Определение величины канальцевой реабсорбции

Обратное всасывание веществ, иными словами, их транспорт из просвета канальцев в интерстициальную ткань почки и в кровь (реабсорбция), определяется по разности между количеством вещества, профильтровавшегося в клубочках и выделенного с мочой.

Важное значение для функциональной оценки реабсорбционной способности клеток проксимальных канальцев имеет определение максимальной величины транспорта глюко­зы (T_mg)- Ее измеряют при полном насыщении системы канальцевого транспорта глю­козы. Для этого в кровь вводят глюкозу, повышая ее концентрацию до тех пор, пока она не начнет в значительных количествах выделяться с мочой.

Величина Т_тг характеризует полную загрузку системы транспорта глюкозы. У муж­чин эта величина равна в среднем 375 мг/мин, а у женщин — 303 мг/мин. В условиях патологии эта величина снижается, что может указывать либо на уменьшение реаб­сорбционной способности клеток проксимальных канальцев, либо на снижение числа работающих нефронов. Для ответа на этот вопрос рассчитывают Т_тг на 100 мл клу бочкового фильтрата.

КАНАЛЬЦЕВАЯ СЕКРЕЦИЯ

В выделенииЧв организма продуктов обмена и чужеродных веществ большое значе­ние имеет их секреция из крови в просвет канальца против концентрационного или электрохимического градиента. Секреция позволяет быстро экскретировать органические основания и ионы. Органические кислоты (феноловый красный, параамино- .гиппуровая кислота, диодраст, пенициллин и др.) и основания секретируются в прокси­мальном отделе канальца, ионы (калий) — в конечных частях дистального отдела и собирательных трубках.

Рассмотрим механизм секреции органических кислот на примере выделения почкой парапминогиппуровой кислоты (ПАТ). При введении ПАГ в кровь человека ее выделение из организма с мочой зависит от фильтрации в клубочках и секреции в канальцах. Когда секреция ПАГ достигает максимального уровня, она становится постоянной и независи­мой от содержания ПАГ в плазме крови. Принципиальная схема секреторного процесса при транспорте органических соединений состоит в том, что в мембране клетки прокси­мального канальца, обращенной к интерстициальной жидкости, имеется переносчик (А), обладающий высоким сродством к ПАГ. В присутствии ПАГ образуется комплекс

А—ПАГ, который перемещается в мембране и на ее внутренней поверхности распада­ется, освобождая ПАГ и вновь приобретая способность перемещаться к внешней поверх­ности мембраны и соединяться с новой молекулой ПАГ. Этот процесс происходит с затратой энергии, которая непрестанно поставляется к местам активного транспорта. Угнетение дыхания цианидами, разобщение дыхания и окислительного фосфорилиро- вания динитрофенолом снижает или даже прекращает секрецию. В физиологических условиях уровень секреции зависит от числа переносчиков в мембране. Секреций ПАГ возрастает пропорционально увеличению ее концентрации з крови до тех пор, пока все молекулы переносчика не насытятся ПАГ. Максимальная скорость транспорта ПАГ достигается в тот момент, когда количество ПАГ, доступное для транспорта, становится равным количеству молекул переносчика. Поступившая в клетку ПАГ движется в цито­плазме к апикальной мембране и через нее специальным механизмом выделяется в просвет канальца.

Недавно было установлено, что процесс секреции органических кислот в почке имеет адаптивный характер. Если в течение нескольких дней часто вводить ПАГ (пенициллин или иное секретируемое вещество), то интенсивность секреции значительно возрастает. Это обусловлено тем, что в клетках проксимальных канальцев при участии систем белкового синтеза вырабатываются вещества, являющиеся необходимыми компонен­тами процесса переноса через мембрану органических веществ.

Секреция органических оснований (например, холина), подобно органическим кислотам происходит в проксимальном отделе нефрона. Системы секреции органических кислот и оснований функционируют независимо друг от друга, и при угнетении секреции органических кислот секреция оснований не нарушается.

Транспорт калия в нефроне отличается от транспорта натрия тем, что ион К⁺ под­вергается не только реабсорбции, но и секреции клетками конечных отделов нефрона и собирательных трубок. Процесс секреции иона К⁺ включает ряд этапов. Калий посту­пает в клетку канальца из межклеточной жидкости при участии фермента Na⁺, К⁺-АТФ- азы, которая транспортирует ион К⁺ в обмен на ион Na⁺ (калий поступает в цитоплазму, а натрий одновременно выходит из клетки). Таким образом, поддержива­ется высокая внутриклеточная концентрация калия.

Секреция калия клетками в просвет канальца зависит от ряда факторов, и прежде всего от степени возрастания проницаемости для калия апикальной мембраны клетки, обращенной в просвет канальца. В ней открываются «каналы», по которым калий по градиенту концентрации может выходить из клетки. Скорость секреции калия зависит также от градиента электрохимического потенциала на апикальной мембране клетки: чем больше се электроотрицательность, тем выше уровень секреции калия. Поэтому введение слабореабсорбируемых анионов, например сульфатов, увеличивает секрецию калия. Таким образом, секреция калия зависит от его внутриклеточной концентрации, проницаемости для калия апикальной мембраны и градиента электрохимического потенциала этой мембраны. Необходимо учитывать, что эти же клетки нефрона при дефиците калия в организме прекращают секрецию калия и начинают только реабсор- бировать его из канальцевой жидкости. В этом случае ион К⁺ из просвета канальца транспортируется через апикальную плазматическую мембрану внутрь клетки, передви­гается по цитоплазме к базальной мембране и диффундирует через нее в межклеточную жидкость и кровь. Сказанное свидетельствует о высокой пластичности клеток этих отделов канальцев, способных при действии факторов регуляции перестраивать свою деятельность, изменяя направление транспорта, осуществлять то секрецию, то реабсорб- цию калия.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПОЧЕЧНОГО КРОВОТОКА И ПЛАЗМОТОКА

Непрямые методы измерения величины почечного кровотока основаны на оценке способности клеток почечных канальцев к секреции — практически полному извлечению из околоканальцевой жидкости (и соответственно из плазмы крови) ряда органических кислот и их выделению в просвет канальца. С этой целью используют такие соединения, как-ПАГ и диодраст, которые секретируются клетками почечных канальцев столь эффек тивно, что при невысокой их концентрации в артериальной крови она полностью очища ется от этих веществ при однократном прохождении через почку. Этот прием позволяет измерить и величину эффективного почечного плазмотока, т. е. то количество плазмы, которое протекает по сосудам коры почки и омывает клетки проксимального сегмента нефрона.

Общий кровоток и плазмоток через почки может быть рассчитан, если известно, какое количество ПАГ не удаляется клетками канальцев. ПАГ полностью извлекается из крови, протекающей в коре почки. Наличие же в почечной вене небольшого количества ПАГ обусловлено той незначительной (по сравнению с общим кровотоком) частью крови, которая минует кору почки и поступает в сосуды мозгового вещества.