4.2.Теоретичні питання

1. Участь нирок у регуляції сталості осмотичного тиску крові (ізоосмії)

2. Участь нирок у регуляції водно-електролітного обміну, сталості концентрації іонів (ізоіонії).

3. Участь нирок у регуляції сталості кислотно-основної реакції крові.

4. Фізіологічні основи дії сечогінних лікарських препаратів (діуретиків).

4.3.Практичні роботи

1) Дослідження осморегулюючої функції нирок

5.Зміст теми

• Участь нирок у регуляції сталості осмотичного тиску крові (ізоосмії)

Осмотична концентрація плазми крові становить 300 мосм/л і вона обумовлена на 96,5% концентрацією іонів натрію. Регульованим параметром є осмотичний тиск плазми крові (Росм), сталість якого підтримується завдяки участі нирок. В умовах обмеження вживання води відбувається збільшення осмотичного тиску плазми крові ( Росм ), що сприймається осморецепторами гіпоталамусу, інформація від яких передається на нейрони переважно супраоптичних ядер (СО) гіпоталамуса, а звідти до нейрогіпофіза, де збільшується секреція гормону вазопресину (ВП), який взаємодіє переважно з V₂-рецепторами мембран епітелію дистальних канальців нефрону, що призводить до утворення внутрішньоклітинного посередника сАМФ, наслідком чого є збільшення реабсорбції води в дистальному відділі нефрону за осмотичним градієнтом, це призводить до збільшення об’єму плазми крові (V) та зменшення Росм. Інформація, що надходить від СО ядер гіпоталамуса до кори головного мозку, призводить до виникнення спраги.

Спрага

осморецептори

гіпоталамусу СО

нейрогіпофіз

секреція ВП

реабсорбція Н₂О

Вживання надлишку води призводить до зменшення Росм плазми крові та рефлекторному зменшенню секреції гормону вазопресину, завдяки чому зменшується проникність дистального відділу нефрону до води та зменшується її реабсорбція, завдяки цьому збільшується діурез, надлишок води виводиться з сечею і підтримується ізоосмія.

• Участь нирок у підтримці сталості концентрації іонів (ізоіонії):

1. Регуляція сталості концентрації іонів натрію у внутрішньому середовищі. Реабсорбція іонів натрію здійснюється шляхом активного транспорту у канальцевій частині нефрону, де реабсорбується від профільтрованого: у проксимальних канальцях – 67%, у висхідному сегменті петлі Генле – 20%, у дистальних звивистих канальцях – 7%, у збірних трубочках – 5%, виділяється з кінцевою сечею – 1%. Регуляція реабсорбції іонів натрію здійснюється двома гормонами

А) альдостероном – гормоном кори наднирників, який збільшує реабсорбцію іонів натрію. Секреція альдостерону клубочковою зоною кори наднирників стимулюється завдяки

1. системі ренін - ангіотензин ІІ. Ренін секретується юкстагломерулярними клітинами (ЮГК), які розташовані переважно у аферентній артеріолі і виконують функцію механорецепторів: при зниженні кров’яного тиску в судині ЮГК збільшують секрецію в кров ферменту реніну, який перетворює ангіотензиноген плазми (альфа-2-глобулін) в ангіотензин-І, останній перетворюється в ангіотензин-ІІ під впливом ангіотензин-перетворюючого ферменту (АПФ), що продукується ендотелієм легеневих капілярів. Ангіотензин ІІ : 1) стимулює секрецію альдостерону, під впливом якого збільшується реабсорбція натрію в дистальному відділу нефрону і слідом за ним збільшується реабсорбція води, що призводить до збільшення об’єму плазми, нормалізації артеріального тиску (Ра), який є регульованим параметром (РП), 2) звужує системні судини опору, що сприяє нормалізації Ра, 3) шляхом зворотного зв’язку гальмує секрецію реніну ЮГК;

2. зменшенню концентрації іонів натрію або збільшенню концентрації іонів калію в позаклітинному просторі – це безпосередній вплив крові на кору наднирників при зазначених параметрах концентрації, завдяки чому одночасно збільшується: реабсорбція іонів натрію; секреція іонів калію; секреція іонів водню в дистальному відділі нефрону. Отже, РП є також концентрація зазначених іонів

3. адренокортикотропіну (АКТГ) – гормону аденогіпофізу, концентрація якого збільшується при неспецифічній адаптації організму до дії стресових факторів, що важливо для збільшення об’єму циркулюючої крові (ОЦК) завдяки збільшенню реабсорбції води за осмотичним градієнтом при збільшенні реабсорбції іонів натрію

Б) передсердним натрій-уретичним гормоном (ПНУГ), який зменшує реабсорбцію натрію. ПНУГ утворюється у передсердях і надходить у кров при підвищенні тиску крові у передсердях - розтягнені передсердь завдяки збільшенню ОЦК. Зменшення реабсорбції натрію у дистальному відділі нефрону призводить до зменшення реабсорбції води та зменшення ОЦК. З сечею виділяться більше натрію (натрійурез)

_ ЮГК Схема контуру регуляції

ізоіонії, Ра, рН за участю

нирок під впливом альдостерону

Ренін

А нгіотензиноген ангіотензин І

АПФ

А нгіотензин ІІ Na⁺ К⁺ АКТГ

З вуження

с удин

АЛЬДОСТЕРОН

Дистальні канальці нефрону

Збиральні трубочки

Реабсорбція Na⁺ Секреція К⁺ Секреція Н⁺

рН

Реабсорбція Н₂О

Об’єм плазми

Схема контуру регуляції за участю ПНУГ

Р передсердь

ПНУГ

Реабсорбція Na⁺ Реабсорбція Н₂О

Натрійурез діурез

2. Сталості концентрації іонів кальцію і фосфатів: 60% іонів кальцію фільтрується з плазми крові в капсулу нефрона (40% іонів кальцію зв’язано з білками плазми крові і не фільтрується). У проксимальних канальцях та товстих висхідних відділах петель Генле реабсорбується 90% профільтрованого кальцію пасивно (вторинний активний транспорт) – цей транспорт поєднаний з реабсорбцією іонів натрію. У дистальних канальцях нефрону і збірних трубочках 9% іонів кальцію реабсорбується шляхом активного транспорту. Регуляція реабсорбції іонів кальцію здійснюється під впливом паратиреоїдного гормону (ПТГ) прищитовидних залоз, секреція яких збільшується при зменшенні концентрації кальцію у плазмі крові (Рп). ПТГ збільшує реабсорбцію іонів кальцію в дистальних канальцях і зменшує реабсорбцію фосфатів у проксимальних канальцях, завдяки чому вони виводяться з сечею (фосфатурія). 85% профільтрованих фосфатів реабсорбуються у проксимальних канальцях завдяки транспорту, поєднаного з реабсорбцією іонів натрію, у дистальних відділах нефрону реабсорбція фосфатів не відбувається і вони виводяться з сечею.

Прищитовидні

залози

ПТГ

Реабсорбція

фосфатів у

проксимальних

канальцях

Фосфатурія Схема контура регуляції сталості концентрації Са²⁺

• Участь нирок у регуляції сталості кислотно-основної реакції (КОР) артеріальної крові.

Нирки приймають участь у регуляції КОР артеріальної крові шляхом секреції (екскреції) в проксимальних і дистальних канальцях а) іонів водню, б) аміаку, в) реабсорбції лужних компонентів буферних систем (бікарбонатів, фосфатів) і тим самим, сприяють підтримці сталості буферної ємності бікарбонатної і фосфатної буферних систем. Іони водню утворюються в процесі катаболізму білків та фосфоліпідів. У канальцевому епітелії продукується вугільна кислота з СО₂ і Н₂О під впливом ферменту карбоангідрази (КА). Іони водню екскретуються а іони НСО₃^- реабсорбуються. Цей процес поєднується з виділенням з сечею кислих фосфатів (Н₂РО₄^-) замість лужних компонентів буферних систем (НРО₄^2-), наслідком цього є зменшення рН сечі кінцевої до 5,8; мінімальна величина рН сечі може дорівнювати 4,4.

Порожнина Канальцевий епітелій Кров

к

Na⁺- K⁺ насос

Н⁺ + НСО₃^-

СО₂ + Н₂О КА Н₂СО₃

анальця

N a⁺ Na⁺

H CO₃^- + H⁺ K⁺

(профільтро

в аний

НСО₃^-

реабсорбція

Н ₂СО_{3 профільтрованого}

КА

С О₂ + Н₂О

Механізм реабсорбції профільтрованого HCO₃^- і секреції Н⁺ у

проксимальних канальцях

Порожнина Кров

Н⁺ + НСО₃^-

Н₂СО₃

КА

СО₂ + Н₂О

канальця Na⁺

НРО₄^2- + Н⁺

( профіль- K⁺

трований)

НСО₃^-

реабсорбція

Н₂РО₄^- утвореного

(екскреція)

Механізм екскреції іонів водню та виділення кислих фосфатів

П орожнина Na⁺ к

Н⁺ + НСО₃^-

NH₃

Н₂СО₃

Глутамат КА

СО₂ + Н₂О

ров

канальця

Н⁺ К⁺

+

NH₃ НСО₃^-

реабсорбція

NH₄^-

Механізм секреції іонів Н⁺, NH₃ та утворення NH₄^-

• Фізіологічні основи дії сечогінних лікарських препаратів (діуретиків) . Діуретики переважно застосовуються з метою зменшення об’єму циркулюючої крові (наприклад при гіпертензії, набряках та ін.).

1.Осмотичні діуретики (манітол, глюкоза) – їх дія заснована на екскреції речовин, які фільтруються, але не реабсорбуються, залишаються у канальцях нефрона і підвищують осмотичну концентрацію сечі, що призводить до зменшення реабсорбції води і збільшення об’єму виділеної сечі. Так, наприклад, збільшення концентрації глюкози вище порогової величини (> 10 ммоль/л) призводить до збільшення її концентрації у канальцевій частині нефрону і зменшення реабсорбції води за осмотичним градієнтом, це має місце також при цукровому діабеті.

2.Інгібітори карбоангідрази (ацетазоламід) – їх дія заснована на пригніченні дії ферменту карбоангідрази в епітелії переважно проксимальних канальців, що призводить до пригнічення утворення вугільної кислоти з вуглекислого газу та води, наслідком чого є зменшення реабсорбції іонів НСО₃^- у проксимальних канальцях, збільшення осмотичної концентрації сечі, наслідком чого є зменшення реабсорбції води і збільшення діурезу.

3.Петльові діуретики (фуросемід, етакринова кислота, буметамід) – їх дія заснована на пригніченні реабсорбції іонів Na⁺ і поєднаного з ним (котранспорт) транспорту іонів K⁺, 2Cl ^-, а також іонів Са²⁺ (застосування при гіперкальціємії) що призводить до збільшення екскреції з сечею NаCl, K⁺, Са²⁺, не здатності концентрувати та розводити сечу (пригнічення дії поворотно-протипоточного механізму петлі Генле), наслідком чого є зменшення реабсорбції води і збільшення діурезу.

4.Тіазидові діуретики (хлортіазид, гідрохлортіазид) – їх дія заснована на пригніченні реабсорбції NаCl на початку дистальних канальців, що призводить до зменшення реабсорбції води, збільшення екскреції К⁺ завдяки збільшенню швидкості потоку сечі, збільшенню діурезу.

5.Калій-зберігаючи діуретики (спіронолактон, триамтерен, амілорід) – їх дія заснована на пригніченні реабсорбції іонів Na⁺, пригніченні секреції іонів K⁺ (спіронолактон є антагоністом альдостерону, інші діють безпосередньо!) в дистальних канальцях і збиральних трубочках, що призводить до збільшення екскреції іонів Na⁺ , зменшенню реабсорбції води і збільшенню діурезу.

Практична робота: Дослідження осморегулюючої функції нирок

Мета роботи: оцінити здатність нирок до концентрації і розведення сечі в умовах звичайного харчування, а також у разі надмірного і обмеженого надходження води в організм. Проаналізувати механізми регуляції діяльності нирок для підтримки гомеостазу.

Хід роботи: за результатами дослідження кількості сечі та її відносної щільності в пробах за методами Зимницького та Фольгарда проаналізувати залежність кількості сечі в порції та її відносної щільності від надмірного чи обмеженого надходження води в організм.

Пробу за методом Зимницького: здійснюють в умовах звичайного харчування. У пацієнта збирають сечу окремими порціями через 3 години протягом доби. У кожній з 8 порцій визначають кількість сечі і її відносну щільність. У нормі діурез за добу становить 65-75% від випитої рідини – 1,5-1,8 л. Вдень виділяється 2/3 всієї сечі, кількість сечі в порціях і відносна щільність значно відрізняються, відносна щільність протягом доби змінюється від 1,012 до 1,025. В нічних порціях кількість сечі менша. Відносна щільність більша.

Проба за методом Фольгарда на розведення. Вранці пацієнту дають натще випити протягом 30 хв. 1500 мл теплої води і через кожні 30 хв. збирають 7 порцій сечі. Визначають її кількість у кожній порції і відносну щільність. У нормі 1500 мл води виділяється з сечею за 4 год., максимум виділення припадає на 2-3 годину, при цьому відносна щільність сечі знижується до 1,001-1,003.

Проба за методом Фольгарда на концентрацію. Пацієнт отримує суху багату на білок їжу. Збирають 5 порцій сечі через кожні 2 год. Визначають кількість її і відносну щільність. У нормі кількість сечі в порції зменшується до 40-60 мл, за період дослідження виділяється 250-350 мл сечі. Відносна щільність її в окремих порціях досягає 1,028- 1,035.

Результати роботи: записати результати проб за методами Зимницького та Фольгарда, визначити кількість сечі, що виділилась за час дослідження, межі коливання відносної щільності і кількості сечі в порціях залежно від надмірного чи обмеженого надходження води в організм, порівняти з нормальними величинами в певних умовах, намалювати графіки залежності відносної щільності і кількості сечі у зазначених пробах..

Висновки: проаналізувати результати досліджень, на підставі чого оцінити функцію нирок та механізми регуляції гомеостазу за участю нирок в умовах надлишку чи обмеженого надходження води в організм.

A.