4. Механизм фильтрации, значение эффективного фильтрационного давления. Понятие об ультрафильтруемой фракции. Суточный объем ультрафильтрата.

Механизм фильтрации

Величина клубочковой фильтрации зависит от разности между:

•гидростатическим давлением крови (около 70 мм рт. ст. в капиллярах клубочка),

•онкотическим давлением белков плазмы крови (около 30 мм рт. ст.)

•гидростатическим давлением в капсуле клубочка (около 20 мм рт. ст.).

Эффективное фильтрационное давление, т.е. давление, которое определяет

клубочковую фильтрацию, составляет примерно 20 мм рт. ст. [70 мм рт. ст. – (30 мм рт. ст. +

20 мм рт. ст.)= 20 мм рт. ст.]. Фильтрация происходит только в том случае, если давление крови в капиллярах клубочков превышает сумму онкотического давления белков в плазме и величину давления жидкости в капсуле клубочка.

Для внесения поправки на связывание некоторых ионов белками плазмы крови вводится

понятие об ультрафильтруемой фракции (f) — той части вещества в плазме от общего его

количества в плазме крови, которая не связана с белком и свободно проходит через клубочковый фильтр. Ультрафильтруемая фракция для кальция составляет 60 %, магния — 75 %. Эти величины свидетельствуют о том, что около 40 % кальция и 25 % магния плазмы

связаны с белком и не фильтруются в клубочках. В ультрафильтрате обнаруживают следы белка. Различие размера пор в клубочках даже у здорового человека обусловливает

проникновение небольшого количества обычно измененных белков.

Суточный объем ультрафильтрата

Первичная моча - плазма крови, лишенная белков. За сутки образуется до 180 л фильтрата (первичной мочи).

5. Измерение скорости клубочковой фильтрации. Понятие об инулиновом клиренсе и экскретируемой фракции.

Для расчета объема жидкости, фильтруемой в 1 мин в почечных клубочках, и ряда других показателей процесса мочеобразования используют методы и формулы, основанные на принципе очищения (клиренс).

Для измерения величины клубочковой фильтрации используют физиологически инертные вещества, не токсичные и не связывающиеся с белком в плазме крови, свободно проникающие через поры мембраны клубочкового фильтра из просвета капилляров вместе с безбелковой частью плазмы. Концентрация этих веществ в клубочковой жидкости будет

такой же, как в плазме крови. С мочой будет выделяться все количество данного вещества, поступившего в просвет нефрона с ультрафильтратом в клубочках.

Используемые вещества: инулин, маннитол, полиэтиленгликоль-400, креатинин.

Коэффициент очищения от инулина (инсулиновый клиренс) - измеренная с помощью инулина величина фильтрации в клубочках. Необходимо непрерывно вводить в вену

раствор инулина, чтобы в течение всего исследования поддерживать постоянной его концентрацию в крови, что очень сложно.

Чаще используют креатинин - естественный компонент плазмы, по очищению от которого можно было бы судить о скорости клубочковой фильтрации, хотя с его помощью скорость клубочковой фильтрации измеряется менее точно.

Концентрационный показатель инулина UIn / PIn указывает, во сколько раз уменьшается объем фильтрата при его прохождении по канальцам. Эта величина имеет важное значение для суждения об особенностях обработки любого вещества в канальцах, для ответа на вопрос о том, подвергается ли вещество реабсорбции

канальцах. Если Ux/Px больше, чем UIn/PIn то это указывает на его секрецию. Отношение концентра ционных показателей вещества X и инулина Ux/Px : UIn/PIn носит название экскретируемой фракции (EF).

6. Канальцевая реабсорбция, ее значение в образовании мочи. Особенности реабсорбции отдельных веществ в разных частях канальцевой системы.

В обычных условиях в почке человека за сутки образуется до 180 л фильтрата , а выделяется 1,0—1,5 л мочи, остальная жидкость всасывается в канальцах. Роль клеток

отделах нефрона всасываются преимущественно электролиты и вода.

Реабсорбция натрия и хлора - наиболее значительный по объему и энергетическим тратам процесс.

В проксимальном отделе объем первичной мочи уменьшается, и в начальный отдел петли нефрона поступает около 1/3 профильтровавшейся в клубочках жидкости. Из всего количества натрия, поступившего в нефрон при фильтрации, в петле нефрона всасывается до 25%, в дистальном извитом канальце — около 9% и менее 1% реабсорбируется в

собирательных трубках или экскретируется с мочой.

Дистальном сегменте клетки переносят меньшее, чем в проксимальном канальце,

количество ионов, но против большего градиента концентрации . Этот сегмент нефрона и собирательные трубки играют важнейшую роль в регуляции объема выделяемой мочи и концентрации в ней осмотически активных веществ. В конечной моче концентрация натрия может снижаться до 1 ммоль/л по сравнению со 140 ммоль/л в плазме крови.

В проксимальном отделе нефрона реабсорбция натрия, калия, хлора и других веществ происходит через высокопроницаемую для воды мембрану стенки канальца. Напротив; в толстом восходящем отделе петли нефрона, дистальных извитых канальцах и собирательных трубках реабсорбция ионов и воды происходит через малопроницаемую для воды стенку канальца; проницаемость мембраны для воды в отдельных участках нефрона и собирательных трубках может регулироваться, а величина проницаемости изменяется в зависимости от функционального состояния организма (факультативная реабсорбция). Под влиянием импульсов, поступающих по эфферентным нервам, и при действии биологически активных веществ реабсорбция натрия и хлора регулируется в проксимальном отделе

нефрона.

В проксимальном канальце всегда сохраняется изоосмия. Стенка канальца проницаема для воды, и объем реабсорбируемой воды определяется количеством реабсорбируемых осмотически активных веществ , за которыми вода движется по осмотическому градиенту. В

конечных частях дистального сегмента нефрона и собирательных трубках проницаемость стенки канальца для воды регулируется вазопрессином.

Факультативная реабсорбция воды зависит от осмотической проницаемости канальцевой стенки, величины осмотического градиента и скорости движения жидкости по канальцу.

Порог выведения . Непороговые вещества выделяются при любой их концентрации в плазме крови. Такими веществами являются инулин, маннитол. Порог выведения практически всех ценных для организма веществ различен. Так, выделение глюкозы с мочой (глюкозурия) наступает тогда, когда ее концентрация в клубочковом фильтрате (и в плазме крови) превышает 10 ммоль/л.

7. Механизмы канальцевой реабсорбции. Активный и пассивный транспорт. Механизмы реабсорбции ионов натрия, глюкозы, аминокислот и белка. Определение величины реабсорбции в канальцах почки.

Обратное всасывание различных веществ в канальцах обеспечивается активным и пассивным транспортом.

Активный транспорт - вещество реабсорбируется против электрохимического и концентрационного градиентов.

поступление глюкозы и аминокислот с помощью специального переносчика, который обязательно присоединяет Na+, движущая сила переноса – меньшая концентрация Na + в цитоплазме, чем в канальце.

Пассивный транспорт - по электрохимическому, концентрационному или осмотическому градиенту. Пример: электрохимический градиент – реабсорбция хлора (благодаря активному транспорту натрия); осмотический - вода, скорость всасывания зависит от осмотической проницаемости стенки канальца и разности концентрации осмотически активных веществ; концентрационный – мочевина.

Механизм реабсорбции ионов натрия . Просвет проксимального и дистального канальцев электроотрицателен, а в крови (следовательно, и во внеклеточной жидкости) концентрация Na+ выше, чем в жидкости, находящейся в просвете этих канальцев, поэтому реабсорбция Na+ осуществляется активно против градиента электрохимического потенциала. При этом из

просвета канальца Na+ входит в клетку по натриевому каналу или при участии переносчика. Внутренняя часть клетки заряжена отрицательно, и положительно заряженный Nа + поступает в клетку по градиенту потенциала, движется в сторону базальной плазматической

Глюкоза практически полностью реабсорбируется клетками проксимального канальца , и в норме за сутки с мочой выделяется незначительное (не более 130 мг) ее количество. Процесс осуществляется против высокого концентрационного градиента и является

вторично-активным. Глюкоза соединяется с переносчиком, который должен присоединить Na+, затем этот комплекс транспортируется через апикальную мембрану. Апикальная мембрана не пропускает ни глюкозу, ни Na + обратно из клетки в просвет канальца. Эти вещества движутся к основанию клетки по градиенту концентрации. Перенос глюкозы из

Аминокислоты почти полностью реабсорбируются клетками проксимального канальца .

Имеется не менее 4 систем транспорта аминокислот , осуществляющих реабсорбцию нейтральных, двуосновных, дикарбоксильных аминокислот. Каждая из этих систем обеспечивает всасывание ряда аминокислот одной группы. При введении в кровь избытка одной из этих аминокислот начинается усиленная экскреция почкой аминокислот только данной группы. Системы транспорта отдельных групп аминокислот контролируются раздельными генетическими механизмами.

Небольшое количество профильтровавшегося в клубочках белка реабсорбируется клетками проксимальных канальцев. Выделение белков с мочой в норме составляет не более 20—75 мг/сутки. Реабсорбция белка обеспечивается иным механизмом. Белок попадает в клетку с помощью пиноцитоза . Молекулы профильтровавшегося белка адсорбируются на

поверхности апикальной мембраны клетки, при этом мембрана участвует в образовании пиноцитозной вакуоли . Эта вакуоль движется в сторону базальной части клетки. В околоядерной области, где локализован пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи), вакуоли могут сливаться с лизосомами, обладающими высокой активностью ряда ферментов. В лизосомах захваченные белки расщепляются и образовавшиеся аминокислоты , дипептиды

Определение величины реабсорбции в канальцах почки . Транспорт (Т) из просвета

канальцев в тканевую (межклеточную) жидкость и в кровь, при реабсорбции R (Т Rx)

определяется по разности между количеством вещества X (F*Рх*fx), профильтровавшегося в клубочках, и количеством вещества, выделенного с мочой (Ux -V).

По приведенной формуле рассчитывают абсолютное количество реабсорбируемого вещества. При вычислении относительной реабсорбции (% R) определяют долю вещества, подвергшуюся обратному всасыванию по отношению к количеству вещества, профильтровавшегося в клубочках:

%R = (1 - EFX)100

8.Механизм канальцевой секреции. Секреция парааминогиппуровой кислоты, холина, ионов К и других веществ. Определение величины канальцевой секреции. Синтез веществ в почках.

Этот дополнительный механизм выделения ряда веществ, помимо их фильтрации в клубочках, позволяет быстро экскретировать некоторые органические кислоты и основания,

а также некоторые ионы, например К+.

Секреция органических кислот (феноловый красный, ПАГ, диодраст, пенициллин) и органических оснований (холин) происходит в проксимальном сегменте нефрона и обусловлена функционированием специальных систем транспорта. Калий секретируется в конечных частях дистального сегмента и собирательных трубках.

Механизм секреции органических кислот (ПАГ) . В базальной плазматической мембране имеется Na+-К+-АТФазы, которая удаляет из клетки ионы Na + и способствует поступлению в клетку ионов К +. Более низкая концентрация в цитоплазме ионов Na + позволяет поступать внутрь клетки ионам Na+ по градиенту концентрации при участии натриевых котранспортеров. Один из типов такого котранспортера способствует поступлению через базальную плазматическую мембрану а-кетоглутарата и Na +. В этой же мембране имеется анионный обменник, который удаляет из цитоплазмы а-кетоглутарат в обмен на

поступающий из межклеточной жидкости в клетку ПАГ , диодраст или некоторые иные

органические кислоты. Это вещество движется по клетке в сторону люминальной мембраны