8

Тема 9. Физиология выделения. Мочеобразование и

МОЧЕВЫДЕЛЕНИЕ. ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ КОЖИ,

ЛЁГКИХ, ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА

Цель. знать функции органов выделения, их участие в поддержании гомеостаза, основные механизмы мочеобразования, мочевыделения, роль почек в поддержании азотистого баланса, осмотического давления, кислотно-основного состояния и объёма крови.

Мотивация темы. Почки не только являются главным органов выделения, но и принимают активное участие в регуляции азотистого, водно-солевого, кислотно-основного гемоестаза. Нарушение функций почек приводит к смертельному исходу в результате нарастания содержания потенциально азотистых токсичных соединений, натрия, калия, развитию ацидоза и других нарушений.

Ключевые понятия.

Физиологическая система выделения- совокупность органов, скоординированная деятельность которых обеспечивает постоянство ионного состава, осмоляльности, рН, объёма жидкости, концентрации конечных продуктов метаболизма во внутренней среде организма.

Фильтрационное давление (ФД) – разница между давлением крови в капиллярах клубочка (60 мм рт ст) и силами препятствующими фильтрации: онкотическое давление крови (20-25 мм рт ст) и гидростатическое давление фильтрата в капсуле (10-18 мм рт ст). ФД = 10-20 мм рт ст

Нефрон- структурно-функциональная единица почки

Почечное тельце (сосудистый клубочек, капсула и мочевое пространство)- осуществляет функцию фильтрации

Почечное канальцы - осуществляют функции реабсорбции, секреции, осмоконцентрирования и разведения.

Апикальная мембрана - клеточная мембрана нефрона, обращённая в полость почечного канальца.

Базальная мембрана- стенка почечных канальцев, на которой расположены нефроны

Клубочковая фильтрация в почках- процесс перехода бесклеточной и безбелковой части крови из капилляров клубочка в полость капсулы

Канальцевая реабсорбция – процесс перехода веществ из канальцевой мочи во внеклеточную жидкость и далее в кровь

Учебные элементы.

I. Выделительная функция системы дыхания

- с выдыхаемым воздухом из организма выводятся конечные продукты

метаболизма: аммиак, СО₂, ацетон, одновременно в сутки через лёгкие

выводится (испарение) из организма около 400 мл воды

- с трахеобронхиальным секретом из организма выводится мочевина и

продукты деградации сурфактанта

II. Выделительная функция системы пищеварения

- со слюной выделяются соли тяжёлых металлов, мочевина,

- с желчью из печени в кишечник выводятся билирубин, холестерин,

мочевина, желчные кислоты, продукты распада гормонов, лекарства

- с желудочным соком выводятся конечные продукты метаболиты

(мочевина, мочевая кислота), лекарственные вещества, токсины (руть)

- с кишечным соком экскретируются соли тяжёлых металлов,

по кишечному тракту выделяются вещества, которые не повергались

всасыванию и которые поступают в просвет кишечника со слюной,

желудочным, поджелудочным соками и желчью

III. Выделительная функция кожи

- с потом из организма выводятся:

вода (в норме 0,3-1,0 л/сутки, при гиперсекреции до 10 л/сутки);

мочевина (5-10% выделяемого количества)

электролиты

IV. Система мочеобразования и мочевыделения

4.1. Основные компоненты почки

- корковое и мозговое вещества.

- мочевыводящие пути: чашечки, лоханки, мочеточники, мочевой

пузырь, мочеиспускательный канал

4.2. Основные компоненты нефрона

- почечное тельце

- почечные канальцы

- юкстагломерурярный аппарат (ЮГА)

клетки, образующие ренин (повышает артериальное давление)

клетки, регулирующие осмотическое давление канальцевой мочи

клетки, разрушающие ангиотензиноген II

- виды нефронов: поверхностные, внутрикорковые (преобладают

процессы фильтрации, секреции, реабсорбции), юкстамедуллярные

(резко выражена функция концентрирования и разведения мочи)

V. Почечное кровообращение

5.1. Особенности почечного кровообращения

- двойная сеть капилляров, позволяющая пространственно разобщить

функцию фильтрации и реабсорбции, а также участвовать в проти-

воточном осмоконцентрирующем механизме

- два круга кровообращения в почках

кровоток в корковом веществе ( 90% почечного кровотока)

кровоток в мозговом веществе (10% почечного кровотока)

5.2. Количественные характеристики почечного кровотока

- высокий уровень: 20-25% сердечного выброса

- высокий уровень потребляемого кислорода (около 18 мл/мин)

- ауторегуляция почечного кровотока в диапазоне 80-180 мм рт ст

системного артериального давления

VI. Классификация функций почек

6.1. Функция мочеобразования

- клубочковая фильтрация

- канальцевая реабсорбция и секреция

- нейрогуморальная регуляция мочевинообразования

- осмоконцентрирвоания мочи

- осмотическое разведение мочи

6.2. Выделительные функции

- азотвыделительная

- осмо- и волюморегулирующая

- регуляция ионного состава крови

-регуляция кислотно-основного состава крови

6.3. Невыделительные функции почек

-инкреторная

- метаболическая

VII. Клубочковая фильтрация

7.1. Факторы, определяющие фильтрацию в почках

- фильтрационная поверхность (зависит от площади)

- гидравлическая проницаемость фильтра ( зависит от количества и

диаметра пор)

молекулы с d<3,6 нм свободно проходят через фильтр

молекулы с d>8,8 нм в норме не проходят через фильтр

- эффективное фильтрационное давление

7.2.Механизм фильтрации

- фильтрационное давление, обеспечивающее переход воды с растворёнными в ней веществами, имеющими d<3,6, в первичную мочу, которая изотонична плазме крови.

- первичная моча содержит аминокислоты, витамины, глюкозу,

гормоны и органические кислоты

- в норме за сутки образуется 150 л первичной мочи, т.е. 20% плазмы,

прошедшей через клубочек

VIII. Канальцевая реабсорбция

8.1. Общая характеристика процесса

- большая площадь реабсорбции (до 60м²)

- основной АТФ-зависимый процесс в почках

8.2. Механизм реабсорбции натрия в почках

Происходит по электрохимическому градиенту на апикальной (0 обращённой в полость канала) мембране нефроцитов с использованием переносчика и натриевых каналов, на базальной мембране - с помощью Na⁺/K⁺-насоса

8.3. Механизм реабсорбции калия

- через межклеточные щели

- диффузия через каналы на базальной мембране

- поэлектрохимическому градиенту на апикальной мембране

8.4. Механизм реабсорбции белка

Происходит путём гидролиза белка у сонования микрофорсинок апикальной мембраны с образованием аминокислот, с дальнейшей облегчённой диффузией последних

8.5. Механизм реабсорбции аминокислот

на апикальной мембране путём вторичного активного транспорта с использованием градиента Na⁺ и пяти типов переносчиков

8.6. . Механизм реабсорбции глюкозы

-на апикальной мембране путём вторичного активного транспорта

-на базальной путём облегчённой диффузии

IX. Канальцевая секреция

9.1. Секреция ионов калия

Механизмы секреции:

- через базальную мембрану с участием К⁺,Na⁺-насоса, через

апикальную мембрану путём диффузии. Данные механизм

регулируется альдостероном;

- часть К⁺ секретируется по межклеточным щелям через плотные

Контакты.

9.2. Секреция ионов водорода

Механизм: Н⁺ освобождаются при диссоциации Н₂СО₃. На апикальной мембране клеток проксимальных канальцев нефрона выделяется в просвет канальцев путём ионообмена (антипорта) с Na⁺, а всобирательных трубочках с участием Н⁺-насоса

9.3. Секреция NН₃

Механизм: NН₃ образуется в клетке в реакциях деазмидирования глутамина и дезаминирования глутамата. На апикальной мембране происходит диффузия NН₃ в просвет канальца

Глутамин NН₃ + глутамат NН₃ +α-кетоглутарат

X. Противоточно-множительный механизм осмоконцентрирования мочи

10.1. Основной концентрирующий механизм

Характеризуется нарастанием градиента осмотического давления в межклеточной жидкости по направлению от границы коры и мозгового слоя почек к вершинам так называемых пирамид. Это достигается:

- активной реабсорбцией в межкл еточную жидкость из канальцев Na

(регулируется антидиуретическим гормоном)

- реабсорбцией мочевины в межклеточную жидкость из собирательных

трубочек

-задержкой натрия и мочевины в межклеточной жидкости

10.2. Механизм, сопряжённый с особенностями строения нисходящего отдела петли Генле: имеет высокую проницаемость для воды и низкую для электролитов, в результате при продвижении фильтрата по канальцу вода выходит в межклеточное пространство, а электролиты и мочевины остаются в канальце. Это приводит к повышению осмотического давления фильтрата в нисходящей части петли, а объём его уменьшается.

10.3. Механизм сопряжённый с особенностями строения восходящей части петли Генле: высокая проницаемость для электролитов и низкая для воды. В результате происходит реабсорбция Na⁺, К⁺, Сl^- из просвета в межклеточное пространство. В результате в дистальный каналец поступает гипотоничная жидкость, богатая мочевиной. Поскольку продолжается реабосрбция Na⁺, Сl^- и воды, поэтому осмотическое давление существенно не меняется, а объём жидкости в ней уменьшается.

10.3. Механизм, сопряжённый с собирательными трубочками

В них поступает гипо- и изотоничная моча, богатая мочевиной. В них происходит осмотическое концентрирование мочи, так как вода реабсорбируется не только следуя за Na⁺, Сl и мочевиной, но и против высокого осмотического давления межклеточной жидкости. Часть мочевины реасборбция и поступает в восходящую часть петли Генле. Реабсорбция воды в собирательных трубочках контролируется антидиуретическим гормоном.

XI. Количество и состав мочи

11.1.Количество: 1,0-1,5 л/сутки

11.2. Физико-химические свойства: удельный вес 1.010-1.025, осмолярность

600-800 мосм /кг. Реакция мочи: при смешанной пище – кислая или нейтральная, при растительной пище –щёлочная.

XII. Нейрогуморальная регуляция мочеобразования

12.1. Нервная регуляция

-Симпатический и парасимпатический отделы нервной системы

регулирует тонус почечных сосудов.

12.2. Гуморальная регуляция

-антидиуретический гормон гипоталамуса

вызывает снижение мочеотделения, увеличивая реабсорбцию воды

из почечных канальцев в кровь

- альдостерон коры надпочечников

увеличивает реабсорбцию натрия из почечных канальцев в кровь

- натрийуретический гормон предсердий

повышает выделение натрия с мочой в результате увеличения его

фильтрации и снижения реабсорбции, связанной с торможением

секреции альдостерона.