Экскреторная функция почек

Из компонентов плазмы крови почки образуют мочу и регулируют её состав. Процесс мочеобразования складывается из трёх этапов.

1. Ультрафильтрация.В процессе ультрафильтрации происходит образование первичной мочи.

Кровь, двигаясь по сосудам почки, фильтруется в полости клубочка через поры соединительнотканной капсулы – особого фильтра, который состоит из трёх слоёв.

Первый слой – эндотелий кровеносных капилляров, - который имеет поры большого размера. Через крупные поры проходят все компоненты крови, кроме форменных элементов и высокомолекулярных белков.

Второй слой – базальная мембрана, построена из коллагеновых нитей (фибрилл), образующих молекулярное «сито». Диаметр пор – 4 нм. Базальная мембрана не пропускает белки с большой молекулярной массой.

Третий слой - эпителиальные клетки капсулы, мембраны которых заряжены отрицательно, что не даёт отрицательно заряженным альбуминам плазмы крови проникать в первичную мочу. Форма трёхслойных пор сложная и не соответствует форме белковых молекул плазмы крови. Это несоответствие предотвращает проникновение нормальных белковых молекул в первичную мочу. Если же структура, форма, заряд молекулы белка изменены по сравнению с нормальной белковой молекулой, то такой аномальный белок может пройти через фильтр и попасть в мочу. Это один из механизмов очистки плазмы крови от дефектных белков и восстановления её нормального состава.

Ультрафильтрат (первичная моча) в норме почти не содержит белков и пептидов. Зато состав низкомолекулярных небелковых компонентов, содержание различных ионов в первичной моче такое же, как и в плазме крови. Поэтому первичную мочу иногда называют «безбелковым фильтратом плазмы крови». Энергия АТФ в процессе ультрафильтрации не затрачивается.

Понижение артериального давления и/или увеличение гидростатического давления в полости капсулы ведет к замедлению, а при значительных изменениях - к прекращению образования первичной мочи (анурия).

В сутки через почки проходит приблизительно 1500 л крови, при этом образуется около 180 л первичной мочи (125 мл/мин).

Первичная моча, содержащая все низкомолекулярные компоненты крови и небольшое количество низкомолекулярных белков, подвергается реабсорбции в проксимальном канальце.

2. Реабсорбция – движение веществ из просвета канальца в кровь. Реабсорбции подвергаются почти все белки, попавшие в ультрафильтрат, и другие необходимые организму вещества. Суточные потери белково-пептидного компонента мочи не превышают 100-150 мг/сутки, хотя в первичную мочу может фильтроваться до 8-10 г белка в сутки.

85 % ультрафильтрата реабсорбируется в проксимальном отделе канальца. Там же реабсорбируется около 99 % воды, необходимые организму питательные вещества (глюкоза, аминокислоты), минеральные компоненты, и частично – конечные продукты азотистого обмена (мочевина, мочевая кислота).

Два механизма реабсорбции: простая диффузия и активный транспорт. Путём активного транспорта ионы Na⁺ реабсорбируются с участием натриевого насоса. Многие вещества, например глюкоза и аминокислоты, реабсорбируются в комплексе с ионами Na⁺, т.е. энергия для переноса этих соединений выделяется в результате действия АТФазы. Аналогично протекает реабсорбция ионов кальция и магния – участвует Ca²⁺, Mg²⁺-зависимая АТФаза.

Кроме АТФаз, в процессах активного транспорта участвуют транслоказы. Они обладают способностью к избирательному связыванию с веществом, которое реабсорбируется, и имеют предел работоспособности (уровень насыщаемости белка).

Предел работоспособности определяется предельной концентрацией реабсорбируемого из первичной мочи вещества. Эта величина называется почечным порогом реабсорбции (ППР).

ППР равен наименьшей концентрации реабсорбируемого вещества, при котором достигается транспортный максимум реабсорбции (ТМ).

ТМ характеризует состояние почечных канальцев и равен скорости транспорта вещества белком-переносчиком в условиях насыщения его переносимым веществом.

Для глюкозы ППР равен 10-12 ммоль/л. При её нормальной концентрации в крови транспортные системы не полностью насыщаются глюкозой, поэтому она в моче не появляется, т.е. полностью реабсорбируется.

3. Секреция.Канальцевая избирательная секреция похожа на реабсорбцию, но проходит в противоположном направлении – из крови в просвет канальцев.

Секреция протекает в дистальной части канальца с затратой АТФ.

Часто реабсорбция и секреция протекают одновременно – например, секреция К⁺ происходит под действием Na⁺, К⁺-зависимой АТФазы. Только К⁺ секретируется, а Na⁺ реабсорбируется.

В результате во вторичной моче в течение суток остаётся от 1000 до 2000 мл жидкости, в которой растворены: от 12 до 6 г мочевины; 1 г креатинина; 1 г аммонийных солей; 0,5-1,0 г других продуктов азотистого обмена (в норме в моче могут присутствовать креатин, гиппуровая кислота, индикан и пигменты); 5-7 г минеральных солей; продукты обезвреживания токсических соединений.