углекислый газ и воду, пары эфира и хлороформа, сивушные масла, алкоголь, ацетон при кетоацидозе, мочевину (почечная недостаточность) йод из крови.
воду, продукты обмена гемоглобина и холестерина, лекарственные препараты (антибиотики), соли тяжелых металлов, ядовитые вещества (морфий, хинин, салицилаты, ртуть, йод), красители (например, метиленовый синий).
воду, мочевину, мочевую кислоту, креатинин, молочную кислоту, соли щелочных металлов, летучие жирные кислоты, микроэлементы, пепсиноген, амилазу и щелочную фосфатазу. Потовые железы удаляют:
свободные жирные и неомыляемые кислоты, продукты обмена половых гормонов. Сальные железы удаляют:
Выделительная функция (избыток воды, неорганических и органических веществ, продукты азотистого обмена и чужеродные вещества ). Регуляция водного баланса ( за счет изменения объема выводимой с мочой воды). Регуляция постоянства осмотического давления (за счет изменения выведения осмотически активных веществ: солей, мочевины, глюкозы). Регуляция ионного состава жидкостей (за счет избирательного выведения ионов с мочой). Функции почек:
Регуляция кислотно-основного состояния ( путем экскреции Н +, нелетучих кислот и оснований). Инкреторная функция (ренин, активная форма витамина D, простагландины, брадикинины, урокиназа). Регуляция уровня АД ( секреция ренина, экскреция Na + и воды, изменение ОЦК). Регуляция эритропоэза (секреция эритропоэтина).
Регуляция гемостаза (секреция урокиназы, тромбопластина, тромбоксана, участие в обмене гепарина). Метаболическая функция (участие в обмене белков, липидов и углеводов). Защитная функция (удаление чужеродных, часто токсических веществ).
Каждая почка состоит из наружного (коркового) и внутреннего (мозгового) слоев. Мозговое вещество представлено пирамидами, основания которых обращены в сторону коры, а верхушки открываются в почечную лоханку. В зрелой почке человека содержится более 1 млн. нефронов. Нефроны функционируют попеременно с определенной периодичностью.
Нефрон состоит из нескольких последовательно соединенных отделов: 1. Капсула Шумлянского - Боумена. 2. Проксимальный отдел канальцев. 3. Петля Генле. 4. Дистальный извитой каналец. 5. Собирательная трубочка. Структура нефрона
суперфициальные (поверхностные) (20-30%), участвуют в фильтрации мочи; интракортикальные (корковые) (60-70%), выполняя главную роль в фильтрации мочи; юкстамедуллярные (10-15 %). Их петли Генле самые длинные и основная их функция концентрирование мочи.
мл/мин на 1 г ткани Через сосуды почки в 1 мин проходит около 1/4 объема крови, выбрасываемого сердцем в аорту (1500-1800 л/сутки). Процесс мочеобразования требует создания постоянных условий кровотока. Почечный кровоток поддерживается на постоянном уровне даже если давление варьирует от 70 до 180 мм рт.ст.
Изменение тонуса сосудов почки при изменении давления в почечной артерии. Изменение соотношения тонуса приносящей и выносящей артерии. Уменьшение давления в почечных сосудах ниже 70 мм рт.ст. включает ренин-ангеотензин-альдостероновую систему, повышающую АД. Уменьшение ОЦК за счет снижения концентрирования мочи при повышении АД.
В результате фильтрации образуется первичная моча В результате реабсорбции и секреции – конечная моча
Гломерулярный фильтр имеет 3 слоя: 1. Эндотелий капилляров имеет поры диаметром 50-100 нм, что ограничивает прохождение ФЭК
2. Поры в базальной мембране составляют 3 - 7,5 нм. Эти поры изнутри содержат отрицательно заряженные молекулы (анионные локусы), что препятствует прохождению отрицательно заряженных частиц, в том числе белков.
3. Отростки подоцитов имеют щелевые диафрагмы, которые ограничивают прохождение альбуминов и других молекул с большой молекулой массой. Эта часть фильтра также несет отрицательный заряд.
Вещество Молекулярная масса Молекулярный радиус, нм [фильтрат]/ [плазма] Вода 18 0,11 1 Мочевина 60 0,16 1 Глюкоза 180 0,36 1 Сахароза 342 0,44 1 Инулин 5500 1,48 0,98 Миоглобин 17000 1,95 0,75 Гемоглобин 68000 3,3 0,03 Сывороточный альбумин 69000 3,55 <0,01
1. Гидростатическое давление в клубочке (ГД кл ) = 70 мм рт.ст. 2. Онкотическое давление в капсуле (ОД) = –30 мм рт.ст. 3. Гидростатическое давление в капсуле (ГД кап ) = –20 мм рт.ст. Фильтрационное давление (ФД) = 70 + (-30) + (-20) = 20 мм рт.ст. ФД ГД кл ОД ГД кап КЛУБОЧЕК
Определяется по величине клиренса. Клиренс показывает, какой объем плазмы (в мл) очистился целиком от данного вещества за 1 мин. C = M × V/П, где С - клиренс, М – концентрация вещества в конечной моче, V - объем мочи в 1 мин, П - концентрация вещества в плазме. Клиренс инулина, характеризует максимальную скорость клубочковой фильтрации (инулин фильтруется, не реабсорбируется и не секретируется). Сравнивая клиренсы других веществ с клиренсом инулина, можно определить процессы, участвующие в выделении этих веществ с мочой (фильтрация, реабсорбция, секреция).
осуществляется с помощью механизмов регуляции коркового кровотока (через вазомоторные влияния). В норме у мужчин скорость клубочковой фильтрации составляет 125 мл/мин, а у женщин - 110 мл/мин.
В почке человека за сутки образуется 150 - 180 л фильтрата, или первичной мочи, а выделяется 1,0-1,5 л конечной мочи. Остальная жидкость реабсорбируется в канальцах и собирательных трубочках. Канальцевая реабсорбция - это процесс обратного всасывания воды и веществ из просвета канальцев в лимфу и кровь.
Основная масса молекул реабсорбируется в проксимальном отделе нефрона. В петле Генле, дистальном отделе канальца и собирательных трубочках всасываются электролиты и вода.
Канальцевая реабсорбция может быть активной или пассивной.
Глюкоза беспрепятственно проходит через клубочковый фильтр, но в норме в моче не содержится либо содержится в ничтожных количествах. Выделение глюкозы с мочой (гликозурия) происходит лишь тогда, когда ее содержание в крови превышает пороговый уровень - примерно 1,8 г/л плазмы (10 ммоль/л). Реабсорбция происходит в начальных отделах проксимального извитого канальца. Реабсорбция глюкозы представляет собой вторично-активный транспорт сопряженный с Na +.
АК беспрепятственно проходят через клубочковый фильтр и в дальнейшем почти полностью реабсорбируются. В результате в моче содержатся лишь следы АК. Поскольку порог выведения АК очень высок, почки не участвуют в регуляции их содержания в плазме крови. Реабсорбция АК происходит в проксимальном канальце и сопряжена с переносом Na +. Для разных групп АК существуют различные транспортные системы.
Через клубочковую мембрану может фильтроваться небольшое количество (10-100 мг на 1 л фильтрата) альбуминов плазмы. В конечной моче белков практически не содержится. Реабсорбция белков происходит путем пиноцитоза. В дальнейшем они распадаются в клетках до АК и всасываются в кровь.
Мочевина – это неполярное низкомолекулярное соединение, поэтому легко проникает через клеточные мембраны. Это вещество беспрепятственно фильтруется в клубочках. Реабсорбция мочевины происходит путем пассивного транспорта вслед за водой.
Слабые основания и кислоты реабсорбируются только в неионизированном состоянии, в ионизированном не реабсорбируются и выводятся с мочой. Основания ионизируются в кислой среде, а кислоты - в щелочной. Поэтому основания с большей скоростью экскретируются с кислой мочой, а кислоты - с щелочной мочой.
Отфильтровавшаяся вода на 99% или более реабсорбируется в канальцах. Реабсорбция воды в проксимальных отделах нефрона постоянна и происходит вслед за активным транспортом Na +. В дистальных отделах реабсорбция воды происходит путем осмоса. Регуляция экскреции воды обеспечивается изменениями реабсорбции воды в дистальных отделах под влиянием АДГ.
1. Реабсорбция Na + происходит больше в проксимальном отделе нефрона и пропорциональна его содержанию в фильтрате. Процесс реабсорбции идет в 2 этапа: а. выкачивание Na + через базальную мембрану клеток канальцевого эпителия, б. пассивная диффузия через апикальную мембрану чаще с др. веществами. 2. Реабсорбция К + в проксимальном извитом канальце чуть меньше по сравнению с Na +. К + активно переносится через апикальные мембраны канальцевых клеток. 3. Cl - реабсорбируется в проксимальном отделе пассивно, а в восходящем колене петли Генле активно.
объединяет в себе 3 взаимодополняющие системы: 1. Первая представляет собой параллельно расположенные колена петли Генле, по которым жидкость движется в разных направлениях (противоточно). 2. Второй элемент этой системы состоит из восходящего колена петли Генле и собирательной трубочки. 3. Третье звено представлено сосудистой противоточной системой.
Первое звено: Определяющую роль в работе противоточного механизма играет восходящее колено петли Генле. Из него реабсорбируется в интерстиций Na +, а в месте с ним К +, Cl - В результате интерстициальная жидкость становится гиперосмотичной.
Нисходящее колено проницаемо для воды, которая уходит в гиперосмотический интерстиций. Чем больше Na + реабсорбируется в восходящем колене, тем больше воды реабсорбируется в нисходящем.
Второе звено работает по тому же принципу. Но стенка собирательной трубочки становится проницаемой для воды только в присутствии вазопрессина. Если вазопрессин действует, то вода реабсорбируется. Если вазопрессина нет - происходит разведение мочи.
В нисходящем прямом капилляре кровь отдает воду в силу нарастающего осмотического давления интерстиции, сгущается и замедляет свое движение. В восходящем отделе сосуда наоборот – натрий и мочевина по градиенту диффундируют обратно в ткань, а вода всасывается в кровь.
Канальцевая секреция - это транспорт веществ из крови в просвет канальцев. Канальцевая секреция представляет собой преимущественно активный процесс Соматотропин и андрогены увеличивают секрецию.
1. Повышение осмотического давления крови возбуждает осморецепторы, которые расположены в области супраоптического ядра гипоталамуса, а также в сердце, печени, селезенке, почках и других органах. Усиливается выброс АДГ из нейрогипофиза. АДГ повышает реабсорбцию воды. Происходит выделение гиперосмотичной мочи.
Инсулин. Недостаток этого гормона приводит к гипергликемии, глюкозурии, увеличению осмотического давления мочи и увеличению диуреза. Тироксин усиливает обменные процессы, в результате чего в моче возрастает количество осмотически активных веществ, в частности азотистых, что приводит к увеличению диуреза. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система за счет изменения объема циркулирующей крови изменяет осмотичность крови.
Альдостерон усиливает реабсорбцию Na + в дистальных отделах канальцев и в собирательных трубочках. Секреция альдостерона увеличивается при гипонатриемии и гиповолемии. Ангиотензин II усиливает реабсорбцию Na +. Натрийуретический гормон угнетает реабсорбцию Na +. Простагландины угнетают реабсорбцию Na +, стимулируют кровоток в мозговом веществе почки, увеличивают диурез.
Альдостерон усиливает секрецию K + в дистальном отделе канальцев и собирательных трубочках. Инсулин уменьшает выделение K +, увеличивая его концентрацию в крови, При алкалозе выделение K + увеличивается. При ацидозе выделение K + уменьшается.
Паратгормон увеличивает реабсорбцию Ca 2+ и высвобождение Ca 2+ из костей, что приводит к повышению его концентрации в крови. Кальцитонин увеличивает выделение Ca 2+ почками и способствует переходу Ca 2+ в кости, что снижает концентрацию Ca 2+ в крови. В почках образуется активная форма витамина D, который участвует в регуляции обмена Ca 2+.
В регуляции уровня Cl - в плазме крови участвует альдостерон. При увеличении реабсорбции Na + возрастает и реабсорбция Cl -. Выделение Cl - может происходить и независимо от Na +.
Основания с большей скоростью экскретируются с кислой мочой, а кислоты - с щелочной мочой.
4. В результате дезаминирования аминокислот в почках происходит образование аммиака и выход его в просвет канальца. Ионы водорода связываются в просвете канальца с аммиаком и образуют ион аммония NH 4 +. Таким образом, происходит детоксикация аммиака.
При понижении давления в приносящей артериоле в гранулярных клетках ЮГА вырабатывается ренин. Продукция ренина также регулируется плотным пятном. При большом количестве NaC l в дистальном отделе нефрона тормозится секреция ренина. Возбуждение -адренорецепторов гранулярных клеток приводит к усилению секреции ренина, а -адренорецепторов - торможению. Простагландины, арахидоновая кислота стимулируют продукцию ренина, ингибиторы синтеза простагландинов, например салицилаты, уменьшают продукцию ренина.
АД в почке клубочково-капиллярного гидростатического давления скорость клубочковой фильтрации скорость движения жидкости через проксимальный каналец и петлю Генле концентрация Na и Cl в зоне плотного пятна реабсорбция Na и Cl в зоне плотного пятна продукция вазоконстриктора в ЮГА и его действие на гладкую мускулатуру афферентных артериол сужение афферентной артериолы (—)
Раздражение симпатических нервов, приводит к вазоконстрикции: При сужении приносящих артериол уменьшаются фильтрационное давление и фильтрация. Сужение выносящих артериол сопровождается повышением фильтрационного давления и ростом фильтрации. Стимуляция симпатических эфферентных волокон приводит к увеличению реабсорбции натрия, воды.
При болевых раздражениях диурез рефлекторно уменьшается вплоть до полного его прекращения (болевая анурия). Механизм этого явления заключается в: - сужении почечных сосудов в результате возбуждения симпатической нервной системы, - усилении секреции катехоламинов надпочечниками, - увеличении продукции АДГ.
Раздражение парасимпатических волокон вызывает усиление реабсорбции глюкозы и секреции органических кислот. Условно-рефлекторным путем может происходить уменьшение или увеличение диуреза. ЦНС регулирует работу почек или непосредственно через вегетативные нервы, или через нейроны гипоталамуса, изменяя секрецию гормонов. В этом проявляется единство нервной и гуморальной регуляции.
