- •Вопрос 1.
- •Дополнительная информация
- •Особенности метаболизма почек.
- •Механизм образования мочи.
- •Моча. Физиологические составные части мочи.
- •Неорганические составные части мочи.
- •Органические составные части мочи.
- •Патологические составные части мочи.
- •Камни в почках.
- •Гомеостатическая функция печени. Клеточный состав, функциональная и метаболическая гетерогенность гепатоцитов (перипортальные и перицентральные клетки).
- •Гомеостаз гормонов. Функциональные пробы печени в связи с ее ролью в обмене.
- •Метаболизм ксенобиотиков основные этапы (поступление, транспорт, детоксикация, конъюгация, выведение).
- •Особенности структуры и функции основных элементов нс – нейрона и нейроглии
- •Понятие о гемато-энцефалическом барьере
- •Особенности обмена углеводов
- •Особенности обмена липидов
- •Метаболические основы электрогенеза. Метаболизм медиаторов в норме и при патологии. Роль антиоксидантов, антигипоксантов, протекторов мембран.
- •Биохимические основы некоторых нервно-психических заболеваний
- •Биохимические механизмы повреждения мозга в результате инсульта
- •Депонирование амилоидного -протеина имеет отношение к патогенезу болезни Альцгеймера
- •Основные функции мышечной ткани (локомоторная, регуляторная и метаболическая). Особенности метаболизма мышечной ткани.
- •Гипокинетический синдром, основы патогенеза
- •Автономность мышечной ткани (запас субстратов, кислорода, макроэргов, набор ферментов, стабилизирующих атф. Субстраты метаболизма
- •Цикл пуриновых нуклеотидов
- •Пути утилизации атф в мышце
- •Характеристика и роль специфических белков мышечной ткани TnC, TnI, TnT, тропомиозина, актомиозина.
- •Механизм электромеханического сопряжения (теория мышечного сокращения).
- •Мышечное расслаблениеМеханизм расслабления. Роль атф-аз, атф.
- •Тетания и трупное окоченение. Ригорный комплекс
- •Гладкие мышцы
- •Метаболизм белков и аминокислот в мышцах
- •Биохимические основы развития сердечной недостаточности (сн)
- •Вопрос 1. Излагается содержание.
- •Вопрос 2. И т.Д.
Особенности метаболизма почек.
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 ЛДГ1 и ЛДГ2, а для мозгового вещества – ЛДГ5 и ЛДГ4. При острых почечных заболеваниях в крови определяются повышенная активность аэробных изоферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ1 и ЛДГ2) и изофермента аланинаминопептидазы –ААП3.
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 NH3, 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.
Механизм образования мочи.
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-, HCO3-. 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+, NH4+, 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 СО2, 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:
Н2О + СО2 ⇄ Н2СО3 ⇄ Н+ + НСО3 –
При кислых значениях рН повышается РСО2 и вместе с этим – концентрация СО2в плазме крови. СО2 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 НРО42-с образованием Н2РО4-. 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 NH3ферментом 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 + NH3
Глутаматдегидрогеназа
α-кетоглутаровая
кислота + NH3
Аммиак может легко диффундировать в почечные канальцы и там легко присоединять протоны с образованием иона аммония: NH3+ Н+↔NH4+