- •Справочный материал по Физиологии.
- •Глава 26 – Почка.
- •Почечный кровоток
- •Паренхима почки
- •Оценка экскреторной фуНкции почек
- •Экскреция
- •Фильтрация
- •Фильтрационный барьер
- •Параметры фильтрации
- •Регуляция почечного кровотока и фильтрации
- •Авторегуляция
- •Сосудистоактивныерегуляторы
- •Транспорт в почечных канальцах
- •Мочевина
- •Олигопептиды и белки
- •Почки и кислотно–щелочное равновесие
Фильтрационный барьер
Фильтрационный барьер (рис. 26–8Б,В) состоит из эндотелия капилляров, базальной мембраны и фильтрационных щелей между ножками подоцитов.
Эндотелиальныеклеткикапилляровмаксимально уплощены, за исключением области, содержащей ядро. Уплощённая часть клетки содержит не затянутые диафрагмой фенестры (овальные окна) полигональной формы диаметром 70 нм, суммарно занимающие примерно 30% всей поверхности эндотелия. В результате плазма крови непосредственно контактирует с базальной мембраной. Таким образом, эндотелиальная часть фильтра задерживает только клеточные элементы, но не плазму крови.
Базальнаямембранатолщиной до 300 нм формируется за счёт синтетической активности подоцитов и мезангиальных клеток. Основу базальной мембраны образует мелкоячеистая сеть, образованная молекулами коллагена типа IV, ламинина и связывающих их сульфатированного гликопротеина энтактина. Отрицательно заряженные цепи гепарансульфата, присутствующие в составе протеогликанов базальной мембраны, препятствует прохождению сквозь неё анионов, в том числе и анионных белков плазмы. Вещества с Mrдо 1 кД проходят через базальную мембрану свободно, до 10 кД в ограниченном количестве, а более 50 кД — в ничтожных количествах.
Мезангиальныеклетки(см. рис. 26–8Г). Внутренний листок капсулы не полностью покрывает каждый отдельный капилляр клубочка. Между капиллярами, не имеющими в таких местах общей с эпителием базальной мембраны, располагаются отростчатые мезангиальные клетки. В цитоплазме мезангиальных клеток в большом количестве присутствуют микрофиламенты. Поэтому мезангиальные клетки обладают сократительной активностью и способны уменьшать площадь наружной поверхности стенки капилляров, через которую происходит фильтрация, снижая таким образом её уровень. Мезангиальные клетки фагоцитируют остатки базальных мембран и синтезируют макромолекулы межклеточного вещества, а такжефактор активации тромбоцитов (PAF).
Фильтрационныещелиобразованы лабиринтом щелевидных пространств между малыми ножками подоцитов. Фильтрационные щели имеют ширину около 25 нм и затянуты щелевыми диафрагмами (сеть с ячейками размерами от 4 до 14 нм). Щелевые диафрагмы содержат отрицательно заряженные гликопротеины, белок нефрин, а в участках соединения диафрагм с плазмолеммой ножек подоцитов присутствует белок плотных контактов. Ножки подоцитов (за счёт актиновых микрофиламентов) в широких пределах изменяют свою толщину, что неизбежно сказывается на ширине фильтрационных щелей.
Параметры фильтрации
Клубочковую фильтрацию характеризуют различные параметры (объём фильтрата, скорость клубочковой фильтрации — СКФ, эффективное фильтрационное давление, показатель фильтруемости, разности осмотического давления между просветом капилляра и полостью эпителиальной капсулы, характер фильтруемых ионов и молекул).
Объёмпервичной мочи (отфильтрованной плазмы крови) составляет 10% от объёма крови (20% от объёма плазмы), протекающей по капиллярам клубочка (для взрослого человека 10% от 1800 л крови/сут = 180 л ультрафильтрата/сут, или 125 мл/мин).
СКФ(см. также выше, в том числе уравнение 26–2) определяют из уравнения:
Уравнение26–4
СКФ = KfPUF
где Kf— коэффициент фильтрации, а PUF— эффективное фильтрационное давление.
Коэффициентфильтрации(Kf) зависит от гидравлической проводимости клубочковых капилляров и площади фильтрации. При СКФ 125 мл/мин и при PUF10 мм рт.ст величина Kfсоставляет примерно 12,5 мл/мин/мм рт.ст. (на 100 г массы почки — 4,2 мл/мин/мм рт.ст., что минимально в 200 раз больше, чем Kfв любой другой ткани.
Увеличение значения KfповышаетСКФ.
Уменьшение значения KfпонижаетСКФ.
Эффективноефильтрационноедавление(PUF, силыСтарлинга, или движущая сила фильтрации):
Уравнение26–5
PUF= (PGS— PBS) — (GS—BS)
где PGC— гидростатическое давление в просвете клубочковых капилляров (в норме около 50 мм рт.ст. и не изменяется по длине капилляра), PBS— гидростатическое давление в полости капсулыБоумена–Шумлянского(в норме около 10 мм рт.ст.),gc— онкотическое давление крови в просвете клубочковых капилляров (в начале каждого клубочкового капилляра в норме около 25 мм рт.ст., но постепенно увеличивается, достигая к концу капилляра 30 мм рт.ст.), аbs— онкотическое давление фильтрата в полости капсулы Боумена–Шумлянского (в норме величина этого давления пренебрежимо мала). Реальные значения параметров (мм. рт.ст.) в начальном и конечном отделе капилляров почечного тельца приведены в табл. 26–2.
Таблица 26–2. Эффективное фильтрационное давление в капиллярах почечного тельца
началокапилляра |
|
конецкапилляра |
60 |
PGC |
58 |
0 |
bs |
0 |
–15 |
PBS |
–15 |
–28 |
gc |
–35 |
=17мм рт.ст |
PUF (эффективноефильтрационноедавление) |
=8мм рт.ст |
Увеличение значений PGCиbs повышаетСКФ.
Увеличение значений PBSиgc уменьшаютСКФ.
Показательфильтруемости(UFX/Px) — отношение концентрации вещества X в ультрафильтрате (UFX) к концентрации вещества X в плазме крови — зависит от молекулярной массы и эффективного молекулярного радиуса вещества X.
Показательфильтруемости(UFX/ Px) составляет (в скобках — первое значение молекулярная масса, второе — эффективный молекулярный радиус, или радиус Эйнштейна–Стокса [численно равен сфере, диффундирующей с той же скоростью, что и исследуемое вещество]):1— для Na+(23; 0,10 нм), K+(39; 0,14 нм), Cl–(35,5; 0,18 нм), воды (18; 0,15 нм), мочевины (60; 0,16 нм), глюкозы (180; 0,33 нм), сахарозы (342; 0,44 нм), белка Бенс–Джонса (44 000; 2,77 нм);0,98для инулина (5200; 1,48 нм);0,8для лизоцима (14 600; 1,90 нм),0,75для миоглобина (16 900; 1,88 нм),0,4для лактоглобулина (36 000; 2,16 нм),0,03для Hb (68 000; 3,25 нм), менее0,01для сывороточного альбумина (69 000; 3,55 нм).
UFX/PX1. Вещества с малой молекулярной массой (<5,5 кД) и небольшим эффективным молекулярным радиусом (вода, мочевина, глюкоза, инулин), как правило, имеют в фильтрате ту же концентрацию, что и в плазме крови.
UFX/PX1. С увеличением молекулярной массы веществ их концентрация в фильтрате прогрессивно уменьшается (например, в ультрафильтрате обнаруживаются лишь следы сывороточного альбумина). Тем не менее, показатель фильтруемости для лизоцима, миоглобина, лактоглобулина и массы других белков с молекулярной массой до 30 кД достаточен для появления в фильтрате ощутимых их количеств.
Электрическийзаряд. Поскольку ячейки сети в базальной мембране и фильтрационные щели несут отрицательный заряд, это обстоятельство ограничивает фильтрацию анионов и способствует фильтрации катионов. Однако, при этом существенное значение имеют величины молекулярных массы и радиуса заряженных веществ.
Ионы Na+, K+, Cl–и другие низкомолекулярные вещества с эффективным молекулярным радиусом2 нм свободно проходят через фильтр.
При эффективном молекулярном радиусе от 2 нм до 4 нм фильтрация анионов существенно ограничена.
При эффективном молекулярном радиусе 4 нм практически не фильтруются ни анионы, ни катионы.
При гломерулонефрите (воспаление паренхимы почки) отрицательный заряд фильтра существенно снижен, что приводит к увеличению фильтрации анионов. При этом в фильтрате значительно увеличивается количество сывороточного альбумина (заряжен отрицательно при физиологических значениях pH) и развивается альбуминурия.
Составклубочковогофильтрата. В результате фильтрации состав первичной мочи оказывается близким к составу плазмы, но в ультрафильтрате нет клеточных элементов крови и относительно мало белка. В частности в первичной моче отсутствуют макромолекулы, эффективный радиус которых превышает 4 нм.