Основы анатомии и физиологии. Физиология почек (часть 2) лекция 18

4-5
Реабсорбция ионов в толстом восх. колене 6-7
Кругооборот мочевины 8
Канальцы и сосуды в осм. градиенте 9
Тонкие участки петли Генле 10
Противоточный умножитель 11-13
Транспорт в дист. канальце и начале собир. труб. 14
Итак 15-21
Регуляция работы почек 22
Авторегуляция клубочковой фильтрации 23
Эффект Бейлисса (миогенное сужение артериол) 24
Мезангиальные клетки (сужение капилляров) 25-26
Канальцево-клубочковая обр. связь 27-30
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система 31
Симпатическая 32
Гормональная 33
Альдостерон 34-35
Вазопрессин 36-41
Поступление жидкости 36 Морская вода 43
Долговременная регуляция АД 42

HCO3-, Cl-
Ca2+, Mg2+
Глюкоза, аминокислоты, следовые кол-ва белка: 100%
Секреция органических кислот,
оснований (в т.ч. лекарственных препаратов) и Н+

Диурез
(1.5-2 л/сутки)

Гломерула
фильтрация
(до 200 л/сутки)

каналец

Нисходящее колено петли Генле

Толстое восходящее колено петли Генле

Бобер: короткая петля Генле

Песчанка: очень длинная петля Генле

Непроницаемо для H2O

к плазме крови)

Мочевина

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Na+

Cl-

1.Активный транспорт Na+ в толстом восходящем колене петли Генле

2. Кругооборот мочевины в почке

Выход воды из нисходящих vasa recta – концентрация веществ растет, вода забирается восходящими vasa recta

– реабсорбция Na+

Вторично активный транспорт

Пассивный транспорт

В результате утечки К+ из клеток

Секреция К+

Мишень мочегонных лекарств-диуретиков (фуросемида и др.) – «ПЕТЛЕВЫЕ ДИУРЕТИКИ»

Просвет канальца
Ткань почки

Интенсивность напрямую связана с реабсорбцией Na+

«Двигатель» концентрирования мочи – устанавливает осмотический градиент
(→ выход воды из нисходящего отдела петли Генле)
В петле Генле вода отделяется от солей

РЕАБСОРБЦИИ Na+ – Na+/K+/2Cl- переносчик
Стенки толстого восходящего участка петли Генле также непроницаемы для воды, поэтому из него вытекает ГИПОосмотичная моча

Повышение осмотического давления в ткани почки

Пассивный транспорт

Активный транспорт – реабсорбция Na+

Вторично активный транспорт

Пассивный транспорт

В результате утечки К+ из клеток

Секреция К+

Мишень мочегонных лекарств-диуретиков (фуросемида и др.) – «ПЕТЛЕВЫЕ ДИУРЕТИКИ»

Просвет канальца
Ткань почки

Интенсивность напрямую связана с реабсорбцией Na+

веществе почки

Концентрация (мМ)

Мочевина

Корковое в-во

Наружное

Внутреннее

Мозговое в-во

Экскретируется лишь 20% профильтровавшейся мочевины

Мочевина

Рециркуляция мочевины экономит соль

к плазме крови)

Мочевина

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Na+

Cl-

1.Активный транспорт Na+ в толстом восходящем колене петли Генле

2. Кругооборот мочевины в почке

(стенки хорошо проницаемы для воды)

Концентрирование мочи

Тонкое восходящее колено (стенки не проницаемы для воды)

Пассивный транспорт Na+

H2O

Na+

На входе в толстый отдел петли канальцевая жидкость ГИПЕРосмотична

транспорт Na+

Реабсорбция воды

Многократное повторение шагов 4-6

Сформировался осмотический градиент

Важны: 1) разная проницаемость нисходящей и восходящей трубок для воды и Na+;
2) активный транспорт Na+ в восходящем колене петли Генле
3) движение жидкости по нефрону

Транспорт мочевины не показан (для упрощения схемы)

Восходящая часть - устанавливается максимальный осмотический градиент

Нисходящая часть – осмотическое равновесие с интерстицием

петли жидкость ГИПЕРосмотична, на выходе – ГИПОосмотична (в результате мощной реабсорбции натрия)

Когда жидкость проходит по собирательной трубочке, из нее выходит вода и ее осмолярность растет

(секреция Н+)

Просвет канальца

Активный транспорт

Пассивный транспорт

Активный транспорт

Транспорт веществ в дистальном канальце и в начальном отделе собирательной трубочки

В отличие от остальных отделов нефрона здесь протоны секретируются путем активного транспорта

канальцам нефрона….

HCO3-, Cl-: до 70%
H2O: до 70%
Глюкоза, аминокислоты, следовые кол-ва белка: 100%
Ca2+, Mg2+
Секреция органических кислот,
оснований (в т.ч. лекарств. препаратов и Н+)

Диурез
(1.5-2 л/сутки)

Гломерула
фильтрация
(до 200 л/сутки)

HCO3-, Cl-: до 70%
H2O: до 70%
Глюкоза, аминокислоты, следовые кол-ва белка: 100%
Ca2+, Mg2+
Секреция органических кислот,
оснований (в т.ч. лекарств. препаратов и Н+

Нисходящее колено петли Генле:
Реабсорбция
H2O: 10%

Мочевина

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Диурез
(1.5-2 л/сутки)

Осмотический градиент (по отношению к плазме крови)

Гломерула
фильтрация
(до 200 л/сутки)

HCO3-, Cl-: до 70%
H2O: до 70%
Глюкоза, аминокислоты, следовые кол-ва белка: 100%
Ca2+, Mg2+
Секреция органических кислот,
оснований (в т.ч. лекарств. препаратов и Н+

Нисходящее колено петли Генле:
Реабсорбция
H2O: 10%

Тонкий сегмент восходящего колена петли Генле
Реабсорбция Na+ (пассивная)

Мочевина

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Диурез
(1.5-2 л/сутки)

Осмотический градиент (по отношению к плазме крови)

Гломерула
фильтрация
(до 200 л/сутки)

HCO3-, Cl-: до 70%
H2O: до 70%
Глюкоза, аминокислоты, следовые кол-ва белка: 100%
Ca2+, Mg2+
Секреция органических кислот,
оснований (в т.ч. лекарств. препаратов и Н+

Нисходящее колено петли Генле:
Реабсорбция
H2O: 10%

Толстый сегмент восходящего колена петли Генле
Реабсорбция:
Na+, K+, Cl-
HCO3-, Ca2+, Mg2+
Секреция Н+

Тонкий сегмент восходящего колена петли Генле
Реабсорбция Na+ (пассивная)

Мочевина

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Диурез
(1.5-2 л/сутки)

Осмотический градиент (по отношению к плазме крови)

Гломерула
фильтрация
(до 200 л/сутки)

HCO3-, Cl-: до 70%
H2O: до 70%
Глюкоза, аминокислоты, следовые кол-ва белка: 100%
Ca2+, Mg2+
Секреция органических кислот,
оснований (в т.ч. лекарств. препаратов и Н+)

Нисходящее колено петли Генле:
Реабсорбция
H2O: 10%

Тонкий сегмент восходящего колена петли Генле
Реабсорбция Na+ (пассивная)

Дистальный каналец и начальный сегмент собирательной трубочки
Реабсорбция:
Na+ (регулируется альдостероном),
Н2О (регулируется вазопрессином)
НСО3-, Cl-, Ca2+, Mg2+
Секреция Н+и К+ (активный транспорт)

Мочевина

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Диурез
(1.5-2 л/сутки)

Осмотический градиент (по отношению к плазме крови)

Гломерула
фильтрация
(до 200 л/сутки)

Толстый сегмент восходящего колена петли Генле
Реабсорбция:
Na+, K+, Cl-
HCO3-, Ca2+, Mg2+
Секреция Н+

HCO3-, Cl-
Ca2+, Mg2+
Глюкоза, аминокислоты, следовые кол-ва белка: 100%
Секреция органических кислот,
оснований (в т.ч. лекарственных препаратов) и Н+

Нисходящее колено петли Генле:
Реабсорбция
H2O: 10%

Толстый сегмент восходящего колена петли Генле
Реабсорбция:
Na+, K+, Cl-
HCO3-, Ca2+, Mg2+
Секреция Н+

Тонкий сегмент восходящего колена петли Генле
Реабсорбция Na+ (пассивная)

Собирательная трубочка:
Реабсорбция Н2О (регулируется вазопрессином)

Дистальный каналец и начальный сегмент собирательной трубочки
Реабсорбция:
Na+ (регулирутся альдостероном),
Н2О (регулируется вазопрессином)
НСО3-, Cl-, Ca2+, Mg2+
Секреция Н+и К+

Мочевина

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Диурез
(1.5-2 л/сутки)

Осмотический градиент (по отношению к плазме крови)

Гломерула
фильтрация
(до 200 л/сутки)

артериального давления

Почечный кровоток

Скорость гломерулярной фильтрации

Крово-ток

Фильтрация

МЕХАНИЗМЫ уменьшения фильтрации
при повышении системного давления:
Миогенное сужение приносящих артериол в ответ на растяжение давлением
Сужение капилляров в результате сокращения мезангиальных клеток
Канальцево-клубочковая обратная связь

Бейлисса)

Почечный кровоток

Скорость гломерулярной фильтрации

Крово-ток

Фильтрация

Регуляция (авторегуляция) клубочковой фильтрации: скорость фильтрации мало зависит от колебаний системного артериального давления

Просвет приносящих артериол

капилляров и снижению скорости фильтрации

2. Сокращение мезангиальных клеток: регуляция просвета капилляров почечного клубочка

Сокращение мезангиальных клеток при растяжении капилляров давлением крови

Увеличение фильтрации

Уменьшение фильтрации

повышении АД

Секреция клетками macula densa АДЕНОЗИНА И АТФ

Сужение приносящей артериолы

Увеличение концентрации Na+ и Cl- в дистальном канальце
(если канальцевая жидкость течет быстро, вода успевает реабсорбироваться, а Na+ и Cl- - не успевают)

снижении АД

давления
2. Уменьшение фильтрации (снижение концентрации Na+ в дистальном канальце)

Активация симпатической системы

Сужение сосудов

Секреция вазопрессина

Повышение реабсорбции Н2О в собирательных трубочках
Стимуляция жажды

Гипофиз

Повышение реабсорбции Na+ и секреции K+ \
в почках

Активный транспорт

Пасивный транспорт

Альдостерон

Кора надпочеч-ников

Задержка в организме соли и воды
Увеличение объема циркулирующей крови
Увеличение общего периферического сопротивления

Отрицательная обратная связь

Эффективное лечение артериальной гипертензии: ингибиторы АПФ или блокаторы рецепторов ангиотеззина II в сочетании с диуретиками

КОМПЕНСАЦИЯ

фильтрации
Повышение реабсорбции Na+
Повышение реабсорбции воды
Увеличение секреции ренина

Высокая активность симпатических нервов может приводить к развитию артериальной гипертензии
Денервация почек используется для лечения артериальной гипертензии, устойчивой к действию фармакологических препаратов

в ответ на растяжение предсердий и полых вен, увеличивает экскрецию воды и Na+

повышает

снижает

реаб-сорбцию Са2+

Повышение реабсорбции Na+ и воды

мембраны)
Na+/K+-насоса (базолатеральной мембраны)
митохондриальных ферментов синтеза АТФ

в организм

При уменьшении
потребления жидкости
(увеличении осмотического давления плазмы крови)
происходят обратные изменения: объем мочи уменьшается,
а ее осмотическое давление растет

Осмолярность – сумма концентраций катионов анионов и неэлектролитов, т.е. всех кинетически активных частиц в 1л. раствора.
Она выражается в миллиосмолях на литр (мосм/л).
Осмоляльность – концентрация тех же частиц, растворенных в килограмме воды, выражающаяся в миллиосмолях на килограмм (мосм/кг)

супраоптического ядра гипоталамуса в ответ на изменение осмотического давления

Уменьшение объема приводит к «сморщиванию» рецепторной клетки и к активации механочувствительных неселективных катионных каналов

Деполяризация мембраны и возбуждение

Повышение осм. давления

Снижение осм. давления

СНИЖЕНИЕ
осмотического давления

ПОВЫШЕНИЕ
осмотического давления

НОРМА

стороны просвета)

Со стороны просвета (регулируются вазопрессином)

На базолатеральной мембране

механизм действия на клетки дистального канальца и собирательных трубочек

отсутствие вазопрессина

Объем конечной мочи – 1,5-2 л в сутки. Но возможны значительные колебания:
«Максимум»:
объемная скорость 25 мл/мин (20% от объема первичной мочи), осмолярность – всего 50 мосмоль/л
«Минимум»:
объемная скорость 0.35 мл/мин (0.3% от объема первичной мочи), осмолярность – 1200 мосмоль/л !!!

В минуту

В коре

В мозговом в-ве

Прокси-мальный каналец

Собира-тельная трубочка

Петля Генле (эффект вазопрессина сказывается через повышение осмоти-ческого градиента в ткани)

Дисталь-ный каналец

МОЧА

Скорость образование мочи изменяется почти в 100 раз

норме

При нарушении работы почки

Повышение АД (расстройство)
↓
Увеличение скорости мочеотделения
↓
Уменьшение объема жидкости в организме
↓
Уменьшение объема крови
↓
Уменьшение минутного объема сердца
↓
Уменьшение АД (компенсация)

Длительно АД может иметь только такой уровень, при котором скорость мочеотделения равна скорости поступления жидкости в организм

Выделение/поступление жидкости

морскую воду, потому что через солевые железы она выводит из своего организма 80% поглощенной с питьем соли и только 50% воды. В итоге чайка выделяет гипотоническую мочу без обезвоживания организма.
Человек и большинство наземных млекопитающих не в состоянии употреблять для питья морскую воду, поскольку их моча не достигает концентрации, достаточной для того чтобы при этом организм сохранял воду и одновременно избавлялся от поглощенной соли.

Солевые железы птиц и рептилий