Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 


Серія: Навчальна література для студентів медичних внз

Фізіологія людини


під редакцією В.М.Покровского, Г.Ф.Коротько

 

Глава 12. ВИДІЛЕННЯ. ФІЗІОЛОГІЯ НИРКИ

 

Канальцева секреція

 

У виділенні продуктів обміну і чужорідних речовин має значення їх секреція з крові в просвіт канальця проти концентраційного і електрохімічного градієнтів. Цей додатковий механізм виділення ряду речовин, крім їх фільтрації в клубочках, дозволяє швидко экскретировать деякі органічні кислоти і підстави, а також деякі іони, наприклад К+. Секреція органічних кислот (феноловий червоний, ПАГ, диодраст, пеніцилін) і органічних основ (холін) відбувається в проксимальному сегменті нефрона і обумовлена функціонуванням спеціальних систем транспорту. Калій секретується в кінцевих частинах дистального сегмента і збірних трубках.

 

Розглянемо механізм процесу секреції органічних кислот на прикладі виділення ниркою ПАГ. При введенні ПАГ у кров людини її виділення з сечею залежить від фільтрації у клубочках і секреції клітинами канальців (див. рис. 12.5). Коли секреція ПАГ (РАН) досягає максимального рівня (Тмран), вона стає постійною і не залежить від вмісту в ПАГ плазмі крові. Принцип секреторного процесу при органічних транспорті сполук полягає в тому, що в мембрані клітини проксимального канальця, зверненої до інтерстиціальної рідини, є переносник А, що володіє високою спорідненістю до ПАГ. У присутності ПАГ утворюється комплекс А-ПАГ, який забезпечує переміщення ПАГ через мембрану, і на її внутрішній поверхні ПАГ звільняється в цитоплазму. При цьому переносник знову набуває здатність переміщатися до зовнішньої поверхні мембрани і з'єднуватися з нової молекулою ПАГ. Механізм транспорту полягає в тому, що переносник обмінює ПАГ на α-кетоглутарат на базальної плазматичної мембрани клітини проксимального канальця. Переносник забезпечує надходження ПАГ всередину клітини. Пригнічення дихання ціанідами, роз'єднання дихання і окисного фосфорилювання у присутності динітрофенолу зменшують і припиняють секрецію. Рівень секреції залежить від кількості переносників в мембрані. Секреція зростає ПАГ пропорційно збільшенню концентрації ПАГ в крові до тих пір, поки всі молекули переносника не насичуються ПАГ. Максимальна швидкість транспорту ПАГ досягається в той момент, коли кількість ПАГ, доступна для транспорту, стає рівним кількості молекул переносника А, які можуть утворювати комплекс А-ПАГ.

 

Надійшла в клітку ПАГ рухається по цитоплазмі до апікальній мембрані і з допомогою наявного в ній спеціального механізму виділяється в просвіт канальця. Здатність клітин нирки до секреції органічних кислот і підстав носить адаптивний характер. Якщо протягом кількох днів часто ін'єктувати ПАГ (або пеніцилін), то інтенсивність секреції зростає. Це обумовлено тим, що в клітинах проксимальних канальців за участю систем білкового синтезу виробляються речовини, які є необхідними компонентами процесу перенесення через мембрану органічних речовин.

 

Подібно до секреції органічних кислот, секреція органічних підстав (наприклад, холіну) відбувається в проксимальному сегменті нефрона і характеризується Тм. Системи секреції органічних кислот і підстав функціонують незалежно один від одного, при пригніченні секреції органічних кислот пробенецидом секреція підстав не порушується.

 

Транспорт в нефроне До+ характеризується тим, що До+ не тільки піддається зворотному всмоктуванню, але і секретується клітинами епітелію кінцевих відділів нефрона і збірних трубок. При реабсорбції з просвіту канальця До+ надходить в епітеліальну клітину, де концентрація К+ у багато разів вище, ніж у канальцевої рідини, і К+ з клітини дифундує через базальну плазматическую мембрану в тканинну інтерстиціальну рідину, а потім уноситься кров'ю. При секреції К+ надходить у клітину в обмін на Na+ через цю мембрану за допомогою натрій-калієвого насоса, який видаляє Na+ з клітки; тим самим підтримується висока внутрішньоклітинна концентрація К+. При надлишку К+ в організмі система регуляції стимулює його секрецію клітинами канальців. Зростає проникність для К+ мембрани клітини, звернена в просвіт канальця, з'являються «канали», за яким До+ градієнту концентрації може виходити з клітини. Швидкість секреції К+ залежить від градієнт електрохімічного потенціалу на цій мембрані клітини: чим більше электроотрицательность апікальної мембрани, тим вище рівень секреції. При введенні в кров і вступі в просвіт канальця слабо реабсорбируемых аніонів, наприклад сульфатів, збільшується секреція К+. Таким чином, секреція До залежить від його внутрішньоклітинної концентрації, проникність для К+ апікальної мембрани клітини і градієнт електрохімічного потенціалу цієї мембрани. При дефіциті К+ в організмі клітини кінцевих відділів нефрона і збірних трубок припиняють секрецію К+ і тільки реабсорбируют його з канальцевої рідини. У цьому випадку До просвіту канальця транспортується через апікальну плазматическую мембрану всередину клітини, рухається по цитоплазмі в сторону підстави клітини і через базальну плазматическую мембрану надходить у тканинну рідину, а потім у кров. Наведені дані вказують на високу пластичність клітин цих відділів канальців, здатних під впливом регуляторних факторів перебудовувати свою діяльність, змінюючи напрямок транспорту К+, здійснюючи його реабсорбцію, то секрецію.

 

Визначення величини канальцевої секреції. Секреторну функцію проксимальних канальців вимірюють з допомогою речовин, які виділяються з організму головним чином шляхом канальцевої секреції. В кров вводять ПАГ (або диодраст) разом з інуліном, який служить для вимірювання клубочкової фільтрації. Величина транспорту (T) органічного речовини (ТSран) при секреції (S) його з крові в просвіт канальця визначається по різниці між кількістю цієї речовини, виділеним ниркою (UPAH ∙V), і кількістю потрапив в сечу внаслідок фільтрації в (С1п-РРАН):

 

TSРАН = UРАН ∙ V─ СІп ∙ РРАН

 

Наведена формула характеризує величину секреції речовини ниркою при будь-якому рівні завантаження секреторної системи. В той же час мірою праці секреторного апарату нирки служить його максимальна загрузка.

 

За умови повного насичення секреторного апарату ПАГ визначається величина максимального канальцевого транспорту ПАГ (ТмРАН), яка є мірою кількості функціонуючих клітин проксимальних канальців. У людини Тмран становить 80 мг/хв на 1,73 м2 поверхні тіла.

 

Визначення величини ниркового плазмо - і кровотоку

 

Непрямі методи вимірювання величини ниркового кровотоку засновані на оцінці здатності клітин ниркових канальців до секреції - практично повного вилучення з околоканальцевой рідини (і відповідно з плазми крові) ряду органічних кислот та їх секреції у просвіт канальця. З цією метою використовують ПАГ або диодраст, які секретуються клітинами ниркових канальців настільки ефективно, що при невисокій їх концентрації в артеріальної крові вона повністю очищається від цих речовин при однократному проходженні через нирку (див. рис. 12.5). Використовуючи ті ж позначення, можна розрахувати очищення від ПАГ за формулою:

 

СРАНА =V ∙ UРАН / РРАН

 

Це дозволяє виміряти величину ефективного ниркового плазмотоку, тобто то кількість плазми, що протікає по судинах кіркової речовини нирки і омиває клітини проксимального сегменту нефрона. Так як еритроцити не містять ПАГ, для розрахунку величини ефективного ниркового кровотоку (ERBF) необхідно ввести у формулу величину, що враховує співвідношення між еритроцитами і плазмою крові (показник гематокриту - Ht):

 

ERBF = СРАНА / (1─Ht)

 

Вище йшла мова про ефективне плазмотоке і крові. Для визначення загального кровотоку і плазмотоку через нирки необхідно знати, скільки ПАГ залишається в нирковій крові. Так як вважається, що ПАГ повністю вилучається з крові, що протікає по корковому речовині нирки, то наявність у нирковій вені невеликої кількості ПАГ обумовлено тим, що частина крові мине кіркова речовина нирки і надходить у судини мозкового речовини. Частка кровотоку через мозкову речовину нирки становить близько 9 %, а кровоток у внутрішньому мозковій речовині (сосочку) дорівнює лише 1 % від загального ниркового кровотоку.

 

У чоловіків ефективний нирковий плазмоток становить близько 655 мл/хв на 1,73 м2 поверхні тіла), загальний плазмоток дорівнює 720 мл/хв, а загальний кровотік через нирки - 1300 мл/хв. Щоб визначити, скільки рідини з плазми крові піддається клубочковій фільтрації, розраховують фільтраційну фракцію (FF):

 

FF= CIn / СРАНА

 

Фільтраційна фракція становить близько 0,2, тобто дорівнює майже 20 % від об'єму плазми, що протікає через нирку.

 

Наступна глава >>>