Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с icon

Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с




НазваФизиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с
Сторінка25/42
Дата21.09.2012
Розмір7.64 Mb.
ТипДокументи
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   42
^

30.3. Клубочковая фильтрация

Динамика клубочковой фильтрации

Работа фильтрующей системы. Обязательное условие высокой скорости клубочковой фильтрации

(СКФ)-необычно интенсивный кровоток через корковое вещество почек. Здесь непрерывно отфильтровывается около 1/5 объема почечного плазмотока (ППТ). Иными словами, фильтрационная фракция (отношение СКФ/ППТ) равна 0,2. За сутки образуется 170 л фильтрата, и хотя на почки приходится менее 0,5% общего объема внеклеточной жидкости тела, через них за сутки проходит ее почти в 10 раз больше, чем содержится во всем организме.

^ Эффективное фильтрационное давление. Как и в

капиллярах всех прочих органов (см. принцип Старлинга, разд. 20.6), фильтрация в клубочковых капиллярах - это пассивный процесс, зависящий от перепада давления. Ее «движущая сила» - разность между гидростатическим и онкотическим (коллоидно-осмотическим) давлениями, называемая эффективным фильтрационным давлением (ЭФД). Гидростатическому давлению в клубочковых капиллярах (Рк) противостоит гидростатическое давление в просвете боуменовой капсулы (Р,) и онкотическое

^ ГЛАВА 30. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК 789

давление капиллярной крови (Ро)

ЭФД = Рк - Рбк - Ро. (1)

Прямые измерения методом микропункции (с. 792) на крысах показали, что Рк составляет 50 мм рт. ст. (см. рис. 30.3), Рбк - 12 мм рт.ст., а Ро в начальных отрезках капилляров - 20 мм рт.ст. Таким образом, эффективное фильтрационное давление должно здесь составлять

ЭФД = 50 - 12 - 20 = 18 мм рт.ст.

На протяжении клубочковых капилляров гидростатическое давление падает лишь незначительно (до 48 мм рт. ст.), но поскольку из них удаляется практически безбелковый фильтрат, концентрация белка, а следовательно, и онкотическое давление повышаются. Когда Ро становится равным разности между Рк и Рюк (уравнение 1), устанавливается фильтрационное равновесие и фильтрация прекращается. Исходя из приведенных выше цифр, такое состояние должно наступить при Ро, равном 36 мм рт. ст.,

ЭФД = 48 - 12 - 36 = 0.

Считается, что в норме фильтрационное равновесие устанавливается еще перед концом капилляра. Значит, при усилении плазмотока в процесс фильтрации мог бы включаться дополнительный его участок, и благодаря увеличению фильтрующей поверхности при неизменных фильтрационной фракции и ЭФД СКФ повышалась бы [16]. Однако действительно ли в основе физиологических колебаний СКФ (см. ниже) лежит именно такой механизм, пока неизвестно.

Количество жидкости, фильтруемой в единицу времени за счет градиента эффективного давления, зависит от площади фильтрации (А) и гидравлической проводимости (С) фильтрующей мембраны:

СКФ = А·С·ЭФД, (2)

где С - это объем воды, фильтруемый через единицу площади мембраны в единицу времени при единичной разности давлений. Иногда его умножают на величину поверхности (А) и полученное произведение (С·А) называют коэффициентом фильтрации ф).

Физиологические колебания СКФ. Исходя из того что за сутки отфильтровывается 170 л жидкости, СКФ в среднем составляет 120 л/мин. Это значение часто приводят в качестве нормы. Однако следует иметь в виду, что в течение суток происходят значительные физиологические колебания всех параметров. Во-первых, существует четко выраженный циркадианный ритм: максимум СКФ (дневная активность) может быть на 30% выше, а минимум (ночной отдых)-на 30% ниже среднесуточной величины. Повышение на величину такого же порядка наблюдается после приема пищи.

Изменение количества фильтрата может быть вызвано каждым из пяти факторов, определяющих динамику фильтрации (уравнения 1 и 2). В патологических условиях почечная недостаточность с дефицитом фильтрации наблюдается при изменениях давления (например, при шоке или сужении мочеточника) или самой фильтрующей мембраны (например, при гломерулонефрите или амилоидозе почек).

^ Измерение скорости фильтрации. СКФ можно измерить с помощью индикаторного вещества по принципу Фика (см. разд. 20.13). Оно должно обладать следующими свойствами:

  1. быть фильтрующимся неэлектролитом, т.е. не связываться с белками плазмы и не задерживаться при прохождении через клубочковую мембрану из-за наличия электрического заряда (см. ниже) или слишком крупного размера молекулы;

  2. естественно, быть нетоксичным;

  3. не расщепляться и не синтезироваться в почках;

  4. не реабсорбироваться и не секретироваться в почечных канальцах.

Любое количество такого вещества, поступающее при фильтрации в первичную мочу, появится, не изменившись, в моче, выделяемой из организма. Следовательно, его количество, выделенное с мочой, равно отфильтрованному за это же время в клубочках. Поскольку

Количество = Объем · Концентрация, (3) ситуация описывается уравнением

(4) или

I

Ϊ

где Мв-концентрация индикаторного вещества в моче; Пв-его концентрация в плазме, -объем мочи за единицу времени.

Одно из веществ, удовлетворяющих указанным выше требованиям, - инулин. Это полифруктозид, состоящий примерно из 20 остатков фруктозы, который получают из корней некоторых фруктовых деревьев. В человеческом организме он не образуется, поэтому его вводят внутривенно для измерения СКФ.

^ Определение скорости фильтрации для отдельного нефрояа. Скорость фильтрации в отдельном клубочке можно измерить в эксперименте аналогичным способом. Обнажают почку, вводят капилляр для микропункции (с. 792) в петлю поверхностного канальца и количественно отсасывают из него жидкость в течение определенного периода времени. Исходя из ее объема, поступающего в каналец за единицу времени (V,), и концентрации инулина в фильтрате (Фин) и плазме ин), рассчитывают скорость фильт-

^ 790 ЧАСТЬ VIII. ПИТАНИЕ, ПИЩЕВАРЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ

рации для отдельного нефрона (СФН):

(6)

В среднем она составляет 50 нл/мин.

Клиренс. СКФ, рассчитанная описанным выше методом, означает объем плазмы, «очищенной» от индикаторного вещества за единицу времени. Следовательно, уравнение (5) можно записать в более общем виде как формулу клиренса1):

(7)

Для вещества, только удаляемого путем клубочковой фильтрации, такого как инулин, клиренс равен СФН. Клиренс фильтрующихся, а затем реабсорбирующихся веществ (например, Na+ или глюкозы) ниже, чем инулина; клиренс веществ, которые не только фильтруются в клубочках, но и активно извлекаются из крови канальцевыми клетками (например, пенициллина, парааминогиппурата; см. с. 806), выше, чем клиренс инулина.

^ Клиренс креатинина. Показано, что креатинин, один из природных метаболитов, экскретируемых почками, весьма сходен по своей судьбе в них с инулином. Но поскольку это вещество секретируется в очень малых количествах, клиренс эндогенного креатинина менее точный показатель, чем клиренс инулина. Тем не менее он широко используется в клинике, так как для его измерения не нужно проводить инфузию.

Креатинин образуется при обмене веществ в мышцах. Его суточная продукция зависит от общей мышечной массы и у одного и того же индивида колеблется в очень узких пределах, поэтому его концентрация в плазме относительно постоянна. В среднем она составляет 9 мг/л (80 мкмоль/л), хотя у людей с сильно развитой мускулатурой достигает 15 мг/мл (133 мкмоль/л), а при малой мышечной массе может не превышать 5 мг/мл (44 мкмоль/л). Креатинин удаляется из крови почти исключительно путем клубочковой фильтрации, поэтому опытный нефролог может по уровню и скорости повышения концентрации креатинина в плазме определить степень и проследить развитие почечной недостаточности (см. рис. 30.31).
^
Ультрафильтрат и клубочковый фильтр

Состав клубочкового фильтрата. Образуемая клубочками первичная моча обладает всеми признаками ультрафильтрата: она не содержит формен-

1) От англ. clearance - очистка.

ных элементов крови и практически лишена белка, тогда как концентрация всех низкомолекулярных растворимых веществ в ней приблизительно такая же, как в плазме.

Незначительные различия между безбелковой частью плазмы и фильтратом объясняются тем, что многие вещества (например, кальций, органические кислоты и основания) частично связаны с белками плазмы, а эта фракция не фильтруется. Кроме того, белки занимают некоторый объем плазмы, и на эту величину меньше объем фильтрата, в котором растворены низкомолекулярные вещества. Поэтому в цельной плазме концентрация некоторых веществ приблизительно на 5% ниже, чем в безбелковой части плазмы или ультрафильтрате.

Наконец, должно установиться равновесие Гиббса- Доннана. В ряде случаев оно играет определенную роль в неравномерном распределении электролитов между внутри- и внеклеточным пространствами (с. 818).

^ Равновесие Гиббса-Доннана. Когда с одной стороны мембраны (например, фильтра или плазматической мембраны клетки) присутствуют не диффундирующие через нее ионы, диффундирующие ионы распределяются таким образом, что их концентрации с двух сторон от нее различаются. Такая ситуация возникает в случае клубочковой мембраны, поскольку не проходящие через нее белки плазмы представляют собой полианионы.

Для диффундирующих ионов в состоянии равновесия электрохимический потенциал (см. уравнение Нернста, разд. 1.2) катионов с обеих сторон мембраны должен быть таким же, как у анионов:

(8) В случае одновалентных ионов это уравнение упрощается:

(9)

или

(Ю)

где [С+] и [А]- концентрации диффундирующих катионов и анионов соответственно, а «о» и «i» обозначают пространства по две стороны мембраны (соответственно наружное и внутреннее). Таким образом, в состоянии равновесия произведения концентраций диффундирующих анионов и катионов с обеих сторон мембраны равны. В то же время растворы по обе стороны должны быть электронейтральными, т. е.

(И) а со стороны, содержащей белок,

(12)

Подставив в уравнение (10) выражения из уравнений (11) и (12), получаем

(13) (14)

^ ГЛАВА 30. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК 791



Рис. 30.7. Числовой пример установления равновесия Доннана для мембраны, через которую не проходят анионы белков, но свободно диффундируют Na+ и Cl

Следовательно, диффундирующие ионы распределяются следующим образом:

(15) (16)

Эти взаимоотношения иллюстрирует рис. 30.7 в виде цифрового примера. Предполагается, что сначала концентрация анионов, как и катионов, по обе стороны мембраны одинакова, но после достижения равновесия Гиббса-Доннана происходит их перераспределение, и с той стороны, где находятся белки, концентрация диффундирующих катионов становится выше, а диффундирующих анионов ниже, чем с противоположной. При этом с обеих сторон сохраняется электронейтральность, и выполняются условия, заданные уравнением (9).

В ультрафильтрате, практически не содержащем белка, концентрации одновалентных катионов (например Na+ и К+) в соответствии с коэффициентом Доннана примерно на 5% ниже, а одновалентных анионов (например, Cl и НСО3)-на столько же выше, чем в безбелковой плазме. Коэффициент Доннана и поправочный коэффициент на белок - это величины приблизительно одного порядка, поэтому в случае одновалентных катионов они практически взаимоуничтожаются, но для одновалентных анионов суммируются, так что концентрация последних в ультрафильтрате приблизительно на 10% выше, чем в плазме (см. табл. 30.1).

Строение клубочкового фильтра. Просветы капилляра и боуменовой капсулы разделяют три мембранных слоя. Как видно на рис. 30.8, тонкий ждотелий капилляров прободен многочисленными порами диаметром 50-100 нм, через которые не проходят только форменные элементы крови.



Таблица 30.1. Концентрация важных ионов в плазме, ее безбелковой части и ультрафильтрате




Плазма, ммоль/л

Безбелковая часть плазмы, ммоль/л

Ультрафильтра г, ммоль, л

Na+

142

151

114

К +

4

4,3

4

Са 2+

2,5 1)

1,4

1,3

CL

102

110

114

HCO3

25

27

28

1) Включая кальций, связанный с плазматическими белками

Следующий слой образован сплошной базальной мембраной. Она состоит из трехмерной сети гликопротеинов, несущих сильный полианионный заряд и погруженных в матрикс, который при электронной микроскопии выглядит однородным. Базальная мембрана, по-видимому, играет роль сита, задерживая особенно крупные плазматические белки.

Самый мелкопористый фильтр, наиболее эффективно разделяющий компоненты плазмы,-это, по всей вероятности, третий слой, эпителий боуменовой капсулы. В местах соприкосновения с клубочковыми капиллярами его клетки видоизменены в подоциты с многочисленными «ножками». Эти выросты соседних клеток взаимопереплетены. но между ними остаются «фильтрационные щели» шириной 2050 нм. Они заполнены богатым полисахаридами веществом - сиалопротеином и отделены от базальной мембраны тонкой диафрагмой [26]. Система щелей, называемая гликокаликсом, сильно затрудня-





Рис. 30.8. Схема клубочкового фильтра. Он включает следующие слои: эпителий боуменовой капсулы с подоцитами, покрытыми гликокаликсом, образованным сиалопротеинами с сильным полианионным зарядом; базальную мембрану, образованную сетью гликопротеинов с сильным полианионным зарядом (красный цвет); фенестрированный эндотелий капилляра (по [39] с изменениями)

^ 792 ЧАСТЬ VIII. ПИТАНИЕ, ПИЩЕВАРЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ

ет прохождение макромолекул с эффективным радиусом 1,5 нм или более и практически непроницаема для тех, у которых он достигает 4,5 нм.

^ Избирательная проницаемость. При критическом радиусе молекул 1,5-4,5 нм полианионные белки плазмы (альбумины) задерживаются гликокаликсом значительно сильнее, чем нейтральные или положительно заряженные макромолекулы того же размера. Это связано с преимущественно отрицательным зарядом белков базальной мембраны и фильтрационных щелей. Таким образом, помимо препятствий, создаваемых пространственной конфигурацией структурных элементов клубочкового сита, здесь присутствует и электрический фильтр. Благодаря этой «избирательной проницаемости» состав белков, проникающих в следовых количествах в ультрафильтрат, значительно отличается от белкового состава плазмы [34].
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   42

Схожі:

Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconФизиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 313 с
Физиология человека: в 3-х томах / пер с англ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. – М.: Мир. 1996.]
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconРуководство по терапевтической гомеопатии: Пер с англ. М.: Атлас, 1994. 205 с
Аллен Х. К. Основания и показания к назначению и характеристики ведущих гомеопатичекских препаратов и нозодов со сравнением их патогенезов:...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconЛітература
...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconГлоссарий Глоссарий взят из книги Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование: Пер с англ. М.: Мир, 1990,-448 с. Абсолютный адрес
Глоссарий взят из книги Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование: Пер с англ. М.: Мир, 1990,-448 с
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconПустыльник Е. И. Статистические методы анализа обработки наблюдений
Базара М., Шетти К. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы: Пер с англ. М.: Мир, 1982. – 583 С
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconСписок рекомендованої літератури
Дункан Д. У. Основополагающие идеи в менеджменте. Уроки основоположников менеджмента и управленческой практики / Пер с англ. — М.:...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconСписок рекомендованої літератури
Дункан Д. У. Основополагающие идеи в менеджменте. Уроки основоположников менеджмента и управленческой практики / Пер с англ. — М.:...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconО.І. Рогач [та ін.]; pа ред. О.І. Рогача. К.: Либідь,2003. 784с. Isbn 966-06-0293-6
Мировые финансы[Текст]: пер с англ./ М. В. Энг, Ф. А. Лис, Л. Д. Мауер. М.: ДеКА,1998. 736с. Алф указ.: с. 722-734. Isbn 5-89645-004-4(рус.):...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconУчебник для вузов системы мвд/ : в 2-х кн под ред проф. А. А. Пушкина (Олександр Анатолійович). Х.: Основа,1996
Цивільне право України : Підручник : у 2-х кн. /за ред. О. В. Дзери, Н. С. Кузнєцової-К.: Юрінком Інтер, 2001; 2002, 2004
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconРуководство по коксованию том пер с немецкого
Продукты каменноугольной смолы из книги: "Руководство по коксованию" том пер с немецкого под ред. О. Гросскинского с. 437 М.: Металлургия,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи