Файл: Теоретический материал занятия.doc

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ЗАНЯТИЯ

.

Физиологическая система выделения – совокупность органов, взаимосвязанная деятельность которых обеспечивает постоянство ионного состава, осмоляльности, рН, объема жидкости сосудистого, интерстициального и внутриклеточного отсеков, концентрации конечных продуктов обмена во внутренней среде организма.

1. 
   Выделительные функции системы дыхания.
   

• 
  С выдыхаемым воздухом из организма выводятся различные вещества: СО₂, аммиак, ацетон, этанол и др. и испаряется около 400 мл воды в сутки.
  
• 
  В составе трахеобронхиального секрета из организма выводятся продукты деградации сурфактанта, мочевина, Ig A и др.
  

2. 
   Выделительная функция системы пищеварения.
   

• 
  Слюнные железы: выделение солей тяжелых металлов, лекарств, роданистого калия и др.
  
• 
  Печень: экскреция билирубина и продуктов его превращения в кишечнике, холестерина, желчных кислот, продуктов распада гормонов, лекарств, ядохимикатов и др.
  
• 
  Желудок: в составе желудочного сока выводятся конечные продукты метаболизма (мочевина, мочевая кислота), лекарственные и ядовитые вещества (ртуть, йод, салициловая кислота, хинин).
  
• 
  Кишечник: экскреция из крови солей тяжелых металлов, Mg²⁺, Ca²⁺ (50 % выделяемого организмом), воды; выделение продуктов распада пищевых веществ, которые не подверглись всасыванию в кровь, и веществ, поступивших в просвет кишечника со слюной, желудочным, поджелудочным соками и желчью.
  

3. 
   Выделительная функция кожи.
   

• 
  В составе пота из организма выделяются вода (в обычных условиях 0,3 – 1,0 л/сутки, при гиперсекреции до 10 л/сутки), мочевина (5 – 10 % выделяемого количества), мочевая кислота, креатинин, электролиты.
  
• 
  Сальные железы за сутки выделяют

20 г секрета, который на 2/3 состоит из воды, а 1/3 составляют холестерин, сквален, аналоги казеина, продукты обмена половых гормонов, кортикостероидов, витаминов и ферментов.

4. 
   Система мочеобразования и мочевыделения как главный компонент системы выделения (см. ниже).
   

Общая характеристика системы мочеобразования и мочевыделения.

1. 
   Основные компоненты: почки (300 г, 0,4% массы тела) – корковое и мозговое (наружное и внутреннее) вещество, экстраренальные мочевыводящие пути (чашечки, лоханки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал).
   
2. 
   Нефрон как структурно-функциональная единица почки (

1 млн. в почке).

• 
  Части нефрона и их функция.
  

• 
  Почечное тельце: сосудистый клубочек (50 – 100 капилляров), капсула и мочевое пространство – осуществляет функцию фильтрации.
  
• 
  Почечные канальцы (длина 35 – 50 мм, общая длина

100 км) осуществляют функции реабсорбции, секреции, осмоконцентрирования и разведения.

• 
  Проксимальный извитой каналец (25 % длины), у эпителиоцитов хорошо выражена щеточная кайма.
  
• 
  Петля Генле (50 % длины): нисходящая часть (проксимальный прямой каналец и тонкий нисходящий каналец) и восходящая часть (тонкий и толстый канальцы, плотное пятно).
  
• 
  Дистальный извитой каналец (15 % длины) через связывающий каналец открывается в собирательную трубку.
  
• 
  Собирательная трубка (в функциональном плане относят к нефрону, 10 % длины). Имеет светлые клетки, обеспечивающие реабсорбцию воды и темные клетки, которые секретируют H⁺, закисляя мочу.
  

• 
  Юкстагломерулярный (околоклубочковый) аппарат (ЮГА) имеет инкреторную функцию, включает в себя три главных совокупности клеток.
  

• 
  Юкстагломерулярные (зернистые) клетки представляют собой модифицированные гладкомышечные клетки приносящей и частично выносящей артериол, образуют ренин, секреция которого повышается при снижении давления крови в приносящей артериоле и повышении симпатических влияний на ЮГА почки.
  
• 
  Клетки плотного пятна дистального извитого канальца – натриевые рецепторы, реагирующие на осмотическое давление канальцевой мочи. (Каналец в этом месте не имеет базальной мембраны.)
  
• 
  Юкставаскулярные клетки (Гурмагтига) образуют скопление между плотным пятном и клубочком в углублении между приносящей и выносящей артериолами, предположительно содержат ангиотензиназу (разрушение ангиотензина II) и являются резервом по секреции ренина.
  

• 
  Основные виды нефронов.
  

• 
  Поверхностные нефроны (

15%) берут начало преимущественно от поверхностных, но также интракортикальных и юкстамедуллярных почечных телец и соприкасаются с поверхностью почки.

---

Внутрикорковые нефроны ( 70 %) начинаются от почечных телец средней части коркового слоя, имеют короткие канальцы, в них преобладают функции фильтрации, реабсорбции, секреции, менее выражена осмоконцентрация мочи.

Юкстамедуллярные нефроны ( 15 %) начинаются от почечныъх телец в корковой зоне, прилегающей к мозговому веществу, их петли достигают внутреннего мозгового вещества, в этих нефронах резко выражена функция концентрирования и разведения мочи.


Кровообращение в почках.

1. 
   Особенности сосудистой сети почек.
   

• 
  Двойная сеть капилляров (позволяет пространственно разобщить функцию фильтрации и реабсорбции):
  

• 
  приносящие артериолы дают первую капиллярную клубочковую сеть с высоким давлением крови ( 50 мм рт. ст., диаметр выносящей артериолы на 1/3 меньше приносящей), что обеспечивает фильтрацию;
  
• 
  выносящая из клубочка артериола распадается на вторую капиллярную сеть вокруг канальцев с низким давлением крови ( 10 мм рт. ст.), что обеспечивает реабсорбцию.
  

• 
  От выносящих артериол юкстамедуллярных клубочков отходят также прямые сосуды, которые повторяют ход петель Генле в мозговом веществе; кровоток по прямым сосудам составляет 2 % почечного кровотока; эти сосуды играют важную роль в противоточном осмоконцентрирующем механизме.
  
• 
  Диаметр внутрипочечных вен и венозный отток крови сильно зависит от интерстициального давления (например, при затруднении оттока в мочевыводящих путях происходит увеличение просвета канальцев, что в условиях плотной капсулы почек увеличивает интерстициальное давление).
  

2. 
   Характеристика кровотока в почках.
   

• 
  Высокий уровень кровотока: 1000 – 1200 мл/мин на 1,73 м² поверхности тела или 450 мл/100 г ткани почки в 1 мин, что составляет 20 – 25 % сердечного выброса.
  
• 
  Высокий уровень потребляемого кислорода (6 – 10 %, 18 мл/мин) при низкой величине артериовенозной разницы – 14 мл О₂/л крови. (Около 90% потребленного кислорода затрачивается на функции реабсорбции и секреции.)
  
• 
  Ауторегуляция почечного кровотока в диапазоне 80 – 170 мм рт. ст. системного среднего артериального давления. При снижении давления до 50 мм рт.ст. образование мочи прекращается.
  
• 
  Два круга кровообращения в почках.
  

---

• 
  Кровоток в корковом веществе (составляет 90 %, осуществляется приносящими артериолами корковых нефронов, отходящими от дистальных участков междольковых артерий).
  
• 
  Кровоток в мозговом веществе (составляет 10 %, осуществляется по приносящим артериолам юкстамедуллярных нефронов, отходящих от проксимальных участков междольковых артерий, а также по прямым артериолам, отходящими непосредственно от дуговых артерий).
  
• 
  Создается возможность (она реализуется при централизации кровообращения) путем сужения междольковой артерий между приносящими артериолами корковых и юкстамедуллярных нефронов выключить кровоток в корковом веществе и значительно уменьшить фильтрацию.
  
• 
  
  

3. 
   Определение почечного кровотока непрямым методом (клиренс по парааминогиппуровой кислоте – ПАГ).
   

• 
  Создается постоянная низкая (3 – 4 мг %) концентрация в плазме тест-вещества (ПАГ, диодраст и др.), от которого кровь освобождается в почках путем секреции.
  
• 
  Определяют концентрацию ПАГ в плазме (Р_ПАГ), моче (U_ПАГ) и минутный диурез (V_мин).
  
• 
  Вычисляют коэффициент очищения по формуле C_ПАГ = (U_ПАГ / P_ПАГ) · V_мин, который отражает почечный плазмоток ( 600 мл/мин).
  
• 
  Расчет кровотока делают исходя из плазмотока и величины гематокрита и пересчитывают на стандартную поверхность тела (1,73 м²).
  

Классификация функций почек.

1. 
   Функция мочеобразования: процессы клубочковой ультрафильтрации, канальцевой реабсорбции и секреции; нейрогуморальная регуляция мочеобразования; осмоконцентрирование мочи (противоточно-множительный механизм); осмотическое разведение мочи.
   
2. 
   Выделительные (экскреторно-гомеостатические) функции: 1) азотвыделительная; 2) осмо- и волюмрегулирующая; 3) регуляция ионного состава крови; 4) регуляция кислотно-основного состояния.
   
3. 
   Невыделительные функции: 1) инкреторная; 2) метаболическая.
   

Клубочковая ультрафильтрация (переход бесклеточной и безбелковой части крови из капилляров клубочка в полость капсулы).

1. 
   Три основных фактора определяют фильтрацию.
   

• 
  Площадь клубочкового фильтра ( 1,5 м²/100 г почки).
  
• 
  Гидравлическая проницаемость фильтра (зависит от количества и диаметра пор и их электрического заряда).
  
• 
  Эффективное фильтрационное давление ( 15 мм рт. ст.).
  

---

2. 
   Характеристика клубочкового фильтрационного барьера.
   

• 
  Компоненты: клетки эндотелия капилляров (диаметр пор около 80 нм), трехслойная базальная мембрана (поры до 6 нм) и эпителиальный листок капсулы, состоящий из подоцитов, щели между которыми перекрыты мембраной, содержащей белок нефрин (поры около 7 нм). (Проницаемость фильтра зависит не только от размера пор, но и от отрицательного электрического заряда поверхностей фильтра, образуемого анионными глико(сиало)протеинами. Уменьшение этого заряда увеличивает проницаемость фильтра.)
  
• 
  Общая поверхность пор, через которые идет фильтрация, составляет до 30 % общей поверхности капилляров.
  
• 
  Через фильтр свободно проходят молекулы d < 3,6 нм (ММ  10 кД), например, электролиты, мономеры, пептиды; не проходят молекулы d  8,8 нм (ММ  80 кД), например, глобулины, фибриноген, а также клетки крови.
  
• 
  Частично проходят молекулы 3,6 < d < 8,8 нм; например, незначительно фильтруется альбумин (0,01 %) и внеэритроцитарный гемоглобин (3 %), если он не связан с гаптоглобином.
  
• 
  Очищение фильтрационного барьера происходит с помощью подоцитов и мезангиальных клеток ЮГА путем фагоцитоза высокомолекулярных отложений и последующего протеолиза в лизосомах.
  

3. 
   Механизм фильтрации.
   

• 
  Фильтрационное давление (10 – 20 мм рт. ст.) равно разнице между давлением крови в капиллярах клубочка (Р₁ 50 мм рт. ст.) и силами, препятствующими фильтрации (онкотическое давление крови Р₂ = 25 мм рт. ст. и гидростатическое давление фильтрата в капсуле Р₃ 13 мм рт. ст.): ФД = Р₁ – Р₂ – Р₃. В результате оттока воды происходит ней повышение онкотического давления плазмы (до 35 мм рт.ст.). Поэтому фильрационное давление максимально в начале капилляров клубочка и практически отсутствует в конце.
  
• 
  Состав ультрафильтрата: пептиды, глюкоза, аминокислоты, гормоны, витамины, органические кислоты. Концентрация одновалентных ионов практически равна плазменным, двухвалентных ионов на 20 – 40 % меньше за счет связи их с белками плазмы; отсутствуют клетки крови и белки (незначительно фильтруются альбумины 10 г/сутки), вещества, связанные с белками (например, свободный билирубин, часть Са²⁺, многие лекарства).
  
• 
  Количество фильтрата (первичной мочи): 150–180 л/сут или 100–120 мл/мин, что составляет 20 % проходящей через клубочек плазмы (фильтрационная фракция). (Если фильтрация в почках снижается до 10% от нормы, то развивается опасная для жизни уремия.)
  

---

4. 
   Определение скорости клубочковой фильтрации (СКФ).
   

• 
  В качестве тест-вещества (фильтруется, но не реабсорбируется и не секретируется) используется эндогенный креатинин или вводится полисахарид инулин.
  
• 
  Определяют концентрацию тест-вещества в плазме (P), в моче (U) и минутный диурез (V).
  
• 
  По формуле C_{тест в-во} = (U_{тест в-во}/P_{тест в-во})  V_мин определяют СКФ; например, C_креат = 100 – 130 мл/мин в пересчете на поверхность тела 1,73 м².
  

Канальцевая реабсорбция (процесс перехода веществ из канальцевой мочи во внеклеточную жидкость и далее в кровь).

1. 
   Общая характеристика.
   

• 
  Основной энергопотребляющий процесс в почках, большая площадь реабсорбции (до 60 м²) за счет щеточной каймы.
  
• 
  Р
  еабсорбируемые вещества переносятся через апикальную мембрану эпителиоцитов и далее их базолатеральную мембрану с использованием в разных сочетаниях всех четырех видов транспортных процессов: активного (первичного и вторичного) и диффузии (простой и облегченной), а также межклеточно через плотные контакты (рис. 66).
  
• 
  Основным энергетическим двигателем реабсорбции является К⁺/Na⁺-насос на базолатеральной мембране, перемещающий Na⁺ из клетки в интерстициальную жидкость и создающий возможность вторично-активного транспорта на апикальной мембране, использующего энергию градиента ионов натрия (рис. 66:8).
  
• 
  Основным механизмом реабсорбции через апикальную мембрану клетки канальца является вторично-активный транспорт.
  

• 
  В виде симпорта с Na⁺ переносятся глюкоза, галактоза, аминокислоты, органические кислоты, витамин С, сульфат, СI^– и другие вещества (через базолатеральную мембрану эти вещества переносятся путем облегченной и простой диффузии) (рис. 66: 1 и 7).
  
• 
  В виде антипорта с Na⁺ из клетки в мочу секретируются протоны (Na⁺/Н⁺-ионообменник), Na⁺ при этом реабсорбируется (рис. 66: 2 и 8).
  
• 
  Вслед за Na⁺ и переносимыми с ним веществами по осмотическому градиенту через водные каналы (аквопорины) реабсорбируется вода и растворенные в ней вещества, если они смогут пройти через пору (перенос вместе с растворителем) (рис. 66: 4).
  
• 
  Вместе с тем реабсорбция воды приводит к повышению концентрации в канальцевой жидкости тех веществ, которые реабсорбируются медленнее, чем вода (например, СI^–, Мg²⁺, мочевина), что создает возможность межклеточной реабсорбции этих веществ в результате простой диффузии.
  

---