2. Регуляция деятельности почек

ГУМОРАЛЬНЫЕ ВЛИЯНИЯ

Норадреналин через бета-адренорецепторы юкстамедуллярных клеток стимулирует секрецию ренина, оказывающего вазоконстрикторное действие:

1) если уменьшается просвет vas afferens, ЭФД падает и фильтрация снижается;

2) если уменьшается просвет vas efferens, ЭФД повышается и фильтрация увеличивается.

Гормоны, регулирующие реабсорбцию ионов:

Атриальный натрийуретический пептид (АНП) Вырабатывается миоцитами предсердий (в основном, правого). Оказывает эффекты - сосудистые (вазодилатация, снижение артериального давления) и почечные:

1. уменьшает реабсорбцию натрия (в 90 раз) и хлора (в 50 раз), что повышает их экскрецию;

2. 2) стимулирует клубочковую фильтрацию и снижает реабсорбцию воды, что увеличивает диурез;

3. подавляет секрецию ренина, ингибирует эффекты ангиотензина II и альдостерона, т.е. является антагонистом ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.

Реабсорбцию калия регулируют:-альдостерон: уменьшает; -инсулин:увеличивает Реабсорбцию кальция регулируют: -кальцитриол,паратгормон:-увеличивают- тиреокальцитонин: уменьшает

3. Невыделительные функции почек

ИНКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК

Помимо экскреторной, почки обладают инкреторной функцией, благодаря которой в них вырабатываются биологически активные вещества, оказывающие влияние на деятельность некоторых органов и систем.

При уменьшении АД в почке, эпителиальные клетки секретируют ренин. Ренин, компонент ренин-ангиотензиновой системы, представляет собой фермент, секретирующийся в почках гранулярными клетками юкстагломерулярного аппарата. Находясь в кровотоке, ренин катализирует отщепление декапептида, ангиотензина I, образующегося из белка плазмы, известного под названием ангиотензиноген, который синтезируется в основном в печени и всегда присутствует в плазме в высокой концентрации. Под влиянием другого ангиотензинпревращающего фермента, две терминально расположенные аминокислоты отщепляются от относительно неактивного ангиотензина I с освобождением в плазме высокоактивного октапептида ангиотензина II. Некоторое количество ангиотензинпревращающего фермента присутствует в плазме, но основная его масса содержится в эндотелии кровеносных сосудов во всем организме, включая почки. Капилляры легких особенно богаты данным ферментом, и поэтому значительная часть ангиотензина I плазмы превращается в ангиотензин II по мере протекания крови через легкие. Ангиотензиноген и ангиотензинпревращающий фермент в норме присутствуют в высокой и относительно постоянной концентрации в плазме и главным фактором, определяющим скорость продукции ангиотензина II в ренин-анигиотензиновой системе, является концентрация ренина в плазме крови. Следует отметить, что определенные ткани и органы, а не только почки (например, мозг, сердце, матка) также могут продуцировать ренин (или его изформы) и ангиотензиноген. Поскольку, как указывалось ранее, ангиотензинпревращающий фермент широко представлен в эндотелии капилляров, то все компоненты, необходимые для образования ангиотензина II, содержаться локально в этих тканях и органах. Т.е. существуют полностью изолированные внепочечные ренин-ангиотензиновые системы; ангиотензин II , продуцируемый такими системами, действует локально, как паракринный фактор. Физиологический эффект ангиотензина II состоит в том, что он повышает артериальное давление благодаря сужению артериальных сосудов, усиливает секрецию  альдостерона, увеличивает чувство жажды, регулирует реабсорбцию натрия в дистальных отделах канальцев и собирательных трубках. Все эти эффекты способствуют нормализации объема крови и артериального давления.

В почках вырабатываются кинины (например, брадикинин), которые являются сильными вазодилятаторами, участвующими в регуляции почечного кровотока и выделения натрия.

В мозговом веществе почки образуются простагландины (в том числе простагландин А или медуллин), которые участвуют в регуляции общего и почечного кровотока, вызывают натрийурез, уменьшают чувствительность клеток к АДГ. Есть основания считать, что простагландиновая система,нахаходится в тесной функциональной связи с ренин-ангиотензин-альдостероновой и является ее антагонистом. Активация простагландиновой системы приводит к уменьшению почечной гемодинамики. Вместе с тем простагландиновая система является как бы связующим звеном между ренин-ангиотензин-альдостероновой и калликреин-кининовой системами.

Основные эффекты, связанные с взаимодействием калликреин-кининовой и простагландиновой систем почки, сводятся к следующему:

1) под влиянием кининов усиливается синтез простагландинов;

2) простагландины, образованные под влиянием кининов, выполняют функции медиаторов, опосредуя действие кининов, свзанное с увеличением выделения натрия с мочой, а также со снижением чувствительности сосудов почки к прессорным воздействиям ангиотензина II и адренергических стимулов.

Таким образом, все три основные эндокринные системы почки - ренин - ангиотензиновая, простогландиновая и калликреин - кининовая, - обеспечивающие ауторегуляцию почечного кровотока и поддержание водно-солевого равновесия, тесно связаны между собой.

В последние годы были получены доказательства новой гормонообразующей функции почки, связанной с регуляцией обмена кальция. Клетки почки извлекают из плазмы крови, образующийся в печени прогормон - ОН- витамин Д₃, - превращают его в физиологически активный гормон - активные формы витамина D₃. Этот стероидный гормон стимулирует образование кальцийсвязывающего белка в кишечнике, способствует освобождению кальция из костей и регулирует реабсорбцию Са⁺ в почечных канальцах.

Почки играют определенную роль в регуляции состояния системы свертывания крови. В них синтезируется активатор плазминогена - урокиназа.

Эритропоэтин - это пептидный гормон, который участвует в регуляции продукции эритроцитов костным мозгом. Его главным источником являются почки, которые секретируют эритропоэтин, представляющий собой специальную группу клеток в интерстициальной ткани. Стимулом к его секреции является снижение нормального давления кислорода в почках, что происходит, например, при анемии, артериальной гипоксии или неадекватном почечном кровотоке. Эритропоэтин стимулирует увеличение продукции эритроцитов костным мозгом. Почечная патология может привести к снижению секреции эритропоэтина, и последующее снижение активности костного мозга, которое является важным фактором возникновения анемии при хронической почечной патологии.

ГОМЕОСТАТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ПОЧЕК

Почки участвуют в регуляции:

1.Объема крови и других жидкостей внутренней среды.

2.Постоянства осмотического давления крови, плазмы, лимфы и других жидкостей тела.

3. Ионного состава жидкостей внутренней среды и ионного баланса организма (Na⁺, К⁺, Cl^_, Р^_,Ca⁺).

4.В поддержании кислотно-щелочного равновесия.

5. Экскреции избытка органических веществ, поступающих с пищей, или образовавшихся в ходе метаболизма (глюкоза, аминокислоты).

6. Экскрекции конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ.

7.Метаболизма белков, липидов и углеводов.

8. В поддержании артериального давления (АД) (ренин-ангиотензин-альдостероновая с-ма).

9. Секреции ферментов и физиологически активных веществ (ренин, брадикинин простагландины, урокиназа, витамин Д₃).

10.Почки участвуют в регуляции эритропоэза (эритропоэтин).

11.В почках синтезируется - урокиназа, которая участвует в фибринолизе( в процессе перехода плазминогена в плазмин).

Таким образом - почки являются органом участвующими в обеспечении постоянства основных физико-химических констант крови и других жидкостей внутренней среды организма, циркуляторного гомеостаза, регуляции обмена различных органических веществ.

РОЛЬ ПОЧЕК В ОСМО-И ВОЛЮМОРЕЦЕПЦИИ

Почки являются основным органом осморегуляции. При избытке воды в организме (гипергидротации) обеспечивают выделение избытка воды из организма в виде гипотонической мочи. При недостатке воды в организме (дегидратации) почки экономят воду и выделяют мочу, гипертоническую по отношению к плазме крови. При избыточном содержании воды в организме концентрация растворенных осмотически активных веществ в крови снижается и ее осмотическое давление падает. Это уменьшает активность центральных осморецепторов, расположенных в супраоптической области ядра гипоталамуса, а также периферических осморецепторов имеющихся в печени, почке, селезенке и ряде других органов, что снижает выделение АДГ из нейрогипофиза в кровь и приводит к усилению выделения воды почкой.

При обезвоживании организма( или введении в сосудистое русло гипертонического раствора NaCl) а также при падении АД, под влиянием вегетативных нервов и гормонов изменяется тонус сосудов и почек,увеличивается концентрация осмотически активных веществ в плазме крови, возбуждаются осморецепторы, усиливается секреция АДГ и активируется ЮГА (югстагламерулярный комплекс) - запускается ренин -ангиотензин-альдостероновая система. На выделение ренина ЮГА к-ками влияют следующие факторы:

1. При изменении АД - включается внутрипочечный барорецепторный механизм. Роль рецептора играет участок приносящего сосуда чувствительный к давлению или растяжению.

2. Выделение ренина увеличивается при снижении объема плазмы. Выброс ренина запускается внутрипочечными рецепторами (сосудистой стенки и плотного пятна) чувствительными к изменению концентрации ионов натрия и хлора.

3. Гуморальные агенты(циркулирующие и образованные местно) -вазопресин, ангиотензин II, простагландины, электролиты.

Все эти факторы действуют на ЮГА непосредственно или опосредовано через другие контролирующие механизмы.

В эксперименте на животных, было показано, что секреция АДГ возрастает при раздражении не только осморецепторов, но и специфических натриорецепторов. При введении в область III желудочка мозга гипертонического раствора NaCl наблюдался антидиурез, если вводить в то же место гипертонический раствор сахарозы, то мочеотделение не уменьшается.

Установлено, что уровень секреции АДГ также зависит от активности волюморецепторов, реагирующих на изменение объема внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Ведущее значение в регуляции секреции АДГ имеют волюморецепторы, которые реагируют на изменение напряжения сосудистой стенки в области низкого давления. Прежде всего это рецепторы левого предсердия, импульсы от которых которых передаются в ЦНС по афферентным волокнам блуждающего нерв а, то приводит к снижению выделения АДГ нейрогипофизом, что приводит к усилению мочеотделения. Поскольку активация волюморецепторов в отличие от осморецепторов обусловлена увеличением объема жидкости, т.е. возросшим содержанием в организме воды и солей натрия, возбуждение волюморецепторов приводит к увеличению экскреции почкой не только воды, но и натрия. Эти процессы связаны с секрецией натрийуретического гормона, уменьшением секреции ренина ,ангиотензина и альдостерона, при этом снижается тонус симпатической нервной системы, в результате уменьшается реабсорбция натрия и возрастает натрийурез и мочеотделение. В конечном счете востанавливается объем крови и внеклеточной жидкости.

РОЛЬ ПОЧЕК В РЕГУЛЯЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА

Новейшие данные свидетельствуют о существовании в организме систем регуляции баланса каждого из ионов. Регуляцию реабсорбции и секреции ионов в почечных канальцах осуществляется несколькими гормонами. Альдостерон (гормон коры надпочечников) регулирует реабсорбцию Na в дистальных отделах нефрона и в собирательных трубочках. Этот гормон выделяется в кровь при снижении концентрации натрия в плазме и уменьшении объема циркулирующей крови. Усиленное выделение натрия почкой вследствии угнетения его реабсорбции осуществляется натрийуретическим гормоном, который образуется в предсердии.

Альдостерон усиливает выделение калия с мочой. Уменьшает выделение К⁺ - инсулин. Экскреция К⁺ связана с кислотно-щелочным состоянием. Алкалоз сопровождается усилением выделения калия с мочой, а ацидоз - его уменьшением. При уменьшении концентрации кальция в крови паращитовидные железы выделяют паратгормон, который способствует нормолизации уровня Са⁺ в крови за счет увеличения его реабсорбции в почечных канальцах и повышения реабсорбции из костей. При гиперкальциемии, а также под влиянием гастрина, стимулируется выделение в кровь парафолликулярными клетками щитовидной железы кальцитонина. Тиреокальциотонин - снижает концентрацию Са⁺ в крови, увеличивает экскрецию его почкой и переходу ионов Са⁺ в кости. В регуляции обмена кальция участвуют образующиеся в почке активные формы витамина D₃. В почечных канальцах регулируется уровень реабсорбции Mg⁺, Сl^_, сульфатов и других ионов.

РОЛЬ ПОЧЕК В РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО РАВНОВЕСИЯ

Кислотно-щелочное равновесие в водных пространствах организма регулируется путем поддержания рН крови, которое поддерживается за счет буферных систем легких и почек. Роль почек заключается в том, что они выводят нелетучие кислоты и основания. К нелетучим кислотам относятся сульфаты и фосфаты - анионы, которые образуется при расщеплении белков и нуклеиновых кислот.

К нелетучим основаниям относятся щелочные ионы пищи; анионы. Кислотно-щелочное равновесие может нарушаться в результате изменений метаболизма. Сдвиги рН в кислую сторону компенсируются в 2 этапа: сначала включаются регуляторные механизмы дыхательной системы; затем выведение почками нелетучих анионов с образованием кислой мочи. Кислотно-щелочное равновесие мочи может изменяться от 4,5 до 8,0 (рН плазмы крови 7,35, венозной до 7,4).

Механизм закисления мочи основан на секреции клетками как проксимальных, так и дистальных канальцев ионов Н⁺. В просвете канальцев ионов Н⁺ взаимодействует с аммиаком, NaHCO₃ и NаНРО₄. В канальцах действует механизм Nа⁺Н обмена. Благодаря этому механизму Н выводится, а Na⁺ и НСО₃ - сохраняется.

В апикальной плазматической мембране и цитоплазме клеток различных отделов нефрона находится фермент карбоангидраза(КА), катализирующий гидратацию СО₂:

CO₂ + Н₂О карбоангидраза  Н₂СО₃ H⁺ HCO₃^_

В просвете канальца ионы Н⁺ связываются не только с НСО₃, но и с такими соединениями, как двухзамещенный фосфат (Nа₂НРО₄) и некоторыми другими, в результате чего увеличивается экскреция титруемых кислот с мочой.

Секретируемые Н⁺ в просвете канальца связываются с аммиаком в результате образуется ион аммония NH₄.

NH₃ + H⁺ = NH₄

Таким образом, общая экскреция кислот складывается: из выделения трех компонентов: Н₂СО₃, титруемых кислот и выделения аммония NН₄. Кислотовыделительная функция почек зависит от потребляемой пищи. При вегетарианской диете - рН изменяется в щелочную сторону, а при питании мясной пищей рН мочи сдвигается в кислую сторону, т.к. образуется больше кислот. При физической работе из мышц в кровь поступает значительное количество молочной и фосфорной кислот - рН мочи смещается в кислую сторону. При гиповентиляции происходит накопление СО₂ и снижается рН крови развивается дыхательный ацидоз, при гипервентиляции уменьшается содержание углекислого газа в крови, растет рН крови - возникает состояние дыхательного алкалоза. При сахарном диабете развивается состояние метаболического ацидоза, т.к. накапливается ацетоуксусная и бета-оксимаслянная кислоты. В конечном счете почки, стабилизируют концентрацию гидрокарбоната в плазме крови на уровне 26-28 ммоль/л и концентрацию ионов Н⁺ , тем самым поддерживая рН плазмы крови на уровне 7,36.

МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК

Почки участвуют в обеспечении постоянства концентрации в крови ряда физиологически значимых органических веществ - белков, углеводов и липидов. В почечных клубочках фильтруются низкомолекулярные белки, пептиды. Клетки проксимального канальца нефрона расщепляют их до аминокислот, которые путем реабсорбции возвращаются в кровь. Это способствует восстановлению в организме фонда аминокислот. При заболевании почек эта функция нарушается.

В почке имеется система новообразования глюкозы - глюконеогенез. При длительном голодании почки могут синтезировать половину от общего количества глюкозы, поступающей в кровь. Значение почки в липидном обмене состоит в том, что свободные жирные кислоты в ее ткани могут включаться в состав триацилглицирина и фосфолипидов и затем поступают в кровь. В почке синтезируется фосфат идилинозит, являющийся компонентом плазматических мембран.