Физиологические эффекты ангиотензина II.

Орган-мишень	Эффект
Почка	Стимулирует реабсорбцию натрия, уменьшает СКФ путем вазоконстрикции артериол клубочка.
Центральная нервная система	Активирует симпатические нервы, увеличивает секрецию АДГ и чувство жажды.
Сосуды	Сокращает гладкие мышцы сосудов, сужает артериолы.
Надпочечники	Стимулирует секрецию альдостерона.

СКФ - скорость клубочковой фильтрации, АДГ - антидиуретический гормон.

 

Ренин - протеолитический фермент, который вырабатывается в головном мозге, матке и юкстагломерулярном аппарате (ЮГА) почек, но исключительно почечный ренин ЮГА может регулировать давление и объем внеклеточной жидкости благодаря способности превращать вырабатываемй печенью и содержащийся в плазме крови белок ангиотензиноген в эффекторный белок ангиотензин II. Синтез ренина повышается при снижении объема внеклеточной жидкости и NaCl в дистальном канальце, снижается при повышении объема внеклеточной жидкости и NaCl в дистальном канальце или повышении уровня ангиотензина II.

Обмен калия.

Общие сведения.

Внутриклеточная концентрация калия значительно выше внеклеточной, что позволяет поддерживать разность потенциалов клеточной мембраны, от которой зависит работа мышц и нервов. Резкие изменения гомеостаза калия приводят к нарушению функций мышц, сердца, нервной системы, часто опасному для жизни. Нормальное содержание калия в крови составляет 3,5-5,4 ммоль/л. Содержание калия в крови менее 3,5 ммоль/л называется гипокалиемией, а более 5,4 ммоль/л - гиперкалиемией. Оба нарушения вызывают мышечную слабость вплоть до паралича, снижают перистальтику кишечника и вызывают сердечную аритмию, которая в тяжелых случаях заканчивается остановкой сердца.

Баланс калия поддерживается двумя способами:

1) изменением распределения калия между внутри- и внеклеточными сегментами,

2) регуляцией почечной и внепочечной экскреции ионов калия.

Общее содержание калия в организме около 3500 ммоль, из них только 3% локализуется во внеклеточном пространстве. Внутриклеточная концентрация калия 150 ммоль/л, внеклеточная - 4 ммоль/л. Концентрация внеклеточного калия регулируется довольно строго, распределение калия между компартментами поддерживается Na⁺, K⁺ АТФ-азой, которая переносит 3 иона Na⁺ из клетки в обмен на 2 иона K⁺ в клетку.

Потребление калия клетками повышают инсулин, равно как и гиперкалиемия стимулирует, а гипокалиемия угнетает выделение инсулина; а также катехоламины, альдостерон и др.

Калий ыделяется через почки, ЖКТ (около 10%) и немного с потом. При диаррее потери калия через ЖКТ могут быть значительными. Нарушение работы почек повышает выделение катиона через ЖКТ до 75% суточного потребления.

Почечные механизмы гомеостаза калия.

Калий, как и другие водорастворимые вещества, фильтруется в клубочках и реабсорбируется в канальцах. Экскретируемй калий обычно составляет 10-15% фильтруемого, но в ряде случаев его количество больше фильтруемого, следовательно, калий в канальцах может и реабсорбироваться, и секретироваться.

Калий реабсорбируется в проксимальном канальце за счет диффузии и толстом восходящем колене петли Генле пассивно и при участии Na⁺, K⁺ АТФ-азы (основная реабсорбция). Калий секретируется в проксимальном канальце и нисходящем отделе петли Генле.

Однако задержка в организме или выделение калия почкой определяется направлением транспорта иона главными клетками собирательных трубочек коры почек. Процесс активный, зависит от работы Na⁺, K⁺ АТФ-азы. При высоком содержании калий закачивается из интерстиция в клетку, создавая избыточную концентрацию, а затем через люминальную, обращенную в просвет канальца, мембрану эпителия поступает в каналец в обмен на ионы натрия. При снижении уровня калия процесс имеет обратное направление. Альдостерон стимулирует секрецию калия в просвет канальца путем активации Na⁺, K⁺ АТФ-азы и увеличения числа открытых калиевых каналов.

 

Реабсорбция бикарбонатов и секреция протонов.

Подкисление мочи.

Одной из основных гомеостатических функций почек является поддержание концентрации ионов водорода (протонов Н⁺). Все жидкости и ткани организма характеризуются определенным рН, что важно для процессов растворения, комплексообразования, нервно-мышечной проводимости, работы ферментов и т.д. В частности, рН артериальной крови поддерживается в достаточно узких пределах - 7,35-7,45, а для конкретного человека эти пределы еще уже. Однако нормальные физиологические процессы приводят к образованию 40-80 ммоль протонов при окислении аминокислот, неполном окислении энергетических субстратов (молочная кислота, кетокислоты) и др., которые в конечном итоге выводятся почками. Первый этап нейтрализации кислых продуктов осуществляется в плазме крови благодаря действию буферных систем. Буферные системы крови включают бикарбонатный буфер, гемоглобиновый, белковый, и, наконец, фосфатный буфер. Бикарбонатный буфер, представляющий основу буферного действия, состоит из слабой угольной кислоты, которая в соответствии с константой диссоциации частично диссоциирует на протон и ион бикарбоната, и ее натриевой соли.

Н₂СО₃ Û Н⁺ + НСО₃^-

Угольная кислота образуется при растворении в воде углекислого газа, а при участии фермента карбоангидразы может расщепляться на углекислый газ и воду.

Н₂СО₃ Û Н₂О + СО₂^-

Роль карбоангидразы в нашем организме очень велика. Практически все органы и системы, которые участвуют в поддержании кислотно-основного статуса или образовании кислых или основных продуктов, имеют этот фермент: легкие, эритроциты, почки, эпителий желудка и кишечника. Фермент позволяет регулировать содержание угольной кислоты, бикарбонатов и протонов. Содержание бикарбонатов в крови составляет 25 ммоль/л и занимает второе место после хлоридов (100 ммоль/л) по количеству анионов внеклеточной жидкости. Гемоглобиновый буфер оказывает свое действие через бикарбонатный, поэтому бикарбонатный буфер является основным. Роль фосфатного буфера в крови чрезвычайно мала, так как фосфаты - основные анионы внутриклеточной жидкости, их содержание в крови низко (около 1 ммоль/л) и буферная роль ничтожна. В моче же основным буфером является фосфатный, так как фосфаты выводится через почки в количестве до 70 ммоль/сутки.

На определенном этапе избыток углекислоты выводится легкими за счет увеличения числа дыханий в минуту (тахипноэ), однако протоны выводятся только почками.

Выведение протонов почками тесно связано с двумя другими процессами: реабсорбцией бикарбонатов и реабсорбцией натрия из почечного фильтрата. (ДАТЬ РИС.). Показано, что почечный эпителий непроницаем для бикарбонатов. Для того, чтобы профильтровавшиеся бикарбонаты, составляющие основу бикарбонатного буфера, возвратить в кровь, они должны соединиться с протоном и образовать угольную кислоту, которая в просвете канальца с помощью карбоангидразы расщепляется до воды и окиси углерода. Последняя диффузией поступает в клетки почечного эпителия, где при участии того же фермента образует через стадию угольной кислоты бикарбонаты. При избытке протонов или недостатке бикарбонатов почки могут образовывать дополнительное количество бикарбонатов из углекислого газа, полученного в результате метаболизма. Реабсорбция бикарбонатов сопряжена с реабсорбцией натрия и секрецией протона, так как натрий обменивается на протон. Секреция протона в свою очередь ограничена реабсорбцией натрия, и возможностями фосфатного буфера мочи, так как протон акцептируется фосфатом.

В сбалансированном состоянии бикарбонаты почти полоностью реабсорбируются, что сопровождается секрецией протонов и подкислением мочи. Первичная моча имеет такой же рН, что и плазма крови, т.е. она слабощелочная. При выходе из дистального канальца рН мочи снижается до 5,5-6,5 и она становится слабокислая. Процесс подкисления мочи с помощью указанного механизма наиболее характерен для кортикальных нефронов. В медуллярных нефронах выделение протона идет по схеме аммониогенеза.

При недостаточности указанной выше системы секреции протона, избытке протонов при ацидозе, а также у новорожденных детей до периода развития кортикальных нефронов, значительную роль в процессе выведения ионов водорода играет процесс выведения аммиака. В почках активируется фермент глутаминаза, который усиливает продукцию аммиака. Аммиак диффундирует в собирательные трубочки, где забуферивается протоном с образованием иона аммония. Собирательные трубочки для иона аммония непроницаемы, подкисления мочи не происходит, поэтому у новорожденных детей моча более щелочная.

NH₃ + H⁺ Û NH₄⁺

При оценке вклада почек в регуляцию кислотно-основного состояния не следует забывать, что в дистальных канальцах осуществляется обмен иона натрия на протон и обмен иона натрия на ион калия, и процессы эти конкурирующие. Так, при гипокалиемии ион калия будет задерживаться в организме, а обмен иона натрия на протон усилится. В результате повышение реабсорбции натрия автоматически приведет к усилению реабсорбции бикарбонатов и защелачиванию крови – алкалозу, а также повышению уровня протонов в моче. Таким образом, при гипокалиемическом алкалозе пациент будет выделять кислую мочу.