Нефроны

В каждой почке человека содержится до 1,3 млн. нефронов, а по некоторым данным — до 4 млн. Длина каждого нефрона, если его развернуть, составляет 50—75 мм, а общая длина всех нефронов достигает 120 км.

Нефрон начинается с почечного тельца (мальпигиева тельца), которое содержит клубо­чек кровеносных капилляров, окруженный двустенной капсулой Шумлянского-Боумена. Затем идет проксимальный извитой канадец, петля Генле и дистальный извитой канадец, впадающий в собирательную трубку.

Почечный клубочек представляет собой скопление капилляров, в которое кровь посту­пает по приносящей артериоле и оттекает по выносящей. Каждый капилляр покрыт эпите­лием, который получил название висцерального листка боуменовой капсулы, или гломерулярного эпителия. Наружная стенка почечного тельца образована париетальным листком боуменовой капсулы (капсулярным эпителием). Диаметр почечного тельца варьирует от 150 до 250мкм.

Диаметр приносящей артериолы значительно больше, чем выносящей. Мышечная стен­ка у приносящей артериолы выражена лучше, чем у выносящей. Это указывает на возмож­ность регуляции просвета приносящей артериолы.

Вблизи от приносящей и выносящей артериол располагается дистальный извитой кана­дец. Эта часть нефрона очень плотно прилегает к корню клубочка и имеет ряд особеннос­тей морфологического характера — особое строение эпителиальных клеток нефрона. Этот участок играет важную роль в процессах регуляции функции почки и получил название плотного пятна. Он очень тесно контактирует с приносящей артериолой. В стенке принося­щей артериолы располагаются особые гладкомышечные клетки, которые получили назва­ние юкстагломерулярных клеток. Они содержат гранулы ренина. Оказалось, что сами эти клетки способны реагировать на изменение кровяного давления в приносящей артериоле (являются своеобразными барорецепторами). Так, если давление в приносящей артериоле возрастает, то продукция ренина снижается, а при уменьшении давления — наоборот, про­дукция ренина увеличивается. Ренин вызывает образование ангиотензина-1, который в по­следующем превращается в ангиотензин-П и повышает системное кровяное давление и, тем самым, увеличивает кровоток через почечные клубочки. Продукция ренина также регули­руется плотным пятном: если много фильтрата находится в восходящей части петли Генле (т. е. в области плотного пятна), и если в нем содержится много хлористого натрия, то

371

происходит торможение секреции ренина. Известно также, что юкстагломерулярные клет­ки снабжаются симпатическими волокнами и содержат бета- и альфа-адренорецепторы. За счет взаимодействия с бета-адренорецепторами норадреналина или адреналина секреция ренина возрастает, а за счет взаимодействия с альфа-адренорецепторами секреция ренина тормозится. Простагландины типа ПГИ2 (простациклин), ПГЕ3, 13, 14 - дигидро ПГЕ2, а также арахидоновая кислота стимулируют продукцию ренина, а ингибиторы синтеза простагландинов, например, салицилаты, уменьшают продукцию ренина.

Не исключено, что юкстагломерулярные клетки помимо ренина продуцируют эритропоэтин или его предшественник.

Различают несколько типов нефронов: суперфициальные, или поверхностные, интракор-тикальные и юкстамедулярные. Корковые нефроны почти целиком располагаются в кор­ковой части почки, и лишь их петли Генле спускаются на небольшую глубину в мозговое вещество. Юкстамедулярные нефроны, в основном, располагаются в наружном мозговом слое, их петли Генле глубоко опускаются внутрь мозгового слоя. Корковые нефроны снабжаются капиллярами, идущими от выносящей артериолы. Юкстамедулярные нефроны снабжаются капиллярами, которые спускаются в мозговое вещество почки в виде прямых пе­тель (они играют важную роль в создании осмотически активной среды в интерстиции моз­гового вещества, что имеет значение для механизма концентрации мочи). При краш-синдроме (синдром раздавливания, который возникает у человека при авариях, землетрясениях, при завалах, размозжении тканей) в крови появляются биологически активные вещества,, которые, в основном, спазмируют артериолы корковых нефронов и не влияют на артериолн юкстамедулярных нефронов, в результате чего почти вся кровь, поступающая к почкам, в этой ситуации идет через юкстамедулярные нефроны, которые, однако, не столь эффектив­ны, как корковые (суперфициальные и внутрикорковые), и поэтому возникает анурия.

ПОЧЕЧНЫЙ КРОВОТОК И МЕХАНИЗМЫ ЕГО РЕГУЛЯЦИИ

За минуту через почки проходит около 1200 мл крови или в расчете на 100 г массы почки — 400 мл крови в минуту. Это самый большой удельный кровоток в организме, пре­вышающий, например, кровоток в печени в 4 раза. Естественно, такая интенсивность кровотока обусловлена не только высокой потребностью почки в кислороде, но и функцией почки: для образования мочи необходимо провести фильтрацию, объем которой достиг» 150—180 л/сутки. Это может быть обеспечено лишь в том случае, если за сутки через почки будет проходить примерно 1,2 л х 1440 минут = 1728 литров крови за сутки.

Почечный кровоток принято делить на два типа: корковый кровоток — примерно 80-90% всего почечного кровотока и мозговой кровоток — 10—20% всего кровотока. Корковый кровоток обеспечивает фильтрацию в почечных клубочках, а мозговой кровоток способствует процессу реабсорбции и регуляции осмотически активной среды в интерстиции, что важно для процесса концентрации мочи в собирательных трубках.

Корковый кровоток поддерживается на постоянном уровне, даже если системное дававление варьирует от 70 до 180 мм рт. ст. Это обеспечивается, во-первых, миогенным механизмом: когда давление в почечной артерии повышается и создается угроза значительного повышения коркового кровотока, гладкие мышцы сосудов почки сокращаются и просвет этих сосудов сохраняется постоянным. Наоборот, при падении давления тонус гладких мышц сосудов почки уменьшается, просвет возрастает, поэтому, несмотря на снижение кровяного давления, интенсивность почечного кровотока сохраняется постоянной.

Когда давление в почечных сосудах снижается меньше 70—80 мм рт. ст. и создается угроза для прекращения фильтрации, вступает в регуляцию ренин-ангиотензиновая система: при снижении давления повышается продукция ренина юкстагломерулярными клетками, в результате чего возрастает концентрация ангиотензина-1, а затем ангиотензина-II, который вызывает повышение периферического сопротивления и рост артериального давления, а в конечном итоге — нормализацию кровяного давления в сосудах почки. Ангио-

372

тензин-II одновременно повышает продукцию альдостерона, что способствует реабсорбсорбции натрия и воды и повышению ОЦК, а косвенно — нормализации артериального давления. Одновременно при чрезмерной выработке ангиотензина-П в почках продуцируются простагландины и брадикинин, которые обладают вазодилаторным эффектом, что в конечном итоге препятствует чрезмерному повышению артериального давления и способствует нормализации интенсивности почечного кровотока.

Интенсивность мозгового кровотока, в основном, зависит от величины артериального давления. Поэтому при повышении артериального давления интенсивность мозгового кровотока возрастает. Это приводит к тому, что из интерстиция мозгового слоя начинают вымываться осмотически активные вещества, в результате чего способность почек концентрировать мочу (см. подробнее ниже) резко уменьшается, возрастает диурез.

Оценка коркового кровотока представляет собой важную клиническую задачу. Она решается путем определения коэффициента очищения, или клиренса, для таких веществ как парааминогиппуровая кислота, от которой кровь очищается примерно на 92% при одно­актном прохождении через почки, или йодсодержащес рентгеноконтрастное вещество типа мадраст, от которого при однократном прохождении кровь очищается примерно на 90%. Очищение от этих веществ происходит как за счет процесса фильтрации, так и за счет про­цесса секреции.

Расчет ведется следующим образом: количество вещества (например, ПАГ), перешедшего за минуту в конечную мочу (произведение объема конечной мочи в минуту на концентрацию данного вещества в конечной моче, т. е. V х Uпаг), равно количеству данного вещест­ва, приходящего к почке за одну минуту — произведению объема плазмотока (С) на контрацию ПАГ в плазме (Рпаг), т. е. С х Рпаг. Исходя из этого соотношения, коэффициент очищения для ПАГ равен:

V x Uпаг

С = --------------

Rпаг

Например, концентрация парааминогиппуровой кислоты в плазме крови составляет 0,02 мг/мл; концентрация этой же кислоты в конечной моче — 2,53 мг/мл, объем конечной мочи - 1 мл/мин. В этом случае количество ПАГ, перешедшей за 1 минуту в конечную мочу составляет — 2,53 х 1 мл = 2,53 мг. Следовательно, такое же количество должно подойти к почке с плазмой. С учетом, что концентрация ПАГ в плазме = 0,02 мг/мл, то С = 2,53/0,02 = 126,5 мл/мин. Таков клиренс парааминогиппуровой кислоты, или такое количество плаз­мы освобождается от нее за 1 минуту, и таков объем плазмотока. Если гематокрит, к приме­ру, равен 45%, то в этом случае объем кровотока через почки составляет (123 х 100): 55=230 мл/мин. Этот показатель в конкретном примере свидетельствует о том, что плазмоток и кровоток через корковую часть почки у данного пациента снижены.

КЛУБОНКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ

Гломерулярная фильтрация, или просто фильтрация, — начальный и основной этап об­разования мочи. Скорость фильтрации зависит от эффективного фильтрационного давле­ния, которое определяется согласно известной модели Старлинга, объясняющей процесс фильтрации в капиллярах.

Фильтрация определяется, с одной стороны, величиной гидростатического давления, способствующего выходу жидкости из капилляра, а с другой стороны, величиной онкотического давления, создаваемого растворенными в плазме крупномолекулярными белками, которые препятствуют выходу жидкости из капилляров. Противодействует процессу фильт­рации гидростатическое давление, которое может иметь место за пределами капилляра. В почечных капиллярах клубочка величина гидростатического (капиллярного) давления вследствие близкого расположения почки от брюшной аорты достигает 70 мм рт. ст., вели­чина онкотического давления — в среднем 30 мм рт. ст., а величина гидростатического дав­ления ультрафильтрата плазмы составляет 20 мм рт. ст. Таким образом, эффективное филь-

373

трационное давление составляет 70 — 30 — 20=20 мм рт. ст. Этого давления достаточно, чтобы за 1 минуту образовалось 120 мл ультрафильтрата, или первичной мочи, у мужчин и около 110 мл/мин—у женщин,

При изменении величины гидростатического давления внутри капилляра, онкотического давления или давления ультрафильтрата неизбежно меняется и объем фильтрата. Падение артериального давления приводит к его уменьшению, а повышение артериального давления сопровождается его ростом.

Фильтрация осуществляется через фильтрационную поверхность, которая представлена тремя структурами: 1) эндотелием капилляров, 2) базальной мембраной, 3) эпителиальными клетками висцерального листка капсулы Боумена-Шумлянского (подоцитами).

Эндотелиальные клетки капилляров клубочков приспособлены для процесса фильтрации — здесь имеются огромные поры диаметром до 40—100 нм, которые пропускают практически все крупные частицы крови, включая белки, за исключением форменных элементов крови — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Основным барьером для фильтрации является базальная мембрана, которая отделяет эндотелиальные клетки капилляров от подоцитов. Базальная мембрана представляет собой трехслойную структуру, толщиной до 300 нм, в которой имеются поры. Их диаметр, вероятно, не превышает 8 нм поэтому частицы, имеющие размер больше 8 нм, не должны проходить через базальную мембрану. Эти поры изнутри содержат анионные локусы, которые препятствуют вхождению в такую пору отрицательно заряженных частиц, в том числе белков, несущих на себе эти частицы.

Дополнительным фильтром служат подоциты — эпителиальные клетки висцерального листка капсулы. Между ножками этих клеток имеются диафрагмы, пронизанные порами. Вероятно, диаметр этих пор тоже не превышает 8 нм, и поры содержат анионы. Все это вместе приводит к тому, что в норме при обычном кровотоке проницаемость белка резко ограничена. Крупные молекулы белка закупоривают поры и за счет наличия на белках ани­онных зарядов не подпускают к порам более мелкие молекулы белка.

374

Таблица 19. Диаметр, молекулярная масса и очищение (в % к инулину)

Вещество	Мол. масса	Диаметр, нм	Очищение, %
инулин	5200	2,96	100
миоглобин	19000	3,76	75
яичный альбумин	43600	5,46	22
гемоглобин	68000	6,36	3
Сывороточный альбумин	69000	7,1	меньше 0,01

Сравним диаметры молекул, проходимость которых для фильтрационного барьера аб­солютная: воды — 0,20 нм, мочевины — 0,32 нм, глюкозы — 0,72 нм.

Если вещество имеет молекулярную массу больше 80000, то оно абсолютно непроходи­мо через фильтрационную поверхность почки в нормальных условиях.

Если пора теряет анионные локусы, что, например, бывает при нефропатиях, нефритах, то она становится проницаемой для многих белков.

Известны вещества, которые способствуют восстановлению анионных локусов на филь-трационной мембране. Таким веществом, например, является гепарин. Есть вещества, ко­торые, наоборот, уменьшают их наличие на фильтрационной поверхности, например, антибиотики.

Итак, в процессе фильтрации вместе со 120—110 мл воды фильтруются все низкомоле- кулярные вещества, которые свободно проходят через фильтрационную поверхность, за исключением большей части белков и форменных элементов крови. Поэтому ультрафильтрат напоминает по концентрации веществ плазму. Так, в плазме и фильтрате концентрация ионов такова: натрий — 140—143 ммоль/л; калий — 4,5; кальций — 2,5; магний — 1; хлор — 165; бикарбонаты — 26; фосфаты — 1,1; сульфаты — 0,5; глюкоза — 5,5; мочевина — 5;

аминокислоты — 2,5—3,5 ммоль/л.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФИЛЬТРАЦИИ

Оно основано на оценке клиренса, т. е. очищения плазмы от веществ, которые фильтру­ются, но не реабсорбируются и не секретируются. Так ведет себя, например, инулин (поли­мер фруктозы).

Клиренс — это объем плазмы, который целиком очищается почкой от данного вещества за 1 минуту. Если определить клиренс инулина, т. е. объем плазмы, который полностью очищается от инулина, то тем самым будет найден и объем фильтрации, так как именно этот объем уйдет из плазмы. Определение клиренса проводится (как и в отношении пара-аминогиппуровой кислоты) по формуле: С= (концентрация вещества в моче х объем мочи за 1 минуту): концентрация вещества в плазме.

Например, концентрация инулина в плазме крови равна 1,6 мг/мл, концентрация инули­на в моче — 39,5 мг/мл, объем конечной мочи — 5 мл/мин. Тогда клиренс инулина, или объем фильтрации по инулину, будет равен: С = (39,5 ^х 5): 1,6 = 123,4 мл/мин. Сложность определения клубочковой фильтрации по инулину состоит в том, что необходимо некото­рое время, в течение которого собирается моча, поддерживать на постоянном уровне кон­центрацию инулина в плазме, т. е. вводить инулин с определенной скоростью.

Регуляция скорости фильтрации осуществляется за счет поддержания кровяного давле­ния с помощью миогенного механизма, ренин-ангиотензинового, простагландинового и брадикининового механизмов, о чем уже говорилось выше. Известно, что во время болевой реакции объем фильтрации резко уменьшается — возникает болевая анурия. Во время краш-синдрома (синдрома раздавливания) тоже происходит резкое уменьшение образования мочи.

375

Все это указывает на то, что симпатические влияния, другие факторы могут резко снижать величину клубочкового кровотока и тем самым уменьшать объем фильтрации. Так как поч­ки участвуют в регуляции системного кровотока, в том числе в процессах перераспределе­ния, то анурия может возникать при очень интенсивной мышечной работе, при высокой температуре среды, когда большая часть крови оттекает в кожные покровы.

Значительное снижение фильтрации может иметь место при эмоциональных напряже­ниях как результат спазма сосудов почки.

РЕАБСОРБЦИЯ В ПОЧЕЧНЫХ КАНАЛЬЦАХ

Все ценные, необходимые вещества реабсорбируются в почечных канальцах. Так, на­трий реабсорбируется на 99%, калий — на 90%, кальций — на 99%, магний — на 94%, хлор — на 99%, бикарбонаты — на 99%, фосфаты — на 90%, сульфаты — на 69%, глюкоза (если ее содержание не превышает норму) — на 100%, аминокислоты — на 90%, вода — на 99%, мочевина — на 53%. В итоге, объем конечной мочи достигает 1,0—1,5 л в сутки. Основная масса молекул реабсорбируется в проксимальном извитом канальце, и меньше — в петле Генле, в дистальном извитом канальце и собирательных трубках. Реабсорбция веществ осу­ществляется с участием различных механизмов, главным из которых является активный транспорт (первично-активный, вторично-активный, эндоцитоз). Поэтому при нарушении энергообразования реабсорбция многих веществ снижается, что приводит к увеличению диуре­за. Если мощность системы реабсорбции недостаточна для полного реабсорбирования вещест­ва, то тогда это вещество появляется в конечной моче, а вместе с ним — дополнительная пор­ция воды, и таким образом возникает полиурия, или повышение диуреза. В частности, это на­блюдается при повышении уровня глюкозы в крови, в результате чего возникает сахарный диабет, или сахарное мочеизнурение.

Реабсорбция глюкозы. Осуществляется за счет вторично-активного транспорта: на апи­кальной поверхности мембраны имеется переносчик, который обладает большим сродством к глюкозе и ионам натрия. Когда глюкоза и натрий оккупируют этот переносчик, то в силу градиента концентрации для ионов натрия переносчик вместе с глюкозой и натрием пересекает плазматическую мембрану и входит внутрь клетки, где комплекс распадается на составные компоненты. Благодаря этому внутри почечного эпителия создается высокая концентрация глюкозы (больше, чем в плазме, т. е. выше 5,5 ммоль/л), поэтому в дальней­шем по градиенту концентрации глюкоза покидает почечный эпителий, переходит в интерстиций (с участием переносчика за счет облегченной диффузии), а далее — уходит в кровоток. За 1 минуту почки мужчин могут реабсорбировать не более 375 мг глюкозы, а почки

376

женщин — около 300 мг. Поэтому, при повышении концентрации глюкозы в крови, напри­мер, в 3 раза по сравнению с нормой (в норме — 5,5 ммоль/л или 1,2 мг/мл, в данном приме­ре — 16,5 ммоль/л или 3,6 мг/мл) при нормальном объеме фильтрации, равном 120 мл/мин, в фильтрат за 1 минуту будет проходить 120 х 3,6 мг/мл = 432 мг глюкозы в 1 минуту. Так как мощность системы транспорта глюкозы ограничена, то у мужчины в мочу будет пере­ходить 432 - 375 = 57 мг/минуту, а у женщин — 432 - 300 = 132 мг/минуту глюкозы.

Таким образом, в норме глюкоза практически отсутствует в моче (за сутки ее теряется те более 130 мг), а при гипергликемии возникает глюкозурия.

Еще раз следует подчеркнуть, что транспорт глюкозы — процесс активный, энергия на транспорт глюкозы используется на создание натриевого градиента, т. е. для работы натри­евого (натрий-калиевого, натрий-водородного) насоса.

Реабсорбция аминокислот. 90% аминокислот реабсорбируется в канальцах почки. Этот процесс осуществляется с помощью вторично-активного транспорта (энергия — в резуль­тате работы натриевого насоса), в котором имеется, вероятно, 4 различных транспортных системы для переноса аминокислот (см. подробнее «Пищеварение, всасывание аминокис­лот»): 1) для переноса нейтральных аминокислот — валина, фенилаланина, аланина; 2) для переноса основных аминокислот — аргинина, цистина, лизина, орнитина; 3) для реабсорбции иминокислот (пролина, гидроксипролина) и глицина; 4) для переноса дикарбоновых

377

кислот — глутаминовой кислоты, аспарагиновой кислоты. Генетические дефекты приводят к тому, что соответствующие аминокислоты не реабсорбируются (и не всасываются в ки­шечнике). Например, при болезни Хартнупа нарушена реабсорбция валина, фенилаланина, аланина, а при синдроме Фанкони нарушен транспорт глутаминовой и аспарагиновой кислот.

Реабсорбция белков. В норме небольшое количество белка (не более 30 мг в минуту) попадает в фильтрат и реабсорбируется. За сутки фильтруется и реабсорбируется 1,8—18 г белка, а с конечной мочой уходит не более 20—75 мг белка в сутки.

Процесс реабсорбции белка осуществляется с помощью пиноцитоза (эндоцитоза) — эпителий почечного канальца активно захватывает белок, образуя вокруг него пиноцитозный пузырек. Войдя в клетку, белок подвергается гидролизу со стороны ферментов лизосом и превращается в аминокислоты, которые выходят в интерстиций и попадают в конеч­ном итоге в кровь. Процесс пиноцитоза (эндоцитоза) активный, требует затраты энергии, которая освобождается при гидролизе АТФ. За 1 минуту с помощью пиноцитоза реабсорби­руется не более 30 мг белка. Поэтому при повышенной фильтрации белка он появляется в конечной моче. Протеинурия считается слабой, если за сутки теряется с мочой до 0,5 г белка, умеренной — при потере до 4 г белка, и тяжелой — когда потери превышают 4 г в сутки. В клинике наблюдались случаи потери белка, превышающие 50 г в сутки.

В физиологических условиях тоже возможна Протеинурия. Например, после тяжелой мышечной работы (маршевая альбуминурия), при переходе из горизонтального в верти­кальное положение (ортостатическая альбуминурия), при повышении венозного давления. При патологии — это имеет место при нефритах, нефропатиях, а также при гиперпротеинемии, например, при миеломной болезни появляется в моче белок Бенс-Джонсона.

Реабсорбция жиров. Вероятно, в силу хорошей жирорастворимости жирные кислоты,з триглицериды, фосфолипиды хорошо реабсорбируются.

Реабсорбция слабых органических кислот и оснований. Многие лекарственные вещества представляют собой либо слабые основания, либо слабые кислоты. Поэтому вопрос о реаб­сорбции слабых оснований и кислот представляет определенный интерес. Установлено, что в ионизированном состоянии слабые основания и слабые кислоты плохо проходят через почечный эпителий, поэтому они не реабсорбируются и выводятся с мочой. Недиссоциированные кислоты и основания в силу концентрирования мочи могут по градиенту концентрации переходить в кровь, т. е. реабсорбироваться. Если моча щелочная, то слабые кислоты ионизируются и поэтому не реабсорбируются. Вот почему при отравлении фенобарбиталом или ацетилсалициловой кислотой (слабыми кислотами) для их быстрого выведения из организма необходимо введение щелочных растворов, например, бикарбоната натрия, что­бы мочу сделать щелочной и перевести кислоты в ионизированное состояние, чтобы способствовать их выделению.

Для слабых щелочей недиссоциируемость возникает в кислой среде, поэтому для усиления выделения щелочей требуется вводить в кровь кислые продукты (закислять мочу).

Реабсорбция мочевины. Мочевине принадлежит важная роль в функции почки, в частности, в механизмах концеитрирования мочи.

Мочевина хорошо фильтруется. Когда моча идет по проксимальному канальцу, то она концентрируется за счет всасывания веществ и концентрация мочевины возрастает, поэтому по градиенту концентрации мочевина частично уходит через эпителий в кровь. Но ско­рость этого процесса невысокая, и поэтому лишь часть мочевины реабсорбируется. Ос­тальная часть мочевины проходит в составе первичной мочи до собирательных трубок. При концентрироваии мочи в собирательных трубках возрастает концентрация мочевины, и она устремляется в интерстиций, создавая здесь примерно 50% осмотического давления. Этот переход во многом зависит от антидиуретического гормона. Из интерстиция в силу градиента концентрации мочевина вновь попадает в восходящую часть петли Генле, и таким образом, совершается так называемый внутрипочечный круговорот мочевины. Следует все-таки подчеркнуть, что организм избавляется от избытка мочевины, так как часть ее покидает почки с мочой.

378

Реабсорбция бикарбонатов. Бикарбонаты хорошо фильтруются и их концентрация в филь­трате составляет 25—28 ммоль/л. Если бы они не реабсорбировались, то организм ежесу­точно терял бы огромное количество бикарбонатов — основного компонента бикарбонатного буфера крови, и потому имел бы место ацидоз. Но в почках предусмотрен механизм реабсорбции бикарбонатов — он сопряжен с процессами регуляции кислотно-щелочного равновесия и потому будет рассмотрен подробнее ниже.

Реабсорбция натрия. Основная часть ионов натрия (до 65%) реабсорбируется в прокси-мальных канальцах, 25% — в петле Генле (восходящая часть), 9% — в дистальных канальцах нефрона и около 1% — в собирательных трубках. Благодаря этому почки почти 99% фильтру­емого натрия возвращают назад. Натрий является ценным ионом — его реабсорбция важна не только для сбережения этого иона, но и для транспорта глюкозы, аминокислот.

Предполагается как минимум 3 механизма активного транспорта натрия; натрий-калие­вый насос, натриевый насос и натрий-водородный насос. Натрий-калиевый насос работает по принципу обмена ионов натрия на ионы калия. Расположен он на базальной части эпите­лия почечного канальца, в результате его активности ионы натрия выносятся из эпителия и в них создается пониженная концентрация натрия, поэтому натрий из просвета канальцев по градиенту концентрации (как правило, вместе с глюкозой или аминокислотой) входит в клетку, а потом из нее выносится в интерстиций и кровь. В обмен на натрий из крови выно­сится (секретируется) калий. Таким образом, реабсорбция натрия частично связана с секре­цией калия. Полагают, что около 40% натрия переносится за счет работы калий-натриевого насоса. Этот насос чувствителен к строфантину К (блокатор насоса) и регулируется альдостероном: под влиянием этого гормона увеличивается синтез белков — компонентов насо­са и возрастает мощность реабсорбции натрия. Полагают, что натрийуретический гормон (атриопептин) угнетает работу этого насоса.

Натрий-водородный насос работает по типу выноса из клетки избыточного содержания

Гов водорода, в результате чего в клетку вносится ион натрия. Натриевый насос изолированно, независимо от ионов калия, совершает выброс на­трия из эпителиальной клетки в интерстиций, откуда натрий поступает в кровь. По мнению Р. Шмидта и Т. Тевса (1996), часть натрия поступает в интерстиций пассивно — вместе с растворителем, который идет из просвета канальца в интерстиций, где создается за счет натрия высокое осмотическое давление.

Помимо участия натрия в транспорте аминокислот и глюкозы, он играет исключитель­но важную роль (вместе с ионами хлора) в создании осмотически активной среды в интер­стиций мозгового слоя почки, через которую проходят петли Генле и собирательные труб­ки. Благодаря этому в почках возможен механизм концентрирования мочи.

Реабсорбция калия. Калий хорошо фильтруется. Если бы не было механизма его реаб­сорбции, то весь калий уходил бы из организма. Почти 90% профильтровавшегося калия реабсорбируется в проксимальном канальце нефрона, 10% — проходит в дистальные части (возможно, эти 10% — результат секреции). Если уровень калия в крови низкий, то в дис­тальных участках нефрона эти 10% полностью реабсорбируются, если же уровень калия выше нормы (больше 4,5 ммоль/л), то эти 10% могут покинуть почку с мочой.

Реабсорбция калия осуществляется, вероятно, с участием калиевого насоса. Предпола­гается, что такой насос расположен на апикальной части эпителия почечного канальца. &креция калия осуществляется за счет работы калий-натриевого насоса, расположенного Ь базальной части эпителиальной клетки.

Альдостерон за счет активации калий-натриевого насоса увеличивает секрецию калия. Инсулин, наоборот, способствует реабсорбции калия.

Реабсорбция кальция. В проксимальном канальце реабсорбируется около 63% всего профильтровавшегося кальция, в петле Генле — 23%, около 11% — в дистальном извитом канальце, 2,8% — в собирательных трубках и лишь 0,2% кальция экскретируется с мочой. Реабсорбция кальция усиливается паратгормоном и тормозится тирокальцитонином.

379

Реабсорбция воды. Вода реабсорбируется пассивно за счет транспорта осмотически ак'тивных веществ: например, при транспорте глюкозы, аминокислот, белков, ионов, в том числе натрия, калия, кальция, хлора. Огромную роль играет осмос: в интерстиции создаются участки высокой осмотической активности, и вода из просвета канальцев устремляется в интерстиций. Основная часть воды реабсорбируется в проксимальных канальцах и в нисходящей части петли Генле, много воды реабсорбируется в собирательных трубках, где этот процесс зависит от двух факторов: а) от осмотического давления в интерстиции и 2) от уровня в крови АДГ и числа рецепторов к АДГ в эпителии собирательных трубок. Если АДГ не продуцируется или секретируется мало, то за сутки потеря воды с мочой может достичь 25 литров. Этот пример показывает мощность реабсорбции воды в собирательных трубках.

При снижении реабсорбции осмотически активных веществ уменьшается и реабсоробция воды, например, при наличии в конечной моче глюкозы вместе с ней уходит и вода. Среди фармакологических средств, предназначенных для повышения суточного диуреза, имеются осмотически активные вещества, например, маннит, мочевина. При отеке мозга, легких внутривенно вводится маннит, вещество, которое фильтруется, но не реабсорбиру­ется, поэтому вместе с ним из организма уходит вода.

СЕКРЕЦИЯ В ПОЧКАХ

Она осуществляется за счет работы специальных механизмов, которые позволяют поч­кам избирательно освобождать кровь от содержащихся в ней ненужных организму веществ. Механизм секреции заключается в том, что секретируемое вещество покидает кровь и идет в интерстиций: здесь, за счет активного транспорта, создается низкая концентрация этого вещества и с помощью этого же механизма секретируемое вещество вводится в эпителий канальца, откуда по градиенту концентрации вещество идет в первичную мочу, т. е. в про­свет канальца. Подобный механизм существует для парааминогиппуровой кислоты (ПАГ). Благодаря этому транспорту удается (вместе с фильтрацией) очищать кровь от параамино­гиппуровой кислоты при однократном ее прохождении через почки, что используется на практике с целью определения величины коркового плазмотока (см. выше). С помощью секреции организм освобождается от слабых кислот и оснований, красителей, лекарствен­ных веществ. Очевидно, подобно иммунологической защите, в процессе эволюции были 'наработаны такие транспортные частицы, которые «тропны» к чужеродным веществам, способствуя их выведению из организма. Секреция — это активный процесс, требующий затраты энергии.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РЕАБСОРБЦИИ И СЕКРЕЦИИ В ПОЧКАХ

О процессах реабсорбции и секреции какого-либо вещества можно судить на основания определения его содержания в моче и скорости выведения с мочой. Так, если в моче появля­ется глюкоза или белок, то это свидетельствует о том, что эти вещества недостаточно пол­ностью реабсорбируются. Для определения величины реабсорбции и секреции веществ» необходимо знать следующее.

а) Скорость перехода данного вещества в фильтрат, для чего необходимо знать объем фильтрации и концентрацию данного вещества в фильтрате (в плазме). Например, объем фильтрации по инулину равен 120 мл/мин, а концентрация вещества, например, мочевины, в плазме — 0,13 мг/мл. Следовательно, в фильтрат каждую минуту переходит 120 х 0,13 = 15,бмг/мин.

б) Скорость перехода данного вещества в конечную мочу, для чего надо знать объем конечной мочи (мл/мин) и концентрацию вещества в конечной моче. Например, за 1 минуту образуется 5 мл/мин мочи, а концентрация в ней мочевины равна 1,9 мг/мл, следовательно, за 1 минуту переходит в конечную мочу 9,5 мг мочевины.

380