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
Сторінка27/42
Дата21.09.2012
Розмір7.64 Mb.
ТипДокументи
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   42
^

30.5. Особые механизмы канальцевого транспорта

Транспорт пороговых веществ

В проксимальном канальце реабсорбируется около 2/3 каждого из основных компонентов фильтрата-воды и содержащихся в ней в наибольших количествах электролитов-Na+, К+, Са2 + и Cl. Эта доля остается постоянной при любых изменениях СКФ (клубочково-канальцевое равновесие; с. 795). При повышении концентрации основных электролитов в физиологически допустимых пределах пропорционально увеличивается и скорость их транспорта. В то же время реабсорбция других веществ усиливается лишь до определенного предела, соответствующего их концентрации, называемой почечным порогом. Это относится, например, к глюкозе, фосфату, сульфату, аминокислотам и бикарбонату.

Глюкоза свободно фильтруется в клубочках и наиболее эффективно реабсорбируется в первой трети проксимального извитого канальца (рис.




Рис. 30.17. Снижение концентрации глюкозы в канальцевой жидкости на протяжении проксимального извитого канапьца. Показаны средние значения и диапазоны концентрации в плазме и моче

30.17). В конце его концентрация глюкозы падает до 1/10 плазматической и на таком уровне сохраняется до конца нефрона.

Одновременно реабсорбируется и вода, поэтому объем жидкости, в котором растворена глюкоза, уменьшается на 65% в проксимальном извитом канальце и на 99% к концу нефрона. Следовательно, из канальцевой жидкости поглощается в конечном счете 99,9% всей глюкозы (96,5% проксимально), и в выделяемой моче ее практически нет.

При повышении концентрации глюкозы в плазме ее почти полная реабсорбция продолжается до достижения почечного порога, равного примерно 11 ммоль/л (2 г/л). Когда он превышается, пропорционально растет и экскреция глюкозы с мочойвозникает глюкозурия (рис. 30.18).

Ограниченную способность почек к реабсорбции глюкозы называют транспортным максимумом max), что приводит к значительной путанице. Действительно, во многих учебниках написано, что существует определенная максимальная скорость транспорта глюкозы почками, но это не так. При падении и повышении СКФ пропорционально изменяется и Тmax (рис. 30.18), а постоянным остается почечный порог экскреции, т.е. максимальная концентрация глюкозы, с превышением которой устанавливается клубочково-канальцевое равновесие последней и начинается глюкозурия [10]. Чтобы лучше понять эту ситуацию, следует рассмотреть механизм реабсорбции глюкозы. Она происходит почти целиком в проксимальном извитом канальце, где сопряжена с поступлением в клетки натрия (рис. 30.13) и, естественно, подчиняется тем же закономерностям. На мембране щеточной каемки внутри молекулы ответственного за котранспорт белка глюкоза образует комплекс с Na +. Ее концентрация,

^ 800 ЧАСТЬ VIII. ПИТАНИЕ, ПИЩЕВАРЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ



Рис. 30.18. Экскреция глюкозы при росте ее концентрации в плазме выше пороговой величины. Разность между ее отфильтрованным (черная линия) и выводимым с мочой в единицу времени (красная линия) количествами отражает скорость реабсорбции. При надпороговой концентрации глюкозы эта скорость достигает максимума (Тmax), который пропорционален СКФ в данный момент времени

при которой все рецепторные участки на мембране оказываются занятыми, и является пороговой: дальнейшее повышение концентрации на реабсорбции не отразится. В то же время котранспорт можно ускорить, увеличив натриевую нагрузку канальцевой жидкости (см. клубочково-канальцевое равновесие). В этом случае, несмотря на достижение пороговой концентрации, Тmax возрастает пропорционально скорости транспорта Na+. Все это дает большое физиологическое преимущество. Поскольку почечный порог глюкозы вдвое выше ее нормальной концентрации в плазме, потеря ее организмом при потреблении богатой углеводами пищи не опасна. Более того, сопряженная реабсорбция глюкозы и натрия сводит к минимуму ее потери при повышении СКФ.

^ Другие углеводы. Сахароза и лактоза подобно полифруктозиду инулину (с. 790) не реабсорбируются в почках. Они свободно фильтруются и полностью выводятся с фильтратом. В то же время дисахариды мальтоза и трегалоза расщепляются локализованными в щеточной каемке ферментами мальтазой и трегалазой с образованием глюкозы, которая может реабсорбироваться.

Фосфат. Фосфат реабсорбируется почти исключительно в проксимальном канальце путем вторичного активного котранспорта с Na+ в отношении 1:2. Это еще одна транспортная система с типичными пороговыми признаками. В случае глюкозы почечный порог намного превышает ее нормальную плазматическую концентрацию, и почки обычно не играют никакой роли в регуляции последней. С

другой стороны, гормоны, влияющие на уровень глюкозы в плазме (инсулин, глюкагон, адреналин), не оказывают непосредственного воздействия на ее транспорт в почках. С фосфатом дело обстоит иначе. Его пороговая почечная концентрация находится в пределах нормальной плазматической, поэтому почки играют ключевую роль в регуляции последней. Эта их функция контролируется гормонально, в первую очередь паратгормоном (ПГ). Он не только стимулирует мобилизацию фосфата минерального вещества костей, но и усиливает его выведение почками, угнетая его реабсорбцию в проксимальных канальцах с участием цАМФ. Конечный результат действия ПГ-снижение почечного порога для фосфата [27, 33].

Сульфат также реабсорбируется в проксимальном канальце за счет котранспорта. Однако его сродство к транспортному белку невелико, поэтому почечный порог низок (0,8-1,2 ммоль/л). Это обусловливает низкое содержание фосфата во внеклеточной жидкости, что важно для поддержания кислотно-щелочного равновесия. Сульфат-ион серной кислоты (продукта расщепления белков), которая сразу после образования нейтрализуется. Почки выделяют его в виде нейтральной соли, одновременно удаляя избыток Н+ и возвращая организму бикарбонат, использованный в буферных системах (с. 801).

Аминокислоты. Пути аминокислот и глюкозы в почках очень сходны. Реабсорбция аминокислот почти целиком осуществляется в проксимальном канальце путем вторичного активного котранспорта с Na+. Транспортные белки щеточной каемки стереоспецифичны по отношению к различным аминокислотам. Аминокислоты с одинаковой или очень сходной пространственной конфигурацией молекулы обладают сродством к одним и тем же рецепторным участкам, поэтому транспортируются одним и тем же переносчиком. Пока обнаружено семь различных систем переноса:

для «кислых» аминокислот (глутаминовой, аспара гиновой);

для «основных» аминокислот (аргинина, лизина, орнитина); для «нейтральных» аминокислот:

  • цистина и цистеина;

  • пролина, оксипролина и глицина;

  • глицина;

  • фенилаланина, лейцина, изолейцина, триптофана и метионина;

- таурина, ГАМК и ß-аланина. Врожденная или приобретенная недостаточность

одной из этих транспортных систем усиливает экскрецию с мочой аминокислот соответствующей группы (гипераминоацидурия). При росте плазма-

^ ГЛАВА 30. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК 801

тической концентрации какой-либо аминокислоты насыщение специфичной для нее транспортной системы повышает экскрецию не только ее самой, но и всех других аминокислот, принадлежащих к той же группе [46].
^
Транспорт бикарбоната и протонов

Бикарбонат. Как показано на рис. 30.13, основная часть бикарбоната реабсорбируется из фильтрата в проксимальном извитом канальце с помощью карбоангидразного механизма [35]. Этот процесс зависит от секреции в просвет канальца ионов Н+ за счет Na+-H+-антипорта, движущей силой которого служит электрохимическая разность потенциалов для ионов Na+ (с. 795). Таким образом, поглощение бикарбоната также сопряжено с активной реабсорбцией натрия. В результате этого активного транспорта концентрация бикарбоната в конце проксимального канальца снижается в норме приблизительно до 5 ммоль/л. В этом участке нефрона существует динамическое равновесие: стенка канальца до определенной степени проницаема для ионов бикарбоната (примерно вдвое меньше, чем для Cl), поэтому активному их «накачиванию» в клетки противостоит обратное «просачивание» за счет пассивной диффузии. Это равновесие выражается уравнением

(19)

где Jaкт - скорость активного всасывания; Π-проницаемость, Спл- концентрация в плазме, а Скж - равновесная концентрация в канальцевой жидкости. Этот механизм «накачивания-просачивания» [55] поддерживает градиент концентрации ионов бикарбоната на уровне около 20 ммоль/л. К концу проксимального извитого канальца всасывается около 60% фильтрата, а концентрация в нем НСО3снижается до 1/5 исходной, поэтому лишь около 8% отфильтрованного бикарбоната достигает петли Генле. Это количество реабсорбируется главным образом в толстом сегменте ее нисходящего колена. Однако способность к реабсорбции бикарбоната в этой части нефрона ограничена, а в дистальном извитом канальце и собирательной трубочке она еще меньше. Поэтому в тех случаях, когда в конце проксимального извитого канальца концентрация НСО3 в канальцевой жидкости оказывается повышенной, эти ионы выводятся с мочой. Результат исключительно важен: сочетание ограниченной градиентом реабсорбции в проксимальном извитом канальце и низкой всасывающей способности последующих участков нефрона позволяет почке регулировать кислотно-щелочное равновесие (см. с. 803).

Ионы водорода. В процессе обмена веществ в организме здорового человека за сутки образуется 60-100 ммоль Н+. Эти ионы должны удаляться

через почки, так как организм способен переносить присутствие лишь следовых их количеств. При поступлении в канальцы клубочкового фильтрата его pH равен 7,4 т. е. не отличается от pH плазмы крови. В начальном отделе проксимального канальца он снижается до 6,7, поддерживается на этом уровне на протяжении большей части нефрона (рис. 30.19) и только в самом его конце падает до 5,7, а в крайне редких случаях очень сильного ацидоза-до 4,5. Но даже при такой кислотности концентрация ионов Н+ составляет всего 0,03 ммоль/л, т. е. в свободном виде экскретируется только 0,05% их количества, образующегося в процессе обмена веществ. Несмотря на столь малое содержание Н+, подкисление канальцевой жидкости имеет исключительно важное значение. Оно необходимо не только для реабсорбции бикарбоната, но и для регенерации бикарбонатной буферной системы во всем организме. Более того, эта кислотность регулирует экскрецию кислот в нейтральной форме с помощью аммиачного механизма, а также в так называемой титруемой форме (см. ниже). Хотя почками за сутки выводится всего 0,1 ммоль протонов, способность нефронов к их секреции довольно значительна, особенно в проксимальных извитых канальцах. Большая часть бикарбоната реабсорбируется в буферной форме, при этом на каждую его молекулу требуется один ион Н+. За сутки почки возвращают организму 4-4,5 моль бикарбоната, а для нейтрализации этого количества требуется скорость секреции протонов, которая втрое выше, чем при образовании соляной кислоты в желудке [31, 47, 50].

^ Титруемые кислоты. «Титруемыми» называются кислоты, экскретируемые в нейтральной форме за





Рис. 30.19. Изменения pH канальцевой жидкости на протяжении нефрона

^ 802 ЧАСТЬ VIII. ПИТАНИЕ, ПИЩЕВАРЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ



Рис. 30.20. Зависимость диссоциации фосфата от pH. При кислом pH преобладает Н2РО4, а при щелочном НРО24 . При pH 6,8 (рКа) два аниона присутствуют в одинаковых количествах

счет буферных соединений. Для определения их количества титруют мочу основанием. Важнейшее буферное соединение - фосфат, который в избытке образуется в процессе белкового и фосфолипидного обмена. Вследствие низкого почечного порога (с. 800) этот избыток не реабсорбируется из канальцевой жидкости и выводится с мочой. При pH 7,4 75% фосфата находится в форме ионов НСО3 (вторичный фосфат), которые по мере падения pH постепенно превращаются в Н2РО4 {первичный фосфат) и при pH 5,8 на 90% переходят в эту форму (рис. 30.20).

Нейтрализуемые ионы Н+ образуются при диссоциации угольной кислоты. Связанные с фосфатом, они не просто рециркулируют, как в случае реабсорбции бикарбоната, а выводятся с мочой. В сумме на каждый экскретируемый Н+ заново образуется один ион бикарбоната, и таким образом восстанавливается содержание последнего в организме (рис. 30.21).

^ Аммиачный механизм. В канальцевых клетках под действием митохондриальной глутаминазы основная аминокислота глутамин превращается сначала в глутамат", а затем в кетоглутарат2" [46а]. На каждом из этих этапов отщепляется один ион аммония (NH4+). Часть этих ионов, теряя протон, превращается в аммиак (NH3). Будучи нейтральным, тот легко диффундирует через апикальные клеточные мембраны в канальцевую жидкость и здесь вновь превращается в NH4+, присоединяя ионы Н+ , секретируемые сюда же другим путем (Na+-H+-антипорт). Очевидно, однако, что

NH4+ может проникать через стенку канальца и без предварительного превращения в NH3. Хотя клеточная мембрана менее проницаема для этого иона, чем для аммиака, концентрация NH4+ в канальцевых клетках более чем на два порядка выше. В канальцевой жидкости ионы NH4+ могут заменять Na+ при нейтрализации избытка анионов (например, SO24), подлежащих экскреции.

Глутарат2 в свою очередь, взаимодействуя с двумя ионами Н+, дает СО2 и глюкозу. Необходимые для этой реакции протоны образуются наряду с НСО3 в реакции СО2 с Н2О, катализируемой карбоангидразой. В конечном счете на каждый экскретируемый ион аммония образуется один ион бикарбоната. Чем больше аммиака переходит из клетки в канальцевую жидкость и больше образуется в ней NH4+, тем больше секретируется Н+. Однако ионы Н+ взаимодействуют и с другими присутствующими в растворе буферными соединениями, поэтому канальцевая жидкость постепенно подкисляется. Действительно, существует почти линейная зависимость между pH выделяемой мочи и содержанием в ней аммония (рис. 30.22). В норме аммиачный механизм выделяет за сутки в электронейтральной форме 30-50 ммоль Н+ [18, 44].





Рис. 30.21. Выделение почкой кислот. Вверху показана экскреция титруемой кислоты, внизу -аммиачный механизм

^ ГЛАВА 30. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК 803



Рис. 30.22. Взаимосвязь между pH мочи и экскрецией почками аммиака при кислотно-щелочном равновесии {красная линия) и хроническом метаболическом ацидозе (черная линия) (по [5] с изменениями)

Почечная компенсация кислотно-щелочного дисбаланса. При необходимости (например, при диабетическом ацидозе) скорость экскреции аммония может повыситься в 10 раз (рис. 30.22). Это обеспечивается зависимостью от pH глутаминового обмена: при подкислении возрастает активность глутаминазы. В результате усиливается образование NH3, удаляющего Η*, а за счет этого восстанавливается упавшее при ацидозе содержание бикарбоната в организме.

Не менее важную роль в восстановлении кислотно-щелочного равновесия играет регуляция реабсорбции НСО3. Механизм этой регуляции определяется основными ограничениями транспортных процессов (с. 801).

Например, если метаболический алкалоз ведет к повышению концентрации бикарбоната в плазме, максимум, на что способны компенсаторные механизмы проксимального канальца,-сохранение обычной разности концентраций этого иона между канальцевой жидкостью и межклеточным пространством. Следовательно, в дистальные отделы нефрона поступает жидкость с необычно высоким содержанием бикарбоната, а так как его реабсорбция здесь ограничена, НСО3 выводится с мочой (рис. 30.23, Б).

При метаболическом ацидозе концентрация бикарбоната в плазме и канальцевой жидкости, напротив, понижена, но при сохранении нормального градиента реабсорбируется больше НСО3 (рис. 30.23, В). При респираторном ацидозе повышение РCO2 снижает pH и в клетках, так что становится

больше Н+ для ионообменного насоса, закачивающего НСО3 в клетки. В результате поддерживается более высокий бикарбонатный градиент (рис. 30.23, Г). Таким образом, при обеих формах ацидоза реабсорбция бикарбоната усиливается, но одновременно удаление Н+ стимулирует его ресинтез в клетках почек (с. 801). Эти механизмы продолжают действовать до тех пор, пока не восстановится нормальное динамическое равновесие и ацидоз не будет компенсирован.

Наконец, при респираторном алкалозе падение РCO2 приводит к повышению в клетках pH. В связи с дефицитом Н+ ослабляется ионообменная реабсорбция бикарбоната и разность его концентраций между канальцевой жидкостью и межклеточным пространством снижается. Избыток бикарбоната в канальцевой жидкости выводится с мочой (рис. 30.23, Д).
^
Транспорт азотистых веществ

В процессе обмена белков в организме наряду с фосфатом, сульфатом и Η + образуются азотистые





Рис. 30.23. Механизм почечной компенсации кислотно-щелочного дисбаланса. Градиент концентрации бикарбоната, поддерживаемый за счет активного транспорта, показан сплошными стрелками, а пассивный обратный перенос -штриховыми. Цифры в квадратных скобках- концентрация бикарбоната (ммопь/л)

^ 804 ЧАСТЬ VIII. ПИТАНИЕ, ПИЩЕВАРЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ

соединения, которые также должны выводиться через почки. Два таких вещества - креатинин (с. 790) и аммиак (с. 802) уже упоминались. Кроме того, к этой категории относятся различные соединения малой и средней молекулярной массы, среди которых наибольшее значение имеют мочевина и мочевая кислота. В моче присутствуют также следы белка.

Белки и пептиды. Белки, как уже отмечалось (с. 790), в основном задерживаются клубочковым фильтром. Концентрация их в канальцевой жидкости составляет лишь около 1% плазматической. В связи с большим объемом фильтрата общее количество профильтровавшегося за сутки белка доходит до нескольких граммов, но с мочой выводится не более 1% этой величины. Реабсорбция белка происходит главным образом в проксимальном канальце. Крупные белки поглощаются клетками путем эндоцитоза; образующиеся при этом вакуоли сливаются с лизосомами, содержащими ферменты, которые в конечном итоге расщепляют белки.

Пептиды (например, глутатион, карнозин) и особенно пептидные гормоны (например, инсулин, ангиотензин, паратгормон), молекулы которых настолько малы, что почти беспрепятственно проходят через фильтр, так быстро расщепляются различными пептидазами щеточной каемки, что высвобождающиеся при этом аминокислоты почти полностью реабсорбируются уже в проксимальном канальце [46].

Мочевина. У человека и большинства позвоночных образующийся при распаде белков азот экскретируется в основном в виде мочевины. Эта мелкая электронейтральная молекула свободно фильтруется, но одновременно так легко диффундирует, что в проксимальном канальце около 1/3 мочевины возвращается в кровь. В дистальной части нефрона и в концевом отделе собирательной трубочки диффузионная проницаемость для мочевины низка, но здесь она может реабсорбироваться по механизму следования за растворителем (с. 795). Поэтому, если в дистальных отделах всасывается большое количество воды (как при антидиурезе) и образуется моча с высокой осмотической концентрацией (с. 808), вместе с водой возвращается в кровь еще до трети отфильтрованной мочевины. В случае водного диуреза всасывание воды в дистальном канальце прекращается, и мочевины соответственно выводится больше. Таким образом, ее экскреция зависит от диуреза. На рис. 30.24 это представлено в виде клиренса мочевины. Через фильтр она проходит с такой же скоростью, как индикаторное вещество инулин (с. 789). Однако ее




Рис. 30.24. Зависимость клиренса мочевины от скорости образования мочи. Он сравнивается с не зависящим от диуреза клиренсом инулина

клиренс всегда меньше по крайней мере на 1/3, поскольку именно эта доля реабсорбируется в проксимальном канальце независимо от диуреза. Еще 1/3 может реабсорбироваться в дистальных отделах нефрона, когда при резко выраженном антидиурезе поглощение здесь воды, а следовательно, и увлекаемой ею мочевины достигает максимума. С ослаблением реабсорбции воды и увеличением диуреза экскреция мочевины растет.

Мочевина - нетоксичное, инертное вещество, поэтому ее концентрация во внеклеточной жидкости не имеет существенного значения и не регулируется специальным механизмом. Ее плазматическая концентрация зависит от распада белков и СКФ (рис. 30.25).

Мочевая кислота. В виде мочевой кислоты у человека выводится только 5% азота. Однако это соединение имеет большое клиническое значение, поскольку связано с возникновением подагры и образованием почечных камней- заболеваниями, получающими в последние десятилетия все большее распространение. Мочевая кислота - конечный продукт обмена пуринов, поэтому ее концентрация всегда повышается, когда пища богата компонентами клеточных ядер (т.е. включает много мяса, особенно внутренних органов).

Мочевая кислота свободно фильтруется. Подобно другим органическим кислотам (с. 806), она также извлекается из околоканальцевой крови клетками проксимальных канальцев и секретируется в канальцевую жидкость. Однако одновременно она здесь же реабсорбируется, поэтому в конце этого отдела ее примерно столько же, сколько исходно отфильтровалось. В нисходящем колене петли Генле преобладает реабсорбция и до вершины этой структуры доходит лишь около 10% мочевой кислоты.

^ ГЛАВА 30. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК 805



Рис. 30.25. Зависимость концентрации мочевины в плазме от СКФ и потребления с пищей белка. При неизменном потреблении белка (штриховая линия) концентрация мочевины возрастает, когда СКФ падает ниже нормы, принятой за 100%. При адекватном снижении потребления белка концентрация мочевины в плазме может оставаться «нормальной» независимо от СКФ (пунктирная линия)

Именно это количество выделяется с мочой, так как дистальные отделы нефрона для мочевой кислоты практически непроницаемы (рис. 30.26). Падение концентрации мочевой кислоты еще до того, как она пройдет через отделы нефрона, расположенные в почечном сосочке, важно по двум причинам: ее растворимость в воде, во-первых, ограничена, а во-вторых, зависит от pH. рКа мочевой кислоты равен 5,8, поэтому при нормальном pH крови (7,4) она почти полностью диссоциирована до урат-аниона. Если бы, достигнув вершины петли Генле, где самая высокая в организме концентрация натрия (с. 808), канальцевая жидкость содержала слишком много урата, то, поскольку связанная с растворимостью величина (L)

L = [Na+][ypaт] (20)

ограничена пределом, существовал бы постоянный риск выпадения здесь осадка.

^ Диссоциированная до урата, мочевая кислота в 20 раз более растворима, чем в недиссоциированной форме. Однако канальцевая жидкость, проходя через дистальный отдел нефрона, уменьшается в объеме и продолжает подкисляться (рис. 30.19),

поэтому концентрация мочевой кислоты возрастает, а ее диссоциация подавляется. В собирательной трубочке, где pH равен 5,8, она на 50% не диссоциирована; при pH 4,5 эта доля возрастает до 95%. Таким образом, реабсорбция мочевой кислоты в нисходящем колене петли Генле, т.е. до достижения канальцевой жидкостью двух названных выше опасных участков, действует как своего рода предохранительный клапан.
^
Почечные камни

Уратные камни. При нормально функционирующих почках pH мочи редко падает ниже 5,8 (рис. 30.19). У лиц, предрасположенных к образованию у ратных камней, этот показатель часто заметно снижен, поэтому в ней выше количество плохо растворимой мочевой кислоты (см. выше). Кроме того, накопление и осаждение мочевой кислоты в мозговом веществе почки и мочевыводящих путях, по-видимому, связаны с недостаточной реабсорбцией урата в нисходящем колене петли Генле. Мочевая кислота, поступившая в прямой сосуд, концентрировалась бы по принципу противоточной диффузии (с. 788) и накапливалась в вершине почечного сосочка, если бы непрерывно не уносилась кровью. Этому транспорту способствует связывание определенного ее количества с мембраной эритроцитов. У лиц, предрасположенных к образованию уратных камней и развитию почечной формы подагры (отложению мочевой кислоты в почечной ткани), связывающая способность эритроцитов понижена.

^ Оксалатные камни. Щавелевая кислота - это еще один конечный продукт обмена, который вследствие низкой растворимости в воде имеет тенденцию осаждаться с образованием камней. Оксалат подобно мочевой кислоте секретируется и реабсорбируется в проксимальном канальце. В результате его содержание в конце этого отдела





Рис. 30.26. Относительная концентрация мочевой кислоты и направления ее переносе в разных частях нефрона

^ 806 ЧАСТЬ VIII. ПИТАНИЕ, ПИЩЕВАРЕНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ

на 25% выше количества, отфильтрованного в клубочке. Дистальные части нефрона для оксалата почти непроницаемы, поэтому столько же его и выводится с мочой. Концентрация его в канальцевой жидкости, обусловленная фильтрацией и секрецией, напрямую зависит от плазматической. В связи с этим люди, предрасположенные к образованию оксалатных камней, должны ограничивать потребление «щавелевокислой» пищи (например, ревеня, шпината, шоколада), а также веществ, усиливающих метаболическое образование оксалата (например, витамина С, теофиллина).

^ Цистиновые камни. Цистин - наименее растворимая из всех аминокислот. Тем не менее образование из нее камней крайне редко обусловлено нарушением самой цистин-цистеиновой системы. Как правило, эта патология возникает при недостаточности систем транспорта «основных» аминокислот (с. 800), когда в крови и канальцевой жидкости повышается концентрация аргинина, лизина и орнитина. Они достаточно хорошо растворимы в воде и не выпадают в осадок, но насыщают цистеиновую систему, к которой имеют некоторое сродство, и вытесняют цистин из мест его реабсорбции. В результате концентрация цистина растет, и он образует осадок.

^ Фосфатные камни. Осаждение фосфата чаще всего связано с воспалительными процессами в мозговом веществе почек. Растворимость фосфата повышается с увеличением кислотности среды. Если непосредственное повреждение дистальных канальцев и собирательных трубочек нарушает местный градиент pH, канальцевая жидкость прекращает подкисляться. К падению кислотности и осаждению фосфатов ведет также бактериальное разложение, усиливающее выделение аммиака (действующего как основание) в канальцевую жидкость.

Другой важный фактор -преобладание среди катионов Саг* Кальциевые соли обычно менее растворимы, чем, например, натриевые, поэтому фосфат и оксалат выпадают в осадок преимущественно в виде солей кальция.
^
Секреция экзогенных органических веществ

Мочевая и щавелевая кислоты отличаются от прочих органических кислот организма тем, что секретируются в проксимальном канальце. Однако таким же образом может секретироваться и целый ряд слабых органических кислот, не образующихся у человека, но, по-видимому, сходных по строению с двумя названными выше. К ним относятся парааминогиппуровая кислота (ПАГ), рентгеноконтрастные вещества типа диодраста, а также некоторые лекарственные препараты, например пенициллин и многие другие антибиотики, сульфонамид, диуретики, барбитураты и др. [58].

^ Механизмы секреции таких соединений основаны, очевидно, на присутствии одного или нескольких типов анионообменников на базолатеральной поверхности клеток проксимального канальца (рис.

30.13). При их участии из клеток выводятся такие анионы, как бикарбонат, и, возможно, хлорид, а внутрь поступают метаболические субстраты. Основные среди них в этой части нефрона - слабые органические кислоты типа α-кетоглутаровой, фумаровой или свободных жирных кислот. В таком анионном антипорте могут, очевидно, участвовать также мочевая и щавелевая кислоты, а также упоминавшиеся выше чужеродные вещества. Однако, поскольку последние не используются в клеточном обмене, они накапливаются в цитозоле, достигая равновесия с канальцевой жидкостью в соответствии со своими электрохимическими градиентами.

Концентрации мочевой и щавелевой кислот в канальцевой жидкости не бывают слишком высокими, поскольку возможен их обратный перенос. Однако концентрация здесь веществ типа ПАГ, для которых стенка канальца практически непроницаема, может в пять раз превышать плазматическую. Пока последняя низка, они продолжают накапливаться в канальцевой жидкости до определенной максимальной концентрации (примерно 3,5 ммоль/л). Ее превышение невозможно, даже если плазматическая концентрация будет расти. Как и в случае реабсорбции глюкозы, это называют «транспортным максимумом», но такой термин опять-таки не очень удачен, поскольку под ним часто неправильно понимают максимальное количество вещества, которое может быть перенесено. Однако лимитирующий фактор здесь не количество, секретируемое в единицу времени, а максимальная концентрация в канальцевой жидкости, поэтому транспортный максимум пропорционален СКФ. Чем больше объем жидкости, в котором растворено вещество, тем больше его накапливается при максимальной концентрации (рис. 30.27).

^ Клиренс ПАГ. При концентрации ПАГ ниже максимальной до 90% ее извлекается из почечной крови путем фильтрации и, особенно, секреции. Поскольку клиренс (с. 790) вещества определяется объемом плазмы, из которого оно удаляется, у ПАГ он приблизительно пропорционален почечному плазмотоку. Следовательно, в сочетании с гематокритом этот показатель можно использовать для оценки скорости почечного кровотока. Раньше таков был стандартный метод проверки функции почек, но затем его заменили более простые.

Вся ПАГ, накопившаяся в канальцевой жидкости, выделяется с мочой, но другие органические кислоты могут до некоторой степени диффундировать обратно. Часто в недиссоциированном виде они имеют относительно высокую растворимость в липидах и потому легко проходят через биологические мембраны («неионная диффузия»). Посколь-

^ ГЛАВА 30 ФУНКЦИЯ ПОЧЕК 807



Рис. 30.27. Зависимость экскреции ПАГ от ее концентрации в плазме и СКФ Разность между скоростями фильтрации {черные линии) и экскреции (красные линии) соответствует скорости секреции в просвет канальца. При определенной концентрации ПАГ в плазме ее содержание в канальцевой жидкости достигает максимума. При дальнейшем росте плазматической концентрации ПАГ скорость ее переноса (Tmax) уже не повышается, но при изменениях СКФ Тmax меняется пропорционально

ку степень диссоциации таких слабых электролитов зависит от pH среды и их рКа, с увеличением кислотности канальцевой жидкости усиливается их обратная диффузия. Эту ситуацию следует учитывать в клинике. Например, в случае передозировки барбитуратов следует как можно сильнее подщелочить канальцевую жидкость (путем введения бикарбоната с одновременным ингибированием карбоангидразы). С другой стороны, при лечении почечной инфекции антибиотиками нужно поддерживать максимально высокую кислотность канальцевой жидкости, чтобы воспрепятствовать диссоциации слабой кислоты. Это позволит добиться максимального содержания лекарства в проникающей через мембраны форме, и таким образом повысить его концентрацию в ткани.
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   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