Саморегуляция величины осмотического давления осуществляется функ-циональной системой (ФУС), поддерживающей оптимальное для метаболизма осмотическое давление крови.
внутреннее звено этой функциональной системы обеспечивается в пер-вую очередь работой почек, а также ЖКТ, лёгких, потовых желез. Активность почек изменяется по следующему механизму. При увеличении осмотического давления раздражаются периферические осморсцепторы, натриореценгоры различных участков сосудистого русла, а также центральные осморецепторы супраоптических ядер в гипоталамусе — центральном звене ФУС. Раздраже-ние осморецепторов приводит к увеличению выделения антидиуретического гормона (вазопрессин, АДГ) нейросекреторными клетками супраоптических
204
ГЪмеостатическая функция почек. Роль почек в осморегуляции и волюморегуляции.
ядер гипоталамуса. АДГ взаимодействует с V2-рецепторами базальной ци-топлазматической мембраны клеток почечного эпителия в собирательных трубках. При участии G-белков в клеточной мембране происходит активация фермента аденилатциклазы, и из АТФ образуется циклический аденозинмоно-фосфат (3',5'-цАМФ), который стимулирует протеинкиназу А и встраивание водных каналов (AQP 2) в апикальную мембрану. Это приводит к увеличению реабсорбции воды в почках, уменьшению диуреза и увеличению концентрации мочи.
Увеличение осмотического давления плазмы крови приводит к изменени-ям деятельности других органов, принимающих участие в стабилизации этой константы. Уменьшается выделение пота потовыми железами, снижается ко-личество испаряемой воды в дыхательных путях, уменьшаются потери воды в пищеварительном канале.
Помимо включения внутренних механизмов происходит активация и внешнего механизма саморегуляции путем формирования мотивации жажды. При увеличении осмотического давления крови возбуждение осморецепторов активирует клетки супраоптического ядра гипоталамуса - центра жажды. Су-хость слизистой оболочки полости рта и глотки усиливает возбуждение, по-ступающее в кору головного мозга, формируя субъективное чувство жажды. Мотивация жажды активизирует программы поведенческих реакций, направ-ленных на поиск и прием воды, что приводит к быстрому возвращению кон-станты осмотического давления к нормальному уровню.
Водное насыщение происходит в две фазы:
• фаза сенсорного насыщения - связана с выходом в кровь депонирован-ной воды при раздражении принимаемой водой рецепторов слизистой оболоч-ки полости рта и глотки;
• фаза истинного или метаболического насыщения - обусловлена всасыва-нием приня той воды в тонкой кишке и поступлением ее в кровь.
Объем жидкости в организме поддерживается также за счет волюморегу-лирующих механизмов, связанных с изменением секреции АДГ и натрийуре-тического пептида при возбуждении волюморецепторов, реагирующих на из-менение объема внутрисосудистой и внеклеточной жидкости. Волюморецеп-торы располагаются, в основном, в полых венах, предсердиях, приносящей артериоле и чувствительны к растяжению стенок предсердий и сосудов при из-менении объема циркулирующей крови и артериального давления. Например, при увеличении кровенаполнения левого предсердия активируются низкопоро-говые волюморецепторы. Импульсы возбуждения от них поступают в ЦНС по афферентным волокнам блуждающего нерва, что приводит к угнетению секре-ции АДГ, уменьшению реабсорбции воды и увеличению мочеотделения.
205
Глава 12. Выделение
Натрийуретический волюморегулирующий механизм связан с образова-нием и выделением атриального натрийуретического пептида при растяжении стенки предсердий. Стимуляция его образования происходит также при увели-чении:
• содержания в крови натрия и АДГ;
• давления крови в аорте (стойком);
• тонуса блуждающих нервов.
Влияния натрийуретического пептида на функции организма многообраз-ны. Его эффекты в отношении мочеобразования связаны в основном с воздей-ствием на клетки канальцевого эпителия и сосуды почки. Это проявляется в следующих эффектах:
• увеличении в конечной моче содержания натрия (увеличении иатрийуре-за), что связано с тормозящим действием пептида на секрецию гормона альдо-стерона, от которого зависит реабсорбция натрия в дистальных канальцах;
• увеличении объема конечной мочи вследствие увеличения скорости фильтрации в клубочках (пептид расширяет приносящие артериолы) и сниже-ния реабсорбции воды в канальцах (в связи с уменьшением реабсорбции на-трия);
• уменьшении секреции ренина клетками юкстагломерулярного аппарата
почек;
• увеличении выделения с мочой хлоридов, магния и кальция. Существенную роль в стабилизации осмот ического давления плазмы кро-
ви играют антинатрийуретические механизмы. Их активация связана с уве-личением секреции ренина клетками юкстагломерулярного аппарата почки (ЮГА), который расположен между приносящей и выносящей артериолами клубочка и частью стенки дистального канальца. В него входят гранулярные клетки приносящей артериолы, клетки плотного пятна дистального канальца и специальные клетки, которые контактируют с обеими группами клеток. Грану-лярные клетки ЮГА секретируют ренин, который является протеолитическим ферментом. Поступая в кровь, он превращает ангиотензиноген в малоактивный пептид - ангиотензин I. Ангиотензин I под влиянием ангиотензинпревращаю-щего фермента кровн превращается в ангиотензин II. Ангиотензин II повышает тонус системных и почечных артериальных сосудов, стимулирует активность симпатической нервной системы, повышает сократимость миокарда, ослабля-ет клубочковую фильтрацию, усиливает секрецию АДГ, способствует форми-рованию мотивации жажды. Кроме того, он стимулирует секрецию клетками клубочковой зоны коры надпочечников альдостеропа, который активирует ре-абсорбцию натрия в дистальных отделах нефрона и собирательных трубках.
К увеличению секреции ренина приводит: снижение давления крови в приносящей артериоле клубочка, возрастание концентрации натрия в моче
206
Участие ночек в регуляции кислотно-основного состояния внутренней среды организма.
дистального канальца и увеличение симпатических влияний на гранулярные клетки ЮГА, в мембране которых имеются бе га-адренорецепторы. Уменьше-ние секреции ренина происходит под влиянием натрийуретического атрио-пептида, а также при увеличении степени растяжения стенки приносящей ар-териолы клубочка.
Участие ночек в регуляции кислотно-основного состояния
внутренней среды организма.
Почки по мере необходимости могут экскретировагь кислые и щелочные продукты обмена. Реакция ультрафильтрата и мочи в проксимальных каналь-цах слабощелочная (рН 7,4). В процессе метаболизма клетки почечного эпите-лия в нормальных условиях выделяют много кислых продуктов, чем и объясня-ется тот факт, что конечная моча у человека имеет кислую реакцию в пределах 4,4-8,0.
В обеспечении кислотно-основного состояния важную роль играют катио-ны металлов, в частности, натрий. Клетки эпителия дистального отдела нефро-на помогают избежать избыточных потерь ионов натрия, обменивая их на ионы водорода. При сдвиге кислотно-основного состояния плазмы крови в кислую сторону этот обмен усиливается. В дистальных отделах нефрона действует об-мен Na' не только на Н+, но и на ионы 1С . Количество водорода и калия, секре-тируемых в обмен на Na+, зависит от содержания этих ионов в клетках. При ацидозе или недостаточности К+ секреция Н+ в ответ на реабсорбцию Na1 уве-личивается, а К1 снижается. Кислотность мочи возрастает. При относительном преобладании ионов К+ наблюдается обратная картина.
Интенсивность реабсорбции Na+ изменяет скорость секреции как Н+,так и К+. При увеличении скорости реабсорбции Na' возрастает объем секреции ноч-ками ионов Н' и К1 и выделение их с мочой. Снижение скорости реабсорбции натрия сопровождается уменьшением секреции ионов К+ и Н+.
Ионы водорода выделяются с мочой также в виде NH (H. Ион NH4+ образу-ется во всех канальцевых клетках преимущественно из глютамина, являюще-юся продуктом белкового обмена. Скорость выведения ионов аммония возрас-тает при сдвиге реакции мочи в кислую сторону (рис. 13.7). Выведение ионов Н+ при определённом значении рН мочи тем больше, чем выше содержание в моче аммония. В состоянии хронического ацидоза скорость образования NH4'
и его экскреции может увеличиваться в 10 раз. Вместе с тем снижение рН мочи ниже 4,5 даже в условиях очень тяжёлого хронического ацидоза не на-блюдается.
При белковом питании образуется много кислот, и моча закисляется. При потреблении растительной пищи рН мочи сдвигается в щелочную сторону. Мри интенсивной мышечной работе в кровь поступает большое количество
207
Глава 12. Выделение
молочной и фосфорной кислот, и почки в этих условиях резко увеличивают выделение кислых продуктов.