Выделение. Почки. Механизмы мочеобразования. Профессор Н.В. Ермакова • Выделение – это процесс освобождения организма от конечных продуктов обмена веществ, в том числе белкового (мочевины, мочевой кислоты, креатинина), токсичных, чужеродных веществ, включая лекарственные препараты, а также избытка воды, солей. Органы выделения: • • • • • 1. Почки – главный орган выделения 2. Легкие и верхние дыхательные пути. 3. Кожа (потовые и сальные железы). 4. Желудочно-кишечный тракт. 5. Печень. • Структурно-функциональная единица почки – • нефрон, • в котором происходит образование мочи. Элементы нефрона. • 1. Почечное (мальпигиевое) тельце, или клубочек (сосудистый клубочек и капсула). • 2. Почечные канальцы (извитой и прямой проксимальный, петля Генле прямой и извитой дистальный). • 3. Собирательная трубочка. Механизмы мочеобразования • 1. Клубочковая фильтрация. • 2. Канальцевая реабсорбция. • 3. Канальцевая секреция. 1 - фильтрация 2 - реабсорбция 3 – секреция 4 - секреция • Клубочковая фильтрация – это переход воды и низкомолекулярных компонентов крови из капилляров клубочка в полость капсулы. Клубочковая фильтрация • В результате клубочковой фильтрации образуется первичная моча (150-180 л в сутки). Первичная моча не должна содержать форменных элементов крови и большей части белков (немного фильтруются альбумины), в остальном она близка к плазме крови • Канальцевая реабсорбция – это процесс обратного всасывания воды и веществ из содержащейся в просвете канальцев мочи в кровь. • Канальцевая реабсорбция обеспечивает сохранение необходимых организму веществ в нужном количестве. • Канальцевая секреция – это процесс перехода веществ из крови околоканальцевых капилляров или из клеток канальцев, где эти вещества образуются (ионы водорода, аммиак), в просвет канальцев (мочу). • Канальцевая секреция обеспечивает выведение из организма ненужных или токсичных веществ. Вещества, которые секретируются • • • • • • • Ионы калия Мочевая кислота Холин, гуанидин Антибиотики (пенициллин) Диодраст (рентгеноконтрастное вещество) Феноловый красный Парааминогиппуровая кислота (ПАГ) Результатом процессов фильтрации,реабсорбции и секреции является образование конечной мочи. Суточный диурез ~1,5-2 л мочи • Увеличение количества выделяющейся мочи за сутки полиурия. • Уменьшение количества выделяющейся мочи за сутки – олигурия. • Прекращение образования мочи – анурия. В конечной моче не должно быть: • Белка наличие белка в моче – протеинурия • Глюкозы наличие глюкозы в моче – глюкозурия • Эритроцитов наличие эритроцитов в моче - гематурия Факторы, определяющие фильтрацию • 1. Проницаемость фильтрующей мембраны (клубочкового, или гломерулярного фильтра). • 2. Размер фильтрующихся частиц. • 3. Общая площадь фильтрующей мембраны- 1,5-2 м2 (площадь поверхности тела в среднем около 1,7 м2). • 3. Фильтрационное давление. Клубочковый фильтр • 1. Эндотелиальные клетки капилляров (поры диаметром 50-100 нм). • 2. Базальная мембрана-основной барьер (поры 3-7,5 нм; анионные локусы). • 3. Подоциты, или эпителий висцерального листка капсулы ( поры4-14 нм; отрицательный заряд). Строение фильтрующей мембраны клубочка (схема). 1 — эндотелий; 2 — базальная мембрана; 3 — подоцит; 4 — отверстие в эндотелии; 5 — щелевая мембрана подоцита. Легко фильтруются молекулы с молекулярной массой 500015000ДА. Мол. масса 80000- абсолютный предел для прохождения через фильтр. Фильтрационное давление Р фильтрационное = Р гидростатическое – (Р онкотическое + Р мочи, или внутрипочечное) Рфильтр.=70 – (30 + 20)=20 мм рт.ст. Взаимодействие давлений, участвующих в фильтрации мочи. I — гидростатическое давление, II — онкотическое, III — внутрипочечное давление, IV — фильтрационное давление. Факторы, повышающие клубочковый диурез : • повышение гидростатического давления (за счет повышения системного АД, сужение выносящей артериолы); • снижение онкотического давления. Факторы, снижающие клубочковый диурез • снижение гидростатического давления (кровопотеря), сужение приносящей артериолы; • повышение онкотического давления; • повышение внутрипочечного давления. Скорость клубочковой фильтрации (определяется клиренсовым методом) • Клиренс (коэффициент очищения) – объем плазмы, который очистился от данного вещества в единицу времени. • Свещества=Мвещества х V / П вещества (мл/мин) С вещества – клиренс вещества, М вещества – концентрация вещества в конечной моче, V – объем мочи в 1 минуту, П вещества – концентрация вещества в плазме. Требования к веществам для определения клиренса • • • • • • 1. Вещество свободно фильтруется. 2. Не реабсорбируется. 3. Не секретируется. 4. Физиологически инертное. 5.Не токсичное. 6. Не связывается с белками плазмы крови. Вещества для определения клиренса : • 1. Инулин – полисахарид, С6Р10О5, молекулярная масса 5200 (вводится с помощью капельницы). • 2.Креатинин – эндогенный метаболит (в небольшом количестве секретируется). • 1. Если клиренс какого-либо вещества равен клиренсу инулина, то оно только фильтруется. • 2. Если клиренс вещества меньше клиренса инулина, то вещество после фильтрации частично реабсорбируется в канальцах. • 3. Если клиренс вещества больше клиренса инулина, то вещество фильтруется и дополнительно секретируется в просвет канальцев. Реабсорбция происходит во всех отделах канальцев и собирательных трубочках. • Основное количество веществ реабсорбируется в проксимальном отделе нефрона (аминокислоты, глюкоза, белкиполностью). • Вода и электролиты также всасываются в петле Генле, дистальном отделе канальца, собирательной трубочке. • Площадь, на которой идет реабсорбция, равна 40-50 м2. Локализация реабсорбции и секреции веществ в почечных канальцах. Направление стрелок указывает на фильтрацию, реабсорбцию и секрецию веществ. • Вещества, реабсорбция которых в почечных канальцах зависит от их концентрации в плазме крови, называются пороговыми (глюкоза). • Вещества, реабсорбция которых не зависит от их концентрации в плазме крови, называются непороговыми (сульфатывыделяются с мочой пропорционально накоплению их в крови. Глюкоза – пороговое вещество • В норме вся глюкоза реабсорбируется в кровь. (Норма глюкозы в крови – 3,5-6,1 ммоль/л). В конечной моче ее не должно быть. • «Почечный порог выведения» для глюкозы – 10 ммоль/л. – концентрация глюкозы, когда она не может больше реабсорбироваться и появляется в конечной моче (глюкозурия). • Это связано с максимальной загрузкой молекул-переносчиков (Тmax.). • Глюкоза реабсорбируется вторично-активным транспортом (вместе с ионами натрия) • Во всасывании воды и электролитов, а также в механизме концентрирования мочи большое значение имеет • поворотно-противоточномножительная система • В зависимости от водного баланса почки выделяют концентрированную или разведенную мочу Антидиурез (в условиях гипогидратации, или дефицита воды) • Выделяется достаточное количество АДГ (антидиуретического гормона), • увеличивается всасывание воды, • выделяется небольшое количество концентрированной мочи Водный диурез (при гипергидратации, или избытке воды) • Снижение выделения АДГ, • уменьшение реабсорбции воды, • выделение большого количества гипотоничной мочи СОДЕРЖАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ, ПЕРВИЧНОЙ И КОНЕЧНОЙ МОЧЕ В % Название Плазма Первичная Конечная вещества крови моча моча Белок 6 – 8% Отсутствует Отсутствует 0,1% Глюкоза Мочевина 3,5–6,1 ммоль/л 0,03% 0,1% 3,5-6,1 ммоль/л 0,03% Отсутствует 2,0% Форменные элементы Присутствуют Отсутствуют Отсутствуют Механизмы транспорта веществ • 1. Пассивный транспорт – перенос веществ без затраты энергии по электрохимическому, концентрационному или осмотическому градиентам. • Виды пассивного транспорта: фильтрация, осмос, диффузия, облегченная диффузия (с переносчиком) • 2. Активный транспорт – перенос веществ против электрохимического и концентрационного градиентов с затратой энергии и с переносчиком. • Виды активного транспорта: первично- активный транспорт (ионы натрия) и вторичноактивный транспорт (глюкоза, аминокислоты)