4. Клубочковая фильтрация, ее механизм. Определение скорости клубочковой фильтрации.

Ультрафильтрация воды и низкомолекулярных компонентов из плазмы крови происходит через клубочковый фильтр. Этот фильтрационный барьер почти непроницаем для высокомолекулярных веществ. Процесс ультрафильтрации обусловлен разностью между гидростатическим давлением крови, гидростатическим давлением в капсуле клубочка и онкотическим давлением белков плазмы крови. Фильтрация происходит только в том случае, если давление крови в капиллярах клубочков превышает сумму онкотического давления белков в плазме и давления жидкости в капсуле клубочка. Эффективное фильтрационное давление, определяющее скорость клубочковой фильтрации, составляет 10—15 мм рт. ст. [47 мм рт. ст. — (25 мм рт. ст. + + 10 мм рт. ст.) = 12 мм рт. ст.].

Фильтрационный барьер, через которую проходит жидкость из просвета капилляра в полость капсулы клубочка, состоит из трех слоев: эндотелий капилляров, базальная мембрана и эпителий внутреннего листка капсулы— подоциты. При нормальном кровотоке наиболее крупные белковые молекулы образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия и затрудняют движение через них альбуминов, ограничивая тем самым прохождение форменных элементов крови и белков через эндотелий. Другие компоненты плазмы крови и вода могут свободно достигать базальной мембраны. Состав клубочкового фильтрата зависит от свойств эпителиального барьера и базальной мембраны. Базальная мембрана и щелевые мембраны между «ножками» подоцитов ограничивают фильтрацию веществ, диаметр молекул которых больше 6,4 нм. В базальной мембране – полианионы, в выстилке подоцитов – сиалогликопротеиды. Они препятствуют прохождению белков.

Для расчета скорость клубочковой фильтрации «клиренсовые методы». Используют инертные вещества, не токсичные и не связывающиеся с белком в плазме крови, свободно проникающие через поры мембраны клубочкового фильтра из просвета капилляров вместе с безбелковой частью плазмы. Следовательно, концентрация этих веществ в клубочковой жидкости будет такой же, как в плазме крови. Это вещества не должны реабсорбироваться и секретироваться в почечных канальцах, тем самым с мочой будет выделяться все количество данного вещества, поступившего в просвет нефрона с ультрафильтратом в клубочках. К веществам, используемым для измерения скорости клубочковой фильтрации, относятся полимер инулин, маннитол, креатинин.

5. Канальцевая реабсорбция воды и веществ в разных участках канальцев нефрона, ее механизмы. Пороговые и беспороговые вещества.

По отношению к реабсорбции вещества делят следующим образом. 1) Вещества с высоким порогом реабсорбции — они в нормальных условиях полноценно реабсорбируются в почечных канальцах. Это глюкоза, белки и др. Если концентрация этих веществ в плазме достигает уровня порога, то эти вещества реабсорбируются не полностью и появляются в конечной моче.

2) Вещества со средним порогом — они частично подвергаются выведению и частично реабсорбируются. Это азотосодержащие вещества. 3) Вещества с низким порогом — подлежат выведению, но реабсорбируются в малом количестве. Это фосфаты. 4) Беспороговые вещества — не реабсорбируются и полностью удаляются из организма. Это креатинин, лекарственные вещества.

В обычных условиях в почке человека за сутки образуется до 180 л фильтрата, а выделяется 1,0—1,5 л мочи, остальная жидкость всасывается в канальцах. В проксимальном сегменте нефрона практически полностью реабсорбируются аминокислоты, глюкоза, витамины, белки, микроэлементы, значительное количество ионов Na+, СI-, НСОз. В последующих отделах нефрона всасываются преимущественно электролиты и вода.

В проксимальном канальце объем первичной мочи уменьшается, и в начальный отдел петли нефрона поступает около '/з профильтровавшейся в клубочках жидкости. Реабсорбция происходит через высокопроницаемую для воды мембрану стенки канальца. Реабсорбция натрия и хлора регулируется в проксимальном отделе нефрона. В случае увеличения объема крови и внеклеточной жидкости, когда уменьшение реабсорбции в проксимальном канальце способствует усилению экскреции ионов и воды и тем самым — восстановлению водно-солевого равновесия. В проксимальном канальце всегда сохраняется изоосмия.

Реабсорбция в дистальном сегменте характеризуется тем, что клетки переносят меньшее, чем в проксимальном канальце, количество ионов, но против большего градиента концентрации. Реабсорбция ионов и воды происходит через малопроницаемую для воды стенку канальца, регулируется вазопрессином. Этот сегмент нефрона и собирательные трубки играют важнейшую роль в регуляции объема выделяемой мочи и концентрации в ней осмотически активных веществ.

Обратное всасывание различных веществ в канальцах обеспечивается активным и пассивным транспортом. Первично-активным: транспорт ионов Na+, который происходит при участии фермента Na+, К+-АТФазы, использующей энергию АТФ.

Вторично-активным: глюкоза, аминокислоты. Процесс обратного всасывания глюкозы осуществляется против концентрационного градиента. В апикальной мембране клетки глюкоза соединяется с переносчиком, который должен присоединить также Na+, после чего комплекс транспортируется через апикальную мембрану, т. е. в цитоплазму поступают глюкоза и Na+. Апикальная мембрана не пропускает ни глюкозу, ни Na+ обратно из клетки в просвет канальца. Эти вещества движутся к основанию клетки по градиенту концентрации. Перенос глюкозы из клетки в кровь через базальную мембрану носит характер облегченной диффузии, a Na+, натриевым насосом. Аминокислоты почти полностью реабсорбируются клетками проксимального канальца. Имеется не менее 4 систем транспорта, каждая обеспечивает всасывание ряда аминокислот одной группы. Заболевания, одним из проявлений которых служит увеличенная экскреция определенных групп аминокислот (аминоацидурия). Белок попадает в клетку с помощью пиноцитоза. Молекулы профильтровавшегося белка адсорбируются на поверхности апикальной мембраны клетки, при этом мембрана участвует в образовании пиноцитозной вакуоли. Вакуоли могут сливаться с лизосомами, белки расщепляются и образовавшиеся аминокислоты, удаляются в кровь через базальную плазматическую мембрану.

Реабсорбция воды, хлора и некоторых других ионов, мочевины осуществляется с помощью пассивного транспорта — по электрохимическому, концентрационному или осмотическому градиенту.