона приводит к обратным явлениям – увеличению содержания фосфатов в плазме крови и к снижению содержания Ca 2+ в плазме.
Эстрадиол
– женский половой гормон. Стимулирует синтез
1,25-диоксикальциферола, усиливает реабсорбцию кальция и фосфора в почечных канальцах.
На задержку некоторого количества воды в организме оказывает гормон надпочечников кортизон . В этом случае происходит задержка выделения из организма ионов Na и как следствие – задержка воды. Гормон тироксин приводит к падению массы тела за счет усиленного выделения воды, главным образом через кожу.
Эти механизмы находятся под контролем ЦНС. В регуляции водного обмена участвуют промежуточный мозг и серый бугор мозга. Возбуждение коры головного мозга приводит к изменению работы почек в результате либо прямой передачи соответствующих импульсов по нервным путям, либо путем возбуждения некоторых эндокринных желез, в частности, гипофиза.
Нарушения водного баланса при различных патологических состояниях могут приводить либо к задержке воды в организме, либо к частичному обезвоживанию тканей. Если задержка воды в тканях имеет хронический характер, обычно развиваются различные формы отёков (воспалительные, солевые, голодные).
Патологическое обезвоживание тканей обычно является следствием выделения через почки повышенного количества воды (до 15-20 л мочи в сутки). Такое усиленное мочеотделение, сопровождающееся сильнейшей жаждой, наблюдается при несахарном диабете (diabetes insipidus). У больных, страдающих несахарным диабетом на почве недостатка гормона вазопрессина, почки утрачивают способность концентрировать первичную мочу; моча становится очень разбавленной и имеет низкий удельный вес. Однако ограничение питья при этом заболевании может провести к несовместимому с жизнью обезвоживанию тканей.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте экскреторную функцию почек.
2. В чем заключается гомеостатическая функция почек?
3. Какую метаболическую функцию выполняют почки?
4. Какие гормоны участвуют в регуляции осмотического давления и объема внеклеточной жидкости?
5. Опишите механизм действия ренин-ангиотензиновой системы.
6. В чем заключается взаимосвязь ренин-альдостерон-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем?
7. Какие нарушения гормональной регуляции могут быть причиной гипертензии?
8. Укажите причины задержки воды в организме.
9. Что является причиной несахарного диабета?
