Физиология почек (стр. 4 )

Цели

Студент должен знать функции почек:

1  Может перечислить функции почки, включая три секретируе-
мых ею гормона.

2  Может указать роль эритропоэтина и факторов — стимулято­
ров его секреции.

3  Знает компоненты ренин-ангиотензиновой системы и их био­
химическое взаимодействие.

Студент представляет наиболее важные и крупные анатомические образования и их функциональную взаимосвязь: почечная лоханка, чашечки, почечные пирамиды, мозговой слой почки, в том числе его «внутренняя и внешняя зоны», кор'а почки, сосочек.

Студент понимает взаимоотношения между отдельными компо­нентами нефрона:

1  Четко отличает нефрон, почечное (мальпигиево) тельце, клу­
бочек (гломерул яр ные капилляры) и каналец.

2  Представляет взаимоотношения, между клубочком, капсулой
Боумен^м проксимальным канальцем.

3  Различает три слоя, отделяющие просвед, гдрмерулярных ка­
пилляров от Боуменова пространства; дифференцирует лодо-
циты, отростки их ножек, щели и щелевые мембраны.

4  Различает гломерулярные мезангиальные клетки и указывает
их функции.

5  Может перечислить по порядку каждый из сегментов каналь­
цев; указывает части нефрона, которые образуют проксималь-

16

Функции почки, анатомия и основные процессы, протекающие в почке

ный каналец, петлю Генле и систему собирательных трубок; различает главные и вставочные клетки.

Студент может перечислить последовательность сосудов, по кото­рым кровь поступает из почечной артерии в почечную вену; пред­ставляет отличия кровоснабжения коркового и мозгового вещест­ва почки; различает уаза гес1а (прямые сосуды) и сосудистые спле­тения (клубочки).

Студент описывает в общей форме различия между 3 популяциями нефронов — поверхностными кортикальными, интракортикальны-ми и юкстамедуллярными.

Студент может описать юкстагломерулярный аппарат и составляю­щие его три типа клеток, понимает функцию гранулярных клеток.

Студент описывает иннервацию нефрона.

Студент различает основные процессы, протекающие в почках:

1  Дает определение гломерулярной фильтрации, канальцевой
реабсорбции и канальцевой секреции.

2  Характеризует превращения, которые происходят с различ­
ными веществами в почках.

3  Характеризует метаболизм веществ в почках и приводит при­
меры.

Студент описывает, как ангиотензин II и эйкозаноиды образуются в тканях почки и могут действовать как внутрипочечные химические мессенджеры.

Функции

Почки извлекают ряд веществ из крови, а в немногих случаях добавляют не­которые вещества в ее состав. Благодаря этому они осуществляют разнообразные функции, которые суммированы в табл. 1-1.

Основная функция почки заключается в регуляции объема, осмолярности, минерального состава и кислотно-основного состояния организма посредством экскреции воды и неорганических электролитов в количествах, необходимых для поддержания их баланса в организме и нормальной концентрации этих веществ

17

во внеклеточной жидкости. К числу ионов, которые регулируются таким образом, относятся натрий, калий, хлор, кальций, магний, сульфат, фосфат и ион водоро­да!. Почки также участвуют в гомеостатическом регулировании некоторых орга­нических питательных веществ.

Второй функцией почки является экскреция конечных продуктов обмена, шлаков, которые так называются, поскольку не имеют функционального значе­ния. К этим веществам относится мочевина (она образуется из белка), мочевая кислота (из нуклеиновых кислот), креатинин (из креатина мышц), конечные про­дукты распада гемоглобина (благодаря которым моча имеет определенный цвет), метаболиты различных гормонов и многое другое.

Третья функция почки — экскреция с мочой многих чужеродных веществ - лекарств, пестицидов, пищевых добавок и пр.

Четвертая функция почки — глюконеогенез. Во время длительного голодания почки синтезируют глюкозу из аминокислот и других предшественников и она (глюкоза) поступает в кровь. В почках образуется примерно 20 % от того количе­ства глюкозы, которое синтезирует печень в этой ситуации.

Наконец, почки функционируют как эндокринные железы, секретируя по крайней мере три гормона; 1,25-дигидроксивитамин В3, эритропоэтин и ренин.

1,25-дигидроксивитамин ^3 является активной формой витамина Р; его син­тез почками и его роль в обмене кальция описаны в главе 10.

Эритропоэтин — это пептидный гормон, который участвует в регуляции про­дукции эритроцитов костным мозгом. Его главным источником являются почки, хотя печень тоже секретирует его в небольших количествах. Клетки почек, кото­рые секретируют эритропоэтин, представляют собой специальную группу клеток в интерстициальной ткани. Стимулом к его секреции является снижение нор­мального давления кислорода в почках, что происходит, например, при анемии, артериальной гипоксии или неадекватном почечном кровотоке2. Эритропоэтин стимулирует увеличение продукции эритроцитов костным мозгом. Почечная па­тология может привести к снижению секреции эритропозтина, и последующее снижение активности костного мозга является важным фактором возникновения анемии при хронической почечной патологии.

Ренин, компонент ренин-ангиотензиновой системы, представляет собой фер­мент4, секретируемый в почках гранулярными клетками юкстагломерулярного ап­парата (см. ниже). Находясь в кровотоке, ренин катализирует отщепление дека-пептида, ангиотензина I, образующегося из белка плазмы, известного под назва­нием ангиотензиноген, который синтезируется в основном в печени и всегда присутствует в плазме в высокой концентрации (рис. 1-1), Под влиянием друго­го ангиотензинпревращающего фермента, две терминально расположенные ами­нокислоты отщепляются от относительно неактивного ангиотензина I с освобож­дением в плазме высокоактивного октапептида ангиотензина П. Некоторое коли­чество ангиотензинпревращающего фермента присутствует в плазме, но основная его масса содержится в эндотелии кровеносных сосудов^во всем организме, вклю­чая почки. Капилляры легких особенно богаты данным ферментом, и поэтому значительная часть ангиотензина I плазмы превращается в ангиотензин II по ме­ре протекания^ крови через легкие. Какой фактор лимитирует скорость образова­ния веществ в ренин-ангиотензиновой системе? Поскольку ангиотензиноген и

Сноска с цифрой в конце предложения отсылает читателя к примечанию в конце главы.

Функции почки, анатомия и основные процессы, протекающие в почке

ангиотензинопревращающий фермент в норме присутствуют в высокой и относи­тельно постоянной концентрации в плазме, то главным фактором, определяющим скорость продукции ангиотензина II, является концентрация в плазме ренина. (Регуляция секреции ренина будет описана в главе 53.)

Сейчас следует отметить, что определенные ткани и органы, а не только почки (например, мозг, сердце, матка) также могут продуцировать ренин (или его изо-формы) и ангиотензиноген. Поскольку, как указывалось ранее, ангиотензинпрев-ращающий фермент широко представлен в эндотелии капилляров, то все компо­ненты, необходимые для образования ангиотензина II, содержатся локально в этих тканях и органах. Другими словами, существуют полностью изолированные, внепочечные ренин-ангиотензиновые системы; ангиотензин II, продуцируемый такими системами, действует локально, как паракринный фактор. Роль таких внепочечных систем является объектом многих исследований, но этот вопрос не будет обсуждаться в данной книге (см. статьи в списке литературы: Gаnоng; Ва-кеr с соавт.; Lindpaitner, Gаnten).

Многие функции ангиотензина II будут описаны в соответствующих главах и суммированы на рис. 7-10. Здесь же достаточно отметить, что общим результа­том действия ангиотензина II являются увеличение артериального давления кро­ви и задержка натрия в организме.

Анатомия почек и мочевыводящей системы

, Почки являются парными органами, расположенными вне брюшной полости, они прилежат к задней брюшной стенке, по одной с каждой стороны от позвоноч­ного столба. Медиальная граница почек имеет углубление (называемое воротами почки), через которое проходят сосуды почки и нервы и где располагается почечная лоханка, воронкообразное продолжение верхней части мочеточника (рис. 1-2).

Наружная, выпуклая сторона почечной лоханки разделейа на главные чашеч­ки, каждая из которых в свою очередь разделяется на несколько более малых ча­шечек. Каждая из последних покрывает верхушки ткани конусообразной формы, называемой почечной пирамидой.

Когда почка рассекается от вершины до основания, то можно увидеть, что она разделена на две большие зоны: внутреннюю, мозговое вещество почки, и на­ружную, корковое вещество почки. Мозговая зона состоит из множества почеч-

Анатомия почек « мочевьщщящей системы

19

20

Функции почки, анатомия и основные процессы, протекающие в

ных пирамид, верхушки которых, как указано в предыдущем параграфе, проника ют в малые чашечки. Верхушка этой части почки называется сосочком. Кажд пирамида мозговой зоны, вместе с участком корковой зоны почки, образует о, дольку.

При более внимательном рассмотрении могут быть отмечены дополнительны особенности: (1) корковая зона почки имеет ярко выраженный гранулярный в этого нет в мозговой зоне; и (2) каждая медуллярная пирамида зрительно разде­ляется на наружную зону (прилежащую к корцрвой части) и на внутреннюю зо­ну, включая сосочек. Все эти отличия отражают расположение различных компо­нентов микроскопических субъединиц почек, которые будут описаны ниже.

Анатомия почек и мочевыводящей системы