Реабсорбція та секреція білка, натрію та хлору у ниркових канальцях. Реабсорбція – це що таке? Як реалізується даний процес і що він являє собою? Реабсорбція води у нирках

Основною функцією нирок є переробка та виведення з організму продуктів обміну речовин, токсичних, медикаментозних сполук.

Нормальне функціонування нирок сприяє нормалізації артеріального тиску, процесу гомеостазу, утворення гормону еритропоетину.

Внаслідок нормального функціонування ниркової системи утворюється сеча. Механізм утворення сечі складається із трьох взаємопов'язаних етапів: фільтрація, реабсорбція, секреція. Поява збоїв у роботі органу призводить до розвитку небажаних наслідків.

Загальні поняття

Реабсорбція – це поглинання організмом із сечової рідини речовин різного походження.

Процес зворотного поглинання хімічних елементів відбувається через ниркові канали за участю епітеліальних клітин. Вони виконують функцію абсорбенту. Вони відбувається розподіл елементів, які у продуктах фільтрації.

Також вбирається вода, глюкоза, натрій, амінокислоти та інші іони, які транспортуються в кровоносну систему. Хімічні складові, які є продуктами розпаду, перебувають у надлишку в організмі, відфільтровуються даними клітинами.

Процес всмоктування відбувається у проксимальних канальцях. Потім механізм фільтрації хімічних сполук переходить у петлю Генле, дистальні звивисті канальця, збиральні трубочки.

RK6L2Aqdzz0

Механіка процесів

На етапі реабсорбції відбувається максимальне поглинання необхідних нормального функціонування організму хімічних елементів, іонів. Розрізняють декілька способів поглинання органічних компонентів.

1. Активний. Транспортування речовин відбувається проти електрохімічного, концентраційного градієнта: глюкоза, іони натрію, калію, магнію, амінокислоти.
2. Пасивний. Характеризується передачею необхідних компонентів за концентраційним, осмотичним, електрохімічним градієнтом: вода, сечовина, бікарбонати.
3. Транспортування з допомогою піноцитозу: білок.

Швидкість і рівень фільтрації, транспортування необхідних хімічних елементів і компонентів залежить від характеру їжі, способу життя, хронічних захворювань.

Види реабсорбції

Залежно від області канальців, через які відбувається розподіл поживних елементів, виділяють кілька видів реабсорбції:

• проксимальна;
• дистальна.

Проксимальна відрізняється здатністю даних каналів виділяти, переносити із первинної сечі амінокислоти, білок, декстрозу, вітаміни, воду, іонів натрію, кальцію, хлору, мікроелементи.

1. Виділення води відноситься до пасивного механізму транспортування. Швидкість та якість процесу залежить від наявності у продуктах фільтрації гідрохлориду та лугу.
2. Переміщення бікарбонату відбувається за допомогою активного та пасивного механізму. Швидкість вбирання залежить від області органу, якими проходить первинна сеча. Її проходження крізь канальці відрізняється динамічністю. Всмоктування компонентів через мембрану потребує певного часу. Пасивний механізм транспортації характеризується зменшенням обсягу сечі, збільшення концентрації бікарбонату.
3. Транспортування амінокислот та декстрози відбувається за участю епітеліальної тканини. Вони знаходяться в щітковій облямівці апікальної мембрани. Процес поглинання цих компонентів характеризується одночасним утворенням гідрохлориду. У цьому спостерігається низька концентрація бікарбонату.
4. Виділення глюкози відрізняється максимальним з'єднанням з клітинами, що транспортують. При високій концентрації глюкози збільшується навантаження на транспортуючі клітини. В результаті глюкоза не переміщається до кровоносної системи.

При проксимальному механізмі спостерігається максимальне поглинання білка, пептидів.

Дистальна реабсорбція впливає на кінцевий склад, концентрацію органічних компонентів у сечовій субстанції. При дистальному поглинанні спостерігається активне всмоктування лугу. Калій, іони кальцію, фосфати, хлорид транспортується пасивно.

Концентрація сечі, активізація всмоктування зумовлено особливостями будови ниркової системи.

Можливі проблеми

Дисфункції фільтруючого органу можуть призвести до розвитку різних патологій та порушень. До основних патологій відносяться:

1. Розлади канальцевої реабсорбції характеризуються збільшенням та зниженням всмоктування води, іонів, органічних компонентів із просвіту канальців. Дисфункція виникає внаслідок зниження активності транспортувальних ферментів, нестачі переносників, макроергів, травматизація епітелію.
2. Порушення екскреції, секреції епітеліальними клітинами ниркових канальців іонів калію, водню, продуктів обміну речовин: парааміногіппурової кислоти, діодрасту, пеніциліну, аміаку. Дисфункції виникають в результаті травмування дистальних відділів канальців нефронів, пошкодження клітин і тканин коркової та мозкової речовини органу. Ці дисфункції призводять до розвитку ниркових, позаниркових синдромів.
3. Ниркові синдроми відрізняються розвитком діурезу, погіршенням ритму сечовипускання, зміною хімічного складу та питомою вагою сечової субстанції. Дисфункції призводять до розвитку ниркової недостатності, нефритичного синдрому, тубулопатії.
4. Поліурія відрізняється збільшенням діурезу, зниженням частки сечі. Причинами патології є:

• надлишок рідини;
• активізація кровотоку через кіркову речовину нирок;
• збільшення гідростатичного тиску у судинах;
• зниження онкотичного тиску кровоносної системи;
• порушення колоїдно-осмотичного тиску;
• погіршення канальцевої реабсорбції води, іонів натрію

1. Олігурія. При цій патології спостерігається зменшення добового діурезу, збільшення частки сечової рідини. Основними причинами порушення є:

• нестача рідини в організмі. Виникає внаслідок активізації потовиділення, при діареї;
• спазм артеріол нирок, що приносять. Основною ознакою порушення є набряк;
• артеріальна гіпотензія;
• закупорка, травматизація капілярів;
• активізація процесу транспортування води, іонів натрію у дистальних канальцях.

1. Гормональні збої. Активізація вироблення альдостерону сприяє збільшенню всмоктування натрію у кровоносну систему. В результаті спостерігається скупчення рідини, що призводить до набряку, зниження концентрації калію в організмі.
2. Патологічні зміни епітеліальних клітин Вони є основною причиною дисфункції контролю концентрації сечі.

Встановити причину патології можна з допомогою лабораторних досліджень сечі.

jzchLsJlhIM

Нормальне функціонування нирок сприяє своєчасному виведенню з організму продуктів розпаду хімічних сполук, обміну речовин, токсичних елементів.

У разі перших ознак порушення нормальної роботи органу необхідно проконсультуватися з фахівцем. Несвоєчасне лікування чи його відсутність може призвести до розвитку ускладнень, хронічних захворювань.

Нирки в людському тілі виконують ряд функцій: це і регуляція об'єму крові та міжклітинної рідини, і видалення продуктів розпаду, і стабілізація кислотно-лужного балансу, і регуляція водно-сольової рівноваги тощо. Всі ці завдання вирішуються завдяки сечоутворенню. Канальцева реабсорбція – один із етапів цього процесу.

Канальцева реабсорбція

За добу нирки пропускають до 180 л первинної сили. Ця рідина з тіла не виводиться: так званий фільтрат проходить крізь канальці, де практично вся рідина всмоктується, а необхідні для життєдіяльності речовини – амінокислоти, мікроелементи, вітаміни, що повертаються до крові. Продукти розпаду та обміну видаляються з вторинною сечею. Об'єм її набагато менший – близько 1,5 л за добу.

Ефективність нирки як органу багато в чому визначається ефективністю канальцевої реабсорбції. Щоб уявити механізм процесу, необхідно розібратися в будові – ниркової одиниці.

Будова нефрону

"Робоча" клітина нирки складається з наступних частин.

• Ниркове тільце – клубочкова капсула, всередині розташовані капіляри.
• Проксимальний звивистий каналець.
• Петля Генле - складається з низхідної та висхідної частини. Тонка низхідна розташовується в мозковій речовині, згинається під 180 градусів для того, щоб піднятися в кіркову речовину до рівня клубочка. Ця частина формує висхідну тонку і товсту частини.
• Дистальний звивистий каналець.
• Кінцевий відділ – короткий фрагмент, з'єднаний із збиральною трубкою.
• Збиральна трубка - розміщується в мозковій речовині, відводить вторинну сечу в ниркову балію.

Загальний принцип розміщення такий: у кірковій речовині розміщуються ниркові клубочки, проксимальний та дистальний канальці, у мозковому – низхідні та товсті висхідні частини та збірні трубки. У внутрішній мозковій речовині залишаються тонкі відділи, збиральні трубки.
На відео будова нефрону:

Механізм реабсорбції

Для здійснення канальцевої реабсорбції задіяні молекулярні механізми, аналогічні переміщенню молекул через плазматичні мембрани: дифузія, ендоцитоз, пасивний та активний транспорт тощо. Найзначніший – активний та пасивний транспорт.

Активний – проводиться проти електрохімічного градієнта. Для його реалізації потрібна енергія та спеціальні транспортні системи.

Розглядають 2 види активного транспорту:

• Первинно-активний – у хід йде енергія, що виділяється при розщепленні аденозинтрифосфорної кислоти. Таким чином, переміщуються, наприклад, іони натрію, кальцію, калію, водню.
• Вторинно-активний – на перенесення енергія не витрачається. Рушійною силою виступає різниця в концентрації натрію в цитоплазмі і просвіті канальця. Переносник обов'язково включає іон натрію. Таким способом через мембрану проходить глюкоза та амінокислоти. Різниця у кількості натрію – менше у цитоплазмі, ніж зовні, пояснюється виведенням натрію у міжклітинну рідину за участю АТФ.

Після подолання мембрани комплекс розщеплюється на переносник – спеціальний білок, іон натрію та глюкозу. Переносник повертається до клітини, де готовий приєднати наступний іон металу. Глюкоза з міжклітинної рідини слід у капіляри і повертається в кровотік. Реабсорбується глюкоза лише у проксимальному відділі, оскільки лише тут формується необхідний переносник.

Амінокислоти всмоктуються за аналогічною схемою. А ось процес реабсорбції білка складніший: білок поглинається шляхом піноцитозу – захоплення рідини клітинною поверхнею, у клітині розпадається на амінокислоти, а потім слідує у міжклітинну рідину.

Пасивний транспорт - всмоктування проводиться по електрохімічному градієнту і підтримки не потребує: наприклад, всмоктування іонів хлору в дистальному канальці. Можливе переміщення по концентраційному, електрохімічному, осмотичному градієнтам.

Насправді реабсорбція проводиться за схемами, що включають різні способи транспортування. Причому залежно від ділянки нефрону абсорбуватися речовини можуть по-різному або зовсім не поглинатися.

Наприклад, вода засвоюється в будь-якому відділі нефрону, але різними методами:

• близько 40–45% води всмоктується в проксимальних канальцях по осмотичному механізму – за іонами;
• 25-28% води поглинається в петлі Генле за поворотно-протипотоковим механізмом;
• у дистальних звивистих канальцях поглинається до 25% води. Причому якщо у двох попередніх відділах поглинання води проводиться незалежно від водного навантаження, то в дистальний процес регулюється: вода може виводитися з вторинною сечею або утримуватися.

Обсяг вторинної сечі досягає лише 1% від первинного обсягу.
На відео процес реабсорбції:

Рух речовини, що реабсорбується

Розрізняють 2 методи переміщення реабсорбується в міжклітинну рідину:

• парацелюрний – перехід проводиться через одну мембрану між двома щільно з'єднаними клітинами. Це, наприклад, дифузія, або перенесення з розчинником, тобто пасивний транспорт;
• трансцелюрний – «через клітку». Речовина долає 2 мембрани: люмінальну або апікальну, яка відокремлює фільтрат у просвіті канальця від клітинної цитоплазми, та базолатеральну, що виступає бар'єром між інтерстиціальною рідиною та цитоплазмою. Хоча один перехід реалізується за механізмом активного транспорту.

Види

У різних відділах нефрону реалізуються різні способи реабсорбції. Тому на практиці часто використовують поділ з особливостей роботи:

• проксимальний відділ - звита частина проксимального канальця;
• тонкий – частини петлі Генле: тонка висхідна та низхідна;
• дистальний - дистальний звивистий каналець, що з'єднує і товста висхідна частина петлі Генле.

Проксимальна

Тут поглинається до 2/3 води, і навіть глюкоза, амінокислоти, білки, вітаміни, багато іонів кальцію, калію, натрію, магнію, хлору. Проксимальний каналець – основний постачальник глюкози, амінокислот та білків у кров, тому цей етап є обов'язковим і незалежний від навантаження.

Схеми реабсорбції застосовуються різні, що визначається видом речовини, що всмоктується.

Глюкоза в проксимальному канальці поглинається майже повністю. З просвіту канальця в цитоплазму вона слідує через люмінальну мембрану за допомогою контртранспорту. Це вторинний активний транспорт, котрому потрібна енергія. Використовується та, що виділяється при переміщенні іона натрію електрохімічним градієнтом. Потім глюкоза проходить крізь базолатеральну мембрану методом дифузії: глюкоза накопичується у клітині, що забезпечує різницю у концентрації.

Енергія потрібна під час переходу крізь люмінальну мембрану, перенесення через другу мембрану енергетичних витрат вимагає. Відповідно, головним чинником поглинання глюкози виявляється первинно-активний транспорт натрію.

За такою ж схемою реабсорбуються амінокислоти, сульфат, неорганічний фосфат кальцію, органічні поживні речовини.

Низькомолекулярні білки виявляються у клітині за допомогою піноцитозу та в клітині розпадаються на амінокислоти та дипептиди. Цей механізм не забезпечує 100% всмоктування: частина білка залишається у крові, а частина видаляється із сечею – до 20 г на добу.

Слабкі органічні кислоти та слабкі основи через низький рівень дисоціації реабсорбуються методом неіонної дифузії. Речовини розчиняються в ліпідному матриксі і поглинаються концентраційним градієнтом. Всмоктування залежить від рівня pH: при зменшенні дисоціація кислоти падає, а дисоціація основ підвищується. При високому рівні рН збільшується дисоціація кислот.

Ця особливість знайшла застосування при виведенні отруйних речовин: при отруєнні в кров вводять препарати, що залужують її, що збільшує ступінь дисоціації кислот і допомагає вивести їх із сечею.

Петля Генлі

Якщо в проксимальному канальці іони металів та вода реабсорбуються практично в однакових частках, то в петлі Генле всмоктується здебільшого натрій та хлор. Води ж поглинається від 10 до 25%.

У петлі Генлі реалізується поворотно-протипоточний механізм, заснований на особливості розташування низхідної та висхідної частини. Спадна частина не поглинає натрій і хлор, але залишається проникною для води. Висхідна всмоктує іони, але для води виявляється непроникною. У результаті всмоктування хлориду натрію висхідною частиною визначає ступінь поглинання води низхідною частиною.

Первинний фільтрат потрапляє у початкову частину низхідної петлі, де осмотичний тиск нижче порівняно з тиском міжклітинної рідини. Сеча спускається по петлі, віддаючи воду, але зберігаючи іони натрію та хлору.

Оскільки вода виводиться, осмотичний тиск у фільтраті зростає та досягає максимального значення у поворотній точці. Потім сеча слідує по висхідній ділянці, зберігаючи воду, але втрачаючи іони натрію і хлору. У дистальний каналець сеча потрапляє гіпоосмотична – до 100–200 мосм/л.

По суті, у низхідному відділі петлі Генле сеча концентрується, а у висхідній – розлучається.

На відео будова петлі Гентле:

Дистальна

Дистальний каналець слабо пропускає воду, а органічні речовини тут зовсім не всмоктуються. У цьому відділі провадиться подальше розведення. У дистальний каналець потрапляє близько 15% первинної сечі, а виводиться близько 1%.

У міру переміщення дистальним канальцем вона стає все більш гіперосмотичною, оскільки тут поглинаються в основному іони і частково вода - не більше 10%. Розведення триває у збиральних трубках, де і формується кінцева сеча.

Особливістю роботи цього сегмента є можливість регулювання процесу всмоктування води та іонів натрію. Для води регулятором є антидіуретичний гормон, а натрію – альдостерон.

Норма

Для оцінки функціональності нирки використовуються різні параметри: біохімічний склад крові та сечі, величина концентраційної здатності, а також парціальні показники. До останніх і відносять показники канальцевої реабсорбції.

Швидкість клубочкової фільтрації – вказує на виділення здібності органу, це швидкість фільтрації первинної сечі, що не містить білок, через клубочковий фільтр.

Канальцева реабсорбція вказує на всмоктувальні здібності. Обидві ці величини не є постійними і змінюються протягом доби.

Норма ШКФ – 90–140 мл/хв. Найбільш високий її показник вдень знижується до вечора, а вранці знаходиться на найнижчому рівні. При фізичному навантаженні, потрясіннях, нирковій або серцевій недостатності та інших недугах СКФ падає. Може збільшуватися на початкових стадіях цукрового діабету та при гіпертонії.

Канальцева реабсорбція не вимірюється безпосередньо, а розраховується як різницю між СКФ та хвилинним діурезом за формулою:

Р = (СКФ - Д) x 100 / СКФ, де,

• СКФ – швидкість клубочкової фільтрації;
• Д – хвилинний діурез;
• Р – канальцева реабсорбція.

При зниженні обсягу крові – операція, втрата крові, спостерігається підвищення канальцевої реабсорбції у бік зростання. На фоні прийому діуретиків, при деяких ниркових недугах зменшується.

Нормою для канальцевої реабсорбції є 95-99%. Звідси і така велика різниця між об'ємом первинної сечі – до 180 л, та об'ємом вторинної – 1–1,5 л.

Для отримання цих величин вдаються до проби Реберга. За її допомогою обчислюють кліренс – коефіцієнт очищення ендогенного креатиніну. За цим показником обчислюють СКФ та величину канальцевої реабсорбції.

Пацієнт утримується у лежачому положенні протягом 1 години. За цей час збирається сеча. Аналіз проводиться натще.

За півгодини з вени беруть кров.

Потім у сечі та крові знаходять кількість креатиніну та обчислюють СКФ за формулою:

СКФ = М x Д/П, де

• М – рівень креатиніну у сечі;
• П – рівень речовини у плазмі
• Д – хвилинний обсяг сечі. Розраховується розподілом обсягу тимчасово виділення.

За даними можна класифікувати ступінь ушкодження нирки:

• Зменшення швидкості фільтрації до 40 мл/хв є ознакою ниркової недостатності.
• Зменшення ШКФ до 5-15 мл/хв свідчить про термінальну стадію недуги.
• Зменшення КР зазвичай слідує після водного навантаження.
• Зростання КР пов'язане зі зменшенням об'єму крові. Причиною може бути втрата крові, а також нефрити – за такої недуги ушкоджується клубочковий апарат.

Порушення канальцевої реабсорбції

Регуляція канальцевої реабсорбції

Кровообіг у нирках виступає процесом відносно автономним. При змінах артеріального тиску від 90 до 190 мм. рт. ст. тиск у ниркових капілярах утримується на звичайному рівні. Пояснюється така стабільність різницею в діаметрі між кровоносними судинами, що приносять і виносять.

Виділяють два найбільш значущі методи: міогенна ауторегуляція і гуморальна.

Міогенна – при зростанні артеріального тиску стінки приносять артеріол скорочуються, тобто, в орган надходить менший об'єм крові і тиск падає. Звуження найчастіше викликає ангіотензин II, так само впливають тромбоксани і лейкотрієни. Судинорозширювальними речовинами виступають ацетилхолін, дофамін і таке інше. В результаті їх дії нормалізується тиск у клубочкових капілярах для того, щоб утримувати нормальний рівень СКФ.

Гуморальна – тобто за допомогою гормонів. По суті, головним показником канальцевої реабсорбції є рівень всмоктування води. Процес цей можна розділити на 2 етапи: обов'язковий – той, що проводиться у проксимальних канальцях та незалежний від водного навантаження, та залежний – реалізується у дистальних канальцях та збірних трубочках. Цей етап регулюється гормонами.

Головним серед них є вазопресин, антидіуретичний гормон. Він зберігає воду, тобто сприяє затримці рідини. Синтезується гормон в ядрах гіпоталамуса, переміщається в нейрогіпофіз, а звідти потрапляє в кровотік. У дистальних відділах є рецептори АДГ. Взаємодія вазопресину з рецепторами призводить до покращення проникності мембран для води, завдяки чому вона поглинається краще. У цьому АДГ як збільшує проникність, а й визначає рівень проникності.

За рахунок різниці тисків у паренхімі та дистальному канальці вода з фільтрату залишається в тілі. Але на тлі низької всмоктування іонів натрію діурез може бути високим.

Всмоктування іонів натрію регламентує альдостерон, а також натрійуретичний гормон.

Альдестерон сприяє канальцевій реабсорбції іонів та утворюється при зниженні рівня іонів натрію у плазмі. Гормон регулює створення всіх необхідних для перенесення натрію механізмів: каналу апікальної мембрани, переносника, що становлять натрій-калієвий насос.

Особливо сильний його вплив на ділянці збірних трубочок. «Працює» гормон як у нирках, так і в залозах, і в шлунково-кишковому тракті, покращуючи всмоктування натрію. Також альдостерон регулює чутливість рецепторів до АДГ.

Альдостерон виникає і з іншої причини. При зниженні артеріального тиску синтезується ренін – речовина, яка контролює тонус судин. Під впливом реніну аг-глобулін з крові трансформується в ангіотензин І, а потім в ангіотензин ІІ. Останній виступає найсильнішою судинозвужувальною речовиною. Крім того, він запускає вироблення альдостерону, що зумовлює реабсорбцію іонів натрію, що спричиняє затримку води. Цей механізм – затримка води та звуження судин, створює оптимальний артеріальний тиск і нормалізує кровотік.

Натріюретичний гормон утворюється в передсерді при його розтягуванні. Опинившись у нирках, речовина зменшує реабсорбцію іонів натрію та води. При цьому кількість води, яка потрапляє у вторинну сечу, збільшується, що зменшує загальний об'єм крові, тобто розтягування передсердь зникає.

Крім того, на рівень канальцевої реабсорбції впливають і інші гормони:

• паратгормон – покращує всмоктування кальцію;
• тиреокальційтонін – знижує рівень реабсорбції іонів цього металу;
• адреналін – його вплив залежить від дози: при малій кількості адреналін знижує СКФ фільтрацію, у великій дозі – канальцева реабсорбція підвищена;
• тироксин та соматропний гормон – посилюють діурез;
• інсулін – покращує поглинання іонів калію.

Механізм впливу різний. Так, пролактин підвищує проникність клітинної мембрани для води, а паратирин змінює осмотичний градієнт інтерстицію, тим самим впливаючи на осмотичний транспорт води.

Канальцева реабсорбція – механізм, що зумовлює повернення води, мікроелементів та поживних речовин у кров. Здійснюється повернення реабсорбція, на всіх ділянках нефрону, але за різними схемами.

Через війну активного всмоктування більшості осмотично активних компонентів фільтрату через стінки канальців реабсорбується вода, що рухається внаслідок дифузії, тобто. пасивно.
Для кількісної характеристики долі різних речовин у нефроні їх зіставляють із виділенням речовин, які повністю фільтруються в клубочках і надалі повністю виділяються з вторинною сечею.
Кліренс - коефіцієнт очищення крові від різних речовин - поняття певною мірою умовне. У кількісному відношенні він характеризується об'ємом плазми крові, що повністю очищається нирками від тієї чи іншої речовини за 1 хв. Кліренс визначається так званим «безпороговим» речовин, тобто. речовин, що повністю виділяються при одноразовому проходженні через нирки. Кліренс інуліну визначає обсяг клубочкової фільтрації і дорівнює приблизно 120 мл/хв. Кліренс парааміногіппурової кислоти використовується для оцінки ефективного ниркового плазмотоку і дорівнює 600-650 мл/хв.
У проксимальному відділі нефрону секретуються переважно метаболіти, дистальному - іони К, Н, NH4.

Порушення реабсорбції білка

Глюкоза, що фільтрується, практично повністю реабсорбується клітинами проксимальних канальців і зазвичай вона виділяється з сечею відбувається в незначних кількостях. При реабсорбції глюкоза з'єднується з переносником (вона фосфорилюється) та переноситься через базальну частину клітини в кров. Істотна роль іонів натрію і Na-насоса.
При гіперглікеміях, що супроводжують цукровий діабет, вміст глюкози в крові перевищує рівень «ниркового порога» 8 ммоль/л, через клубочки фільтрується багато глюкози, і ферментні системи не здатні забезпечити повну реабсорбцію, розвивається глюкозурія. Щоправда, у випадках цукрового діабету глюкозурії може і не бути у зв'язку з пошкодженням нирок (ангіопатії) і зменшенням фільтрації. Спадковий дефект ферментних систем реабсорбції глюкози проявляється у вигляді ниркового цукрового діабету домінантно успадкованого захворювання, у якому розвивається глюкозурія і натомість нормального і навіть зниженого рівня глюкози крові. Глюкозурія може бути наслідком пошкодження епітелію канальців при ішеміях нирок або отруєння ртутьсодержащими препаратами або лізолом.

Порушення реабсорбції білка

Білок реабсорбується в проксимальних канальцях шляхом піноцитозу, частково розщеплюється, потім низькомолекулярні компоненти надходять у кров. Механізми реабсорбції білка вивчені мало. Відомо, зокрема, важливе значення гемодинаміки. Поява білка у сечі позначається як протеїнурія (альбумінурія частіше). Тимчасова невисока протеїнурія до 1 г/л може траплятися у здорових осіб після інтенсивної тривалої фізичної роботи. Постійна та вища протеїнурія - ознака захворювання нирок. За механізмом розвитку її умовно поділяють на гломерулярну та тубулярну (клубочкову та канальцеву). При гломерулярній протеїнурії у зв'язку з підвищенням проникності фільтруючої мембрани білок у великих кількостях надходить у порожнину Шумлянського капсули-Боумена, що перевищує ребсорбційні можливості канальцевого апарату. При пошкодженні клубочків розвивається помірна протеїнурія. Щоправда, ступінь протеїнурії не відбиває тяжкості захворювання нирок. Тубулярна протеїнурія пов'язана з порушенням реабсорбції білка на фоні пошкодження епітелію канальців (амілоїдоз, сулемовий некронефроз) або при порушенні лімфовідтоку. Масивна протеїнурія спостерігається при нефротичному синдромі, коли ушкоджуються і клубочки, і канальці.

(module директ4)

Транспорт електролітів у нефроні

Клітини проксимального відділу нефрону реабсорбують більшість компонентів ультрафільтрату, але провідне значення у цьому процесі належить реабсорбції натрію з супутніми аніонами. Саме реабсорбція натрію – найбільш значна за обсягом та енергетичними витратами функція нирок. Реабсорбція натрію значною мірою визначає загальну кількість сечі, що виділяється, участь нирок у регуляції води в організмі, осмотичну концентрацію, іонний склад крові та інші життєво важливі показники. За добу нирки фільтрують 1200 г натрію, а виділення не перевищує 5-10 г. Реабсорбція натрію в різних відділах нефрону має виражені особливості. Так, у проксимальних відділах, де реабсорбується до 75% профільтрованого натрію, його реабсорбція – активний процес, але здійснюється вона проти невисокого градієнта. Реабсорбція натрію в дистальних відділах здійснюється проти високого концентраційного градієнта, що і обумовлює виділення сечі, що майже не містить іонів натрію. Як встановлено, дистальна реабсорбція натрію регулюється альдостероном – гормоном кори надниркових залоз. Біохімічні механізми активного транспорту іонів натрію багато в чому залишаються незрозумілими. Надається певне значення Mg-залежній АТФазі, СДГ, альфа-кетоглютаратдегідрогеназі.
Порушення реабсорбції іонів натрію можуть розвинутись, коли знижена продукція альдостерону або при дії інгібіторів (осмотичні діуретики), або при зниженні чутливості ниркового епітелію до альдостерону. У таких умовах поряд з іонами натрію втрачається вода з можливим розвитком дегідратації.
Виділення іонів калію становить близько 10% профільтрованого в клубочках, причому іони калію не тільки реабсорбуються, а й частково секретуються в дистальних канальцях.

Осмотичне розведення та концентрування сечі

З 120 мл фільтрату реабсорбуються за 1 хв 119 мл. До 85% цієї кількості реабсорбується в проксимальних відділах канальців за осмотично активними речовинами (Na, глюкоза та інших.), що визначається як «обов'язкова реабсорбція» води. Близько 15% реабсорбується в дистальних відділах та збиральних трубках – «факультативна реабсорбція».
Рівень обов'язкової реабсорбції може зменшуватися при порушенні реабсорбції іонів натрію або глюкози (поліурія при цукровому діабеті, призначенні осмотичних діуретиків альдоктан). Факультативна реабсорбція води пригнічується за нестачі АДГ чи відсутність реакції ниркового епітелію на останній (форми нецукрового діабету).
Нирки здатні виділяти сечу в 4 рази гіпертонічніше і в 6 разів гіпотонічніше плазми крові з коливаннями відносної осмотичної концентрації 1002-1035. Зниження здатності нирок концентрувати сечу виявляється як гіпостенурії чи изостенурии.
Зазначається повне припинення осмотичного концентрування. Максимальна осмотична концентрація становить 270-330 ммоль/л (відносна – 1010-1012).
Добовий діурез у здорових дорослих – близько 70% від екзогенно введеної води. Мінімальний обсяг сечі, необхідний виділення шлаків - 500 мл. Поліурія – виділення добової кількості сечі понад 2000 мл, олігурія – 400-500 мл, анурія – до 200 мл.
У патогенезі порушень виділення сечі важливе значення має стан нервової та гуморальної регуляції. Емоційні чинники можуть змінювати діурез, причому активація процесів збудження у корі мозку призводить до поліурії, а гальмування - колігурії. Поліурію та олігурію можна отримати умовно-рефлекторним шляхом або шляхом гіпнотичного навіювання.
Досить часто в умовах патології трапляється рефлекторна больова анурія. Рефлекторне гальмування сечовиділення можливе з різних рефлексогенних зон. У патогенезі особливе значення має рено-ренальний рефлекс, коли травма чи інше ушкодження однієї нирки викликає тимчасову анурію іншої, неушкодженої. При цьому внаслідок активації симпатоадреналової системи підвищується тонус ниркових артеріол, що призводить до зниження клубочкової фільтрації.
Мають значення гормональні впливи - тироксин збільшує клубочкову фільтрацію і, подібно до глюкокортикоїдів, підвищує діурез.

Канальцева реабсорбція - це процес зворотного всмоктування води і речовин з сечі, що міститься в просвіті канальців, в лімфу і кров.

Основна маса молекул реабсорбується у проксимальному відділі нефрону. Тут практично повністю абсорбуються амінокислоти, глюкоза, вітаміни, білки, мікроелементи, значна кількість іонів Na+, C1-, HCO3- та багато інших речовин.

У петлі Генлі, дистальному відділі канальця та збиральних трубочках всмоктуються електроліти та вода.

Альдостерон стимулює реабсорбцію Na+ та екскрецію K+ та H+ у ниркові канальці у дистальному відділі нефрону, у дистальному канальці та кортикальних збиральних трубочках.

Вазопресин сприяє реабсорбції води з дистальних звивистих канальців та збиральних трубок.

За допомогою пасивного транспорту здійснюється реабсорбція води, хлору, сечовини.

Активним транспортом називають перенесення речовин проти електрохімічного та концентраційного градієнтів. Причому розрізняють первинно-активний та вторинно-активний транспорт. Первинно-активний транспорт відбувається із витратою енергії клітини. Прикладом є перенесення іонів Na+ за допомогою ферменту Na+/K+-АТФази, що використовує енергію АТФ. При вторинно-активному транспорті перенесення речовини здійснюється з допомогою енергії транспорту іншого речовини. Механізмом вторинно-активного транспорту реабсорбуються глюкоза та амінокислоти.

Величині максимального канальцевого транспорту відповідає старе поняття "нирковий поріг виведення". Для глюкози ця величина становить 10 ммоль/л.

Речовини, реабсорбція яких не залежить від їхньої концентрації в плазмі крові, називаються непороговими. До них відносяться речовини, які або взагалі не реабсорбуються (інулін, манітол) або мало реабсорбуються і виділяються із сечею пропорційно накопиченню їх у крові (сульфати).

У нормі невелика кількість білка потрапляє у фільтрат та реабсорбується. Процес реабсорбції білка здійснюється за допомогою піноцитозу. Увійшовши в клітину, білок піддається гідролізу з боку ферментів лізосом і перетворюється на амінокислоти. Не всі білки піддаються гідролізу, частина їх перетворюється на кров у незміненому вигляді. Цей процес активний і потребує енергії. Поява білка в сечі зветься протеїнурії. Протеїнурія може бути і у фізіологічних умовах, наприклад, після тяжкої м'язової роботи. В основному протеїнурія має місце у патології при нефритах, нефропатіях, при мієломній хворобі.

Сечовина відіграє важливу роль у механізмах концентрування сечі, вільно фільтрується у клубочках. У проксимальному канальці частина сечовини пасивно реабсорбується за рахунок концентрації градієнта, який виникає внаслідок концентрування сечі. Решта сечовини доходить до збірних трубочок. У збиральних трубочках під впливом АДГ відбувається реабсорбція води та концентрація сечовини підвищується. АДГ посилює проникність стінки і для сечовини, і вона перетворюється на мозкову речовину нирки, створюючи тут приблизно 50% осмотичного тиску. З інтерстицію по концентраційному градієнту сечовина дифундує в петлю Генле і знову надходить у дистальні канальці та збиральні трубочки. Таким чином, відбувається внутрішньонирковий кругообіг сечовини. У разі водного діурезу всмоктування води у дистальному відділі нефрону припиняється, а сечовини виводиться більше. Таким чином, її екскреція залежить від діурезу.

Реабсорбція слабких кислот та основ залежить від того, в якій формі вони знаходяться – в іонізованій чи неіонізованій. Слабкі основи та кислоти в іонізованому стані не реабсорбуються та виводяться із сечею. Ступінь іонізації основ збільшується в кислому середовищі, тому вони з більшою швидкістю екскретуються з кислою сечею, слабкі кислоти, навпаки, швидше виводяться із лужною сечею. Це має велике значення, оскільки багато лікарських речовин є слабкими основами або слабкими кислотами. Тому при отруєнні ацетилсаліциловою кислотою або фенобарбіталом (слабкими кислотами) необхідно вводити лужні розчини (NaHCO3), щоб перевести ці кислоти в іонізований стан, тим самим сприяючи їх швидкому виведенню з організму. Для швидкої екскреції слабких основ необхідно вводити у кров кислі продукти закислення сечі.

Вода реабсорбується у всіх відділах нефрону пасивно за рахунок транспорту осмотично-активних речовин: глюкози, амінокислот, білків, іонів натрію, калію, кальцію, хлору. При зниженні реабсорбції осмотично активних речовин зменшується реабсорбція води. Наявність глюкози в кінцевій сечі призводить до збільшення діурезу (поліурії).

Основним іоном, який забезпечує пасивне всмоктування води, є натрій. Натрій, як зазначалося вище, також необхідний транспорту глюкози і амінокислот. Крім того, він відіграє важливу роль у створенні осмотично активного середовища в інтерстиції мозкового шару нирки, завдяки чому відбувається концентрація сечі.

Надходження натрію з первинної сечі через апікальну мембрану всередину клітини канальцевого епітелію відбувається пасивно електрохімічним і концентраційним градієнтам. Виведення натрію з клітин через базолатеральні мембрани здійснюється активно за допомогою Na+/K+-АТФази. Оскільки енергія клітинного метаболізму витрачається перенесення натрію, транспорт його є первинно-активним. Транспорт натрію у клітину може відбуватися з допомогою різних механізмів. Один з них - це обмін Na + на Н + (протитечний транспорт, або антипорт). В цьому випадку іон натрію переноситься всередину клітини, а іон водню – назовні. Інший шлях перенесення натрію у клітину здійснюється за участю амінокислот, глюкози. Це так званий котранспорт, чи симпорт. Частково реабсорбція натрію пов'язана із секрецією калію.

Серцеві глікозиди (строфантин К, оубаїн) здатні пригнічувати фермент Na+/К+-АТФазу, що забезпечує перенесення натрію з клітини в кров та транспорт калію з крові в клітину.

Велике значення в механізмах реабсорбції води та іонів натрію, а також концентрування сечі має робота так званої поворотно-протиточної розмножувальної системи. Після проходження проксимального відрізка канальця ізотонічний фільтрат у зменшеному обсязі надходить у петлю Генле. У цьому ділянці інтенсивна реабсорбція натрію не супроводжується реабсорбцією води, оскільки стінки цього відрізка мало проникні води під впливом АДГ. У зв'язку з цим наступають розведення сечі у просвіті нефрону та концентрація натрію в інтерстиції. Розведена сеча в дистальному відділі канальця втрачає надлишок рідини, стаючи ізотонічною плазмою. Зменшений обсяг ізотонічної сечі надходить у збірну систему, що йде в мозковому шарі, високий осмотичний тиск в інтерстиції якого обумовлено підвищеною концентрацією натрію. У збиральних трубочках під впливом АДГ продовжується зворотне всмоктування води відповідно до концентраційного градієнта. Проходять в мозковому шарі vasa recta функціонують як протиточно-обмінні судини, що забирають на шляху до сосочків натрій і віддають його до повернення до кіркового шару. У глибині мозкового шару таким шляхом підтримується високий вміст натрію, що забезпечує резорбцію води зі збиральної системи та концентрацію сечі.

До 80% натрію, що профільтрувався, реабсорбується в проксимальних сегментах канальців, тоді як у дистальних сегментах і збірних трубках його всмоктується близько 8 - 10%.

У проксимальному сегменті натрій всмоктується з еквівалентною кількістю води, тому вміст канальця залишається ізоосмотичним. У проксимальних відділах висока проникність і натрію, і води. Через апікальну мембрану натрій входить до цитоплазми пасивно за градієнтом електрохімічного потенціалу. Далі натрій рухається цитоплазмою до базальної частини клітини, де знаходяться натрієві насоси (Na-K-АТФаза, залежна від Mg).

Пасивна реабсорбція іонів хлору відбувається у зонах клітинних контактів, які проникні як для хлору, але й води. Проникність міжклітинних проміжків перестав бути суворо постійної величиною, може змінюватися при фізіологічних і патологічних станах.

У низхідній частині петлі Генле натрій та хлор практично не всмоктуються.

У висхідній частині петлі Генле функціонує інший механізм всмоктування натрію та хлору. На апікальній поверхні розташована система перенесення в клітину іонів натрію, калію та двох іонів хлору. На базальній поверхні також є Na-K-насоси.

У дистальному сегменті провідним механізмом реабсорбції солей є Na-насос, що забезпечує реабсорбцію натрію проти високого концентраційного градієнта. Тут всмоктується близько 10% натрію. Реабсорбція хлору відбувається незалежно від натрію та пасивно.

У збиральних трубках транспорт натрію регулюється альдостероном. Натрій входить натрієвим каналом, рухається до базальної мембрани і переноситься в позаклітинну рідину Na-K-АТФазою.

Альдостерон діє на дистальні звивисті канальці та початкові відділи збірних трубок.

Транспорт калію

У проксимальних сегментах всмоктується 90-95% калію, що профільтрувався. Частина калію всмоктується у петлі Генлі. Виділення калію із сечею залежить від його секреції клітинами дистального канальця та збиральних трубок. При надмірному надходженні калію в організм його реабсорбція у проксимальних канальцях не знижується, але різко збільшується секреція у дистальних канальцях.

При всіх патологічних процесах, що супроводжуються зниженням функції фільтрації, відзначається значне збільшення секреції калію в канальцях нирок.

В одній і тій же клітині дистального канальця та збиральних трубок існують системи реабсорбції та секреції калію. При дефіцит калію вони забезпечують максимальне вилучення калію з сечі, а при надлишку - його секрецію.

Секреція калію через клітини в просвіт канальця є пасивним процесом, що відбувається за концентраційним градієнтом, а реабсорбція - активним. Посилення секреції калію під впливом альдостерону пов'язане не тільки з дією останнього на проникність калію, а й зі збільшенням надходження калію в клітину внаслідок посилення роботи Na-K-насосу.

Іншим важливим фактором регулювання транспорту калію в канальцях є інсулін, що зменшує екскрецію калію. Великий вплив на рівень виділення калію має стан кислотно-лужної рівноваги. Алкалоз супроводжується збільшенням виділення калію ниркою, а ацидоз призводить до зменшення каліюрезу.

Транспорт кальцію

Нирки та кістки відіграють головну роль у підтримці стабільного рівня кальцію в крові. За добу споживання кальцію становить близько 1 г. Кишечником виділяється 0,8, нирками - 0,1-0,3 г/добу. У клубочках фільтрується іонізований кальцій, який знаходиться у вигляді низькомолекулярних комплексів. У проксимальних канальцях реабсорбується 50% кальцію, що профільтрувався, у висхідному коліні петлі Генле - 20-25%, у дистальних канальцях - 5-10, у збірних трубках - 0,5-1,0%.

Секреції кальцію в людини немає.

У клітину кальцій надходить за градієнтом концентрації і зосереджується в ендоплазматичному ретикулумі та в мітохондріях. З клітини кальцій виводиться двома шляхами: з допомогою кальцієвого насоса (Са-АТФаза) та Na/Ca обмінника.

У клітині ниркового канальця має бути особливо ефективна система стабілізації рівня кальцію, оскільки він безперервно надходить через апікальну мембрану, а ослаблення транспорту в кров порушило б не тільки баланс кальцію в організмі, але й спричинило б патологічні зміни в самій клітині нефрону.

Гормони, що регулюють транспорт кальцію у нирці:

• Паратгормон
• Тирокальцітонін
• Соматотропний гормон

Серед гормонів, що регулюють транспорт кальцію у нирці, найбільше значення має паратгормон. Він зменшує реабсорбцію кальцію в проксимальному канальці, проте при цьому знижується його екскреція ниркою внаслідок стимуляції всмоктування кальцію в дистальному сегменті нефрону та збиральних трубках.

На противагу паратгормону тирокальцитонін викликає збільшення екскреції кальцію ниркою. Активна форма вітаміну D3 збільшує реабсорбцію кальцію у проксимальному сегменті канальця. Соматотропний гормон сприяє посиленню кальцію, саме тому у хворих з акромегалією часто розвивається сечокам'яна хвороба.

Транспорт магнію

Здорова доросла людина із сечею за добу виділяє 60-120 мг магнію. До 60% магнію, що профільтрувався, реабсорбується в проксимальних канальцях. Велика кількість магнію реабсорбується у висхідному коліні петлі Генлі. Реабсорбція магнію є активним процесом та обмежена величиною максимального канальцевого транспорту. Гіпермагніємія призводить до посилення екскреції магнію ниркою і може супроводжуватися скороминущою гіперкальціурією.

При нормальному рівні клубочкової фільтрації нирка швидко та ефективно справляється з підвищенням рівня магнію в крові, запобігаючи гіпермагніємії, тому клініцисту частіше доводиться зустрічатися з проявами гіпомагніємії. Магній, як і кальцій, не секретується у канальцях нирок.

Швидкість екскреції магнію зростає при гострому збільшенні обсягу позаклітинної рідини, при збільшенні тирокальцитоніну та АДГ. Паратгормон зменшує виділення магнію. Однак гіперпаратироїдизм супроводжується гіпомагніємією. Це, ймовірно, пов'язане з гіперкальціємією, яка збільшує екскрецію як кальцію, а й магнію в нирках.

Транспорт фосфору

Нирки відіграють ключову роль у підтримці сталості фосфатів у рідинах внутрішнього середовища. У плазмі крові фосфати представлені у вигляді вільних (близько 80%) та пов'язаних з білками іонів. За добу через нирки виділяється близько 400–800 мг неорганічного фосфору. 60-70% фосфатів, що фільтруються, всмоктується в проксимальних канальцях, 5-10% - в петлі Генлі і 10-25% - в дистальних канальцях і збиральних трубках. Якщо різко знижено транспортну систему проксимальних канальців, то починає використовуватися велика потужність дистального сегмента нефрону, який може запобігти фосфатурії.

У регуляції канальцевого транспорту фосфатів основна роль належить гормону паращитовидних залоз, який пригнічує реабсорбцію у проксимальних сегментах нефрону, вітаміну D3, соматотропному гормону, які стимулюють реабсорбцію фосфатів.

Транспорт глюкози

Глюкоза, що пройшла через клубочковий фільтр практично повністю реабсорбується в проксимальних сегментах канальців. За добу може виділятись до 150 мг глюкози. Реабсорбція глюкози здійснюється активно за участю ферментів, витратою енергії та споживанням кисню. Глюкоза проходить через мембрану разом із натрієм проти високого концентраційного градієнта.

У клітині відбуваються накопичення глюкози, фосфорилювання її до глюкозо-6-фосфату та пасивне перенесення в навколоканальцеву рідину.

Повна реабсорбція глюкози відбувається лише в тих випадках, коли кількість переносників та швидкість їх руху через клітинну мембрану забезпечують перенесення всіх молекул глюкози, що надійшли у просвіток проксимальних відділів канальців з ниркових тілець. Максимальна кількість глюкози, яка може реабсорбуватися в канальцях при повному завантаженні всіх переносників, у нормі у чоловіків становить 375 ± 80, у жінок — 303 ± 55 мг/хв.

Рівень глюкози у крові, у якому вона у сечі, дорівнює 8-10 ммоль/л.

Транспорт білка

У нормі білок, що профільтрувався в клубочках (до 17-20 г/добу), практично весь реабсорбується в проксимальних сегментах канальців і в добовій сечі виявляється в незначній кількості - від 10 до 100 мг. Канальцевий транспорт білка - процес активний, у ньому беруть участь протеолітичні ферменти. Реабсорбція білка здійснюється шляхом піноцитоз у проксимальних сегментах канальців.

Під впливом протеолітичних ферментів, які у лізосомах, білок піддається гідролізу з утворенням амінокислот. Проникаючи через базальну мембрану, амінокислоти надходять у навколо-каналцеву позаклітинну рідину.

Транспорт амінокислот

У клубочковому фільтраті концентрація амінокислот така сама, як і в плазмі крові, - 2,5-3,5 ммоль/л. У нормі зворотного всмоктування піддається близько 99% амінокислот, причому цей процес відбувається в основному в початкових відділах проксимального звивистого канальця. Механізм реабсорбції амінокислот подібний до описаного вище для глюкози. Є обмежена кількість переносників, і коли всі вони з'єднуються з відповідними амінокислотами, надлишок останніх залишається в канальцевій рідині та виводиться із сечею.

У нормі сеча містить лише сліди амінокислот.

Причинами аміноацидурії є:

• збільшення концентрації амінокислот у плазмі при підвищеному надходженні в організм та при порушенні їх метаболізму, що призводить до перевантаження транспортної системи канальців нирок та аміноацидурії
• дефект переносника, що забезпечує реабсорбцію амінокислоти
• дефект апікальної мембрани клітин канальців, що призводить до збільшення проникності щіткової облямівки та зони міжклітинних контактів. В результаті відзначається зворотний струм амінокислот у каналець
• порушення метаболізму клітин проксимального канальця