При этом развивается так называемый нефролитиаз — образование камней в почках. Величина реабсорбции зависит от многих факторов — как внутрипочечных, так и внепочечных.
•К внутрипочечным факторам относятся:
•скорость движения мочи по системе почечных канальцев;
•реабсорбционная способность почечного эпителия, которая изменяется под действием различных веществ, в частности гормонов (АДГ, альдостерон);
•количество непороговых веществ в первичной моче, которые повышают ее осмотическое давление и удерживают воду.
5 0 2
•К внепочечным факторам относятся:
•состояние эндокринной системы: гормоны некоторых желез внутренней секреции существенно изменяют реабсорбционную способность канальцевого эпителия (АДГ, альдостерон);
•состояние водно-солевого баланса: изменение осмотического давления крови в сторону его увеличения при потере жидкости (обильное потоотделение, потеря жидкости при обильной рвоте, поносе) сопровождается возрастанием факультативной реабсорбции воды в дистальных канальцах нефрона и сохранением воды в организме.
Канальцевая секреция выражается прежде всего в том, что эпителиальные клетки нефрона захватывают некоторые вещества из крови и интерстициальной жидкости и переносят их в просвет канальцев, в результате чего они выделяются с мочой. Например, клетки канальцев нефрона быстро экскретируют органические кислоты, основания и некоторые ионы, участвуя в поддержании кислотно-основного состояния организма (КОС). С другой стороны, клетки эпителия канальцев обладают способностью синтезировать органические вещества, используя конечные продукты обмена.
Секреция органических кислот клетками почечного эпителия, в частности парааминогиппуровой кислоты (ПАГ), происходит с участием специальных транспортных систем. В мембране клеток проксимального отдела канальцев, обращенной к
5 0 3
интерстициальной жидкости, имеется переносчик, обладающий высоким сродством к ПАГ. При наличии в межтканевой жидкости ПАГ образуется комплекс переносчика с ПАГ, который изменяет конформацию и на внутренней поверхности мембраны распадается. Освободившаяся молекула ПАГ остается в цитоплазме, а переносчик соединяется с новой молекулой ПАГ. Оставшаяся в клетке ПАГ движется в цитоплазме к апикальной мембране и через нее с помощью специального механизма выделяется в просвет канальца.
Почечная экскреция и понятие о клиренсе. Скорость экскреции того или иного вещества (т.е. количество вещества, выделяемого в единицу времени) изменяется пропорционально его концентрации в плазме крови. В то же время скорость экскреции разных веществ существенно различается. Такие различия обусловлены тем, что экскреция разных веществ осуществляется почками разными способами. Так, например, если вещество фильтруется в клубочках и секретируется в канальцах, то скорость его экскреции будет выше, чем у вещества, которое после фильтрации реабсорбируется. Скорость экскреции может быть различной и из-за разных механизмов переноса веществ через мембраны нефрона, например при простой или облегченной диффузии.
Для характеристики экскреторной функции почки принято определять клиренс вещества, который количественно равен объему плазмы, полностью очищающейся от этого вещества почками за 1 мин. Иными словами, почечный клиренс отражает скорость очищения плазмы от того или иного вещества. В зависимости от механизма выделения веществ рассчитывают клиренс инулина либо клиренс парааминогиппуровой кислоты (ПАГ). Клиренс инулина соответствует скорости клубочковой фильтрации, так как инулин только фильтруется и выводится с мочой. Клиренс ПАГ характеризует почечный плазмоток и секреторную способность почки, так как ПАГ только секретируется канальцевым эпителием. Для характеристики деятельности почек необязательно рассчитывать клиренс всех выводимых веществ. Достаточно оценить почечный плазмоток, исходя из клиренса ПАГ, и скорость клубочковой фильтрации, соответствующую клиренсу инулина. Если оба эти параметра снижены, то, по всей вероятности, уменьшены и показатели очищения крови от продуктов обмена.
13.5. Гомеостатическая функция почек
13.5.1. Роль почек в регуляции водно-электролитного баланса
Вода в организме выполняет важные функции:
•создает среду, в которой протекают все метаболические процессы;
504
•является частью структуры клетки;
•является основным компонентом жидких сред организма (секреты желез, мочи, пота и др.).
Содержание воды в организме значительно превышает содержание всех остальных химических элементов. Организм новорожденного на 65—70 % состоит из воды. По мере взросления относительное содержание воды уменьшается: у юношей она составляет в среднем 63 %, а у девушек — 52 %. В дальнейшем содержание воды продолжает уменьшаться, достигая в среднем 52 и 46 % соответственно. Содержание воды
в разных тканях различно. Меньше всего ее в жировой ткани,
атак как у женщин жировой ткани больше, то содержание воды в женском организме меньше на 6—10 %. У взрослого человека на долю воды приходится 73,2+3 % безжировой массы тела. Эта величина постоянна и не зависит от пола.
Организм в процессе жизнедеятельности постоянно теряет воду. Так, через почки в сутки выводится около 1,5 л воды, которая разводит выделяемые организмом вещества и тем самым уменьшает их повреждающее действие на почечные структуры. С потом теряется в сутки около 0,5 л, с выдыхаемым воздухом — 0,35 л, с конечными продуктами переваривания пищи — 0,15 л воды. Таким образом, всего за сутки организм теряет около 2,5 л воды. Для сохранения водного баланса поступление воды в организм должно соответствовать ее выделению из организма. С продуктами питания и питьем человек получает около 2 л воды, а 0,5 л воды образуется в организме в результате обменных процессов (обменная вода). Приход воды также равен 2,5 л.
Водный баланс организма поддерживается благодаря процессам саморегуляции. Объем внеклеточной жидкости (ВКЖ) зависит главным образом от общего содержания в ней натрия и других осмотически активных веществ (коллоидов, ионов, глюкозы, мочевины), которые формируют осмотическое давление. Осмотическое давление слагается из двух компонентов — собственно осмотического и онкотического. Осмотическое давление связано со способностью ионов удерживать и притягивать воду через полупроницаемую мембрану. Онкотическое давление связано со способностью гидрофильных частиц крупномолекулярных веществ удерживать воду, препятствуя ее выходу из кровеносного русла. Величина осмотического давления плазмы крови, рН и ОЦК зависит от вод- но-солевого баланса организма, под которым понимают соответствие между количеством поступающих в организм воды и солей и выделением их во внешнюю среду. Осмотическое давление способствует движению и перераспределению воды в организме через полупроницаемые мембраны и представляет собой жизненно важную, жесткую константу внутренней
505
среды. Даже незначительные ее отклонения могут привести к гибельным для целого организма последствиям.
Саморегуляция величины осмотического давления осуществляется функциональной системой (ФУС), поддерживающей оптимальное для метаболизма осмотическое давление крови. Система имеет внешнее и внутреннее звенья саморегуляции. Внутреннее звено составляют эндогенные механизмы поддержания оптимального уровня воды и солей; внешнее представлено поведением, направленным преимущественно на поиск и прием воды или солей.
Афферентные сигналы об изменении константы поступают от осморецепторов сосудов, объемных рецепторов левого предсердия, барорецепторов дуги аорты, сонного синуса в гипоталамус — центральное звено ФУС.
Исполнительные механизмы внутреннего звена функциональной системы представлены почками, ЖКТ, легкими, потовыми железами. При этом почка является главным органом, нормализующим константу осмотического давления крови. Работа почек регулируется нервным и гуморальным путями. Гуморальным влияниям принадлежит ведущая роль.
Изменение работы почек. Изменение образования и выделения мочи происходит при любых изменениях константы осмотического давления крови. Важнейшими факторами, участвующими в изменении образования мочи, являются гормоны: АДГ и альдостерон. При увеличении осмотического давления (большая потеря жидкости, прием пищи, богатой осмотически активными веществами) увеличивается выделение АДГ нейросекреторными клетками супраоптических ядер гипоталамуса. Взаимодействуя с У2-рецепторами базальной цитоплазматической мембраны клеток почечного эпителия, АДГ способствует встраиванию аквапоринов-2 и факультативной реабсорбции мочи. Гормон коры надпочечников альдостерон является эффективным стимулятором реабсорбции Na+ в почечных канальцах. Организм уменьшает потерю воды
иосвобождается от избытка солей, диурез уменьшается.
жПотоотделение. Кроме почек, в ФУС поддержания оптимального уровня осмотического давления крови в качестве исполнительных механизмов участвуют потовые железы. После приема большого количества воды потоотделение значительно возрастает. Снижение потребления воды приводит к уменьшению потоотделения.
АВыделение воды через легкие осуществляется путем ее испарения при дыхании. С выдыхаемым воздухом в сутки теряется 350—400 мл воды.
АВыделение воды через пищеварительный тракт. Ежедневно с каловыми массами теряется около 100—150 мл воды.
АТранскапиллярный обмен жидкостей и ионов. При повышении осмотического давления плазмы крови возникает ряд
506