7

Регуляция мочеобразования.

Регуляция – это изменение фильтрации, реабсорбции, секреции в связи с потребностями гемостаза.

Факторы, влияющие на мочеобразование.

1) Гемодинамика.

а) Изменение системного АД отражается на фильтрации.

б) Изменение гидростатического давления в мальпигиевом клубочке. Зависит от соотношения диаметра приносящей и выносящей артериолы, влияет на фильтрацию.

2) Проницаемость почечного фильтра. В норме он не должен пропускать крупномолекулярные белки.

3) Выраженность пассивной реабсорбции зависит от различных градиентов и площади диффузии.

4) Выраженность активной реабсорбции зависит от количества переносчиков и АТФ.

5) На характер мочеобразования влияет наличие пороговых и беспороговых веществ. Выведение их с мочой увеличивает диурез.

Уровни регуляции мочеобразования.

1) экстраренальный

↓ ↓

нервный гуморальный

2) ренальный

↓ ↓

нервный гуморальный

3) клеточный → гистомеханический

↓

гуморальный

Характеристика экстраренального уровня регуляции.

Нервная регуляция осуществляется симпатической и парасимпатической системами.

Активность симпатической системы влияет:

1) на фильтрацию. Слабое возбуждение симпатической системы суживает выносящую артериолу и увеличивает фильтрацию. Сильное возбуждение – суживает приносящую артериолу и снижает фильтрацию. Пример – болевая анурия. Но в этом случае нервный компонент дополняется действием АДГ.

2) на реабсорбцию – стимулирует транспорт натрия в дистальных канальцах и собирательных трубках.

Парасимпатическая система:

а) активизирует реабсорбцию глюкозы в проксимальном канальце.

б) активизирует секрецию органических кислот.

Условнорефлекторная регуляция мочеобразования проявляется в возможности выработки условных рефлексов.

Нервная регуляция мочеобразования имеет меньшее значение, чем гуморальная. Это доказано тем, что почку пересадили на шею, нарушив ее иннервацию. При этом существенно не изменился.

Гуморальная регуляция.

1) Катехоламины выделяются мозговым веществом надпочечника при боли, страхе, стрессе, отрицательных эмоциях. Малые концентрации суживают выносящую артериолу и увеличивают фильтрацию.

Большая концентрация суживает приносящую артериолу и снижает фильтрацию.

2) АДГ – обеспечивает натрий независимый транспорт воды, снижает порог жажды.

Схема действия гормона. Выделяется при повышении Росм. и снижении ОЦК.

↑ Р. осм → осморецепторы

↑ОЦК → волюморецепторы → гипоталямус → АДГ → задняя доля гипофиза → канальцевый эпителий дистального отдела нефрона → повышает проницаемость для Н₂О → увеличивается реабсорбция воды → ↑ ОЦК, ↓ Р. осм.

Механизм действия АДГ.

Работает через вторичный посредник – ц. АМФ.

АДГ → рецептор мембраны канальцевого эпителия → активизация аденилатциклазы (АЦ) → расщепление АТФ → образование ц. АМФ → активация гиалуронидазы → расщепление гиалуроновой кислоты межклеточных пространств → повышение проницаемости для Н₂О.

В собирательной трубке АЦ → АТФ → ц АМФ → активирует ц АМФ → зависимые протеинкиназы → фосфорилирование мембранных белков → увеличение площади мембраны и повышение проницаемости для Н₂О → образование вакуолей для транспорта воды от апикальной к базальной мембране. Клетки при этом не разбухают. Вода идет по осмотическому градиенту.

АДГ обеспечивает реабсорбцию 15 – 20% Н₂О. Это факультативная реабсорбция.

85% Н2о реабсорбируется облигатно и сохраняется даже в отсутствие адг.

Действие минералокортикоидов.

Последовательность процессов при действии альдостерона следующая:

осморецепторы →

} гипоталямус → кортикотропин освобождающий фактор → гипофиз →

натриорецепторы →

→ АКТГ → кора надпочечника → альдостерон → повышает реабсорбцию Na → ↑реабсорбцию Н₂О → ↓Росм. ↓ ↓

повышает секрецию К⁺ повышает секрецию Н⁺

Механизм действия альдостерона.

Альдостерон проникает через базальную мембрану эпителиальной клетки канальца, связывается с цитозольным рецептором. Этот комплекс проникает в ядро и связывается с хроматином, что приводит к увеличению синтеза переносчиков для натрия и увеличивается реабсорбция Na в обмен на К.

Действие натрийуретического гормона. Способствует снижению объема циркулирующей крови и внеклеточной жидкости.

Место выработки:

1) кардиомиоциты;

2) гипоталямус;

3) другие органы.

Механизм действия НУГ.

1) увеличивает почечный кровоток, снижая тонус приносящей артериолы.

2) прекращает выработку ренина и блокирует действие альдостерона.

Схема действия натрийуретического гормона. Вырабатывается в ответ на повышение возврата крови к сердцу.

↑Q – кардиомиоциты → НУГ → ↑Q в почке → ↑ фильтрацию → ↑ диурез

↓

снижает выработку ренина

↓

↓ альдостерон

↓

↓ реабсорбция Na и Н₂О

↓

диурез

Действие кальцитоннина:

Снижает реабсорбцию фосфатов и Са²⁺.

Повышает скорость экскреции Са²⁺, увеличивает выведение NaCl.

Действие паратгормона:

Снижает реабсорбцию фосфатов, повышает Са²⁺, тормозит реабсорбцию Na⁺, НСО₃ – в проксимальном канальце и секрецию Н⁺.

Органный уровень регуляции:

Если системное АД падает ниже 80мм рт ст, то включается его регуляция с помощью ренин – ангиотензин – альдостероновой системы. (РААС).

Схема действия ренина.

↓АД→ЮГК почки → ренин → АТГ → АТ- I → АТ-II → сужение сосудов → ↑АД

↓ ОЦК сниж. диуреза ↑ОЦК ↓

↑ кора надпочечника → альдостерон →↑реабс. Na⁺→

→ ↑реабсорбция Н₂О

Факторы, вызывающие торможение выработки ренина: АДГ и ангиотензин II (по типу отрицательной обратной связи).

Вследствие наличия органного уровня регуляции почечного кровотока при патологии почки может быть гипертония почечного происхождения.

Клеточный уровень регуляции мочеобразования.

В клубочках почечных нефронов даже при значительных колебаниях системного артериального давления – от 80 до 180 мм. рт ст. давление в капиллярах клубочка стабильно. Оно регулируется миогенными механизмами. При повышении системного АД гладкие мышцы приносящей артериолы сокращаются, ее просвет уменьшается, что предотвращает избыточное поступление крови в почечный клубочек, а из него в околоканальцевые сосуды. В случае снижения АД в указанных пределах приносящая артериола расширяется, кровоток сохраняется на прежнем уровне (эффект Бейлиса, справедлив для всех органов, клеточный уровень регуляции). АДГ на клеточном уровне действует через вторичный посредник, альдостерон – без вторичного посредника.

Гомеостатическая функция почки.

Почка является компонентом многих функциональных систем по поддержанию различных констант гомеостаза.

1) Путем регуляции водносолевого гомеостаза почка включается в поддержание Р_осм, АД, ОЦК, ионного состава крови. Существует определенное соотношение между Na и К, Са и Р. Водно – солевой гомеостаз определяет важнейшие свойства клеток и тканей (метаболизм, возбудимость, проводимость, сократимость, секреция и др.) и функции практически всех физиологических систем.

Регуляция осмотического давления.

При небольшой степени дегидратации водно – солевой гомеостаз поддерживается за счет перераспределения жидкости электролитов между кровью, внеклеточной жидкостью и лимфой и внутриклеточными водными секторами.

При значительном повышении Р_осм. активизируется осморегулирующие рефлексы от периферических и центральных осморецепторов.

Периферические осморецепторы находятся:

1) в интерстициальных пространствах тканей.

2) в кровеносных сосудах печени (система воротной вены).

3) в сердце.

4) в пищеварительном тракте.

5) в почках.

6) в селезенке.

7) в каротидном синусе.

Поскольку Р_осм. преимущественно связано с ионами Na⁺, часть осморецепторов являются специализированными натриорецепторами.

Наиболее мощное рецептивное поле для Na – интерстиции печени и предсердий.

Центральные осморецепторы находятся в гипоталамусе, реагируют на сдвиг Р_осм. и Na.

Афферентный сигнал от периферических осморецепторов и натриорецепторов по волокнам блуждающего нерва и задним корешкам спинного мозга поступают в центр осморегуляции гипоталамуса (в супраоптическое и паравентрикулярное ядра).

Эфферентное звено осморегулирующих и натрийрегулирующих рефлексов включает как вегетативные нервные, так и гуморальные сигналы.

В результате увеличивается АДГ, натрийуретический (НУГ) гормон, задерживается вода и удаляется натрий.

Поведенческая реакция – жажда. Центр жажды в гипоталямусе и лимбической системе.

Повышение Nа вызывает образование НУГ, который стимулирует центр жажды.

Функциональная система поддержания Р_осм. и ОЦК.

Кора → поведение

↑↓ АНС 1. поступление Н₂О и солей → Р_осм. → ОР

ЛРК – гипот. 2. АДГ → ОЦК → волюморецепторы

ЖВС 3. НУГ ↑

4. альдостерон

С ледствие регуляции Р_осм. и ОЦК может являться изменение АД. К указанным регулирующим факторам присоединяется действие РААС

Кислотно-щелочное состояние (КЩР) – равновесие.

КЩР характеризуется относительным постоянством соотношения водородных и гидроксильных ионов и определяет оптимальный уровень протекания обменных процессов и физиологических функций.

В поддержание КЩР внутренней среды принимают участие:

1) Буферные системы крови – (немедленно).

2) органы выведения: легкие – через 16 – 18 часов, почки, ЖКТ, костная ткань – через 2 – 3 суток.

Почки осуществляют выведение из внутренней среды организма нелетучих органических и неорганических кислот. Избыток кислот может выводиться как в свободном состоянии, так и в виде нейтральных солей. Сильные кислоты выводятся только почками в связанном виде.

В нефроне происходят следующие процессы, способствующие поддержанию КЩР:

1) секреция Н⁺ в мочу;

2) образование и диффузия в мочу аммиака, который присоединяет Н⁺ и образует ион аммония;

3) фильтрация в первичную мочу из плазмы крови кислых и щелочных соединений;

4) реабсорбция профильтровавшихся в мочу оснований, прежде всего бикарбонатов, восстанавливающих щелочной резерв крови;

5) образование в канальцевом эпителии бикарбонатов и всасывание их в кровь (поддерживается соотношение компонентов бикарбонатного буфера);

6) реабсорбция Na⁺ в обмен на К⁺ и Н⁺, это сохраняет КЩР.

рН мочи может быть кислой или щелочной в зависимости от рН внутренней среды. рН мочи – от 4 – 8 (Ткаченко стр. 538).

Поскольку кислых продуктов обмена образуется в организме больше, рассмотрим образование кислой мочи.

В проксимальном канальце, в эпителии, под влиянием карбангидразы из СО₂ и Н₂О образуется Н₂СО₃, она диссоциирует на Н⁺ и НСО₃ ^– . НСО₃ ^– реабсорбируется в кровь, а Н⁺ секретируется в просвет канальца и взаимодействует с профильтровавшейся NаНСО_3. В результате освобождается Nа⁺, реабсорбируется эквивалентно реабсорбции НСО₃^- из эпителия. Это способствует восстановлению карбонатного буфера крови.

Образовавшаяся в просвете канальца угольная кислота распадается на Н₂О и СО_2.

СО₂ реабсорбируется в канальцевый эпителий и все повторяется.

Таким образом, в проксимальном канальце закисления мочи не происходит. Это происходит в дистальном извитом канальце. В эпителии дистального канальца происходит также секреция Н⁺ и реабсорбция образовавшегося НСО₃ ^-. Н⁺ в просвете канальца взаимодействует с компонентами фосфатного буфера N₂ НРО₄ вытесняя Na⁺ и образуя NаН₂РО_4. При алкалозе выводится Nа₂НРО₄.

Здесь же секретируется NН₃ ⁺, образующийся из глутамина и аминокислот. NН₃ ^– связывается с Н⁺, образуя аммиак (NН₄). Он замещает в сильных кислотах Nа⁺ и К⁺, сохраняя их в организме. А в моче появляются аммонийные соли нелетучих кислот.

Кроме того, Н⁺ вытесняет катионы из профильтровавшихся в мочу солей органических кислот.

Реабсорбция Nа происходит в обмен на Н⁺ и К⁺. Преимущественная секреция Н⁺ или К⁺ зависит от их содержания во внутренней среде. В обмен на реабсорбцию Nа⁺ секретируется тот элемент, которого больше.

рН крови = 7,36 – 7,4

рН мочи может колебаться от 4,7 до 6, 5 в N, или от 4 до 8 при сдвигах рН крови.