IV. Особенности кровоснабжения почек. Гломерулотубулярный механизм обратной связи в саморегуляции скф.

Почечный кровоток имеет следующие особенности:

1) Кровоток по корковому веществу почки - наиболее высокий уровень органного кровотока (до 4-5 мл/мин на грамм ткани). В обычных условиях через почки протекает 1500-1800л крови, что позволяет удалить из организма все вредные вещества.

2) Короткие почечные артерии отходят от брюшного отдела аорты, разветвляются в почке на мелкие сосуды и 1 приносящая (афферентная) артериола входит в клубочек. Здесь она распадается на капиллярные петли (1-я сеть капилляров), которые, сливаясь образуют выносящую (эфферентную) артериолу. Ее диаметр в 2 раза меньше диаметра приносящей. Вскоре после отхождения от клубочка эфферентная артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев (2-я сеть). Наличие 2 капиллярных сетей (гломерулярной - с капиллярами сосудистого клубочка и перитубулярной - с капиллярами, оплетающими почечные канальца в мозговом и корковом слоях почки) составляет основу «чудесной сети», благодаря которой большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры - вначале в клубочке, затем у канальцев.

3) Э фферентная артериола в юкстамедуллярном нефроне (в отличие от других) не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, спускающиеся в мозговое вещество почки и обеспечивающие его кровоснабжение. Кровь из околоканальцевых капилляров и прямых сосудов оттекает в венозную систему и по почечной вене поступает в нижнюю полую вену.

4. В условиях изменения А/Д в широких пределах (от 90 до 190 мм рт. ст.) почечный кровоток остается постоянным, благодаря специальной системе саморегуляции кровообращения в почке. Внутрипочечные механизмы ауторегуляции (миогенные, ч/з ангиотензин II, простагландины, брадикинин, АДГ) в N поддерживают относительное постоянство почечного кровотока и СКФ несмотря на значительные колебания А/Д.

Важно! При ↑ Р в приносящей артериоле ее ГМК сокращаются, количество поступающей в капилляры крови ↓ и происходит ↓ в них Р, а при падении системного А/Д - приносящая артериола, напротив, расширяется.

↑ образования ангиотензина II обычно происходит при ↓ А/Д или ↓ ОЦК, что ведет к ↓ СКФ. В этих условиях возросший уровень ангиотензина II вызывает сужение выносящей артериолы, что помогает предотвратить падение гидростатического Р в клубочках и ↓ СКФ. Одновременно происходит ↓ кровотока в почке, вызванное сужением выносящего сосуда, что ↓ ток крови через перитубулярные капилляры, а это, в свою очередь, приводит к ↑ реабсорбции Na⁺ и воды.

Брадикинин и Pg-вазодилататоры в регуляции почечного кровотока или СКФ участвуют в меньшей степени - они становятся своеобразным буфером, смягчающим вазоконстрикторное действие симпатических нервов или ангиотензина II, особенно у приносящей артериолы, что способствует ↑ СКФ.

Важно! Почки выполняют функцию саморегуляции СКФ с помощью механизма обратной связи, благодаря которому сопоставляются изменения концентрации NaCl в области плотного пятна и сопротивление почечных артериол. Эта обратная связь позволяет обеспечить относительно постоянный уровень доставки NaCl к дистальному канальцу, предупреждая таким образом возникновение ошибок в процессе выделения и самостоятельно регулировать кровообращение в почке в комплексе со скоростью КФ. Данный механизм особо нацелен на поддержание стабильной доставки NaCl к дистальной трубочке, но в отдельных случаях саморегуляция СКФ происходит только за счет изменений почечного кровотока.

↓ СКФ приводит к ↓ V жидкости в петле Генле, вызывая ↑ реабсорбции Na⁺ и CI^- в ее восходящем отделе (в том числе благодаря действию АДГ), что приводит к ↓ концентрации указанных ионов в области плотного пятна. ↓ содержания соли является для плотного пятна сигналом, запускающим 2 процесса: 1) ↓ сосудистого R в приносящей артериоле благодаря действию Pg и брадикинина ↑ гидростатическое Р в клубочке и возвращает СКФ к N; 2) ↑ выделения ренина клетками дистальных отделов приносящих артериол приводит к образованию ангиотензина II, который сужает выносящие артериолы, увеличивая таким образом гидростатическое Р в клубочках и восстанавливая прежнюю величину СКФ. ↓ ток крови через перитубулярные капилляры, в свою очередь, приводит к ↑ реабсорбции Na⁺ и воды. Оба компонента гломерулотубулярного механизма обратной связи действуют сообща посредством ЮГА, обеспечивая эффективную саморегуляцию СКФ. СКФ в результате такого сочетания изменяется всего на несколько %, несмотря на колебания А/Д в пределах 90- 190 мм рт. ст.

Прекращение образования ангиотензина II на фоне пониженного кровоснабжения почек приводит к дальнейшему ↓ СКФ. Сосудосуживающий эффект ангиотензина II преимущественно на выносящую артериолу помогает избежать значительного падения гидростатического Р в клубочках и уменьшения СКФ при ухудшении кровоснабжения почек.

Применение лекарственных препаратов, препятствующих образованию ангиотензина II (ингибиторов АПФ) либо блокирующих влияние ангиотензина II (антагонистов ангиотензина II) при падении Р в почечных артериях, вызывает еще большее ↓ СКФ, способное иногда приводить к ОПН, что всегда следует учитывать при их назначении больным с вторичной артериальной гипертензией, возникшей на фоне стеноза почечной артерии.

V. Гомеостатические функции почек. Роль почек в организме не ограничивается только экскреторной функцией. Они участвуют в обмене белков, липидов и углеводов (метаболическая функция), секреции органических кислот, оснований, ионов К⁺ и Н⁺ (секреторная функция), в регуляции V крови и внеклеточной жидкости (волюморегуляция), концентрации осмотически активных веществ и поддержании на относительно постоянном уровне осмотического Р в крови и других средах (осморегуляция), ионного состава крови и ионного баланса организма (ионная регуляция), КОС (стабилизация рН крови), А/Д, эритропоэза, свертывания крови благодаря секреции в кровь Pg, брадикининов, ренина, эритропоэтина, урокиназы и др. БАВ (инкреторная функция).

Роль в осмо- и волюморегуляции. Почки являются основным органом осморегуляции. Они обеспечивают выделение избытка воды из организма в виде гипотонической мочи при повышенном содержании жидкости или экономят воду и экскретируют мочу, гипертоническую по отношению к крови, при обезвоживании (дегидратации). После приема жидкости или при ее избытке в организме ↓ концентрация растворенных осмотически активных веществ в крови и падает ее осмоляльность. Это ↓ активность центральных осморецепторов, расположенных в СО и ПВ ядрах гипоталамуса, и периферических осморецепторов (имеются в печени, почках и других органах), что ↓ секрецию АДГ нейрогипофизом и ↑ выделение воды почкой. При обезвоживании организма или введении в сосудистое русло гипертонического раствора NaCl ↑ концентрация осмотически активных веществ в плазме крови, возбуждаются осморецепторы, усиливается секреция АДГ, ↑ всасывание воды в канальцах, ↓ диурез и выделяется концентрированная моча.

Важно! Помимо осморецепторов, в регуляции секреции АДГ участвуют натриорецепторы, дислоцированные в области III желудочка мозга.

Важную роль в регуляции V внутрисосудистой и внеклеточной жидкости играют волюморецепторы, реагирующие на изменение напряжения сосудистой стенки в области низкого Р (рецепторы левого предсердия). При растяжении левого предсердия (↑ его кровенаполнения) в гипоталамусе ↓ продукция АДГ и ↓ его секреция из нейрогипофиза, что приводит к ↑ диуреза (рефлекс Гауэра-Генри). Закономерной реакцией на перерастяжение предсердия становится ↑ освобождения предсердного Na⁺-уретического фактора, ингибирующего реабсорбцию Na⁺ в почках, ↓ секреции ренина, ангиотензина и альдостерона. В результате ↓ тонус симпатической НС, ↓ реабсорбция Na⁺, возрастают Na-урез и мочеотделение. В конечном счете восстанавливается V крови и внеклеточной жидкости.

Роль в регуляции ионного состава крови. Рефлекторная регуляция транспорта ионов в почечных канальцах осуществляется центральными и периферическими нервными механизмами. В гуморальной регуляции ионного гомеостаза участвует ряд гормонов. Альдостерон ↑ реабсорбцию Na⁺ и усиливает секрецию ионов К⁺ в конечных частях дистального сегмента нефрона и собирательных трубках. Инсулин ↓ выделение ионов К⁺. Выделение с мочой ионов Na⁺ стимулируется предсердным Na-уретическим фактором, секреция которого возрастает при ↑ ОЦК и V внеклеточной жидкости. При ацидозе калийурез ↓, алкалозе - нарастает.

При гипокальциемии паращитовидные железы продуцируют паратгормон, который способствует нормализации уровня Са²⁺ в крови путем ↑ его реабсорбции в почечных канальцах и высвобождения из костей. При гиперкальциемии стимулируется секреция щитовидной железой кальцитонина, усиливающего экскрецию Са²⁺ почками и его переход в костную ткань. В почечных канальцах также регулируется реабсорбция Мg²⁺, Cl^-, S0₄^2-, микроэлементов.

Роль в регуляции КОС. Почки участвуют в поддержании постоянства концентрации Н⁺ в крови, экскретируя кислые продукты обмена. Механизм подкисления мочи основан на секреции клетками канальцев ионов Н⁺ (ацидогенез). В апикальной плазматической мембране и цитоплазме клеток различных отделов нефрона находится фермент карбоангидраза, катализирующий реакцию гидратации СО₂: СО₂ + Н₂О = Н₂СОз = Н⁺ + НСО₃^-.

Внутри клеток вследствие гидратации СО₂ образуется Н₂СО_3, который диссоцирует на НСО₃^- и Н⁺. Благодаря Na⁺-водородному обменному механизму Н⁺ секретируется в просвет канальца. Секреция Н⁺ создает условия для реабсорбции вместе с гидрокарбонатом эквивалентного количества Na⁺. Наряду с натрий-калиевым насосом и электрогенным натриевым насосом, обусловливающим перенос Na⁺ с Cl^¯, реабсорбция Na⁺ с гидрокарбонатом играет важную роль в поддержании натриевого баланса.

Важно! Фильтрующийся из плазмы крови гидрокарбонат соединяется с секретированным клеткой Н⁺ и в просвете канальца превращается в СО₂. В канальцах Н⁺ связывается не только с НСО₃^-, но и с другими соединениями (напр., с двузамещенным фосфатом Na₂HP0₄). Образующийся избыток титруемых кислот (NaH₂P0₄ или др.) выводится с мочой, а реабсорбция Na⁺ восстанавливает резерв оснований (NaНСО₃).

Секретируемый Н⁺ в просвете канальца может связываться с NH₃, образующимся в клетке при дезаминировании глутамина и ряда аминокислот и диффундирующим через мембрану в просвет канальца, образуя ион аммония: NH₃ + Н⁺ = NH₄⁺. Последний взаимодействует в моче с различными солями (сульфатами, хлоридами и др.) и, замещая в них катионы Na, К, образует соответствующие соли аммония (NH₄CI, NH₄(SO₄)₂ и др.), экскретируемые с мочой. Процесс аммониегенеза способствует сбережению в организме Na⁺ и К⁺, которые реабсорбируются в канальцах.

При интенсивной физической работе из мышц в кровь поступает значительное количество молочной кислоты и почки ↑ выделение «кислых» продуктов с мочой. При питании мясом образуется большое количество кислот и моча становится кислой, а при потреблении растительной пищи рН сдвигается в щелочную сторону.

В конечном счете почки стабилизируют концентрацию гидрокарбоната в крови на уровне 26-28 ммоль/л, а рН - на уровне 7,36.

Инкреторная функция почек . В почках вырабатываются БАВ, позволяющие рассматривать ее как инкреторный орган. Гранулярные клетки ЮГА выделяют в кровь ренин, эритропоэтин (стимулирующий эритропоэз в костном мозге), мозговое вещество продуцирует Pg, участвующие в регуляции почечного и общего кровотока, усиливающие выделение Na⁺ с мочой и ↓ чувствительность клеток канальцев к АДГ. В разных частях почки вырабатывается брадики нин, являющийся сильным вазодилататором, урокиназа (активатор плазминогена). Клетки почечной паренхимы превращают прогормон - витамин D₃ в физиологически активную форму, которая стимулирует образование Са²⁺-свя зывающего белка в кишечнике, способствует освобождению Са²⁺из костей, регулирует его реабсорбцию в почечных канальцах.

Метаболическая функция почек. Почки участвуют в обмене белков, липидов и углеводов. Данная функция обусловлена участием почек в обеспечении постоянства концентрации в крови ряда физиологически значимых органических веществ. В клубочках капилляров фильтруются низкомолекулярные белки и пептиды, которые затем в клетках проксимального отдела нефрона расщепляются до аминокислот или дипептидов и транспортируются через их базальные мембраны в кровь, что способствует восстановлению в организме пула аминокислот.

При длительном голодании в почках синтезируется до 50% глюкозы (глюконеогенез), образующейся в организме и поступающей в кровь. Они также являются местом синтеза фосфатидилинозита - компонента плазматических мембран. При гипогликемии клетки почек для энерготрат больше используют ЖК, при гипергликемии - преимущественно глюкозу. Свободные ЖК могут в клетках почек включаться в состав триацилглицерина и фосфолипидов и в виде этих соединений поступать в кровь.