Нефрология

Почки — парный орган, каждый из них имеет в среднем длину 9—12 см, ширину 4—6 см, толщину 3—4 см. Вес обеих почек составляет: у мужчин — 250-340 г, у женщин — 230-310 г.

Левая почка несколько длиннее правой. Верхний конец почки отстоит от позвоночника на 4—5 см, нижний — на 6-7 см. У женщин обе почки расположены ниже, чем у мужчин, на половину высоты позвонка. В тканях почек выделяют:

1. корковый слой, в котором протекают аэробные процессы с затратой кислорода для выработки АТФ,
2. мозговой слой, в котором протекают анаэробные процессы без участия кислорода для выработки АТФ.

Почки составляют лишь 0,4% веса тела человека, но для выполнения своих 11 основных функций в организме человека потребляют 10% кислорода, поступающего в организм.

Функции почек в организме человека:

• Выделительная — выведение из организма конечных продуктов метаболизма.
• Детоксикационная — выведение из организма токсических и лекарственных соединений, чуждых организму человека.
• Гормональная:
  • биосинтез из витамина D3 гормона кальцитриола,
  • через систему ренин-ангиотензин II биосинтез гормонов альдостерона и вазопрессина.
• Восстановление объема крови после кровопотери — восстановление кровяного давления через ренин-ангиотензиновую систему (АД).
• Стимуляция кроветворения за счет биосинтеза эритропоэтина, который активирует в костном мозге биосинтез эритроцитов крови.
• Поддержание кислотно-основного равновесия в организме (изогидрии), величин BE, pCO₂ и рН крови.
• Поддержание изоосмии (постоянного осмотического давления крови, равного 285 мОсм/л).
• Поддержание водно-солевого баланса.
• Анаболическая функция, в тканях почек идет биосинтез глюкозы (глюконеогенез), биосинтез фосфолипидов, биосинтез простагландинов PGA2 и PGE2, 1-я пусковая реакция биосинтеза креатина.
• Противосвертывающая — в тканях почек синтезируется плазминоген, который затем превращается в плазмин. Активатором плазминогена является урокиназа, биосинтез которой протекает в почках.
• Катаболическая — в тканях почек содержатся ферменты, вызывающие распад гормонов: инсулина, глюкагона, соматотропина, пролактатина до конечных продуктов.

Механизм и регуляция выделительной функции почек

Строение нефрона:

1. сосудистый клубочек Шумлянского;
2. капсула Боумена;
3. проксимальные канальцы (извитой и прямой);
4. петля Генля;
5. дистальные канальцы (прямой и извитой);
6. собирательная трубочка.

Клубочковая фильтрация. Физико-химический фактор (основной) — капиллярное давление (КД), создаваемое за счет разности диаметров приносящих и выносящих капилляров сосудистого клубочка Шумлянского. Препятствующей фильтрации силой является онкотическое давление за счет белков крови.

ФД в норме составляет 30 мм рт. ст.

Реабсорбция в почечных канальцах осуществляется по различным механизмам: в проксимальных почечных канальцах имеет место изотоническая реабсорбция, с затратой энергии в виде молекул АТФ, без участия гормонов. В дистальных почечных канальцах имеет место гормонально регулируемая реабсорбция, без затраты энергии (АТФ) (дифференцированая реабсорбция). Количественная характеристика реабсорбции в проксимальных канальцах: с затратой АТФ работают ионные насосы, и из первичной мочи в кровь активно переносятся: ионы натрия — 80%, ионы калия — 93%, ионы кальция — 69%, бикарбонат-ионы — 80%, хлорид-ионы — 70%, глюкоза — 100%, аминокислоты — 100%, креатин — 100%, фосфат-ионы — 95%, мочевина — 50%, вода — 70% — переходит в кровь пассивно, так как в крови образуется гипертонический раствор в проксимальном канале. Реабсорбция в дистальных канальцах почек регулируется тремя факторами:

1. ЦНС;
2. гормонами (альдостерон, вазопрессин, кальцитриол, кальцитонин, паратгормон);
3. простагландинами (PGA2 и PGE2).

Количественная характеристика реабсорбции в дистальных канальцах: вода — 20%; под влиянием вазопрессина (антидиуретического гормона) активируется биосинтез белка аквапорина, который, встраиваясь в мембраны клеток, контактирующих с мочой, способствует переходу воды из первичной мочи в плазму крови; ионы натрия — 20% — под влиянием альдостерона обратно всасываются в кровь; фосфатионы и ионы кальция — 30% — реабсорбируются под влиянием двух гормонов — паратгормона и кальцитриола; бикарбонат-ионы — полностью (еще 20%) возвращаются в плазму крови, т.е. если в почках нет патологического процесса, то в моче полностью отсутствуют бикарбонат-ионы. На реабсорбцию в дистальных канальцах почек оказывает влияние ЦНС: так, при эмоциональных стрессах может быть или анурия (прекращение мочеобразования), или полиурия.

Третий этап образования мочи — секреция. В окончательную мочу секретируются:

1. креатинин — содержится в крови и секретируется;
2. аммиак (NH3) — образуется в клетках канальце-вого эпителия и в виде солей аммония NH4 выводится с мочой;
3. протон (Н+) — секретируется из крови;
4. ионы (К+) — секретируются из крови.

Участие почек в обезвреживании ксенобиотиков

Вещества, поступающие в организм из окружающей среды и не включаемые в обмен веществ, называют чужеродными, или ксенобиотиками. Лекарственные препараты и продукты их метаболизма после прекращения воздействия в организме должны быть инактивированы и удалены из организма. Растворимые (гидрофильные) ксенобиотики обезвреживаются вначале в клетках печени разнообразными микросомальными ферментами, превращаясь в гидрофильные, а затем идет их взаимодействие с глюкуроновой, серной кислотами или глицином с образованием нетоксичных парных соединений, которые почки удаляют из организма с мочой. Основная часть ксенобиотиков секретируется эпителием дистальных канальцев почек.

Гормональная функция почек

Важнейшей составляющей частью мембран всех клеток организма человека является холестерин (циклический одноатомный спирт). В мембранах клеток холестерин находится в свободном состоянии и используется для биосинтеза следующих жизненно необходимых соединений:

1. гормонов-глюкортикоидов, минералокортикоидов, половых;
2. витамина D3;
3. желчных кислот.

Биосинтез кальцитриола в почках стимулируют два фактора:

1. снижение концентрации в крови ионов кальция
2. увеличение секреции паратгормона пара-щитовидными железами.

Из почек кальцитриол транспортируется кровью в клетки слизистой кишечника, стимулируя в этих клетках биосинтез кальций-связывающего белка.

При снижении артериального давления в кровеносных сосудах почек или во всей кровеносной системе организма в юкстагломерулярных клетках почек вырабатывается протеолитический фермент ренин, отщепляющий от сложного белка ангиотензиногена (синтезируемого клетками печени и содержащего в своем составе 400 остатков аминокислот), с его аминного конца, пептид, состоящий из 10 аминокислот и получивший название ангиотензин I. Далее ангиотензин I в почках и легких подвергается воздействию фермента карбоксидипептидилпептидазы. Клиницисты фермент карбоксидипептидилпептидазу называют ангиотензинпревращающим ферментом (АПФ). Этот фермент синтезируется в легких, под его воздействием с карбоксильного конца ангиотензина I (декапептида) отщепляются 2 аминокислоты и образуется ангиотензин II (октапептид), под влиянием которого в гипоталамусе активируется биосинтез гормона вазопрессина, а в корневом слое надпочечников — биосинтез гормона альдостерона. В почках идет биосинтез гормона эритропоэтина.

Роль почек в поддержании кислотно-основного состояния в организме человека

Постоянство концентрации ионов водорода (Н+) во внутренней среде организма человека необходимо:

1. для поддержания трехмерной структуры биомолекул (особенно белков);
2. для действия ферментов в клетках;
3. для перехода в растворенное состояние неорганических соединений;
4. для стимуляции дыхательного центра в ЦНС.

Анаболическая функция почек в организме человека

Креатин играет очень важную роль в механизме мышечного сокращения (сердечной, скелетной, гладкой мускулатуры), так как его фосфорилированная форма — креатинфосфат — является транспортной формой переноса энергии, синтезированной в митохондриях, через мембрану митохондрий в мышцы. Первая стадия биосинтеза креатина протекает в почках (это ведущая стадия).

Среди ученых, изучающих молекулярные основы процессов жизнедеятельности в организме человека, существует твердое убеждение, что «почка — это маленькая печень». Это соответствует действительности: в корковом слое почки протекают процессы, аналогичные биосинтетическим процессам в гепатоцитах печени.

Так, клетки мозга, в отличие от клеток мышц, жировой ткани и других клеток, энергию получают только окислением глюкозы. Ежесуточно организм человека использует 160 г глюкозы для получения АТФ, из них 120 г расходуют клетки мозга. При голодании или недостаточном поступлении глюкозы с пищей лишь в клетках печени и в корковом слое почек активируется глюконеогенез до свободной глюкозы, которая поступает в кровь и поддерживает гомеостаз: 80 г глюкозы в сутки могут синтезировать гепатоциты печени и 20 г — корковый слой почек.

Наряду с глюконеогенезом в почках, как и в гепатоцитах печени, происходит биосинтез сложных липидов — фосфолипидов.

Противосвертывающая функция почек в организме человека

Кровь — жидкая подвижная ткань, циркулирующая в закрытом сосудистом русле и осуществляющая связь организма с внешней средой, поддержание гомеостаза и объединение тканей и органов в единую систему.

Гемостаз. Остановка кровотечения происходит благодаря факторам свертывания (15 факторов) и образованию тромба в месте повреждения кровеносного сосуда. Образовавшийся тромб существует 3—7 дней (время регенерации поврежденного сосуда), после чего подвергается растворению под влиянием факторов противосвертывающей системы крови. Процесс расщепления фибрина тромба с образованием растворимых пептидов называется фибринолизом и осуществляется ферментом плазмином. Плазмин образуется из белка плазминогена, синтезируемого почками. В почках синтезируется и фермент урокиназа, которая плазминоген путем частичного протеолиза превращает в активный фермент — плазмин. Растворимые пептиды удаляются кровью, тромб рассасывается.

Катаболическая функция почек

Гормоны-белки, гормоны-пептиды, гормоны — производные аминокислот воздействуют на клетки-мишени организма человека мембранно-внутриклеточным механизмом. После своего воздействия гормоны должны быть разрушены, так как накопление и увеличение их количества в организме приводит к эндокринным заболеваниям. В почках подвергаются гидролизу до пептидов, а затем до аминокислот следующие гормоны: инсулин, глюкагон, соматотропин, АКТГ, вазопрессин, ФСГ, ЛГ, МСГ, тиреотропин, паратгормон, кальцитонин. Образовавшиеся аминокислоты кровь приносит в гепатоциты печени; 2/3 аминокислот используется в биосинтезе белков, синтезируемых в гепатоцитах печени, a 1/3 аминокислот распадается до конечных продуктов, давая энергию (АТФ).