Механизм клубочковой фильтрации
Почечный кровоток (ПК) у взрослого человека составляет 1,1л/мин, что соответствует 20-25% от общего сердечного выброса (5 л/мин). За 1 минуту через почку протекает 605 мл плазмы крови. Основная масса кровотока почек приходиться на ее кору (80-90%), где и происходит процесс фильтрации.
В почку поступает артериальная кровь, при ее движении по артериолам почки, 20% плазмы крови фильтруется в полости клубочка через поры соединительнотканной капсулы, образуя ультрафильтрат.
Объем ультрафильтрата, образующегося за единицу времени называют скоростью клубочковой фильтрации (СКФ). У здорового мужчины СКФ составляет 180 л/сут или 125 мл/мин. Учитывая, что объем плазмы крови составляет в среднем 3 литра, получается, что вся плазма крови фильтруется в сутки 60 раз.
Соединительнотканная капсула является особым фильтром, который состоит из 3-х слоев:
· 1-й слой - эндотелий кровеносных капилляров, имеет поры большого размера, через них проходят все компоненты крови, кроме форменных элементов и высокомолекулярных белков.
· 2-й слой - базальная мембрана, которая построена из коллагеновых нитей (фибрилл), образующих молекулярное “сито”. Диаметр пор - 4нм. Базальная мембрана не пропускает белки с молекулярной массой выше, чем 50кДа.
· 3-й слой - эпителиальные клетки капсулы содержат на клеточной мембране отрицательно заряженные полианионы, которые не дают возможности отрицательно заряженным альбуминам плазмы крови проникать в первичную мочу.
Форма трехслойных пор не соответствует форме белковых молекул плазмы крови, поэтому они не могут проникнуть в первичную мочу. Белки с измененной структурой, формой или зарядом могут пройти через фильтр и попасть в мочу. Этот механизм обеспечивает очистку плазмы крови от дефектных белков и восстановление ее нормального состава.
Скорость клубочковой фильтрации зависит от 3 факторов: фильтрационного давления, проницаемости фильтра и его площадью.
Скорость фильтрации = фильтрационное давление * проницаемость фильтра * площадь фильтра
Фильтрационное давление (30 мм.рт.ст.) = гидростатическое давление крови в сосудах клубочка (70 мм.рт.ст.) - онкотическое давление белков плазмы крови (25 мм.рт.ст.) - гидростатическое давление ультрафильтрата в полости капсулы (15 мм.рт.ст.)
30=70-25-15
Гидростатическое давление крови в сосудах клубочка зависит от артериального давления крови и разности приносящих и выносящих артериол. Оно является движущей силой фильтрации, которой противодействуют онкотическое давление белков плазмы крови и гидростатическое давление ультрафильтрата в полости капсулы.
Онкотическое давление белков плазмы крови зависит от количества белков в плазме крови, а гидростатическое давление ультрафильтрата в полости капсулы - от пропускной способности мочевыводящих каналов.
Проницаемости фильтра определяется состоянием соединительнотканной капсулы.
Фильтрационная площадь зависит от количества функционирующих нефронов, этавеличинанепостоянная, она регулируется сокращениемгломерулярныхмезангиальных клеток. Фильтрационная площадь всех функционирующих нефронов составляет около 1,5м2.
Регуляция клубочковой фильтрации
При колебаниях почечного артериального давления в диапазоне от 85 до 180 мм.рт.ст. почечный кровоток не изменяется, так как в почках он саморегулируется с участием миогенного механизма и клубочково-канальцевой обратной связи.
Скорость клубочковой фильтрации немного уменьшается (за счет снижения почечного кровотока) при сужении диаметра приносящих и выносящих капилляров под действием норадреналина СНС, адреналина крови (вазоконстрикторы, действуют через α-адренэргические рецепторы), ангиотензина II крови (а также вазопрессин, тромбоксан А2, лейкотриены).
СНС и ангиотензина II стимулируют образование простагландина PGE2 и простациклина PGI2, которые являются вазодилататорами, они нейтрализуют сосудосуживающие действия норадреналина и ангиотензина II.
Почечные артериолы имеют рецепторы для 25 вазоактивных нейромедиаторов, гормонов и тканевых гормонов. 20 вазоактивных веществ синтезируются в клетках почечных тел.
КАНАЛЬЦИЕВАЯ РЕАБСОРБЦИЯ
Реабсорбция - это движение веществ из просвета почечного канальца в кровь.
Реабсорбция в основном (на 85%) происходит в проксимальном отделе канальца, преимущественно в мозговом слое.
| Вещество | % реабсорбции в проксимальном канальце | % реабсорбции в дистальном канальце | Общий % реабсорбции |
| Вода | 1/7 | ||
| Белки | |||
| Глюкоза | |||
| аминокислоты | |||
| кетокислоты | |||
| Водорастворимые витамины | |||
| лактат | |||
| Мочевина | 40-60 | ||
| мочевая кислота | |||
| натрий | 99,5 | ||
| хлор | |||
| кальций | |||
| бикарбонат | |||
| калий |
За сутки реабсорбируется около 179 л воды, примерно 1 кг NaCl, около 340г NaHCO3, около 170г глюкозы и т.д.Суточные потери белково-пептидного компонента мочи не превышают 100-150 мг/сутки, хотя в первичную мочу может фильтроваться до 8-10 граммов белка в сутки.
Имеются несколько механизмов реабсорбции:
1. Простая и облегченная диффузия;
2. Первично и вторично активный транспорт.
3. Эндоцитоз.
Облегченной диффузией, по градиенту концентрации реабсорбируется мочевина. За Na+ всасывается вода.
Первично активный транспорт АТФ зависимый. Он работает с участием Na+,К+-АТФазы, Н+-АТФазы, Н+,К+-АТФазы и Са2+-АТФазы и переносит неорганические ионы.
Вторично активный транспорт обеспечивает реабсорбцию многих органических соединений. Симпортом с Na+ реабсорбируются глюкоза и аминокислоты, кетокислоты и другие органические соединения.
Пептиды в просвете проксимального канальца гидролизуются пептидазами (фиксированы на мембране) до аминокислот, которые затем реабсорбируются.
Симпортом с Na+ всасывается хлор.
Эндоцитоз обеспечивает поступление белков из просвета почечного канальца в эндотелиальные клетки (не более 30 мг/мин), где они перевариваются в лизосомах до аминокислот. АК поступают затем в кровь.
Скорость реабсорбции зависит от предельной концентрации реабсорбируемого из первичной мочи вещества. Эта величина называется почечным порогом реабсорбции.
Почечный порог реабсорбции равен наименьшей концентрации реабсорбируемого вещества, при которой достигается транспортный максимум реабсорбции (ТМ). ТМ равен скорости транспорта вещества белком-переносчиком в условиях насыщения его переносимым веществом. Для глюкозы почечный порог реабсорбции равен 10-12 ммоль/л.