6.2.12. Фильтрация и секреция водорода и участие почек в поддержании кос

Рис. 84. Схема процессов, участвующих в поддержании постоянного уровня кислотно-основного баланса организма (КА – карбоангидраза).

Участие почек в поддержании кислотно-основного состояния (КОС) организма обусловлено очищением крови от нелетучих кислот и оснований, образующихся в процессе метаболизма или поступающих в чрезвычайно большом количестве с пищей. В процессе расщепления белков и нуклеиновых кислот образуются анионы - фосфаты и сульфаты. Компенсация сдвига рН крови в целостном организме происходит в два этапа. Вначале они нейтрализуются путем превращения буферного аниона крови НСО₃^- при участии карбоангидазы эритроцитов в СО₂, который выделяется через легкие. Анионы сильных кислот выводятся в почечных канальцах, а, образующийся здесь НСО₃^- реабсорбируется, что поддерживает буферную емкость крови. Эти процессы тесно сопряжены с другими процессами образования мочи и характеризуются чрезвычайной экономичностью. Таким образом, часть ионов выводится, другие могут задерживаться или обмениваться на те, которые менее важны для организма. Так, например, необходимый для обеспечения многих жизненно важных процессов натрий может обмениваться на водород или калий.

Ионы, которые секретируются в мочу, изменяют ее рН в достаточно широких границах (от 4,5 до 8,6). При ацидозе, когда происходит максимальное закисление мочи, ион Н⁺ выводится как в свободном состоянии (за сутки до 50 мкмоль Н⁺), так и в связанном с буферными соединениями. Необходимо иметь в виду то, что ионы водорода в мочу поступают не только с фильтратом. Они могут секретироваться в дистальных и проксимальных отделах канальцев нефрона. В проксимальных отделах секреция Н⁺ происходит путем обмена на Nа⁺ при реабсорбции последнего (рис. 6.20). Обменная на Nа⁺ секреция происходит и в дистальных отделах, то есть там, где совершается его реабсорбция, регулируемая альдостероном.

В клетках канальцев имеется высокая активность фермента карбоангидразы, благодаря чему здесь из угольной кислоты образется много Н⁺:

Н₂О+СО₂ <==>Н₂СО₃<==>НСО₃^-+Н⁺ (6.4)

Внутри клетки НСО₃^- взаимодействует с реабсорбированным из фильтрата Nа⁺. А поступивший в мочу Н⁺ по обратной реакции приводит к образованию Н₂О и СО₂. Легко диффундирующий через мембраны СО₂ по градиенту концентрации поступает в клетку и вновь вступает в реакцию образования угольной кислоты. Таким путем выделение Н⁺ удерживает в крови бикарбонаты, Na⁺ и К⁺. Как было указано выше, основным акцептором водорода в моче является аммиак.

При алкалозе рН крови и концентрация в ней НСО₃^- возрастают, и почки начинают выделять щелочную мочу. Наличие большого количества НСО₃^- в моче канальцевого отдела, обеспечивает связывание Н⁺ и Nа^+. В ответ на это активируется вышеуказанный механизм, задерживающий Nа⁺. Регулируемая альдостероном абсорбция Nа⁺ сопровождается обменным снижением абсорбции К⁺. И если этот процесс совершается длительное время, то без возмещения К⁺ может возникнуть дефицит этого микроэлемента.

Участие почек в регуляции КОС осуществляется путем местной метаболической ауторегуляции без подключения нервной и гормональной регуляции.