Главная страница ● Основные положения ● Механизм регуляции водного, электролитного и кислотно-щелочного баланса

глава 1.5.2.

Почки

На долю почек наряду с выделением шлаков (мочевина и пр.) выпадает и поддержание гомеостаза в отношении воды,; электролитов, 'кислот и оснований.
Функция почек обеспечивается деятельностью гломерул и канальцев (рис. 27):
— в гломерулах происходит фильтрация плазмы;
— в канальцах — активное и пассивное всасывание и дальнейшее выделение жидкости.

Процессы фильтрации в клубочках

Из крови, протекающей через клубочки, фильтруется свободная от белков плазма — ультрафильтрат. Его объем зависит от эффективного фильтрующего давления (норма, 45 мм рт. ст.). Оно получается при вычитании от средне: артериального давления (85 мм рт. ст.) коллоидно-осмотического давления (25 мм рт. ст.) плюс давление внутри капсул (15 мм рт. ст.).
По мере падения давления в аорте и рефлекторного повышения почечно-сосудистого сопротивления уменьшаете; фильтрующееся количество жидкости, так же как при повышении внутрипочечного давления. При среднем артериальном давлении 40 мм рт. ст. фильтрация прекращается.

Рис. 27. Функциональная анатомия почек. 1 — клубочек; 2 — проксимальный каналец; 3 — тонкий сегмент петли Генле; 4 — широкая часть петли Генле; 5 — дистальный каналец; 6 — собирательная трубочка

Правда, анурия может развиться уже при несколько более высоких средних значениях артериального давления, а именно когда образующийся в незначительном количестве гломерулярный фильтрат полностью реабсорбируется, особенно под влиянием механизма Thurau (см. 3.7.1.3).

Количественные данные

Скорость почечного кровотока: 1200 мл/мин (20% систолического объема крови)
Скорость тока плазмы через почки: 650 мл/мин, при этом около 20% отфильтровывается 120 мл/мин, или 170 л/24 ч.
Из объема циркулирующей крови в течение 24 ч отфильтровывается из плазмы 170 л воды со значением рН, осмоляльностью и электролитным составом плазмы (незначительные отклонения из-за разделения Gibbs—Donnan).
Доработка этой так называемой первичной мочи происходит в канальцах.

Функция проксимального изогнутого канальца

Ультрафильтрат, образующийся в клубочках, большей частью снова всасывается в проксимальном сегменте. Однако максимально он может быть реабсорбирован только в том количестве, в каком позволяют способности «леток канальцев («максимальная транспортная емкость канальцев»), Она отличается для различных веществ. Если переступается определенный «плазменный порог», то это означает повышение количества соответствующего вещества, протекающего чер«з канальцы в единицу времени, с перегрузкой «максимальной транспортной емкости канальцев».

Рис. 28. Обмен ионов в почечных канальцах.
А — реабсорбция бикарбоната натрия; Б — захват водородных ионов фосфатным буфером; В — образование аммиака; Г— обмен калия; К. А. — карбоангидраза; An— — анион.

Вода пассивно следует за активно реабсорбированным натрием (обязательная реабсорбция воды).
Реабсорбция гидрокарбоната происходит по схеме на рис. 28, А. Необходимые для этого ионы водорода образуются при диссоциации угольной кислоты. Хотя большая часть ионов водорода забирается в проксимальном изогнутом канальце, значение рН мочи несколько снижается. Незначительный забор ионов водорода в дистальном изогнутом канальце и собирательных канальцах сдвигает значение рН мочи сильнее из-за гидрокарбоната, связывающего ионы водорода.
После того как ультрафильтрат проходит через проксимальную систему канальцев, его объем на .выходе уменьшается до 15—20 л.

Дистальный изогнутый каналец и собирательные трубочки

В дистальном изогнутом канальце (так же как в собирательных трубочках) реабсорбируются ионы натрия и калия, а ионы калия сверх того выводятся наружу. Отдача ионов калия, происходящая в дистальном канальце, представляет собой важнейший источник калия мочи.
Натрий ответствен за электрический компонент выведения. По этой причине выделение калия связано с реабсорбцией натрия.

 

Рис. 29. Процесс концентрирования мочи. Черные стрелки — реабсорбция натрия, белые — реабсорбция воды.


Кроме того, в дистальном изогнутом канальце происходит факультативная реабсорбция воды (влияние на объем и концентрацию мочи).

Факультативная реабсорбция воды в дистальном сегменте

15—20 л восстановленного клубочкового фильтрата, полученного в начальной части дистального сегмента, должно сократиться до окончательного объема мочи. Обширные исследования позволили понять механизмы процессов концентрирования и разведения. Они происходят в петле Генле в дистальных сегментах собирательных трубочек, а также в интерстициальном пространстве мозгового слоя почки.
Благодаря особой микротехнике Wirz (1951, 1956) исследовал концентрацию мочи «а отдельных участках нефрона. Он обнаружил, что моча в проксимальных канальцах до начала тонкого восходящего колена петли Генле является изотонической. В петле Генле она еще более концентрируется и приобретает наивысшую концентрацию в колене петли на уровне верхушек сосочков. В начальной части дистального изогнутого канальца, т. е. в начале толстой части петли Генле, она снова гипотонична.
Разъяснить эти данные позволяют следующие представления (рис. 29). В восходящей части петли Генле из мочи активно реабсорбируется натрий, а именно в области пограничной зоны [Ullrich et al., 1955, 1956; Ullrich, 1959]. Через межтканевое пространство эта соль диффундирует к восходящей части петли Генле. В результате повышается концентрация межтканевой жидкости и мочи, которая вытекает из проксимального сегмента канальцев в петлю Генле. Это повышение концентрации развивается благодаря току мочи до верхушек сосочков, где иа каждом уровне из-за диффузионных процессов происходит одновременное повышение концентрации натрия в прилегающем межтканевом пространстве.
Глубина этого процесса охватывает не только колена, но и прилежащую интерстициальную ткань. Таким образом, три прохождении через восходящее колено моча концентрируется. Концентрация повышатся от подножия пирамиды к ее вершине.
Дальнейшая обработка гипотонической мочи, поступающей в конечную часть петли Генле, зависит от проницаемости в дистальных изогнутых канальцах и собирательных трубочках.

Состояние жажды — антидиурез

Под влиянием секреции вазопрессина мембраны канальцев становятся более проницаемыми для воды, вследствие чего происходит изоосмотический выход воды до выравнивания осмотического давления в интерстициальной ткани почки, а именно в коре — до изотоничности, а в собирательных канальцах в связи с прохождением через слои с повышенной концентрацией — до тоничности (Wirz).
Гипертоническая моча, таким образом, впервые образуется в собирательных трубочках (внутренняя пограничная зона).

Диурез

При незначительном количестве вазопрессина происходит малая реабсорбция воды, моча остается гипотонической и вследствие дальнейшей реабсорбции электролитов еще больше разбавляется (экстремальный случай: несахарный диабет).
Уменьшение объема мочи, поступающей в диетальные изогнутые канальцы, происходит в коре, но первое концентрирование— в собирательных канальцах.

Осмотический диурез

Он встречается тогда, когда содержание натрия или других веществ в ультрафильтрате очень велико и почки не способны их реабсорбировать или при наличии вещества, которое почки не могут реабсорбировать, например маннитола. Это препятствует концентрированию мочи в канальцах, что приводит к выделению изотоничной мочи (относительная плотность 1010). То же бывает тогда, когда работоспособность дистальных канальцев и межтканевого пространства чем-либо ограничена, например при хронических пиелонефритах.
При осмотическом диурезе увеличиваются потери воды (до 60%| отфильтрованной воды, Balint) и электролитов (до 25% отфильтрованного натрия, Balint).

Рис. 30. Номограмма мочи (выведение, мэкв/сут; Geigy; * — Gofman). ТК—титрационная кислотность ТК-20— 40 мэкв*. TK+NH4+ — общее количество выводимых водородных ионов, равное 40— 80 мэкв*, NH4+ TK=1,0+2.5.

Концентрирование мочи и выделение растворенных веществ

Здоровые почки могут выделить избыток воды или растворенных веществ (электролитов, мочевины и пр.), а также сэкономить их при недостатке путем образования разбавленной или концентрированной мочи. Средняя отдача электролитов за 24 ч представлена на рис. 30.
Количество выделенных веществ (растворенных веществ) измерено в мосммоль. Осмоляльность измерена по снижению точки замерзания.
Пределы концентрационной способности почек колеблются от максимальной концентрации мочи (1040) с выделением растворенных веществ 1400 мосммоль/л до максимального разбавления (1001) с выделением 40 мосммоль/л. Если концентрация мочи ограничивается до относительной плотности приблизительно 1020, то будет выведено лишь 650 мосммоль/л. Если известно соответствующее количество растворенного вещества, образующегося в процессе цикла обмена веществ, а также максимально достигаемая (концентрация мочи, то можно рассчитать, сколько необходимо мочи для выведения шлаков. Когда этого количества мочи не удается достигнуть, выводимые с ней вещества задерживаются.
Абсолютный минимум объема мочи (максимальная концентрация, пища, содержащая углеводы) составляет 200 мг/м2-24 ч (Weil, табл. 9). Если при полном сгорании жиров и углеводов не образуется шлаков, то остаются про дукты разрушения белков, которые необходимо вывести. С возрастающим разрушением белков (например, при усиливающемся стрессе, см. 3.8.2.1) увеличивается выброс растворенных веществ. Появление в моче растворенных веществ в первую очередь зависит от обмена белка.
Образование шлаковых веществ можно ограничить, назначив больному покой и пищу, богатую углеводами и жирами.

Таблица 9. Объем мочи, необходимый для выведения определенных количеств растворенных веществ при различных ее концентрациях (Weil)
 

Содержание натрия, калия, кислот и оснований в зависимости от функции почек

За 24 ч вследствие тканевого обмена веществ образуется около 30—80 мэкв ионов водорода и столько же анионов нелетучих кислот (см. 1.3.1). Задача почек состоит в выведении ионов водорода, избытка анионов и образовании нового буфера взамен израсходованного в процессе забуферивания (например, ионы гидрокарбоната).
Регуляция почками кислотно-щелочного баланса состоит из выведения ионов водорода и образования ионов гидрокарбоната.
— Для поставки ионов водорода необходима карбоангидраза (см. рис. 28). Благодаря снижению карбоангидразы задерживаются отдача ионов водорода и образование ионов гидрокарбоната, а вследствие этого также реабсорбция натрия. Это приводит к диурезу.
— Отдача ионов водорода и новообразование ионов гидрокарбоната связаны друг с другом по принципу, представленному на рис. 28, А. При снижении калия развивается внутриклеточный ацидоз, вследствие чего повышается секреция Н+ и возникает метаболический алкалоз (Roberts и соавт.). При алкалозе повышается отдача калия в канальцах жидкостями тела (Rudiger). На основе этого можно предположить, что секреция К+ и Н+ взаимоопределяется: если повышается скорость секреции одного иона, то понижается таковая другого (Davenport).
— Повышение рСО2 плазмы повышает реабсорбцию гидрокарбоната.
— О выведении калия судят по содержанию натрия. Таким образом, отдача связана с реабсорбцией натрия: избыток натрия повышает калийурию. Наоборот, избыток калия в пище приводит к выведению натрия (Rapoport).
— Выведение калия и реабсорбция натрия зависят от действия альдостерона: альдостерон повышает реабсорбцию натрия и выведение калия.
— Ионы бикарбоната конкурируют при реабсорбции натрия с ионами хлора (Rtidiger).
Выводимые ионы водорода в моче определяются:
— как титруемая кислотность, особенно из-за фосфатной буферной системы (первичные/вторичные фосфаты, см. рис. 28В). Эта система является важнейшим буфером мочи. Под титруемой кислотностью понимают число мэкв щелочи, необходимой, чтобы рН мочи, выделившейся за 24 ч, повысить до 7,4. Титруемая кислотность относится главным образом к фосфатам; мочевая кислота, молочная кислота и прочие органические кислоты имеют второстепенное значение.
При возрастании ацидоза всегда в большей степени выделяются вторичные фосфаты. При рН 4,5 достигаются границы емкости фосфатного буфера, что приводит к более низким значениям кислотности мочи;
— аммиаком, который образуется в канальцах из глута-мина и других аминокислот (см. рис. 28 С).
Если ионы гидрокарбоната выводятся с мочой, то снижается эффективность выведения кислот.
Эффективное выведение кислот=титруемая кислотность-}-NH4+ — выведение гидрокарбоната с мочой.
Благодаря выведению моноосновных фосфатов и образованию аммония экономятся катионы.
При повреждении почек затрудняется выведение ионов водорода и образование аммиака, из-за чего на нейтрализацию образующихся анионов должны расходоваться катионы.
При хронических почечных заболеваниях происходит потеря катионов (натрия, калия, кальция).
При непочечном ацидозе усиленно выводятся ионы водорода. Титруемая кислотность и NH4+ повышаются. «Реабсорбция» гидрокарбоната полная. При алкалозах титруемая кислотность низкая, так же как образование NH4+, вследствие этого гидрокарбонат мочи .повышается. При рН мочи 6,2 увеличивается выделение гидрокарбовата, эквивалентно образуется титруемая щелочность.

copyright©surgerycom