Функциональные почечные пробы.

Почки.

Почки - орган, регулирующий гомеостатические функции организма. Выделительные функции почек:

1) регуляция объёма крови и других жидкостей организма (повышение или уменьшение количества мочи) - волюморегуляция;

2) регуляция постоянства осмотического давления крови и других жидкостей (повышение или уменьшение количества выводимых ионов)- осморегуляция;

3) регуляция ионного баланса организма (изменение качества ионного состава мочи);

4) выведение конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ, в том числе многих лекарств;

5) выделение избытка поступивших или образовавшихся в организме глюкозы, аминокислот и др. органических веществ.

В основе перечисленных функций лежат 3 процесса, происходящие в паренхиме почки: фильтрация, реабсорбция и секреция, которые осуществляются в структурно-функциональных единицах почки - нефронах.

В каждой почке находится около 1 млн. нефронов. Нефрон начинается двустенной капсулой Шумлянского - Боумена, внутри которой расположен клубочек капилляров (50 капилляров в 1 клубочке). Следующие отделы нефрона: проксимальные извитые канальцы, нисходящая и восходящая части петли Генле, дистальные извитые канальцы, которые переходят в собирательные трубки, открывающиеся в почечные лоханки. Петля Генле и собирательные трубки расположены в мозговом, остальные отделы нефрона - в корковом веществе почки.

Кровоснабжение почки.

Обе почки составляют менее 0,5 % от веса тела, но через них в покое проходит 1/5 - 1/4 объёма крови, выбрасываемой сердцем (1700 л за сутки). На 1 г почечной ткани кровоток составляет 4 - 5 мл/мин (самый высокий в организме). При этом кровоток практически не изменяется при колебаниях артериального давления в пределах 90 - 190 мм рт. ст. Это возможно благодаря системе саморегуляции кровообращения в почке. От брюшной аорты отходят короткие почечные артерии, разветвляющиеся на более мелкие сосуды. В клубочек входит приносящая артериола, которая распадается в нём на капилляры, собирающиеся затем в выносящую артериолу, повторно разветвляющуюся вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Диаметр приносящей артериолы в 2, а площадь поперечного сечения в 4 раза больше, чем выносящей.

Фильтрация.

Из капилляров клубочка через их фильтрующую мембрану жидкость поступает в полость капсулы Шумлянского - Боумена. Возможность фильтрации обеспечивает эффективное фильтрационное давление - разница между гидростатическим давлением в капиллярах клубочков и суммой онкотического давления крови и давления ультрафильтрата в капсуле клубочка:

Р = 70 - (30 + 20) = 20 мм рт. ст. Фильтрация прекратится, если понизится гидростатическое давление (гипотония) либо повысятся онкотическое давление крови (нарушение соотношения альбумины: глобулины) или давление ультрафильтрата (заболевания почек). Введение в кровь большого количества изотонического раствора приводит к повышению артериального, а значит, гидростатического давления, и увеличению мочеобразования.

Через почечный фильтрв норме не проходят: форменные элементы крови, крупномолекулярные белки плазмы, большая часть низкомолекулярных белков плазмы, так как он не пропускает соединения с молекулярной массой более 70 А (5 - 6 нм).

1Проходят через фильтр: вода, минеральные соли, конечные продукты азотистого обмена, глюкоза, витамины, аминокислоты, около 3 % гемоглобина, незначительная часть альбуминов (их прохождение возрастает при физической нагрузке). Ионы плазмы крови, связанные с белками, также не проходят через почечный фильтр. Та часть вещества от его общей концентрации в плазме крови, которая проходит через клубочковый фильтр, называется ультрафильтруемой фракцией (для ионов кальция - 0,6, магния - 0,75 и т.п.). Таким образом, за исключением белков, содержимое капсулы нефрона по своему составу близко к плазме крови. Это содержимое (170 л/сутки, т.е. 1/10 протекающей через почки крови) называют первичной мочой (ультрафильтратом).

На почечную фильтрацию разнонаправленное действие оказывает адреналин: в малых дозах увеличивает фильтрацию, так как вызывает спазм отводящих артериол клубочков; в больших дозах уменьшает фильтрацию (из-за спазма приносящих артериол клубочков).

Реабсорбция

Первичная моча реабсорбируется (обратно всасывается) в почечных канальцах, петле Генле и собирательных трубках. Объём обязательной реабсорбции (независящей от функционального состояние организма) относится к объёму факультативной реабсорбции (зависящей от функционального состояния организма) как 7: 1.

В проксимальном отделе нефрона реабсорбируются все составляющие первичной мочи: вода, соли, глюкоза, витамины, аминокислоты, конечные продукты азотистого обмена. В последующих отделах нефрона реабсорбируются только вода и ионы. Вода реабсорбируется пассивно путём осмоса, ионы - первично-активно (против электрохического градиента с затратой энергии АТФ; самый распространённый ионный насос - натрий - калий - АТФаза). Существует также вторично-активный механизм (перенос вещества против градиента концентрации, но без затраты энергии). В этом случае вещество переносится специальным переносчиком, связанным с ионом натрия. Так реабсорбируются глюкоза и аминокислоты. Существует несколько систем транспорта аминокислот, каждая из которых обеспечивает реабсорбцию одной группы сходных по строению аминокислот. Ряд наследственных заболеваний связан с нарушением реабсорбции определённой группы аминокислот и возникновением аминоацидурии (экскреции с мочой соответствующих аминокислот). Небольшое количество белка, которое может профильтроваться в клубочках, обычно поглощается клетками канальцев путём пиноцитоза, а затем расщепляется до аминокислот, которые и всасываются обратно в кровь. Однако часть белков может вернуться в кровь в неизменном виде.

Петля Генле работает как поворотно - противоточная множи- тельная система. В нисходящем отделе реабсорбируется только вода, а в идущем параллельно восходящем отделе - только ионы. Осмоляльная концентрация жидкости повышается по направлению к вершине петли Генле. В каждых соседних участках осмотическое давление нарастает незначительно, но в результате осмоляльная концентрация повышается от 300 до 1450 мосмоль/кг воды (множительный эффект). В дистальных извитых канальцах и собиратель- ных трубках реабсорбируется преимущественно вода и небольшое количество ионов.

В результате на протяжении почечных канальцев несколько раз изменяется осмотическое давление мочи, которая после прохождения по проксимальным извитым канальцам остаётся изотоничной, на вершине петли Генле - становится гипертоничной, после прохождения петли Генле - гипо - или изотоничной, а после прохождения собирательных трубок - вновь гипертоничной по отношению к плазме. У детей петля Генле короче, чем у взрослых, в связи с чем концентрационная способность почки ребёнка меньше.

Кроме канальцев, противоточную систему образуют и прямые сосуды мозгового вещества почки. По направлению к вершине моз- гового вещества концентрация осмотически активных веществ в крови увеличивается, а при обратном движении по восходящему сосуду - снижается вследствие диффузии солей в интерстициаль- ную ткань.

Уменьшение количества мочи (антидиурез) происходит под воздействием антидиуретического гормона гипоталамуса, который повышает реабсорбцию воды в собирательных трубках, взаимодейс- твуя с рецепторами клеточных мембран и влияя тем самым на фер- мент гиалуронидазу (протеиназу А). В результате в апикальную мембрану встраиваются аквопорины (водные каналы).

Во внутреннем мозговом веществе почек осмоляльная концентрация повышается также вследствие внутрипочечного кругооборота мочевины: около 1/2 её количества в ультрафильтрате реабсорбируется в проксимальном канальце, но при антидиурезе под влиянием АДГ реабсорбция мочевины повышается в собирательных трубках, откуда она диффундирует по градиенту концентрации в мозговое вещество почки, а затем - в нисходящую часть петли Генле и нисходящие сосуды, участвуя таким образом в противоточном обмене. Вследствие повышения из-за мочевины осмоляльной концентрации интерстициальной жидкости вокруг собирательных трубок усиливается реабсорбция в них воды. При антидиурезе, таким образом, очищение от мочевины снижается. При дефиците воды может выделяться всего 10 - 12 мл/час мочи в 4,5 раза более концентрированной, чем кровь.

При поступлении большого количества воды возникает водный диурез. В этом случае реабсорбция в проксимальных канальцах не изменяется, а в дистальных реабсорбируется натрий. Выделяется гипотоническая моча (осмоляльность может снижаться до 50 мос- моль/кг воды). Мочевина экскретируется с мочой, так как прони- цаемость канальцев для неё при водном диурезе низкая. Почки могут вырабатывать до 900 мл/час мочи.

Вещества, которые выделяются из организма полностью при любой их концентрации в крови, называются беспороговыми (инулин, маннитол). Вещества, которые при достижении определённой концентрации их в крови (порога выведения) не могут быть полностью реабсорбированы и начинают выделяться с конечной мочой из организма, называются беспороговыми. Порог выведения имеют практически все важные для организма вещества. Так, для глюкозы он составляет 10 ммоль/л для взрослого и 18 ммоль/л для ребёнка. Поэтому при введении внутривенно 40 % раствора глюкозы она полностью не реабсорбируется, в результате чего повышается осмотическое давление в канальцах, уменьшается реабсорбция воды и возрастает мочеобразование. Диурез усиливается также после внутривенного введения 10 % раствора хлористого натрия, создающего высокое осмотическое давление в канальцах, и 40 % раствора мочевины, который не реабсорбируется, что приводит к увеличению осмотического давления в канальцах.

Из сказанного ясно, почему при сахарном диабете (глюкозурия вследствие недостатка инсулина), также как при несахарном диабете (недостаток АДГ и уменьшение реабсорбции в собирательных трубках), возрастает мочеобразование.

Уменьшение концентрации натрия в крови и уменьшение ОЦК стимулируют выработкунадпочечниками альдостерона, который повышает реабсорбцию натрия в дистальных канальцах. Альдостерон проникает внутрь клетки канальца и поступает в ядро, где активирует геном (синтез белков - компонентов натриевого насоса, натриевых каналов и ферментов цикла Кребса).

Снижение концентрации в крови кальция стимулирует выработку паратгормона, который способствует не только вымыванию кальция из костей, но и его реабсорбции в почках.Высокое со- держание кальция в крови приводит к синтезу тирокальцитонина, увеличивающего экскрецию кальция с мочой. Обмен кальция регулирует и образующийся в почках витамин Д.

В канальцах регулируется уровень реабсорбции ионов магния, хлоридов, сульфатов, микроэлементов.

Раздражение симпатического нерва и введение адреналина стимулируют реабсорбцию воды, но уменьшают реабсорбцию натрия. Раздражение парасимпатического нерва способствует реабсорбции глюкозы.

Секреция.

К секреции относят, конечно, синтез в почках и выделение в кровь различных биологически активных веществ (ренин, медуллин и др.), но такой вид секреции связан с невыделительными функциями почек, которые будут рассмотрены ниже.

Секреция, как третий процесс, обеспечивающий образование мочи, происходит в канальцах почек. Виды канальцевой секреции:

1) выделение в просвет канальцев и дальнейшее выведение с конечной мочой веществ, синтезируюшихся в самих канальцах (например, аммиака, образующегося при дезаминировании аминокислот; гиппуровой кислоты, синтезирующейся из бензойной кислоты и гликокола, и др.);

2) захват клетками эпителия нефрона веществ из крови и перенос их в просвет канальца в неизменном виде против концентрационного и электрохимического градиентов. В дистальных канальцах и собирательных трубках секретируются ионы калия - в обмен на выходящие из клетки ионы натрия с помощью натрий-калиевого насоса. При повышении уровня калия в крови в клетках канальцев появляются "каналы", по которым калий может выходить из клеток по градиенту концентрации. Скорость секреции возрастает при увеличении отрицательного заряда мембраны. В случае дефицита калия в организме секреция его прекращается, и те же самые клетки эпителия реабсорбируют калий.

Секреция калия возрастает при алкалозе и под влиянием аль- достерона (проникает в ядро клетки, где усиливает синтез натрий, калий-АТФ-азы), а снижается и при ацидозе и под влиянием инсулина.

Клетки канальцев секретируют также ионы водорода, образующиеся при распаде угольной кислоты под влиянием находящейся в клетках нефрона карбоангидразы. Ионы водорода могут связываться: 1) с фильтрующимся гидрокарбонатом; 2) с аммиаком с образованием иона аммония, 3) с двузамещённым фосфатом и другими соединениями с образованием титруемых кислот. Эти три компонента составляют общее количество экскретируемых почкой кислот. Процессы, в которых участвуют ионы водорода, способствуют реабсорбции натрия и калия и сбережению их в организме.

Органические кислоты (ПАГ, диодраст, пенициллин, и др.) и органические основания (холин) секретируются в проксимальных канальцах с помощью специальных транспортных систем - переносчиков, захватывающих вещества из интерстициальной жидкости и переносящих их в просвет канальца. При повышении концентрации вещества в крови пропорционально возрастает его секреция до определённого максимального уровня, когда скорость транспорта уже не может увеличиваться, так как задействованы все молекулы переносчика. Частые инъекции одного и того же вещества (например, пенициллина) в течение нескольких дней приводят к повышению скорости секреции, так как в клетках канальцев синтезируются дополнительно соединения, необходимые для транспорта пенициллина. Системы секреции органических кислот и оснований изолированы друг от друга. Стимуляция пара- симпатических нервов способствует секреции органических кис- лот.

Мочевыделение.

Моча из почечных канальцев выделяется в чашечки, а во время систолы последних - в лоханки, откуда после заполнения и достижения порога раздражения стекает по мочеточникам благодаря сокращениям их мышечных стенок в мочевой пузырь. Механорецепторы мочевого пузыря раздражаются под воздействием растяжения его стенок поступающей мочой (но на них не влияет рост давления в мочевом пузыре). При наполнении мочевого пузыря 150 мл мочи возникают позывы на мочеиспускание, которые усиливаются при поступлении 200 - 300 мл мочи. Чем быстрее наполняется мочевой пузырь, тем быстрее растягиваются стенки и возникают позывы на мочеиспускание.

Моча стекает из мочевого пузыря по мочеиспускательному каналу, отверстие которого снабжено двумя сфинктерами: внутренним непроизвольным и наружным произвольным. В это время сокращаются мышцы дна таза и брюшной стенки. Грудная клетка и диафрагма фиксируются.

Центр непроизвольного мочеиспускания расположен в крестцовом отделе спинного мозга (во II - IV сегментах), куда приходят импульсы от мочевого пузыря. Парасимпатические волокна тазовых нервов стимулируют сокращения мочевого пузыря, давление в нём возрастает, внутренний сфинктер расслабляется. Уменьшается поток импульсов к наружному сфинктеру, который иннервируется ветвью полового нерва, и сфинктер расслабляется. Само продвижение мочи по мочеиспускательному каналу рефлекторно стимулирует сокращение мочевого пузыря.

Кора больших полушарий и средний мозг оказывают тормозящее воздействие на спинальный центр мочеиспускания, а задний отдел гопоталамуса и передний отдел моста - возбуждающее.

Возрастные особенности почек заключаются в более низком уровне почечного плазмотока, фильтрации, реабсорбции, концентрирационной способности у детей первого года жизни и в снижении этих показателей после 45 - 50 лет.

Искусственная почка.

Удаление одной почки при второй здоровой практически не вызывает каких-либо существенных изменений процессов мочеобразования. В течение нескольких недель вторая почка гипертрофируется, в ней возрастают фильтрация, реабсорбция и секреция в объёме, достаточном для нормального функционирования организма. После удаления или выключения обоих почек можно прожить не более 6 - 7 дней; затем наступает смерть от уремии (нарастает концентрация в крови продуктов азотистого обмена, нарушаются ионный состав и рН крови, угнетается дыхание). Для поддержания жизни таких больных используется искусственная почка, принцип работы которой основан на гемодиализе - очищении крови от шлаков через поры полунепроницаемой мембраны размером около 3 нм. С одной стороны мембраны - артериальная кровь пациента, с другой - раствор, подобный по ионному составу и осмотическому давлению плазме крови. Очищенная кровь возвращается в организм больного через вену. Для удаления ряда веществ гемодиализ можно сочетать с гемосорбцией. При необходимости использовать искусственную почку длительное время (обычная частота - 2 - 3 раза в неделю) в лучевую артерию и вену предплечья вживляют веноартериальные шунты.

Почки выполняют ряд невыделительных функций.

Участие в гемопоэзе.

В почках вырабатывается эритрогенин, превращающий неактивный эритропоэтиноген плазмыв эритропоэтин, который стимулирует эритропоэз в костном мозге.

3. Участие в свёртывании крови - синтез активатора плазминогена урокиназы.

4. Участие в белковом обмене - в проксимальных канальцах белки расщепляются до аминокислот и дипептидов, которые реабсорбируются в кровь.

5. Участие в обмене жиров - синтез из жирных кислот фосфолипидов и триацилглицерина.

6. Участие в обмене углеводов - синтез глюкозы (при длительном голодании - до половины общего количества глюкозы крови).

7. Участие в обмене витаминов - превращение витамина Д 43 в активный гормон, регулирующий кальциевый обмен в организме (освобождает кальций из костей, спообствует его реабсорбции в почках и синтезу кальцийсвязывающего белка в кишечнике). Особые органы выделения - сальные и молочные железы, отличающиеся от других органов выделения тем, что синтезируют необходимые для организма вещества. Физиология сальных желёз, как производных кожи, будет рассмотрена ниже.

Молочные железы.

Молочные железы синтезируют молоко и в норме функционируют только после рождения ребёнка до тех пор, пока его прикладывают к груди.

Женское молоко содержит наименьшее из всех жидкостей организма количество воды - 87 % и все питательные вещества (белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли), необходимые для роста и развития новорождённого. За исключением железа и меди, количество которых в женском молоке недостаточно и должно корригироваться фруктовыми и овощными соками и пюре, все остальные питательные вещества содержатся здесь в оптимальных количествах. Молоко животных и искусственные молочные смеси, даже последнего поколения, перевариваются организмом новорождённого хуже, так как, в отличие от женского молока, не содержат аутолитических ферментов и всех необходимых антител. Последнее является непосредственной причиной более частой инфекционной заболеваемости детей, находящихся на искусственном вскармливании.

В течение первых трёх суток после родов выделяется молозиво, которое, по сравнению со зрелым молоком, содержит больше белков, витаминов и антител и меньше - всех остальных ингридиентов. Рост и развитие молочных желёз регулируют половые гормоны - эстрогены и прогестерон; синтез грудного молока - гормон гипофиза пролактин, выделение молока из протоков молочных желёз - гормон гипоталамуса окситоцин. При различной эндокринной патологии возможно выделение грудного молока у нерожавших и небеременных женщин и даже у мужчин.

Почки.

Почки - орган, регулирующий гомеостатические функции организма. Выделительные функции почек:

1) регуляция объёма крови и других жидкостей организма (повышение или уменьшение количества мочи) - волюморегуляция;

2) регуляция постоянства осмотического давления крови и других жидкостей (повышение или уменьшение количества выводимых ионов)- осморегуляция;

3) регуляция ионного баланса организма (изменение качества ионного состава мочи);

4) выведение конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ, в том числе многих лекарств;

5) выделение избытка поступивших или образовавшихся в организме глюкозы, аминокислот и др. органических веществ.

В основе перечисленных функций лежат 3 процесса, происходящие в паренхиме почки: фильтрация, реабсорбция и секреция, которые осуществляются в структурно-функциональных единицах почки - нефронах.

В каждой почке находится около 1 млн. нефронов. Нефрон начинается двустенной капсулой Шумлянского - Боумена, внутри которой расположен клубочек капилляров (50 капилляров в 1 клубочке). Следующие отделы нефрона: проксимальные извитые канальцы, нисходящая и восходящая части петли Генле, дистальные извитые канальцы, которые переходят в собирательные трубки, открывающиеся в почечные лоханки. Петля Генле и собирательные трубки расположены в мозговом, остальные отделы нефрона - в корковом веществе почки.

Кровоснабжение почки.

Обе почки составляют менее 0,5 % от веса тела, но через них в покое проходит 1/5 - 1/4 объёма крови, выбрасываемой сердцем (1700 л за сутки). На 1 г почечной ткани кровоток составляет 4 - 5 мл/мин (самый высокий в организме). При этом кровоток практически не изменяется при колебаниях артериального давления в пределах 90 - 190 мм рт. ст. Это возможно благодаря системе саморегуляции кровообращения в почке. От брюшной аорты отходят короткие почечные артерии, разветвляющиеся на более мелкие сосуды. В клубочек входит приносящая артериола, которая распадается в нём на капилляры, собирающиеся затем в выносящую артериолу, повторно разветвляющуюся вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Диаметр приносящей артериолы в 2, а площадь поперечного сечения в 4 раза больше, чем выносящей.

Фильтрация.

Из капилляров клубочка через их фильтрующую мембрану жидкость поступает в полость капсулы Шумлянского - Боумена. Возможность фильтрации обеспечивает эффективное фильтрационное давление - разница между гидростатическим давлением в капиллярах клубочков и суммой онкотического давления крови и давления ультрафильтрата в капсуле клубочка:

Р = 70 - (30 + 20) = 20 мм рт. ст. Фильтрация прекратится, если понизится гидростатическое давление (гипотония) либо повысятся онкотическое давление крови (нарушение соотношения альбумины: глобулины) или давление ультрафильтрата (заболевания почек). Введение в кровь большого количества изотонического раствора приводит к повышению артериального, а значит, гидростатического давления, и увеличению мочеобразования.

Через почечный фильтрв норме не проходят: форменные элементы крови, крупномолекулярные белки плазмы, большая часть низкомолекулярных белков плазмы, так как он не пропускает соединения с молекулярной массой более 70 А (5 - 6 нм).

1Проходят через фильтр: вода, минеральные соли, конечные продукты азотистого обмена, глюкоза, витамины, аминокислоты, около 3 % гемоглобина, незначительная часть альбуминов (их прохождение возрастает при физической нагрузке). Ионы плазмы крови, связанные с белками, также не проходят через почечный фильтр. Та часть вещества от его общей концентрации в плазме крови, которая проходит через клубочковый фильтр, называется ультрафильтруемой фракцией (для ионов кальция - 0,6, магния - 0,75 и т.п.). Таким образом, за исключением белков, содержимое капсулы нефрона по своему составу близко к плазме крови. Это содержимое (170 л/сутки, т.е. 1/10 протекающей через почки крови) называют первичной мочой (ультрафильтратом).

На почечную фильтрацию разнонаправленное действие оказывает адреналин: в малых дозах увеличивает фильтрацию, так как вызывает спазм отводящих артериол клубочков; в больших дозах уменьшает фильтрацию (из-за спазма приносящих артериол клубочков).

Реабсорбция

Первичная моча реабсорбируется (обратно всасывается) в почечных канальцах, петле Генле и собирательных трубках. Объём обязательной реабсорбции (независящей от функционального состояние организма) относится к объёму факультативной реабсорбции (зависящей от функционального состояния организма) как 7: 1.

В проксимальном отделе нефрона реабсорбируются все составляющие первичной мочи: вода, соли, глюкоза, витамины, аминокислоты, конечные продукты азотистого обмена. В последующих отделах нефрона реабсорбируются только вода и ионы. Вода реабсорбируется пассивно путём осмоса, ионы - первично-активно (против электрохического градиента с затратой энергии АТФ; самый распространённый ионный насос - натрий - калий - АТФаза). Существует также вторично-активный механизм (перенос вещества против градиента концентрации, но без затраты энергии). В этом случае вещество переносится специальным переносчиком, связанным с ионом натрия. Так реабсорбируются глюкоза и аминокислоты. Существует несколько систем транспорта аминокислот, каждая из которых обеспечивает реабсорбцию одной группы сходных по строению аминокислот. Ряд наследственных заболеваний связан с нарушением реабсорбции определённой группы аминокислот и возникновением аминоацидурии (экскреции с мочой соответствующих аминокислот). Небольшое количество белка, которое может профильтроваться в клубочках, обычно поглощается клетками канальцев путём пиноцитоза, а затем расщепляется до аминокислот, которые и всасываются обратно в кровь. Однако часть белков может вернуться в кровь в неизменном виде.

Петля Генле работает как поворотно - противоточная множи- тельная система. В нисходящем отделе реабсорбируется только вода, а в идущем параллельно восходящем отделе - только ионы. Осмоляльная концентрация жидкости повышается по направлению к вершине петли Генле. В каждых соседних участках осмотическое давление нарастает незначительно, но в результате осмоляльная концентрация повышается от 300 до 1450 мосмоль/кг воды (множительный эффект). В дистальных извитых канальцах и собиратель- ных трубках реабсорбируется преимущественно вода и небольшое количество ионов.

В результате на протяжении почечных канальцев несколько раз изменяется осмотическое давление мочи, которая после прохождения по проксимальным извитым канальцам остаётся изотоничной, на вершине петли Генле - становится гипертоничной, после прохождения петли Генле - гипо - или изотоничной, а после прохождения собирательных трубок - вновь гипертоничной по отношению к плазме. У детей петля Генле короче, чем у взрослых, в связи с чем концентрационная способность почки ребёнка меньше.

Кроме канальцев, противоточную систему образуют и прямые сосуды мозгового вещества почки. По направлению к вершине моз- гового вещества концентрация осмотически активных веществ в крови увеличивается, а при обратном движении по восходящему сосуду - снижается вследствие диффузии солей в интерстициаль- ную ткань.

Уменьшение количества мочи (антидиурез) происходит под воздействием антидиуретического гормона гипоталамуса, который повышает реабсорбцию воды в собирательных трубках, взаимодейс- твуя с рецепторами клеточных мембран и влияя тем самым на фер- мент гиалуронидазу (протеиназу А). В результате в апикальную мембрану встраиваются аквопорины (водные каналы).

Во внутреннем мозговом веществе почек осмоляльная концентрация повышается также вследствие внутрипочечного кругооборота мочевины: около 1/2 её количества в ультрафильтрате реабсорбируется в проксимальном канальце, но при антидиурезе под влиянием АДГ реабсорбция мочевины повышается в собирательных трубках, откуда она диффундирует по градиенту концентрации в мозговое вещество почки, а затем - в нисходящую часть петли Генле и нисходящие сосуды, участвуя таким образом в противоточном обмене. Вследствие повышения из-за мочевины осмоляльной концентрации интерстициальной жидкости вокруг собирательных трубок усиливается реабсорбция в них воды. При антидиурезе, таким образом, очищение от мочевины снижается. При дефиците воды может выделяться всего 10 - 12 мл/час мочи в 4,5 раза более концентрированной, чем кровь.

При поступлении большого количества воды возникает водный диурез. В этом случае реабсорбция в проксимальных канальцах не изменяется, а в дистальных реабсорбируется натрий. Выделяется гипотоническая моча (осмоляльность может снижаться до 50 мос- моль/кг воды). Мочевина экскретируется с мочой, так как прони- цаемость канальцев для неё при водном диурезе низкая. Почки могут вырабатывать до 900 мл/час мочи.

Вещества, которые выделяются из организма полностью при любой их концентрации в крови, называются беспороговыми (инулин, маннитол). Вещества, которые при достижении определённой концентрации их в крови (порога выведения) не могут быть полностью реабсорбированы и начинают выделяться с конечной мочой из организма, называются беспороговыми. Порог выведения имеют практически все важные для организма вещества. Так, для глюкозы он составляет 10 ммоль/л для взрослого и 18 ммоль/л для ребёнка. Поэтому при введении внутривенно 40 % раствора глюкозы она полностью не реабсорбируется, в результате чего повышается осмотическое давление в канальцах, уменьшается реабсорбция воды и возрастает мочеобразование. Диурез усиливается также после внутривенного введения 10 % раствора хлористого натрия, создающего высокое осмотическое давление в канальцах, и 40 % раствора мочевины, который не реабсорбируется, что приводит к увеличению осмотического давления в канальцах.

Из сказанного ясно, почему при сахарном диабете (глюкозурия вследствие недостатка инсулина), также как при несахарном диабете (недостаток АДГ и уменьшение реабсорбции в собирательных трубках), возрастает мочеобразование.

Уменьшение концентрации натрия в крови и уменьшение ОЦК стимулируют выработкунадпочечниками альдостерона, который повышает реабсорбцию натрия в дистальных канальцах. Альдостерон проникает внутрь клетки канальца и поступает в ядро, где активирует геном (синтез белков - компонентов натриевого насоса, натриевых каналов и ферментов цикла Кребса).

Снижение концентрации в крови кальция стимулирует выработку паратгормона, который способствует не только вымыванию кальция из костей, но и его реабсорбции в почках.Высокое со- держание кальция в крови приводит к синтезу тирокальцитонина, увеличивающего экскрецию кальция с мочой. Обмен кальция регулирует и образующийся в почках витамин Д.

В канальцах регулируется уровень реабсорбции ионов магния, хлоридов, сульфатов, микроэлементов.

Раздражение симпатического нерва и введение адреналина стимулируют реабсорбцию воды, но уменьшают реабсорбцию натрия. Раздражение парасимпатического нерва способствует реабсорбции глюкозы.

Секреция.

К секреции относят, конечно, синтез в почках и выделение в кровь различных биологически активных веществ (ренин, медуллин и др.), но такой вид секреции связан с невыделительными функциями почек, которые будут рассмотрены ниже.

Секреция, как третий процесс, обеспечивающий образование мочи, происходит в канальцах почек. Виды канальцевой секреции:

1) выделение в просвет канальцев и дальнейшее выведение с конечной мочой веществ, синтезируюшихся в самих канальцах (например, аммиака, образующегося при дезаминировании аминокислот; гиппуровой кислоты, синтезирующейся из бензойной кислоты и гликокола, и др.);

2) захват клетками эпителия нефрона веществ из крови и перенос их в просвет канальца в неизменном виде против концентрационного и электрохимического градиентов. В дистальных канальцах и собирательных трубках секретируются ионы калия - в обмен на выходящие из клетки ионы натрия с помощью натрий-калиевого насоса. При повышении уровня калия в крови в клетках канальцев появляются "каналы", по которым калий может выходить из клеток по градиенту концентрации. Скорость секреции возрастает при увеличении отрицательного заряда мембраны. В случае дефицита калия в организме секреция его прекращается, и те же самые клетки эпителия реабсорбируют калий.

Секреция калия возрастает при алкалозе и под влиянием аль- достерона (проникает в ядро клетки, где усиливает синтез натрий, калий-АТФ-азы), а снижается и при ацидозе и под влиянием инсулина.

Клетки канальцев секретируют также ионы водорода, образующиеся при распаде угольной кислоты под влиянием находящейся в клетках нефрона карбоангидразы. Ионы водорода могут связываться: 1) с фильтрующимся гидрокарбонатом; 2) с аммиаком с образованием иона аммония, 3) с двузамещённым фосфатом и другими соединениями с образованием титруемых кислот. Эти три компонента составляют общее количество экскретируемых почкой кислот. Процессы, в которых участвуют ионы водорода, способствуют реабсорбции натрия и калия и сбережению их в организме.

Органические кислоты (ПАГ, диодраст, пенициллин, и др.) и органические основания (холин) секретируются в проксимальных канальцах с помощью специальных транспортных систем - переносчиков, захватывающих вещества из интерстициальной жидкости и переносящих их в просвет канальца. При повышении концентрации вещества в крови пропорционально возрастает его секреция до определённого максимального уровня, когда скорость транспорта уже не может увеличиваться, так как задействованы все молекулы переносчика. Частые инъекции одного и того же вещества (например, пенициллина) в течение нескольких дней приводят к повышению скорости секреции, так как в клетках канальцев синтезируются дополнительно соединения, необходимые для транспорта пенициллина. Системы секреции органических кислот и оснований изолированы друг от друга. Стимуляция пара- симпатических нервов способствует секреции органических кис- лот.

Функциональные почечные пробы.

Измерение скорости клубочковой фильтрации основано на принципе очищения (клиренсе) от физиологически инертных веществ, свободно проходящих через почечный фильтр и не подвергающиеся реабсорбции и секреции. Наиболее часто используется полимер фруктозы инулин. Так как количество профильтровавшегося инулина равно количеству выделившегося, расчёт производят по формуле:

C х P 4in = V х U 4in, где: C - объём ультрафильтрата; P 4in - концентрация инулина в плазме, а значит, и в ультра фильтрате; V - объём экскретированной мочи; U 4in - концентрация инулина в моче.

В норме на стандартную площадь поверхности тела (1,73 м 52) скорость клубочковой фильтрации - коэффициент очищения -составляет 125 мл/мин для мужчин и 110 мл/мин для женщин.

В клинике часто определяют коэффициент очищения не от инулина (его всё время исследования надо вливать в вену), а от естественного компонента плазмы креатинина, однако при некоторых патологических и даже физиологических состояниях креатинин может реабсорбироваться и секретироваться, поэтому определение клубочковой фильтрации таким способом менее точно.

Вследствие реабсорбции воды в канальцах концентр<