Строение почечного фильтра
Ультрафильтрация является пассивным процессом. Ее скорость в норме составляет 80‑-120 мл/мин и определяется следующими факторами:
состояние базальной мембраны,
число клубочков,
гидростатическое давление крови в клубочковых капиллярах,
гидростатическое давление ультрафильтрата в боуменовой капсуле,
онкотическое давление белков плазмы.
Последние три фактора определяют скорость фильтрации в здоровой почке по выражению:
Рфильтр = Ркрови – Ркапсул – Ронкот
где Рфильтр – фильтрационное давление, Ркрови – гидростатическое давление крови, Ркапсул – давление внутри капсулы, Ронкот – онкотическое давление белков.
Учитывая, что Ркрови = 70 мм рт.ст., Ркапсул = 30 мм рт.ст., Ронкот = 20 мм рт.ст., получаем значение эффективного фильтрационного давления равное 20 мм. рт.ст. Изменение любого из указанных трех факторов неминуемо изменяет скорость образования мочи.
В то же время очевидно, что Ркапсул и Ронкот не могут изменяться быстро. Таким образом для обеспечения стабильного Рфильтр остается только возможность регулирования гидростатического давления Ркрови. Почки справляются с этой задачей, изменяя активность ренин-ангиотензиновой системы, при этом за счет увеличения системного артериального давления поддерживается стабильность почечного кровотока и, значит, фильтрационного давления.
При нарушении кровообращения в почках любого происхождения (кровопотери, повышение вязкости крови, обезвоживание, длительное использование диуретиков, атеросклероз и т.п.) происходит активация ренин-ангиотензиновой системы, спазм сосудов и повышение (стабилизация) системного давления. Возникает почечная гипертензия.
Реабсорбция в канальцах почек - процесс многоликий
Реабсорбция – это движение веществ из просвета канальца в кровь. 85% ультрафильтрата реабсорбируется в проксимальном отделе канальца.
Реабсорбции подвергаются почти все низкомолекулярные вещества, попавшие в фильтрат – глюкоза, аминокислоты, бикарбонаты, вода, электролиты, органические кислоты, частично мочевина и мочевая кислота.
По некоторым авторам, мелкие белки и пептиды также в состоянии пройти через гломерулярный фильтр (до 8‑-10 г в сутки), однако далее они реабсорбируются пиноцитозом. Суточные потери белка с мочой не превышают 100-150 мг/сутки, в основном это белки слущивающегося эпителия мочевыводящих путей.
В целом имеются два механизма перехода веществ через мембраны:
1. Простая и облегченная диффузия по градиенту осмолярности или концентрации.
2. Активный транспорт происходит против градиента концентраций и требует затраты энергии АТФ.
Движущей силой реабсорбции почти всех веществ в канальцах и собирательных трубках служит работа Na+,K+-АТФазы на базолатеральной мембране эпителиоцитов. Создаваемая низкая концентрация натрия в клетках эпителия обеспечивает сочетанный с ним поток ионов и органических веществ из канальцевой жидкости в клетки и кровь.
Диффузия используется для реабсорбции ионов натрия, калия, хлора, кальция, магния. Также по градиенту концентрации реабсорбируется СО2 (приреабсорбции карбонат-ионов), мочевина и вода.
Активный транспорт на апикальных мембранах эпителиоцитов представлен, как правило, вторичным активным транспортом. Им реабсорбируютсяглюкоза, аминокислоты, органические соединения. Первичный активный транспорт существует для ионов натрия на базолатеральной мембране (Na+,К+-АТФаза) и кальция (Са2+-АТФаза в дистальных канальцах).
Процессы реабсорбции в канальцах почек
Лабораторная оценка реабсорбции
Проксимальный каналец
Эффективность реабсорбции определяется по максимальной величине реабсорции глюкозы: производят внутривенное вливание раствора глюкозы и повышение ее концентрации в крови до тех пор, пока глюкоза не появится в моче. Для глюкозы эта величина (почечный порог) соответствует 9-‑10 ммоль/л. Снижение показателя означает патологию проксимального отдела почек.
Дистальный каналец
Тест водной депривации проводится при высоком диурезе – обследуемый лишается воды на некоторое время, определяется осмоляльность плазмы крови и мочи, затем вводится лекарственный аналог вазопрессина и разрешается прием воды.
При наличии положительной реакции на вазопрессин, т.е. при снижении диуреза – диагностируется несахарный диабет.
При отсутствии реакции – нефрогенный диабет.
Органические вещества быстро и полно реабсорбируются в проксимальном канальце
В проксимальном канальце реабсорбция почти всех веществ происходит с использованием градиента ионов Na+. Таким вторично-активным транспортом реабсорбируются аминокислоты, глюкоза, органические кислоты, витамины. Также здесь осуществляется эндоцитоз большинства белков и пептидов, .
Одновременно с реабсорбцией происходит секреция молекул аммиака (аммониегенез).
Процессы, происходящие в проксимальном канальце (желтым цветом обозначен активный Na+,K+-транспорт)
По межклеточным щелям реабсорбируется 2/3 всех ионов Na+, и только 1/3 через мембраны клеток с затратой энергии. Ионы Cl – реабсорбируются также по межклеточным щелям вместе с ионами Na+, в нижних отделах проксимального канальца происходит обмен хлора на основания – слабые органические кислоты (мочевая, щавелевая) или лекарства сульфаниламиды, пенициллин, барбитураты.
В проксимальном канальце реабсорбируется одна и та же процентная доля профильтрованного NaCl (70%) и воды (75%). Она всегда постоянна и не зависит от общего количества первичной мочи.