Мочевина

Мочевина — конечный продукт катаболизма аминокислот — образуется в печени из NH₄⁺, её концентрация в крови (азот мочевины) — 2,5–8,32 ммоль/л. Все 100% мочевины фильтруется в почках, экскретируется с мочой около 40% отфильтрованной мочевины (ежесуточно 20–35 г). В почках мочевина и реабсорбируется (проксимальный отдел нефрона и собирательные протоки), и секретируется (тонкая часть петлиХенле), в итоге почку покидает венозная кровь, содержащая 5% от поступившей в почки мочевины (рис. 26–11).

Рис.26–11.Транспорт мочевины между канальцами, интерстицием и кровеносными сосудами[2]. Значения в овалах — содержание (в %) от отфильтрованного (100%).

 Проксимальный отдел нефрона. Мочевинареабсорбируетсяпростой диффузией по околоклеточному (частично трансклеточному) пути.

 Тонкая часть петли Хенле. Здесь при помощи облегчённой диффузии происходитсекрециямочевины (транспортёр UT2).

 Дистальные канальцы нефрона исобирательные трубочкиреабсорбируютмочевину по механизму облегчённой диффузии: транспортёр UT1 переносит мочевину в клетку, транспортёр UT4 выводит мочевину из клетки. Аргинин вазопрессин (АДГ) стимулирует активность UT1, но не UT4.

Глюкоза

Концентрация глюкозы в плазме крови натощак — 4–5,5 мМ (3,58–6,05 ммоль/л, 85–115  мг%). В почках глюкоза отфильтровывается полностью и практически полностью и активно (против концентрационного градиента) реабсорбируется в начальных отделах проксимального отдела нефронов. Секреции глюкозы нет, поэтому с мочой экскретируются следовые количества этого сахара. Глюкоза поступает в эпителий канальцев посредством активного сочетанного транспорта с Na⁺(электрогенные контранспортёры SGLT), а покидает клетки облегчённой диффузией через Na⁺–независимые транспортёры GLUT.

Порог экскреции глюкозыс мочой — 250 мг% (~14 мМ). При дальнейшем увеличении концентрации глюкозы в плазме крови экскреция линейно возрастает. Поскольку порог экскреции значительно выше нормальной концентрации глюкозы (~5,5 мМ), и организм тщательно поддерживает этот параметр, здоровые лица не экскретируют глюкозу с мочой. Даже при сахарном диабетеглюкозурияне появляется до превышений порога экскреции.

Аминокислоты. Концентрация L-аминокислот в крови около 2,4 мМ. Это преимущественно всосавшиеся в ЖКТ аминокислоты. В почках отфильтровываются все аминокислоты, 98% — всасывается в проксимальных извитых канальцах по трансклеточному пути при помощи различных Na⁺–зависимых котранспортёров и Na⁺-независимой облегчённой диффузии, выход аминокислот в межклеточное пространство происходит по механизму облегчённой диффузии.

Олигопептиды и белки

 Фильтрация. Считают, что макромолекулы с мол. массой выше 40 000 не отфильтровываются. Однако, этот ориентировочный порог не абсолютен. Например, концентрация альбуминов в фильтрате очень низка (от 4 до 20 мг/л, т.е. от 0,01% до 0,05% от концентрации альбумина в плазме крови); тем не менее, при СКФ 180 л/сут, количество отфильтрованного альбумина составляет 0,7–3,6 г/сут. В то же время экскреция альбумина с мочой — около 30 мг/сут. Таким образом, реабсорбируется до 99% отфильтрованного альбумина.

 Реабсорбция. Перенос олигопептидов через щёточную каёмку осуществляют H⁺–зависимые котранспортёры, тогда как белки поступают в клетки путём опосредованного рецепторами эндоцитоза. Эндоцитозные пузырьки сливаются с лизосомами, где происходит гидролиз белков до аминокислот и олигопептидов. Олигопептиды расщепляются пептидазами до аминокислот как в щёточной каёмке, так и в цитоплазме эпителиальных клеток. Аминокислоты поступают в интерстиций по механизму облегчённой диффузии.

Карбоновые кислоты. Монокарбоксилаты (лактат, пируват, ацетоацетат,-гидроксибутират), соли ди– и трикарбоновых кислот (‑кетоглутарат, малат, сукцинат и цитрат) реабсорбируются трансклеточно практически полностью в проксимальных извитых канальцах. Экскреция карбоновых кислот — кетоновых тел (ацетоацетат и-гидроксибутират — происходит при голодании и сахарном диабете.

Органические анионы. Различные органические анионы (метаболиты эндогенно катаболизируемых соединений и экзогенно поступивших ЛС, а также парааминогиппуровая кислота) как фильтруются, так и секретируются. Секреция этих анионов (в том числе оксалатов, солей жёлчных кислот, пенициллина) происходит в проксимальных и дистальных отделах нефрона при помощи анионообменников (в обмен на Cl^–, ураты и OH^–просвета канальцев).

Ураты— моновалентные анионы — конечный продукт катаболизма пуринов. Их концентрация в плазме крови — 3 –7 мг% (0,2–0,4 мМ). Почки отфильтровывают ураты, в проксимальном отделе нефронов реабсорбируют их (пассивная диффузия и активный транспорт), затем снова происходит их секреция и повторная реабсорбция. С мочой экскретируется примерно 10% отфильтрованных уратов.

Органические катионы[как множество эндогенных (в том числе нейромедиаторы и креатинин), так и экзогенных (например, морфин, хинин, амилорид] секретируются на протяжении второй половины проксимального отдела нефрона. Их поглощение из интерстиция происходит при помощи облегчённой диффузии, а выход в просвет канальцев осуществляет протонно–катионный обменник.

Фосфаты. Концентрация фосфатов в плазме крови — 4,2 мг%, 50% находится в ионизированной форме (HPO₄^2–— четыре пятых, H₂PO₄^–— одна пятая), 40% — в электролитных комплексах, 10% связаны с белками. В почках фильтруются фосфаты в ионизированной и комплексной формах. Ежесуточно фильтруется примерно на порядок величины больше содержания фосфатов в межклеточной жидкости и почти столько же реабсорбируется в проксимальном отделе нефрона при помощи котранспортёра натрия и фосфатов. Гормон паращитовидной железы ингибирует активность этого транспортёра. Некоторое количество фосфатов секретируется в просвет канальцев.

Кальций. Концентрация элементного кальция в плазме крови — 2,2–2,7 мМ. Около 40% кальция связано с белками и в почках не фильтруется, 60% кальция фильтруется из крови, это кальций карбонатов, цитратов, фосфатов и сульфатов (15%) и ионизированный кальций (45%, 1,0–1,3 мМ). 99,5% отфильтрованного кальция реабсорбируется: 65% в проксимальном отделе (этот процесс происходит автоматически и гормонально не контролируется), 35% в толстом отделе петлиХенлеи дистальных извитых канальцах (в этих канальцах происходит гормональный контроль реабсорбции Ca²⁺). Гормон паращитовидной железы и витамин Dстимулируютреабсорбцию Ca²⁺, тогда как [Ca²⁺] в плазме крови —подавляютреабсорбцию Ca²⁺.

Магний. Концентрация магния в плазме крови — 0,8–1,0 мМ (1,8–2,2 мг%), 30% магния связано с белками. 70% магния фильтруется в почках: из них менее 10% находится в составе фосфатов, цитратов и оксалатов, 60% — ионизированный магний (Mg²⁺). Менее 5% отфильтрованного магния экскретируется с мочой, 95% реабсорбируется преимущественно по околоклеточным путям во всех отделах нефрона, но главным образом (70%) в толстом восходящем колене петлиХенле. Гормон паращитовидной железыусиливаетреабсорбцию во всех канальцах нефрона.