Канальцевая секреция: механизмы и регуляция.

Канальцевая секреция – транспорт веществ из крови в просвет канальцев (мочу). Позволяет быстро экскретировать некоторые ионы, например калия, органические кислоты (мочевая кислота) и основания (холин, гуанидин), включая ряд чужеродных организму веществ, таких как антибиотики (пенициллин), рентгеноконтрастные вещества (диодраст), красители (феноловый красный), парааминогиппуровую кислоту (ПАГ).

Канальцевая секреция - преимущественно активный процесс, происходящий с затратами энергии для транспорта веществ против концентрационного или электрохимического градиентов. В эпителии канальцев существуют разные системы транспорта (переносчики) для секреции органических кислот и органических оснований.

Транспортные секретирующие механизмы обладают свойством адаптации, - при длительном поступлении вещества в кровоток количество транспортных систем за счет белкового синтеза постепенно увеличивается.

Т.к. при невысоких концентрациях в крови ПАГ или диодраста они полностью удаляются из крови при однократном прохождении через почку путем секреции клетками проксимальных канальцев, это позволило, определяя клиренс этих веществ, получить значение объема плазмы крови, которое протекает по сосудам коркового вещества почки, - эффективного почечного плазмотока.

Канальцевый эпителий синтезирует и секретирует вещества, образующиеся в самих клетках эпителия, например, аммиак (путем дезаминирования некоторых аминокислот), гиппуровую кислоту (из бензойной кислоты и гликокола), которые выделяются с мочой, ренин, простагландины, глюкозу почек, поступающие в кровь.

Состав конечной мочи зависит от процессов фильтрации, реабсорбции и секреции.

Регуляция канальцевой секреции осуществляется с помощью гормонов и симпатической нервной системы. Эффекты нервной регуляции реализуются за счет изменений кровотока в постгломерулярных капиллярах почки, - транспорта веществ кровью к секретирующим клеткам, и влияния на энергетический обмен в клетках эпителия канальцев. Гормоны, усиливающие проксимальную канальцевую секрецию органических веществ за счет метаболических эффектов, - соматотропин аденогипофиза, йодсодержащие гормоны щитовидной железы и андрогены.

Процесс секреции некоторых веществ в проксимальных канальцах идет настолько интенсивно, что за одно прохождение крови через корковое вещество почек из нее удаляются полностью путем секреции такие вещества, как, например, парааминогиппуровая кислота или рентгеноконтрастные препараты.

Противоточно-поворотная множительная система почек.

В почках предусмотрен механизм, позволяющий регулировать осмотическое давление плазмы крови за счет концентрирования или разведения мочи. Этот механизм получил название — поворотно-противоточно-множительный механизм, который локализован в петле Генле и собирательных трубках. Именно в этой части нефрона происходит изменение осмотиче­ской концентрации фильтрата, благодаря чему осуществляется регулирование объема выводи­мой жидкости и ее осмотического давления. В процессе осмотического концентрирования мочи в почке принимают участие все отделы канальцев, сосуды мозгового вещества, интерстициальная ткань.

Петля Генле вместе с капиллярами прямых сосудов и собирательной трубкой создает и поддерживает продольный градиент осмотического давления в мозговом веществе по направле­нию от коркового вещества к сосочку за счет повышения концентраций хлористого натрия и мо­чевины. Благодаря этому градиенту возможно переход воды по осмотическому градиенту из просвета канальца в интерстициальные пространства мозгового вещества, откуда она попадает в прямые сосуды. В конечном счете в соединительной трубке образуется гипертоничная моча.

Роль петли Генле как противоточного концентрирующего механизма определяют следую­щие факторы:

1)близкое соседство нисходящего и восходящего колен;

2)проницаемость нисходящего колена для воды;

3)непроницаемость нисходящего колена для растворенных веществ;

4)проницаемость тонкого сегмента восходящего колена для растворенных веществ;

5)наличие механизмов активного транспорта в толстом сегменте восходящего колена.

Движение ионов, мочевины и воды между петлей Генле, прямыми сосудами и собиратель­ной трубкой можно описать следующим образом:

1)корот­кий и относи­тельно широ­кий верхний сегмент нисхо­дящего колена непроницаем для солей, мо­чевины и воды. По этому уча­стку фильтрат переходит из проксимально­го извитого канальца в бо­лее длинный тонкий сегмент нисходящего колена, сво­бодно пропускающий воду;

2)благодаря высокой концентрации хлористого натрия и мочевины в тканевой жидкости мозгового вещества создается высокое осмотическое давление, вода покидает просвет канальца нисходящего колена по осмотическому градиенту, затем поступает в прямые сосуды.

3)в результате выхода воды из фильтрата его объем уменьшается, и он становится гипертоничным. В верхушке мозгового вещества (в сосочке) нисходящее колено петли Генле перехо­дит в восходящее колено, которое по всей своей длине непроницаемо для воды;

4)нижний участок восходящего колена - тонкий сегмент - проницаем для хлористого на­трия и мочевины, и хлористый натрий диффундирует из него, тогда как мочевина диффундирует внутрь;

5)в толстом сегменте восходящего колена осуществляется активный перенос ионов натрия и хлора из фильтрата в интерстиций мозгового вещества, из-за чего повышается осмотическое давление интерстиция мозгового вещества. Именно активный перенос ионов натрия и хлора в восходящей части петли Генле является главной движущей силой противоточно-поворотной системы;

6)в результате активного выхода ионов натрия и хлора из просвета восходящего колена в дистальные извитые канальцы поступает гипотоничный фильтрат.

7)окончательное концентрирование мочи происходит в собирательных трубках; они рас­положены параллельно канальцам петли нефрона, в мозговом веществе почки. Выход воды из собирательной трубки происходит за счет осмотического давления, которое создается вокруг собирательной трубки в интерстиций наличием осмотически активных веществ — ионов натрия, хлора, мочевины. Мочевина появляется в интерстиции благодаря выходу из собирательных тру­бок за счет градиента концентрации.

Существует система внутрипочечного кругооборота мочевины, которая участвует в осмо­тическом концентрировании мочи. В просвете собирательных трубок из-за реабсорбции воды повышается концентрация мочевины. При увеличении проницаемости для мочевины соби­рательных трубок под влиянием АДГ она диффундирует в мозговое вещество почки, затем по градиенту концентрации переходит или в нисходящий прямой сосуд, или в восходящий отдел петли Генле. Попав в восходящий отдел петли Генле, мочевина в составе фильтрата переходит в дистальный каналец, затем снова в собирательную трубку. Т.к. вода покидает просвет собирательной трубки по осмотическому градиенту, то концентрация мочевины возрастает и соз­дает градиент концентрации между просветом соединительной трубки и интерстицием мозгового вещества, по которому часть мочевины снова переходит в интерстиций, другая часть мочевины выделяется со вторичной мочой.