Физиология почек (выделительной системы).
Почки выполняют 3 основные группы функций: мочеобразовательную, гомеостатическую и эндокринную.
Почки расположены ретроперитонеально по обе стороны позвоночного столба на уровне Th12‑L2. Масса каждой почки взрослого мужчины – 125–170 г, взрослой женщины – 115–155 г, т. е. суммарно менее 0,5 % общей массы тела.
Паренхима (ткань) почки подразделяется на расположенное кнаружи (у выпуклой поверхности органа) корковое и находящееся под ним мозговое вещество. Рыхлая соединительная ткань образует строму органа (интерстиций).
Корковое вещество расположено под капсулой почки. Зернистый вид корковому веществу придают присутствующие здесь почечные тельца и извитые канальцы нефронов.
Мозговое вещество имеет радиально исчерченный вид, поскольку содержит параллельно идущие нисходящую и восходящую части петли нефронов, собирательные трубочки и собирательные протоки, прямые кровеносные сосуды (vasa recta). В мозговом веществе различают наружную часть, расположенную непосредственно под корковым веществом, и внутреннюю часть, состоящую из вершин пирамид. Каждая почечная пирамида имеет основание, обращенное к корковому веществу, и верхушку в виде почечного сосочка, направленного в сторону почечной пазухи.
Паренхима каждой почки, подразделяемая на корковое и мозговое вещество, состоит из 0,8–1,2 млн функциональных структурных единиц – нефронов, а также из множества собирательных трубочек коркового и собирательных протоков мозгового вещества. Коллективно все трубочки почки (канальцы нефрона, собирательные трубочки и протоки) именуются почечными канальцами.
|
|
|
Нефрон – эпителиальная трубка, начинающаяся от почечного тельца и впадающая в собирательную трубку. Почечное тельце включает капиллярный клубочек и окружено двухстенной боуменовой капсулой (капсула Шумлянского‑Боумена). Полость капсулы переходит в извитой проксимальный каналец. Далее идет петля Генле, расположенная в мозговом слое паренхимы: прямая часть проксимального канальца является тонким нисходящим отделом петли Генле, а прямая часть дистального канальца является толстым восходящим отделом петли Генле. Прямой дистальный каналец возвращается в корковый слой паренхимы, переходит в извитой дистальный каналец, и через связующий отдел впадает в собирательную трубочку, которая, в, свою очередь, поступает в собирательные протоки.
Кровоснабжение почки происходит за счет хорошо разветвленной сети кровеносных сосудов. Кровь в почку поступает по почечной артерии, которая внутри органа делится на более мелкие артерии, которые, в свою очередь, делятся на приносящие клубочковые артериолы. В почечных тельцах артериолы распадаются на капилляры и образуют капиллярные клубочки почечного тельца. Это первичная капиллярная сеть, в которой в результате фильтрации объём крови уменьшается на 10 %, а объём плазмы на 20 %. В почечных канальцах собирается первичная моча. Из клубочка выходит выносящая клубочковая артерия, которая делится на капилляры, образующие вторичную капиллярную сеть вокруг почечных канальцев. Вторичная капиллярная сеть осуществляет питание паренхимы почки и процессы реабсорбции, т. е. обратной фильтрации первичной мочи почечных канальцев с образованием вторичной, или дефинитивной, мочи, поступающей в собирательные трубочки. Капилляры вторичной сети переходит в венулы. Венулы сливаются в междольковые вены, и далее, соединяясь, эти вены формируют почечную вену, впадающую в нижнюю полую вену.
|
|
|
Мочеобразовательная функция почек. Почки экскретируют (выводят) из организма конечные продукты обмена, посторонние вещества и избыточные соединения. Оттекающие ежесуточно от почек 1,5 л вторичной мочи через мочеотводящие пути выводятся из организма. Именно по отношению к мочеобразовательной функции (точнее по отношению к вторичной, или дефинитивной моче) применяют термин «экскреция».
|
|
|
Конечные продукты обмена: мочевина, мочевая кислота, креатинин, продукты превращений билирубина, порфирины, аммиак, полиамины, гормоны и их метаболиты.
Итак, рассмотрим подробнее, как организована работа нефронов. К почечному тельцу подходит приносящая артериола. Внутри боуменововй капсулы она разделяется на первичную капиллярную сеть . Из крови фильтруется (по межклеточным путям) первичная моча, содержащая продукты метаболизма, а также избыточное количество воды, электролитов и питательных веществ. Первичная капиллярная сеть, расположенная между артериолами, характеризуется высоким гидростатическим внутрикапиллярным давлением и теряет в результате фильтрации не менее 10 % объёма крови и до 20 % объёма плазмы. Первичная моча собирается в почечный каналец и подвергается процессам реабсорбции вторичной капиллярной сетью. Вторичная капиллярная сеть имеет низкое гидростатическое внутрикапиллярное давление, способствующее эффективной реабсорбции из почечных канальцев. Одновременно, во вторичной капиллярной сети в просвет капилляров выделяются регуляторные вещества, секретируемые эпителиальными клетками нефрона.
|
|
|
Как происходит реабсорбция . Данный процесс идет в основном через клетки , и требует энергетических затрат только на перенос ионов
Na, чем занимаются специальные белки‑переносчики. Na входит в клетку эпителия по его концентрационному градиенту, но выходит из клетки в интерстиций против градиента концентрации. Выход Na из клетки в интерстиций на всём протяжении почечных канальцев обеспечивает Na^‑АТФаза. Этот энергозависимый от окислительного фосфорилирования процесс столь велик, что значительное потребление кислорода почками (до 10 % от всего потребления O2 организмом) в первую очередь и преимущественно обеспечивает работу Na,K‑АТФазы. Вода и ионы Cl переносятся внутрь клетки эпителия также по специальным каналам, но они следуют за натрием пассивно, по законам осмоса. При этом объем первичной мочи уменьшается на треть, но сама моча остается изоосмотичной.
Напомню, что осмос (от греческого ôapoç «толчок, давление») – процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор. Процесс идет через естественную или искусственную полупроницаемую мембрану, т. е., перегородку, пропускающую только определенные растворенные вещества, в более концентрированный раствор. В живых организмах такой мембраной является клеточная мембрана, проницаемая для воды, и непроницаемая как для крупных органических молекул, так и для большинства ионов. Из‑за того, что более концентрированный раствор содержит меньшую концентрацию молекул растворителя, в него путем диффузии просачивается растворитель из менее концентрированного раствора и разбавляет его до тех пор, пока концентрация не станет равной по обе стороны мембраны.
В живых организмах аналогом полупроницаемой мембраны является клеточная мембрана, проницаемая для воды и неорганических ионов, и непроницаемая для крупных органических молекул. Но: через клеточную мембрану вода и неорганические ионы проходят не путем диффузии, а по специальным каналам (активный или пассивный транспорт).
Процесс реабсорбции изменяет содержание в фильтрате, или первичной моче, жидкости и находящихся в ней компонентов (глюкозы, солей и др.). Так, в почках человека из каждых 125 л фильтрата назад всасывается 124 л. В результате из 180 л первичной мочи образуется только 1,5–1,8 л конечной.
Одновременно с абсорбцией клетки эпителия выполняют секреторную функцию и выделяют в кровяное русло вторичной капиллярной сети гормоны, как системные (общеорганизменные), так и локального действия.
Итак, основная функция почек – экскреция с мочой продуктов метаболизма. В связи с этим принципиальным является вопрос о регуляции водного обмена в организме.
Водный баланс . Суточный водный баланс организма суммарно составляет около 2.5 л и складывается из поступления воды (с питьем и пищей – 2.2 л, образования при обмене веществ – 0.3 л) и выделения воды из организма (с потом – 0.6 л, при дыхании – 0.3 л, с мочой – 1.5 л).
Потребление воды . При температуре окружающей среды +18 °C потребление воды составляет более 2000 мл/сутки. Если потребление меньше выделения, то повышается осмоляльность жидкостей организма. Нормальный ответ на потерю воды – жажда. Нервный центр, контролирующий секрецию вазопрессина, расположен вблизи от гипоталамического центра жажды и отвечает на повышение осмоляльности жидкостей организма.
Осморегуляция . Изменения содержания воды в организме неизбежно приводят к изменениям осмоляльности, к чему крайне чувствительна ЦНС. Для регуляции объемов воды о осмоляльности особое значение имеют почки (контроль экскреции воды) и механизм жажды (контроль поступления воды). Эти два эффектора водного обмена являются частью механизма обратной связи, запускаемого гипоталамусом.
В регуляции водного гомеостаза основную роль играют две гормональные системы:
– ренин – ангиотензин – альдостеронновая система (абсорбция NaCl и воды), участвуют почки (синтез ренина), печень (синтез ангиотензиногена), легкие (превращение ангиотензина‑1 в активную форму антгиотензин‑2), надпочечники (синтез альдостерона),
– система антидиуретического гормона (вазопрессина) (абсорбция свободной воды), участвует головной мозг (секреция вазопрессина в гипоталамусе).
Конечным результатом активности обеих гормональных систем является снижение экскреции Na и воды из организма.
Еще одной важной функцией почек является поддержание гомеостаза . Почки отвечают за поддержание постоянства состава и объёма жидкостей организма, электролитов и кислотно‑щелочного равновесия.
Осмоляльность жидкостей организма (регуляция объёма клеток).
Объём жидкости. Контроль суммарного объёма жидкостей организма необходим для функционирования сердечно‑сосудистой системы. Эта задача выполняется почками вместе с сердечнососудистой, эндокринной системами и центральной нервной системы путём регуляции экскреции воды и NaCl.
Баланс электролитов . Почки регулируют содержание в организме множества электролитов, в том числе Na+, K+, Cl‑, HCO3‑, H+, Ca2+, PO43‑.
Кислотно‑щёлочное равновесие . pH регулируется буферными системами при сочетанном действии почек, лёгких и печени.
Кроме того, почки, как и большинство органов в нашем организме, секретируют гормоны, т. е., являются органом не только выделительной, но и эндокринной системы.
Почки синтезируют гормоны, как поступающие в системный кровоток (эритропоэтин, кальцитриол), так и функционирующие локально вазоконстрикторы и вазодилататоры.
Системные гормоны: эритропоэтин (стимуляция эритропоэза), кальцитриол (регуляция обмена кальция и фосфатов), а также фермент ренин, принимающий участие в образовании ангиотензинов (регуляция артериального давления и объёма жидкости).
Локальные гормоны (в основном вазоконстрикторы и вазодилататоры): простагландины, аденозин, тромбоксаны, лейкотриены, эндотелины, оксид азота.
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 333; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!