Тема 23. Травлення в шлунку. Склад шлункового соку, його роль.
Як відбувається секреція шлункового соку?
Секреторні залози шлунку продукують біля 2 л шлункового соку за добу, завдяки якому продовжується гідроліз харчових речовин, що надійшли в травний канал
Головні залози шлунка мають такі види клітин:
- парієтальні – секретують завдяки водневому насосу у мембрані клітини іони Н+, Сl-, а в порожнині шлунку утворюється НСl, яка перетворює ферменти пепсиногени на пепсини; парієтальні клітини також секретують внутрішній фактор Кастла, який необхідний для всмоктування вітаміну В12 у дистальному відділі тонкої кишки;
- головні – секретують ферменти пепсиногени (неактивна форма протеолітичних ферментів пепсинів).
- слизові (мукоцити) це клітини, які розташовані у шийках залоз та покривному епітелії – секретують слиз.
Таким чином, склад шлункового соку обумовлений секреторною функцією клітин, що входять до складу шлункових залоз найбільшого секреторного поля – дна і тіла шлунку, всі клітини слизової оболонки шлунка виділяють воду – розчинник і мінеральні речовини – іони (Na+,. R+, Mg2+, HPO42-, SO42-).
Склад і роль основних компонентів шлункового соку у травленні показано на схемі:
Які механізми секреції хлористоводневої кислоти?
На апікальній мембрані парієтальних клітин розташовані водневі насоси (протонні помпи), які завдяки енергії, що вивільнюється при гідролізі АТФ під впливом Н+ - К+ АТФ-ази, секретують у порожнину шлунку іони Н+ в обмін на іони К+ , які транспортуються у клітину, іони Сl- також секретуються через хлорні канали шляхом дифузії.
Іони НСО3-, які утворюються в клітині, транспортуються через базолатеральні мембрани в кров в обмін на іони Сl-, завдяки цьому кров, що відтікає, має більш лужну реакцію.
Як регулюється секреція хлористоводневої кислоти?
Стимуляторами секреції НСl є чинники, які через свої посередники збільшують активність роботи водневого насосу, а саме до цього призводять:
1) Активація парасимпатичних волокон вагуса, медіатор яких ацетилхолін взаємодіє з М-холінорецепторами парієтальних клітин, внутрішньоклітинним посередником є інозитолтрифосфат (ІФ3), що призводить до виходу іонів кальцію з клітинних запасів, окрім того збільшується вхід іонів кальцію через мембрану.
2) Гістамін- тканинний гормон, утворюється ентерохромафіноподібними клітинами (ЕСL), що розташовані поруч з парієтальними клітинами; гістамін діє паракринно через Н2 –рецептори, внутрішньоклітинним посередником є цАМФ. Він потенціює ефекти гастрину й ацетилхоліну.
3) Гастрин – справжній гормон, продукується G- клітинами пілоричного відділу шлунка, поступає в кров під час їжі при активації парасимпатичних нервів вагуса, медіатором яких є гастрин-рилізинг-пептид (ГРП) або бомбезин, а також при механічному розтягненні шлунка, під впливом алкоголю, кофеїну, екстрактивних речовин, що містяться у капустяному соку, м’ясних бульйонах. Внутрішньоклітинним посередником є цАМФ. Окрім прямої дії гастрин має опосередковано дію на парієтальні клітини, бо активує ЕСL клітини, які секретують гістамін.
Блокаторивідповідних рецепторів мембрани (атропін, циметидин, проглумід) зменшують секрецію НСl, проте найефективнішим є блокада H+- К+ АТФ-ази водневого насосу омепразолом та іншими інгібіторами.
Механізми стимуляції секреції НСl, дія блокаторів рецепторів та інгібіторів H+- К+ АТФ-ази (інгібіторів протонної помпи)показано на спрощеній схемі:
Пригнічують секрецію НСl переважно такі гормони:
1) Соматостатин–гормон, який виділяється D- клітинами слизової оболонки шлунка і верхніх відділів тонкої кишки при зниженні рН, він діє безпосередньо паракринно на парієтальні клітини. Окрім цього, він пригнічує виділення всіх гастроінтенстинальних гормонів. Секреція соматостатину пригнічується вагусом
2) Секретин – гормон, який виділяється S- клітинами при зниженні рН у 12-палій кишці < 4 завдяки НСl, що надходить із шлунка.
3) Холецистокінін – панкреозимін (ХЦК-ПЗ) – гормон, який виділяється І-клітинами 12-палої та голодної кишки під впливом стимуляторів – пептидів, амінокислот, жирних кислот і моногліцеридів.
4) Шлунковий інгібувальний пептид (ШІП)-гормон, який виділяється клітинами 12-палої та голодної кишки під впливом стимуляторів – жирних кислот, амінокислот, глюкози у порожнині кишки. Він також стимулює виділення інсуліну.
Як регулюється секреція ферментів і слизу у шлунковому соку?
Стимуляція секреціїголовними клітинами пепсиногенів – неактивних протеолітичних ферментів здійснюється завдяки парасимпатичним волокнам вагуса, гормону гастрину.
Стимуляція секреції слизу і гідрокарбонатівмукоцитами відбувається завдяки простагландинам групи Е (ПГЕ2), які утворюються з арахідонової кислоти під впливом циклооксигенази (ЦОГ). Чинники, які блокують ЦОГ, зокрема аспірин, зменшують продукцію слизу і тим самим зменшують її захисну функцію.
Як регулюється моторна функція шлунка?
Шлунок виконує функцію депо, де йде не тільки гідроліз поживних речовин, зокрема у дні і тілі шлунка відділі шлунку, а також накопичення хімусу – до 3 л, який поступово переходить у 12-палу кишку з пілоричного відділу шлунку завдяки пропульсивним скороченням гладких м’язів. Можна виділити такі моменти у регуляції рухової функції шлунка:
1) “Рецептивне розслаблення» шлунка – у разі надходження їжі до шлунка його проксимальна частина – дно і тіло розслаблюються, пристосовуючи об’єм шлунка до незначного підвищення тиску. Це здійснюється завдяки ваго-вагальному рефлексу, бо після перерізу вагуса розслаблення не відбувається.
Холецистокінін-панкреозимін (ХЦК-ПЗ) приймає участь у рецептивному розслабленні проксимального відділу шлунку і скороченні воротаря.
2)Перемішування вмісту шлункуздійснюється завдяки скороченню м’язів дистального відділу шлунку. Скорочення шлунка збільшуються при активації вагуса і зменшуються при активації симпатичних впливів.
3)Евакуація вмісту зі шлунказдійснюється завдяки координованому послідовному скороченню антрального відділу і пілоричного відділу, завдяки чому порція хімусу надходить у 12-палу кишку. Скорочення пілоричного сфінктеру, яке виникає після цього, не дозволяє повернення хімусу назад, це відбувається завдяки місцевим дуодено-гастральним рефлексам, скороченню пілоричного сфінктера сприяє також ХЦК-ПЗ.
4) Голодні скорочення шлункавиникають через кожні 90 хв. навіть при порожньому шлунку завдяки пейсмейкерній активності міоцитів, які утворюють мігрувальний моторний комплекс (ММК) – цикли моторної активності мігрують від шлунка до дистального відділу клубової кишки. У шлунку такий водій ритму розташований на малій кривизні у проксимальній частині тіла шлунка. Звідси скорочення поширюється у напрямку до воротаря шлунку, що сприяє звільненню шлунка від залишків їжі у міжтравний період.
Гормон мотилінє головним регулятором ММК, це поліпептид, який продукується ЕСL клітинами та Мо-клітинами шлунка, його концентрація збільшується в 100 разів у міжтравному періоді через кожні 90-100 хв. У разі введення мотиліну виникають скорочення гладких м’язів шлунка та кишки.
Тема 24. Травлення в дванадцятипалій кишці. Склад підшлункового соку, його роль у травленні.
Яка роль дванадцятипалої кишки у процесах травлення?
Дванадцятипала кишка є одним із головних відділів травного каналу. Пояснюється це тим, що, по-перше, сюди впадають протоки двох найбільших залоз системи травлення — підшлункової залози та печінки. По-друге, в слизовій оболонці її утворюється значна кількість інтестинальних гормонів (секретин, панкреозимін-холецистокінін, шлунковий інгібувальний пептид, вазоактивний інтестинальний пептид, мотилін, ентероглюкагон та ін.). По-третє, з цієї зони починаються численні рефлекторні впливи на проксимальний та дистальний
відділи травного каналу. По-четверте, нейрогуморальні механізми регуляції за допомогою зворотних зв'язків координують секреторну та моторну функції багатьох органів системи травлення.
Який склад підшлункового соку та його роль у травленні?
Підшлунковий сік секретується екзокринним відділом підшлункової залози.
Клітини ацинусів підшлункової залози секретують переважно ферменти, які знаходяться у гранулах і виділяються з клітин шляхом екзоцитозу.
Клітини протоків секретують переважно лужний секрет – секретують іони НСО3-в обмін на реабсорбцію іонів Сl-, тому концентрація гідрокарбонатів більше майже у 5 разів більша, ніж у плазмі крові..
Панкреатичного соку виділяється близько 1,5 л за добу, а його рН близько 8. Підшлунковий сік разом з жовчю та кишковим соком нейтралізують НСl, що надходить із шлунку і створює у дуоденум рН 6,0 – 7,0.
До складу підшлункового соку входять такі ферменти:
Протеолітичні ферменти секретуються у неактивному стані (проферменти), які активуються вже у порожнині кишки: фермент кишкового соку ентерокіназа активує фермент трипсиноген, перетворюючи його на трипсин. Подальшу активацію протеолітичних і деяких інших ферментів здійснює саме трипсин таким чином:
Протеолітичні ферменти гідролізують білки і поліпептиди до амінокислот і пептидів.
Ліполітичні ферменти:панкреатична ліпазає активним ферментом і гідролізує жири, які емульговані жовчними кислотами, до моногліцеридів і жирних кислот; коліпаза виділяються у вигляді проферменту - проколіпази, що активується трипсином до коліпази, яка з’єднується з ліпазою на крапельках жиру і тим сприяє реалізації активних сайтів панкреатичної ліпази. Фосфоліпаза А2 теж виділяється у вигляді проферменту – профосфоліпаза А2, що активується трипсином і гідролізує фосфоліпіди до жирних кислот. Холестеролестергідролаза гідролізує ефіри холестеролу до холестеролу.
Панкреатична α-амілазаразом із α-амілазою слини гідролізують полісахариди (крохмаль, глікоген) до олігосахаридів: дисахарид мальтози, трисахариди мальтотріози, α-декстрини.
До складу підшлункового соку також входять рибонуклеаза та дезоксирибонуклеаза, які гідролізують РНК і ДНК до нуклеотидів.
Як регулюється секреція підшлункового соку?
Регуляція підшлункової секреціїздійснюється переважно завдяки дії гормонів секретину, ХЦК-ПЗ, проте дія парасимпатичних нервів вагуса є також важливою. Основні чинники регуляції секреції такі:
- секретин – продукується S - клітинами дуоденум у відповідь на появу тут іонів Н+(НСl), які надходять із шлунковим соком; діє переважно на клітини панкреатичних протоків, збільшуючи секрецію іонів НСО3-, що призводить до нейтралізації у порожнині кишки іонів водню. Вторинним посередником гормону у клітині є цАМФ;
- холецистокінін-панкреозимін (ХЦК-ПЗ) – продукується І – клітинамидуоденум під впливом амінокислот, малих пептидів, жирних кислот, які знаходяться у порожнині кишки; діє переважно наацинозні клітини підшлункової залози, збільшуючи секрецію ферментів; потенціює вплив секретину на клітину протоків, що стимулює секрецію іонів НСО3-; вторинним посередником є інозитолтрифосфат (ІФ3), завдяки якому збільшується концентрація іонів Са2+ в клітині;
- гастрин – гормон, що виділяється G – клітинами пілоричного відділу шлунку, також стимулює секрецію ферментів ацинозними клітинами;
- ацетилхолін – медіатор парасимпатичних нервових волокон вагуса стимулює секрецію ацинозними клітинами ферментів і, подібно до ХЦК-ПЗ, потенціює дію секретину на клітини протоків;
- активація парасимпатичних волокон здійснюється завдяки ваго-вагальним рефлексам, які виникають у відповідь на появу у кишках іонів Н+, амінокислот, малих пептидів, жирних кислот; активація вагуса здійснюється також у головну фазу підшлункової секреції, завдяки чому підшлунковий сік містить багато ферментів, проте в ньому багато гідрокарбонатів.
Інгібіторами секреції підшлункового соку є: 1) соматостатин, який виділяється у шлунку та кишках D – клітинами; 2) панкреатичний поліпептид продукується F - клітинами острівців Лангерганса; панкреатичний поліпептид є антагоністом дії ацетилхоліну на М-холінорецептори, а саме – він блокує виділення ацетилхоліну з нервових закінчень постгангліонарних парасимпатичних волокон вагуса. Його концентрація збільшується в разі вживання їжі, що містить білки, під час посту, гіпоглікемії.
Тема 25. Склад жовчі та її роль у травленні.
Де утворюється жовч, яку роль має у травленні?
Секреція жовчі здійснюється гепатоцитами печінки, і жовч через систему жовчних протоків надходить до жовчного міхура, де концентрується завдяки реабсорбції води, і періодично під час травлення потрапляє у 12-палу кишку через відкриту загальну протоку при розслабленому загальному сфінктері Одді, що показано на схемі:
За добу гепатоцитами секретується близько 500 мл жовчі. До складу жовчі входять солі жовчних кислот, фосфоліпіди, холестеролу, лецетин, жовчні пігменти (білірубін) – продукти розпаду гемоглобіну; неорганічні солі, зокрема – гідрокарбонати, які додаються до складу жовчі у протоках і створюють лужну реакцію, а також вода (97%).
Солі жовчних кислот–це амфіпатичні молекули, які мають гідрофільні і гідрофобні часточки, і виконують таку роль у травленні:
- емульгують жири, завдяки чому вони гідролізуються ліпазою до моногліцеридів та жирних кислот;
- сприяють всмоктуванню жирних кислот і моногліцеридів, бо утворюють міцели з гідрофільною поверхнею назовні та гідрофобною – досередини, у такому вигляді жирні кислоти і моногліцериди утримуються у водному розчині і транспортуються до ентероцитів, де вони всмоктуються;
- ресекретуються у жовч, бо переважно у дистальному відділі клубової кишки реабсорбується до 90-95% жовчних солей, які ворітною веною повертаються до печінки (ентерогепатична рециркуляція), де знову секретуються у жовч.
Як регулюється секреція жовчі та її виділення у дванадцятипалу кишку?
Регуляція секреції жовчі та жовчовиділення здійснюється завдяки нервовим і гуморальним чинникам.
Стимулюють секрецію жовчі(холеретики):
- парасимпатичні волокна вагуса, де медіатором є ацетилхолін;
- секретин, який діє переважно на протоки і збільшує у складі жовчі концентрацію гідрокарбонатів і води;
- жовчні солі, що реабсорбуються з кишки, збільшують секрецію жовчі та її відтік, бо пригнічують синтез нових жовчних кислот.
Стимулюють виділення жовчі у кишку(холекінетики) завдяки координованому скороченню жовчного міхура і розслабленню сфінктера Одді:
- холецистокінін-панкреозимін (ХЦК-ПЗ),який є основним чинником гуморальної регуляції жовчовиділення і стимуляції секреції ферментів клітинами ацинусів підшлункової залози.;
- парасимпатичні волокна вагуса, які активуються рефлекторно під час головної та інших фаз секреції і супроводжуються виділення незначної кількості жовчі.
Тема 26. Склад кишкового соку та його роль у травленні.
Яка роль травлення у кишках?
У тонкій та товстій кишках відбуваються три взаємозв'язаних процеси, а саме:
1) моторна функція – переміщення хімусу завдяки функції гладких м’язів кишок;
2) заключний гідроліз поживних речовин у порожнині тонкої кишки та на її поверхні;
3) всмоктування продуктів гідролізу в кров та лімфу.
Який склад кишкового соку і його роль у травленні?
Кишковий сік секретується простими трубчастими кишковими залозами (залози Ліберкюна) та дуоденальними залозами (залози Бруннера).
Слизова оболонка кишки має складки, крипти, ворсинки, на поверхні яких розташований епітелій з мікроворсинками на його апікальній поверхні, який вкритий глікокаліксом. Така будова слизової оболонки створює велику поверхню – близько 200 м2 для гідролізу речовин і всмоктування.
Кишковий сік тонкої кишки містить такі основні ферменти, які завершують гідроліз поживних речовин:
- ентерокіназа –ентеропетидаза, яка активує трипсиноген, перетворюючи його на активний фермент – трипсин;
- амінопептидаза, карбоксипептидаза, ендопептидази гідролізують поліпептиди до амінокислот;
- дипептидази гідролізують дипептиди до двох амінокислот;
- мальтаза гідролізує мальтозу, мальтотріози, а-декстрини до глюкози;
- лактаза гідролізує лактозу до галактози і глюкози;
- сахароза (цукроза) гідролізує сахарозу до фруктози і глюкози;
- а-декстриназа гідролізує а-декстрини, мальтозу, мальтотріозу до глюкози;
- трегалаза гідролізує тригалозу до глюкози;
- нуклеаза гідролізує нуклеїнові кислоти до нуклеотидів.
Як регулюється секреція кишкового соку
Секреція кишкового соку регулюється гормонами, зокрема вазоінтестинальний пептидом (ВІП), який збільшує секрецію, а також метасимпатичними нейроендокринними рефлексами, завдяки чому подразнення механорецепторів або хеморецепторів призводить до виділення ендокринними клітинами слизової оболонки гормонів, які паракринно стимулюють секрецію кишкового соку.
Які види травлення у тонких кишках?
Гідроліз речовин у кишках здійснюється завдяки порожнинному та мембранному травленню.
Порожнинне травлення - це гідроліз поживних речовин – білків, жирів, вуглеводів, який здійснюється під впливом ферментів травних секретів у порожнині кишки.
Мембранне або пристінкове травлення - це гідроліз олігосахаридів, малих пептидів, можливо, ліпідів на поверхні мембрани мікроворсинок ентероцитів, яке поєднане зі всмоктуванням продуктів гідролізу у кров і лімфу. Воно відбувається завдяки адсорбції ферментів з порожнини кишки на велику поверхню мікроворсинок та глікокаліксу, де здійснюється кінцевий гідроліз олігосахаридів і малих пептидів і тут же відбувається їх всмоктування –травно-транспортний конвеєр. Таким чином кінцеві продукти гідролізу стають недосяжними для мікрофлори кишки (“стерильне пристінкове травлення” за висловом О.М.Уголєва).
Слід звернути увагу на кінцевий гідроліз олігосахаридів який здійснюється на поверхні мікроворсинок – мембранне травлення. Порушення структури ентероцитів, їх щіткової облямівки або відсутність якогось з ферментів, що гідролізують олігосахариди, призводить до збільшення їх концентрації у порожнині кишки, збільшення осмотичного тиску у порожнині, надходженню сюди води за осмотичним градієнтом та виникнення завдяки цьому діареї.
Тема 27. Всмоктування продуктів гідролізу білків, жирів, вуглеводів у тонкій кишці.
Як відбувається всмоктування продуктів гідролізу вуглеводів?
Всмоктування вуглеводіву кроввідбувається у вигляді моносахаридів: глюкози, фруктози, галактози. Механізми всмоктування глюкози і фруктози показано на схемі:
Глюкоза, галактоза транспортується через апікальну мембрану ентероцита шляхом вторинного активного транспорту – разом з іонами Na+. В кров глюкоза і галактоза транспортуються через базолатеральні мембрани шляхом полегшеної дифузії, а іони Na+ - активним транспортом завдяки натрій-калієвим насосам базолатеральної мембрани. Фруктозатранспортуєтьсяшляхом полегшеної дифузії завдяки градієнтам концентрації.
Як відбувається всмоктування білків?
Всмоктування білківвідбувається у вигляді амінокислот, дипептидів, трипептидів переважно шляхом вторинного активного транспорту через апікальну мембрану. Дипептиди і три пептидами у ентероцитах гідролізуються до амінокислот, які транспортуються через базолатеральні мембрани завдяки переносникам. На схемі показано механізми всмоктування амінокислот і дипептидів та трипептидів
Як відбувається всмоктування жирів?
Всмоктування жирів після їх емульгації жовчними кислотами і гідролізу панкреатичною ліпазою відбувається у вигляді жирних кислот, моногліцеридів, холестеролу. Жовчні кислоти разом з жирними кислотами, моно гліцеридами, холестеролом утворюють міцели – гідрофільні сполуки, у складі яких вони транспортуються до апікальної поверхні ентероцитів, де жирні кислоти, моногліцериди, холестерол дифундують у клітину. Гліцерин є гідрофільним і не входить до міцели, а шляхом дифузії надходить у клітину. У ентероцитах відбувається реестерифікація продуктів гідролізу ліпідів, що дифундували через мембрану, до тригліцеридів, які разом з холестеролом і апопротеїнами, утворюють хіломікрони. Хіломікронитранспортуються із ентероцитів у лімфатичні капіляри шляхом екзоцитозу. Коротколанцюгові жирні кислоти транспортуються в кров. Зазначені механізми всмоктування ліпідів показано на схемі:
6. Система виділення
Тема 28. Загальна характеристика системи виділення.
Яка будова системи виділення та її роль?
Система виділення – це сукупність виконавчих структур та апарату регуляції, що здійснюють виведення з організму: а) продуктів кінцевого метаболізму, б) сторонніх речовин, г) надлишку речовин, і тим самим приймають участь у підтриманні гомеостазу.
До виконавчих структур належать:
- нирки, які шляхом утворення сечі здійснюють виведення з організму: а) продуктів кінцевого метаболізму, зокрема, білкового; б) сторонніх речовин, г) надлишку речовин і, тим самим, приймають участь у підтримці гомеостазу;
- сечовивідні шляхи, які здійснюють виведення сечі до сечового міхура і нього - у зовнішнє середовище;
- шкіра, травний канал та його секреторні залози беруть участь виділенні кінцевих продуктів азотистого обміну, деяких сторонніх речовин,
- легені беруть участь у виділенні летючих продуктів кінцевого метаболізму та сторонніх летючих речовин.
Апарат регуляції має нервові та гуморальні види регуляції.
Нирки є головним парним органом системи виділення. Сеча, яка утворюється в нефронах, надходить до сечовивідних шляхів, сечового міхура і виводиться з нього назовні завдяки довільній регуляції сечовипускання. За добу утворюється 1 – 1,8 л сечі (добовий діурез).
Порушення діяльності системи виділення і особливо нирок як головних видільних органів призводить до значних змін у організмі. Виключення функцій нирок протягом короткого часу супроводжується накопиченням у крові речовин, які містять азот (таких, як сечовина), що може спричинити загибель організму.
Тема 29. Роль нирок у процесах виділення.
Які структури нирок приймають участь у процесах виділення?
Структурною і функціональною одиницею нирок є нефрон, бо утворення сечі здійснюється в нефронах. Нирки мають понад 1 млн нефронів.
Структурні елементи нефрону такі:
- клубочок:(близько 200 мкм у діаметрі), до складу якого входить сітка кровоносних капілярів, яка вдавлена в капсулу нефрона (Шумлянського – Боумена),
- проксимальний звивистий каналець: довжина близько 15 мм, діаметр-55 мкм,
- петля Генле:довжина тонкого низхідного сегмента –2-14 мм, товстого висхідного сегмента – 12 мм,
- дистальний звивистий каналець: довжина близько 5 мм,він впадає у збірні трубочки;
- збірні трубочки: їхдовжина близько 20 мм, вони не входять до складу нефрону, але за функцією належать до дистального відділу нефрону.
Через нирки проходить 1250 мл крові за 1 хвилину (20-25% хвилинного об’єму крові), що обумовлено їх функцією виділення.Ниркова артерія відходить від аорти, розгалужується на систему артерій меншого діаметру, міжчасточкові артерії дають початок аферентним артеріолам (vaz afftrens),кожна з них поділяєтьсяна сітку капілярів, які формують пучок клубочкових судин (чудесна сітка), капіляри зливаються, утворюючи еферентну артеріолу (vaz еffеrens), яка дає початок перитубулярним капілярам, а ті несуть кров до міжчасточкових вен нирки.
Тема 30. Механізми сечоутворення в нефронах.
Які механізми утворення сечі?
В основі утворення сечі лежать три процеси:
1) фільтрація плазми крові з капілярів клубочка в капсулу нефрона, наслідком чого є утворення первинної сечі, яка за складом є ультрафільтратом плазми крові – майже не містить білків
2) реабсорбція – повернення в кров з канальцевої частини нефрону речовин, які необхідні в організмі, та води,
3) секреція – транспортування з плазми крові у проксимальні та дистальні канальці речовин, які підлягають виділенню з організму – їх екскреція.
Наслідком цих процесів є утворення кінцевої сечі, яка надходить у сечовивідні шляхи.
Які механізми клубочкової фільтрації?
Фільтрація плазми крові з капілярів у капсулу нефрона здійснюється завдяки градієнту тисків, який є ефективним фільтраційним тиском (ЕФТ).
Сила, яка сприяє фільтрації, є гідростатичний тиск крові в капілярах клубочка (Рк),він більший, ніж в інших капілярах, і становить 65 (за деякими авторами - 45) мм рт.ст. Причина цього та, що аферентні артеріоли – це короткі прямі гілки міжчасточкових артерій, вони мають малий опір, крім того, еферентні артеріоли мають порівняно великий опір, бо їх діаметр менший за діаметр аферентної артеріоли.
Силою, яка протидіє фільтрації, є величина онкотичного тиску плазми крові (Ро) – 25 мм рт.ст., бо білки плазми майже не проходять через базальну мембрану капілярів клубочка (нирковий фільтр) і вода за осмотичним градієнтом рухається у напрямку більшої концентрації білків плазми у капілярах.
Силою, яка також протидіє фільтрації, є величина гідростатичного тиску первинної сечі (Ркап) у капсулі нефрона, яка утворилась шляхом фільтрації, вона становить 10 мм рт.ст. Виходячи із зазначеного: ЕФТ = Рк - Ро- Ркап, а саме: ЕФТ = 65 –25 – 15 = 25 мм рт.ст.
Який склад має первинна сеча?
Склад первинної сечі за вмістом і концентрацією речовин такий самий, як і плазми крові, за винятком білків, які майже не фільтруються. Первинна сеча - це ультрафільтрат плазми крові. Ендотелій капілярів є фенестрованим, і всі речовини легко проходять через нього. Базальна мембрана є нирковим фільтром і має розмір щілин (пор) близько 4-8 нм та негативний заряд завдяки сіалопротеїнам, що утруднює фільтрацію негативно заряджених молекул. Білки плазми крові майже не фільтруються не тільки завдяки розміру їх молекул, а і тому, що білки також мають від’ємний заряд. Молекулярна маса речовин 80000 –це абсолютна межа для проходження часточок через пори базальної мембрани.
Первинна сеча, проходячи по канальцях та збірних трубочках, зазнає значних змін перед тим, як перетворитись на кінцеву сечу – зменшується її кількість і якість завдяки реабсорбції речовин і води
Скільки утворюється первинної сечі?
Швидкість клубочкової фільтрації (ШКФ) – це кількість первинної сечі, що утворюється за 1 хвилину шляхом фільтрації. Вона становить: у чоловіків – 125 мл/хв., у жінок – 110 мл/хв. на стандартну поверхню тіла (1,73 м2).
ШКФ залежить від величини ЕФТ і коефіцієнта фільтрації – КФ, який характеризує проникність базальної мембрани капілярів клубочка і кількість функціонуючих клубочків (площу фільтрації): ШКФ = ЕФТ ● КФ
Які механізми реабсорбції речовин у канальцях нефрону?
У проксимальних звивистих канальцях реабсорбуються повністю амінокислоти, глюкоза (якщо концентрація не перевищує порогову величину – 10 ммоль/л), вітаміни, мікроелементи. В цьому ж відділи реабсорбуються нeорганічні солі Na+, К+, Ca2+, Mg2+, Cl -, HCO –3,тобто ті речовини, які потрібні організму.
Механізм реабсорбції майже всіх речовин пов’язаний з реабсорбцією іонів натрію – це вторинний активний транспорт. На базолатеральній мембрані завдяки натрій-калієвим насосам відбувається активний транспорт іонів натрію.
Слідом за речовинами за осмотичним градієнтом у проксимальних звивистих канальцях здійснюється реабсорбція 2/3 води з тої, яка профільтрувалась. Це ізоосмотична реабсорбція води, бо осмотична концентрація сечі у проксимальних канальцях і в плазмі крові однакові і становлять близько 300 мосм/л.
Реабсорбція у петлі Генле здійснюються завдяки процесам, що відбуваються у низхідному і висхідному відділах петлі: низхідний тонкий і товстий висхідний відділи петлі Генле функціонують залежно один від одного – це поворотно-протипотоковий множинний механізм, який діє таким чином:
- Низхідний відділ петлі має плоский епітелій і саме тут здійснюється реабсорбція води пасивно за осмотичним градієнтом, який створюється висхідним відділом петлі нефрона. Внаслідок реабсорбції води осмотична концентрація сечі збільшується з 300 мосм/л до 1200 (1450) мосм/л у коліні петлі Генле.
- Висхідний відділ петлі має циліндричний епітелій, завдяки якому здійснюється активний транспорт іонів натрію через базолатеральні мембрани епітелію і пасивний вхід іонів натрію через апікальні мембрани, поєднаний з транспортом іону калію і двох іонів хлору. Проте цей відділ не пропускає воду, що призводить до зменшення осмотичної концентрації сечі (з 1200 мосм/л до 100 мосм/л), яка надходить у дистальний звивистий каналець.
У петлі Генле реабсорбується до 15-20% води. На схемі показані спрощені механізми поворотно-протипотокової множинної системи петлі Генле:
У дистальних звивистих канальцях здійснюється реабсорбція іонів натрію та хлору і за осмотичним градієнтом відбувається реабсорбція води (до 7%), що призводить до утворення ізоосмостичної концентрації сечі.
Збірні трубочки проходять паралельно петлям Генле через шари нирки з високою осмотичною концентрацію, що призводить до реабсорбції води (до 5%) і остаточної концентрації кінцевої сечі.
В цілому в канальцевій частині нефрону реабсорбується 99% води і виділяється 1% води з тої кількості, що профільтрувалась у капсулу нефрона.
Яку роль має секреція речовин у канальцях нефрону?
У проксимальних звивистих канальцях здійснюється шляхом активного транспорту секреція (екскреція)таких речовин:
- ендогенних продуктів метаболізму - сечової кислоти, органічних кислот, сульфатів;
- екзогенних речовин – парааміногіпурової кислоти (ПАГ), лікарських препаратів: пеніциліну, антибіотиків, сульфаніламідів, діуретиків (сечогінних речовин), інших речовин;
-секреція шляхом дифузії аміаку (NH3) та шляхом активного транспорту - іонів водню (Н+)
У дистальних звивистих канальцях та збірних трубочках – тут здійснюється секреція іонів калію (К+), водню (Н+) в обмін на реабсорбцію іонів натрію, а також секреція аміаку (NH3) та утворення хлориду амонію (NH4Cl), що обумовлено участю нирок у регуляції кислотно-основної реакції (КОР) артеріальної крові.
Які фізіологічні основи дії сечогінних речовин (діуретиків)?
Діуретики (сечогінні лікарські препарати)переважно застосовуються з метою зменшення об’єму циркулюючої крові (наприклад при гіпертензії, набряках та інше).
Осмотичні діуретики(манітол, глюкоза) – їх дія заснована на екскреції речовин, які фільтруються, але не реабсорбуються, залишаються у канальцях нефрона і підвищують осмотичну концентрацію сечі, що призводить до зменшення реабсорбції води і збільшення об’єму виділеної сечі. Так, наприклад, збільшення концентрації глюкози вище порогової величини (> 10 ммоль/л) призводить до збільшення її концентрації у канальцевій частині нефрону і зменшення реабсорбції води за осмотичним градієнтом, це має місце також при цукровому діабеті.
Інгібітори карбоангідрази(ацетазоламід) – їх дія заснована на пригніченні дії ферменту карбоангідрази в епітелії переважно проксимальних канальців, що призводить до пригнічення утворення вугільної кислоти з вуглекислого газу та води, наслідком чого є зменшення реабсорбції іонів НСО3- у проксимальних канальцях, збільшення осмотичної концентрації сечі, наслідком чого є зменшення реабсорбції води і збільшення діурезу.
Петльові діуретики (фуросемід, етакринова кислота, буметамід) – їх дія заснована на пригніченні реабсорбції іонів Na+ і поєднаного з ним (котранспорт) транспорту іонів K+, 2Cl -, а також іонів Са2+ (застосування при гіперкальціємії) що призводить до збільшення екскреції з сечею NаCl, K+, Са2+, не здатності концентрувати та розводити сечу (пригнічення дії поворотно-протипоточного механізму петлі Генле), наслідком чого є зменшення реабсорбції води і збільшення діурезу.
Тіазидові діуретики(хлортіазид, гідрохлортіазид) – їх дія заснована на пригніченні реабсорбції NаCl на початку дистальних канальців,що призводить до зменшення реабсорбції води, збільшення екскреції К+ завдяки збільшенню швидкості потоку сечі, збільшенню діурезу.
Калій-зберігаючи діуретики(спіронолактон, триамтерен, амілорід) – їх дія заснована на пригніченні реабсорбції іонів Na+, пригніченні секреції іонів K+ (спіронолактон є антагоністом альдостерону, інші діють безпосередньо!) в дистальних канальцях і збиральних трубочках, що призводить до збільшення екскреції іонів Na+ , зменшенню реабсорбції води і збільшенню діурезу.
Тема 31. Роль нирок у забезпеченні ізоосмії. Механізми спраги.
Які механізми регуляції сталості осмотичного тиску крові при обмеженні вживання води та виникнення спраги?
Осмотична концентрація плазми крові становить 300 мосм/л і вона обумовлена на 96,5% концентрацією іонів натрію.
Регуляція сталості осмотичного тиску (ізоосмія) плазми крові підтримується завдяки участі нирок.
В умовах обмеження вживання води відбувається збільшення осмотичного тиску плазми крові ( Росм ), що сприймається осморецепторами гіпоталамусу.
Інформація від осморецепторів передається на нейрони переважно супраоптичних ядер (СО) гіпоталамуса, а звідти до нейрогіпофіза, де збільшується секреція гормону вазопресину (ВП).
Вазопресин взаємодіє з V2-рецепторами мембран епітелію дистальних канальців нефрону, що призводить до утворення внутрішньоклітинного посередника сАМФ, наслідком чого є збільшення реабсорбції води в дистальному відділі нефрону за осмотичним градієнтом, що призводить до збільшення об’єму плазми крові (V) та зменшення Росм.
Інформація, що надходить від СО ядер гіпоталамуса до кори головного мозку, призводить до виникнення спраги.
Регуляція сталості осмотичного тиску за участю нирок та розвитку спраги показано на схемі:
Які механізми регуляції сталості осмотичного тиску крові при надлишку вживання води?
Вживання надлишку води призводить до зменшення Росм плазми крові та рефлекторному зменшенню секреції гормону вазопресину, завдяки чому зменшується проникність дистального відділу нефрону до води та зменшується її реабсорбція, що призводить до збільшення діурезу, надлишок води виводиться з сечею і підтримується ізоосмія.
Дата добавления: 2015-05-05; просмотров: 4275;