Фізіологія функції нирок, видільної функції
фізіологія водойм людського тіла
1. Води (насамперед позаклітинний простір)
(ізосмія, ізоволемія, ізоіон, ізогідрія,)
2. Видалення небажаних матеріалів
2.1. ендогенні (кінцеві продукти метаболізму),
2.2 екзогенні (органічні та неорганічні речовини)
3. Ендокринна функція
Функціональний анатомічний огляд
Анатомічне положення, капсула, ліквор, ниркові піраміди, ниркова миска, ниркова миска.
Оцінка нирок: а. renalis, a. лобаріс, a. interlobaris, a. arcuata, a. міждольковий, аферентний артеріолярний, клубочковий капіляр, еферентний артеріолярний, vasa прямо, перитубулярні капіляри,
Функціональною одиницею нирки є нефрон. Ми маємо бл. Можна знайти 1,2 мільйона нефронів.
Частини нефрона:
1./Тест Мальпіга (клубочок + справа Боумена)
2./Проксимальний нефрон
2.1 Меандруючий канал та
2.2. Прямо низхідний сегмент
3 /. Петля Генле (тонкий сегмент спуску, тонкий сегмент підйому, товстий відрізок підйому
4 /. Дистальний нефрон (дистальний звивистий канал)
5 /. Канал збору
Характеристика коркових та юкстамедулярних нефронів
1. Розташування клубочка.
2. Довжина петлі Генле в нирковій піраміді,
Загальні особливості епітеліальних клітин:
міжпальцеві цитоплазматичні розширення,
“Щільні місця з’єднання” (zona occludens) з боку просвіту,
lateralis intercellularis tйr .
Принципи роботи нирок
Активні та пасивні трубчасті транспортні процеси
Характеристика активних видів спорту
Фактори, що визначають фільтрацію
1. Властивості клубочкової мембрани (ступінь, проникність)
2. Ефективний тиск фільтрації
3. Характеристика фільтруючих середовищ
Будова клубочкової мембрани
Проникність клубочкової мембрани
Розриви фенестралізованого ендотелію мають розмір близько 50-100 нм.
Порції між подоцитами становлять 25 нм.
Гідратовані колагеном та протеогліканом канали в базальній мембрані становлять 3-5 нм.
Ефективний тиск фільтрації
q = Kf [(ПК - PB) - (ÐG - ÐB)]
q = швидкість фільтрації
Ð = онкотичний тиск
P = гідростатичний тиск
P C = капілярний тиск клубочків
P B = тиск у корпусі Боумена
D G = онкотичний тиск у клубочкових капілярах
D B = онкотичний тиск у справі Боумена
СКВ = Kf [PG- PB- ÐG]
Kf = коефіцієнт фільтрації
Peff = ефективний тиск фільтрації
Характеристика фільтруючих матеріалів
Клубочковий фільтрат - це безбілкова і безліпідна плазма.
кліренс інуліну: 120-125 мл/хв,
кліренс креатиніну: 90-150 мл/хв
об'єм плазми/об'єм плазми,
Регуляція ниркової кровотечі та клубочкової фільтрації
RPF (нирковий плазмовий потік)
Об’єм плазми 660 мл/хв підтримується протягом 1 хвилини
RBF = (нирковий кровотік)
кількість крові, що протікає через нирки за 1 хвилину, становить 1320 мл/хв
D P = тиск перфузії
R = опір ниркових судин
Авторегуляція ниркового кровообігу
90-190 мм рт.ст. a. між значеннями ниркового артеріального тиску між ШКФ та РПФ
Залежність RBF, GFR та виділення сечі від артеріального артеріального тиску.
Нервова регуляція ниркової циркуляції
Нервова іннервація (симпатична).
Роль нирки в реакції пресора.
Реакція нирки на емоційний стрес або стрес.
Простагландини (PGE 2, PGD 2, PGI 2, місцеві вазодилататори)
АДГ та серотонін (знижує RPF та GFR),
Дофамін та передсердний натрійуретичний фактор (підвищує ШКФ та RPF).
Брадикінін (калікреїн-хінінова система, судинорозширювальні засоби)
Кліренс - це кількість плазми, яку нирка повністю очищає від даної речовини з часом (це віртуальна кількість плазми, специфічна для даної речовини).
Спостереження функції нирок.
Визначення специфічних для нирок параметрів.
Відзначаючи долю кожної речовини в нирках.
інулін вільно фільтрується в клубочках, у канальцях немає секреції та реабсорбції, не токсичний
Ендогенний кліренс креатиніну: клінічне застосування
Кліренс пара-аміно-гіпурової кислоти, кліренс ПАУ: надає роз’яснення щодо RPF
RPF = U x V/Pa -Pv = C/E
RBF = RBF/1 - гематокрит = 1320 мл/хв
FF (фракція фільтрації) = СКФ/RPF
Активні процеси трубчастих перевезень: (концепція симпорту та антипорту)
пасивна реабсорбція: сечовина,
галька, мікроворсинки (край кисті), виражена інтердигіталізація, багато мітохондрій
Тепло проксимального каналу максимально проникне для води.
Регресія води: позаклітинна і парацелюлярна
Робота проксимального каналу
Na + і вода - 70 відсотків.
Вся відфільтрована глюкоза та амінокислоти.
Відфільтрований K + в сегментах 1 і 2.
Іони Са ++, Mg ++ та фосфатів.
Лактат, цитрат та кілька інших компонентів циклу Сент-Дьєрджі-Кребса.
Багаті водою вітаміни.
Органічні кислоти та основи
Відфільтрований K + в сегменті 3.
Реабсорбція Na + (рис.1)
70% відфільтрованого Na + повертається в проксимальні канальці.
Реабсорбція Na + не залежить:
кількість Na +, що фільтрується
Активна екскреція іонів Na + відбувається на базальній стороні, в перитубулярному просторі, за допомогою Na +/K + АТФ.
Na + має позитивний заряд, тому трансепітеліальні градієнти електричного потенціалу зростають.
Разом з регресом позитивних іонів Na +
75% негативних кліонів,
У 25% відновлюються негативні іони HCO3.
Механізми-носії
1./Na +/розчинена речовина симпорт,
2./Na +/H + заміна (HCO3-),
3./Cl-керований Na + транспорт
ad 1. Na +/розчинена речовина симпорт
Місцезнаходження: сегмент 1.
Вступ Na + в клітину сприяє процесу, пов'язаному з носієм, та електрохімічному градієнту.
За електрохімічним градієнтом за рухом Na + супроводжується Cl-, а за осмотичним градієнтом - вода. Отже, передбачається, що у проксимальних канальцях є “герметичні з’єднання”.
ad 2. Механізм антипорту Na +/H +
Тут також реабсорбція Na +, опосередкована Na +/K + АТФ, діє на капілярній стороні клітини, як у механізмі 1. Однак несучий механізм відрізняється з боку просвіту. Це пов’язано з тим, що реабсорбція опосередкованого носія іона Na + супроводжується секрецією іона Н +. Окрім іонного обміну Na +/H +, існує також реабсорбція Cl- та HCO3-. HCO3- забезпечується вугільною кислотою, яка розвивається в клітині канальця. Н + з нього виділяється в антипортовому механізмі. Cl- також поглинається, коли він походить з Н + мурашиної кислоти в антипортовому механізмі. Метаболічна мурашина кислота дисоціює на Н + і утворює іони у клітині проксимальних канальців.
HCOOH Û H + + HCOO-
Іон Н + секретується, а форміат обмінюється на трубчастий Cl, який дифундує в перитубулярний простір.
Формат перетворюється назад в мурашину кислоту в канальцях.
ad 3. Cl - керований Na + транспорт.
Механізм цього полягає в тому, що поки концентрація HCO3- і Cl- у клубочковому фільтраті така ж, як і в плазмі, Механізм 1 знижує концентрацію HCO3- більше, ніж Cl - щодо реабсорбції Na +. Це призводить до градієнта концентрації Cl в сегментах 2 і 3. В результаті Cl- дифундує в перитубулярний простір. Це призводить до відмінності від трансепітеліального потенціалу (просвіт позитивний). Позитивний просвіт спричинює Na + пасивний транспорт перитубулярних рідин у напрямку .
Поглинання води (прохід)
механізм «розтягування розчинника».
Реабсорбція типу глюкози
він повністю фільтрується в клубочку,
повністю реабсорбується в проксимальному каналі (1 моль глюкози/плашка),
транспорт, опосередкований перевізником.
Залежність плазмової концентрації Tm-обмеженої реабсорбції.
цукровий діабет, ниркова глюкозурія
Вони розсмоктуються шляхом реабсорбції глюкозного типу:
фосфати (гормоночутлива реабсорбція),
амінокислоти, маломолекулярні пептиди,
хлористого-воднева кислота,.
Білковий тип - реабсорбція
малі молекулярні пептиди: опосередкований носієм механізм,
білки з високою молекулярною масою регресують при піноцитозі (ендоцитоз),
альбумін, гемоглобін (механізм гаптоглобіну).
Механізм канальцевої секреції
Секреція органічних кислот і основ,
Реабсорбція та секреція соляної кислоти (видаляється приблизно 10% відфільтрованої кількості).
Відфільтрована сечова кислота реабсорбується з відфільтрованого секрету сечової кислоти.
Клінічне значення трубчастих операцій.
Качка Генле (рис. 2)
Деталі стояка:
тонке висхідне волосся (тонкий сегмент): плоскі клітини, невеликий мітохондрій, невеликі мікроворсинки.
густе висхідне волосся (товстий сегмент): клітини у формі каменю, виражена інтердигітація, багато мітохондрій (без межі кисті)
З приблизно 30% ізоксичної рідини, що виходить з проксимального канальця, 25% Na + і 20% води регенерується, а гіпотонічна рідина вивільняється в дистальний канальчик.
Medullбris grбdiens (половина NaCl, половина сечовини).
Тонке спадаюче волосся
Погано проникний для розчинених речовин,
Високопроникний для води,
Він не включає активний транспорт.
Осмоляльність збільшується з 300 мосм/кг до 300 мосм/кг у довгочляних нефронів та до 600 мосм/кг у короткокачиних нефронів. Збільшення концентрації є наслідком реабсорбції води, концентрація Na + у вигині шпильки та концентрація сечовини в чотири рази вище, тобто 80 мосм/кг, тоді як концентрація сечовини в навколишньому інтерстиціальному сечовині становить 600 кг/кг.
У просвіті нефронів домінуючою розчиненою речовиною є Na + і Cl-, тоді як у перитубулярних рідинах сечовина.
Худий фільтр
Непроникний для води,
Високопроникний для Na + - і Cl,
Сечовина є високопроникною.
Na + і Cl- дифундують у перитубулярний простір, а сечовина - в канальці.
При осмоляльності зменшується, об'єм трубчастих рідин не змінюється.
Товстий піднімається фільтр
Активно реабсорбує Na + і Cl в перитубулярний простір.
Його проникність сечовини низька.
Результат: осмоляльність у канальцевих рідинах зменшується, концентрація Na + та Cl- нижча .
Через низьку водопроникність концентрація сечовини не змінюється.
Рідини, що виходять із петлі Генле:
2./висока концентрація сечовини,
3./обсяг без змін.
Процес реабсорбції Na + подібний до процесу, описаного для проксимальних канальців, за винятком того, що носій знаходиться на апікальній поверхні. Вихід іона Na + зв'язується з входом Cl- і K +. Цей механізм називається Na +/K + - 2Cl-симпорт (рис. 3).
активна реабсорбція Na +,
Дистальний нефрон перетворює канальцеву рідину в сечу.
сквамозні клітини з вираженою інтердигіталізацією,
(прозорі, основні клітини, подані інтеркальовані клітини).
У дистальному нефроні розчинені речовини несечовини, такі як напр. K +, NH4, Ca ++ та Mg ++ є одиницями. Зростає відносна концентрація несечовинних речовин. Відносна концентрація Na + та Cl- зменшується через високе поглинання Na + та Cl-.
Реабсорбція Na + активна
Так само, як описано для проксимальних канальців, лише дистальні канальці та збірний проток відрізняються від носіїв.
Дистальний меандруючий канал
Тут активний транспорт Na + пов'язаний з Cl-носієм, тому він називається Na +/Cl-simport (рис. 4).
Характеризується тим, що відфільтрована кількість «залежить від навантаження» і тіазидів.
Наслідком активної реабсорбції Na +, низької водопроникності та проникності сечовини є те, що осмоляльність канальцевих рідин та концентрація електроліту в дистальних канальцях зменшуються, тоді як концентрація сечовини зменшується. Кількість канальцевої рідини залишається незмінним.
Верхівковий вихід Na +, тут він не залежить від носія, активна реабсорбція Na + відбувається через провідні канали Na +. Трансепітеліальний електричний потенціал збільшується (просвіт негативний), що є функцією проникності Na + -повторюваних аніонів. Cl-проникність низька, тому трансепітеліальний потенціал може досягати -70 мВ.
Збірний канал має високий електричний опір (`` герметичні '' герметичні з'єднання).
Реабсорбція Na + залежить від навантаження. Реабсорбція Na + посилюється альдостероном, який збільшує транспітеліальний потенціал.
Реабсорбція Na + пригнічується
передсердний натрійуретичний фактор,
певні діуретики (триамтерен, амілорид).
Водний транспорт регулюється ADH (рисунок 5).
За відсутності АДГ канал збору є відносно непроникним для води та сечовини.
У присутності АДГ значно підвищується водопроникність усього збірного протоку та проникність сечовини папілярної частини збірного проходу.
АДГ - гормон гіпофіза.
Гіпоталамус n. виробляється в супраоптикусі.
Олігопептид з восьми амінокислот. АДГ людини характеризується аргініном (аргінін-вазопресин, АВП).
Вищі за фізіологічні дози викликають звуження рецептора V 1.
АДГ зв'язується з рецепторами V 2 на базально-латеральній поверхні епітеліальних клітин, активуючи аденілатциклазу і збільшуючи синтез циклічного АМФ.
Підвищена проникність сечовини є наслідком іншого, імовірно, опосередкованого носієм механізму.
За відсутності АДГ осмоляльність рідин, що виходять із каналу збору, становить 70 мосм/кг (50 мосм/кг сечовини та 20 мосм/кг електроліту).
За відсутності АДГ видаляється 15% відфільтрованої води (26 л/добу). Саме це характеризує нецукровий діабет.
1. Висока осмолярність
1. Низька осмолярність
(водне навантаження)
(запобігає розділенню ANP)
(фізична інфузія)
3. Макет (винний запис ANP)
4. Віденські банки
5. Біль, робота м’язів
Інші функції дистального нефрона
Дистальний нефрон також здатний до реабсорбції та секреції K +, а також до секреції H + та HCO3.
Са ++ також бере участь у регулюванні дренажу.
Механізм концентрації та охолодження сечі
Механізм зустрічного множення
У мозковому мозку осмоляльність інтерстиціальних рідин збільшується в чотири рази (з 300 мосм/кг до 1200 мосм/кг), коли вона рухається від порожнини до ниркової миски (рис. 6).
Медулярний градієнт формується механізмом множення зустрічного потоку.
Четверне омолодження осмотичного тиску мозку усувається такими факторами:
Активна реабсорбція Na + (горизонтальний градієнт) без рециркуляції води в петлі Генле
У низхідній та висхідній стеблах петлі Генле рідини рухаються у зворотному напрямку (вертикальний потік) у безпосередній близькості одна від одної.
У довгокачиних (юкстамедулярних) нефронах сечовина підтримує пасивну Na + та Cl-реабсорбцію вздовж тонкого висхідного волосся.
Фуросемід, який пригнічує реабсорбцію Na + з товстих повітряних волокон, усуває медулярний осмотичний градієнт .
Вторинний механізм протитоку
Кров, що протікає через медулярний стан нирки, усуває осмотичний градієнт протягом декількох хвилин, якщо не існує вторинного механізму протитоку.
Це пасивний процес, що призводить до протилежного потоку рідин, що протікають у васа прямо прямо спадаючі та висхідні потоки.
Підтримання медулярної концентрації між фізіологічними умовами.
Фактори, що впливають на концентрацію сечі
Довжина петель Генле
коефіцієнт поширення довгих качиних нефронів порівняно з короткими качками.
Наявність сечовини
(наприклад, медулярна сітка зменшується при дієті з дефіцитом білка)
Кількість рідини, що протікає через петлю Генле та збірний канал.
Віра ректальна vámrtbramlsa,
Наявність простагландинів (PGE 2, PGD 2).
Оцінка концентрації та розведення сечі