2) Особенности пищевых рационов для работников умственного труда.

Для данной категории людей повышена потребность в белках и водорастворимых вита­минах С и В (на 25—30%), в витамине А и бета-каротине. Желательно наличие балластных

368

веществ и использование нерафинированной пищи (сахара, масла, хлеба). Энерготраты составляют у данной категории людей 2400—2800 ккал/сутки. Энергия образуется за счет белков (13%), жиров (33%), углеводов (54%). В рационе должны содержаться белки живот­ного происхождения — не менее 55%, растительные масла — не менее 30% от всего жира, сахара—не более 60—70 г/сутки. Рацион питания должен иметь антисклеротическую, липот-ропную и антистрессовую направленность. Суточный набор продуктов, рекомендованный Ки­евским НИИ гигиены питания (1984), составляет: мясо и мясопродукты — 200 г брутто, рыба — 40 г, молоко, молочные продукты — 500, творог, сыр — 20 г, сметана — 15 г, яйцо — 1 шт., масло сливочное — 20 г, масло растительное — 20 г, сахар — 70 г, мука — 15 г, макаронные изделия — 10 г, крупы бобовых — 35 г, картофель — 385 г, овощи •— 300 г, фрукты — 200 г, сухофрукты — 15 г.

Глава 27 выделение. Физиология почки

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Выделение — это процесс освобождения организма от продуктов обмена, которые не могут использоваться организмом, чужеродных и токсических веществ, избытка воды, со­лей, органических соединений.

К органам выделения относятся почки, легкие, потовые железы, желудочно-кишечный тракт. Легкие выделяют углекислый газ, пары воды, некоторые летучие вещества: пары эфира, алкоголя. Слюнные железы, железы желудка и кишечника способны выделять тяжелые ме­таллы при попадании их в организм, лекарственные вещества, например, салицилаты, чу­жеродные органические соединения; роль этих желез возрастает при снижении функции почки.

Особое место среди органов выделения занимает почка.

Почка является истинным органом выделения — благодаря ее деятельности происходит экскреция конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ: мочевины, моче­вой кислоты, креатинина, аммиака. Мочевина образуется в результате катаболизма белка. Примерно за сутки из 100 г белка освобождается 16 г азота или 30 г мочевины. Из нуклеи­новых кислот образуется мочевая кислота —за сутки ее выделяется с мочой до 0,7 г, а из креатинфосфата в мышцах образуется креатин; за счет дегидратации он превращается в креатинин, который и выделяется с мочой, в среднем за сутки — до 1,5 г. В почках происхо­дит процесс дезаминирования ряда аминокислот, в том числе глутаминовой, в результате чего образуется токсическое соединение — аммиак, который частично превращается в ам­моний за счет присоединения к себе ионов водорода. За сутки выделяется 0,3—1,2 г амми­ака. Когда экскреторная функция почек нарушается, то в крови увеличивается содержание мочевины, мочевой кислоты, креатинина, аммиака. В норме концентрация этих веществ составляет: мочевины — 5 ммоль/л, мочевой кислоты — 0,25—0,30 ммоль/л, креатинина — 60— 100 мкмоль/л, аммиака — 0,03—0,08 мкмоль/л.

Почка осуществляет экскрецию лекарственных и избытка органических веществ, посту* пивших с пищей или образовавшихся в ходе метаболизма, например, глюкозы, аминокислот.

Почка является одновременно и органом регуляции — за счет механизмов мочеобразо-вания регулируются объемы циркулирующей крови, внутри- и внеклеточной воды, посто­янство осмотического давления и ионного состава плазмы и других жидкостей организма, осуществляется регуляция кислотно-щелочного равновесия (КЩР).

В почках совершается метаболизм многих веществ. Например, в эпителии проксималь­ных канальцев из профильтрованных белков происходит их гидролиз и образование амино­кислот, что способствует восстановлению в организме фонда аминокислот. Здесь же, в поч­ках, из аминокислот осуществляется глюконеогенез, который активируется глюкокортико-идами. Например, при голодании в почках за счет глюконеогенеза образуется до 50% глю­козы. В почках синтезируется фосфатидил-инозит — один из важнейших компонентов плаз­матических мембран клетки. Осуществляется и липидный обмен — многие свободные жир­ные кислоты в почках включаются в триглицериды и фосфолипиды и идут на различные нужды организма.

В почках происходит синтез ряда веществ, в том числе аммиака (за счет дезаминирова-ния аминокислот, например, глутаминовой кислоты), гиппуровой кислоты, а также веществ,

370

обладающих свойствами гормонов или биологически активных веществ. Так, в толще при­носящих артериол почки располагаются ренинпродуцирующие клетки, которые секретиру-ют фермент ренин, вызывающий образование ангиотензина-1 из ангиотензиногена. В поч­ках продуцируются простагландины, которые участвуют в регуляции регионарного (мозго­вого) кровотока почки, а также брадикинин, принимающий участие в регуляции кровотока почки. В почках образуется эритропоэтин или его предшественник; продукция эритропоэ-тина возрастает в ответ на гипоксию и приводит к интенсификации костномозгового крове­творения.

В почках продуцируется фермент урокиназа, которая является мощным активатором плазминогена — одного из основных участников фибринолиза.

В почках завершается процесс конверсии витамина Д, (в печени холекальциферол пре­вращается в 25-гидрооксихолекальциферол, а в почках — в 1,25-дигидрооксихолекальци-ферол), в результате которого образуется гормон 1,25-дигидрооксихолекалышферол, ре­гулирующий процесс реабсорбции кальция в кишечнике и в почках.

Таким образом, за счет продукции биологически активных веществ и гормонов, почка участвует в регуляции системного артериального давления, эритропоэза, гемокоагуляции.

Основные функции почки: экскреция и ионо-, осмо-, волюмо-, КЩР-регуляция осуще­ствляются за счет механизмов фильтрации, реабсорбции и секреции.

НЕФРОНЫ

В каждой почке человека содержится до 1,3 млн. нефронов, а по некоторым данным — до 4 млн. Длина каждого нефрона, если его развернуть, составляет 50—75 мм, а общая длина всех нефронов достигает 120 км.

Нефрон начинается с почечного тельца (мальпигиева тельца), которое содержит клубо­чек кровеносных капилляров, окруженный двустенной капсулой Шумлянского-Боумена. Затем идет проксимальный извитой каналец, петля Генле и дистальный извитой каналец, впадающий в собирательную трубку.

Почечный клубочек представляет собой скопление капилляров, в которое кровь посту­пает по приносящей артериоле и оттекает по выносящей. Каждый капилляр покрыт эпите­лием, который получил название висцерального листка боуменовой капсулы, или гломеру-лярного эпителия. Наружная стенка почечного тельца образована париетальным листком боуменовой капсулы (капсулярным эпителием). Диаметр почечного тельца варьирует от 150до250мкм.

Диаметр приносящей артериолы значительно больше, чем выносящей. Мышечная стен­ка у приносящей артериолы выражена лучше, чем у выносящей. Это указывает на возмож­ность регуляции просвета приносящей артериолы.

Вблизи от приносящей и выносящей артериол располагается дистальный извитой кана­лец. Эта часть нефрона очень плотно прилегает к корню клубочка и имеет ряд особеннос­тей морфологического характера — особое строение эпителиальных клеток нефрона. Этот участок играет важную роль в процессах регуляции функции почки и получил название плотного пятна. Он очень тесно контактирует с приносящей артериолой. В стенке принося­щей артериолы располагаются особые гладкомышечные клетки, которые получили назва­ние юкстагломерулярных клеток. Они содержат гранулы ренина. Оказалось, что сами эти клетки способны реагировать на изменение кровяного давления в приносящей артериоле (являются своеобразными барорецептбрами). Так, если давление в приносящей артериоле возрастает, то продукция ренина снижается, а при уменьшении давления — наоборот, про­дукция ренина увеличивается. Ренин вызывает образование ангиотензина-I, который в по­следующем превращается в ангиотензин-Н и повышает системное кровяное давление и, тем самым, увеличивает кровоток через почечные клубочки. Продукция ренина также регули­руется плотным пятном: если много фильтрата находится в восходящей части петли Генле (т. е. в области плотного пятна), и если в нем содержится много хлористого натрия, то

371

происходит торможение секреции ренина. Известно также, что юкстагломерулярные клет­ки снабжаются симпатическими волокнами и содержат бета и альфа-адренорецепторы. За счет взаимодействия с бета-адренорецепторами норадреналина или адреналина секреция ренина возрастает, а за счет взаимодействия с альфа-адренорецепторами секреция ренина тормозится. Простагландины типа ПГИ₂ (простациклин), ПГЕ₂, 13, 14 - дигидро ПГЕ₂, а также арахидоновая кислота стимулируют продукцию ренина, а ингибиторы синтеза про-стагландинов, например, салицилаты, уменьшают продукцию ренина.

Не исключено, что юкстагломерулярные клетки помимо ренина продуцируют эритро-поэтин или его предшественник.

Различают несколько типов нефронов: суперфициальные, или поверхностные, интра-кортикальные и юкстамедулярные. Корковые нефроны почти целиком располагаются в кор­ковой части почки, и лишь их петли Генле спускаются на небольшую глубину в мозговое вещество. Юкстамедулярные нефроны, в основном, располагаются в наружном мозговом слое, их петли Генле глубоко опускаются внутрь мозгового слоя. Корковые нефроны снаб­жаются капиллярами, идущими от выносящей артериолы. Юкстамедулярные нефроны снаб­жаются, капиллярами, которые спускаются в мозговое вещество почки в виде прямых пе­тель (они играют важную роль в создании осмотически активной среды в интерстиции моз­гового вещества, что имеет значение для механизма концентрации мочи). При краш-синд-роме (синдром раздавливания, который возникает у человека при авариях, землетрясениях, при завалах, размозжении тканей) в крови появляются биологически активные вещества, которые, в основном, спазмируют артериолы корковых нефронов и не влияют на артериолы юкстамедулярных нефронов, в результате чего почти вся кровь, поступающая к почкам, » этой ситуации идет через юкстамедулярные нефроны, которые, однако, не столь эффектив­ны, как корковые (суперфициальные и внутрикорковые), и поэтому возникает анурия.

ПОЧЕЧНЫЙ КРОВОТОК И МЕХАНИЗМЫ ЕГО РЕГУЛЯЦИИ

За минуту через почки проходит около 1200 мл крови или в расчете на 100 г массы почки — 400 мл крови в минуту, Это самый большой удельный кровоток в организме, пре­вышающий, например, кровоток в печени в 4 раза. Естественно, такая интенсивность кро­вотока обусловлена не только высокой потребностью почки в кислороде, но и функцией почки: для образования мочи необходимо провести фильтрацию, объем которой достигает 150—180 л/сутки. Это может быть обеспечено лишь в том случае, если за сутки через поч­ки будет проходить примерно 1,2 л х 1440 минут = 1728 литров крови за сутки.

Почечный кровоток принято делить на два типа: корковый кровоток — примерно 80— 90% всего почечного кровотока и мозговой кровоток— 10—20% всего кровотока. Корко­вый кровоток обеспечивает фильтрацию в почечных клубочках, а мозговой кровоток спо­собствует процессу реабсорбции и регуляции осмотически активной среды в интерстиции, что важно для процесса концентрации мочи в собирательных трубках.

Корковый кровоток поддерживается на постоянном уровне, даже если системное давле­ние варьирует от 70 до 180 мм рт. ст. Это обеспечивается, во-первых, миогенным механиз­мом: когда давление в почечной артерии повышается и создается угроза значительного по­вышения коркового кровотока, гладкие мышцы сосудов почки сокращаются и просвет этих сосудов сохраняется постоянным. Наоборот, при падении давления тонус гладких мыши сосудов почки уменьшается, просвет возрастает, поэтому, несмотря на снижение кровяно­го давления, интенсивность почечного кровотока сохраняется постоянной.

Когда давление в почечных сосудах снижается меньше 70—80 мм рт. ст. и создается угроза для прекращения фильтрации, вступает в регуляцию ренин-ангиотензиновая систе­ма: при снижении давления повышается продукция ренина юкстагломерулярными клетка­ми, в результате чего возрастает концентрация ангиотенэина-1, а затем ангиотензина-ІІ, который вызывает повышение периферического сопротивления и рост артериального дав­ления, а в конечном итоге — нормализацию кровяного давления в сосудах почки. Ангио-

372

тензин-И одновременно повышает продукции) альдостерона, что способствует реабсорб-ции натрия и воды и повышению ОЦК, а косвенно — нормализации артериального давле­ния. Одновременно при чрезмерной выработке ангиотензина-П в почках продуцируются простагландины и брадикинин, которые обладают вазодилаторным эффектом, что в конеч­ном итоге препятствует чрезмерному повышению артериального давления и способствует нормализации интенсивности почечного кровотока. :

Интенсивность мозгового кровотока, в основном, зависит от величины артериального давления. Поэтому при повышении артериального давления интенсивность мозгового кро­вотока возрастает. Это приводит к тому, что из интерстиция мозгового слоя начинают вы­мываться осмотически активные вещества, в результате чего способность почек концент­рировать мочу (см. подробнее ниже) резко уменьшается, возрастает диурез.

Оценка коркового кровотока представляет собой важную клиническую задачу. Она ре­шается путем определения коэффициента очищения, или клиренса, для таких веществ как парааминогиппуровая кислота, от которой кровь очищается примерно на 92% при одно­кратном прохождении через почки, или йодсодержащее рентгеноконтрастное вещество типа диадраст, от которого при однократном прохождении кровь очищается примерно на 90%. Очищение от этих веществ происходит как за счет процесса фильтрации, так и за счет про­цесса секреции.

Расчет ведется следующим образом: количество вещества (например, ПАГ), перешед­шего за минуту в конечную мочу (произведение объема конечной мочи в минуту на концен­трацию данного вещества в конечной моче, т. е. V х U_паг), равно количеству данного вещест­ва, приходящего к почке за одну минуту — произведению объема плазмотока (С) на кон­центрацию ПАГ в плазме (Рмг), т. е. С ^х P«r. Исходя из этого соотношения, коэффициент очищения для ПАГ равен:

Например, концентрация парааминогиппуровой кислоты в плазме крови составляет 0,02 мг/мл; концентрация этой же кислоты в конечной моче — 2,53 мг/мл, объем конечной мочи — 1 мл/мин. В этом случае количество ПАГ, перешедшей за 1 минуту в конечную мочу составляет — 2,53 х 1 мл = 2,53 мг. Следовательно, такое же количество должно подойти к почке с плазмой. С учетом, что концентрация ПАГ в плазме = 0,02 мг/мл, то С *» 2,53/0,02 = 126,5 мл/мин. Таков клиренс парааминогиппуровой кислоты, или такое количество плаз­мы освобождается от нее за 1 минуту, и таков объем плазмотока. Если гематокрит, к приме­ру, равен 45%, то в этом случае объем кровотока через почки составляет (123 х 100):55=230 мл/мин. Этот показатель в конкретном примере свидетельствует о том, что плазмоток и кровоток через корковую часть почки у данного пациента снижены.

КЛУБОЧКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ

Гломерулярная фильтрация, или просто фильтрация, — начальный и основной этап об­ разования мочи. Скорость фильтрации зависит от эффективного фильтрационного давле­ ния, которое определяется согласно известной модели Стерлинга, объясняющей процесс фильтрации в капиллярах. .

Фильтрация определяется, с одной стороны, величиной гидростатического давления, способствующего выходу жидкости из капилляра, а с другой стороны, величиной онкотиче-ского давления, создаваемого растворенными в плазме крупномолекулярными белками, которые препятствуют выходу жидкости из капилляров. Противодействует процессу фильт­рации гидростатическое давление, которое может иметь место за пределами капилляра. В почечных капиллярах клубочка величина гидростатического (капиллярного) давления вследствие близкого расположения почки от брюшной аорты достигает 70 мм рт. ст., вели­чина онкотического давления—• в среднем 30 мм рт. ст., а величина гидростатического дав­ления ультрафильтрата плазмы составляет 20 мм рт. ст. Таким образом, эффективное филь-

373

Рис. 99. Взаимодействие давлений, участвующих в фильтрации мочи.

I — гидростатическое давление, II — онкотическое, III — внутрипочечное давление, IV — фильтрационное давление.

т рационное давление составляет 70 - 30 - 20=20 мм рт. ст. Этого давления достаточно, чтобы за 1 минуту образовалось 120 мл ультрафильтрата, или первичной мочи, у мужчин и около 110 мл/мин — у женщин.

При изменении величины гидростатического давления внутри капилляра, онкотическо-го давления или давления ультрафильтрата неизбежно меняется и объем фильтрата. Паде­ние артериального давления приводит к его уменьшению, а повышение артериального дав­ления сопровождается его ростом.

Фильтрация осуществляется через фильтрационную поверхность, которая представле­на тремя структурами: 1) эндотелием капилляров, 2) базальной мембраной, 3) эпителиаль­ными клетками висцерального листка капсулы Боумена-Шумлянского (подоцитами).

Эндотелиальные клетки капилляров клубочков приспособлены для процесса фильт­рации — здесь имеются огромные поры диаметром до 40—100 нм, которые пропускают практически все крупные частицы крови, включая белки, за исключением форменных эле­ментов крови — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Основным барьером для фильт­рации является базальная мембрана, которая отделяет эндотелиальные клетки капилля­ров от подоцитов. Базальная мембрана представляет собой трехслойную структуру, тол­щиной до 300 нм, в которой имеются поры. Их диаметр, вероятно, не превышает 8 нм, поэтому частицы, имеющие размер больше 8 нм, не должны проходить через базальную мембрану. Эти поры изнутри содержат анионные локусы, которые препятствуют вхожде­нию в такую пору отрицательно заряженных частиц, в том числе белков, несущих на себе эти частицы.

Дополнительным фильтром служат подоциты — эпителиальные клетки висцерального листка капсулы. Между ножками этих клеток имеются диафрагмы, пронизанные порами. Вероятно, диаметр этих пор тоже не превышает 8 нм, и поры содержат анионы. Все это вместе приводит к тому, что в норме при обычном кровотоке проницаемость белка резко ограничена. Крупные молекулы белка закупоривают поры и за счет наличия на белках ани­онных зарядов не подпускают к порам более мелкие молекулы белка.

374

Таблица 19. Диаметр, молекулярная масса и очищение (в % к инулину)

Вещество	Мол. масса	Диметр, им	Очищение, %
инулин	5200	2,96	100
миоглобин	19000	3,76	75
яичный альбумин	43600	5,46	22
гемоглобин	68000	6,36	3
сывороточный
альбумин	69000		меньше 0,01

Сравним диаметры молекул, проходимость которых для. фильтрационного барьера аб­солютная: воды — 0,20 нм, мочевины — 0,32 нм, глюкозы — 0,72 нм.

Если вещество имеет молекулярную массу больше 80000, то оно абсолютно непроходи­мо через фильтрационную поверхность почки в нормальных условиях.

Если пора теряет анионные локусы, что, например, бывает при нефропатиях, нефритах, то она становится проницаемой для многих белков.

Известны вещества, которые способствуют восстановлению анионных локусов на филь­трационной мембране. Таким веществом, например, является гепарин. Есть вещества, ко­торые, наоборот, уменьшают их наличие на фильтрационной поверхности, например, анти­биотики.

Итак, в процессе фильтрации вместе со 120—110 мл воды фильтруются все низкомоле­кулярные вещества, которые свободно проходят через фильтрационную поверхность, за исключением большей части белков и форменных элементов крови. Поэтому ультрафильт­рат напоминает по концентрации веществ плазму. Так, в плазме и фильтрате концентрация ионов такова: натрий —140—143 ммоль/л; калий — 4,5; кальций — 2,5; магний — 1; хлор — 165; бикарбонаты — 26; фосфаты —1,1; сульфаты — 0,5; глюкоза — 5,5; мочевина — 5; аминокислоты — 2,5—3,5 ммоль/л.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФИЛЬТРАЦИИ

Оно основано на оценке клиренса, т. е. очищения плазмы от веществ, которые фильтру­ются, но не реабсорбируются и не секретируются. Так ведет себя, например, инулин (поли­мер фруктозы).

Клиренс — это объем плазмы, который целиком очищается почкой от данного вещества за 1 минуту. Если определить клиренс инулина, т. е. объем плазмы, который полностью очищается от инулина, то тем самым будет найден и объем фильтрации, так как именно этот объем уйдет из плазмы. Определение клиренса проводится (как и в отношении пара-аминогиппуровой кислоты) по формуле: С= (концентрация вещества в моче х объем мочи за 1 минуту): концентрация вещества в плазме.

Например, концентрация инулина в плазме крови равна 1,6 мг/мл, концентрация инули­на в моче — 39,5 мг/мл, объем конечной мочи — 5 мл/мин. Тогда клиренс инулина, или объем фильтрации по инулину, будет равен: С = {39,5 * 5): 1,6 = 123,4 мл/мин. Сложность определения клубочковой фильтрации по инулину состоит в том, что необходимо некото­рое время, в течение которого собирается моча, поддерживать на постоянном уровне кон­центрацию инулина в плазме, т. е. вводить инулин с определенной скоростью.

Регуляция скорости фильтрации осуществляется за счет поддержания кровяного давле­ния с помощью миогенного механизма, ренин-ангиотензинового, простагландинового и брадикининового механизмов, о чем уже говорилось выше. Известно, что во время болевой реакции объем фильтрации резко уменьшается — возникает болевая анурия. Во время краш-синдрома (синдрома раздавливания) тоже происходит резкое уменьшение образования мочи.

375

Все это указывает на то, что симпатические влияния, другие факторы могут резко снижать. величину клубочкового кровотока и тем самым уменьшать объем фильтрации. Так как поч­ки участвуют в регуляции системного кровотока, в том числе в процессах перераспределе­ния, то анурия может возникать при очень интенсивной мышечной работе, при высокой температуре среды, когда большая часть крови оттекает в кожные покровы.

Значительное снижение фильтрации может иметь место при эмоциональных напряже­ниях как результат спазма сосудов почки.

РЕАБСОРБЦИЯ В ПОЧЕЧНЫХ КАНАЛЬЦАХ

Все ценные, необходимые вещества реабсорбируются в почечных канальцах. Так, на­трий реабсорбируется на 99%, калий — на 90%, кальций — на 99%, магний — на 94%, хлор — на 99%, бикарбонаты — на 99%, фосфаты — на 90%, сульфаты — на 69%, глюкоза (если ее содержание не превышает норму) — на 100%, аминокислоты — на 90%, вода — на 99%, мочевина — на 53%. В итоге, объем конечной мочи достигает 1,0— 1,5 л в сутки. Основная масса молекул реабсорбируется в проксимальном извитом канальце, и меньше — в петле Генле, в дистальном извитом канальце и собирательных трубках. Реабсорбция веществ осу­ществляется с участием различных механизмов, главным из которых является активный транспорт (первично-активный, вторично-активный, эндоцитоз). Поэтому при нарушении энергообразования реабсорбция многих веществ снижается, что приводит к увеличению диуре­за. Если мощность системы реабсорбции недостаточна для полного реабсорбирования вещест­ва, то тогда это вещество появляется в конечной моче, а вместе с ним — дополнительная пор­ция воды, и таким образом возникает полиурия, или повышение диуреза. В частности, это на­блюдается при повышении уровня глюкозы в крови, в результате чего возникает сахарный диа­бет, или сахарное мочеизнурение.

Реабсорбцня глюкозы. Осуществляется за счет вторично-активного транспорта: на апи­кальной поверхности мембраны имеется переносчик, который обладает большим сродст­вом к глюкозе и ионам натрия. Когда глюкоза и натрий оккупируют этот переносчик, то в силу градиента концентрации для ионов натрия переносчик вместе с глюкозой и натрием пересекает плазматическую мембрану и входит внутрь клетки, где комплекс распадается на составные компоненты. Благодаря этому внутри почечного эпителия создается высокая концентрация глюкозы (больше, чем в плазме, т. е. выше 3,5 ммоль/л), поэтому в дальней­шем по градиенту концентрации глюкоза покидает почечный эпителий, переходит в интер-стиций (с участием переносчика за счет облегченной диффузии), а далее — уходит в крово­ток. За 1 минуту почки мужчин могут реабсорбировать не более 375 мг глюкозы, а почки

Рис. 100. Состав мочи.

Процессы, происходящие в канальцах при прохождении по ним различных компонентов мочи.

3 76

женщин — около 300 мг. Поэтому, при повышении концентрации глюкозы в крови, напри­мер, в 3 раза по сравнению с нормой (в норме — 5,5 ммоль/л или 1,2 мг/мл, в данном приме­ре — 16,5 ммоль/л или 3,6 мг/мл) при нормальном объеме фильтрации, равном 120 мл/мин, в фильтрат за 1 минуту будет проходить 120 х 3,6 мг/мл = 432 мг глюкозы в 1 минуту. Так как мощность системы транспорта глюкозы ограничена, то у мужчины в мочу будет пере­ходить 432 - 375 = 57 мг/минуту, а у женщин — 432 - 300 =132 мг/минуту глюкозы.

Таким образом, в норме глюкоза практически отсутствует в моче (за сутки ее теряется не более 130 мг), а при гипергликемии возникает глюкозурия.

Еще раз следует подчеркнуть, что транспорт глюкозы — процесс активный, энергия на транспорт глюкозы используется на создание натриевого градиента, т. е. для работы натри­евого (натрий-калиевого, натрий-водородного) насоса.

Реабсорбция аминокислот. 90% аминокислот реабсорбируется в канальцах почки. Этот процесс осуществляется с помощью вторично-активного транспорта (энергия — в резуль­тате работы натриевого насоса), в котором имеется, вероятно, 4 различных транспортных системы для переноса аминокислот (см. подробнее «Пищеварение, всасывание аминокис­лот»): 1) для переноса нейтральных аминокислот — валина, фенилаланина, аланина; 2) для переноса основных аминокислот — аргинина, цистина, лизина, орнитина; 3) для реабсорб-ции иминокислот (пролила, гидроксипролина) и глицина; 4) для переноса дикарбоновых

Рис. 101. Процессы реабсорбции и секреции в эпителии извитых канальцев.

1 — реабсорбция Na по градиенту (апикальная часть) и активный перенос (базапьная часть); 2 — сопряженная реабсорбция ионов Na и секреция К под влиянием альдостерона; 3 — перенос Н₂О под влиянием АДГ; 4 — сопряженный перенос Na и глюкозы; 5 — сопряженная реабсорбция Na и секреция Н-ионов.

3 77

кислот — глутаминовой кислоты, аспарагиновой кислоты. Генетические дефекты приводят к тому, что соответствующие аминокислоты не реабсорбируются (и не всасываются в ки­шечнике). Например, при болезни Хартнупа нарушена реабсорбция валила, фенилаланина, аланина, а при синдроме Фанкони нарушен транспорт глутаминовой и аспарагиновой кислот.

Реабсорбция белков. В норме небольшое количество белка (не более 30 мг в минуту) попадает в фильтрат и реабсорбируется. За сутки фильтруется и реабсорбируется 1,8— 18 г белка, а с конечной мочой уходит не более 20—75 мг белка в сутки.

Процесс реабсорбции белка осуществляется с помощью пиноцитоза (эндоцитоза) — эпителий почечного канальца активно захватывает белок, образуя вокруг него пиноцитоз-ный пузырек. Войдя в клетку, белок подвергается гидролизу со стороны ферментов лизо-сом и превращается в аминокислоты, которые выходят в интерстиций и попадают в конеч­ном итоге в кровь. Процесс пиноцитоза (эндоцитоза) активный, требует затраты энергии, которая освобождается при гидролизе АТФ. За 1 минуту с помощью пиноцитоза реабсорби­руется не более 30 мг белка. Поэтому при повышенной фильтрации белка он появляется я конечной моче. Протеинурия считается слабой, если за сутки теряется с мочой до 0,5 г белка, умеренной — при потере до 4 г белка, и тяжелой ■— когда потери превышают 4 г в сутки. В клинике наблюдались случаи потери белка, превышающие 50 г в сутки.

В физиологических условиях тоже возможна протеинурия. Например, после тяжелой мышечной работы (маршевая альбуминурия), при переходе из горизонтального в верти­кальное положение (ортостатическая альбуминурия), при повышении венозного давления. При патологии — это имеет место при нефритах, нефропатиях, а также при гиперпротеине-мии, например, при миеломной болезни появляется в моче белок Бенс-Джонсона.

Реабсорбция жиров. Вероятно, в силу хорошей жирорастворимости жирные кислоты, триглицериды, фосфолипиды хорошо реабсорбируются.

Реабсорбция слабых органических кислот и оснований. Многие лекарственные вещества представляют собой либо слабые основания, либо слабые кислоты. Поэтому вопрос о реаб­сорбции слабых оснований и кислот представляет определенный интерес. Установлено, что в ионизированном состоянии слабые основания и слабые кислоты плохо проходят через почечный эпителий, поэтому они не реабсорбируются и выводятся с мочой. Недиссоцииро-ванные кислоты и основания в силу концентрирования мочи могут по градиенту концентра­ции переходить в кровь, т. е. реабсорбироваться. Бели моча щелочная, то слабые кислоты ионизируются и поэтому не ^абсорбируются. Вот почему при отравлении фенобарбита­лом или ацетилсалициловой кислотой (слабыми кислотами) для их быстрого выведения из организма необходимо введение щелочных растворов, например, бикарбоната натрия, что­бы мочу сделать щелочной и перевести кислоты в ионизированное состояние, чтобы спо­собствовать их выделению:

Для слабых щелочей недиссоциируемость возникает в кислой среде, поэтому для усиле­ния выделения щелочей требуется вводить в кровь кислые продукты (закислять мочу).

Реабсорбция мочевины. Мочевине принадлежит важная роль в функции почки, в частно­сти, в механизмах концентрирования мочи.

Мочевина хорошо фильтруется. Когда моча идет по проксимальному канальцу, то она концентрируется за счет всасывания веществ и концентрация мочевины возрастает, поэто­му по градиенту концентрации мочевина частично уходит через эпителий в кровь. Но ско­рость этого процесса невысокая, и поэтому лишь часть мочевины реабсорбируется. Ос­тальная часть мочевины проходит в составе первичной мочи до собирательных трубок. При концентрировании мочи в собирательных трубках возрастает концентрация мочевины, и она устремляется в интерстиций, создавая здесь примерно 50% осмотического давления. Этот переход во многом зависит от антидиуретического гормона. Из интерстиция в силу градиента концентрации мочевина вновь попадает в восходящую часть петли Генле, и, та­ким образом, совершается так называемый внутрилочечный круговорот мочевины. Следу­ет все-таки подчеркнуть, что организм избавляется от избытка мочевины, так как часть ее покидает почки с мочой.

378

Реабсорбция бикарбонатов. Бикарбонаты хорошо фильтруются и их концентрация в филь­трате составляет 25—28 ммоль/л. Если бы они не реабсорбировались, то организм ежесу­точно терял бы огромное количество бикарбонатов — основного компонента бикарбонат-ного буфера крови, и потому имел бы место ацидоз. Но в почках предусмотрен механизм реабсорбции бикарбонатов — он сопряжен с процессами регуляции кислотно-щелочного равновесия и потому будет рассмотрен подробнее ниже.

Реабсорбция натрия. Основная часть ионов натрия (до 65%) реабсорбируется в прокси­мальных канальцах, 25% — в петле Гелле (восходящая часть), 9% — в дистальных канальцах нефрона и около 1% — в собирательных трубках. Благодаря этому почки почти 99% фильтру­емого натрия возвращают назад. Натрий является ценным ионом — его реабсорбция важна не только для сбережения этого иона, но и для транспорта глюкозы, аминокислот.

Предполагается как миниум 3 механизма активного транспорта натрия; натрий-калие­вый насос, натриевый насос и натрий-водородный насос. Натрий-калиевый насос работает по принципу обмена ионов натрия на ионы калия. Расположен он на базальной части эпите­лия почечного канальца, в результате его активности ионы натрия выносятся из эпителия и в них создается пониженная концентрация натрия, поэтому натрий из просвета канальцев по градиенту концентрации (как правило, вместе с глюкозой или аминокислотой) входит в клетку, а потом из нее выносится в интерстиций и кровь. В обмен на натрий из крови выно­сится (секретируется) калий. Таким образом, реабсорбция натрия частично связана с секре­цией калия. Полагают, что около 40% натрия переносится за счет работы калий-натриевого насоса. Этот насос чувствителен к строфантину К (блокатор насоса) и регулируется альдо-стероном: под влиянием этого гормона увеличивается синтез белков — компонентов насо­са и возрастает мощность реабсорбции натрия. Полагают, что натрийуретический гормон (атриопептин) угнетает работу этого насоса.

Натрий-водородный насос работает по типу выноса из клетки избыточного содержания ионов водорода, в результате чего в клетку вносится ион натрия.

Натриевый насос изолированно, независимо от ионов калия, совершает выброс на­трия из эпителиальной клетки в интерстиций, откуда натрий поступает в кровь. По мнению Р. Шмидта и Т. Тевса (1996), часть натрия поступает в интерстиций пассивно — вместе с растворителем, который идет из просвета канальца в интерстиций, где создается за счет натрия высокое осмотическое давление.

Помимо участия натрия в транспорте аминокислот и глюкозы, он играет исключитель­но важную роль (вместе с ионами хлора) в создании осмотически активной среды в интер­стиций мозгового слоя почки, через которую проходят петли Генле и собирательные труб­ки. Благодаря этому в почках возможен механизм концентрирования мочи.

Реабсорбция калия. Калий хорошо фильтруется. Если бы не было механизма его реаб­сорбции, то весь калий уходил бы из организма. Почти 90% профильтровавшегося калия реабсорбируется в проксимальном канальце нефрона, 10% — проходит в дистальные части (возможно, эти 10% — результат секреции). Если уровень калия в крови низкий, то в дис­тальных участках нефрона эти 10% полностью реабсорбируются, если же уровень калия выше нормы (больше 4,5 ммоль/л), то эти 10% могут покинуть почку с мочой.

Реабсорбция калия осуществляется, вероятно, с участием калиевого насоса. Предпола­гается, что такой насос расположен на апикальной части эпителия почечного канальца. Секреция калия осуществляется за счет работы калий-натриевого насоса, расположенного на базальной части эпителиальной клетки.

Альдостерон за счет активации калий-натриевого насоса увеличивает секрецию калия. Инсулин, наоборот, способствует реабсорбции калия.

Реабсорбцня кальция. В проксимальном канальце реабсорбируется около 63% всего профильтровавшегося кальция, в петле Генле — 23%, около 11% — в дистальном извитом канальце, 2,8% — в собирательных трубках и лишь 0,2% кальция экскретируется с мочой. Реабсорбция кальция усиливается паратгормоном и тормозится тирокальцитонином.

379

Реабсорбция воды. Вода реабсорбируется пассивно за счет транспорта осмотически ак­тивных веществ: например, при транспорте глюкозы, аминокислот, белков, ионов, в том числе натрия, калия, кальция, хлора. Огромную роль играет осмос: в интерстиции создают­ся участки высокой осмотической активности, и вода из просвета канальцев устремляется в интерстиции. Основная часть воды реабсорбируется в проксимальных канальцах и в нисхо­дящей части петли Генле, много воды реабсорбируется в собирательных трубках, где этот процесс зависит от двух факторов: а) от осмотического давления в интерстиции и 2) от уровня в крови АДГ и числа рецепторов к АДГ в эпителии собирательных трубок. Бели АДГ не продуцируется или секретируется мало, то за сутки потеря воды с мочой может достичь 25 литров. Этот пример показывает мощность реабсорбции воды в собирательных трубках.

При снижении реабсорбции осмотически активных веществ уменьшается и реабсорб­ция воды, например, при наличии в конечной моче глюкозы вместе с ней уходит и вода. Среди фармакологических средств, предназначенных для повышения суточного диуреза, имеются осмотически активные вещества, например, маннит, мочевина. При отеке мозга, легких внутривенно вводится маннит, вещество, которое фильтруется, но не реабсорбиру­ется, поэтому вместе с ним из организма уходит вода.

СЕКРЕЦИЯ В ПОЧКАХ

Она осуществляется за счет работы специальных механизмов, которые позволяют поч­кам избирательно освобождать кровь от содержащихся в ней ненужных организму веществ. Механизм секреции заключается в том, что секретируемое вещество покидает кровь и идет в интерстиции: здесь, за счет активного транспорта, создается низкая концентрация этого вещества и с помощью этого же механизма секретируемое вещество вводится в эпителий канальца, откуда по градиенту концентрации вещество идёт в первичную мочу, т. е. в про­свет канальца. Подобный механизм существует для парааминогиппуровой кислоты (ПАТ). Благодаря этому транспорту удается (вместе с фильтрацией) очищать кровь от параамино­гиппуровой кислоты при однократном ее прохождении через почки, что используется на практике с целью определения величины коркового плазмотока (см. выше). С помощью секреции организм освобождается от слабых кислот и оснований, красителей, лекарствен­ных веществ. Очевидно, подобно иммунологической защите, в процессе эволюции были наработаны такие транспортные частицы, которые «тропны» к чужеродным веществам, способствуя их выведению из организма. Секреция — это активный процесс, требующий затраты энергии.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РЕАБСОРБЦИИ И СЕКРЕЦИИ В ПОЧКАХ

О процессах реабсорбции и секреции какого-либо вещества можно судить на основании определения его содержания в моче и скорости выведения с мочой. Так, если в моче появля­ется глюкоза или белок, то это свидетельствует о том, что эти вещества недостаточно пол­ностью реабсорбируются. Для определения величины реабсорбции и секреции вещества необходимо знать следующее.

а) Скорость перехода данного вещества в фильтрат» для чего необходимо знать объем фильтрации и концентрацию данного вещества в фильтрате (в плазме). Например, объем фильтрации по инулину равен 120 мл/мин, а концентрация вещества, например, мочевины, в плазме —0,13 мг/мл. Следовательно, в фильтрат каждую минуту переходит 120 * 0,13 = 15,6мг/мин.

б) Скорость перехода данного вещества в конечную мочу, для, чего надо знать объем конечной мочи (мл/мин) и концентрацию вещества в конечной моче. Например, за 1 минуту образуется 5 мл/мин мочи, а концентрация в ней мочевины равна 1,9 мг/мл, следовательно, за 1 минуту переходит в конечную мочу 9,5 мг мочевины.

380

На основании этих двух значений можно определить скорость реабсорбции или секре­ции. В примере с мочевиной видно, что из образовавшихся 15,6 мг мочевины (за 1 минуту) организм покидают 9,5 мг мочевины, а остальная часть — 15,6 - 9,5 = 6,1 мг/мин мочевины —реабсорбируется.

Второй пример. Концентрация красителя фенолрота в плазме крови составляет 0,04 мг/мл, объем фильтрации по инулину —120 мл/мин; концентрация фенолрота в конечной моче — 2,4 мг/мл, объем конечной мочи — 5 мл/мин. Тогда: в фильтрат проходит 120 * 0,04 = 4,8 мг/мин, а в конечную мочу — 12 мг/мин. Следовательно, помимо фильтрации, часть фенолрота секретируется, и эта часть составляет 12 - 4,8 = 7,2 мг/мин.

ОСМОТИЧЕСКОЕ РАЗВЕДЕНИЕ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ МОЧИ

В почках предусмотрен механизм, позволяющий регулировать осмотическое давление плазмы крови за счет концентрирования или, наоборот, разведения мочи. Этот механизм получил название — поворотно-противоточно-множительный механизм, который локали­зован в петле Генле и собирательных трубках. Именно в этой части нефрона происходит изменение осмотической концентрации, или осмотического давления мочи, благодаря чему осуществляется регулирование объема выводимой жидкости и ее осмотического давления. Принцип работы этого механизма заключается в следующем: когда первичная моча прохо­дит по собирательной трубке и направляется в чашечку, а затем в лоханку, из нее выходит вода, благодаря чему резко уменьшается объем конечной мочи, и возрастает концентрация в моче осмотически активных веществ. Если бы этот процесс не происходил, то ежедневно, помимо обычных 1—1,5 л мочи, выделялось еще 20—24 л мочи. Когда первичная моча входит в начальную часть собирательной трубки, ее осмотическое давление составляет при­мерно 290—300 мосмоль (милиосмоль — это единица концентрации осмотически актив­ных веществ, или единица осмотического давления, например, раствор 140 ммоль хлорис­того натрия представляет собой 140 мосмоль натрия + 140 мосмоль хлора = 280 мосмоль, а раствор, содержащий 140 ммоль хлористого натрия и 10 ммоль хлористого калия имеет осмолярность, равную 140 + 140 + 10 +10 = 300 мосмоль/л.). По мере прохождения мочи по собирательной трубке вода покидает трубку и поэтому осмотическое давление (осмо­лярность мочи) возрастает до 900—1200 мосмоль, т. е. концентрируется в 3—4 раза. Для такого концентрирования необходимо, чтобы в интерстиции по мере приближения трубки к сосочку (по направлению к чашечке) росло осмотическое давление. В этом случае на каждом «этаже» вода будет покидать трубку и моча будет становиться все более концент­рированной.

Выход воды из собирательной трубки происходит за счет осмотического давления, кото­рое создается вокруг собирательной трубки в интерстиции. Это давление обусловлено на­личием в интерстиции осмотически активных веществ — ионов натрия, хлора, мочевины. При этом необходимым условием должно быть постепенное повышение концентрации ос­мотически активных веществ по направлению от наружного слоя к внутреннему слою моз­говой части почки. Осмотически активные вещества — натрий и хлор — появляются в ин­терстиции благодаря работе эпителия восходящей части петли Генле, за счет активного транспорта происходит выход ионов натрия и хлора из первичной мочи, идущей по восхо­дящей части петли Генле. Мочевина появляется в интерстиции благодаря выходу из соби­рательных трубок за счет градиента концентрации между мочой, находящейся в собира­тельной трубке, и содержимого интерстиции (см. выше, реабсорбция мочевины). Для того, чтобы из восходящей части петли Генле происходила реабсорбция натрия и ионов хлора, в нисходящей части петли Генле осуществляется выход воды в интерстициальное простран­ство, где ионы натрия и хлора, вышедшие из восходящей части петли Генле создают осмо­тически активную среду. Рассмотрим пример. В нисходящую часть петли Генле входит пер­вичная моча, осмолярность которой равна 300 мосмоль/л. По мере продвижения мочи к повороту за счет осмотически активной среды в интерстиции вода из этой порции мочи

381

будет уходить, и постепенно концентрация осмотически активных веществ будет возрас­тать — 400,500,600 мосмоль, достигая на вершине петли Генле максимальной концентра­ции, например, 1200 мосмоль. Затем, поднимаясь по восходящей части петли Генле, эпите­лий которой непроницаем для воды, но проницаем для ионов натрия и хлора, натрий и хлор за счет разности концентрации будут выходить в интерстиций (это и необходимо для конеч­ной концентрации мочи в собирательных трубках), поэтому осмолярность первичной мочи по мере подъема ее по восходящей части петли Генле будет снижаться: 1000,900,800,700 мосмоль и т. д., а на вершине восходящей части петли Генле осмолярность может стать ниже исходной (например, 200,100 мосмоль). Когда моча попадает в собирательную труб­ку, то за счет высокой проницаемости для воды (но не для натрия и хлора), вода будет покидать собирательную трубку, а осмотическая концентрация (осмолярность) будет воз­растать на тем большую величину, чем дальше проходит моча.

Итак, восходящая часть петли Генле создает условия для концентрации мочи как в нис­ходящей части петли Генле, так и в собирательных трубках.

Проницаемость собирательной трубки для воды зависит от уровня в крови вазопрессина (антидиуретического гормона): чем он выше, тем выше проницаемость для воды, тем мень­ше организм теряет воды, тем концентрированнее моча. И наоборот, когда уровень АДГ в крови снижается, тогда проницаемость для воды падает, и объем выделяемой мочи возрас­тает, а концентрация осмотически активных веществ в моче снижается.

Работа такого механизма позволяет организму тонко регулировать осмотическое давле­ние плазмы крови и других жидкостей — при увеличении осмотического давления крови увеличивается реабсорбция воды в собирательных трубках, возрастает объем циркулирую­щей крови, что приводит к нормализации осмотического давления плазмы. Наоборот, при уменьшении осмотического давления почки в большем объеме, чем обычно, выделяют воду, что приводит к нормализации осмотического давления.

Важная роль в процессах концентрирования мочи принадлежит мозговому кровотоку. Если этот кровоток очень интенсивный, то из интерстиция удаляются осмотически актив­ные вещества — натрий, хлор, мочевина. Тем самым снижается способность концентриро­вать мочу, возрастает диурез. Вот почему при повышении системного артериального дав­ления вследствие роста интенсивности мозгового кровотока снижается концентрация ос­мотически активных веществ в мозговом слое почки и повышается диурез.

Для того, чтобы сохранить градиент концентрации осмотически активных веществ в мозговом слое (по направлению к внутренней части мозгового слоя он возрастает), капил­ляры мозгового слоя почки располагаются в виде петель, параллельно петлям Генле.

Итак, представленные данные позволяют понять принцип работы поворотно-противо-точно-множительной системы: за счет параллельного расположения трубок (нисходящей и восходящей частей петли Генле, собирательной трубки) создается противоток, в результа­те которого умножаются градиенты концентрации осмотически активных веществ.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КОНЦЕНТРАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЧКИ

В клинике широко используется проба Зимницкого — она включает в себя сбор 8 трех­часовых порций мочи при произвольном мочеиспускании, с последующим определением относительной плотности в каждой порции. Снижение относительной максимальной плот­ности мочи в пробе Зимницкого до 1,012 и менее (гипостенурия) или ограничение колеба­ний относительной плотности в пределах 1,008—1,010 (изостенурия) свидетельствует о выраженном нарушении концентрационной способности почек. Одновременно в пробе Знм-ницкого определяется соотношение дневного и ночного диуреза. В норме дневной диурез составляет 2/3—3/4 суточного диуреза.

Для более точного определения функции почек можно определять осмолярность плаз­мы (в норме 275—295 мосмоль) и мочи (в норме — 600—800 мосмоль) и рассчитывать концентрационный коэффициент, т. е. во сколько раз осмолярность мочи выше осмолярно-сти плазмы (норма—1,8—2,8).

382

Для оценки резервных возможностей почки применяют функциональные пробы, в том числе для оценки концентрационной функции почек используют пробу на сухоедение и пробу с питрессином.

В классической пробе с сухоедением по методике Фольгардта накануне исследования суточное потребление жидкости значительно ограничивают и с 18 час. дня, предшествую­щего исследованию, а затем в течение суток, т. е. всего 36 часов запрещается употребление жидкости. В порциях мочи, выделяемой в последние 12 час. исследования, относительная плотность (и осмолярность) у здорового человека увеличивается до 1,022—1,040 (т. е. до 700—1100 мосмоль). Однако этот метод плохо переносят больные и его упростили: прием жидкости прекращают в 12 час. дня, предшествующего исследованию. В день исследования собирают порцию мочи с 6 до 9 час. утра. Относительная плотность в ней должна быть выше 1,026, осмолярность выше 900 мосмоль. Если применить 12-часовую водную депривацию, то осмолярность мочи должна превышать 660 мосмоль, а удельная плотность в ней — 1,024.

Проба с питрессином (вазопрессин-таннат в масле) проводится следующим образом: вечером накануне дня исследования подкожно или внутримышечно вводят 5 единиц пит-рессина, затем в течение дня определяют относительную плотность и осмолярность мочи. У здорового человека она возрастает до 800—1200 мосмоль, а плотность — до 1,024 и более. Проба может проводиться упрощенно: при введении шггрессина вечером для иссле­дования берется утренняя порция мочи, а если его вводят утром (например, в 8.30 час.), то забор мочи проводят днем — с 14.30 до 16.30.

Оценка на разведение: проводят водную нагрузку, однократно или длительно. В класси­ческой пробе Фольгардта на разведение больному натощак в течение 30 минут предлагает­ся выпить не менее 1,5 л воды (или крепкого чая, фруктового сока) из расчета 20—22 г воды на кг массы. Затем в течение 4 часовдаждые 30 минут определяют объем выделенной мочи, ее осмолярность и относительную плотность. У здорового человека в течение 4 часов выде­ляется не менее 75% выпитой жидкости, максимальное выделение жидкости наблюдается во 2-й и 3-й получасовые периоды. Относительная плотность снижается до 1,002—1,001, осмолярность падает ниже 100 мосмоль.

РЕГУЛЯЦИЯ ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ КРОВИ

В норме у человека осмотическое давление (осмолярность) крови находится в пределах 290 мосмоль/кг воды. Осморецепторы локализованы в области супраоптического ядра ги­поталамуса, в печени, сердце, почках и других органах. Согласно осморецепторной гипоте­зе Вернея, под влиянием импульсов от осморецепторов при увеличении осмолярности плаз­мы крови происходит выброс АДГ из нейрогипофиза, что приводит к задержке воды в орга­низме за счет повышения реабсорбции воды в собирательных трубках. Такое явление воз­никает, например, при обезвоживании. Если осмолярность возрастает до 293 мосмоль, то происходит максимально возможное выделение АДГ. Для того, чтобы убрать лишний 1 мос­моль, концентрация АДГ должна возрасти в 100 раз. При большом употреблении воды осмо­лярность плазмы снижается (максимум до 280 мосмоль), и продукция АДГ почти прекращает­ся, в результате возрастает диурез и снижается осмолярность мочи. Итак, пределы изменения осмолярности допустимы в среднем от 280 до 295 мосмоль, т. е. всего на 15 мосмоль.

Продукция АДГ достаточно легко может возрастать под влиянием болевого раздраже­ния — наступает болевая анурия, так как АДГ увеличивает реабсорбцию воды в собира­тельных трубках.

РЕГУЛЯЦИЯ ОБЪЕМА ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ (ВОЛЮМОРЕГУЛЯЦИЯ)

Волюморецепторы (рецепторы растяжения, реагирующие на изменение ОЦК и интер-стициальной жидкости) локализованы в артериальной и венозной системах — в зонах низ­кого и высокого давления. В стенке левого предсердия имеются волюморецепторы — рё-

383

Рис. 102. Роль почки в нормализации пониженного артериального давления.

цепторы растяжения. При увеличении притока веноз­ной крови по легочным ве­нам стенка левого предсер­дия растягивается, возбуж­дая волюморецепторы, в ре­зультате чего возникает залп импульсов, идущих по аффе­рентным волокнам вагуса. Эти импульсы достигают со­судистого центра, в резуль­тате чего снижается деятель­ность сердца и в малый круг идет меньше крови, одновре­менно они достигают супра-оптического ядра гипотала­муса — уменьшается секре­ция АДГ, возрастает диурез, что приводит к нормализа­ции ОЦК. Часть волюморе-цепторов расположена в ка-ротидном синусе и в облас­ти дуги аорты. При уменьше­нии артериального давления эти рецепторы возбуждают­ся и повышают секрецию АДГ: в результате ОЦК воз­растает. Однако, как полага­ет Ю.В. Наточнин (1982),

аортальные барорецепторы (волюморецепторы) менее чувствительны, чем волюморецеп­торы левого предсердия.

ОЦК также регулируется за счет ренин-ангиотензиновой системы. Когда объем цирку­лирующей крови снижается, уменьшается артериальное давление, это приводит к повыше­нию продукции ренина, что вызывает образование ангиотензина-П, который повышает про­дукцию альдостерона. Это вызывает повышение реабсорбции натрия, а за ним — воды. В итоге объем циркулирующей крови увеличивается.

РЕГУЛЯЦИЯ ИОННОГО СОСТАВА КРОВИ

Концентрация ионов натрия, калия, кальция, хлора, играющих важную роль в организ­ме, должна находиться на постоянном уровне. Это осуществляется за счет почек, гумо­ральных факторов и рецепторов, улавливающих концентрацию ионов плазмы. Существу­ют натриевые, калиевые, кальциевые и, вероятно, хлорные рецепторы, которые располог жены в печени, возможно, в гипоталамусе и в других структурах, например, в дистальном -извитом канальце почки и в макуле денса. Предполагается, что питательные вещества всасываются в желудочно-кишечном тракте, идут через портальную систему. И здесь, в печени, находятся рецепторы, улавливающие поток ионов, поступающих из желудочно-кишечного тракта. Гипоталамические рецепторы улавливают содержание ионов плазмы крови, прошедшей уже через почки и, таким образом, оценивают эффективность работы ионорегулирующих систем почки. Сигналы от рецепторов идут в центры регуляции уров­ня ионов (вероятно, это гипоталамические нейроны), откуда команда поступает к соот­ветствующим железам внутренней секреции. Существует, вероятно, и другой путь регу-

384

ляции — прямой — от рецептора непосредственно к железе, продуцирующей соответст­вующий гормон.

Натрий. Его концентрация в крови поддерживается на уровне 140—143 ммоль/л. При снижении уровня натрия в крови повышается продукция альдостерона (в том числе за счет активации ренин-ангиотензиновой системы), который повышает активность натрий-калие­вого насоса в почечных канальцах и способствует повышению реабсорбции натрия из пер* вичной мочи. При чрезмерном содержании в крови ионов натрия повышается продукция натрийуретического гормона (или атриопептина), который вырабатывается в гипоталамусе и в предсердии. Натрийуретический гормон уменьшает реабсорбцию натрия. Следует так­же учитывать, что при изменении продукции АДГ косвенно меняется и концентрация на­трия в крови. Так, при увеличении продукции АДГ возрастает уровень реабсорбции воды и тем самым уменьшается концентрация в плазме натрия.

Калий. В норме его концентрация в крови удерживается на уровне 4,5 ммоль/л. Под­держание уровня калия в крови осуществляется за счет регуляции процесса секреции: если уровень калия в крови выше нормы, то секреция возрастает, это обусловлено влия­нием альдостерона (он активирует работу натрий-калиевого насоса, повышая реабсорб­цию натрия и увеличивая секрецию калия). Инсулин снижает секрецию калия, увеличи­вая его концентрацию в крови. При ацидозе секреция калия уменьшается (натрий обме­нивается на водород, поэтому калий не секретируется), а при алкалозе, наоборот, секре­ция калия возрастает.

Кальций. Его концентрация поддерживается на уровне 2,5 ммоль/л. Паратгормон уве­личивает реабсорбцию кальция, а тирокалыштонин — снижает. Сигналы к соответствую­щим железам идут от кальциевых рецепторов, находящихся в печени.

Хлор. Его концентрация находится в пределах 100 ммоль/л. Обычно реабсорбция хлори­дов идет вслед за ионами натрия, поэтому при увеличении реабсорбции натрия возрастает и реабсорбция хлора. Но в то же время обнаружено, что экскреция хлора может идти независи­мо от натрия. В регуляции уровня хлоридов в плазме принимает участие альдостерон.

РЕГУЛЯЦИЯ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО РАВНОВЕСИЯ

Почки участвуют наряду с легкими в регуляции КЩР (кислотно-щелочного равнове­сия). Прежде всего это осуществляется за счет регуляции процесса реабсорбции бикар­боната натрия, составной части бикарбонатного буфера. Если бы бикарбонат не реабсор-бировался, то организм терял бы ценнейший компонент буферной системы крови. Когда рН крови сдвигается в кислотную сторону, эффективность реабсорбции бикарбоната на­трия возрастает, а когда имеет место алкалоз — эффективность реабсорбции бикарбона­та натрия уменьшается. Этот процесс регулируется величиной парциального напряже­ния в крови углекислого газа.

Реабсорбция бикарбоната натрия осуществляется следующим образом. В просвете ка­нальца содержится бикарбонат натрия. Из эпителиальной клетки канальца секретирует­ся в просвет канальца ион водорода, который вытесняет ион натрия из бикарбоната, пре­вращая его в угольную кислоту. Эта кислота под влиянием карбоангидразы, которая ло­кализована на апикальной части эпителиальной клетки, разлагается на углекислый газ и воду. Углекислый газ входит внутрь клетки, где под влиянием содержащейся внутри клетки карбоангидразы из него (а также из образующегося в результате метаболизма клетки COi) и воды образуется угольная кислота. Она диссоциирует на ион водорода и анион НССЬ. Ион водорода выходит из клетки в просвет канальца и вновь вытесняет натрий из бикар­боната, а натрий входит в клетку.

Итак, секреция водорода в обмен на натрий приводит в конечном итоге к тому, что весь бикарбонат переходит из первичной мочи в кровь, а избыток ионов водорода выхо­дит в мочу. Когда в организме накапливаются ионы водорода, то моча приобретает кис­лую среду (например, при мясной пище), а когда в организме накапливаются щелочные продукты (например, овощная диета), то моча становится щелочной.