Dom » 1 mjesec » Velika količina vode se reapsorbuje u. Reapsorpcija i sekrecija u bubrežnim tubulima

Velika količina vode se reapsorbuje u. Reapsorpcija i sekrecija u bubrežnim tubulima

Početni stadijum formiranja urina, koji dovodi do filtracije svih niskomolekularnih komponenti krvne plazme, neminovno se mora kombinovati sa postojanjem u bubrezima sistema koji reapsorbuju sve supstance vredne za organizam. U normalnim uslovima, u ljudskom bubregu dnevno se formira do 180 litara filtrata, a oslobađa se 1,0-1,5 litara urina, ostatak tečnosti se apsorbuje u tubulima. Uloga ćelija različitih segmenata nefrona u reapsorpciji je različita. Eksperimenti provedeni na životinjama s ekstrakcijom tekućine iz različitih dijelova nefrona pomoću mikropipete omogućili su razjašnjavanje karakteristika reapsorpcije različitih tvari u različitim dijelovima bubrežnih tubula (slika 12.6). U proksimalnom segmentu nefrona skoro u potpunosti se reapsorbuju aminokiseline, glukoza, vitamini, proteini, mikroelementi i značajna količina jona Na+, SG i HCO3. U naknadnom

Rice. 12.6. Lokalizacija reapsorpcije i sekrecije supstanci u bubrežnim tubulima. Smjer strelica označava filtraciju, reapsorpciju i izlučivanje tvari.

U nefronu se apsorbiraju pretežno elektroliti i voda.
Reapsorpcija natrijuma i hlora je najznačajniji proces u smislu zapremine i potrošnje energije. U proksimalnom tubulu, kao rezultat reapsorpcije većine filtriranih supstanci i vode, volumen primarnog

urina se smanjuje, a početni dio nefronske petlje prima oko jedne trećine tekućine filtrirane u glomerulima. Od ukupne količine natrijuma koja ulazi u nefron tokom filtracije, 25% se apsorbira u nefronskoj petlji, oko 9% se apsorbira u distalnom izvijenom tubulu, a manje od 1% se reapsorbira u sabirnim kanalima ili izlučuje urinom.
Reapsorpciju u distalnom segmentu karakteriše činjenica da ćelije transportuju manju količinu jona nego u proksimalnom tubulu, ali nasuprot većem gradijentu koncentracije. Ovaj segment nefrona i sabirni kanali igraju ključnu ulogu u regulaciji volumena izlučenog urina i koncentracije osmotski aktivnih supstanci u njemu (osmotska koncentracija1). U konačnom urinu koncentracija natrijuma može se smanjiti na 1 mmol/L u poređenju sa 140 mmol/L u plazmi. U distalnom tubulu, kalijum se ne samo reapsorbuje, već se i luči kada ga ima u organizmu u višku.
U proksimalnom nefronu dolazi do reapsorpcije natrijuma, kalija, hlora i drugih supstanci kroz membranu zida tubula, koja je visoko propusna za vodu. Naprotiv, u debeloj uzlaznoj nefronskoj petlji, distalnim zavijenim tubulima i sabirnim kanalićima, dolazi do reapsorpcije jona i vode kroz zid tubula, koji je slabo propustljiv za vodu; permeabilnost membrane za vodu u pojedinim dijelovima nefrona i sabirnih kanala može se regulisati, a količina propusnosti varira u zavisnosti od funkcionalnog stanja organizma (fakultativna reapsorpcija). Pod uticajem impulsa koji pristižu duž eferentnih nerava i pod dejstvom biološki aktivnih supstanci, u proksimalnom nefronu se reguliše reapsorpcija natrijuma i hlora. To se posebno jasno očituje u slučaju povećanja volumena krvi i ekstracelularne tekućine, kada smanjenje reapsorpcije u proksimalnom tubulu potiče pojačano izlučivanje iona i vode i time uspostavlja ravnotežu vode i soli. Izoosmija je uvijek očuvana u proksimalnom tubulu. Zid tubula je propustljiv za vodu, a zapremina reapsorbovane vode određena je količinom reapsorbovanih osmotski aktivnih supstanci iza kojih se voda kreće duž osmotskog gradijenta. U terminalnim dijelovima distalnog segmenta nefrona i sabirnim kanalićima, propustljivost stijenke tubula za vodu regulirana je vazopresinom.
Fakultativna reapsorpcija vode zavisi od osmotske permeabilnosti zida tubula, veličine osmotskog gradijenta i brzine kretanja tečnosti duž tubula.
Za karakterizaciju apsorpcije različitih supstanci u bubrežnim tubulima neophodna je ideja o pragu izlučivanja. Tvari bez praga oslobađaju se u bilo kojoj koncentraciji u krvnoj plazmi (i, prema tome, u ultrafiltratu). Takve supstance su inulin i manitol. Prag za eliminaciju gotovo svih fiziološki važnih tvari koje su vrijedne za organizam je različit. Dakle, do izlučivanja glukoze u urinu (glukozurija) dolazi kada njena koncentracija u glomerularnom filtratu (i u krvnoj plazmi) pređe 10 mmol/l. Fiziološko značenje ovog fenomena će se otkriti kada se opiše mehanizam reapsorpcije.
Mehanizmi tubularne reapsorpcije. Reapsorpcija različitih tvari u tubulima osigurava se aktivnim i pasivnim transportom. Ako se supstanca reapsorbuje u odnosu na elektrohemijske i koncentracijske gradijente, proces se naziva aktivni transport. Postoje dvije vrste aktivnog transporta - primarno aktivno i sekundarno aktivno. Primarni aktivni transport naziva se kada se supstanca prenosi protiv elektrohemijskog gradijenta zbog energije ćelijskog metabolizma. Primjer je transport jona Na+, koji se odvija uz učešće enzima Na+, K+-ATPaze, koji koristi energiju ATP-a. Sekundarna aktivna tvar je prijenos tvari protiv gradijenta koncentracije, ali bez utroška ćelijske energije direktno na ovaj proces; Tako se glukoza i aminokiseline reapsorbuju. Iz lumena tubula ove organske tvari ulaze u ćelije proksimalnog tubula uz pomoć posebnog transportera, koji mora vezati ion Na+. Ovaj kompleks (nosač -)- organske materije -)- Na+) potiče kretanje supstance kroz membranu četkice i njen ulazak u ćeliju. Pokretačka sila za prijenos ovih tvari kroz apikalnu plazma membranu je koncentracija natrijuma u ćelijskoj citoplazmi, koja je niža nego u lumenu tubula. Gradijent koncentracije natrijuma uzrokovan je kontinuiranim aktivnim uklanjanjem natrijuma iz ćelije u ekstracelularnu tečnost uz pomoć Na+, K+-ATPaze, lokalizovane u bočnim i bazalnim membranama ćelije.
Reapsorpcija vode, klora i nekih drugih jona, uree se vrši pasivnim transportom - duž elektrohemijskog, koncentracijskog ili osmotskog gradijenta. Primjer pasivnog transporta je reapsorpcija hlora u distalnom zavijenom tubulu duž elektrohemijskog gradijenta stvorenog aktivnim transportom natrijuma. Voda se transportuje duž osmotskog gradijenta, a brzina njene apsorpcije zavisi od osmotske permeabilnosti zida tubula i razlike u koncentraciji osmotski aktivnih supstanci sa obe strane njegovog zida. U sadržaju proksimalnog tubula, zbog apsorpcije vode i tvari otopljenih u njoj, povećava se koncentracija uree, čija se mala količina reapsorbira u krv duž gradijenta koncentracije.
Napredak u oblasti molekularne biologije omogućio je da se

Rice. 12.7. Mehanizam reapsorpcije natrijuma u ćeliji distalnog tubula nefrona. Objašnjenje u tekstu.
proučava strukturu molekula jonskih i vodenih kanala (akvaporina) receptora, autakoida i hormona i na taj način prodire u suštinu nekih ćelijskih mehanizama koji osiguravaju transport tvari kroz zid tubula. Svojstva ćelija u različitim delovima nefrona su različita, a svojstva citoplazmatske membrane u istoj ćeliji su različita. Apikalna membrana ćelije, okrenuta ka lumenu tubula, ima drugačije karakteristike od bazalne i lateralne membrane, oprane međućelijskom tečnošću i u kontaktu sa krvnom kapilarom. Kao rezultat toga, apikalna i bazalna plazma membrana različito učestvuju u transportu supstanci; Djelovanje biološki aktivnih tvari na obje membrane je također specifično.
Razmotrimo ćelijski mehanizam reapsorpcije jona koristeći Na+ kao primjer. U proksimalnom tubulu nefrona, apsorpcija Na+ u krv nastaje kao rezultat niza procesa, od kojih je jedan aktivni transport Na+ iz lumena tubula, a drugi pasivna reapsorpcija Na+ nakon i bikarbonatni joni i SG~ se aktivno transportuju u krv. Kada je jedna mikroelektroda uvedena u lumen tubula, a druga u peritubularnu tekućinu, otkriveno je da je razlika potencijala između vanjske i unutrašnje površine zida proksimalnog tubula bila vrlo mala - oko 1,3 mV površina distalnog tubula može doseći - 60 mV (slika 12.7). Lumen oba tubula je elektronegativan, a u krvi (a samim tim i u ekstracelularnoj tečnosti) koncentracija Na+ je veća nego u tečnosti koja se nalazi u lumenu ovih tubula, pa se Na+ aktivno reapsorbuje protiv gradijenta elektrohemijskog potencijala. U tom slučaju Na+ ulazi u ćeliju iz lumena tubula kroz natrijev kanal ili uz sudjelovanje transportera. Unutrašnji dio ćelije je negativno nabijen, a pozitivno nabijeni Na+ ulazi u ćeliju duž gradijenta potencijala, kreće se prema bazalnoj plazma membrani, kroz koju se natrijum pumpom ispušta u međućelijsku tekućinu; gradijent potencijala preko ove membrane dostiže 70-90 mV.
Postoje supstance koje mogu uticati na određene elemente
menti sistema reapsorpcije Na+. Tako je natrijum kanal u ćelijskoj membrani distalnog tubula i sabirnog kanala blokiran amiloridom i triamterenom, usled čega Na+ ne može da uđe u kanal. Postoji nekoliko vrsta jonskih pumpi u ćelijama. Jedna od njih je Na+, K+-ATPaza. Ovaj enzim se nalazi u bazalnoj i lateralnoj membrani ćelije i obezbeđuje transport Na+ iz ćelije u krv i ulazak K+ iz krvi u ćeliju. Enzim inhibiraju srčani glikozidi, na primjer strofantin, ouabain. U reapsorpciji bikarbonata važnu ulogu igra enzim karboanhidraza čiji je inhibitor acetazolamid – zaustavlja reapsorpciju bikarbonata koji se izlučuje urinom.
Filtriranu glukozu gotovo u potpunosti reapsorbiraju stanice proksimalnog tubula, a normalno se mala količina izlučuje urinom dnevno (ne više od 130 mg). Proces reapsorpcije glukoze odvija se protiv visokog gradijenta koncentracije i sekundarno je aktivan. U apikalnoj (luminalnoj) membrani ćelije glukoza se kombinuje sa transporterom, koji takođe mora da veže Na+, nakon čega se kompleks transportuje kroz apikalnu membranu, odnosno glukoza i Na+ ulaze u citoplazmu. Apikalna membrana je visoko selektivna i jednosmjerno propusna i ne dozvoljava ni glukozi ni Na+ da prođu natrag iz ćelije u lumen tubula. Ove supstance se kreću prema bazi ćelije duž gradijenta koncentracije. Prijenos glukoze iz ćelije u krv kroz bazalnu plazma membranu je prirode olakšane difuzije, a Na+, kao što je gore navedeno, uklanja se natrijumskom pumpom koja se nalazi u ovoj membrani.
Aminokiseline se gotovo u potpunosti reapsorbiraju u stanicama proksimalnih tubula. Postoje najmanje 4 sistema za transport aminokiselina iz lumena tubula u krv, vršeći reapsorpciju neutralnih, dvobaznih, dikarboksilnih aminokiselina i iminokiselina. Svaki od ovih sistema osigurava apsorpciju određenog broja aminokiselina jedne grupe. Dakle, sistem reapsorpcije dvobazičnih aminokiselina je uključen u apsorpciju lizina, arginina, ornitina i, moguće, cistina. Kada se u krv unese višak jedne od ovih aminokiselina, počinje pojačano izlučivanje aminokiselina samo ove grupe putem bubrega. Transportni sistemi pojedinih grupa aminokiselina kontrolišu se odvojenim genetskim mehanizmima. Opisane su nasljedne bolesti čija je jedna od manifestacija pojačano izlučivanje određenih grupa aminokiselina (aminoacidurija).
Izlučivanje slabih kiselina i baza u urinu zavisi od njihove glomerularne filtracije, procesa reapsorpcije ili sekrecije. Proces izlučivanja ovih supstanci u velikoj mjeri je određen „nejonskom difuzijom“, čiji je utjecaj posebno izražen u distalnim tubulima i sabirnim kanalićima. Slabe kiseline i baze mogu postojati, zavisno od pH okoline, u dva oblika - nejonizovanom i jonizovanom. Ćelijske membrane

propusniji za nejonizovane supstance. Mnoge slabe kiseline se izlučuju većom brzinom u alkalnom urinu, a slabe baze se, naprotiv, izlučuju u kiselom urinu. Stepen jonizacije baza raste u kiseloj sredini, ali opada u alkalnoj sredini. U nejoniziranom stanju ove tvari kroz membranske lipide prodiru u stanice, a zatim u krvnu plazmu, odnosno reapsorbuju se. Ako se pH vrijednost tubularne tekućine pomakne na kiselu stranu, tada se baze ioniziraju, slabo se apsorbiraju i izlučuju urinom. Nikotin je slaba baza, 50% se jonizuje pri pH 8,1 i izlučuje se 3-4 puta brže kiselim (pH oko 5) nego alkalnim (pH 7,8) urinom. Proces “nejonske difuzije” utiče na izlučivanje bubrega slabih baza i kiselina, barbiturata i drugih lijekova.
Mala količina proteina filtriranog u glomerulima se reapsorbuje od strane ćelija proksimalnih tubula. Izlučivanje proteina u urinu normalno nije više od 20-75 mg dnevno, a u slučaju bolesti bubrega može se povećati i do 50 g dnevno. Povećanje izlučivanja proteina u urinu (proteinurija) može biti posljedica kršenja njihove reapsorpcije ili povećanja filtracije.
Za razliku od reapsorpcije elektrolita, glukoze i aminokiselina, koji prodiru u apikalnu membranu, dospiju u bazalnu plazma membranu nepromijenjeni i transportiraju se u krv, reapsorpcija proteina osigurava se fundamentalno drugačijim mehanizmom. Protein ulazi u ćeliju putem pinocitoze. Molekuli filtriranog proteina se adsorbuju na površini apikalne membrane ćelije, dok membrana učestvuje u formiranju pinocitotičke vakuole. Ova vakuola se kreće prema bazalnom dijelu ćelije. U perinuklearnoj regiji, gdje je lokaliziran lamelarni kompleks (Golgijev aparat), vakuole se mogu spojiti s lizosomima, koji imaju visoku aktivnost niza enzima. U lizosomima, zarobljeni proteini se razgrađuju, a rezultirajuće aminokiseline i dipeptidi se uklanjaju u krv kroz bazalnu plazma membranu. Treba, međutim, naglasiti da se ne hidrolizuju svi proteini tokom transporta i da se neki od njih prenose u krv nepromenjeni.
Određivanje količine reapsorpcije u bubrežnim tubulima. Reapsorpcija supstanci, odnosno njihov transport (T) iz lumena tubula u tkivnu (međućelijsku) tečnost i u krv, tokom reapsorpcije, određuje se razlikom između
količinu supstance filtrirane u oblak
bačve, i količinu supstance koja se izlučuje urinom

gdje je F volumen glomerularne filtracije, udio supstance X koja nije povezana s proteinima u plazmi u odnosu na njen volumen

ukupna koncentracija u krvnoj plazmi, P je koncentracija supstance u krvnoj plazmi, U je koncentracija supstance u urinu.
Koristeći gornju formulu, izračunava se apsolutna količina reapsorbirane tvari. Prilikom izračunavanja relativne reapsorpcije (% R), određuje se udio tvari koja je reapsorbirana u odnosu na količinu tvari filtrirane u glomerulima:
Za procjenu kapaciteta reapsorpcije proksimalnih tubularnih stanica važno je odrediti maksimalnu vrijednost transporta glukoze (Tg). Ova vrijednost se mjeri kada je tubularni transportni sistem potpuno zasićen glukozom (vidi sliku 12.5). Da bi se to postiglo, otopina glukoze se infundira u krv i time povećava njenu koncentraciju u glomerularnom filtratu sve dok se značajna količina glukoze ne počne izlučivati urinom:

gdje je F glomerularna filtracija, koncentracija glukoze u krvnoj plazmi i koncentracija glukoze u urinu; TT - maksimalni cevni transport supstance koja se proučava. Vrijednost Tts karakterizira puno opterećenje sistema za transport glukoze; kod muškaraca ova vrijednost iznosi 375 mg/min, a kod žena 303 mg/min računato na 1,73 m2 tjelesne površine.

Tubularna reapsorpcija– reapsorpcija vode i drugih biološki aktivnih supstanci iz ultrafiltrata (primarni urin), koja se javlja u tubulima prilikom formiranja konačnog (vezikalnog) urina od strane bubrega. Tubularna reapsorpcija usko je povezana s koncentracijom i funkcijama izlučivanja vode u bubrezima. U prvom slučaju, osmotski tlak urina premašuje osmotski tlak krvne plazme. U potonjem slučaju, uloga bubrega koji štede vodu je posebno važna za održavanje postojanosti homeostaze. U ovom slučaju voda se u tubulima reapsorbuje u mnogo većim količinama nego natrij, hloridi, glukoza, bikarbonati i druge osmotski aktivne supstance. U proksimalnom dijelu tubularnog aparata, oko 80-90% ultrafiltratne vode se apsorbira natrag u krv, a samo 10-20% ulazi u sljedeće dijelove nefrona (Henleova petlja). Zauzvrat, stupanj apsorpcije vode određen je osmotskim tlakom u proksimalnom nefronu, koji je reguliran natrijem, glavnim kationom primarnog urina. Što je veća filtracija, veća je i reapsorpcija.

U distalnom nefronu voda se reapsorbuje ne zbog natrijuma, već pod uticajem antidiuretskog hormona hipofize (antidiuretski refleks). Zauzvrat, lučenje antidiuretičkog hormona ovisi o osmotskom tlaku ekstracelularne tekućine i krvi. Sljedeći mehanizam reapsorpcije je fornička reapsorpcija, koja u velikoj mjeri zavisi od hidrostatskog pritiska u pijelokalicealnom sistemu i od osmotskog gradijenta između urina i intersticijuma bubrežne medule, posebno papilarne zone. Fornikalna reapsorpcija se značajno povećava sa poliurijom.

Tubularna reapsorpcija igra veliku ulogu u regulaciji elektrolita u krvi (natrijuma, hlora, bikarbonata itd.) i, prije svega, u njihovom očuvanju kako bi se osigurala postojanost njegovog hemijskog sastava. Većina natrijuma i hlorida se reapsorbuje u proksimalnom tubularnom aparatu. Kalij, također gotovo potpuno apsorbiran iz primarnog urina u proksimalnim tubulima, zatim se ponovo pojavljuje u urinu distalnog nefrona zbog aktivnog izlučivanja epitelnim stanicama. Istovremeno, nizak nivo kalijuma u urinu inhibira njegovu reapsorpciju, a visok nivo smanjuje njegovo izlučivanje.
U praktičnoj urologiji, za procjenu bubrežne funkcije, koristi se indikator tubularne reapsorpcije vode (u%), određen formulom:

gdje je R H20 reapsorpcija vode u tubulima (%),
C-klirens (vrijednost glomerularne filtracije u ml/min),
V - diureza (ml/min).
Uz normalnu funkciju bubrega, stopa tubularne reapsorpcije vode je 97-99%.

Sadržaj teme "Proksimalna reapsorpcija natrijuma. Reapsorpcija u distalnom tubulu. Sastav konačnog urina. Osobine urina. Analiza urina. Normalna analiza urina.":
1. Proksimalna reapsorpcija natrijuma. Antiport. Cotransport. Reapsorpcija glukoze. Reapsorpcija aminokiselina. Simport.
2. Distalna reapsorpcija jona i vode. Reapsorpcija u distalnom tubulu.
3. Protustrujni umnožavajući cevasti sistem bubrega. Utjecaj vazopresina na bubrege.
4. Protivstrujni vaskularni sistem bubrežne medule.
5. Regulacija tubularne reapsorpcije. Regulacija reapsorpcije vode u distalnim tubulima.
6. Regulacija reapsorpcije jona natrijuma. Aldosteron. Regulacija transporta jona kalcijuma, fosfata, magnezijuma.
7. Tubularna sekrecija. Regulacija tubularne sekrecije. Sekrecija vodonikovih jona. Lučenje jona kalijuma. Efikasan protok bubrežne plazme.
8. Sastav konačnog urina. Svojstva urina. Dnevna diureza. Analiza urina. Normalan test urina. Norma analize urina.
9. Izlučivanje urina. Uriniranje. Pražnjenje bešike. Mehanizmi izlučivanja urina i mokrenja.
10. Ekskretorna funkcija bubrega.

Proksimalna reapsorpcija natrijuma. Antiport. Cotransport. Reapsorpcija glukoze. Reapsorpcija aminokiselina. Simport.

Reapsorpcija jona natrijuma u proksimalnoj regiji vrši nekoliko mehanizama aktivnog i pasivnog transporta (slika 14.9). Prvo, prvenstveno se javlja reapsorpcija natrijuma aktivni transport. Ioni natrija ulaze u epitelne ćelije kroz apikalne membrane pasivno kroz natrijumske kanale duž gradijenta koncentracije, njegovo uklanjanje kroz bazolateralne membrane epitelnih ćelija se odvija aktivno korišćenjem natrijum-kalijum pumpi koristeći ATP energiju. Aktivnost ovih pumpi obezbeđuje gradijent koncentracije natrijum jona između intratubularnog i intracelularnog okruženja. Drugo, na apikalnoj membrani nalazi se elektroneutralni nosač koji osigurava aktivnu izmjenu Na+ i H+, dok ion natrijuma ulazi u ćeliju u zamjenu za H-ion uklonjen iz ćelije. Ovaj transportni mehanizam se zove antiport.

Ovaj transporter takođe obezbeđuje apsorpciju bikarbonat anion. Filtrirani bikarbonatni anjon zajedno sa H-jonom formira ugljičnu kiselinu: HCO3 + H+ = H2C03. Karboanhidraza, smještena na rubu tubularnog epitela, katalizira razgradnju ugljične kiseline u tubularnoj tekućini: H2CO3 o H20 + CO2, nakon čega CO2 difundira u ćeliju duž gradijenta koncentracije. U ćeliji, pod uticajem citoplazmatske karboanhidraze, dolazi do obrnute reakcije: CO2 + H20 = H2CO3, ugljena kiselina se disocira: H2CO3 o H+ + HCO3. Bikarbonatni anion (HCO3) se pasivno prenosi u peritubularnu tekućinu duž elektrohemijskog gradijenta stvorenog aktivnim prijenosom natrijuma kroz bazolateralnu membranu, a H-ion se uklanja u lumen tubula kroz apikalnu membranu pomoću Na+- H+ antiport. Dakle, anion koji prati apsorbovani jon natrijuma u početnim sekcijama proksimalnog tubula je bikarbonat. Anjoni hlora se slabo apsorbuju u početnim presjecima zbog niske propusnosti zida. Volumen urina u tubulu se smanjuje zbog pasivne reapsorpcije vode, a koncentracija klorida u njegovom sadržaju se povećava. U terminalnim dijelovima proksimalnih tubula, međućelijski kontakti su već propusni za kloride (čija je koncentracija povećana) i oni se pasivno apsorbiraju iz urina duž gradijenta koncentracije paracelularnom difuzijom, stvarajući elektrokemijski gradijent za natrij. Treće, natrijum jon se reapsorbuje pasivno, duž elektrohemijskog gradijenta, prateći anjon hlorida. Takav pasivni transport jednog jona (natrijuma) zajedno sa pasivnim transportom drugog (klorida) naziva se kotransport. Četvrto, nosači se nalaze na apikalnoj membrani - cotransporters natrijum i organske supstance (glukoza, aminokiseline), natrijum i fosfat ili sulfat.

Rice. 14.9. Glavni transportni sistemi natrijuma u proksimalnom tubulu nefrona. Podebljana strelica označava ulazak natrijuma u ćeliju kroz natrijumski kanal duž gradijenta koncentracije (pasivni transport jednostavnom difuzijom). Na luminalnoj membrani crni krugovi označavaju nosioce koji vrše sekundarni aktivni kotransport olakšanom difuzijom (Na+ i glukoza, Na+ i aminokiseline), ili pasivni kotransport (Na+ i fosfat), ili antiport (Na+ i H+). Na bazolateralnoj membrani nalaze se pumpe koje obezbeđuju aktivan transport natrijuma iz ćelije (Na+-K+-Hakoc). Crni kvadrat je glavna supstanca čvrstog međućelijskog spoja, čija depolimerizacija omogućava pasivni međućelijski transport Na.

Proksimalna reapsorpcija glukoze I aminokiseline provodi se pomoću posebnih transportera četkastog ruba apikalne membrane epitelnih stanica. Ovi nosači transport glukoze ili aminokiseline, samo ako istovremeno vežu i prenose natrijum. Pasivno kretanje natrijuma duž gradijenta koncentracije u ćelije dovodi do transporta preko membrane i transportera sa glukozom ili aminokiselinom. Za implementaciju ovog procesa potrebna je niska koncentracija natrijuma u epitelnoj ćeliji, stvarajući koncentracijski gradijent između vanjskog i intracelularnog okruženja, što se osigurava energetski ovisnim radom natrijum-kalijum pumpe bazalne membrane. Od transporta glukoze ili aminokiselina povezan sa natrijumom, a njegov transport je određen aktivnim uklanjanjem natrijuma iz ćelije, ova vrsta transporta se naziva sekundarno aktivnim, ili simport, odnosno zajednički pasivni transport jedne supstance (glukoze) zbog aktivnog transporta druge (natrijuma) pomoću jednog nosača.

Zbog činjenice da za reapsorpcija glukoze potrebno je vezati svaku njegovu molekulu za molekulu transportera sa viškom glukoze u primarnom urinu, može doći do potpunog opterećenja svih molekula transportera i glukoza se više ne može apsorbirati u krv. Ovu situaciju karakterizira koncept „maksimalnog tubularnog transporta tvari” (Tm glukoze), koji odražava maksimalno opterećenje tubularnih transportera pri određenoj koncentraciji tvari u primarnom urinu i, shodno tome, u krvi. Ova vrijednost se kreće od 303 mg/min kod žena do 375 mg/min kod muškaraca. Vrijednost maksimalnog cjevastog transporta odgovara konceptu “ prag izlučivanja putem bubrega».

Prag bubrežnog izlučivanja nazivaju koncentraciju tvari u krvi i, prema tome, u primarnom urinu, pri kojoj se više ne može potpuno reapsorbirati u tubulima i pojavljuje se u konačnom urinu. Supstance za koje se može pronaći prag izlučivanja, odnosno potpuno reapsorbirati pri niskim koncentracijama u krvi, ali ne u potpunosti u povišenim koncentracijama, nazivaju se tvari praga. Primjer je glukoza, koja se potpuno apsorbira iz primarnog urina pri koncentracijama u plazmi ispod 10 mmol/L, ali se pojavljuje u konačnom urinu, odnosno nije potpuno reapsorbirana, kada je njen sadržaj u krvnoj plazmi iznad 10 mmol/L. Stoga, za prag glukoze izlučivanje je 10 mmol/l.

Supstance koje su generalno se ne reapsorbuju u tubulima (inulin, manitol) ili se malo reapsorbiraju i izlučuju srazmjerno akumulaciji u krvi (urea, sulfati, itd.), nazivaju se ne-pražnim, jer za njih ne postoji prag izlučivanja.

Apikalni membranski transporteri za simport natrijuma I aminokiseline samo su relativno specifične, svaka od njih je sposobna za transport nekoliko vrsta aminokiselina. Dakle, za glutamat i aspartat postoji jedna vrsta transportera, za arginin i lizin - druga.

Rice. 14.10. Filtracija i reapsorpcija proteina u proksimalnom tubulu. Glomerularni filter dozvoljava samo malim molekulima proteina i peptida da prođu u primarni urin. U proksimalnim tubulima, ove molekule preuzimaju epitelne ćelije i hidroliziraju. Aminokiseline i mali peptidi se dalje reapsorbuju u krv. Sa konačnim urinom, dnevno se iz tijela ne izluči više od 0,15 g proteina.

Reapsorpcija peptida i proteina javlja se gotovo u potpunosti u proksimalnim tubulima. Količina filtriranog proteina je relativno mala i iznosi oko 1,8 g dnevno. Nešto se sastoji od albumina, ali filtraciona barijera glomerula propušta i manje polipeptide, pa se, na primjer, somatotropin, kao i lizozim itd., filtriraju u primarni urin Ne više od 0,15 g proteina dnevno ulazi u konačni urin (slika 14.10) . Molekuli albumina, nakon vezivanja za receptore na luminalnoj membrani tubularnih epitelnih ćelija, prolaze kroz endocitozu, intracelularne vezikule apsorbovanog proteina spajaju se sa lizosomima, a molekule proteina hidroliziraju peptidaze (analog intracelularne digestije). Produkti hidrolize, uglavnom aminokiseline, izlučuju se u intersticijsku tekućinu i ulaze u peritubularne kapilare. Peptidi, posebno kratkolančani, podležu hidrolizi enzimima četkice (analog membranske digestije), a nastale aminokiseline se reapsorbuju iz lumena tubula.

Proučavanje funkcije bubrega počinje općim testom urina.

Opšti test urina :

Boja: Obično ima sve nijanse žute.

Transparentnost. Normalno, zamućenost urina može biti uzrokovana krvnim zrncima, epitelom, sluzi, lipidima i solima. Glukoza i proteini krvne plazme ne uzrokuju zamućenje urina.

Relativna gustina jutarnji urin je normalno veći od 1018. Na relativnu gustinu utiče prisustvo proteina (3-4 g/l se povećava za 0,001) i glukoze (2,7 g/l se povećava za 0,001). Za precizniju procjenu sposobnosti koncentracije bubrega koristi se Zimnitsky test.

Reakcija urina - blago kiselo.

Proteini su normalni nije detektovan ili otkriven u tragovima (do 0,033 g/l, ili 10-30 mg dnevno).

Mikroskopija sedimenta

Leukociti. U sedimentu normalnog urina nalaze se samo pojedinačni leukociti. Izlučivanje velikog broja njih u urinu (8-10 ili više po vidnom polju pri velikom povećanju) predstavlja patologiju (leukociturija).

Crvena krvna zrnca.
Tokom mikroskopskog pregleda urinarnog sedimenta, normalno je pronaći jedno crveno krvno zrnce u nekoliko vidnih polja, ako ih ima 1 ili više u svakom vidnom polju, to je hematurija.

Mikrohematurija je otkrivanje crvenih krvnih zrnaca samo mikroskopskim sedimentom urina. Makrohematurija je praćena promjenom boje urina vidljivom golim okom.

Kada se pacijentu dijagnosticira makro- ili mikrohematurija, potrebno je prije svega odlučiti da li je bubrežna ili ekstrarenalna (pomiješana sa urinom u mokraćnim putevima). Ovaj problem je riješen na osnovu sljedećih podataka:

Boja krvi kod bubrežne hematurije je obično smeđkastocrvena, a kod ekstrarenalne hematurije svijetlocrvena.

Prisustvo krvnih ugrušaka u urinu najčešće ukazuje na to da krv dolazi iz bešike ili karlice.

Prisustvo u urinarnom sedimentu izluženog, tj. crvena krvna zrnca lišena hemoglobina češće se uočavaju kod bubrežne hematurije.

Ako uz mali broj crvenih krvnih zrnaca (10-20 po vidnom polju) količina proteina u urinu prelazi 1 g/l, onda je najvjerovatnije hematurija bubrežna. Naprotiv, kada je kod značajnog broja crvenih krvnih zrnaca (50-100 ili više u vidnom polju) koncentracija proteina ispod 1 g/l i nema naslaga u sedimentu, hematuriju treba smatrati ekstrarenalnom.

Nesumnjiv dokaz bubrežne prirode hematurije je prisustvo eritrocita u sedimentu mokraće. Budući da su cilindri odljevci lumena mokraćnih tubula, njihovo prisustvo nesumnjivo ukazuje da crvena krvna zrnca potiču iz bubrega.

Konačno, kada se odlučuje o porijeklu crvenih krvnih zrnaca, treba uzeti u obzir i druge simptome bolesti bubrega ili urinarnog trakta.

Hematurija bubrega se javlja:

Za akutni glomerulonefritis.

Uz pogoršanje kroničnog glomerulonefritisa.

Za kongestivne bubrege kod pacijenata sa srčanom insuficijencijom.

U slučaju infarkta bubrega (karakteristična je pojava iznenadne hematurije, obično makroskopske, istovremeno sa bolom u predelu bubrega).

Za malignu neoplazmu bubrega

Sa cističnom degeneracijom bubrega.

Za tuberkulozu bubrega.

Za bolesti koje karakteriziraju krvarenje (hemofilija, esencijalna trombopenija, akutna leukemija, itd.). U pravilu se opaža i krvarenje iz drugih organa.

Za teške akutne zarazne bolesti (male boginje, šarlah, tifus, malarija, sepsa) zbog toksičnog oštećenja krvnih sudova bubrega.

Za traumatske povrede bubrega.

Epitelne ćelije - in Normalno, postoji mali broj pločastih epitelnih ćelija, ovo je epitel koji oblaže uretru.

Cilindri - Mogu se naći pojedinačni hijalinski odljevci.

Nechiporenkoov test je kvantitativna procjena broja leukocita, crvenih krvnih zrnaca i gipsa u urinu.

Bakteriološki pregled urina - Tokom normalnog sakupljanja, moguće je da mikroorganizmi uđu iz kože i početnog dijela uretre.

Uzorak od tri stakla

Ovaj test je predložen kako bi se razjasnila lokalizacija izvora hematurije i leukociturije (bubrezi ili urinarni trakt). Vjeruje se da se prilikom oštećenja uretre u prvom dijelu urina pojavljuje patološki sediment (leukociti, crvena krvna zrnca). Oštećenje bubrega, pijelokalicealnog sistema ili uretera karakteriše pojava patološkog sedimenta u sve tri porcije urina. Kada je patološki proces lokaliziran u cervikalnom dijelu mjehura ili kod muškaraca u prostati, hematurija ili leukociturija se nalazi uglavnom u trećem dijelu urina.

Iako je test sa tri stakla jednostavan i nije opterećujući za pacijenta, njegovi rezultati su od relativnog značaja za diferencijalnu dijagnozu renalne i postrenalne hematurije i leukociturije. Na primjer, u nekim slučajevima, kada je mokraćni mjehur oštećen (tumor koji stalno krvari i sl.), hematurija se može otkriti u sva tri dijela mokraće, a kada je uretra oštećena, ne u prvom, već u trećem dijelu ( terminalna hematurija) itd.

Testovi bubrežne funkcije

Procjena glomerularne filtracije

Klirens inulina je prepoznat kao „zlatni standard“ za određivanje bubrežne funkcije. Ali ova metoda je radno intenzivna i nije uvijek tehnički izvodljiva, stoga je u kliničkoj praksi najčešće korištena metoda za određivanje GFR endogenim klirensom kreatinina, tzv. Reberg-Tareev slom.

Postoje različite varijacije ove metode: studija se provodi tokom 1, 2, 6 sati ili tokom dana (sve ovo vrijeme se prikuplja urin). Najpouzdaniji rezultat se dobija ispitivanjem 24-satnih uzoraka urina.

GFR se izračunava pomoću formule:

C=(U×V min)/P,

gdje je C klirens tvari (ml/min), U je koncentracija ispitivane tvari u urinu, P je koncentracija iste tvari u krvi, V min je minutna diureza (ml/min).

GFR je normalno 80-120 ml/min. Povećava se u fiziološkim uslovima u trudnoći, kao iu drugim stanjima praćenim povećanjem bubrežnog krvotoka (uz povećanje minutnog volumena - hipertireoza, anemija, itd.). Smanjenje je moguće i kod oštećenja glomerula kao kod smanjenja protoka krvi kroz bubrege (hipovolemija, kongestivna srčana insuficijencija itd.)

Procjena tubularne reapsorpcije

KR=(GFR - V min)/GFR×100%,

gdje je KR tubularna reapsorpcija; GFR - brzina glomerularne filtracije; V min – minutna diureza.

Obično je tubularna reapsorpcija 98-99%, međutim, s velikim opterećenjem vode, čak i kod zdravih ljudi može se smanjiti na 94-92%. Smanjenje tubularne reapsorpcije javlja se rano kod pijelonefritisa, hidronefroze i policistične bolesti. Istovremeno, kod bolesti bubrega s dominantnim oštećenjem glomerula, tubularna reapsorpcija se smanjuje kasnije od glomerularne filtracije.

Zimnitsky test omogućava određivanje dinamike količine izlučenog urina i njegove relativne gustine tokom dana.

Normalan (sa očuvanom sposobnošću bubrega da osmotski razblažuju i koncentrišu urin) tokom dana:

razlika između maksimalnog i minimalnog indikatora mora biti najmanje 10 jedinica (na primjer, od 1006 do 1020 ili od 1010 do 1026, itd.);

ne manje od dvostruke prevlasti dnevne diureze nad noćnom diurezom.

U mladoj dobi, maksimalna relativna gustoća, koja karakterizira sposobnost bubrega da koncentrišu urin, ne bi trebala biti niža od 1,025, a kod ljudi starijih od 45-50 godina - ne niža od 1,018.

Minimalna relativna gustina kod zdrave osobe trebala bi biti ispod osmotske koncentracije plazme bez proteina, jednaka 1,010–1,012.

Razlozioštećena sposobnost koncentracije bubrega su:

Smanjenje broja funkcionalnih nefrona kod pacijenata sa hronično zatajenje bubrega (CRF).

Upalni edem intersticijsko tkivo medule bubrega i zadebljanje zidova sabirnih kanala (na primjer, kod kroničnog pijelonefritisa, tubulointersticijalnog nefritisa itd.

Hemodinamski edem intersticijsko tkivo bubrega, na primjer kod kongestivnog zatajenja cirkulacije.

Diabetes insipidus sa inhibicijom sekrecije ADH ili interakcijom ADH sa bubrežnim receptorima.

Uzimanje osmotskih diuretika(koncentrovani rastvor glukoze, urea, itd.).

Uzroci poremećene sposobnosti bubrega da se razblažuju su:

smanjen unos tečnosti, vremenske prilike koje potiču pojačano znojenje;

patološko stanje praćeno smanjenjem bubrežne perfuzije uz očuvanu sposobnost koncentracije bubrega (kongestivno zatajenje srca, početni stadijum akutnog glomerulonefritisa) itd.;

bolesti i sindromi praćeni teškom proteinurijom (nefrotski sindrom);

dijabetes melitus, koji se javlja s teškom glukozurijom;

toksikoza trudnica;

stanja praćena ekstrarenalnim gubitkom vode (groznica, opekotina, obilno povraćanje, dijareja, itd.).

Promjene u dnevnoj diurezi.

Zdrava osoba eliminiše otprilike 70-80% tečnosti koju pije tokom dana. Povećanje diureze za više od 80% dnevno popijene tekućine kod pacijenata s kongestivnim zatajenjem cirkulacije može ukazivati na početak konvergencije edema, a smanjenje ispod 70% ukazuje na njihovo povećanje.

poliurija - Ovo je obilno izlučivanje urina (više od 2000 ml dnevno). Poliurija može biti uzrokovana mnogim razlozima:

Oligurija– ovo je smanjenje količine izlučenog urina dnevno (manje od 400-500 ml). Oligurija može biti uzrokovana kako ekstrarenalnim uzrocima (ograničen unos tekućine, pojačano znojenje, obilna dijareja, nekontrolirano povraćanje, zadržavanje tekućine u tijelu kod pacijenata sa srčanom insuficijencijom), tako i poremećena bubrežna funkcija kod pacijenata sa glomerulonefritisom, pijelonefritisom, uremijom itd.) .

Anurija- ovo je nagli pad (do 100 ml dnevno ili manje) ili potpuni prestanak izlučivanja urina. Postoje dvije vrste anurije.

Sekretorna anurija je uzrokovana izraženim oštećenjem glomerularne filtracije, što se može primijetiti kod šoka, akutnog gubitka krvi i uremije. U prva dva slučaja poremećaji glomerularne filtracije povezani su uglavnom s naglim padom filtracijskog tlaka u glomerulima, u drugom slučaju sa smrću više od 70-80% nefrona.

Ekskretorna anurija (išurija) je povezana sa poremećenim odvajanjem urina kroz urinarni trakt.

nokturija - ovo je jednakost ili čak prevlast noćne diureze nad dnevnom.

Metode zračenja za dijagnostiku bolesti bubrega

Ultrazvučni pregled bubrega - opis oblika, veličine, položaja bubrega, omjera korteksa i medule, identifikacija cista, kamenaca i dodatnih formacija u bubrežnom tkivu.

Ekskretorna urografija - utvrditi anatomsko i funkcionalno stanje bubrega, bubrežne zdjelice, uretera, mokraćne bešike i prisutnost kamenca u njima. Suština metode je intravenska mlazna injekcija radionepropusne tvari (koncentrirane otopine urografina, ioheksola koji sadrže jod, itd.). Lijek se primjenjuje intravenozno u polaganom mlazu (preko 2-3 minute). Serija rendgenskih snimaka se tradicionalno radi u 7., 15., 25. minuti od početka primjene kontrasta ako je potrebno (usporavanje uklanjanja, odlaganje kontrasta u nekim dijelovima urinarnog trakta), snimaju se “odgođeni” snimci.

Radioizotopska renografija

Za izvođenje radioizotopske renografije koristi se hipuran označen sa 131 I, od čega se 80% primjenjuje intravenozno tajno u proksimalnim tubulima i 20% se izlučuje putem filtriranje.

Biopsija bubrega iglom praćena histomorfološkim ispitivanjem punktata optičkom, elektronskom i imunofluorescentnom mikroskopijom postala je raširena posljednjih godina zbog svog jedinstvenog informativnog sadržaja, koji prevazilazi sve druge metode istraživanja.

Funkcije bubrežnog tubularnog aparata(uključujući proksimalni tubul, petlju nefrona, distalni tubul i sabirne kanale) su:

- reapsorpcija dijela organskih i neorganskih supstanci filtriranih u glomerulu;

- izlučivanje u lumen tubula tvari sadržanih u krvi ili formiranih u stanicama tubula,

- koncentracija urina.

Reapsorpcija - To je reapsorpcija različitih tvari iz lumena tubula u plazmu peritubularnih kapilara. Reapsorpcija se javlja u svim dijelovima tubula nefrona, u sabirnom kanalu i određena je strukturnim karakteristikama tubularnog epitela bubrega. Površina ćelija proksimalnog zavijenog tubula, okrenuta prema njegovom lumenu, ima gustu četkicu prekrivenu glikokaliksom, što povećava kontaktnu površinu membrane s tubularnom tekućinom za 40 puta. Ispod ivice četkice postoje propusni uski spojevi između ćelija.

Apikalni dio plazmaleme naziva se i luminalnim, ima visoku ionsku permeabilnost, sadrži različite proteine nosače i obezbjeđuje pretežno pasivan transport različitih supstanci.

Bazolateralni dio ćelije povećana zbog savijanja membrane i sadrži veliki broj mitohondrija, što određuje koncentraciju aktivnih transportnih sistema (jonske pumpe) u njoj.

Prag reapsorpcije odražava ovisnost apsorpcije tvari o njezinoj koncentraciji u krvnoj plazmi. Ako koncentracija tvari u plazmi ne prijeđe određeni prag, tada će se ova tvar potpuno reapsorbirati u tubulima nefrona, ali ako je premaši, neće se potpuno reapsorbirati i pojavljuje se u konačnom urinu, što je povezano uz maksimalno zasićenje transportera.

Primarni urin prolazeći kroz tubule i sabirne cijevi, prije nego što postane konačni urin, prolazi kroz značajne promjene. Razlika nije samo u količini (od 180 litara ostaje 1-1,5 litara), već i u kvaliteti. Neke tvari potrebne tijelu potpuno nestaju iz mokraće ili se znatno smanjuju. Dešava se proces reapsorpcije. Koncentracija drugih supstanci se višestruko povećava: one se koncentrišu tokom reapsorpcije vode. Ostale supstance koje uopšte nisu bile prisutne u primarnom urinu,
pojaviti u finalu. To se događa kao rezultat njihovog lučenja.

Procesi reapsorpcije mogu biti aktivni ili pasivni. Za implementaciju aktivni proces potrebno je imati specifične transportne sisteme i energiju. Pasivni procesi nastaju, po pravilu, bez trošenja energije prema zakonima fizike i hemije.

Tubularna reapsorpcija javlja se u svim odjelima, ali je njegov mehanizam različit u različitim dijelovima. Uslovno možemo razlikovati C odjeljenja: proksimalni uvijeni tubul, nefronska petlja i distalni uvijeni tubul Sa sabirnom cijevi.

U proksimalnom savijenom tubulu Aminokiseline, glukoza, vitamini, proteini i mikroelementi se potpuno reapsorbuju. U istom dijelu se reapsorbuje oko 2/3 vode i neorganskih soli Na +, K + Ca2 +, Mg2 +, Cl-, HC07, tj. tvari koje su tijelu potrebne za njegovo funkcioniranje. Mehanizam reapsorpcije uglavnom je direktno ili indirektno povezan sa reapsorpcijom Na+.

Reapsorpcija natrijuma . Većina Na+ se reapsorbuje protiv gradijenta koncentracije koristeći ATP energiju. Dolazi do reapsorpcije Na+ u 3 faze: transport jona kroz apikalnu membranu tubularnih epitelnih ćelija, transport u bazalne ili lateralne membrane i transport kroz ove membrane u međućelijsku tečnost i u krv. Glavna pokretačka sila za reapsorpciju je prijenos Na + putem Na +, K + -ATPaze preko bazolateralne membrane. Ovo osigurava stalan odliv jona. Kao rezultat toga, Na + putuje duž gradijenta koncentracije uz pomoć posebnih formacija endoplazmatskog retikuluma do membrana, vraćajući se u međućelijsko okruženje. Kao rezultat ovog neprekidnog transportera, koncentracija jona unutar ćelije, a posebno u blizini apikalne membrane postaje mnogo niža nego na njenoj drugoj strani, što doprinosi pasivnom ulasku Na+ u ćeliju duž gradijenta jona. dakle,
2 faze reapsorpcije natrijuma u tubularnim stanicama su pasivne i samo jedna, zadnja, zahtijeva utrošak energije. Osim toga, dio Na+ se pasivno reapsorbuje duž međućelijskih prostora zajedno s vodom.

Glukoza. Glukoza se reapsorbuje zajedno sa transportom Na+. U apikalnoj membrani ćelija postoje posebne transporteri. Riječ je o proteinima molekulske težine 320.000, koji u početnim dijelovima proksimalnog tubula transportuju jedan Na+ i jedan molekul glukoze (postupno smanjenje koncentracije glukoze u urinu dovodi do toga da se u sljedećem području od dva tubula Na+ se već koriste za transport jednog molekula glukoze). Pokretačka snaga ovog procesa je takođe elektrohemijski gradijent Na+. Na suprotnoj strani ćelije, kompleks Na-glukoza-transporter se raspada na tri elementa. Kao rezultat toga, oslobođeni transporter se vraća na svoje prvobitno mjesto i ponovo stječe sposobnost transporta novih kompleksa Na+ i glukoze. U ćeliji se povećava koncentracija glukoze, zbog čega se formira koncentracijski gradijent koji je usmjerava na bazalno-lateralne membrane stanice i osigurava oslobađanje u međućelijsku tekućinu. Odavde glukoza ulazi u krvne kapilare i vraća se u opći krvotok. Apikalna membrana ne dozvoljava da se glukoza vrati nazad u lumen tubula. Transporteri glukoze nalaze se samo u proksimalnom tubulu, tako da se glukoza samo ovdje reapsorbuje.

Normalno pri uobičajenom nivou glukoze u krvi, a samim tim i njenoj koncentraciji u primarnom urinu, sva glukoza se reapsorbuje. Međutim, kada se nivo glukoze u krvi poveća iznad 10 mmol/l (oko 1,8 g/l), kapacitet transportnog sistema postaje nedovoljan za reapsorpciju. Prvi tragovi nereapsorbirane glukoze u konačnom urinu se otkrivaju kada njegova koncentracija u krvi premaši. Što je veća koncentracija glukoze u krvi, veća je i količina nereapsorbirane glukoze. Do koncentracije od 3,5 g/l ovo povećanje još nije direktno proporcionalno, jer neki od transportera još nisu uključeni u proces. ali, počevši od 3,5 g/l, izlučivanje glukoze u urinu postaje direktno proporcionalno njenoj koncentraciji u krvi. Kod muškaraca puno opterećenje sistema za reapsorpciju se opaža kada se primi 2,08 mmol/min (375 mg/min) glukoze, i za žene- 1,68 mmol/min (303 mg/min) na osnovu 1,73 m2 površine tijela.

Amino kiseline. Reapsorpcija aminokiselina odvija se po istom mehanizmu kao i reapsorpcija glukoze. Potpuna reapsorpcija aminokiselina događa se već u početnim dijelovima proksimalnih tubula. Ovaj proces je povezan sa aktivnom reapsorpcijom Na+ kroz apikalnu ćelijsku membranu. Otkriveno 4 vrste transportnih sistema: a) za bazne b) za kisele c) za hidrofilne d) za hidrofobne aminokiseline. Iz ćelije aminokiseline prolaze pasivno duž gradijenta koncentracije kroz bazalnu membranu u međućelijsku tečnost, a odatle u krv. Pojava aminokiselina u urinu može biti posljedica kršenja transportnih sistema ili vrlo visoke koncentracije u krvi. U potonjem slučaju može doći do efekta koji je po mehanizmu sličan glukozuriji - preopterećenje transportnih sistema. Ponekad postoji konkurencija između kiselina istog tipa za zajednički nosač.

Vjeverice. Mehanizam reapsorpcije proteina značajno se razlikuje od mehanizma reapsorpcije opisanih spojeva. Jednom u primarnom urinu, mala količina proteina se normalno skoro potpuno reapsorbuje pinocitozom. U citoplazmi stanica proksimalnih tubula, proteini se razgrađuju uz sudjelovanje lizosomalnih enzima. Formirane aminokiseline teku iz stanice duž gradijenta koncentracije u međućelijsku tekućinu, a odatle u krvne kapilare. Na ovaj način se do 30 mg proteina može reapsorbirati za 1 minut. Kada su glomeruli oštećeni, više proteina ulazi u filtrat, a dio može ući u urin ( proteinurija).

Tubularna sekrecija. U savremenoj fiziološkoj literaturi o bubrežnoj aktivnosti, termin sekrecija ima dva značenja. Prvo od njih opisuje proces prijenosa tvari kroz stanice iz krvi u lumen tubula u nepromijenjenom obliku, što povećava brzinu izlučivanja tvari putem bubrega. Drugo- oslobađanje iz ćelije u krv ili u lumen tubula fiziološki aktivnih supstanci sintetiziranih u bubrezima (na primjer prostaglandini, bradikinin itd.) ili izlučenih tvari (na primjer, hipurinska kiselina).

Lučenje organskih i neorganskih supstanci- jedan od važnih procesa koji osiguravaju proces stvaranja urina. Kod nekih vrsta riba nema glomerula u bubregu. U takvim slučajevima sekret igra vodeću ulogu u radu bubrega. U bubrezima većine drugih klasa kralježnjaka, uključujući i sisare, sekrecija osigurava oslobađanje dodatnih količina određenih tvari iz krvi u lumen tubula, koje se mogu filtrirati u bubrežnim glomerulima.

dakle, sekrecija se ubrzava izlučivanje preko bubrega nekih stranih supstanci, krajnjih produkata metabolizma, jona. U bubrezima kod sisara luče se organske kiseline (penicilin, para-aminohipurna kiselina - PAG, diodrast, mokraćna kiselina), organske baze (holin, gvanidin) i neorganske supstance (kalijum). Bubrezi glomerularnih i aglomerularnih morskih teleostastih riba sposobni su da luče ione magnezijuma, kalcija i sulfata. Mjesta lučenja različitih tvari se razlikuju. U bubrezima svih kralježnjaka, mjesto lučenja organskih kiselina i baza su ćelije proksimalnog segmenta nefrona, a posebno njegovog ravnog dijela sekrecija kalija se odvija pretežno u stanicama distalnog uvijenog tubula i sabirnih kanala.

Mehanizam procesa lučenja organskih kiselina. Razmotrimo ovaj proces na primjeru izlučivanja PAG-a putem bubrega. Nakon što se PAG unese u krv, povećava se njegovo lučenje u bubrezima i pročišćavanje krvi iz njega značajno premašuje količinu pročišćavanja krvi iz istovremeno primijenjenog inulina. To znači da se PAG ne filtrira samo u glomerulima, već osim u glomerule, značajne količine ulaze u lumen nefrona. Eksperimentalno je pokazano da je ovaj proces uzrokovan izlučivanjem PAG-a iz krvi u lumen proksimalnih tubula. U ćelijskoj membrani ovog tubula, okrenutom prema međućelijskoj tekućini, nalazi se nosač ( kotransporter), imaju visok afinitet za PAG. U prisustvu PAG-a nastaje kompleks nosača sa PAG-om, koji se kreće u membrani i raspada na njenoj unutrašnjoj površini, oslobađajući PAG u citoplazmu, a nosač ponovo dobija sposobnost da se kreće na vanjsku površinu membrane. i povežite se s novom PAG molekulom. Mehanizam izlučivanja organske kiseline uključuje nekoliko faza. Bazalna plazma membrana sadrži Na+, K+-ATPazu, koja uklanja Na+ ione iz ćelije i podstiče ulazak K+ jona u ćeliju. Niža koncentracija Na+ jona u citoplazmi omogućava ionima Na+ da uđu u ćeliju duž gradijenta koncentracije uz učešće kotransportera natrijuma. Jedan od tipova Ovaj kotransporter olakšava ulazak α-ketoglutarata i Na+ kroz bazalnu plazma membranu. Ova membrana također sadrži anionski izmjenjivač, koji uklanja α-ketoglutarat iz citoplazme u zamjenu za para-aminohipurat (PAH), diodrast ili neke druge organske kiseline koje ulaze u ćeliju iz međustanične tekućine. Ova supstanca se kreće kroz ćeliju prema luminalnoj membrani i kroz nju prolazi u lumen tubula putem mehanizma olakšane difuzije.

Respiratorna depresija cijanida, razdvajanje disanja i oksidativne fosforilacije dinitrofenolom smanjuje i zaustavlja sekreciju. U normalnim fiziološkim uslovima, nivo sekrecije zavisi od broja transportera u membrani. Lučenje PAG-a se povećava proporcionalno povećanju koncentracije PAG-a u krvi sve dok svi molekuli transportera ne budu zasićeni PAG-om. Maksimalna brzina transporta PAG-a se postiže u trenutku kada je količina PAG-a dostupna za transport jednaka broju molekula nosača koji mogu formirati kompleks sa PAG-om. Ova vrijednost je definirana kao maksimalni transportni kapacitet PAG - Ttran. PAG koji ulazi u ćeliju kreće se kroz citoplazmu do apikalne membrane i kroz nju se posebnim mehanizmom oslobađa u lumen tubula.

Ulaznica 15

Prethodna3456789101112131415161718Sljedeća

BUBREZI I NJIHOVE FUNKCIJE

Tubularna reapsorpcija

Reapsorpcija natrijuma i hlora je najznačajniji proces u smislu zapremine i potrošnje energije. U proksimalnom tubulu, kao rezultat reapsorpcije većine filtriranih supstanci i vode, smanjuje se volumen primarnog urina, a oko jedne trećine tekućine filtrirane u glomerulima ulazi u početni dio nefronske petlje. Od ukupne količine natrijuma koja ulazi u nefron tokom filtracije, do 25% se apsorbira u nefronskoj petlji, oko 9% u distalnom izvijenom tubulu, a manje od 1% se reapsorbira u sabirnim kanalima ili izlučuje urinom.

Reapsorpciju u distalnom segmentu karakteriše činjenica da ćelije transportuju manju količinu jona nego u proksimalnom tubulu, ali nasuprot većem gradijentu koncentracije. Ovaj segment nefrona i sabirni kanali igraju ključnu ulogu u regulaciji volumena izlučenog urina i koncentracije osmotski aktivnih supstanci u njemu (osmotska koncentracija1). U konačnom urinu koncentracija natrijuma može se smanjiti na 1 mmol/l u odnosu na 140 mmol/l u krvnoj plazmi. U distalnom tubulu, kalijum se ne samo reapsorbuje, već se i luči kada ga ima u organizmu u višku.

U proksimalnom nefronu dolazi do reapsorpcije natrijuma, kalija, hlora i drugih supstanci kroz membranu zida tubula, koja je visoko propusna za vodu. Naprotiv, u debeloj uzlaznoj nefronskoj petlji, distalnim zavijenim tubulima i sabirnim kanalićima, dolazi do reapsorpcije jona i vode kroz zid tubula, koji je slabo propustljiv za vodu; permeabilnost membrane za vodu u pojedinim dijelovima nefrona i sabirnih kanala može se regulisati, a količina propusnosti varira u zavisnosti od funkcionalnog stanja organizma (fakultativna reapsorpcija). Pod uticajem impulsa koji pristižu duž eferentnih nerava i pod dejstvom biološki aktivnih supstanci, u proksimalnom nefronu se reguliše reapsorpcija natrijuma i hlora. To se posebno jasno očituje u slučaju povećanja volumena krvi i ekstracelularne tekućine, kada smanjenje reapsorpcije u proksimalnom tubulu potiče pojačano izlučivanje iona i vode i time uspostavlja ravnotežu vode i soli. Izoosmija je uvijek očuvana u proksimalnom tubulu. Zid tubula je propustljiv za vodu, a zapremina reapsorbovane vode određena je količinom reapsorbovanih osmotski aktivnih supstanci iza kojih se voda kreće duž osmotskog gradijenta. U terminalnim dijelovima distalnog nefrona i sabirnim kanalićima, propustljivost stijenke tubula za vodu regulirana je vazopresinom.

Fakultativna reapsorpcija vode zavisi od osmotske permeabilnosti zida tubula, veličine osmotskog gradijenta i brzine kretanja tečnosti duž tubula.

Za karakterizaciju apsorpcije različitih supstanci u bubrežnim tubulima neophodna je ideja o pragu izlučivanja.

Tvari bez praga oslobađaju se u bilo kojoj koncentraciji u krvnoj plazmi (i, prema tome, u ultrafiltratu). Takve supstance su inulin i manitol. Prag za eliminaciju gotovo svih fiziološki važnih tvari koje su vrijedne za organizam je različit. Dakle, oslobađanje glukoze u urinu (glukozurija) nastaje kada njena koncentracija u glomerularnom filtratu (i u krvnoj plazmi) prelazi 10 mmol/l. Fiziološko značenje ovog fenomena će se otkriti kada se opiše mehanizam reapsorpcije.

Mehanizmi tubularne reapsorpcije. Reapsorpcija različitih tvari u tubulima osigurava se aktivnim i pasivnim transportom. Ako se supstanca reapsorbuje u odnosu na elektrohemijske i koncentracijske gradijente, proces se naziva aktivni transport. Postoje dvije vrste aktivnog transporta - primarno aktivno i sekundarno aktivno. Primarni aktivni transport naziva se kada se supstanca prenosi protiv elektrohemijskog gradijenta zbog energije ćelijskog metabolizma. Primjer je transport jona Na+, koji se odvija uz učešće enzima Na+, K+-ATPaze, koji koristi energiju ATP-a. Sekundarna aktivna tvar je prijenos tvari protiv gradijenta koncentracije, ali bez utroška ćelijske energije direktno na ovaj proces; Tako se glukoza i aminokiseline reapsorbuju. Iz lumena tubula ove organske tvari ulaze u ćelije proksimalnog tubula uz pomoć posebnog transportera, koji mora vezati ion Na+. Ovaj kompleks (nosač + organska tvar + Na+) potiče kretanje supstance kroz membranu četkice i njen ulazak u ćeliju. Pokretačka sila za prijenos ovih tvari kroz apikalnu plazma membranu je koncentracija natrijuma u ćelijskoj citoplazmi, koja je niža nego u lumenu tubula. Gradijent koncentracije natrijuma uzrokovan je kontinuiranim aktivnim uklanjanjem natrijuma iz ćelije u ekstracelularnu tečnost uz pomoć Na+, K+-ATPaze, lokalizovane u bočnim i bazalnim membranama ćelije.

Reapsorpcija vode, klora i nekih drugih jona, uree se vrši pasivnim transportom - duž elektrohemijskog, koncentracijskog ili osmotskog gradijenta. Primjer pasivnog transporta je reapsorpcija hlora u distalnom zavijenom tubulu duž elektrohemijskog gradijenta stvorenog aktivnim transportom natrijuma. Voda se transportuje duž osmotskog gradijenta, a brzina njene apsorpcije zavisi od osmotske permeabilnosti zida tubula i razlike u koncentraciji osmotski aktivnih supstanci sa obe strane njegovog zida. U sadržaju proksimalnog tubula, zbog apsorpcije vode i tvari otopljenih u njoj, povećava se koncentracija uree, čija se mala količina reapsorbira u krv duž gradijenta koncentracije.

Napredak u oblasti molekularne biologije omogućio je da se uspostavi struktura molekula jonskih i vodenih kanala (akvaporina) receptora, autakoida i hormona i na taj način stekne uvid u suštinu nekih ćelijskih mehanizama koji obezbeđuju transport supstanci kroz zid tubula. Svojstva ćelija u različitim delovima nefrona su različita, a svojstva citoplazmatske membrane u istoj ćeliji su različita. Apikalna membrana ćelije, okrenuta ka lumenu tubula, ima drugačije karakteristike od bazalne i lateralne membrane, oprane međućelijskom tečnošću i u kontaktu sa krvnom kapilarom. Kao rezultat toga, apikalna i bazalna plazma membrana različito učestvuju u transportu supstanci; Djelovanje biološki aktivnih tvari na obje membrane je također specifično.

Razmotrimo ćelijski mehanizam reapsorpcije jona koristeći Na+ kao primjer. U proksimalnom tubulu nefrona, apsorpcija Na+ u krv nastaje kao rezultat niza procesa, od kojih je jedan aktivni transport Na+ iz lumena tubula, a drugi pasivna reapsorpcija Na+ nakon i bikarbonat i C1- joni se aktivno transportuju u krv. Kada je jedna mikroelektroda uvedena u lumen tubula, a druga u peritubularnu tekućinu, otkriveno je da je razlika potencijala između vanjske i unutrašnje površine zida proksimalnog tubula bila vrlo mala - oko 1,3 mV površina distalnog tubula može doseći 60 mV (slika .12.7). Lumen oba tubula je elektronegativan, a u krvi (a samim tim i u ekstracelularnoj tečnosti) koncentracija Na+ je veća nego u tečnosti koja se nalazi u lumenu ovih tubula, pa se Na+ aktivno reapsorbuje protiv gradijenta elektrohemijskog potencijala. U tom slučaju Na+ ulazi u ćeliju iz lumena tubula kroz natrijev kanal ili uz sudjelovanje transportera. Unutrašnji dio ćelije je negativno nabijen, a pozitivno nabijeni Na+ ulazi u ćeliju duž gradijenta potencijala, kreće se prema bazalnoj plazma membrani, kroz koju se natrijum pumpom ispušta u međućelijsku tekućinu; gradijent potencijala preko ove membrane dostiže 70-90 mV.

Postoje supstance koje mogu uticati na pojedine elemente sistema reapsorpcije Na+. Tako je natrijum kanal u ćelijskoj membrani distalnog tubula i sabirnog kanala blokiran amiloridom i triamterenom, usled čega Na+ ne može da uđe u kanal. Postoji nekoliko vrsta jonskih pumpi u ćelijama.

Tubularna reapsorpcija i njena regulacija

Jedna od njih je Na+, K+-ATPaza. Ovaj enzim se nalazi u bazalnoj i lateralnoj membrani ćelije i obezbeđuje transport Na+ iz ćelije u krv i ulazak K+ iz krvi u ćeliju. Enzim inhibiraju srčani glikozidi, na primjer strofantin, ouabain. U reapsorpciji bikarbonata važnu ulogu ima enzim karboanhidraza čiji je inhibitor acetazolamid – zaustavlja reapsorpciju bikarbonata koji se izlučuje urinom.

Filtriranu glukozu gotovo u potpunosti reapsorbiraju stanice proksimalnog tubula, a normalno se mala količina izlučuje urinom dnevno (ne više od 130 mg). Proces reapsorpcije glukoze odvija se protiv visokog gradijenta koncentracije i sekundarno je aktivan. U apikalnoj (luminalnoj) membrani ćelije glukoza se kombinuje sa transporterom, koji takođe mora da veže Na+, nakon čega se kompleks transportuje kroz apikalnu membranu, odnosno glukoza i Na+ ulaze u citoplazmu. Apikalna membrana je visoko selektivna i jednosmjerno propusna i ne dozvoljava ni glukozi ni Na+ da prođu natrag iz ćelije u lumen tubula. Ove supstance se kreću prema bazi ćelije duž gradijenta koncentracije. Prijenos glukoze iz ćelije u krv kroz bazalnu plazma membranu je prirode olakšane difuzije, a Na+, kao što je gore navedeno, uklanja se natrijumskom pumpom koja se nalazi u ovoj membrani.

Aminokiseline se gotovo u potpunosti reapsorbiraju u stanicama proksimalnih tubula. Postoje najmanje 4 sistema za transport aminokiselina iz lumena tubula u krv, vršeći reapsorpciju neutralnih, dvobaznih, dikarboksilnih aminokiselina i iminokiselina. Svaki od ovih sistema osigurava apsorpciju određenog broja aminokiselina jedne grupe. Dakle, sistem reapsorpcije dvobazičnih aminokiselina je uključen u apsorpciju lizina, arginina, ornitina i, moguće, cistina. Kada se u krv unese višak jedne od ovih aminokiselina, počinje pojačano izlučivanje aminokiselina samo ove grupe putem bubrega. Transportni sistemi pojedinih grupa aminokiselina kontrolišu se odvojenim genetskim mehanizmima. Opisane su nasljedne bolesti čija je jedna od manifestacija pojačano izlučivanje određenih grupa aminokiselina (aminoacidurija).

Izlučivanje slabih kiselina i baza u urinu zavisi od njihove glomerularne filtracije, procesa reapsorpcije ili sekrecije. Proces izlučivanja ovih supstanci u velikoj mjeri je određen „nejonskom difuzijom“, čiji je utjecaj posebno izražen u distalnim tubulima i sabirnim kanalićima. Slabe kiseline i baze mogu postojati, zavisno od pH okoline, u dva oblika - nejonizovanom i jonizovanom. Stanične membrane su propusnije za nejonizirane tvari. Mnoge slabe kiseline se izlučuju većom brzinom u alkalnom urinu, a slabe baze se, naprotiv, izlučuju u kiselom urinu. Stepen jonizacije baza raste u kiseloj sredini, ali opada u alkalnoj sredini. U nejoniziranom stanju ove tvari kroz membranske lipide prodiru u stanice, a zatim u krvnu plazmu, odnosno reapsorbuju se. Ako se pH vrijednost tubularne tekućine pomakne na kiselu stranu, tada se baze ioniziraju, slabo se apsorbiraju i izlučuju urinom. Nikotin je slaba baza, pri pH 8,1 50% se jonizuje, i izlučuje se 3-4 puta brže kiselim (pH oko 5) nego alkalnim (pH 7,8) urinom. Proces “nejonske difuzije” utiče na izlučivanje bubrega slabih baza i kiselina, barbiturata i drugih lijekova.

Mala količina proteina filtriranog u glomerulima se reapsorbuje od strane ćelija proksimalnih tubula. Izlučivanje proteina u urinu normalno nije više od 20-75 mg dnevno, a u slučaju bolesti bubrega može se povećati i do 50 g dnevno. Povećanje izlučivanja proteina u urinu (proteinurija) može biti posljedica kršenja njihove reapsorpcije ili povećanja filtracije.

Za razliku od reapsorpcije elektrolita, glukoze i aminokiselina, koji prodiru u apikalnu membranu, dospiju u bazalnu plazma membranu nepromijenjeni i transportiraju se u krv, reapsorpcija proteina osigurava se fundamentalno drugačijim mehanizmom. Protein ulazi u ćeliju putem pinocitoze. Molekuli filtriranog proteina se adsorbuju na površini apikalne membrane ćelije, dok membrana učestvuje u formiranju pinocitotičke vakuole. Ova vakuola se kreće prema bazalnom dijelu ćelije. U perinuklearnoj regiji, gdje je lokaliziran lamelarni kompleks (Golgijev aparat), vakuole se mogu spojiti s lizosomima, koji imaju visoku aktivnost niza enzima. U lizosomima, zarobljeni proteini se razgrađuju, a rezultirajuće aminokiseline i dipeptidi se uklanjaju u krv kroz bazalnu plazma membranu. Treba, međutim, naglasiti da se ne hidrolizuju svi proteini tokom transporta i da se neki od njih prenose u krv nepromenjeni.

Određivanje količine reapsorpcije u bubrežnim tubulima. Reapsorpcija supstanci, odnosno njihov transport (T) iz lumena tubula u tkivnu (međućelijsku) tečnost i u krv, tokom reapsorpcije R (TRX) određuje se razlikom između količine supstance X. (F∙Px∙fx) filtrirana u glomerule, a količina supstance izlučena u urinu (UX ∙V).

TRX =F∙px.fx ─Ux∙V,

gdje je F volumen glomerularne filtracije, fx je udio supstance X koja nije povezana sa proteinima u plazmi u odnosu na njenu ukupnu koncentraciju u krvnoj plazmi, P je koncentracija supstance u krvnoj plazmi, U je koncentracija supstance u urinu.

Koristeći gornju formulu, izračunava se apsolutna količina reapsorbirane tvari. Prilikom izračunavanja relativne reapsorpcije (% R), udio tvari koja je podvrgnuta reapsorpciji određuje se u odnosu na količinu tvari filtrirane u glomerulima:

% R= (1 - EFX)∙100.

Za procjenu kapaciteta reapsorpcije proksimalnih tubularnih stanica važno je odrediti maksimalnu vrijednost transporta glukoze (TmG). Ova vrijednost se mjeri kada je tubularni transportni sistem potpuno zasićen glukozom (vidi sliku 12.5). Da bi se to postiglo, otopina glukoze se infundira u krv i time povećava njenu koncentraciju u glomerularnom filtratu sve dok se značajna količina glukoze ne počne izlučivati urinom:

TmG=F∙PG-UG∙V,

gdje je F glomerularna filtracija, PG je koncentracija glukoze u krvnoj plazmi, a UG je koncentracija glukoze u urinu; TT - maksimalni cevni transport supstance koja se proučava. Vrijednost TmG karakteriše puno opterećenje sistema za transport glukoze; kod muškaraca ova vrijednost iznosi 375 mg/min, a kod žena 303 mg/min računato na 1,73 m2 tjelesne površine.

Tubularna reapsorpcija

Primarni urin se pretvara u konačni urin kroz procese koji se odvijaju u bubrežnim tubulima i sabirnim bačvama. U ljudskom bubregu dnevno se formira 150-180 litara filma, odnosno primarnog urina, a oslobađa se 1,0-1,5 litara urina. Ostatak tečnosti se apsorbuje u tubulima i sabirnim kanalima.

Tubularna reapsorpcija je proces reapsorpcije vode i tvari iz urina sadržanih u lumenu tubula u limfu i krv. Glavna svrha reapsorpcije je očuvanje svih vitalnih tvari u tijelu u potrebnim količinama. Reapsorpcija se javlja u svim dijelovima nefrona. Većina molekula se reapsorbuje u proksimalnom nefronu. Ovdje se gotovo u potpunosti apsorbiraju aminokiseline, glukoza, vitamini, proteini, mikroelementi, značajna količina Na+, C1-, HCO3- i mnoge druge tvari.

Shema tubularne reapsorpcije

Henleova petlja, distalni tubul i sabirni kanali apsorbuju elektrolite i vodu. Ranije se vjerovalo da je reapsorpcija u proksimalnom tubulu obavezna i neregulisana. Sada je dokazano da ga regulišu i nervni i humoralni faktori.

Reapsorpcija različitih supstanci u tubulima može se odvijati pasivno i aktivno. Pasivni transport se odvija bez potrošnje energije duž elektrohemijskog, koncentracijskog ili osmotskog gradijenta. Uz pomoć pasivnog transporta, vrši se reapsorpcija vode, hlora i ureje.

Aktivni transport je prijenos tvari protiv elektrokemijskih i koncentracijskih gradijenata. Štaviše, pravi se razlika između primarnog aktivnog i sekundarnog aktivnog transporta. Primarni aktivni transport nastaje trošenjem ćelijske energije. Primjer je prijenos Na+ jona pomoću enzima Na+, K+ - ATPaze, koji koristi energiju ATP-a. U sekundarnom aktivnom transportu, prijenos tvari se vrši zahvaljujući energiji transporta druge tvari. Glukoza i aminokiseline se reapsorbuju sekundarnim aktivnim transportnim mehanizmom.

Glukoza. Iz lumena tubula ulazi u ćelije proksimalnog tubula uz pomoć posebnog transportera, koji nužno mora vezati ion Ma4′. Kretanje ovog kompleksa u ćeliju odvija se pasivno duž elektrohemijskog i koncentracijskog gradijenta za jone Na+. Niska koncentracija natrijuma u ćeliji, stvarajući gradijent njegove koncentracije između vanjskog i intracelularnog okruženja, osigurava se radom natrijum-kalijum pumpe bazalne membrane.

U ćeliji se ovaj kompleks raspada na sastavne komponente. Visoka koncentracija glukoze stvara se unutar bubrežnog epitela, stoga, dalje duž gradijenta koncentracije, glukoza prelazi u intersticijsko tkivo. Ovaj proces se izvodi uz učešće nosača zbog olakšane difuzije. Zatim glukoza ulazi u krvotok. Normalno, pri normalnim koncentracijama glukoze u krvi i, prema tome, u primarnom urinu, sva glukoza se reapsorbuje. Sa viškom glukoze u krvi, a time i u primarnom urinu, može doći do maksimalnog opterećenja tubularnog transportnog sistema, tj. svi molekuli nosači.

U tom slučaju glukoza se više ne može reapsorbirati i pojavljuje se u konačnom urinu (glukozurija). Ovu situaciju karakteriše koncept „maksimalnog cevnog transporta” (Tm). Vrijednost maksimalnog tubularnog transporta odgovara starom konceptu “praga bubrežnog izlučivanja”. Za glukozu ova vrijednost je 10 mmol/l.

Tvari čija reapsorpcija ne ovisi o njihovoj koncentraciji u krvnoj plazmi nazivaju se ne-pražnim. To uključuje tvari koje se ili uopće ne reapsorbiraju (inulin, manitol) ili se slabo reapsorbiraju i izlučuju urinom srazmjerno njihovom nakupljanju u krvi (sulfati).

Amino kiseline. Reapsorpcija aminokiselina se također odvija putem mehanizma Na+-vezanog transporta. Aminokiseline filtrirane u glomerulima se 90% reapsorbuju u ćelijama proksimalnog tubula bubrega. Ovaj proces se izvodi pomoću sekundarnog aktivnog transporta, tj. energija ide za rad natrijum pumpe. Postoje najmanje 4 transportna sistema za prijenos različitih aminokiselina (neutralne, dvobazne, dikarboksilne i aminokiseline). Ti isti transportni sistemi takođe funkcionišu u crevima za apsorpciju aminokiselina.

Tubularna reapsorpcija

Opisani su genetski defekti gdje se određene aminokiseline ne resorbiraju ili apsorbiraju u crijevima.

Protein. Normalno, mala količina proteina ulazi u filtrat i ponovo se apsorbuje. Proces reapsorpcije proteina provodi se pinocitozom. Epitel bubrežnih tubula aktivno preuzima proteine. Po ulasku u ćeliju, protein se hidrolizira enzimima lizosoma i pretvara u aminokiseline. Ne podležu hidrolizi svi proteini; neki od njih prolaze u krv nepromenjeni. Ovaj proces je aktivan i zahtijeva energiju. U konačnom urinu dnevno se ne gubi više od 20-75 mg proteina. Pojava proteina u urinu naziva se proteinurija. Proteinurija se može pojaviti i u fiziološkim uslovima, na primjer, nakon teškog mišićnog rada. U osnovi, proteinurija se javlja u patologiji s nefritisom, nefropatijama i mijelomom.

Urea. Ima važnu ulogu u mehanizmima koncentracije urina i slobodno se filtrira u glomerulima. U proksimalnom tubulu dio uree se pasivno reapsorbira zbog gradijenta koncentracije koji nastaje zbog koncentracije urina. Ostatak uree dospijeva u sabirne kanale. U sabirnim kanalićima, pod uticajem ADH, voda se reapsorbuje i povećava se koncentracija uree. ADH povećava propusnost zida za ureu, te ona prelazi u medulu bubrega, stvarajući ovdje otprilike 50% osmotskog tlaka.

Iz intersticija, duž gradijenta koncentracije, urea difundira u Henleovu petlju i ponovo ulazi u distalne tubule i sabirne kanale. Na taj način dolazi do intrarenalne cirkulacije ureje. U slučaju diureze vode, apsorpcija vode u distalnom nefronu prestaje, a izlučuje se više uree. Dakle, njegovo izlučivanje zavisi od diureze.

Slabe organske kiseline i baze. Reapsorpcija slabih kiselina i baza zavisi od toga da li su u jonizovanom ili nejonizovanom obliku. Slabe baze i kiseline u jonizovanom stanju se ne reapsorbuju i izlučuju se urinom. Stepen jonizacije baza se povećava u kiseloj sredini, pa se one brže izlučuju u kiselom urinu, naprotiv, brže se izlučuju u alkalnom urinu.

Ovo je važno jer su mnogi lijekovi slabe baze ili slabe kiseline. Stoga je u slučaju trovanja acetilsalicilnom kiselinom ili fenobarbitalom (slabe kiseline) potrebno primijeniti alkalne otopine (NaHCO3) kako bi se ove kiseline prevele u jonizirano stanje, čime bi se olakšala njihova brza eliminacija iz organizma. Za brzo izlučivanje slabih baza potrebno je u krv uvesti kisele produkte za zakiseljavanje urina.

Voda i elektroliti. Voda se reapsorbuje u svim dijelovima nefrona. Otprilike 2/3 sve vode se reapsorbira u proksimalnom zavijenom tubulu. Oko 15% se reapsorbira u Henleovoj petlji, a 15% u distalnim izvijenim tubulima i sabirnim kanalima. Voda se pasivno reapsorbuje zbog transporta osmotski aktivnih supstanci: glukoze, aminokiselina, proteina, jona natrijuma, kalijuma, kalcijuma, hlora. Kako se smanjuje reapsorpcija osmotski aktivnih supstanci, tako se smanjuje i reapsorpcija vode. Prisustvo glukoze u konačnom urinu dovodi do povećane diureze (poliurije).

Glavni jon koji obezbeđuje pasivnu apsorpciju vode je natrijum. Natrijum je, kao što je već pomenuto, takođe neophodan za transport glukoze i aminokiselina. Osim toga, igra važnu ulogu u stvaranju osmotski aktivnog okruženja u intersticiju medule bubrega, zbog čega se koncentrira urin. Reapsorpcija natrijuma se javlja u svim dijelovima nefrona. Oko 65% jona natrijuma se reapsorbuje u proksimalnom tubulu, 25% u nefronskoj petlji, 9% u distalnom uvijenom tubulu i 1% u sabirnom kanalu.

Ulazak natrijuma iz primarnog urina kroz apikalnu membranu u tubularne epitelne ćelije odvija se pasivno duž elektrohemijskog i koncentracijskog gradijenta. Uklanjanje natrijuma iz ćelije kroz bazolateralne membrane se odvija aktivno uz pomoć Na+, K+ - ATPaze. Budući da se energija ćelijskog metabolizma troši na transport natrijuma, njegov transport je prvenstveno aktivan. Transport natrijuma u ćeliju može se odvijati kroz različite mehanizme. Jedna od njih je izmjena Na+ za H+ (protivstrujni transport, ili antiport). U ovom slučaju, jon natrijuma se prenosi unutar ćelije, a ion vodonika se prenosi van.

Drugi način prijenosa natrijuma u ćeliju provodi se uz sudjelovanje aminokiselina i glukoze. To je takozvani kotransport ili simport. Djelomična reapsorpcija natrijuma povezana je sa izlučivanjem kalija.

Srčani glikozidi (strofantin K, oubain) mogu inhibirati enzim Na+, K+ - ATPazu, koji osigurava prijenos natrijuma iz stanice u krv i transport kalija iz krvi u ćeliju.

Rad takozvanog rotaciono-protivstrujnog multiplikatorskog sistema je od velikog značaja u mehanizmima reapsorpcije vode i jona natrijuma, kao i koncentracije urina.

Rotaciono-protivstrujni sistem predstavljen je paralelnim krivinama Henleove petlje i sabirnog kanala, kroz koje se tečnost kreće u različitim pravcima (protivstruja). Epitel silaznog ekstremiteta propušta vodu, dok je epitel uzlaznog ekstremiteta nepropustan za vodu, ali je u stanju da aktivno prenosi ione natrijuma u tkivnu tečnost, a kroz nju nazad u krv. U proksimalnom dijelu, natrijum i voda se apsorbiraju u ekvivalentnim količinama i urin je ovdje izotoničan u odnosu na krvnu plazmu.

U silaznoj nefronskoj petlji voda se reapsorbuje i urin postaje više koncentriran (hipertoničan). Oslobađanje vode se odvija pasivno zbog činjenice da se aktivna reapsorpcija jona natrijuma istovremeno odvija u uzlaznom dijelu. Ulazeći u tkivnu tečnost, joni natrijuma povećavaju osmotski pritisak u njoj, čime se pospešuje privlačenje vode iz silaznog dela u tkivnu tečnost. Istovremeno, povećanje koncentracije urina u nefronskoj petlji zbog reapsorpcije vode olakšava prijelaz natrijuma iz urina u tkivnu tekućinu. Kako se natrijum reapsorbuje u Henleovoj uzlaznoj petlji, urin postaje hipotoničan.

Ulazeći dalje u sabirne kanale, koji predstavljaju treći krak protustrujnog sistema, urin može postati visoko koncentrisan ako djeluje ADH, povećavajući propusnost zidova za vodu. U tom slučaju, kako se kroz sabirne kanale krećemo dublje u medulu, sve više vode ulazi u intersticijsku tekućinu, čiji je osmotski pritisak povećan zbog velike količine Na"1" i uree koji se nalaze u njoj, a urin postaje sve koncentriraniji.

Kada velike količine vode uđu u tijelo, bubrezi, naprotiv, luče velike količine hipotonične mokraće.

Tubularna reapsorpcija i izlučivanje tvari u nefronu.

REABSORPCIJA TUBALA ili reapsorpcija u krv vode, soli i organskih supstanci (glukoze, proteina, aminokiselina, vitamina) sadržanih u primarnom urinu.

Rezultat je smanjenje primarnog urina (za 70%), potpuna reapsorpcija u krv tvari korisnih za metabolizam (aminokiseline, glukoza, mnogi vitamini), djelomična apsorpcija vode i jona Na, Cl, K, Ca, oslobađanje toksični metabolički produkti iz krvi u mokraću (urea, mokraćna kiselina, amonijak, kreatinin, sulfati, fosfati).

Apsorpcija baznih supstanci se vrši pomoću mehanizama aktivnog transporta, difuzije i olakšane difuzije.

na primjer:

Glavni ion koji određuje osmotski tlak, a time i reapsorpciju vode, Na+ ulazi u epitelne stanice pasivno, duž gradijenta koncentracije, a zatim se oslobađa s druge strane ćelije pomoću Na+-K+-ATPaze.

K+ joni se aktivno reapsorbiraju na apikalnoj membrani, a zatim se oslobađaju u krv zbog difuzije.

U proksimalnim izvijenim tubulima, 70% vode i jona se reapsorbuje.

Reapsorpcija kationa (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) se odvija protiv gradijenta koncentracije, aktivno (koristeći ATP energiju).

Negativno nabijene anione privlače pozitivno nabijeni katjoni, a zbog elektrostatičkih sila pasivno prelaze iz urina u krv (Cl- i HCO3- nakon Na+ i K+; SO42- i PO42- nakon Ca2+ i Mg2+), voda se pasivno apsorbira slijedeći joni osmotskim gradijentom.

Mehanizmi reapsorpcije Ca2+, Mg2+, SO4-, PO4- slični su mehanizmima reapsorpcije Na+, K+ i Cl-.

Supstance se mogu transportovati u citoplazmu bubrežne epitelne ćelije pomoću nosača zajedno sa Na+ jonima.

U isto vrijeme, oni ulaze u krv iz epitelne stanice koristeći difuziju duž gradijenta koncentracije.

Pri određenoj koncentraciji krvnih supstanci (prag izlučivanja), te tvari (prag) neće se potpuno reapsorbirati, a dio filtriranih tvari će završiti u konačnom urinu.

Granične supstance uključuju glukozu, koja se normalno filtrira (4,6-7,2 mmol/l u krvi), a zatim potpuno reapsorbuje.

Kada se njegova koncentracija u krvi poveća na 10,8 mmol/l, dio glukoze neće imati vremena da se reapsorbira.

Izlučuje se iz organizma urinom i javlja se glukozurija.

REABSORPCIJA u različitim dijelovima nefrona nije ista.

U PROKSIMALNOM PRESEKU 40-45% vode, natrijuma, bikarbonata, hlora, aminokiselina, glukoze, vitamina, proteina, mikroelemenata se reapsorbuje do kraja preseka - 1/3 ultrafiltrata ostaje sa istim osmotskim pritiskom kao u plazmi.

25-28% vode, do 25% natrijuma, kao i joni hlora, kalijuma, kalcijuma, magnezijuma se reapsorbuju u HENLE LOOP

U DISTALNOM PRESEKU - 10% vode, oko 9% natrijuma, kalijuma.

U KABLIMA ZA SAKUPLJANJE - 20% vode, manje od 1% natrijuma.

TUBULARNA SEKRECIJA se manifestuje oslobađanjem metaboličkih produkata i stranih supstanci iz krvi u lumen tubula.

Tubularna sekrecija je rezultat aktivne aktivnosti epitela bubrežnih tubula.

Izvodi se protiv koncentracijskog ili elektrohemijskog gradijenta i omogućava brzo izlučivanje organskih baza i jona. EPITELNE ĆELIJE luče holin, para-aminohipurnu kiselinu, modifikovane molekule lekova iz KRVI i apsorbuju glutamin iz PRIMARNOG URINA.

Koristeći enzim glutaminazu, glutamin se razgrađuje na GLUTAMINSKA KISELINA i AMONIJAK.

AMONIJAK se oslobađa u urinu, koji se uklanja iz organizma u obliku AMONIJEM SOLI.

Ugljena kiselina se tamo takođe razlaže enzimom KARBONAHIDRAZA.

Kako se proces reapsorpcije odvija u bubrezima?

HCO3- joni se apsorbuju u krv (zbog elektrostatičke privlačnosti njihovih Na+ i K+).

H+ joni se izlučuju u urinu iz koje se uklanjaju.

Ovo objašnjava kiselu reakciju konačnog urina (pH = 4,5-6,5).

Ovaj mehanizam Štiti organizam od KISELJENJA.

LOKALIZACIJA IZLUČIVANJA SUPSTANCI U NEFRONU je drugačija

U PROKSIMALNOM PRESEKU luče se joni vodonika i amonijak. Štaviše, organske baze se luče u uvijenom dijelu:

Holin, serotonin, dopamin, kinin, morfijum.

Direktni dio sadrži organske kiseline: para-aminohipurnu kiselinu, Diodrast, Penicilin, Mokraćnu kiselinu.

U DISTALNOM ODJELU - para-aminohipurna kiselina, amonijak, H+ i K+ joni.

LJEKOVITE SUPSTANCE se uklanjaju iz organizma glomerularnom FILTRACIJOM (hloramfenikol, streptomicin, tetraciklin, neomicin, kanamicin i drugi antibiotici).

Penicilin se izlučuje TUBALNOM SEKRECIJOM (80-90%).

Kada su zahvaćeni različiti dijelovi NEFRONA, određeni broj jedinjenja LIJEKA cirkuliše u krvi dugo vremena i možda se neće izlučiti iz tijela.

U ovim slučajevima NEOPHODNO je promijeniti doze LIJEKOVIH supstanci.

Podijeli: