1. Регуляция функционирования почек через механизмы гомеостаза
2. Внешняя регуляция функционирования почек
3. Регуляция реабсорбции Na⁺ в дистальных канальцах
4. Резюме
5. Список использованной литературы

а) Регуляция функционирования почек через механизмы гомеостаза. Почки могут выполнять роль центрального органа в регуляции водно-солевого баланса только в том случае, если их отдельные функции точно контролируются. Существует несколько внутрипочечных гомеостатических механизмов, регулирующих фильтрацию в клубочках и транспорт в канальцах.

1. Баланс между процессами в клубочках и канальцах. Увеличение скорости клубочковой фильтрации (glomerulae filtration rate, GFR), как правило, бывает связано с пропорциональным увеличением проксимальной канальцевой реабсорбции.

Вместе с GFR может увеличиваться пропускная способность транспорта (например, для глюкозы) или реабсорбция в случае Na⁺, так что дополнительно отфильтрованные количества субстрата растворяются в воде, и эти вещества в конце проксимальных канальцев в значительной степени снова реабсорбируются.

Как именно интенсивность транспорта подстраивается под GFR, в настоящее время в достаточной степени неизвестно.

P.S. Отчасти эта взаимосвязь осуществляется посредством изменения интерстициального давления. Увеличение интерстициального давления препятствует пассивному парацеллюлярному поглощению воды и хлорида натрия, для которого в действительности требуется воздействие не очень больших сил. Поглощение фильтрующейся жидкости в околоканальцевых сосудах уменьшает интерстициальное давление, тем самым способствуя реабсорбции в проксимальных канальцах.

Интенсификация фильтрации увеличивает онкотическое давление в околоканальцевых капиллярах, а следовательно, и поглощение жидкости в окружающую канальцы кровь. Это означает, что на реабсорбцию в канальцах может быть оказано влияние косвенным образом.

2. Канальцево-клубочковый механизм обратной связи (tubulae-glomerulae feedback, TGF). Тесный контакт эпителия канальцев и афферентных сосудов юкстагломерулярного аппарата служит в том числе и для адаптации клубочковой фильтрации к объемам транспорта в проксимальных канальцах и петлях Генле. Если транспорт в обоих сегментах больше не согласуется с фильтрацией, то возрастает концентрация NaCl в macula densa, что служит сигналом к уменьшению GFR за счет сжатия афферентных сосудов.

Таким образом предотвращаются потери NaCl и воды в случае ограничения пропускной способности транспорта в проксимальных канальцах и петлях Генле, которые, с учетом низкой пропускной способности дистальных канальцев и собирательных трубочек, были бы неизбежны в противном случае.

3. Почечный порог. Для большинства транспортных процессов в почке характерно насыщение. В частности, поглощение органических веществ (глюкозы, аминокислоты и др.), а также фосфата и сульфата характеризуется максимальной пропускной способностью транспорта. Если этот порог для данного вещества будет превышен, дополнительно отфильтрованные его количества начнут выводиться из организма (рис. 1).

Почки таким образом предотвращают чрезмерное увеличение концентрации фильтрующегося вещества в плазме из-за достижения путем реабсорбции насыщения путем автоматического усиления выделения.

4. Авторегуляция концентрации Ca²⁺. Высокие концентрации Са²⁺ приводят к снижению проницаемости плотных межклеточных контактов, что в результате предотвращает парацеллюлярный транспорт в том числе и самого Ca²⁺. К тому же Са²⁺ ингибирует рецепторы Ca²⁺ резорбции в толстой восходящей части петли Генле, которая является одним из самых главных участков поглощения Ca²⁺ в системе канальцев.

Таким образом, гиперкальциемия ведет к гиперкальциурии напрямую, а не посредством воздействия гормонов.

5. Поддержание внутриклеточных концентраций веществ. Работа транспортных белков часто зависит от внутриклеточных концентраций переносимых ими веществ. Понижение внутриклеточной концентрации K⁺ инактивирует K⁺-канал, закрывая его просвет, и тем самым снижает почечную экскрецию K⁺. Кроме того, тормозится реабсорбция Na⁺в петле Генле.

Na⁺/Н⁺-обменник в проксимальных канальцах и Н⁺-АТФаза вызывают внутриклеточный ацидоз и выключаются при внутриклеточном алкалозе. В клетках проксимальных канальцев внутриклеточный ацидоз возникает также благодаря повышению концентрации NH₄⁺. Клеточный ацидоз обеспечивает дополнительное выведение Н⁺ из организма почками.

В случае дефицита внутриклеточного фосфата его переносчики в большем количестве встраиваются в клеточную мембрану. Таким образом поглощение фосфата почками повышается, а его выделение сокращается. Внутриклеточный дефицит фосфата также стимулирует образование в проксимальных канальцах кальцитриола, вовлеченного в сеть регуляции кальций-фосфатного обмена.

б) Внешняя регуляция функционирования почек. Фильтрация в клубочках и процессы транспорта в канальцах регулируются артериальным давлением, нервной системой и гормонами.

1. Артериальное давление. Как уже упоминалось, почки поддерживают более или менее постоянный уровень фильтрации и кровотока сквозь себя при изменениях среднего значения артериального давления в диапазоне от 80 до 180 мм рт. ст. (за счет авторегуляции). Благодаря авторегуляции кровоток в мозговом веществе почек при повышенном давлении ускоряется лишь незначительно и рост кровяного давления уменьшает концентрацию мочевины и реабсорбцию Na⁺. Кроме того, при падении кровяного давления возбуждаются нервы, расположенные в почках.

Поэтому уровень выделения почками воды и Na⁺ находится в сильной зависимости от системного артериального давления, как это более подробно показано в отдельной статье на сайте - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше.

2. Нервная регуляция. Почки находятся под управлением симпатических нервов, которые в норме не проявляют особой активности. В случае возбуждения симпатической нервной системы (например, как при уменьшении объема плазмы) эти нервы вызывают уменьшение скорости клубочковой фильтрации за счет сокращения междольковых артерий и афферентных и эфферентных вен. Они также стимулируют реабсорбцию в канальцах таких веществ, как Na⁺, HCO₃^-, Cl^- и вода.

Наконец, важными посредниками в возбуждении нервов и стимуляции выброса ренина являются β1-рецепторы. α1-Рецепторы, напротив, подавляют выброс ренина.

3. Гормональная регуляция. Почечный кровоток, скорость клубочковой фильтрации и транспортные процессы в канальцах контролируются многими гормонами (табл. 3). Значимость действия этих гормонов на почки продемонстрирована в соответствующих разделах: их роль в регулировании водно-солевого, минерального и кислотно-щелочного балансов, а также их эффектов при общем описании работы гормонов. Ниже будет обсуждаться только регуляция реабсорбции Na⁺ в дистальных канальцах ввиду ее исключительной важности.

в) Регуляция реабсорбции Na⁺ в дистальных канальцах. Процессы реабсорбции Na⁺ и К⁺ в дистальных канальцах тесно связаны друг с другом в плане своей регуляции. И тот и другой регулируются главным образом минералокортикоидами.

1. Регуляция реабсорбции Na⁺. Na⁺-реабсорбция находится под контролем действия различных гормонов (табл. 3). Особое значение при этом имеет альдостерон, который снижает выведение Na⁺ почками в основном за счет активации Na'-каналов в дистальных канальцах.

Альдостерон действует через внутриклеточную систему рецепторов минералокортикоидов, активация которой приводит к включению и увеличению числа Na⁺-каналов (ENaC), K⁺-каналов (ROMK) и Na⁺/K⁺-АТФаз, обращенных в полость люмена (или базолатеральных) и встроенных в клеточные мембраны.

Сигнал альдостерона передается не в последнюю очередь при помощи сыворотки и глюкокортикоидиндуцируемой киназы (SGK1). Экспрессия SGK1 увеличивается при обработке клетки альдостероном. Киназы активируются инсулином и инулиноподобным фактором роста (IGF1, inulin like growth factor).

2. 11β-Гидроксистероиддегидрогеназа. Лигандами к рецепторам минералокортикоидов являются также собственно глюкокортикоиды. С учетом того что их концентрация в плазме приблизительно в 300 раз выше, можно было бы утверждать, что минералокортикоидные рецепторы всегда заняты исключительно глюкокортикоидами, если бы глюкокортикоиды не были подвержены процессу деградации, за регуляцию которого ответственны 11β-гидроксистероиддегидрогеназы в апикальных клетках дистальных нефронов.

Ингибирование или генетические дефекты, выводящие из строя этот фермент, приводят к резкому увеличению Na⁺-реабсорбции в дистальных канальцах и, как результат, к гипертонии (см. ниже).

3. Феномен ускользания от альдостерона. В случае если уровень альдостерона поддерживается на высоком уровне в продолжении недель (например, когда альдостерон производится образовавшимися опухолями), объемы выделения натрия увеличиваются уже несмотря на воздействие альдостерона (феномен ускользания от альдостерона). Это происходит главным образом из-за активации натрийуретических факторов и повышения кровяного давления, также оказывающего натрийуретический эффект.

4. Регулирование выделения K⁺. Секреция K⁺ в первую очередь зависит от реабсорбции Na⁺ в дистальных канальцах и собирательных трубочках, так как деполяризация окружающей люмен клеточной мембраны из-за активации Na⁺-каналов увеличивает электрический потенциал, обусловливающий секрецию K⁺.

Кроме того, альдостеронзависимая киназа SGK1 также стимулирует включение внутримембранных K⁺-каналов, обращенных в люмен. Усиление оборота Na⁺ в дистальных канальцах и активация альдостероном каналов способствуют выделению K⁺ почками (рис. 2).

Увеличение секреции Н+ отрицательно влияет на калийурию, так как она увеличивает положительный заряд в просвете канальцев, что препятствует секреции K⁺ (рис. 2).

г) Резюме:

1. Регуляция функционирования почек. Фильтрация в клубочках и процессы транспорта в канальцах регулируются различными интраренальными (действующими внутри почек) и экстраренальными (действующими извне) механизмами.

2. Интраренальные механизмы:
• баланс между процессами в клубочках и канальцах;
• канальцево-клубочковый механизм обратной связи;
• авторегуляция;
• почечный порог;
• рецептор Ca²⁺;
• ингибирование парацеллюлярной реабсорбции (через Са²⁺);
• регулирование внутриклеточных концентраций (H⁺, K⁺ и фосфата).

3. Экстраренальные механизмы:
• артериальное давление (для выделения Na⁺);
• симпатические нервы;
• гормоны и медиаторы (табл. 3).

- Рекомендуем ознакомиться далее "Гормоны почек - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.6.2025