Физиология почек (стр. 12 )

Каковы адаптивные возможности процесса ауторегуляции? Как в любом дру­гом саморегулирующемся органе, данный процесс помогает предотвратить значи­тельные изменения кровотока при колебании артериального давления. Но у него

53

54

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

(у процесса) есть еще и вторая роль в почке, а именно предотвращение больших колебаний экскреции воды и растворенных веществ, которые в противном случае будут иметь место из-за значительных колебаний скорости клубочковой фильт­рации, если артериальное давление будет изменяться. В этом и заключается адап­тивная роль ауторегуляции скорости клубочковой фильтрации. Напомним, что в норме результирующее фильтрационное давление в гломеруле составляет только около 17 мм рт. ст. Соответственно даже относительно небольшие изменения ар­териального давления, вызывающие существенную динамику величины капил­лярного давления в гломерулах, скорости клубочковой фильтрации и объема экс­креции воды и растворенных веществ, были следствием неэффективной регуля­ции за счет саморегулирующих изменений тонуса афферентной артериолы.

В связи с этим следует отметить, что, хотя мы использовали понятие каналь-цево-клубочковой обратной связи при обсуждении темы механизма ауторегуля­ции, данный процесс обратной связи важен в ситуациях, характеризующихся не изменением артериального давления, но в большей степени при обусловленной болезнью или лекарством блокаде реабсорбции жидкости в проксимальном ка­нальце 12. В таких условиях результирующее увеличение активности триггеров в mасulа dеnsа, благодаря обычной последовательности событий, реагирующих на поток жидкости, приводит к уменьшению скорости клубочковой фильтрации и тем самым снижает потерю с мочой солей и воды в результате нарушения реаб­сорбции. Обратите внимание, что в этих случаях канальцево-клубочковая обрат­ная связь действительно вызывает снижение скорости клубочковой фильтрации, в то время как в процессе ауторегуляторной реакции данная обратная связь предох­раняет скорость клубочковой фильтрации от существенных колебаний.

Подчеркнув важность процесса ауторегуляции, мы теперь должны отметить три факта. (1) Даже в пределах ауторегуляционной деятельности этот процесс не является совершенным; ПКТ и скорость клубочковой фильтрации действитель­но изменяются при колебаниях почечного артериолярного давления, но гораздо в меньшей степени, чем это могло бы иметь место, если бы процесс ауторегуляции не существовал (рис. 2-4). (2) Ауторегуляция реально отсутствует при среднем артериальном давлении ниже 70 мм рт. ст. и поэтому не может тормозить колеба­ния скорости клубочковой фильтрации и ПКТ ниже этой границы, что является важным моментом для почечной деятельности во время выраженной системной артериальной гипотонии. (3) Несмотря на ауторегуляцию, почечный кровоток и скорость клубочковой фильтрации (в меньшей степени) могут существенно коле­баться, даже когда артериальное давление не выходит за пределы ауторегуляци-онного коридора, за счет воздействия нейроэндокринных факторов — в особен­ности симпатическая нервная система и ангиотензин II — что будет описано в двух последующих разделах.

Из-за последнего указанного фактора мы создаем условия искусственного эксперимента по проблемам упомянутой выше дискуссии по ауторегуляции, ког­да почечное артериальное давление изменялось без динамики системного артери­ального давления в организме (аналогичный случай может быть у человека с об­струкцией почечной артерии). Такие эксперментальные условия необходимы для демонстрации «чистой» ауторегуляции, поскольку, когда системное артериальное давление снижается во всем интактном организме, нейроэндокринные рефлексы вовлекаются в игру, что маскирует наличие ауторегуляции.

Почечная симпатическая иннервация

55

Почечная симпатическая иннервация

Афферентные и эфферентные артериолы богато снабжены симпатическими нервами, окончания которых выделяют норадреналин. Данный нейротрансмит-тер оказывает свое действие и в афферентной, и в эфферентной артериолах через а-адренергические рецепторы для того, чтобы вызвать сужение обоих участков русла артериол (рис. 2-6). Сосудистое сопротивление поэтому увеличивается в обоих участках русла, вызывая снижение почечного кровотока, что пропорцио­нально увеличению общего сосудистого сопротивления. Циркулирующий адре­налин также вызывает вазоконстрикцию в почке при участии а-адренергических рецепторов13. У покоящегося (вне стресса) исследуемого субъекта активность симпатических нервов в почках слишком мала, чтобы оказывать влияние на по­чечную гемодинамику, но рефлекторное увеличение выброса симпатического ме­диатора вызовет спазм артериол в почках и снижение ПКТ.

56

Какое воздействие оказывает возросшая активность симпатической нервной системы на скорость клубочковой фильтрации (рис. 2-6)? Для ответа на данный вопрос нам необходимо обратиться к подходу, представленному в табл. 2-2.

(1)  Неясно, влияет ли симпатическая иннервация почек на показатель К/.

(2)  Нервы противодействуют изменению величины Рсс (как на рис. 2-ЗГ); суже­
ние афферентных артериол снижает РСо в т° время как сужение эфферентных
артериол оказывает противоположный эффект. В приведенном случае будет не­
большое итоговое увеличение Рсс, и поэтому возрастает скорость клубочковой
фильтрации. (3) Почечные нервы оказывают существенное влияние на Рвс.
(4) Из-за уменьшения почечного кровотока и почечного плазмотока, вызванного
влиянием нервов, отмечается крутой рост величины Рсс вдоль гломерулярных ка­
пилляров, в результате чего уменьшается скорость клубочковой фильтрации.

Здесь мы отчетливо наблюдаем противодействующие эффекты на скорость клубочковой фильтрации. Рост Пес в целом тот же или немного больше, чем уве­личение Рсо так что в итоге результирующее фильтрационное давление остается неизменным или немного уменьшается. Поэтому скорость клубочковой фильтра­ции не претерпевает изменений или несколько снижается, но не в такой степени, как ПКТ (рис. 2-6). Такое воздействие имеет место, когда активность симпати­ческой иннервации почек лишь несколько увеличена. По мере ее дальнейшей ак­тивизации падение скорости клубочковой фильтрации становится более выра­женным, но в то же время этот показатель уменьшается гораздо в меньшей степе­ни, чем ПКТ. Поскольку увеличенная активность почечной иннервации вызывает снижение показателей почечного кровотока, а почечного плазмотока в большей степени, чем скорости клубочковой фильтрации, то это ведет к увеличению фильтрационной фракции. Мы используем данный факт, который поможет вам не забывать, что почечные нервы вызывают существенный рост величины Пес вдоль клубочка, когда в главе 7 мы будем обсуждать реабсорбцию жидкости.

В конечном итоге следует отметить, что в данном разделе мы касались только непосредственного воздействия симпатической иннервации и циркулирующего адреналина на почечные артериолы. Как мы увидим далее, симпатические нервы стимулируют секрецию ренина и увеличение концентрации ангиотензина II, ко­торый также вызывает сужение почечных артериол, в значительной степени сход­ное с непосредственным действием нервов. Другими словами, в дополнение к их непосредственному воздействию на артериолы симпатические нервы косвенно вызывают сужение почечных артериол при участии ангиотензина II.

Рефлексы с участием почечных симпатических нервов

Одним из основных рефлексов, в которых участвуют почечные симпатические нервы, является классический артериальный барорецепторный рефлекс. Как по­казано на рис. 2-7, в ситуации с кровотечением снижение артериального давле­ния в зоне барорецепторов каротидного синуса и дуги аорты способствует повы­шению симпатической нервной активности в почках. Каково приспособительное значение этих рефлексов? С одной стороны, это просто деталь системы общей быстрой гомеостатической регуляции артериального давления. Почечная вазо-констрикция вносит свой вклад в общее периферическое сосудистое сопротивле­ние (ОПСС), что позволяет быстро восстановить артериальное давление в орга­низме до нормы (рис. 2-7). Но есть еще второй, менее очевидный путь, по кото-

57

рому почечная вазоконстрикция помогает увеличивать артериальное давление: путем уменьшения экскреции натрия и воды, сохраняя большее количество жид­кости в организме. Почечная вазоконстрикция влечет за собой уменьшение ин­тенсивности экскреции соли и воды как за счет снижения скорости клубочковой фильтрации (и фильтруемой нагрузки этих веществ), так и, как мы увидим в гла­ве 7, путем увеличения канальцевой реабсорбции данных веществ.

Такой же вариант вазоконстрикции, опосредованной симпатической нервной системой, может быть инициирован рефлекторно барорецепторами в венах и по­лостях сердца. Действительно, исходный сигнал от этих барорецепторов, возмож­но, обладает большим рефлекторным симпатическим эффектом на кровообраще­ние в почках, чем сигнал от артериальных барорецепторов. Сигнал от перифери­ческих хеморецепторов (реагирующих на гипоксию или снижение рН плазмы) или от высших мозговых центров (например, во время интенсивной физической нагрузки или при эмоциональном стрессе) также может инициировать выброс симпатического медиатора в почках.

58

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

Ангиотензин II

Вторым важным регулятором кровообращения в почках является ренин-ангио-тензиновая система. (На этом этапе студенту необходимо освежить в памяти ос­новные вопросы биохимии данной гормональной системы, что приведено в главе 1.) Ангиотензин II, который функционирует в почках и как гормон, и как пара-кринный фактор, является весьма мощным вазоконстриктором; он действует как на афферентные, так и на эфферентные артериолы, увеличивая почечное сосудис­тое сопротивление и снижая почечный кровоток14.