Метаболизм почек и протекающие в них биохимические процессы - с точки зрения физиологии человека

 Оглавление статьи:
  1. Метаболизм почек
  2. Инактивация гормонов и ксенобиотиков в почках
  3. Резюме
  4. Список использованной литературы

а) Метаболизм почек. В норме почки хорошо снабжаются кислородом: он используется для глюконеогенеза и для превращения одних аминокислот в другие.

1. Потребление O2. Обычно одна пятая часть от всего объема сердечного выброса проходит через почечные клубочки. Оборот кровотока в почках гораздо больше, чем требовалось бы для простого снабжения таких компактных органов кислородом.

Почкам обычно требуется только около 7% от доступного им О2 (кислородное истощение). Кислород необходим почкам прежде всего для обеспечения энергией транспорта Na+, и уровень потребления О2 почками коррелирует с интенсивностью реабсорбции Na+ в канальцах.

Увеличение кровотока в почках, как правило, сопровождается увеличением скорости клубочковой фильтрации (GFR) и дает дополнительную нагрузку на почки — так им требуется реабсорбировать больше Na+ в единицу времени.

2. Окисление жирных кислот. В проксимальных канальцах для извлечения энергии используются в основном жирные кислоты, ацетацетат и β-гидроксибутират. Глюкоза в проксимальных канальцах не потребляется.

3. Глюконеогенез. Важным протекающим в почках биохимическим процессом является глюконеогенез. Глутамин в клетках проксимальных канальцев переносится как сквозь внешнюю мембрану, так и сквозь мембрану митохондрий, и там дезаминируется митохондриальной глутаминазой до глутамата.

Глутамат дезаминируется уже в цитозоле до 2-оксоглутарата, который в конечном счете используется в качестве углеродного остова для синтеза глюкозы. Глюкоза поступает в кровь, а два образовавшихся NH4+ используются для нейтрализации анионов. В случае ацидоза почки вынуждены увеличить выделение H+. Тогда расход глутамина и интенсивность глюконеогенеза в проксимальных канальцах увеличиваются.

Почки могут синтезировать глюкозу и из лактата. В отличие от проксимальных канальцев в мозговом веществе почек, в котором залегают участки петли Генле, дистальные канальцы и собирательные трубочки, глюкоза для извлечения энергии используется.

4. Метаболизм белков и аминокислот. Отфильтрованные пептиды частично гидролизуются обращенными в просвет канальца ферментами клеток проксимальных канальцев. Отдельные аминокислоты затем переносятся соответствующими транспортными системами внутрь клетки. Кроме того, малые пептиды могут быть захвачены пептидными транспортерами.

Белки попадают в клетки канальцев посредством эндоцитоза, а именно пиноцитоза, и деградируют после слияния эндоцитозных везикул с лизосомами под действием липосомных ферментов.

Почки синтезируют аргинин из аспартата и цитруллина. И наконец, они могут синтезировать β-аланин и серин. Несмотря на то что в почках имеются все достаточные ферменты для синтеза мочевины, значительные количества мочевины в них не образуются.

б) Инактивация гормонов и ксенобиотиков в почках. В почках происходит распад гормонов и обезвреживание некоторых чужеродных веществ.

1. Инактивация гормонов. Почки играют существенную роль в инактивации гормонов, особенно пептидных гормонов (таких как глюкагон, инсулин, паратиреоидный гормон). Гормоны разлагаются обращенными в просвет канальца пептидазами и/или деградируют в лизосомах. Кроме того, почки принимают участие в катаболизме и стероидных гормонов.

Стероидные гормоны могут беспрепятственно проходить сквозь клеточные мембраны, и в клетках они катаболизируются с помощью оксидоредуктаз и гидроксилазы. Клетки, обладающие одновременно и рецепторами к минералокортикоидам (кортикостероидные рецепторы I типа), и 11β-гидроксилазой, осуществляют превращение кортизола в кортизон.

2. Детоксикация чужеродных веществ. Почки не только выводят ксенобиотики (рис. ниже), но и осуществляют их химические превращения, например путем связывания с ацетилцистеином до образования меркаптуровой кислоты.

Метаболизм почек и протекающие в них биохимические процессы
Продольная неоднородность эпителия канальцев. Эпителиальные клетки, выстилающие просвет канальцев, изображены апикальной стороной вверх. В вынесенных рядом кружках при большем увеличении показана форма замыкательных пластинок (zonulae occludentes или англ. tight junctions — плотные контакты) между соседними клетками. (1) проксимальный извитой каналец (сегмент 1); (2) проксимальный извитой каналец (сегмент 2); (3) проксимальный извитой каналец (сегмент 3); (4) тонкое нисходящее колено петли Генле; (5) тонкая часть восходящего колена петли Генле; (6) толстая часть восходящего колена петли Генле; (7) macula densa; (8) дистальный извитой каналец; (9) кортикальная часть собирательной трубочки; вверху: темные клетки; внизу: светлые клетки. Для богатых митохондриями клеток характерна высокая транспортная активность в единицу времени (1-2 и 6-8). Транспортная активность небольших уплощенных клеток (4-5) не поддается измерению. Сильно выраженная складчатость апикальной мембраны (увеличивающая ее поверхность) и точечные zonulae occludentes типичны для «дырявого» эпителия со слабо избирательной проницаемостью, высоким уровнем транспорта и неспособностью к созданию значительного градиента какого-то вещества в результате его транспорта (1-2). Часто расположенные zonulae occludentes, закрывающие пространство между соседними клетками, как застежки «молнии», типичны для «умеренно пропускающего» или «средне плотного» эпителия с невысокой проницаемостью, низким показателем интенсивности транспорта и повышенной способностью к транспорту против сильного градиента (8-9)

в) Резюме. Метаболизм почек и протекающие в них биохимические процессы. В связи с избыточным характером кровоснабжения почек эти органы потребляют лишь небольшую часть доступного им О2, который преимущественно используется для реабсорбции Na+ в канальцах.

К другим протекающим в почках метаболическим процессам относятся:
• Окисление жирных кислот в проксимальных канальцах главным образом для извлечения энергии.
• Использование аминокислот и лактата для глюконеогенеза.
• Деградация в почках отфильтрованных белков.
• Участие в инактивации пептидных и стероидных гормонов, а также в обезвреживании ксенобиотиков.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Регуляция функционирования почек - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.6.2025

Оглавление темы "Физиология человека.":
  1. Нарушение процессов транспорта в почках - с точки зрения физиологии человека
  2. Метаболизм почек и протекающие в них биохимические процессы - с точки зрения физиологии человека
  3. Регуляция функционирования почек - с точки зрения физиологии человека
  4. Гормоны почек - с точки зрения физиологии человека
  5. Количественные характеристики функционирования почек - с точки зрения физиологии человека