Механизм фильтрации в почках

Мочевыделительная система

Механизм фильтрации в почках

Выделение – удаление конечных продуктов обмена веществ, которые не могут быть повторно использованы организмом, а так вредных, чужеродных веществ, попавших в организм (яды, лекарства).

К органам, выполняющим функции выделения, относятся: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал, а также легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа.

Небольшая часть мочевины и мочевой кислоты, а также лекарства выводятся вместе с секретом желез желудочно-кишечного тракта. Потовые железы кожи выделяют мочевую кислоту, соли, воду, мочевину. В процессе дыхания из легких улетучивается углекислый газ, вода, алкоголь, эфиры.

Почкам принадлежит первое место в этом списке: они – главное звено системы мочеотделения, однако при различных болезнях почек (почечной недостаточности) их функция страдает, и компенсаторно возрастает выделение через другие органы (ЖКТ, легкие, кожа). В этом случае у пациента может появляться неприятный запах мочевины от кожи, изо рта, что доставляет неудобства самим пациентам и их окружению.

Почки

Представляют собой парные бобовидные образования, которые лежат на задней стенке брюшной полости по бокам от позвоночника. Вес каждой почки около 150 грамм. Снаружи покрыты соединительнотканной и жировой капсулами. Через ворота в почку входит мочеточник, почечная артерия, вена, лимфатические сосуды и нервы.

На поперечном срезе почки хорошо различаются корковое и мозговое вещество. На периферии почки располагается слой коркового вещества, под ним глубже лежат пирамиды, образующие мозговое вещество. Между пирамидами хорошо различимы почечные столбы – участки коркового вещества, вдающиеся вглубь почки. Пирамида вместе с почечным столбом образует почечную долю.

Верхушка почечной пирамиды, обращенная внутрь, называется сосочек. Каждый сосочек усеян мелкими отверстиями, из которых выделяется моча и поступает в самые начальные участки мочевых путей – малые почечные чашечки. Сливаясь между собой, малые почечные чашечки образуют большие, которые сливаются в одну большую лоханку, переходящую в мочеточник.

Выходя из ворот почек, мочеточники направляются вниз к мочевому пузырю – резервуару мочи. В мочевом пузыре моча накапливается, его вместимость составляет около 500 мл. Далее моча направляется в мочеиспускательный канал (уретру), который открывается во внешнюю среду наружным отверстием.

Функции почек

Вам уже известна основная функция почек – выделительная, скоро мы приступим к ее углубленному изучению, но сейчас коснемся других функций почек. Рекомендую вернуться еще раз к функциям почек по прочтении статьи.

  • Удаление из организма конечных продуктов
  • Из организма удаляется мочевина, мочевая кислота, соли аммиака. Напомню, что мочевина образуется не в почках, а в печени, поэтому почки в данном случае играют роль фильтра.

  • Регуляция артериального давления
  • Осуществляют регуляцию артериального давления за счет выделения ренина (мы поговорим об этом, изучая нефрон)

  • Регуляция эритроцитопоэза
  • Регулируют число эритроцитов, вырабатывая гормон эритропоэтин, который стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге.

  • Обеспечение гомеостаза
  • Поддерживают гомеостаз организма – постоянство внутренней среды.

    • Участие в водно-солевом балансе
    • Выделяя кислые или щелочные продукты, способствуют постоянству pH крови (водородный показатель)

Выделительная и кровеносная системы очень тесно взаимосвязаны, в чем мы убедимся по ходу изучения выделительной системы.

Нефрон

Нефрон (от гр. nephros – почка) – структурно-функциональная единица почки, состоящая из почечного тельца и канальцев. В составе почечного тельца различают сосудистый клубочек (капиллярный, мальпигиев), и покрывающую его капсулу Боумена-Шумлянского.

Обращаю ваше особое внимание на разницу диаметра приносящей и выносящей артериол.

Диаметр приносящей артериолы крупнее, чем у выносящей, благодаря чему в сосудистом клубочке создается повышенное давление и осуществляется важнейший процесс – фильтрация.

Чем выше артериальное давление в сосудистом клубочке и капиллярной сети, тем интенсивнее идут процессы фильтрации и реабсорбции, с которыми вы скоро познакомитесь.

Запомните, что в основе мочеобразования лежат три процесса: фильтрация, реабсорбция (вторичное всасывание) и секреция. Изучая их, мы поймем, как функционирует нефрон, и разберем его строение.

  • Фильтрация
  • Лучше всего ассоциировать этот процесс с ситом, которое пропускает мелкие частички, а крупные не пропускает. Точно также и кровь содержит мелкие молекулы – вода, глюкоза, мочевина и крупные компоненты – фибриноген, форменные элементы крови.В результате процесса фильтрации получается первичная моча, не содержащая крупных белков и форменных элементов крови (эритро- , лейко- , тромбоцитов), близкая по составу к плазме крови. В день у человека образуется 150-180 литров первичной мочи, представляете, если бы мы столько выделяли?Не могу ни акцентировать ваше внимание на том факте, что в первичной моче оказывается очень много нужного и полезного нашему организму. Вдумайтесь: через фильтр профильтровывается не только мочевина, но и глюкоза, вода, витамины, минеральные соли. Потерять такие ценные вещества для организма было бы большой оплошностью, и следующий этап исправляет допущенную организмом “ошибку” при фильтрации.

  • Реабсорбция (лат. re – обратное + лат. absorptio – всасывание)
  • После прохождения капсулы Боумены-Шумлянского первичная моча попадает в проксимальные (от лат. proximus — ближний) и дистальные (от лат. distare – отстоять, далеко находиться) канальцы нефрона. Эти канальцы оплетает густая сеть капилляров, образованная разветвленной выносящей артериолой.Все нужные организму вещества: вода, глюкоза, соли, аминокислоты, витамины, гормоны – всасываются из просвета канальца нефрона обратно в кровеносную систему (в капилляры, оплетающие канальцы нефрона). Таким образом, организм “исправляет ошибку” допущенную на этапе фильтрации.Мочевина, мочевая кислота, креатинин – побочные продукты обмена веществ – обратно не всасываются, продолжая продвигаться по канальцам нефрона.Процесс реабсорбции активно идет в изогнутой части канальцев нефрона – петле Генле, из которой в ткани мозгового вещества почки активно выходят ионы Na+, создавая высокое осмотическое давление. Это, в свою очередь, способствует перемещению воды из просвета канальцев нефрона в кровеносную систему, то есть ее всасыванию (реабсорбции).

  • Секреция (лат. secretio – отделение)
  • Мы добрались до третьего финального этапа мочеобразования. На этапе секреции происходит транспорт веществ из крови (капилляров, оплетающих канальцы нефрона) в просвет канальцев нефрона.Секреции подвергаются лекарственные вещества, излишки ионов K+ и Na+. Их секреция в канальцы нефрона необходима для поддержания постоянства внутренней среды – гомеостаза.В результате реабсорбции и секреции из первичной мочи образуется вторичная, объем которой составляет 1-1,5 литра в сутки.

Вторичная моча через дистальные канальцы поступает в собирательные трубочки, куда таким же путем открываются дистальные канальцы многих других нефронов. Собирательные трубочки открываются на верхушках почечных пирамид, из низ выделяется моча и поступает в малые, затем в большие почечные чашечки, лоханку и далее в мочеточник.

Регуляция эритроцитопоэза и артериального давления

Эритроцитопоэз (от греч. «erythro — «красный» и poiesis — «делать») – процесс образования эритроцитов в красном костном мозге. Оказывается, почки принимают в нем непосредственно участие, секретируя в кровь гормон эритропоэтин, который способствует образованию эритроцитов в красном костном мозге.

При многих болезнях почек эритропоэтин в виде лекарственного препарата применяют, чтобы добиться увеличения числа эритроцитов и устранить анемию (малокровие).

Почки регулируют уровень артериального давления, выделяя ренин (от лат. ren — почка). В конечном итоге это способствует сужению кровеносных сосудов и росту артериального давления, которое играет ключевую роль в фильтрации – процессе мочеобразования.

Регуляция работы почек

На активность почек оказывают влияние симпатические и парасимпатические нервные волокна. Симпатические нервы способствуют сужению почечных сосудов и повышению реабсорбции (количество мочи уменьшается), парасимпатические – расширению почечных сосудов и уменьшению реабсорбции (количество мочи увеличивается).

Также регуляция работы почек происходит гуморальным путем: с помощью гормонов гипофиза, надпочечников, паращитовидных желез. Гипоталамус, тесно связанный с гипофизом, активирует высвобождение последним антидиуретического гормона (АДГ) – вазопрессина, которые сужает почечные сосуды, тем самым повышая реабсорбцию.

Заболевания

Хорошо зная три основных процесса: фильтрацию, реабсорбцию и секрецию, вы легко сможете предположить, на каком из этих этапов возникло нарушение работы почек. Эффективность работы почек и их состояние можно легко оценить по анализу мочи. Сейчас вам следует ненадолго представить себя врачом нефрологом ;)

Приходит заключение из лаборатории. В моче пациента найдены белок, кровь (эритроциты), гной (лейкоциты). Вам известно, что форменные элементы крови и крупные белки в норме не проходят через “сито” на этапе фильтрации и не должны обнаруживаться в моче. Таким образом, патология локализуется в почечном тельце.

Следующее заключение, которое вам предстоит изучить, выглядит по-другому. Гноя, крови и белков в моче не обнаружено, однако присутствует глюкоза (сахар). Такая находка может быть признаком сахарного диабета.

Зная, что глюкоза в норме профильтровывается на первом этапе – фильтрации, вы понимаете, что с фильтрацией все в порядке. Нарушение возникло на следующей стадии – реабсорбции, ведь глюкоза в норме должна всасываться обратно в кровь: ее не должно обнаруживаться в моче.

На схеме ниже вы можете наглядно увидеть симптомы, которые сопровождают сахарный диабет. Этиологию (причины) и патогенез (механизм развития) сахарного диабета мы изучим, когда будем говорить об эндокринной системе.

Источник: https://studarium.ru/article/95

Канальцевая секреция и клубочковая фильтрация почек

Механизм фильтрации в почках

Выделение некоторых конечных продуктов обмена веществ и чужеродных веществ обеспечивается, помимо фильтрации в клубочках, с помощью процесса секреции.

К веществам, секретируемым клетками проксимального канальца, относятся фенолрот, парааминогиппурат (ПАГ), диодраст, пенициллины, сульфаниламиды, салицилаты и др.

Данный процесс обусловлен функционированием специальных систем активного транспорта.

Органические вещества, секретируемые клетками проксимального сегмента нефронаКласс веществВещество эндогенного происхожденияВещество экзогенного происхождения
Органические кислотыЖелчные кислотыДиодраст
Мочевая кислотаИндометацин
Щавелевая кислотаПАГ
цАМФСалициловая кислота
Фуросемид
Этакриновая кислота
Органические основанияАдреналинАмилорид
АцетилхолинАтропин
ГистаминМорфин
СеротонинХинин
Тиамин

В процессе концентрирования и разведения мочи участвуют все отделы канальцев и сосуды мозгового вещества почки, функционирующие как противоточная поворотная множительная система (ПМС).

Противоточный механизм состоит в том, что движение канальцевой жидкости в нисходящем и восходящем коленях петли Генле происходит в противоположном направлении. Поворотный механизм осуществляется в колене петли Генле, где движение канальцевой жидкости получает обратное направление.

Множительный эффект этой системы обусловлен нарастанием осмотического давления к вершине пирамид.

В норме около 65% профильтровавшейся жидкости реабсорбируется к концу проксимального канальца.

В нисходящий отдел петли Генле поступает жидкость изотоническая плазме, так как в проксимальном отделе нефрона реабсорбируются и осмотические вещества (натрий, мочевина и др.).

Стенка этого отдела петли проницаема для воды, но не проницаема для солей. В результате этого к вершине петли Генле нарастает осмолярная концентрация (вертикальный концентрационный градиент).

Осмотическая концентрация может достигать 1500 мосмоль/л.

В восходящем отделе петли Генле клетки активно реабсорбируют натрий, калий, хлор без воды, так как стенка нефрона непроницаема для воды. В дистальный сегмент канальца в результате поступает гипотоническая жидкость (200 мосмоль/л).

В собирательных трубках коркового и мозгового вещества почек под действием АДГ происходит факультативная реабсорбция воды и повышается концентрация мочи, поэтому в итоге образуется и выделяется гиперосмотическая моча (1500 мосмоль/л).

В механизме осмотического концентрирования мочи особую роль играет мочевина. В отличие от наружного мозгового вещества, где повышение осмолярности обусловлено, главным образом, натрием, во внутреннем мозговом веществе наряду с натрием имеет большое значение мочевина.

Здесь имеется специальная система, обеспечивающая кругооборот мочевины. Мочевина, проходя по дистальным канальцам, верхним отделам собирательных трубок, не всасывается.

Когда же моча достигает собирательных трубок мозгового вещества, мочевина под действием АДГ начинает усиленно реабсорбироваться, повышая осмотическое давление в интерстиции и способствуя тем самым обильной реабсорбции воды.

Мочевина диффундирует по межклеточному веществу, проникает в просвет восходящего отдела петли Генле и движется по канальцу. Таким образом происходит кругооборот мочевины в почках.

При помощи специальных методов можно получить количественную характеристику функции в различных отделах нефрона (фильтрации — в клубочках, реабсорбции и секреции — в канальцах) и на основании полученных данных составить косвенное представление о степени тяжести структурных изменений в каждом из этих отделов. В основе этих методов лежит принцип определения клиренса, или коэффициента очищения плазмы крови от различных веществ.

Исследование секреторной функции почек

Для изучения секреторной функции почек исследуется почечный клиренс тех веществ, которые выводятся из организма только путем секреции. Этому требованию отвечает фенолрот, 94% которого выводится из организма путем канальцевой секреции.

Методика проведения пробы: утром натощак больной выпивает 400 мл воды или чая и через 15-20 мин мочится в унитаз.

Затем ему внутривенно вводят 1 мл 0,6% раствора фенолфталеина и собирают две часовые порции мочи. В каждой порции определяют концентрацию фенолрота.

В норме в первой порции экскретируется 40-60% препарата, во второй — 20-25%. Таким образом, за 2 часа из организма выводится около 60-85% фенолрота.

При заболеваниях почек и снижении секреторной функции почечных канальцев выведение краски замедляется и больший процент ее определяется во второй порции мочи.

Исследование парциальных функций почек

Клубочковая фильтрация

Основной количественной характеристикой процесса фильтрации является скорость клубочковой фильтрации (СКФ) — объем ультрафильтрата, образующийся в единицу времени.

    Скорость клубочковой фильтрации зависит:
  • от объема крови, проходящей через кору почек в единицу времени
  • фильтрационного давления
  • фильтрационной поверхности
  • числа действующих нефронов

Эффективное фильтрационное давление (Pf) определяется разностью между гидростатическим давлением (Pg) крови в клубочковых капиллярах и суммой онкотического (Р0) и внутрипочечного (Рс) давления:

Pf = Pg — (Po + Pc)

Гидростатическое давление крови в почечных капиллярах составляет 60-90, онкотическое — 25-30 мм рт. ст., внутрипочечное давление (давление сопротивления тканей) — 10-20 мм рт. ст. В связи с этим эффективное фильтрационное давление равно 25-30 мм рт. ст.

Скорость клубочковой фильтрации у мужчин в норме составляет до 125, у женщин — до 110 мл/мин.

Сосудистая система почек и регуляция почечного кровообращения построены таким образом, что даже при значительных колебаниях артериального давления (от 80 до 180 мм рт. ст.) фильтрационное давление сохраняется в пределах, достаточных для того, чтобы клубочковая фильтрация протекала на нормальном уровне или, по крайней мере, не прекращалась.

В течение суток в почках взрослого человека в норме образуется около 180 л клубочкового ультрафильтрата (первичной мочи) и лишь 1-1,5л выводится из организма в виде окончательной мочи.

Исследование клубочковой фильтрации (проба Реберга-Тареева)

Для определения клубочковой фильтрации используется клиренс эндогенного креатинина.

Метод проведения: утром, сразу после сна, больной выпивает 300-400 мл воды или некрепкого чая (для получения достаточного минутного диуреза) и спустя 15-20 мин мочится в унитаз.

Отмечает время окончания мочеиспускания, ложится в постель и строго через 1 час мочится в отдельную посуду (первая порция). Снова отмечает время и через 1 час собирает вторую порцию мочи в отдельную посуду.

Между сборами мочи из вены берут кровь для определения концентрации креатинина в плазме.

В каждой порции мочи определяют объем мочи и вычисляют минутный диурез. Кроме того, в каждой порции мочи и в плазме крови определяют концентрацию креатинина. Затем по формуле вычисляют клиренс эндогенного креатинина (норму):

F1 = (U1/Р)*V1

где F1 — клубочковая фильтрация; U1 — концентрация креатинина в моче; V1 — минутный диурез в первой порции мочи; Р — концентрация креатинина в плазме крови.

Аналогично определяют скорость клубочковой фильтрации (СКФ) во второй порции мочи по формуле:

F2 = (U2/P)*V2

Наиболее достоверные показатели клубочковой фильтрации получают в тех случаях, когда минутный диурез не менее 1 мл/мин и не более 2 мл/мин.

В норме клиренс эндогенного креатинина составляет 80-120 мл/мин.

Определение СКФ имеет большую ценность, так как при ряде заболеваний почек снижение этого показателя является наиболее ранним признаком начинающейся хронической почечной недостаточности. Незначительное снижение СКФ — до 50 мл/мин; умеренное — до 30 мл/мин; выраженное — менее 30 мл/мин.

    Причины снижения скорости клубочковой фильтрации (СКФ):
  • хронический гломерулонефрит
  • амилоидоз
  • волчаночный нефрит
  • диабетический гломерулосклероз
  • различные виды дегидратаций
  • сердечная недостаточность

Кроме того, Cockcroft-Gault (1976) были предложены формулы для расчета клиренса креатинина по его уровню в плазме крови с учетом возраста и массы тела пациентов:

Ccr = ((140 — возраст) х Вес)/ Рсгеа

В этой формуле Ссг — клиренс креатинина, Рсгеа — уровень креатинина плазмы крови (мкмоль/л), вес — масса тела в кг. Для женщин полученное значение умножается на 0,85, для мужчин — 1,23.

Исследование канальцевой реабсорбции

Канальцевая реабсорбция определяется формуле, %:

R = (F-V)/F*100,

где R — канальцевая реабсорбция; F — клубочковая фильтрация; V- минутный диурез.

В норме канальцевая реабсорбция составляет 98-99%, однако при большой водной нагрузке даже у здоровых людей может уменьшаться до 92-94%.

    Причины снижения канальцевой реабсорбции:
  • пиелонефрит
  • поликистоз почек
  • тубулопатия

Это может быть полезным для Вас:

Источник: https://infolibrum.ru/diseases/renal_diseases/kanaltsevaya-sekretsiya-i-klubochkovaya-filtratsiya-v-pochkah.html

Фильтрация почек: снижение, повышение, проба кокрофта голта

Механизм фильтрации в почках

Фильтрация почек представляет собой процесс очищения крови и образование первичной и вторичной мочи. Мочеобразование – это процесс образования жидкости, которая образуется по окончанию разделения плазмы крови. Происходит такое преобразование в клубочках почек. Основным компонентом органа являются нефроны, образующие сплетения. Пропускают до 200 литров крови.

Что это такое

Процесс фильтрации в почках проходит по определенным законам и представляет собой не сложный механизм. Кровь, вобравшая в себя кислород и питательные вещества, по почечной артерии попадает в клубочковый аппарат, состоящий из нефронов.

Здесь идет разделение токсинов и полезных микроэлементов от воды. Это начальный этап очищения крови и образования первичной мочи. После такого разделения наблюдается реабсорбция (обратное всасывание).

Токсины, выделенные из крови, имеют крупные молекулы, не способны повторно всасываться, выходят через канальцы в чашечно-лоханочную систему.

Фильтрация крови в почках происходит в пирамидках. В этой части (лоханке) после очищения урина поступает по мочеточникам в мочевой пузырь.

Строение нефрона

Урина — биологически активная жидкость, выводящая из организма отходы жизнедеятельности. Особенно важно выведение токсинов. Вредные вещества не разлагаются и не могут накапливаться, не причинив вреда здоровью человека.

Удалением из организма занимается мочевыделительная система. Особое место при очищении крови отводится нефронам.

Почки содержат более 1 млн. нефронов, связанных с кровотоком большим количеством мелких сосудов, являются составляющими почечной ткани.

Каждый нефрон образует небольшое количество мочи, соединяясь в группы, создавая клубочки капилляров и канальцы. Нефрон состоит:

  • капсулы;
  • канальца;
  • приносящая и уносящая артерия;
  • вена нефрона.

В нефроне происходит процесс очищения крови, разделение ее на жидкость и различные компоненты (образование первичной мочи). Это называется клубочковой фильтрацией. Нефроны — важная составляющая почек.

Погибая, они уже не могут восстановиться. Происходит это при патологических заболеваниях. Оставшимся приходится выполнять двойную нагрузку. На это уходит больше времени. По тому, как быстро идет очищение, можно узнать патологические изменения в почках.

Клубочковая фильтрация

Очищение крови носит пассивный характер. Зависит от гидростатического давления, которое создает работа сердца. Попадая в почки, кровь фильтруется, распадается на жидкость и ионы различных питательных веществ.

Такое разделение дает возможность вывести токсины из организма, а полезные вещества обратно впитываются в систему (реабсорбция).

Основная фильтрация в почечном тельце, состоящем из мелких артерий, объединенных в клубочки. Тельце окружено капсулой, состоящей из двух слоев. Внутренний – почечная мембрана, прилегающая к стенкам, образует гломерулярный фильтр. В его состав входит:

  • эндотелий;
  • эпителий;
  • базальная мембрана.

Почечная мембрана играет главную роль в очищении и разделении крови на жидкость и мелкомолекулярные вещества. Крупные белки фильтруются и не всасываются обратно, поэтому продвигаются к чашечкам, очищаются, образуют вторичную мочу и выходят вне организма. Раствор первичной мочи имеет сходство с кровяной плазмой, содержит минимальное количество растворенных в ней веществ.

Скорость

Время, за которое происходит фильтрация мочи, является одной из основных характеристик работы мочевыделительной системы. Зависит от состояния здоровья человека и от работы почек:

  1. Один из факторов – это величина фильтрационного давления. В среднем составляет 20 мм.рт ст. Скорость зависит от разности между давлением, возникающим в клубочках, и тем, которое возникает при сопротивлении фильтрации.
  2. Важный элемент – проницаемость мембраны, через которую фильтруется кровь.
  3. Также важна площадь поверхности капилляра в каждом клубочке.

Усредненная скорость фильтрации у сильного пола – 125 мл/мин., у женщин 110 мл/мин. Этот показатель варьируется по разным причинам:

  • пол (мужской, женский);
  • возрастные особенности;
  • масса тела;
  • состав крови;
  • некоторые заболевания.

Патологии могут снизить или повысить скорость фильтрации. Оба процесса являются патологическими и требуют лечения.

Причины снижения и повышения показателей

Нарушение скорости образования мочи можно разделить на два вида.

Патологии, не связанные с изменениями в почках:

  • увеличение или уменьшение гемодинамических показателей на разных этапах движения крови или ее состава (вязкости);
  • гнойные патологии в органах;
  • недостаточный питьевой режим (обезвоживание);
  • шоковое состояние.

В зону риска попадают пациенты, которые имеют патологии, не связанные с выделительной системой. Это могут быть сердечные патологии, сахарный диабет, гнойные инфекции.

Вторая группа причин связана с проблемами в работе почек:

  • площадь поверхности канальцев, отвечающих за очищение, уменьшается;
  • непроходимость канальцев;
  • снижение объема крови в почках;
  • изменение клубочковых мембранах (уплотнение, разрыхление).

Такие изменения происходят при заболевании почек. Если время снижается, ухудшается работа органа, приводит к почечной недостаточности. Ускорение фильтрации негативно сказывается на здоровье. Расстройство приводит к выведению из организма полезных элементов (аминокислоты, минералы, глюкоза).

Нагрузочные пробы

Чтобы установить дисфункции почек (работа клубочков и канальцев), также для диагностики нефропатий, применяются пробы на установление креатинина и мочевины. Основным способом определения клубочковой фильтрации является проба Реберга-Тареева. Чтобы установить скорость очищения крови – Кокрофта-Голда. Основаны на отношении креатинина и определении его клиренса.

Таблица нормы

ЖенщиныМужчины
Норма креатинина в крови в мкмоль/л44.0-80.074.0-110.0
Суточное выведение креатинина с мочой в ммоль7.1-15.9

Источник: https://FlintMan.ru/filtracia-pocek/

Физиология процессов выделения

Механизм фильтрации в почках

В паренхиме почек выделяется корковое и мозговое вещество. Структурной единицей почки является нефрон. В каждой почке около миллиона нефронов. Каждый нефрон состоит сосудистого клубочка, находящегося в капсуле Шумлянского-Боумена, и почечного канальца. К капиллярам клубочка подходит приносящая артериола, а от него отходит выносящая. Диаметр приносящей больше, чем выносящей.

Клубочки расположенные в корковом слое относятся к корковым, а в глубине почек – юкстамедуллярными. От капсулы Шумлянского-Боумена отходит проксимальный извитой каналец, переходящий в петлю Генле. В свою очередь она переходит в дистальный извитой мочевой каналец, который открывается в собирательную трубочку. Образование мочи происходит с помощью нескольких механизмов.

1. Клубочковая ультрафильтрация. Находящийся в полости капсулы капиллярный клубочек состоит из 20-40 капиллярных петель. Фильтрация происходит через слой эндотелия капилляра, базальную мембрану и внутренний слой эпителия капсулы. роль принадлежит базальной мембране.

Она представляет собой сеть, образованную тонкими коллагеновыми волокнами, которые играют роль молекулярного сита. Ультрафильтрация осуществляется благодаря высокому давлению крови в капиллярах клубочка – 70-80 мм.рт.ст. Его большая величина обусловлена разностью диаметра приносящей и выносящей артериол.

В полость капсулы фильтруется плазма крови со всеми растворенными в ней низкомолекулярными веществами, в том числе низкомолекулярными белками.

В физиологических условиях не фильтруются крупные белки и другие большие коллоидные частицы плазмы. Остающиеся в плазме белки создают онкотическое давление 25-30 мм.рт.ст., которое удерживает часть воды от фильтрации в полость капсулы.

Кроме того, ему препятствует гидростатическое давление фильтрата, находящегося в капсуле величиной 10-20 мм.рт.ст. Поэтому скорость фильтрации определяется эффективным фильтрационным давлением. В норме оно составляет: Рэфф.=Рдк.-(Роем.-Ргидр.)= 70-(25+10)= 35 мм.рт.ст.

Скорость клубочковой фильтрации равна 110-120 мл/мин. Поэтому в сутки образуется 180 л фильтрата или первичной мочи.

2. Канальцевая реабсорбция. Вся образующаяся первичная моча поступает в канальцы и петлю Генле, где подвергается реабсорбции 178 л воды и растворенных в ней веществ. Вместе с водой в кровь возвращаются не все они. По способности к реабсорбции все вещества первичной мочи делятся на три группы:

  1. пороговые. В норме они реабсорбируются полностью. Это глюкоза, аминокислоты;
  2. низкопороговые. Реабсорбируются частично. Например мочевина;
  3. непороговые. Они не реабсорбируются. Креатинин, сульфаты.

Последние 2 группы создают осмотическое давление и обеспечивают канальцевый диурез, т.е. сохранение определенного количества мочи в канальцах. Реабсорбция глюкозы и аминокислот происходит в проксимальном извитом канальце и осуществляется с помощью транспортной системы сопряженной с натрием.

Они транспортируются против концентрационного градиента. При сахарном диабете содержание глюкозы в крови становится выше порога выведения и глюкоза появляется в моче. При почечном диабете нарушается система транспорта глюкозы в эпителии канальцев и она выделяется с мочой, несмотря на нормальное содержание в крови.

Реабсорбция других пороговых и непороговых веществ происходит путем диффузии.

Облигатная реабсорбция основных ионов и воды происходит в проксимальном канальце, петле Генле. Факультативная в дистальном канальце. Они образуют поворотно-противоточную систему, так как в них происходит взаимный обмен ионов. В проксимальном канальце и нисходящем колене петли Генле происходит активный транспорт большого количества ионов натрия.

Он осуществляется натрий-калиевой АТФазой. За натрием в межклеточное пространство происходит пассивная реабсорбция большого количества воды. В свою очередь эта вода способствует дополнительной пассивной реабсорбции натрия в кровь. Одновременно с ними реабсорбируются и гидрокарбонат анионы.

В нисходящем колене петли и дистальном канальце реабсорбируется относительно небольшое количество натрия, а вслед за ним и вода. В этом отделе нефрона ионы натрия реабсорбируются с помощью сопряженного натрий-протонного и натрий-калиевого обмена. Ионы хлора переносятся здесь из мочи в тканевую жидкость с помощью активного хлорного транспорта.

Низкомолекулярные белки реабсорбируются в проксимальном извитом канальце.

3. Канальцевая секреция и экскреция. Они происходят в проксимальном участке канальцев. Это транспорт в мочу из крови и клеток эпителия канальцев веществ, которые не могут фильтроваться. Активная секреция осуществляется тремя транспортными системами. Первая транспортирует органические кислоты, например парааминогиппуровую. Вторая органические основания.

Третья этилендиаминтетраацетат (ЭДТА). Экскреция слабых кислот и оснований происходит с помощью не ионной диффузии. Это их перенос в недиссоциированном состоянии. Для осуществления экскреции слабых кислот необходимо, чтобы реакция канальцевой мочи была щелочной, а для выведения щелочей кислой.

В этих условиях они находятся в недиссоциированном состоянии и скорость их выделения возрастает. Таким путем таюке секретируются протоны и катионы аммония. Суточный диурез составляет 1,5-2 л. Конечная моча имеет слабокислую реакцию с рН=5,0-7,0. Удельный вес не менее 1,018. Белка не более 0,033 г/л. Сахар, кетоновые тела, уробилин, билирубин отсутствуют.

Эритроциты, лейкоциты, эпителий единичные клетки в поле зрения. Цилиндрический эпителий 1. Бактерий не более 50.000 в 1 мл.

Регуляция мочеобразования

Почки имеют высокую способность к саморегуляции. Чем ниже осмотическое давление крови, тем выраженное процессы фильтрации и слабее реабсорбция и наоборот. Нервная регуляция осуществляется посредством симпатических нервов, иннервирующих почечные артериолы.

При их возбуждении суживаются выносящие артериолы, кровяное давление в капиллярах клубочков, а как следствие эффективное фильтрационное давление, растут, клубочковая фильтрация ускоряется. Таюке симпатические нервы усиливают реабсорбцию глюкозы, натрия и воды.

Гуморальная регуляция осуществляется группой факторов.

  1. Антидиуретический гормон (АДГ). Он начинает выделяться из задней доли гипофиза при повышении осмотического давления крови и возбуждения осморецепторных нейронов гипоталамуса. АДГ взаимодействует с рецепторами эпителия собирательных трубочек, которые повышают содержание циклического аденозинмонофосфата в них. цАМФ активирует протеинкиназы, которые увеличивают проницаемость эпителия дистальных канальцев и собирательных трубочек для воды. В результате реабсорбция воды возрастает и она сохраняется в сосудистом русле.
  2. Альдостерон. Стимулирует активность натрий-калиевой АТФазы поэтому увеличивает реабсорбцию натрия, но одновременно выведения калия и протонов в канальцах. В результате возрастает содержание калия и протонов в моче. При недостатке адьдостерона организм теряет натрий и воду.
  3. Натрийуретический гормон или атриопептид. Образуется в основном в левом предсердии при его растяжении, а также в передней доле гипофиза и хромаффинных клетках надпочечников. Он усиливает фильтрацию, снижает реабсорбцию натрия. В результате возрастают выведение натрия и хлора почками, повышает суточный диурез.
  4. Паратгормон и кальцитонин. Паратгормон усиливает реабсорбцию кальция, магния и снижает обратное всасывание фосфата. Кальцитонин уменьшает реабсорбцию этих ионов.
  5. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Ренин это протеаза, которая вырабатывается юкстагломерулярными клетками артериол почек. Под влиянием ренина от белка плазмы крови α2-глобулина-ангиотензина отщепляется ангиотензин I. Затем ангиотензин I превращается ренином в ангиотензин II. Это самое сильное сосудосуживающее вещество. Образование и выделение ренина почками вызывают следующие факторы: а) понижение артериального давления; б) снижение объема циркулирующей крови; в) при возбуждении симпатических нервов, иннервирующих сосуды почек. Под влиянием ренина суживаются артериолы почек и уменьшается проницаемость стенки капилляров клубочка. В результате скорость фильтрации снижается. Одновременно ангиотензин II стимулирует выделение альдостерона надпочечниками. Альдостерон усиливает канальцевую реабсорбцию натрия и реабсорбцию воды. Происходит задержка воды и натрия в организме. Действие ангиотензина сопровождается усилением синтеза антидиуретического гормона гипофиза. Увеличение воды и хлорида натрия в сосудистом русле, при прежнем содержании белков плазмы, приводит к выходу воды в ткани. Развиваются почечные отеки. Это происходит на фоне повышенного артериального давления.
  6. Калликреин-кининовая система. Является антагонистом ренин-ангиотензиновой. При снижении почечного кровотока в эпителии дистальных канальцев начинает вырабатываться фермент калликреин. Он переводит неактивные белки плазмы кининогены в активные кинины. В частности брадикинин. Кинины расширяют почечные сосуды, увеличивают скорость клубочковой ультрафильтрации и уменьшают интенсивность процессов реабсорбции. Диурез возрастает.
  7. Простагландины. Они синтезируются в мозговом веществе почек простаглан-динсинтетазами и стимулируют выведение натрия и воды. Нарушения экскреторной функции почек возникают при острой или хронической почечной недостапточности. В крови накапливаются азотсодержащие продукты обмена – мочевая кислота, мочевина, креатинин. Повышается содержания в ней калия и снижается натрия. Возникает ацидоз. Это происходит на фоне повышения артериального давления, отеков и снижения суточного диуреза. Конечным итогом почечной недостаточности является уремия. Одним из ее проявлений является прекращение мочеобразования – анурия.

Невыделительнные функции почек

  1. Регуляция постоянства ионного состава и объема межклеточной жидкости организма. Базисным механизмом регуляции объема крови и межклеточной жидкости является изменение содержания натрия. При увеличении его количества в крови увеличивается прием воды и происходит ее задержка в организме. Т.е. наблюдается положительный натриевый и водный баланс.

    В этом случае изотоничность жидких сред организма сохраняется. При низком содержании хлорида натрия в рационе выведение натрия из организма преобладает, т.е. имеет место отрицательный натриевый баланс. Но благодаря почкам устанавливается и отрицательный водный баланс и выведение воды начинает превышать ее потребление.

    В этих случаях через 2-3 недели устанавливается новый натрий-водный баланс. Но выведение натрия и воды почками будет или больше или меньше исходного. При увеличении объема циркулирующей крови (ОЦК) или гиперволемии повышается артериальное и эффективное фильтрационное давление. Одновременно начинает в предсердиях начинает выделяться натрийуретический гормон.

    В результате выведение натрия и воды поками возрастает. При снижении объема циркулирующей крови или гиповолемии артериальное давление падает. Уменьшяется эффективное фильтрационное давление и включается ряд дополнительных механизмов, обеспечивающих сохранение натрия и воды в организме.

    В сосудах печени, почек, сердца и каротидных синусах имеются периферические осморецепторы, а в гипоталамусе осморецепторные нейроны. Они реагируют на изменение осмотического давления крови. Импульсы от них идут в центр осморегуляции, находящийся в области супраоптического и паравентрикулярного ядер. Активируется симпатическая нервная система.

    Сосуды, в том числе и почек, суживаются. Одновременно начинается образование и выделение гипофизом антидиуретического гормона. Вцыделяющиеся надпочечниками адреналин и норадреналин также суживают приносящие артериолы. В результате фильтрация в почках уменьшается, а реабсорбция усиливается. Одновременно активируется ренин-ангиотензиновая система.

    В этот же период развивается чувство жажды. Соотношение содержания ионов натрия и калия регулируется минералокортикоидами, кальция и фосфора партгормоном и кальцитонином.

  2. Участие в регуляции системного артериального давления.

    Они осуществляют эту функцию посредством поддержания постоянства объема циркулирующей крови, а также ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем.

  3. Поддержание кислотно-щелочного равновесия. При сдвиге реакции крови в кислую сторону в канальцах выводятся анионы кислот и протоны, но одновременно реабсорбируются ионы натрия и гидрокарбонат анионы.

    При алкалозе выводятся катионы щелочей и гидрокарбонат анионы.

  4. Регуляция кровентворения. В них вырабатываются эритропоэтин. Это кислый гликопротеин, состоящий из белка и гетеросахарида. Выработку эритропоэтина стимулирует низкое напряжение кислорода в крови.

Мочевыведение

Моча постоянно вырабатывается в почках и по собирательным трубочкам поступает в лоханки, а затем мочеточникам в мочевой пузырь. Скорость наполнения пузыря около 50 мл/час. В это время, называемое периодом наполнения, мочесипускание или затруднено или невозможно. Когда в пузыре накапливается 200-300 мл мочи возникает рефлекс мочеиспускания.

В стенке пузыря имеются рецепторы растяжения. Они возбуждаются и импульсы от них по афферентным волокнам тазовых парасимпатических нервов поступают в центр мочеиспускания. Он расположен во 2-4 крестцовых сегментах спинного мозга. От центра мочеиспускания импульсы поступают в таламус, а затем кору. Возникают позывы на мочеиспускание и начинается период опорожнения пузыря.

От центра мочеиспускания, по эфферентным парасимпатическим тазовым нервам, начинают поступать импульсы к гладким мышцам стенки пузыря. Они сокращаются и давление в пузыре растет. В основании пузыря эти мышцы образуют внутренний сфинктер. Благодаря особому направлению гладко-мышечных волокон в нем, их сокращение приводит к пассивному раскрытию сфинктера.

Одновременно открывается наружный мочиспучкательный сфинктер, образованный поперечнополосатыми мышцами промежности. Они иннервируются ветвями срамного нерва. Пузырь опорожняется. С помощью коры регулируется начало и течение процесса мочеиспускания. В то же время может наблюдаться психогенное недержание мочи.

При накоплении в пузыре более 500 мл мочи может возникать защитная реакция – неироизволное мочеиспускание. Нарушения – циститы, задержка мочи.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5e5e295efc936829ebeee025/fiziologiia-processov-vydeleniia-5e94ad9c9bd3be634aaf659a

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: