Функция почек
А. Основное назначение
почек
Основной функцией почек является выведение из организма
воды и водорастворимых веществ (конечных продуктов обмена веществ) (1,
см. рис. 317). С экскреторной функцией тесно связана функция
регуляции ионного и кислотно-основного равновесия внутренней среды организма
(гомеостатическая функция, 2, см. рис. 319,
321). Обе функции контролируются гормонами. Кроме того,
почки выполняют эндокринную функцию, принимая непосредственное участие в синтезе
многих гормонов (3, см. с. 323).
Наконец, почки участвуют в процессах промежуточного метаболизма
(4), особенно в глюконеогенезе и расщеплении пептидов
и аминокислот (см. с. 157).
Через почки проходит очень большой объем
крови: 1500 л в сутки. Из этого объема отфильтровывается 180 л первичной мочи.
Затем объем первичной мочи существенно снижается за счет реабсорбции воды, в
итоге суточный выход мочи составляет 0,5-2,0 л.
Б. Процесс
мочеобразования
Функциональной (и структурной) единицей
почек является нефрон, в почке человека содержится примерно 1 млн
нефронов. Процесс мочеобразования в нефронах складывается из трех
этапов.
Ультрафильтрация (гломерулярная
или клубочковая фильтрация). В клубочках почечных телец из плазмы крови в
процессе ультрафильтрации образуется первичная моча, изоосмотическая с
плазмой крови. Поры, через которые фильтруется плазма, имеют эффективный средний
диаметр 2,9 нм. При таком размере пор все компоненты плазмы крови с молекулярной
массой (М) до 5 кДа свободно проходят через мембрану. Вещества с M < 65 кДа
частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М > 65 кДа)
удерживаются порами и не попадают в первичную мочу. Так как большинство белков
плазмы крови имеют достаточно высокую молекулярную массу (М > 54 кДа) (см. с.
271) и заряжены отрицательно, они удерживаются гломерулярной базальной мембраной
и содержание белков в ультрафильтрате незначительно.
Реабсорбция. Первичная моча
концентрируется (примерно в 100 раз по сравнению с исходным объемом) за счет
обратной фильтрации воды. Одновременно по механизму активного транспорта (см. с.
321) в канальцах реабсорбируются практически все низкомолекулярные вещества,
особенно глюкоза, аминокислоты, а также большинство электролитов
(неорганических и органических ионов). Реабсорбция аминокислот
осуществляется с помощью группоспецифичных транпортных систем (переносчиков), с
дефектом которых связан ряд генетически обусловленных наследственных заболеваний
(цистиноз, глицинурия, синдром Хартнупа).
Секреция. Большинство веществ,
подлежащих выведению из организма, поступают в мочу за счет активного
транспорта в почечных канальцах. К таким веществам относятся ионы
H+ и К+, мочевая кислота и креатинин, лекарственные
вещества, например пенициллин.
Дополнительная
информация
Обмен веществ. Процессы
концентрирования и селективного транспорта требуют больших затрат энергии.
Необходимый АТФ синтезируется за счет окисления жирных кислот, кетоновых тел
и некоторых аминокислот и в меньшей степени лактата, глицерина,
цитрата и глюкозы, которые содержатся в крови. В почках так же, как и в печени,
может идти процесс глюконеогенеза. Субстратами служат углеродные скелеты
глюкогенных аминокислот, азот которых в форме аммиака используется для регуляции
рН мочи (см. рис. 319). В почках обнаружены ферменты расщепления пептидов и
метаболизма аминокислот, обладающие высокой активностью (например, оксидазы
аминокислот, аминооксидазы, глутаминаза).
Почечный клиренс (почечное очищение). Это наиболее используемый
показатель, по которому определяют скорость почечной экскреции отдельных веществ
из крови. Он определяется как объем плазмы крови, который в единицу времени
может быть очищен от конкретного вещества. Клиренс инулина, полифруктазана
с Μ ≈ 6 кДа, который хорошо отфильтровывается, но не подвергается
активной реабсорбции и секреции, служит показателем скорости клубочковой фильтрации.
Нормальное значение скорости клубочковой фильтрации, определенное по инулину,
составляет 120 мл/мин*.
______________
*Почечный клиренс достигает
максимальных значений (450-600 мл/мин) у веществ, удаляемых секрецией в канальцах;
клиренс минимален у веществ, хорошо фильтрующихся, но интенсивно реабсорбируемых
канальцами (для натрия 1,3±0,8 мл/мин). — Прим. перев.