Функциональная биохимия почек

 

В организме почки выполняют несколько специфических функций: 1) сечоутворювальну и экскреторную, 2) регуляторно-гомеостатических, 3) обезвреживающих и 4) внутрисекреторную.

 

Главная, жизненно важная функция почек связана с экскрецией из организма веществ, которые являются конечными продуктами метаболизма, в том числе чужеродных и ядовитых веществ, попадающих из внешней среды. Из плазмы крови почки образуют жидкость, которая называется - моча. Объем и состав мочи в отличие от других секретов могут колебаться в очень широких пределах, именно благодаря своей способности изменять состав мочи в зависимости от состояния, метаболизма и изменения условий окружающей среды, почки эффективно участвуют в регуляции объема и состава внеклеточной жидкости .

 

Функциональной единицей почек является нефрон (рис. 93). Образование мочи в нефронах достигается ультрафильтрацией плазмы крови в клубочках, реабсорбцией определенных веществ канальцами и уборочными трубками, и дополнительной секрецией в мочу в канальцах некоторых веществ. За сутки образуется до 180 л ультрафильтрата плазмы крови (первичная моча).

 

Первичная моча образуется ультрафильтрацией крови через поры базальной мембраны клубочка, размер которых около 4 нм. Ультрафиль-трат содержит все компоненты плазмы крови, за исключением белков с молекулярной массой более 50 000.

 

Все вещества первичной мочи делятся на пороговые и безпорогови. Первые реабсорбируются и поэтому порог реабсорбции, вторые не реа-бсорбуються и выделяются в количествах, пропорциональны их концентрации в плазме крови. Реабсорбция происходит либо путем простой диффузии, или путем активного транспорта. Большинство веществ реабсорбируются с помощью активного транспорта, требует больших затрат энергии. Поэтому в канальцах почек высокая активность Na +, К +-АТФазы, которая создает № + / К +-градиент для вторичного активного транспорта и систем белковых переносчиков для различных веществ. 99% ультрафильтрата реабсорбируется. Объем конечной мочи составляет 1,5-2,0 л в сутки. Эпителий канальцев в сутки реабсорбирующей: 179 л воды, до 1 кг Nad, 500 г NaHCO3, 250 г глюкозы, 100 г свободных аминокислот и т.д.. Для такой работы нужно много энергии. Как источник энергии почки используют глюкозу, жирные кислоты, ацетоновые тела, аминокислоты. Поэтому почки богаты митохондриями и характеризуются высоким потреблением кислорода. Образование мочи заканчивается в петле Генле, дистальных канальцах и уборочных трубках, из которых моча вытекает со скоростью 0,5-2,0 мл / мин. В клетках этих структур функционируют специальные механизмы для реабсорбции воды и различных электролитов и для выделения в мочу ионов NH4 +, H +, K + и др.. Таким образом, именно здесь завершается окончательное формирование состава и объема мочи, что обеспечивает регуляцию и постоянство внутренней среды.

 

Клиренс (коэффициент очистки). Этот термин используется для характеристики процесса удаления какого-либо вещества из крови при прохождении ее через почки, он характеризует объем плазмы крови, в котором содержится такое же количество данного вещества, которая выделяется в мочу за 1 мин. Таким образом, клиренс, или коэффициент очистки, - это скорость (выраженная в миллилитрах плазмы), при которой плазма очищается от какого-либо вещества за единицу времени. Какова же природа клеточных транспортных механизмов, отвечающих за процессы реабсорбции и секреции? Большое количество наблюдений указывает на то, что в этих процессах участвуют ферментные системы, которые обеспечивают как ориентацию переноса, так и субстратное специфичность.

 

Независимо от деталей механизма для переноса любого вещества против электрохимического градиента нужна энергия, возможно, в форме АТФ. К ферментам, которые связаны с процессами почечного транспорта, относят глутаминазы, которую функционирует во время секреции NH3, и карбоангидразы, необходимую для обмена H + - Na +.

 

Высокая концентрация щелочной фосфатазы на обратных к просвету канальца и к сосуду поверхностях канальцевых клеток позволяет предположить, что этот фермент также играет определенную роль в процессах транспорта. Активный транспорт ионов Na + происходит в большинстве сегментов нефрона, за исключением тонкого нисходящего колена петли Генле. Считают, что транспорт Na + осуществляется по механизму, связанным с функционированием № +-К +-зависимой АТФазы, которая, как и фермент, находящийся в мембранах эритроцитов и нервных клеток, чувствительная к сердечным гликозидам.

 

Внутрисекреторная функция. Кроме важной роли, которую почки играют в поддержании объема и состава внеклеточной жидкости, они участвуют также в гомеостатических контроле артериального кровяного давления.

 

Известно, что некоторые формы гипертонии у человека связаны с различными почечными нарушениями. В условиях гипоксии почки выделяют в кровь протеолитический фермент - ренин, который отщепляет пептид от белка сыворотки ангиотензиногена, образующийся в печени, превращая его в ангиотензин I. Последний является неактивным. В нормальной плазме содержится производное фосфатидилсерину, которое является ингибитором ренина. Содержание ренина в плазме повышен у больных эссенциальной гипертонией.

 

Ангиотензин I - это декапептид с известной аминокислотной последовательностью. Он не прессорного активности. Однако, ангиотензин-I-превращающего фермента, содержащегося в нормальной сыворотке, отщепляя дипептид гис-лей С-конца цепи декапептид, превращает его в ангиотензин II, самый мощный из всех известных прессов-рных агентов, и обуславливает возникновение гипертонии. Всем тканям, особенно кишечника и почкам, свойственна пептидазна активность, поэтому ангиотензин II быстро разрушается.

 

Экстраренальных стимулами, которые увеличивают с участием симпатической нервной системы синтез и выделение ренина, является уменьшение объема крови и внеклеточной концентрации Na + или К +.

 

Ангиотензин II действует также непосредственно на надпочечники, стимулируя выделение минералокортикоидов альдостерона, что приводит к задержке в организме ионов Na +. Возможно поэтому диета с ограниченным содержанием соли оказалась эффективной при лечении гипертонической болезни.

 

Есть данные о существовании связи между образованием в почках простагландинов и ренинангиотензиновой системой. Обе эти системы участвуют в регуляции водно-солевого обмена и кровяного давления.

 

Мощную сосудорасширяющее действие, в том числе и на кровеносные сосуды почек, имеют кинины плазмы.

 

Состав мочи в норме и при патологии. Скорость образования мочи и ее состав зависят от величины диуреза, мышечной активности, переваривание и ряда других факторов. Поэтому состав мочи исследуют, главным образом, в суточной, т.е. собранной за 24 г мочи.

 

Объем мочи, которая выделяется здоровой взрослым, составляет от 600 до 2500 мл. Выделение большого объема (полиурия) свидетельствует о заболевании, например, сахарным или несахарным диабетом и др..

 

Олигурия - уменьшение объема мочи может наблюдаться в случае заболевания почек, зневоджування организма, сердечной недостаточности, во время лихорадки.

 

Цвет мочи - соломенно-желтый или янтарный, зависит от наличия пигмента урохром.

 

Очень темная моча наблюдается при экскреции билирубина.

 

Нормальные осадки. Свижовидилена моча, как правило, прозрачная. Во время стояния иногда образуется осадок в виде хлопьев, состоящий из небольших количеств нуклеопротеинов или мукопротеинив и эпителиальных клеток мочеполовых путей. Если моча щелочная, может образовываться осадок из смеси фосфатов кальция и аммонийного-магниевого фосфата (тройной фосфат), иногда выпадают в осадок оксалаты и ураты, которые растворяются в результате подкисления. С кислой моче может выпадать в осадок мочевая кислота.

 

рН мочи может изменяться от 4,6 до 8,0. Преимущественно рН свижовы-деленной мочи колеблется в пределах 5,5-6,5. Кислая реакция продуктов, которые выделяются с мочой в случае нормального смешанного пищевого рациона, обусловленная серной кислотой, которая образуется, главным образом, вследствие метаболизма серосодержащих аминокислот и фосфорной кислотой, которая образуется из нуклеиновых кислот, фосфопротеинив и фосфоглицеридив.

 

У людей, находящихся на молочной диете, рН мочи около 6,0. При диете, состоящей в основном из овощей и фруктов, наблюдается выделение щелочной моче.

 

Анионы и катионы мочи. Главным анионом мочи является С1-. При употреблении диеты с низким содержанием соли, С1-почти исчезает из мочи. Максимальное количество ионов С1-может достигать 340 мэкв / л в сутки.

 

Практически весь фосфор мочи находится в составе ортофосфата, количество которого колеблется в зависимости от его содержания в пище. Выделение фосфата с мочой может расти вследствие ацидоза, алкалоза и первичного или вторичного гиперпаратиреоидозу. Уменьшенное выделение фосфата может наблюдаться при поражении почек, при беременности, а также вследствие диареи из-за нарушения абсорбции его в кишечнике.

 

Около 80% общего количества серы в моче имеются в виде SO42-и их количество зависит от поступления серосодержащих аминокислот. Часть этерифицированных SO42-имеется в моче в составе олиго-сахаридов и эфиров с фенольными соединениями.

 

Главными катионами мочи является Na + и K +. Общее количество Na +, выделяемого с мочой, колеблется в пределах 2,0-4,0 г в сутки, а К + -1,5-2,0 г в сутки. Максимумы выделения этих катионов не установлено, но максимальная концентрация ионов Na + в моче составляет около 340 мэкв / л, а K + - около 200 мэкв / л и наблюдается только после введения больших количеств гипертонических растворов.

 

Ежедневное выделение с мочой Ca2 + и Mg ^ + колеблется от 0,1 до 0,3 г. Количество ионов NH4 + может колебаться от очень малых значений при алкалозе до 5 г азота аммиака в сутки в случае тяжелого ацидоза. Как правило, выделяется от 0,5 до 1,0 г в сутки.

 

Органические компоненты нормальной моче: мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, аминокислоты, пигменты.

 

Мочевина - главный азотистый компонент мочи. В норме ее выделяется 333-583 ммоль в сутки, что составляет 60-80% общего азота мочи. Повышенное выделение мочевины наблюдается вследствие голодания, ожогов, травм, атрофии тканей и т.д., то есть во время усиления процессов катаболизма белков. Снижено выделение имеет место в случае поражения печени и нарушении фильтрации плазмы в клубочках почек. В последнем случае происходит задержка мочевины (азотемия). Низкое выделение мочевины возможно в период роста организма, а также при применении препаратов анаболического действия.

 

Мочевая кислота в норме выделяется в количестве 2,35-5,9 ммоль в сутки. Повышенное выделение мочевой кислоты наблюдается вследствие лейкемии, гепатита и подагры, а также после введения аспирина, кортикостероидов и других препаратов.

 

Креатинин и креатин. В норме за сутки с мочой выделяется около 4,4-17,6 ммоль креатинина. Содержание креатинина в моче напрямую связан с мышечной массой. Это выражается креатинина коэффициентом-количеством выделенного за 24 часа креатинина (в миллиграммах) в пересчете на 1 кг массы тела. У мужчин этот коэффициент колеблется от 18 до 32, у женщин - от 10 до 25, он имеет небольшое значение у тучных и астенических лиц и большое - у лиц с развитой мускулатурой.

 

Выделение креатина имеет место, главным образом, у детей, у женщин во время беременности и в раннем послеродовом периоде. В случае уменьшения массы мышц вследствие отрицательного азотистого баланса выделения креатина возрастает, а креатинина падает, но суммарное выделение этих веществ в целом постоянно. Такая картина наблюдается, например, во время голодания, диабета, гипертиреоза, лихорадки.

 

Гиппуровая кислота (бензоилглщин). Это соединение впервые была обнаружена в моче кобылы. Вся вводимая с пищей бензойная кислота, а также продукты метаболизма препаратов салициловой кислоты, выделяемые в виде гиппуровой кислоты. На бензойную кислоту богаты фрукты, ягоды, салат, овощи. Поскольку гиппуровая кислота образуется в печени, как и другие так называемые парные соединения, скорость выделения гиппуровой кислоты после введения бензойнокислого натрия используется на практике как показатель так называемой «функции химической защиты печени». Индикан. Выделяется с мочой, образуется в толстом кишечнике вследствие действия бактерий на триптофан (гниения) вследствие этого образуется индол, который после всасывания поступает в печень, окисляется до индоксилу и образует сульфатный эфир в результате реакции с ФАФС (3'-фосфоаденозин-5- фосфосульфат). С мочой выделяется калиевая соль сульфатного эфира индоксилу - Индикан в количестве 5-25 мг / сут. Повышенное выделение индикана наблюдается при ахлоргидрии вследствие снижения бактерицидного действия желудочного сока, а также при непроходимости кишечника или обтурационной желтухи.

 

Аминокислоты. В норме с мочой выделяется около 0,29-5,35 ммоль / сут аминокислот (за азотом). Всего в моче содержится глицина, гистидина и аланина.

 

Гипераминоацидурия может иметь место вследствие ожогов, сахарного диабета, мышечной дистрофии, заболеваний печени и др..

 

Встречается наследственная гипераминоацидурия как следствие дефекта бил-ков-переносчиков аминокислот в проксимальных канальцах почек. В случае нарушения обмена аминокислот в тканях происходит выделение с мочой некоторых продуктов их обмена, которые в норме не экскретируются (гомогенты Зиновий кислоты - при алкаптонурии, фенилпировиноградную, фенилоц-товой, фенилмол очной кислот - при фенилкетонурии и т.п.).

 

Молочная и пировиноградная кислоты в норме экскретируются с мочой в количествах, соответственно равен 1,1 и 0,11 ммоль / сут. Повышенное содержание молочной кислоты в моче наблюдается при интенсивной мышечной работы и гипоксии. Повышение экскреции пировиноградной кислоты с мочой имеет место вследствие сахарного диабета и гиповитаминоза В1.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+