Физиология выделения и физиология почек.

Физиология выделения и физиология почек.

Естественными продуктами обмен – углекислый газ вода, мочевина, неорганические соли, азотсодержащие продукты. Эти вещества, накапливаясь в организме могли бы привести к нарушению синтеза ферментов, гормонов, гомеостаза. Водяные пары выводятся через дыхательные пути, через легкие.

Потовые железы помогают удалить остатки воды, соли, мочевину и также тепла.

В коже работают сальные железы, которые обеспечивают смазку кожи и защищают кожу.

К орган выделения относится и пищеварительный тракт. С калом удаляются неперваренные продукты, плотные отходы.

Главным экскреторным органом являются почки. Они регулируют объем и химический состав крови, за счет избирательного выделения из организма воды и солей. Прекращение функции почек приводит организм к гибели через 3-4 недели. Функции почек делятся на экскреторные –

1. Поддержание осмоляльности плазмы крови на уровне 300 мОсм/кг путем выделения избытка воды

2. Поддержание концентрации электролитов плазмы

3. Поддержание pH плазмы за счет выведения протонов H+ и реабсорбции аниона HCO3

4. Выведение азотсодержащих продуктов обмена белка – мочевины, мочевой кислоты и креатинина

Неэкскреторные

Образование ренина – факторы регуляции кровяного давления
Образование эритропоэтина – факторов, стимулирующих эритропоэз в красном костном мозге.
Превращение витамина Д в активную форму
Разложение инсулина
Образование простогландина

Экскреторная функция почек осуществляется за счет образования и выведения мочи, при этом происходит процесс с участием фильтрации - реабсорбции + секретции = Экскреция

Моча является стерильным раствором. Уринотерапия – использование мочи, как лечебное средство. Моча – водные раствор азотсодержащих соединений и солей. Она обычно прозрачна – янтарного или бледно желтого света. Реакция мочи слабокислая, но ph может колебаться от 4.5 до 8. Плотность = 1,002-1,04. На долю воды в моче приходится 96%, а 4% составляют оргнаические и неорганические вещества плотного остатка.

Среднее количество суточной мочи = 1,5л, в ней содержится 60г растворенных веществ. 25 г – неорганические вещества и 35 – органические вещества – мочевина, мочевая кислота, креатинин. Постоянное выделение мочи называется полиурией. Временное повышение выделение мочи – диурез. Уменьшение выделения мочи обозначается как олиурия.

Моча образуется в парных органах почках. Почки лежат в забрюшинном пространстве. Каждая почка окружена капсулой, которая ограничивает растяжение почек и препядствует набуханию почек. Это важно для кровообращения почек.

На внутренней стороне располагаются ворота почек, в области ворот находится почечная лоханка с мочеточником, почечная артерия, почечный нерв и выходит почечная вена и лимфатический сосуд. Длина = 10-12 см, ширина = 5-6см, толщина =3-4 см.

Верхний полюс почки соответствует уровню 12 ребра, а нижний, на уровне L3. Левая почка располагается на 1,5- 2 см выше правой.

На разрезе видно корковое вещество и мозговое вещество почки.

Мозговое вещество состоит из конической формы пирамид, которые широким основанием направлены к корковому веществу, а суживающим концом, сосочками открывается в лоханку. Для функции почек очень важным является кровоснабжение почек и кровь получает через почечную артерию, которая отходит непосредственно от аорты. Артерия входя в почку делится на междолевые артерии. От них идут дугообразные артерия, далее междольковые артерии, далее приносящие артериолы, участвующие в формировании капиллярных клубочков. Приносящая артериола формирует первичную сеть капилляров, которые затем сливаются в выносящую артериолу и выносящая артериола с диаметром в 2 раза меньше. Выносящая артериола формирует вторичную сеть капидяров, которые окружают канальцевую часть нейтрона. Часть выносящих артериол распадаются не на капиляры, а на прямые тонкие сосуды, идущие параллельно канальцевой части. Уже из вторичной сети капилляров формируются венулы, обеспечивающие отток венозной крови в систему почечных вен.

Структурной и функциональной единицей почки является нефрон.

В состав нефрона входит – почечное тельце, которое состоит из петель капилляров, образованной приносящей артериолы(30 – 50 петель капиляров), этот клубочек окружен капсулой Шумлянского – Боумена. Капсула состоит из висцерального и париетального листков. Между ними образуется просвет, полость, от которой начинается канальцевая часть нефрона представлена проксимальным извитым канальцем, который переходит в проксимальный прямой каналец. Следующей частью является петля Генле – тонкий нисходящий, тонкий восходящий и толстый восходящий отдел, который дальше переходит в дистальный извитой каналец. Далее он переходит в соединительный каналец, коорый переходит в собирательную трубочку.

На вершине почечных пирамид в лоханку. Количество нефронов в каждой почке от 1 млн до 1,2 млн.

Особенность строения почечного тельца. Оно имеет размер около 200 мкм. Клубочек капилляров оказывается вдавленный в двухстенную капсулу. Диаметр выносящей артериолы в 2 раза меньше. Клубочек капилляров вместе с капсулой образуют структуру почечного фильтра, котоырй отделяет кровь от просвета капсулы, в которой скапливается первичная моча. В структуре почечного фильтра первым элементом будет являться эндотелий капилляров. Особенностью капилляров будет то что крупные отверстия пор эндотелия – 100 нм. Эндотелий лежит на базальной мембране с толщиной 0,2-0,3 мкм. Она построена из фибрилярных нитей, гликопротеинов, которые имеют на себе отрицательный заряд. Эти фибриллярные нити образуют плетения и формируют поры 4 нм. К базальой мембране снаружи прилежит висцеральный листок капсулы, который образован специализированными отрасчатыми клетками подоцитами, которые своими выростами соединяются с базальной мембраной. Отростки подоцитов переплетаются и образуются щелевидное пространство, которое имеет толщину 25-30 нм. Между базальной мембранйо и подоцитами образованы мезангеальные клетки, которые являются аналогами перицитов для других капилляров. Эти клетки расположены между петлями капиялров, они обладают сократительной функцией, поэтому при сокращении они могут выключать часть капиляров клубочков и менять площадь фильтрующей поверхности. Мезангеальные клетки могут секретировать различные вещества, захватывать иммунные комплексы и вовлекаться в воспалительный процесс в клубочках.

Почки имеют 2 вида нефрона

1. Корковые нефроны – короткая петля Генле. Располагаются в корковом веществе. Выносящие капилляры образуют капиллярную сеть, облают ограниченной способностью к реабсорбции натрия. Их в почке насчитывается от 80 до 90%

2. Юкстамедуллярный нефрон – лежат на границе между корковым и мозговым веществом. Длинная петля Генле, которая уходит глубоко в мозговое вещество. Выносящая артериола в этих нефронах имеет одинаковый диаметр с приносящей. Выносящая артериола образует тонкие прямые сосуды, глубоко проникающие в мозговое вещество. Юкстамедуллярные нефроны – 10-20%, они обладают повышенной реабсорбцией к ионам натрия.

Клубочковый фильтр пропускает веществ с размером 4 нм и не пропускает вещества – 8 нм. По молекулярной массе свободно прозодят вещества с молекулярным весом 10000 и постепенно снижается проницаемость по мерее увеличения веса до 70000 веществ, котоыре несут отрицательный заряд. Электронейтральные вещества могут прозодить с массой до 100000. Суммарная площадь фильтрующей мембраны 0,4 мм, а общая площадь у человека, а общая площадь 0,8-1 кв м.

У взрослого человека в состоянии покоя через почку протекает 1200 – 1300 мл в минуту. Это будет 25% минутного объема. Фильтруется в клубочках плазма, а не сама кровь. С этой целью употребялется гематокрит.

Если гематокрит 45%, а плазма 55%, то количество плазмы составит = (0,55*1200)=660 мл /мин и

количесество первичной мочи = 125 мл /мин (20% от плазменного тока). За сутки = 180 л.

Процессы фильтрации в клубочках зависят от 3х факторов

Градиент давления между внутренней полостью капилляра и капсулой.
Структура почечного фильтра
Площадь фильтрующей мембраны, от которой будет зависеть объемная скорость фильтрации.

Процесс фильтрации относится к процессам пассивной проницаемости, которая осуществляется под действием сил гидростатического давления и в клубочках фильтрационное давление будет складывать из гидростатическо давления крови в капиллярах, онкотического давления и гидростатического давления в капсуле. Гидростатическое давление = 50-70 мм РТ.ст. т.к. кровь идет прямо из аорты(брюшной части).

Онкотическое давление – образуемое белками плазмы. Белковые молекулы, крупные, они не соизмеримы с порами фильтра, поэтому пройти через него не могут. Они будут препядствовать процессу фильтрации. Оно будет составлять 30 мм.

Гидростатичесоке давление образовавшегося фильтрата, который нахзодится в просвете капсулы. В первично моче = 20мм

ФД=Рг-(Р0=Рм)

Рг – гилростатичесеое давление крови в капиллярах

Ро-онкотическое

Рм – давление первичной мочи.

По мере движения крови в капиллярах онкотическое давление растет и фильтрация на определенном этапе прекратится, т.к. оно будет превышать силы способствующие фильтрации.

За 1 минуту образуется 125 мл первичной мочи – 180 л за сутки. Конечной мочи – 1-1,5 л. Происходит процесс реабсорбции. Из 125 мл в конечную мочу попадет 1 мл. Концентрация веществ в первичной моче соответствует концентрации растворенных веществ в плазме крови, т.е. первичная моча будет изотонична плазме. Осмотическое давление в первичной моче и плазме одинаково – 280-300 мОс молей на кг

Скорость клубочковой фильтрации определяется по коэффициенту очищения инулина.

Инулин – полисахарид, он обладает способностью проходить через почечный фильтр и не подвергается реабсорбции. Он безвреден для организма.

Испытуемому вводят инулин в кровь, внутривенно. Через некоторое время определяют концентрацию инулина в плазме. Аналогичная концентрация инулина в первичной моче. Далее у исследуемого определяют количество выведенной конечной мочи и концентрацию инулина в моче(конечной) У нас остается одно неизвестное- объем первичной мочи.

СКФ(мл/мин)= Мин*Vмочи / Пин(концентрация инсулина)

Далее будут происходить процессы реабсорбции. Они осуществляются эпителием канальцевой части и зависят от особенности строения клеток. Проксимальный извитой каналец выстлан клетками кубического эпителия на поверхности которого имеются микроворсинки, щеточная кайма. Одна клетка до 6,5 тысяч ворсинок. Клетки соединены плотными контактами и в то же время между ними образуются боковые межклеточные пространства. В проксимальном прямом канальце ворсинок на клетку становится меньше и клетки укорачиваются. В тонком сегменте петли Генле эпителий почечный уплощается, ворсинки выражены слабо или могут вообще отсутствовать. Длина петель Генле от 2- до 25 мм. В дистальном отделе нефрона клетки становятся кубическими и они образуют короткие и широкие ворсинки. Дистальный извитой каналец имеет длину до 5 мм и в начальной его части расположено плотное пятно(macula dence) – это натриевый рецептор. Дистальный извитой каналец впадает в извитую собирательную трубочку длиной 20 мм. В этих трубочках выделяют P(principal) клетки и эти клетки реагируют на действие антидиуретического гормона, котоырй повышает проницаемость для воды. Еще выделяют вставочные I клетки. Они обнаружены в собирательных трубочках и дистальном извитом канальце. Клетки с липидными включениями – секретируют простогландины, которые могут выделяться и в собирательных трубочках. Процессы реабсорбции осуществляются почечным эпителием и могут проходить как пассивно, так и активно. Пассивная реабсорбция называется обязательной реабсорбцией и она характерна для проксимальных отделов нефрона. А вот активная реабсорбция является факультативной или необязательной. Если пассивная не требует энерго затрат, то активная связана с переносом веществ проив концентрационного градиента. В проксимальном извитом канальце из 125 образовавшихся будет всасываться 100 мл, в петле Генле – 7 мл, в дистальном извитом канальце 12 мл. и в собирательных трубочках 5. 1 мл. – конечная моча.

На проксимальную реабсорбцию приходится – 60-80% фильтрата. Всасываются все физиологически ценные электролиты и питательные вещества – глюкоза, аминокислоты, витамины и низкомолекулярные белки. Реабсорбируется мочевая кислота, 2/3 ионов натрия, хлора, магния, кальция, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты. Эпителий прокисмального канальца могут секретировать орагнические кислоты, протоны водорода и некоторые лекарственные вещества – пенициллин, сульфаниламиды. Особенностью проксимальной реабсорбции всасываются с эквивалентным количеством воды и поэтому изоосмотиченость мочи не нарушается. Натрия проходит через апикальную мембрану по электро-химическому градиенту. Внутри клеток натрий движется по эндоплазматической сети, а из клетки он удаляется активным транспортом натриево-калиевого насоса. Глюкоза поступает в проксимальный каналец в 100 мг в минуту. Перенос глюкозы внутрь клетки происходит с помощью специальных переносчиков и этот процесс натрий зависимый. Этот комплекс протаскивается внутрь клетки. Транспорт глюкозы – вторично активный транспорт. Всасывание глюкозы ограничено наличием переносчика. Если глюкозы выделяется много, при повышении концентрации ее в крови, то глюкозы будет выделяются много и на нее будет не хватать переносчиков. Глюкоза остается в моче и будет выводится во вторичной моче. - > полиурия. Подвергаются всасыванию аминокислоты и в проксимальном отделе они реабсорбируются на 99%. Моча из проксимального извитого канальца поступает в петлю Генле. В нисходящем отделе петли Генле начинается повышение осмотической концентрации мочи, за счет того, что нисзодящее колено петли Генле пропускает воду, но не пропускает вещества. Идет концентрирование мочи в нисзодящем колене, за счет всасывания воды.

Восходящее колено петли Генле проницаемо для осмотически активных веществ, но овду не пропускает и за счет активной работы эпителия вещества переводятся из канальца в интерстициальные просвет, а в восходящем колене давление падает. Моча становится гипотоничной, но в интерстиции повышается осмотическое давление. Поскольку нисходящее и восходящее колено идут очень близко друг от друга, они формируют поворотно противоточную систему, которая способствует всасыванию из нисходящего колена и всасыванию осмотических веществ из восходящего. В петел Генле происходит дополнительное всасыванеи воды и веществ – 3-7 мл.