2. Štruktúra nefrónu
Nefron je funkčná renálna jednotka, kde sa tvorí moč. Zloženie nefrónu zahŕňa:
1) renálny korpus (dvojitá glomerulárna kapsula, vnútri je glomerulus kapilár);
2) proximálny spletitý tubul (vo vnútri je veľký počet klkov);
3) Henleyho slučka (zostupná a stúpajúca časť), zostupná časť je tenká, klesá hlboko do drene, kde sa tubula ohýba 180 a ide do kôry obličiek, čím tvorí vzostupnú časť nefrónovej slučky. Vyvýšená časť obsahuje tenké a hrubé časti. Vystupuje na úroveň glomerulu svojho nefrónu, kam chodí na ďalšie oddelenie;
4) distálny spletitý tubul. Táto časť tubulu je v kontakte s glomerulom medzi príjemcom a odchádzajúcimi arteriolami;
5) posledná časť nefrónu (krátka spojovacia trubica, prúdi do zbernej rúrky);
6) zberná trubica (prechádza cez dreň a otvára sa do dutiny obličkovej panvy).
Existujú nasledujúce segmenty nefrónu:
1) proximálne (spletitá časť proximálneho tubulu);
2) tenká (zostupná a tenká stúpajúca časť slučky Henley);
3) distálne (hrubé stúpanie, distálne spletité tubuly a spojovacie trubice).
V obličkách je niekoľko typov nefrónov:
Rozdiely medzi nimi spočívajú v ich lokalizácii v obličkách.
Veľký funkčný význam má oblasť obličiek, v ktorej sa nachádza tubul. V kortikálnej substancii sú glomeruly, proximálne a distálne tubuly, spojovacie úseky. Vo vonkajšej drene sú zostupné a hrubé stúpajúce úseky nefrónových slučiek, zberné trubice. Vo vnútornej mieche sú tenké úseky nefrónnych slučiek a zberných skúmaviek. Umiestnenie každej z častí nefrónu v obličkách určuje ich účasť na činnosti obličiek v procese tvorby moču.
Proces močenia pozostáva z troch prepojení:
1) glomerulárna filtrácia, ultrafiltrácia bezproteínovej tekutiny z krvnej plazmy do kapsuly renálneho glomerulu, čo vedie k tvorbe primárneho moču;
2) tubulárna reabsorpcia - proces opätovného odsávania filtrovaných látok a vody z primárneho moču;
3) sekrécia buniek. Bunky niektorých častí tubuly sa prenesú z nebunečnej tekutiny do lúmenu nefrónu (vylučujú) rad organických a anorganických látok a molekuly syntetizované v bunke tubuly sa vylučujú do trubicového lúmenu.
Rýchlosť procesu močenia závisí od celkového stavu tela, od prítomnosti hormónov, eferentných nervov alebo lokálne produkovaných biologicky aktívnych látok (tkanivové hormóny).
Fyziologická štruktúra nefrónu
PREDNÁŠKA № 19. Fyziológia obličiek
1. Funkcie, význam močového systému
Proces vylučovania je dôležitý pre zabezpečenie a udržiavanie stálosti vnútorného prostredia tela. Obličky sa do tohto procesu aktívne zapájajú, odstraňujú prebytočnú vodu, anorganické a organické látky, konečné produkty metabolizmu a cudzích látok. Obličky sú párovaný orgán, jedna zdravá oblička úspešne udržiava stabilitu vnútorného prostredia tela.
Obličky vykonávajú v tele množstvo funkcií.
1. Regulujte objem krvi a extracelulárnej tekutiny (vykonávajú volumetrickú reguláciu), so zvýšením objemu krvi, aktivujú sa ľavé predsieňové volumoreceptory: inhibuje sa vylučovanie antidiuretického hormónu (ADH), zvyšuje sa vylučovanie moču, zvyšuje sa vylučovanie vody a Na iónov, čo vedie k obnoveniu objemu krvi a extracelulárnej tekutiny.
2. Uskutočňuje sa osmoregulácia - regulácia koncentrácie osmoticky aktívnych látok. Pri prebytku vody v tele sa znižuje koncentrácia osmoticky aktívnych látok v krvi, čo znižuje osmoreceptorovú aktivitu hypotalamického supraoptického jadra a vedie k zníženiu sekrécie ADH a zvýšeniu vylučovania vody. Keď sú excitované dehydratačné osmoreceptory, zvyšuje sa vylučovanie ADH, zvyšuje sa absorpcia vody v tubuloch, znižuje sa vylučovanie moču.
3. Regulácia výmeny iónov sa vykonáva reabsorpciou iónov v renálnych tubuloch pomocou hormónov. Aldosterón zvyšuje reabsorpciu iónov Na a natriuretický hormón ho znižuje. Sekrécia K zvyšuje aldosterón, znižuje inzulín.
4. Stabilizovať acidobázickú rovnováhu. Normálne pH krvi je 7,36 a udržuje sa na konštantnej koncentrácii iónov H.
5. Vykonávať metabolické funkcie: podieľať sa na metabolizme bielkovín, tukov, sacharidov. Reabsorpcia aminokyselín poskytuje materiál na syntézu proteínov. Pri dlhodobom pôste môžu obličky syntetizovať až 50% glukózy produkovanej v tele.
Mastné kyseliny v obličkových bunkách sú zahrnuté v zložení fosfolipidov a triglyceridov.
6. Vykonajte vylučovaciu funkciu - výber konečných produktov metabolizmu dusíka, cudzích látok, prebytočných organických látok z potravín alebo vzniknutých v procese metabolizmu. Produkty metabolizmu proteínov (močovina, kyselina močová, kreatinín atď.) Sa filtrujú v glomeruloch, potom sa resorbujú v renálnych tubuloch. Všetok tvorený kreatinín sa vylučuje močom, kyselina močová podlieha významnej reabsorpcii a močovina sa čiastočne reabsorbuje.
7. Vykonávať endokrinné funkcie - regulovať erytropoézu, zrážanie krvi, krvný tlak v dôsledku produkcie biologicky aktívnych látok. Obličky vylučujú biologicky aktívne látky: renín štiepi inaktívny peptid z angiotenzinogénu, konvertuje ho na angiotenzín I, ktorý sa pod vplyvom enzýmu mení na aktívny vazokonstrikčný angiotenzín II. Aktivátor plazminogénu (urokináza) zvyšuje vylučovanie Na v moči. Erytropoetín stimuluje erytropoézu v kostnej dreni, bradykinín je silný vazodilatátor.
Obličky sú homeostatické orgány, podieľa sa na udržiavaní hlavných ukazovateľov vnútorného prostredia tela.
2. Štruktúra nefrónu
Nefron je funkčná renálna jednotka, kde sa tvorí moč. Zloženie nefrónu zahŕňa:
1) renálny korpus (dvojitá glomerulárna kapsula, vnútri je glomerulus kapilár);
2) proximálny spletitý tubul (vo vnútri je veľký počet klkov);
3) Henleyho slučka (zostupná a stúpajúca časť), zostupná časť je tenká, klesá hlboko do drene, kde sa tubula ohýba 180 a ide do kôry obličiek, čím tvorí vzostupnú časť nefrónovej slučky. Vyvýšená časť obsahuje tenké a hrubé časti. Vystupuje na úroveň glomerulu svojho nefrónu, kam chodí na ďalšie oddelenie;
4) distálny spletitý tubul. Táto časť tubulu je v kontakte s glomerulom medzi príjemcom a odchádzajúcimi arteriolami;
5) posledná časť nefrónu (krátka spojovacia trubica, prúdi do zbernej rúrky);
6) zberná trubica (prechádza cez dreň a otvára sa do dutiny obličkovej panvy).
Existujú nasledujúce segmenty nefrónu:
1) proximálne (spletitá časť proximálneho tubulu);
2) tenká (zostupná a tenká stúpajúca časť slučky Henley);
3) distálne (hrubé stúpanie, distálne spletité tubuly a spojovacie trubice).
V obličkách je niekoľko typov nefrónov:
Rozdiely medzi nimi spočívajú v ich lokalizácii v obličkách.
Veľký funkčný význam má oblasť obličiek, v ktorej sa nachádza tubul. V kortikálnej substancii sú glomeruly, proximálne a distálne tubuly, spojovacie úseky. Vo vonkajšej drene sú zostupné a hrubé stúpajúce úseky nefrónových slučiek, zberné trubice. Vo vnútornej mieche sú tenké úseky nefrónnych slučiek a zberných skúmaviek. Umiestnenie každej z častí nefrónu v obličkách určuje ich účasť na činnosti obličiek v procese tvorby moču.
Proces močenia pozostáva z troch prepojení:
1) glomerulárna filtrácia, ultrafiltrácia bezproteínovej tekutiny z krvnej plazmy do kapsuly renálneho glomerulu, čo vedie k tvorbe primárneho moču;
2) tubulárna reabsorpcia - proces opätovného odsávania filtrovaných látok a vody z primárneho moču;
3) sekrécia buniek. Bunky niektorých častí tubuly sa prenesú z nebunečnej tekutiny do lúmenu nefrónu (vylučujú) rad organických a anorganických látok a molekuly syntetizované v bunke tubuly sa vylučujú do trubicového lúmenu.
Rýchlosť procesu močenia závisí od celkového stavu tela, od prítomnosti hormónov, eferentných nervov alebo lokálne produkovaných biologicky aktívnych látok (tkanivové hormóny).
3. Mechanizmus tubulárnej reabsorpcie
Reabsorpcia je proces reabsorpcie hodnotných látok z primárneho moču do tela. V rôznych častiach nefrónových tubulov sa absorbujú rôzne látky. V proximálnej časti sú úplne reabsorbované aminokyseliny, glukóza, vitamíny, proteíny, stopové prvky, významné množstvo Na, Cl iónov. V ďalších častiach sa reabsorbujú elektrolyty, voda.
Reabsorpciu v tubuloch zabezpečuje aktívny a pasívny transport.
Aktívny transport - reabsorpcia - sa uskutočňuje proti elektrochemickému a koncentračnému gradientu. Existujú dva typy aktívneho transportu:
Primárny aktívny transport prebieha počas prenosu látky proti elektrochemickému gradientu v dôsledku energie bunkového metabolizmu. K transportu Na iónov dochádza za účasti enzýmov sodíka, draslíka-ATP-ase a ATP energie.
Sekundárny transport transportuje látku proti gradientu koncentrácie bez energie, pretože glukóza a aminokyseliny sú reabsorbované. Z lúmenu tubulu vstupujú do buniek proximálneho tubulu pomocou nosiča, ktorý musí viazať Na ión. Tento komplex uľahčuje pohyb látky cez bunkovú membránu a jej vstup do bunky. Hnacou silou nosiča je nižšia koncentrácia iónov Na v cytoplazme bunky v porovnaní s lúmenom tubulu. Gradient koncentrácie Na je spôsobený aktívnym odstránením Na z bunky použitím sodíka, draslíka-ATP-ase.
Reabsorpcia vody, chlóru, niektorých iónov, močoviny sa vykonáva pomocou pasívneho transportu elektrochemickým, koncentračným alebo osmotickým gradientom. S pomocou pasívneho transportu v distálnom spletitom tubule sa Cl ión absorbuje pozdĺž elektrochemického gradientu, ktorý vzniká aktívnym transportom iónov Na.
Na charakterizáciu absorpcie rôznych látok v renálnych tubuloch je veľmi dôležitý prah eliminácie. Neprahové látky sa uvoľňujú pri akejkoľvek koncentrácii v krvnej plazme. Prahová hodnota eliminácie fyziologicky dôležitých látok v tele je iná, vylučovanie glukózy v moči nastáva, ak jej koncentrácia v krvnej plazme av glomerulárnom filtráte presahuje 10 mmol / l.
Štruktúra nefrónu - ako hlavná konštrukčná jednotka obličiek
Obličky sú komplexnou štruktúrou. Ich konštrukčnou jednotkou je nefrón. Štruktúra nefrónu mu umožňuje plne vykonávať svoje funkcie - filtruje sa, proces reabsorpcie, vylučovanie a vylučovanie biologicky aktívnych zložiek.
Vznikol primárny, potom sekundárny moč, ktorý sa vylučuje cez močový mechúr. Počas dňa sa cez vylučovací orgán filtruje veľké množstvo plazmy. Jeho časť sa následne vráti do tela, zvyšok sa odstráni.
Štruktúra a funkcia nefrónov sú vzájomne prepojené. Akékoľvek poškodenie obličiek alebo ich najmenších jednotiek môže viesť k intoxikácii a ďalšiemu narušeniu celého tela. Dôsledkom iracionálneho používania niektorých liekov, nesprávnej liečby alebo diagnózy môže byť zlyhanie obličiek. Prvé príznaky sú dôvodom návštevy špecialistu. Do tohto problému sú zapojení urológovia a nefrológovia.
Čo je nefrón
Nefron je štrukturálna a funkčná jednotka obličiek. Existujú aktívne bunky, ktoré sa priamo podieľajú na tvorbe moču (jedna tretina z celkového počtu), zvyšok je v rezerve.
Záložné bunky sa aktivujú v núdzových prípadoch, napríklad pri zraneniach, kritických stavoch, keď sa náhle stratí veľké percento obličkových jednotiek. Fyziológia vylučovania predpokladá čiastočnú smrť buniek, preto môžu byť rezervné štruktúry aktivované čo najskôr, aby sa zachovali funkcie orgánu.
Každý rok sa stratí až 1% štrukturálnych jednotiek - zomrú navždy a nie sú obnovené. So správnym životným štýlom, absenciou chronických ochorení, strata začína až po 40 rokoch. Vzhľadom k tomu, že počet nefrónov v obličkách je približne 1 milión, percento sa zdá byť malé. Starnutím sa môže výrazne zhoršiť práca orgánu, čo ohrozuje porušovanie funkčnosti močového systému.
Proces starnutia sa môže spomaliť zmenou životného štýlu a konzumáciou dostatočného množstva čistej pitnej vody. V najlepšom prípade len 60% aktívnych nefrónov v každej obličke zostáva časom. Toto číslo nie je vôbec kritické, pretože plazmová filtrácia je narušená len so stratou viac ako 75% buniek (aktívnych aj tých, ktoré sú v rezerve).
Niektorí ľudia žijú, stratili jednu obličku, - potom druhá vykonáva všetky funkcie. Práca močového systému je výrazne zhoršená, preto je potrebné včas vykonávať prevenciu a liečbu ochorení. V tomto prípade budete potrebovať pravidelné návštevy u lekára na určenie udržiavacej liečby.
Anatómia nefrónu
Anatómia a štruktúra nefrónu je pomerne zložitá - každý prvok hrá určitú úlohu. V prípade poruchy funkcie aj najmenšieho komponentu obličky prestanú normálne fungovať.
- kapsule;
- glomerulárna štruktúra;
- rúrková štruktúra;
- slučky;
- kolektívne tubuly.
Nefrón v obličkách sa skladá zo segmentov navzájom komunikovaných. Kapsula Shumlyansky-Bowman, spleť malých ciev - to sú komponenty obličkového tela, kde prebieha proces filtrácie. Ďalej prichádzajú tubuly, kde sa látky reabsorbujú a vyrábajú.
Z malého tela obličiek začína proximálna oblasť; ďalej vyčnievajte slučky a ponechajte distálne. Nefróny v expandovanej forme jednotlivo majú dĺžku asi 40 mm, a ak sú preložené, je to asi 100 000 m.
Nefronové kapsuly sú umiestnené v kortikálnej substancii, sú obsiahnuté v drene, potom opäť v kortikálnej, a na konci - v kolektívnych štruktúrach, ktoré idú do obličkovej panvy, kde začínajú močovody. Na nich sa odstráni sekundárny moč.
kapsule
Nefron začína od malpighského tela. Skladá sa z kapsuly a cievky kapilár. Bunky okolo malých kapilár sú usporiadané v tvare viečka - toto je renálne telo, ktoré prechádza oneskorenou plazmou. Podocyty pokrývajú stenu kapsuly zvnútra, čo spolu s vonkajšou tvorí dutinu s priemerom 100 nm.
Fenestrované (fenestrované) kapiláry (zložky glomerulu) sú zásobované krvou z aferentných artérií. Na rozdiel od toho sa nazývajú „čarovnou sieťou“, pretože pri výmene plynu nehrajú žiadnu úlohu. Krv prechádzajúca touto mriežkou nemení zloženie plynu. Plazma a rozpustené látky pod vplyvom krvného tlaku do kapsuly.
Nefrónová kapsula akumuluje infiltráciu obsahujúcu škodlivé produkty čistenia krvnej plazmy - takto vzniká primárny moč. Medzera medzi vrstvami epitelu slúži ako tlakový filter.
V dôsledku výsledných a odchádzajúcich glomerulárnych arteriol sa tlak mení. Suterénová membrána hrá úlohu dodatočného filtra - zachováva si niektoré prvky krvi. Priemer proteínových molekúl je väčší ako póry membrány, takže neprejdú.
Nefiltrovaná krv vstupuje do eferentných arteriol, prechádza do siete kapilár a obaľuje tubuly. Následne, látky, ktoré sú resorbované v týchto tubuloch vstupujú do krvi.
Kapsula nefrónu ľudskej obličky komunikuje s tubulom. Ďalšia časť sa nazýva proximálna, primárny moč pokračuje.
Zpletené tubuly
Proximálne tubuly sú rovné a zakrivené. Povrch vo vnútri je lemovaný cylindrickým a kubickým epitelom. Kefa hranica s klky je absorpčná vrstva nephron canaliculi. Selektívne zachytávanie poskytuje veľká oblasť proximálnych tubulov, úzka dislokácia peritubulárnych ciev a veľký počet mitochondrií.
Tekutina cirkuluje medzi bunkami. Zložky plazmy vo forme biologických látok sa filtrujú. V spletitých tubuloch nefrónu sa produkuje erytropoetín a kalcitriol. Škodlivé inklúzie, ktoré spadajú do filtrátu pomocou reverznej osmózy, sa zobrazujú močom.
Nefrónové segmenty filtrujú kreatinín. Množstvo tohto proteínu v krvi je dôležitým indikátorom funkčnej aktivity obličiek.
Slučky Henle
Henleho slučka zachytí časť proximálneho a segmentu distálnej časti. Spočiatku sa priemer slučky nemení, potom sa zužuje a umožňuje iónom Na von do extracelulárneho priestoru. Vytvorením osmózy sa H2O nasáva pod tlakom.
Zostupné a vzostupné kanály sú slučky. Zostupná oblasť s priemerom 15 μm pozostáva z epitelu, kde sa nachádzajú viaceré pinocytotické bubliny. Vzostupné miesto je lemované kubickým epitelom.
Slučky sú rozdelené medzi kortikálnu a mozgovú substanciu. V tejto oblasti sa voda presunie smerom nadol a potom sa vráti.
Na začiatku sa distálny kanál dotýka kapilárnej siete v mieste pridávacej a vylučovacej nádoby. Je pomerne úzka a je lemovaná hladkým epitelom a vonkajšia strana je hladká suterénna membrána. Tu sa uvoľňuje čpavok a vodík.
Kolektívne tubuly
Kolektívne trubice sa tiež nazývajú Belliniho kanály. Ich vnútorná výstelka je ľahká a tmavá bunka epitelu. Prvá reabsorbuje vodu a priamo sa podieľa na vývoji prostaglandínov. Kyselina chlorovodíková sa vyrába v tmavých bunkách zloženého epitelu, má tendenciu meniť pH moču.
Kolektívne tubuly a zberné kanály nepatria do nefrónovej štruktúry, pretože sa nachádzajú v obličkovom parenchýme mierne nižšie. V týchto konštrukčných prvkoch dochádza k pasívnemu odsávaniu vody. V závislosti od funkčnosti obličiek reguluje organizmus množstvo vody a sodíkových iónov, čo zasa ovplyvňuje krvný tlak.
Typy nefrónov
Štrukturálne prvky sú rozdelené v závislosti od vlastností štruktúry a funkcií.
Kortikálne sú rozdelené do dvoch typov - intracortical a super-official. Počet posledne menovaných je približne 1% všetkých jednotiek.
Vlastnosti superformálnych nefrónov:
- malý objem filtrovania;
- umiestnenie glomerulov na povrchu kôry;
- najkratšia slučka.
Obličky sa skladajú hlavne z intrakortikálnych nefrónov, z ktorých viac ako 80% tvoria. Sú umiestnené v kortikálnej vrstve a hrajú hlavnú úlohu vo filtrácii primárneho moču. Kvôli väčšej šírke vylučovacích arteriol v glomeruloch intrakortikálnych nefrónov sa krv dostáva pod tlak.
Kortikálne prvky regulujú množstvo plazmy. S nedostatkom vody sa zachytáva z juxtamedulárnych nefrónov, ktoré sa nachádzajú vo väčších množstvách v drene. Vyznačujú sa veľkými obličkovými telieskami s relatívne dlhými tubulami.
Yuxtamedulárny tvorí viac ako 15% všetkých nefrónov orgánu a tvorí konečné množstvo moču, ktoré určuje jeho koncentráciu. Ich zvláštnosťou je dlhé slučky Henle. Nosné a vedúce nádoby rovnakej dĺžky. Z odchádzajúcich slučiek sa vytvoria, prenikajú do drene paralelne s Henle. Potom vstupujú do žilovej siete.
funkcie
V závislosti od typu vykonávajú nefróny obličiek tieto funkcie:
- filtrácia;
- spätné odsávanie;
- sekrécie.
Prvý stupeň je charakterizovaný produkciou primárnej močoviny, ktorá sa ďalej čistí reabsorpciou. V tej istej fáze sú užitočné látky absorbované, mikro a makro prvky, voda. Poslednou fázou tvorby moču je kanalikulárna sekrécia - vzniká sekundárny moč. Odstraňuje látky, ktoré telo nevyžaduje. Štruktúrna a funkčná jednotka obličky sú nefróny, ktorými sú:
- udržiavať rovnováhu vody a soli a elektrolytu;
- regulujú saturáciu moču biologicky aktívnymi zložkami;
- udržiavanie acidobázickej rovnováhy (pH);
- kontrola krvného tlaku;
- odstrániť metabolické produkty a iné škodlivé látky;
- zúčastňovať sa na procese glukoneogenézy (získavanie glukózy zo zlúčenín bez sacharidov);
- vyvolať vylučovanie určitých hormónov (napríklad reguláciu tónu stien krvných ciev).
Procesy prebiehajúce v ľudskom nefróne umožňujú vyhodnotiť stav orgánov vylučovacieho systému. To možno vykonať dvomi spôsobmi. Prvým je výpočet obsahu kreatinínu (produkt rozkladu proteínov) v krvi. Tento indikátor opisuje, koľko jednotiek obličiek sa vyrovná s filtračnou funkciou.
Prácu nefrónu možno hodnotiť aj pomocou druhého ukazovateľa - glomerulárnej filtrácie. Normálna krvná plazma a primárny moč by sa mali filtrovať rýchlosťou 80-120 ml / min. Pre ľudí vo veku môže byť dolná hranica normou, pretože po 40 rokoch bunky obličiek umierajú (glomeruly sú oveľa menšie a pre telo je ťažšie plne filtrovať tekutiny).
Funkcie niektorých zložiek glomerulárneho filtra
Glomerulárny filter pozostáva z fenestrovaného kapilárneho endotelu, bazálnej membrány a podocytov. Medzi týmito štruktúrami je mezangiálna matica. Prvá vrstva plní funkciu hrubej filtrácie, druhá - odstraňuje bielkoviny a tretia čistí plazmu z malých molekúl nepotrebných látok. Membrána má záporný náboj, takže cez ňu neprenikne albumín.
Plazma krvi sa filtruje v glomeruloch a mesangiocyty podporujú ich prácu - bunky mezangiálnej matrice. Tieto štruktúry vykonávajú kontraktilné a regeneračné funkcie. Mesangiocyty obnovujú bazálnu membránu a podocyty a podobne ako makrofágy absorbujú mŕtve bunky.
Ak každá jednotka vykonáva svoju činnosť, obličky fungujú ako koordinovaný mechanizmus a tvorba moču prechádza bez návratu toxických látok do tela. To zabraňuje hromadeniu toxínov, vzniku opuchov, hypertenzie a ďalších príznakov.
Poruchy funkcie nefrónov a ich prevencia
V prípade funkčných porúch a štrukturálnych jednotiek obličiek dochádza k zmenám, ktoré ovplyvňujú prácu všetkých orgánov - narušuje sa rovnováha vody a soli, kyslosť a metabolizmus. Gastrointestinálny trakt prestáva fungovať normálne a v dôsledku intoxikácie sa môžu vyskytnúť alergické reakcie. To tiež zvyšuje zaťaženie pečene, pretože tento orgán je priamo spojený s elimináciou toxínov.
Pri chorobách spojených s transportnou dysfunkciou tubulov existuje jediný názov - tubulopatia. Sú dvoch typov:
Prvým typom je vrodená patológia, druhou je získaná dysfunkcia.
Aktívna smrť nefrónov začína pri užívaní liekov, ktorých vedľajšie účinky naznačujú možné ochorenie obličiek. Niektoré lieky z nasledujúcich skupín majú nefrotoxický účinok: nesteroidné protizápalové lieky, antibiotiká, imunosupresíva, protinádorové lieky atď.
Tubulopatie sú rozdelené do niekoľkých typov (podľa umiestnenia):
Pri úplnej alebo čiastočnej dysfunkcii proximálnych tubulov sa môže pozorovať fosfatúria, renálna acidóza, hyperaminoacidúria a glykozúria. Zhoršená reabsorpcia fosfátov vedie k deštrukcii kostného tkaniva, ktoré nie je obnovené počas liečby vitamínom D. Hyperacidúria je charakterizovaná zhoršenou funkciou transportu aminokyselín, ktorá vedie k rôznym ochoreniam (v závislosti od typu aminokyseliny). Takéto stavy vyžadujú okamžitú lekársku pomoc, ako aj distálnu tubulopatiu:
- diabetes s renálnou vodou;
- kanalická acidóza;
- Pseudohypoaldosteronism.
Porušenia sú kombinované. S rozvojom komplexných patológií môže súčasne klesať absorpcia aminokyselín glukózou a reabsorpcia bikarbonátov s fosfátmi. Preto sa objavujú nasledujúce symptómy: acidóza, osteoporóza a iné patologické stavy kostného tkaniva.
Zabráňte vzniku dysfunkcie obličiek, správnej diéte, používaniu dostatočného množstva čistej vody a aktívneho životného štýlu. V prípade výskytu príznakov poškodenia obličiek je potrebné včas konzultovať s odborníkom (aby sa zabránilo akútnej forme ochorenia).
Neodporúča sa užívať lieky (najmä predpis s nefrotoxickými vedľajšími účinkami) bez lekárskeho predpisu - môžu tiež narušiť funkcie močového systému.
Fyziologická štruktúra nefrónu
Každá ľudská oblička obsahuje asi 1 milión nefrónov, z ktorých každý je schopný produkovať moč. Regenerácia nefrónov v obličkách sa nevyskytuje, preto s poškodením, ochorením obličiek a normálnym starnutím dochádza k trvalému poklesu počtu nefrónov. U osôb starších ako 40 rokov sa počet nefrónov zvyčajne znižuje o 10% každých 10 rokov, preto sa počet nefrónov u mnohých ľudí vo veku 80 rokov zníži o 40% v porovnaní s 40-ročnými. Takáto strata nie je ohrozením života, pretože adaptívne zmeny v zostávajúcich nefrónoch im umožňujú uvoľňovať potrebné množstvo vody, elektrolytov a metabolitov.
Každý nefrón obsahuje: (1) zväzok glomerulárnych kapilár, nazývaný glomerulus, ktorým sa z krvi filtruje veľké množstvo tekutiny; (2) rozšírený systém tubulov a tubulov, cez ktorý filtrovaná tekutina vstupuje do sekundárneho moču na ceste do obličkovej panvy.
Glomerulus obsahuje sieť vetiev a anastomóz, kde v porovnaní s inými kapilárami je hydrostatický tlak veľmi vysoký (asi 60 mmHg). Kapiláry glomerulu sú pokryté epitelovými bunkami, takže glomerulus je získaný úplne integrovaný do Bowmanovej kapsuly. Tekutina, filtrovaná od kapilár do kapsuly, vstupuje do proximálneho spletitého tubulu, ktorý leží v kortikálnej vrstve obličky.
Z proximálneho tubulu prúdi tekutina do slučky Henle, ktorá sa ponorí hlboko do drene. Každá slučka sa skladá zo zostupných a vzostupných divízií. Steny zostupných a dolných častí vzostupných častí slučky sú veľmi tenké, takže sa nazývajú tenkým segmentom slučky Henle. Po prechode časti cesty smerom k kortikálnej vrstve stenové steny stúpajú, preto sa táto časť nazýva hrubý segment vzostupnej časti slučky Henle.
Koniec hrubého stúpajúceho úseku má krátky úsek, ktorého stena je označená ako hustý bod. Ako uvidíme neskôr, pri regulácii aktivity nefrónov hrá dôležitú úlohu hustý bod. Po prechode cez husté miesto tekutina vstupuje do distálneho spletitého tubulu, ktorý, podobne ako proximálny tubul, je v kortikálnej vrstve. Pokračuje do spojovacej trubice a kortikálnej zbernej trubice, ktorá pokračuje do kortikálneho zberného potrubia. Počiatočné časti 8 až 10 kortikálnych zberných kanálov sú spojené do jedného veľkého potrubia, ktoré klesá do drene a stáva sa kolektívnym kanálom drene. Postupne sa spájajú kanály, ktoré vytvárajú kanál s veľkým priemerom, ktorý sa nakoniec otvára v hornej časti papily obličiek. Každá oblička má približne 250 zberných kanálov s veľkým priemerom, z ktorých každý odoberá moč z približne 4000 nefrónov.
Regionálne znaky štruktúry nefrónov. Kortikálne a juxtamedulárne nefróny. Napriek tomu, že každý nefrón má všetky predtým opísané oddelenia, existujú určité rozdiely v ich štruktúre, ktoré sú určené tým, ako hlboko leží nefrón v tkanive obličiek. Nefróny, ktorých glomeruly sa nachádzajú vo vonkajšej časti kortikálnej vrstvy, sa nazývajú kortikálne. Nefróny majú krátku slučku Henle, prenikajúcu len do povrchových štruktúr drene.
Od 20 do 30% nefrónov, ktorých glomeruly ležia v hlbokých vrstvách kortikálnej vrstvy na hranici s medulou, sa nazývajú juxtamedulárny. Majú dlhú slučku Henle, prenikajúcu hlboko do drene, v niektorých prípadoch ju zachytávajú až po špičku papily.
Prívod krvi k juxtamedulárnym nefrónom sa tiež líši od kortikálnych. Celý systém rúrok týchto nefrónov je obklopený dobre vyvinutou sieťou peritubulárnych kapilár.
Dlhé trvalé plavidlá pokračujú, siahajú od glomerúl dole do vonkajšej časti drene, kde sa rozpadajú na špeciálne peritubulárne kapiláry, nazývané priame cievy, ktoré pokračujú dolu do drene, prechádzajúc v blízkosti okvetných lístkov Henle. Podobne ako Henleove slučky, aj priame plavidlá sa vracajú do kortikálnej vrstvy a zhromažďujú sa do kortikálnych žíl. Táto špeciálna kapilárna sieť drene hrá hlavnú úlohu pri tvorbe koncentrovaného moču.
THIN STRUKTÚRA NEPHRONU
URINARY SYSTEM.
Medzi orgány tohto systému patria: obličky, ktoré vykonávajú funkciu močenia, obličkový kalich, panvu, močové trubice, močový mechúr a močovú trubicu, ktoré sú močovými cestami.
VÝVOJ: Tri nefunkčné púčiky sú postupne usporiadané z nefrogronatómov mesodermu: predného (alebo predpolárneho), primárneho a konštantného (alebo konečného).
Pre-bud je tvorený od 8 do 10 segmentových nôh hlavovej časti embrya, ktoré sú oddelené od nefrogonátov a tvoria mezonefrálny kanál. Táto oblička nefunguje a čoskoro atrofuje.
Primárna oblička je tvorená 20 až 25 segmentovými ramenami trupovej časti embrya, ktoré sú oddelené od mesodermu a tvoria tubuly primárnej obličky. Na jednom konci sa otvárajú do mezonefrálneho kanála a na druhý koniec cievy prichádzajúce z aorty, rozpadajúce sa do primárnej kapilárnej siete glomerulu. Tubuly s ostatnými koncami prerastú glomeruly, čím sa vytvoria ich kapsuly. Výsledkom je tvorba obličkových teliesok. Táto funkcia obličiek funguje v prvej polovici tehotenstva a neskôr je založená na vývoji pohlavných žliaz (gonád).
Finálna oblička sa položí na druhý mesiac z nefrogénneho tkaniva kaudálneho oddelenia embrya. Mesonefrálny kanál vedie k vzniku obličkovej panvy, obličkových šálok, papilárnych kanálikov, zberných skúmaviek a uretrov. Nefrogénne tkanivo sa diferencuje na renálne tubuly, ktoré pokrývajú vaskulárne glomeruly. Vývoj konečnej obličky končí v postnatálnom období.
ŠTRUKTÚRA KNEJ.
Vrch pokrytý spojivovým tkanivom a prednou seróznou membránou. Kortikálna (tmavšia, umiestnená na periférii) a medulla (ľahšia, umiestnená v strede), rozdelená do 8 pyramíd, ktorých vrcholy otvárajú papilárny kanál do dutiny obličkového kalichu, sú v sekcii rozlíšené. Počas vývoja obličiek sa kôra zvyšuje a preniká medzi bázami pyramíd vo forme obličkových kolón. Mozgová substancia rastie do mozgovej kôry a vytvára mozgové lúče. Stroma obličiek je tvorená voľným vláknitým spojivovým tkanivom, parenchymus je reprezentovaný epitelovými renálnymi tubulami.
Štruktúrna a funkčná jednotka obličiek je NEFRON. Nefron pozostáva z:
Kapsuly v tvare guľôčok (Bowman-mlyansky kapsula),
· Proximálne spletité tubuly,
· Proximálny rovný tubul,
· Tenké tubuly, v ktorých sa nachádzajú chôdze a stúpajúce časti,
· Distálny rovný tubul
· Distálny spletitý tubul.
Tenká tubula a distálna priamka tvoria slučku nefrónu (Henleho slučka).
Bowman-Shumlyansky kapsula obklopuje cievny glomerulus a spolu s ním tvorí obličkové telo. Medzi nefrónmi sa rozlišujú
· Krátky povrch (15-20%),
Medziľahlé (70%) slučky, ktoré klesajú do vonkajšej zóny drene v rôznych hĺbkach
Cerebrálny (alebo juxtamedulárny - 15%), v ktorom renálne krvinky, proximálne a distálne časti ležia v kortikálnej substancii na hranici s medullou a slučky idú hlboko do drene.
THIN STRUKTÚRA NEPHRONU.
Kapsula glomerulu je tvorená dvoma listami - vnútornými a vonkajšími, medzi ktorými je medzera - dutina kapsuly.
1. Vonkajšia vrstva je reprezentovaná jednovrstvovým plochým alebo kubickým epitelom, ktorý prechádza do prizmatického epitelu proximálnej časti.
2. Vnútorný list preniká medzi kapilárami vaskulárneho glomerulu a je tvorený veľkými bunkami nepravidelného tvaru, nazývanými podocytmi. Rozsiahle procesy, cytotrabeculae, sa odchyľujú od telies podocytov, z ktorých zase začínajú mnohé malé procesy, cytopodia. Cytopodia sa pripája na trojvrstvovú, strednú bazálnu membránu, na ktorej ležia endoteliocyty na opačnej strane, lemujúc kapiláry primárnej kapilárnej siete vaskulárneho glomerulu. Medzi cytoplaziami sú úzke filtračné štrbiny, uzavreté membránou, ktoré neprenášajú albumín a makromolekulové látky. Glomerulárna membrána pozostáva z 3 vrstiev:
1. vonkajšie (svetlo)
2. vnútorné (svetlo)
3. stredne tmavá.
Stredná tmavá vrstva sa skladá z kolagénových vlákien typu 4, ktoré vytvárajú sieť s priemerom do 7 nm a laminínový proteín, ktorý zaisťuje adhéziu (pripojenie) k membráne podocytov a endotelových buniek. Takto sa vytvorí filtračná bariéra, pozostávajúca z
1. endoteliocyty glomerulárnych kapilár,
2. vnútorný obal kapsuly podocytov
3. trojvrstvová bazálna membrána.
Poskytuje prvú fázu tvorby moču - filtračnú fázu - ktorá umožňuje prechod do dutiny kapsuly z krvi zložiek primárneho moču pozostávajúceho z krvnej plazmy, cukrov, jemných proteínov (proteínov s nízkou molekulovou hmotnosťou) a iónov. Látky s priemerom väčším ako 7 nm nie sú filtrované cez bariéru.
Vo vaskulárnych glomeruloch obličkových teliesok, v tých miestach, kde nepreniknú podocyty vnútorného listu kapsuly, sa nachádza mssangium pozostávajúce z buniek mezangiocytov a hlavnej látky, matrice. Medzi mesangiocytmi existujú tri typy:
A. Hladký typ svalov - tieto bunky syntetizujú zložky matrice a môžu sa sťahovať reguláciou prietoku krvi v kapilárach glomerulu;
B. Makrofágový typ - bunky na svojom povrchu obsahujú Fc receptory potrebné na fagocytovú funkciu, čo zaisťuje lokálne imunitné zápalové reakcie v glomeruloch; mesangiocytov granzitorny, reprezentujúcich monocyty z krvného obehu.
Proximálny nefrón sa skladá zo spletených a rovných tubulov, má priemer 60 μm a je lemovaný jednovrstvovým hranolovým hraničným epitelom. Na apikálnom povrchu epiteliálnych buniek sa nachádzajú mikrovily, ktoré tvoria hranicu kefy s vysokou aktivitou alkalickej fosfatázy. V bazálnej časti týchto buniek dochádza k bazálnej strócii a v cytoplazme - peletocytotickým pľuzgierikom a lyzozómom. Proximálne delenie vykonáva funkciu reabsorpcie obligatórnou, t.j. zabezpečuje reabsorpciu proteínov, cukrov, elektrolytov a vody z primárneho moču a proteín a cukor úplne vymiznú.
Nefrónovú slučku predstavuje tenká trubica a priame distálne. V krátkych a stredných nefrónoch má tenký tubul iba zostupnú časť a v juxtamedulárnom a dlhom vzostupnom úseku, ktorý prechádza do priameho distálneho tubulu. Priemer tenkého tubulu je asi 15 mikrometrov. V zostupnej časti je lemovaná jednovrstvovým skvamóznym epitelom. Tu dochádza k pasívnej reabsorpcii vody na základe rozdielu v osmotickom tlaku medzi močom v tubule a tekutinou intersticiálneho tkaniva, v ktorej cievy prechádzajú. Vo vzostupnom priestore sú elektrolyty -Na, C1 atď. Nasávané späť.
Distálny tubul má priemer v rovnej časti do 30 mikrónov, v skrútenom - od 20 do 50 mikrometrov. Je lemovaná jednovrstvovým kubickým epitelom, bez štetca, pretože mikrovilli v týchto oblastiach sú slabo vyjadrené, ale bazálne striation zostáva. V priamom kanáliku a priľahlom k spletitému tubulu je aktívny spätný sací výkon elektrolytov, ale sú nepriepustné pre vodu. V dôsledku toho sa moč stane hypotonickým, t.j. slabo koncentrované, čo spôsobuje pasívny transport vody z moču v zostupných tenkých tubuloch a zberných kanáloch, ktoré najprv vstupujú do interstícia a potom do krvi.
Kolektívne renálne tubuly v horných častiach sú lemované jednovrstvovou kubickou a v dolnej vrstve prizmatického epitelu, v ktorom sú tmavé a svetelné bunky. Svetelné bunky sú chudobné na organoidy a pasívne absorbujú vodu. Tmavá štruktúra pripomína parietálne bunky žliaz žalúdka a vylučuje kyselinu chlorovodíkovú, čo má za následok okyslenie moču. V dôsledku toho, keď prechádza zbernými trubicami, voda sa stáva koncentrovanejšou.
V procese močenia sa teda rozlišujú tri fázy:
1. Fáza filtrácie primárneho moču, ku ktorej dochádza v obličkových telieskach.
2. Fáza reabsorpcie, uskutočňovaná v tubuloch nefrónu a zhromažďujúcich tubuly, čo má za následok kvalitatívnu a kvantitatívnu zmenu v moči.
3. Sekrečná fáza, ktorá sa vyskytuje v zberných tubuloch tvorbou kyseliny chlorovodíkovej v nich, čo robí reakciu moču mierne kyslou.
BLEEDING KIDNEY.
Existujú kortikálne a juxtamedulárny obehový systém,
Kortikálny systém.
Oblička vstupuje do brány obličiek, ktorá sa rozdeľuje do lobarovej artérie, ktorá prechádza medzi mozgovými pyramidami. Na hranici kortikálnej a miechy sa rozvetvujú do artérií tepien, z ktorých sa do kortexu dostávajú medzibunkové tepny. Z nich sa vnútrobunkové tepny rozchádzajú zo strán, z ktorých začínajú arterioly, ktoré sa rozpadajú do kapilár primárnej kapilárnej siete cievnych glomerulárnych renálnych teliesok. Potom sa zhromažďujú vo výstupných arteriolách, ktorých priemer je menší ako nosné arterioly, čo vytvára vysoký tlak v kapilárnej sieti (nad 50 mm Hg), ktorý filtruje zložky primárneho moču do dutiny Bowman-Shumlyanského kapsuly.
Po odobratí arteriol, ktoré prešli krátkou cestou, sa rozdeľte na sekundárnu kapilárnu (alebo peritubulárnu) sieť obklopujúcu nefrónové kanáliky. Ide o reabsorbované zložky primárneho moču. Z kapilár sekundárnej kapilárnej siete sa odoberá krv v hviezdicových žilách, potom v medzikrúžku, ktorý prúdi do oblúkových žíl, ktoré prechádzajú do interlobaru, čím sa nakoniec vytvárajú renálne žily.
V juxtamedulárnom obehu existujú funkcie:
1. Priemer nosných a vykonávajúcich arteriol je rovnaký alebo je o niečo širší. Tlak v kapilárach primárnej siete je teda nižší ako v kortikálnych nefrónoch.
2. Ejekčné arterioly tvoria priame cievy, z ktorých sa tvoria vetvy, tvoriace sekundárnu kapilárnu sieť. Priame cievy vytvárajú slučky, ktoré sa otáčajú späť a vytvárajú protiprúdový systém ciev, nazývaný vaskulárny zväzok. Kapiláry sekundárnej siete sa zhromažďujú v priamych žilách, ktoré prúdia do oblúka, t.j. chýbajúce hviezdicové žily.
3. V dôsledku týchto znakov sa takmer mozgové nefróny menej aktívne podieľajú na tvorbe moču. Hrajú úlohu skratov, ktoré poskytujú rýchly prietok krvi v podmienkach silného prekrvenia krvi.
Kapitola 9. Fyziológia obličiek
Štruktúra močového systému
V ľudskom tele sú dve obličky (Obr. 9-1 A). Sú umiestnené na oboch stranách chrbtice na úrovni XI hrudného a III bedrového stavca. Pravá oblička sa nachádza mierne pod ľavou obličkou, pretože je na hornej strane ohraničená pečeňou. Púčiky sú v tvare fazule. Veľkosť jednej obličky je asi 10-12 cm na dĺžku, 5-6 cm na šírku a 3 cm na hrúbku. Hmotnosť dospelej obličky je približne 120-300 g.
Zásobovanie obličiek obličkami je renálne artérie, ktoré sa odoberajú priamo z aorty. Z celiakie plexus nervy prenikajú do obličiek, ktoré vykonávajú nervovú reguláciu funkcie obličiek, rovnako ako zabezpečenie citlivosti renálnej kapsuly.
Obličky sa skladajú z pevnej kapsuly, parenchýmu (tkaniva obličiek) a systému akumulácie a vylučovania moču (Obr. 9-1 B). Obličková kapsula je tesný spojivový tkanivový plášť, ktorý pokrýva vonkajšiu časť obličiek. Parenchým obličiek je vonkajšia vrstva kortikálnej substancie a vnútorná vrstva medully, ktoré tvoria vnútornú časť orgánu. Systém akumulácie moču je reprezentovaný obličkovými šálkami, ktoré spadajú do obličkovej panvy. Renálna panva prechádza priamo do močovodu. Do močového mechúra prúdia pravé a ľavé močové trubice.
Morfhofunkčná jednotka obličiek je nefrón - špecifická štruktúra, ktorá plní funkciu tvorby moču. Každá oblička má viac ako 1 milión nefrónov (Obr. 9-1 B). Každý nefrón sa skladá z niekoľkých častí: glomerulus, kapsuly Shumlyansky-Bowman a systém následných tubulov.
Glomerulus je súbor kapilár, cez ktoré prúdi krv. Slučky kapilár tvoriacich glomerulus sú ponorené do dutiny Shumlyansky-Bowmanovej kapsuly. Kapsula má dvojité steny, medzi ktorými je dutina. Dutina kapsuly prechádza priamo do dutiny tubulov.
Väčšina nefrónov sa nachádza v kortikálnej substancii obličiek. Len 15% všetkých nefrónov sa nachádza na hranici medzi kortikálnou a dreňovou časťou obličiek. Kortikálna substancia obličiek teda pozostáva z nefrónov, krvných ciev a spojivového tkaniva. Kanály nefrónov tvoria slučku, ktorá preniká z kortexu do drene. Tiež v drene sú vylučovacie tubuly, cez ktoré sa vylučuje moč v nefróne, do obličkového kalichu. Mozgová substancia tvorí tzv. Pyramídy, ktorých vrcholy končia v papilách, ktoré prúdia do kalichov. Na úrovni papily sa kombinujú všetky renálne tubuly, po ktorých sa vylučuje moč.
Každá oblička má prítok tepny (A. renis), venózny odtok (V. rena li s), lymfatické cievy a ureter, cez ktoré prúdi moč v obličkách. Na ľavej a pravej uretre sa moč dostáva do močového mechúra a čas od času sa tam odoberá, aby sa odtiaľ dostal cez močovú trubicu (močová trubica) (mikcia alebo močenie).
Na histologických rezoch v kortikálnej substancii obličiek, ležiacich v blízkosti povrchu, je možné vidieť chaotické prelínanie tubulov a guľatých obličkových telies roztrúsených medzi nimi, vytvorených glomerulárnymi kapilárami. Glomerulus spolu s renálnym tubulom, ktorý z neho vystupuje, tvorí súčasť nefrónu. Každá oblička má viac ako milión takýchto nefrónov.
Obr. 9-1. Makroskopická a mikroskopická štruktúra močového systému a obličiek.
A - močové cesty. Moč sa zhromažďuje v šálkach a vstupuje do obličkovej panvy a uretrov do močového mechúra. Odtok moču je zabezpečený peristaltikou uretrov; je odlíšiteľný na ľavom močovode. B - štruktúra obličiek. Zadná strana obličky je znázornená v časti. Demonštrované vrstvy parenchýmu obličiek (kôra a dreň obličky), ako aj systém šálok a obličkovej panvy. Celá oblička je obklopená tuhou (zle expandovateľnou) kapsulou. B - veľké krvné cievy obličiek
Obehové systémy obličiek
Tieto odchádzajúce arterioly sa rozvetvujú v dreni a tvoria zostupné rovné cievy (Vasa recta) (tretia kapilárna sieť). Žilová krv perilánových kapilár (obličková kôra), ako aj vzostupné priame cievy (Vasa recta, dreň dna) dôsledne vstupujú do interlobárnych žíl (Vv. Intelobares), oblúkových žíl (Vv. Arcuatae) a obličkovej žily (V.renalis) a konečne dosiahne dolnú dutú žilu (V. cava) (pozri obr. 9-1 B).
Vo všeobecnosti sú v obličkách zastúpené tri kapilárne siete. Prvá kapilárna sieť je taká, do ktorej sa viaže arteriol, čím sa vytvára glomerulus, ktorý kontaktuje Shumlyansky-Bowmanovu kapsulu. Druhá kapilárna sieť je nasledujúca. Kapiláry glomerulu sa zhromažďujú v odtokovej arteriole a tieto sa rozpadajú v kôre do siete kapilár. Tieto kapiláry pokrývajú úseky nefrónu v kôre a čiastočne v drene. Toto je druhá kapilárna sieť. Tretia kapilárna sieť je sieť medulla. Prívod medulárnej substancie obličiek do krvi sa uskutočňuje pomocou odchádzajúcich arteriol opúšťajúcich juxtamedulárne glomeruly. Tieto eferentné arterioly sa oddeľujú v dreni a tvoria zostupné rovné cievy. Toto je takzvaná tretia kapilárna sieť.
Obr. 9-2. Makroskopická a mikroskopická štruktúra močového systému a obličiek.
A - schéma močového systému obličiek. B - schéma cievneho systému obličiek
Každá z týchto obličiek dostáva arteriálnu krv cez obličkovú tepnu (A. renis), ktorá cez interlobarové artérie (Aa. Interlobares) vstupuje do artérií oblúka (Aa. Arcuatae). Vertikálne medzibunkové tepny (Aa. Interlobulares) sa od nich vertikálne oddeľujú v smere povrchu obličiek, z ktorých sa arterioly odkláňajú od priechodu cez kortex. Prináša arteriol (Vas afferens) vetvy v glomeruloch do glomerulárnych kapilár (prvá kapilárna sieť), ktoré vyzerajú ako jablká visiace na vetvičkách. Na rozdiel od krvného zásobovania v iných orgánoch glomerulárne kapiláry neprenikajú okamžite do venúl: glomerulárne kapiláry sa opäť spájajú do odchádzajúcej arterioly (Vas efferens). Odtokové arterioly glomerulov nachádzajúce sa na povrchu a stredné vrstvy kortikálnej substancie sú opäť rozvetvené do periocefalických kapilár. Sú primárne v kontakte s bunkami distálnych tubulov nachádzajúcich sa v kôre obličiek (druhá kapilárna sieť). Prívod krvi medulárnou látkou obličiek sa nevykonáva pomocou tepien, ale pomocou odchádzajúcich arteriol, ktoré zanechávajú tzv. Juxtamedulárne glomeruly.
Obličkový lalok pozostáva z veľkého počtu štruktúrnych jednotiek - nefrónov.
Existujú dva typy nefrónov - kortikálne (kortikálne) nefróny (
85%) a juxtamedulárnych nefrónov (
15%). Renálna kôra kortikálneho nefrónu sa nachádza vo vonkajšej časti kortikálnej látky (vonkajšieho kortexu) obličiek. Henleho slučka (stará nomenklatúra, ktorá sa v zriedkavých prípadoch používa na jednoduchosť prezentácie) vo väčšine kortikálnych nefrónov má malú dĺžku a nachádza sa vo vonkajšej mozgovej substancii obličiek. Obličkový korpus juxtamedulárneho nefrónu sa nachádza v juxtamedulárnom kortexe, blízko hraníc kôry obličiek s medullou. Väčšina juxtamedulárnych nefrónov má dlhú slučku Henle. Ich slučka Henle preniká hlboko do drene a niekedy dosahuje vrcholy pyramíd.
Jedna oblička obsahuje približne 1 milión glomerulov, ktoré sa nachádzajú prevažne v povrchových vrstvách kortikálnej substancie (glomeruly povrchových kortikálnych nefrónov) a niektoré z nich ležia v blízkosti medully (glomeruly).
juxtamedulárnych nefrónov). Glomerulus spolu s Bowmanovou kapsulou s tubulárnym systémom tvorí štrukturálnu a funkčnú jednotku obličiek - nefrónu. V juxtamedulárnych nefrónoch, časť tubulu, nazývaná Henleho slučka, ide hlboko do vnútornej medully obličiek. Distálny úsek rúrky prúdi cez spojovaciu trubicu do zberného potrubia.
V každom nefróne (podľa novej nomenklatúry) sú jasne rozlíšiteľné nasledujúce časti ryže. 9-3:
(1) glomerulárna kapsula, glomeruly kapsúl (Bowmom) - Bowmanova kapsula vo forme misky, pokrývajúca glomeruly arteriálnych kapilár (glomerulus);
(2) proximálne spletité tubuly; (3) proximálny rovný tubul; (4) zostupný tenký segment slučky (tenká zostupná časť slučky Henle); (5) stúpajúci segment tenkej slučky (tenký vzostupný slučkový úsek Henle); (6) distálne rovné trubičky (hrubá stúpajúca časť slučky Henle); (7) distálne spletité tubuly; (8) spojovacie rúrky; (9) počiatočný úsek zberného kanála; (10) kortikálny zberný kanál; (11) vonkajší mozgový zberný kanál; (12) vnútorný kanál na zhromažďovanie mozgu; (13) Kanál Bellini.
Obr. 9-3. Mikroanatómia obličiek
Nefróza prístrojov glomerulus a okollobochkovy
Na obr. 9-4 konzistentne znázorňuje štruktúru nefrónu (Obr. 9-4 A) vzhľadom na prechod na štruktúru Bowmanovej kapsuly (Obr. 9-4 B) a štruktúru filtračnej bariéry (Obr. 9-4 C).
Glomerulárny filter pozostáva z troch vrstiev: fenestrovaného kapilárneho endotelu, bazálnej membrány a epitelu na strane nefrónu s podocytmi. Medzi procesmi podocytov v tvare prstov sa napínajú membrány podobné štrbinám s pórmi malého priemeru. V jednom glomerule sa cez tento filter filtruje približne 70 μl denne a spolu v dvoch obličkách - 180 l za deň (GFR).
Juxtaglomerulárny aparát alebo periféria je súborom obličkových buniek, ktoré regulujú funkcie jednotlivých nefrónov. Juxtaglomerulárny aparát je pomenovaný tak, že sa nachádza v blízkosti glomerulu, tvoriaceho trojuholník: na oboch stranách je obklopený aferentnými a vystupujúcimi eferentnými arteriolami a na tretej - stenou distálneho spletitého tubulu. Toto usporiadanie poskytuje kľúčové funkcie, ako je regulácia renálneho prietoku krvi a úroveň glomerulárnej filtrácie. Juxtaglomerulárny aparát (JGA) pozostáva z
Tri hlavné časti sú makula densa (hustý bod), oblasť husto zabalených hranolových epiteliálnych buniek distálneho spletitého nefrónového tubulu v oblasti priľahlej k obličkovým lýtkovým, juxtaglomerulárnym a juxtavaskulárnym bunkám.
Bunky makula densa sú citlivé na iónové zloženie, ako aj na množstvo vody v moči, čo spôsobuje syntézu renínu zvyšnými bunkami juxtaglomerulárneho aparátu.
Juxtaglomerulárne bunky (alebo inak granulované bunky umiestnené v stene zavádzajúcich arteriol, obsahujúce renín. Renín je neoddeliteľnou súčasťou systému renín-angiotenzín-aldosterón, ktorý reguluje krvný tlak.
Yuxtavaskulárne bunky alebo bunky Gurmagtig sú obličkové bunky umiestnené medzi makula densa a zavádzajúcou arteriolou. Tieto bunky sú špecializované mesangiálne. Majú dlhé procesy v kontakte so zvyškom buniek. Yuxtavaskulárne bunky produkujú enzým angiotenzinázu, ktorý spôsobuje inaktiváciu angiotenzínu, preto je antagonistom aktivity renín-angiotenzínového aparátu a je schopný produkovať renín.
Obr. 9-4. Glomerulárny filter a juxtaglomerulárne prístroje
Nefrónový kanálový aparát
Trubky a zberný kanál sú potiahnuté epitelovými bunkami, v ktorých membránach a lúmene tubulu (apikálna alebo luminálna membrána) a z intersticiálneho priestoru a kapilár (bazolaterálna membrána) sú proteínové štruktúry (pumpy, nosiče a iónové kanály) integrované asymetricky cez membrány aktívnym (primárnym a sekundárnym) transportom, uľahčenou a jednoduchou difúziou. To umožňuje riadiť transport určitých zlúčenín.
Proximálne spletité tubuly. Stena proximálneho spletitého tubulu (segment S1), je lemovaná vysokými epiteliálnymi bunkami, ktoré sú navzájom spojené, ktoré na lúmene tubulu nesú hranicu kefy a majú hlboké záhyby na suterénovej membráne (bazálny labyrint), ktoré spoločne zväčšujú povrch o 30-60-krát. To indikuje kvantitatívne vysoké transportné problémy proximálneho tubulu. Mitochondrie susediace s bazálnymi záhybmi zaisťujú Na + / K + -ATPázu ATP bazolaterálnej membrány. Okrem toho, epitelové bunky majú tesné spojovacie kontakty a prostredníctvom týchto tesných kontaktov medzi epitelovými bunkami (intercelulárne) sa prenášajú relatívne veľké množstvá rozpustených látok.
Vysoká permeabilita proximálneho vodného kanála je len do určitej miery spôsobená „presakovaním“ jeho tesných spojov. Ešte dôležitejšie je, že vodné kanály (AQP 1, aquaporín 1) sú zapustené do apikálnej bunkovej membrány (na lúmene tubulu) a do bazolaterálnej membrány (na intersticium).
Všeobecne platí, že po početných zákrutoch spletitej časti v kortikálnej substancii obličiek proximálny tubul zostupuje s jeho rovnou časťou do vonkajších vrstiev dreňovej ľadviny. Veľkosť buniek, hustota a výška okraja kefy, hĺbka bazolaterálnych záhybov a hustota mitochondrií klesajú pozdĺž proximálneho tubulu, čo odráža pokles počtu transportovaných látok (reabsorpciou).
v dolných častiach proximálneho tubulu. Existujú (nezreteľne rozdelené) segmenty S1 (alebo P1; väčšina spletitých tubulov) a S2, a tiež segment S ležiaci výlučne v dreňovej ľadvine3 (tubule - pozri nižšie).
Proximálny rovný tubul. Stena proximálneho priameho tubulu (segment S3), poslané epitelovými bunkami, ale ich charakteristické znaky (opísané vyššie) nie sú tak silne exprimované. Avšak mitochondrie susediace s bazálnymi záhybmi poskytujú Na + / K + -ATPázu ATP bazolaterálnej membrány. Okrem toho majú tieto bunky tiež kontakty typu tesného spojenia a cez tieto husté kontakty medzi nimi (intercelulárne) sa prenášajú rozpustené látky.
Klesajúci segment tenkej slučky (tenký zostupný úsek Henle). Epiteliálne bunky zostupného tenkého segmentu nemajú hranicu kefy, sú slabé v mitochondriách a majú nízku úroveň metabolickej aktivity.
Vzostupný segment tenkej slučky (tenký vzostupný slučkový úsek Henle). Epitelové bunky vzostupného tenkého segmentu sú podobné predchádzajúcim, ale viac sploštené. Sú tiež bez štetca hranice, zlé v mitochondriách, a majú nízku úroveň metabolickej aktivity.
Distálny rovný tubul (hrubá stúpajúca časť slučky Henle). Epiteliálne bunky tejto časti nefrónu sú veľké bunky s vysokou metabolickou aktivitou a schopnosťou aktívnej reabsorpcie.
Distálny spletitý tubul. Epiteliálne bunky tejto oblasti nefrónu sú podobné bunkám distálneho priameho tubulu, ale hlavný rozdiel je v tom, že distálny spletitý tubul predstavuje dva typy buniek, ktoré sa líšia svojou štruktúrou a funkciou - to sú hlavné a interkalátované bunky. Tieto dva typy buniek sa reabsorbujú a vylučujú rôzne látky.
Epiteliálne bunky spojivového tubulu, počiatočná časť zberného kanála, kortikálny zberný kanál, vonkajší mozgový zberný kanál a vnútorný zberný kanál majú takmer kubický tvar s hladkým povrchom a obsahujú malé množstvo mitochondrií. Vykonávajú rôzne funkcie.
Obr. 9-5. Štruktúra rúrok po dĺžke nefrónu
Stanovenie filtračnej schopnosti obličiek
Rýchlosť glomerulárnej filtrácie 120 ml / min je najdôležitejšou konštantou organizmu. Filtrácia zaťažuje prácu celého nefrónu. Akékoľvek zmeny vo filtrácii povedú k zmene práce všetkých oddelení nefrónu. Rýchlosť filtrácie sa odhaduje podľa klírensu. Klírens látky je rýchlosť, ktorou je plazmatický objem úplne zbavený danej látky v obličkách za jednotku času.
Vysoká rýchlosť glomerulárnej filtrácie (t.j. objem filtrátu generovaný za jednotku času; GFR: rýchlosť glomerulárnej filtrácie) je rozhodujúca pre normálnu funkciu obličiek. Zvyčajne je GFR 85-135 ml / min na každých 1,73 m2 povrchu tela. Mnohé ochorenia obličiek sú nebezpečné vzhľadom na to, že vedú k významnému poklesu hodnoty GFR. Meranie GFR sa preto stáva hlavným problémom, keď je potrebné vyhodnotiť funkciu obličiek. Ako môžeme merať rýchlosť intra-renálnej filtrácie u pacientov?
V súlade s pravidlom, ktoré zaviedla A. Fick, s použitím indikačnej látky rozpustenej v krvnej plazme, ktorej koncentrácia sa meria pri vstupe (tepne) a pri výstupe (žile) akéhokoľvek orgánu, je možné vypočítať rýchlosť prúdenia plazmy cez tento orgán. Existujú tri spôsoby, ktorými možno zvýšiť množstvo určitej látky v lúmene nefrónu - to je filtrácia, sekrécia a metabolická syntéza. Existujú tiež tri spôsoby zníženia množstva látky v lúmene nefrónu: reabsorpcia, vylučovanie a metabolické štiepenie. Ak látka cirkuluje v krvi, napríklad polysacharidový inulín, ktorý sa voľne filtruje, neresorbuje, nevylučuje, nesyntetizuje a nerozpadá v lúmene nefrónu, môže vstúpiť do lúmenu renálnych tubulov iba v dôsledku filtrácie a môže sa z tela odstrániť iba močom, V dôsledku toho platí nasledujúce vyhlásenie: filtrované množstvo inulínu / čas = množstvo inulínu produkovaného močom / časom (1).
Keďže (množstvo látky v roztoku / čas) = (objem roztoku / čas), koncentrácia látky a navyše koncentrácia voľne filtrovanej látky, ako je inulín, v krvnej plazme a filtráte je takmer rovnaká (Pv [g / l]), rovnica (1) môže byť zapísaná nasledovne:
kde GFR sa meria v ml / min, Vu - rýchlosť produkcie moču (ml / min) a Uv - koncentrácia inulínu v konečnom moči (g / l). V praxi sa inulín zavádza do tela a potom sa meria jeho koncentrácia (napríklad fotometricky) v krvnej plazme a moči. Určenie vu najprv sa vyprázdni močový mechúr (tento moč sa neberie do úvahy: objem = 0; čas = 0), po ktorom sa moč odoberá dlhý čas (12-24 h). Rozdelením zozbieraného množstva moču časom, ktorý uplynul od počiatočného vyprázdnenia močového mechúra, sa získa Vu. Pomocou pravidla Fick môžete priamo vypočítať hodnotu GFR pomocou transformovanej rovnice (2):
kde GFR - glomerulárna filtrácia, Vu - rýchlosť tvorby moču (ml / min), Uv - koncentrácia inulínu v konečnom moči (g / l), Pv - koncentrácia inulínu v krvnej plazme (g / l).
Pravá strana rovnice (3) sa nazýva svetlá výška, a teda: klírens inulínu (Cv) = GFR. Keďže infúzia inulínu je časovo náročná metóda, klírens inulínu sa stanovuje len vo výnimočných prípadoch. Je ľahšie merať GFR s indikátorom, ktorý sa zvyčajne nachádza v krvnej plazme, kreatiníne. Je tvorený fosfokreatínom v procese metabolizmu vo svaloch. Endogénny kreatinín nie je tak prísny, ako inulín spĺňa vyššie uvedené kritériá (vrátane nedostatku sekrécie), ale definícia endogénneho klírensu kreatínu je dosť dostatočná na rutinné overenie filtračnej schopnosti obličiek.
Pre výpočty môžete použiť aj metódu hmotnostnej bilancie (Obr. 9-6). Keďže vstup látky X sa rovná výstupu X,
kde PX, a a PX, v - koncentrácia látky X v plazme renálnej artérie a renálnej žily. RPFa RPFproti - rýchlosť arteriálneho a venózneho plazmatického prúdu v obličkách. Ux - koncentrácia látky X v moči.
Na základe toho sa vypočíta klasická rovnica klírensu:
Nefronová filtračná bariéra
Kapilárny endotel, bazálna membrána a procesy podocytov tvoria filter. V úzkom zmysle pojem glomerulus pokrýva iba sieť kapilár medzi príjemcom a odchádzajúcimi arteriolami. Spolu s puzdrom z luku tvorí obličkové telo (obr. 9-7 A) s priemerom 0,2 mm. Na obr. 9-7 Štruktúra glomerulu je schematicky znázornená v reze. Prúdenie krvi do kapilárnych slučiek (zapojených paralelne) je zabezpečené privádzaním arteriol a výtoku odchádzajúcimi arteriolami. Medzi nosnou arteriolou vstupujúcou do glomerulu a odchádzajúcou arteriolou, ktorá ho opúšťa, ležia mezangiové bunky, proti ktorým je stlačená oblasť Macula densa distálneho tubulu rovnakého nefrónu. Vkladanie kapilár prečnieva do vnútorného priestoru kapsuly bowmanu, proximálna tubula začína na opačnej strane kapsuly bowmanu. Priestor kapsuly bowmanu je oddelený od kapilárneho lúmenu trojvrstvovou filtračnou bariérou (Obr. 9-7 B). Je tvorený: endotelom glomerulárnych kapilár, ktorých integrita je prerušená pórmi s priemerom 50-100 nm; trojvrstvová bazálna membrána, v ktorej sieť kolagénu IV, laminínu a nidogénu slúži ako filter, v ktorom sú zapustené negatívne nabité glukozaminoglykány (aniónová bariéra) a nakoniec „viscerálny“ epitel kapsuly bowmanu.
Viscerálny leták v sekcii je prerušovaný, pretože procesy epitelových buniek (podocytov) sa navzájom prelínajú, pričom medzi procesmi sú voľné medzery. Pri vyššom zväčšení je vidieť, že tieto štrbiny sú pokryté štrbinovou membránou a majú otvory len asi 4 x 14 nm. Prístrešná membrána obsahuje proteín dôležitý pre priepustnosť filtra, nefrín, ktorý je ukotvený prostredníctvom iného proteínu, CD2AP, na susedných procesoch podocytov. Nefrínové molekuly, ktoré vyčnievajú z obidvoch strán, sú navzájom spojené ako zips a nechávajú medzi nimi medzery, ktoré sotva umožňujú, aby molekuly albumínu prešli.
Krvné bunky sú zadržané prvou vrstvou filtra - endotelu. To platí aj pre veľké molekuly proteínov, pretože póry in vivo endotelu sú pravdepodobne pokryté negatívne nabitou vrstvou proteínov. Schopnosť filtrovať makromolekuly (ktorých molekulová hmotnosť je
približne 10 000 až 70 000 Da) cez ďalšie dve vrstvy sú určené nielen šírkou pórov zložiek filtra, ale tiež elektrickým nábojom štruktúr povrchu filtra.
Čistenie filtra je zabezpečené mezangiovými bunkami a podocytmi glomerulu, ktoré sú schopné odstrániť vysoké molekulárne usadeniny v dôsledku fagocytózy a následného štiepenia v lyzozómoch. V patológii sa množstvo usadenín zvyšuje (napríklad komplexy antigén-protilátka) mesangiové bunky sa začínajú intenzívne deliť. To vedie k tomu, že v dôsledku obmedzeného priestoru sú kapiláry stlačené a množstvo filtrátu klesá.
Ultrafiltrát sa tvorí v glomeruluse, ktorý spolu s vodou obsahuje len malé molekuly. Iba malé molekuly s polomerom menším ako 1,6-1,8 nm sa voľne filtrujú. To zodpovedá molekulovej hmotnosti 6 000 - 15 000 Da. Inulín, ktorý sa používa na stanovenie klírensu, má molekulovú hmotnosť asi 5000 Da a patrí do tejto skupiny. Pre globulíny s polomerom> 4,4 nm (> 80 kDa) je filter zvyčajne nepreniknuteľný, to isté platí pre červené krvinky, ktoré majú ešte väčšie rozmery. Látky s molekulovými polomermi v rámci týchto hraníc sú filtrované iba čiastočne: myoglobín (17 000 Da) je 75% a albumín (69 000 Da) len 0,03%. Nízkomolekulárne látky viazané na plazmatické proteíny sú tiež slabo filtrované. Napríklad Ca2 + je len 60% filtrovaný kvôli skutočnosti, že približne 40% Ca2 + je viazaných na plazmatické proteíny. Mnohé lieky, ako napríklad väčšina sulfónamidov alebo srdcový glykozid digitoxín, sú ešte viac spojené s plazmatickými proteínmi, takže sa veľmi pomaly vylučujú obličkami.
Priepustnosť filtra pre makromolekuly s polomerom -
Proximálne tubuly môžu reabsorbovať ióny, napríklad Na + a Cl - dvoma spôsobmi - cez bunkovú (transcelulárnu: transcelulárnu) a medzibunkovú (paracelulárnu: paracelulárnu) metódu, ako je znázornené vo forme schematického diagramu ciest na obr. 9-9 A. Na transcelulárnu dráhu Na + a Cl - postupne potláčajú apikálne a bazolaterálne membrány pred vstupom do krvi. V paracelulárnej dráhe sa tieto ióny pohybujú úplne extracelulárne cez tesné spojenie medzi susednými bunkami.
V transcelulárnej dráhe závisí rýchlosť transportu od elektrochemického gradientu, prítomnosti iónových kanálov a transportérov na apikálnej a bazolaterálnej membráne. V paracelulárnej dráhe transepiteliálne elektrochemické hnacie sily a priechodné tesné spoje určujú pohyb iónov.
Hlavný mechanizmus transcelulárnej reabsorpcie Na + je rovnaký vo všetkých segmentoch nefrónu a predstavuje rôzne varianty klasického epitelového transportu za podmienok modelu, ktorý obsahuje dve membrány (Obr. 9-9 B). Prvým krokom v tomto modeli je pasívny vstup Na + do bunky cez apikálnu membránu. Pretože intracelulárna koncentrácia Na + je nízka a bunkový potenciál je negatívny v porovnaní s tubulou, elektrochemický gradient je výhodný pre pasívny vstup Na + cez apikálnu membránu. Avšak rôzne segmenty tubulov používajú rôzne mechanizmy pre pasívny vstup Na + cez apikálnu membránu.
Druhým krokom v tomto modeli transcelulárnej reabsorpcie je aktívna "tlač" Na + z bunky cez bazolaterálnu membránu. Na + / K + -ATPáza, umiestnená na bazolaterálnej membráne (primárny aktívny transport), hrá hlavnú úlohu v tomto procese.
Obr. 9-9. Transcelulárne a extracelulárne reabsorpčné cesty na príklade Na + a Cl -
Reabsorpcia Na + v rôznych častiach nefrónu
V proximálnom spletitom tubule (Obr. 9-10 A), Na + prechádza z lúmenu tubuly do buniek podľa svojho elektrochemického gradientu pomocou nosných proteínov, ktoré súčasne prenášajú glukózu do buniek (Obr. 9-10 A), ako aj aminokyselín, fosfátov a fosfátov. atď. (Kotransport). Okrem toho sa na procese prenosu Na + do buniek zúčastňuje aj Na + -H + -transfer (antiport), ktorého práca v tomto prípade prispieva k reabsorpcii filtrovaného bikarbonátu (Obr. 9-10 A). Väčšina nosičov (kotransport) je elektrogénna, preto sa transepiteliálny potenciál vyvíja negatívnejšie v lúmene tubulu. Vďaka nemu sa v spodných segmentoch tubulu interabsorbujú ióny Cl. V dôsledku reabsorpcie akejkoľvek látky je osmotický rozdiel stanovený medzi lúmenom tubulu a intersticiálnou tekutinou, ktorého osmotický tlak sa zvyšuje, čo vedie k odtoku vody z lúmenu tubulu pozdĺž osmotického gradientu. Vodné látky v ňom obsiahnuté rozpúšťajú (prestupujú spolu s rozpúšťadlom alebo rozpúšťadlom), čo je ďalšia forma pasívneho transportu látok.
Vo všeobecnosti sa reabsorpcia Na + v proximálnom spletitom tubule môže uskutočniť (1) pomocou (elektricky neutrálneho) transportéra Na + -H + (antiport), teda pre každé reabsorbovanie Na + iónov do lúmenu tubu, H + iónu, ktorý v tomto oddelení sa podieľa na komplexnom mechanizme reabsorpcie hydrogenuhličitanu HCO3 - ; (2) cez množstvo nosičov Na +, ktoré sa okrem Na + naviažu a prenesú do bunky v dôsledku sekundárneho aktívneho transportu, D-glukózy, neutrálnych alebo kyslých aminokyselín, fosfátov, sulfátov, galaktózy, vitamínu C, laktátu, acetátu, citrátu, acetoacetátu, sukcinát alebo iné látky (kotransport). V tomto prípade sa Na + pohybuje do bunky pozdĺž elektrochemického gradientu a látky pomenované proti ich elektrochemickým gradientom.
Penetrácia Na + do bunky je pasívny proces. Energia vysokého elektrochemického gradientu Na + vytvoreného Na + / K + -ATPázou sa tiež používa na zaistenie toho, že ióny H + uvedené v odseku 1 sa vylučujú do lúmenu tubulu ako výsledok sekundárneho aktívneho transportu výmenou za ióny Na + (antiport). a látky uvedené v ustanovení (2) t
boli reabsorbované v dôsledku sekundárneho aktívneho transportu, v dôsledku práce proteínových prenosových nosičov, ktoré sa viažu súčasne s Na + a týmito látkami (kotransport). Niektoré nosné proteíny môžu viazať viac ako jeden Na + ión a súčasne niekoľko ďalších nesených látok. V dôsledku toho sa hnacia sila dopravy zvyšuje pre látky prepravované prostredníctvom sekundárneho aktívneho transportu: v prípade dvoch Na + iónov faktorom 2 (kotransport).
V distálnej rovnej trubici (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) sa proces reabsorpcie uskutočňuje s použitím nosného proteínu (sekundárny aktívny transport, transport) umiestneného na apikálnej membráne epitelových buniek. Súčasne transportuje 1Na +, 1K + a 2Cl -, pričom hnacou silou je opäť gradient Na + / K + -ATPázy umiestnený na bazolaterálnej membráne (primárny aktívny transport, obr. 9-10 B). Prostredníctvom kanálov na luminálnej membráne K + difunduje späť do lúmenu tubulu (recirkulačný proces). Difúzia K + z bunky vedie k hyperpolarizácii luminálnej membrány. Okrem toho prítomnosť K + iónov v trubicovom lúmene nastavuje transepiteliálny potenciál, v ktorom je tekutina v trubicovom lúmene kladne nabitá vzhľadom na intersticiálnu tekutinu. Pod vplyvom tohto transepiteliálneho potenciálu môže byť Na + (a rad ďalších katiónov) pasívne reabsorbovaný cez úzke kontakty permeabilné pre katióny.
V distálnom spletitom tubule pokračuje reabsorpcia Na + spolu s Cl - (obr. 9-10 V). Oba tieto ióny z lúmenu tubulu vstupujú do buniek distálneho spletitého tubulu mechanizmom sekundárneho aktívneho transportu, čo spôsobuje súčasný prenos Na + a Cl - (transport, nosičový proteín: TSC). NaCl vstupuje do bunky cez apikálnu membránu pomocou nosiča Na + a Cl - lokalizovaného na luminálnej membráne (kotransport), zatiaľ čo Na + / K + -ATPáza na bazolaterálnej membráne aktívne odstraňuje Na + z bunky, pričom zachováva elektrochemický gradient poskytujúci vstup Na + cez luminálnej membrány. Práca tohto elektricky neutrálneho nosiča Na + -Cl - je stimulovaná aldosterónom a je inhibovaná diuretickým tiacidom. Preto sa nazýva TSC (tiazid-senzitívny ko-transportér). Cl - opúšťa bunku cez Cl-kanály (typ CLC-Kb).
V kortikálnom zbernom kanáli (Obr. 9-10 G), Na + vstupuje do hlavných buniek cez kanály Na +.
Obr. 9-10. Bunkové modely reabsorpcie Na + v rôznych oblastiach nefrónu.
A - v proximálnom spletitom tubule. B - v distálnej rovnej trubici (hrubá stúpajúca časť slučky Henle). B - v distálnom spletitom tubule. G - v trubici kortikálneho spojiva
Cl reabsorpcia - v rôznych častiach nefrónu
V proximálnom spletitom tubule sa Cl - reabsorbuje hlavne medzi bunkami (Obr. 9-11 A). V počiatočných úsekoch proximálneho tubulu (S1), kde koncentrácia Cl je 115 mmol, reabsorpcia Cl nasleduje iba vodu (prúd vody nesie v ňom rozpustené látky: prenos spolu s rozpúšťadlom alebo ťahaním rozpúšťadla). Ako filtrát postupuje cez tubuly napriek miernej reabsorpcii Cl, jeho koncentrácia sa zvyšuje, keď voda a Na + opustia lúmen tubulu. V dôsledku reabsorpcie vody dosiahne koncentrácia Cl v lúmene tubulu 135 mmol, to znamená, že je vyššia ako koncentrácia Cl - v intersticiálnej tekutine (napríklad v lúmene proximálneho priameho tubulu). Rozdiel v koncentrácii Cl - v lúmene proximálneho tubulu v porovnaní s koncentráciou Cl - v intersticiálnej tekutine v každej časti tubuly je hnacou silou pre medzibunkovú difúziu Cl - z lúmenu tubulu smerom k cievam. Takže Cl - môže opustiť lumen tubulu pod vplyvom chemickej hybnej sily (∆ [Cl -]): cez tesné kontakty medzi apikálnymi časťami membrány epitelových buniek (intercelulárna difúzia). Týmto spôsobom sa časť filtrovaného Cl - reabsorbuje. V dôsledku tejto difúzie, Cl - ďalej pozdĺž proximálneho tubulu, dochádza k transepiteliálnemu potenciálu, pri ktorom tubulárna lumenová tekutina nesie kladný náboj (zmena znamenia potenciálu), čo zasa zabezpečuje medzibunkovú reabsorpciu katiónov Na +, K +, Ca2 + a Mg2 +., Veľkosť transepiteliálneho potenciálu je 2 mV.
V proximálnom priamom tubule sa Cl - reabsorbuje intercelulárne s Na + a pomocou nosiča (Obr. 9-11 B). V luminálnej membráne je dokázaná prítomnosť nosiča (pendrín = PDS), ktorý je schopný výmeny Cl - vrátane mravčanu - (HCOO -). Okrem toho je bunková membrána priepustná (neiónová difúzia) pre kyselinu mravčiu (HCOOH). Prostredníctvom nosiča NHE3 (anti-port Na + / H +), ktorého aktivita podporuje cirkuláciu mravčanu (NSOO) cez luminálnu membránu, sa Cl - akumuluje v bunke v dôsledku sekundárneho transportu. Na to musí byť médium v lúmene tubulu kyslejšie ako v bunke, aby sa uvoľnil mravčan (HCOO -).
titrované na HCOOH. Cez bazolaterálnu membránu Cl - opúšťa bunku v intersticiu prostredníctvom Cl - kanálov a využíva K + / Cl - transfer (kotransport). Súčasne prebieha aktívna reabsorpcia Na + na bazolaterálnej membráne za účasti Na + / K + -ATPázy.
Najpravdepodobnejším mechanizmom pre reabsorpciu Na + v prostredných a vzdialených oblastiach proximálneho tubulu je výmena Na + / H + (transportér NН3), ktorý je spárovaný súčasne s výmenou Cl-OH (PDS-transportér). Súčasne OH - a H + vzájomne interagujú v lúmene tubuly, menia sa na vodu a v dôsledku toho Na + a Cl - vstupujú do bunky ekvimolárne. Z toho vyplýva, že reabsorpcia Cl - na tomto mieste v proximálnom tubule je transcelulárna. Dva ďalšie mechanizmy pre prienik Cl - do bunky, ktoré zahŕňajú procesy sekundárneho využitia-Forium formiát - (NSOO -) a sekrécia oxalátu 2, v danom poradí. Výmena Cl / mravčanu sa uskutočňuje nosičom PDS. Cl - opustí bunku cez bazolaterálnu membránu pasívne cez Cl - kanály, ako výsledok K + -Cl spoločného transportu uskutočneného proteínovým nosičom a ako výsledok výmeny Cl - / HCO3 -.
V distálnej rovnej trubici (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) sa proces reabsorpcie uskutočňuje s použitím nosného proteínu (sekundárny aktívny transport, transport) umiestneného na apikálnej membráne epitelových buniek. Súčasne transportuje 1Na +, 1K + a 2Cl -, pričom hnacou silou je opäť gradient Na + / K + -ATPázy umiestnený na bazolaterálnej membráne (primárny aktívny transport, obr. 10 V). V dôsledku sekundárne aktívneho transportu sa Cl - akumuluje v bunkách a ponecháva ich prostredníctvom kanálov Cl - typu CLC - Кb na bazolaterálnej membráne (Obr. 9-11 B). Liek Na + - K + -2Cl - nosič (NKCC2), umiestnený na lumenovej strane hrubej vzostupnej časti slučky Henle, môže byť inhibovaný diuretikami (napríklad bumetanidom). Preto je tento nosič tiež nazývaný BSC1 (bumetanenzitívne citlivý kotransportér). Namiesto Cl môže tento nosič tiež preniesť NH ióny do bunky.4 +.
Reabsorpcia v distálnom priamom tubule sa vyznačuje vysokou aktivitou reabsorpčných procesov Na +. Na strane nefrónového lúmenu sa gradient Na + používa na sekundárny aktívny elektroneutrálny prenos Cl - a K + (1). Prostredníctvom kanálov K + difunduje späť do lúmenu tubulu (recirkulácia) a Cl - smerom k cievam (2). Difúzia K + z bunky vedie k hyperpolarizácii luminálnej membrány.
Okrem toho prítomnosť iónov K + v lúmene tubulu určuje transepiteliálny potenciál, pri ktorom je tekutina v lúmene tubulu vzhľadom na intersticiálnu tekutinu kladne nabitá (3). Pod vplyvom tohto transepiteliálneho potenciálu môžu byť Na +, K +, Ca2 + a Mg2 + pasívne reabsorbované cez husté kontakty permeabilné pre katióny (3). Nakoniec sa tu NaCl aktívne reabsorbuje, nasledované katiónmi (vrátane Na +) pasívne (4). Transmembránová K + translokácia cez bazolaterálne membrány tubulov na intersticium (ktoré elektricky neutralizuje produkciu Cl -) a prenos K + cez Na + / K + -ATPázu tu nie sú znázornené, aby nedošlo k rušeniu obrázku. Pre vodu je tento tubulový segment nepreniknuteľný, preto aktívny transport NaCl spôsobuje vznik transepiteliálneho osmotického gradientu.
V distálnom spletitom tubule pokračuje reabsorpcia Na + a Cl, ktorá ako dôležitá zložka osmolality je stále viac nahradená močovinou dodávanou z drene obličiek (Obr. 9-11 D). NaCl z lúmenu tubulu vstupuje do buniek distálneho spletitého tubulu mechanizmom sekundárneho aktívneho transportu, čo spôsobuje
simultánny prenos Na + a Cl - (kotransport, nosný proteín: TSC) a do hlavných buniek spojovacej časti a zbernej trubice - cez kanály Na +. Penetrácia Na + do bunky cez kanály Na + depolarizuje luminálnu membránu, ktorá zvyšuje sekréciu K + a prispieva k vzniku transepiteliálneho potenciálu, ktorý je negatívny v lúmene tubulu, pod vplyvom ktorého je Cl - intercelulárne reabsorbovaný. V distálnom spletitom tubule vstupuje NaCl do bunky cez apikálnu membránu pomocou nosiča Na + a Cl - lokalizovaného na luminálnej membráne (kotransport), zatiaľ čo Na + / K + -ATPáza na bazolaterálnej membráne aktívne odstraňuje Na + z bunky, pričom zachováva elektrochemický gradient, ktorý poskytuje Na + vstup cez luminálnu membránu. Práca tohto elektricky neutrálneho nosiča Na + -Cl - je stimulovaná aldosterónom a je inhibovaná diuretickým tiacidom. Preto sa nazýva TSC (tiazidsenzitívny ko-transportér). Cl - opustí bunku cez Cl - kanály (typ CLC-Кb).
V kortikálnom zbernom kanáli (obr. 9-11 D, E) sa môže NaCl reabsorbovať proti chemickému gradientu, takže koncentrácia NaCl v konečnom moči sa môže znížiť, ak je to potrebné, na niekoľko mmol.
Ris.9-11. Bunkové modely transportu Cl - v rôznych častiach nefrónu.
A - reabsorpcia Cl - v proximálnom spletitom tubule. B-Cl reabsorpcia v proximálnom priamom tubule. C - reabsorpcia Cl - v distálnom priamom tubule (hrubá stúpajúca časť slučky Henle), D - reabsorpcia Cl - v distálnom spletitom tubule, D - reabsorpcia Cl - v kortikálnom zbernom kanáli. E-Cl reabsorpcia v β-interkalačnej bunke kortikálneho zberného kanála
Až do konca proximálneho tubulu sa približne polovica filtrovanej močoviny resorbuje (pasívne), pretože táto časť nefrónu je pre ňu priepustná (Obr. 9-12 A).
Pretože Henleho slučka je ponorená do intersticiálu bohatého na močovinu, je močovina transportovaná z intersticiia do lúmenu tenkej zostupnej časti slučky Henle (Obr. 9-12B), v stene ktorej je transportér močoviny (UT2 = Urea Transportert, typ 2).
V tenkej stúpajúcej časti slučky Henle ide močovina pasívne (difúzia) pozdĺž gradientu koncentrácie. Koncentrácia močoviny v intersticiálnej tekutine prevyšuje jej koncentráciu v lúmene tenkej vzostupnej časti slučky Henle.
Iné oblasti nefrónu (hrubá stúpajúca časť slučky Henle, distálna tubula a kortikálna a vonkajšia drenážna trubica) sú nepriepustné pre močovinu, preto sa jej koncentrácia v lumene nefrónov zvyšuje v dôsledku reabsorpcie vody v týchto oblastiach. V týchto oblastiach nefrónu močovina dokonca nahrádza NaCl, najdôležitejšiu zložku osmolality moču.
Opäť prechádzajú močovinou iba steny spodných častí zbernej trubice (najmä v prítomnosti ADH). Tam je na apikálnej membráne nosič UT1 (Urea Transportert, Typ 1) a na bazolaterálnej membráne - nosič UT4 (Urea Transportert, Typ 4). Pomocou týchto dvoch nosičov sa močovina prenesie z lúmenu zberného kanála v smere jej chemického gradientu.
do bunky a z nej do intersticiia vnútornej miechy (obr. 9-12 V). Nakoniec močovina cirkuluje medzi tenkou zostupnou a stúpajúcou časťou slučky Henle a oddelením zberného kanála, ktorý leží hlboko v dreňovej ľadvine.
Vďaka svojej vysokej priepustnosti pre močovinu, najmä v prítomnosti antidiuretického hormónu, močovina opúšťa dreň z obličiek z medulárnej časti zbernej trubice. Jeho koncentrácia v intersticiálnej tekutine presahuje jeho koncentráciu v zostupných tenkých a stúpajúcich častiach slučky Henle, ktoré sú priepustné pre močovinu. Nasledujúce úseky nefrónu sú hrubá časť slučky Henle, distálne tubuly a väčšina zberného kanála nie je priepustná pre močovinu a nemôže opustiť tieto časti nefrónu. V tých častiach nefrónu (kde na rozdiel od hustej stúpajúcej časti slučky Henle nie je aktívna reabsorpcia NaCl: zostupujúcich a stúpajúcich tenkých segmentov slučky Henle), močovina sa zúčastňuje procesu koncentrovania moču, až kým konečne neopustí telo ako substanciu. Vylučuje sa výlučne močom.
Pretože koncentrácia močoviny v intersticii medulárnej substancie obličiek v blízkosti papily je vysoká, významne ovplyvňuje celkovú osmolalitu, a preto sa koncentrácia NaCl v inertnej tekutine môže udržiavať na nižšej úrovni. To prispieva k pasívnej medzibunkovej reabsorpcii NaCl z tenkej stúpajúcej časti slučky Henle.
Obr. 9-12. Preprava močoviny. Močovina je produktom premeny proteínov.
A - proximálny tubul. B - tenký zostupný úsek (zostupná časť slučky Henle). B - tenký vzostupný segment (vzostupná časť slučky Henle) a G - vnútorný mozgový zberný kanál je priepustný pre močovinu, čo vedie k jeho čiastočnej reabsorpcii pasívnou difúziou pozdĺž gradientu koncentrácie. Predtým, ako močovina opustí obličky, jej osmotická aktivita sa používa na proces koncentrácie a na záchranu Na +, pretože niektoré časti nefrónu sú nepriepustné pre močovinu. Od začiatku distálneho priameho tubulu (hrubá stúpajúca časť slučky Henle), v distálnom tubule a pred začiatkom spodného zberného kanála, močovina nemôže opustiť lúmen nefrónu, preto koncentrácia močoviny v lúmene nefrónu sa zvyšuje v dôsledku odtoku vody v distálnom spletitom tubule a zbernom kanáli. Len v internom medulárnom segmente zberného kanála, najmä v prítomnosti ADH, prechádza močovina do intersticiia, kde do značnej miery určuje vysokú osmolalitu. Potom sa močovina z väčšej časti vracia do zostupných a stúpajúcich tenkých častí slučky Henle (medulárna medulárna recirkulácia) a je čiastočne reabsorbovaná v rovných cievach.
V obličkách je D-glukóza takmer úplne reabsorbovaná (Obrázok 9-13). Reabsorpčným miestom je proximálny tubul. V súčasnosti je opísaná molekulárna štruktúra nosných proteínov zodpovedných za toto.
V apikálnej membráne proximálneho spletitého tubulu v S1 segmente je mechanizmus sekundárneho aktívneho transportu, ktorý sa uskutočňuje proteínovým nosičom SGLT2 (transportér sodík-glukóza, Typ2: SGLT2), ktorý má nízku afinitu. Súčasne transportuje Na + a glukózu (ale nie galaktózu) v pomere 1: 1. S týmto nosičom sa približne 95% filtrovanej glukózy reabsorbuje na konci proximálneho spletitého tubulu (napríklad u potkanov).
Ďalší nosičový proteín bol nájdený v S3 segmente priamej časti proximálneho tubulu
SGLT1, umiestnený na apikálnej membráne, ktorá má vysokú afinitu a prenáša dva ióny Na + na jednu molekulu glukózy (kotransport). S týmto nosičom môže byť koncentrácia glukózy v lúmene tubulu znížená natoľko, že v konečnom moči je detekovaná len 1/1000 filtrovanej glukózy.
Prechod glukózy z lúmenu tubuly do krvi perilánových kapilár je pasívny. Poskytuje ho (nezávislý od iónov) transportéra GLUT2 (transportér glukózy 2: GLUT2) a poháňaný chemickým gradientom glukózy (tzv. Uľahčená difúzia). GLUT2 môže tiež prenášať galaktózu a fruktózu, zatiaľ čo galaktóza sa prenáša do bunky z lúmenu tubulu ako výsledok sekundárneho aktívneho transportu s použitím SGLT1 a fruktóza pasívne využíva nosič GLUT5.
Obr. 9-13. Doprava glukózy.
Reabsorpcia glukózy sa vyskytuje väčšinou v počiatočných úsekoch proximálneho tubulu. Ak sa filtrované množstvo glukózy zvýši, potom, keď sa nosiče v počiatočných častiach proximálneho tubulu stanú nasýtené, distálne segmenty proximálneho tubulu sa zúčastňujú na reabsorpčnom procese a glukóza hodnotná pre telo je takmer úplne reabsorbovaná.
Aminokyseliny sú reabsorbované> 98% (jednotlivé aminokyseliny, napríklad L-valín na> 99,8%). Výnimkami sú glycín (96%), histidín (94%) a tiež taurín (približne 90%). Pre aminokyseliny existuje mnoho nosných proteínov, ktoré majú špecificitu pre jednu skupinu štruktúrne príbuzných L-aminokyselín (Obr. 9-14).
Takže v apikálnej membráne epiteliálnych buniek proximálneho tubulu sa nachádzajú nosné proteíny, ktoré poskytujú konjugovaný prenos Na + a aminokyselín (kotransport):
a) pre aniónové aminokyseliny, ako je L-glutamát - a L-aspartát - (nesie 2Na + / aminokyselinový anión -);
b) pre väčšinu neutrálnych L-aminokyselín (1Na + / neutrálna aminokyselina; vysoká účinnosť);
d) pre β-aminokyseliny, ako je taurín, β-alanín atď.
Vďaka nim sa intracelulárne koncentrácie aminokyselín viackrát zvyšujú v porovnaní s plazmatickými koncentráciami: taurín, napríklad - 30-krát a L-glutamát -
50 krát. Preto môže byť uvoľňovanie aminokyselín z bunky do intersticiálneho priestoru a ďalej do kapilár uskutočňované pasívne ("uľahčená difúzia" v dôsledku rôznych nosičov).
Katiónové aminokyseliny L-arginín +, L-lyzín + a L-ornitín + môžu preniknúť do bunky tak pasívne (membránový potenciál ako hnacia sila!) A prenášať ako výsledok sekundárneho aktívneho transportu spolu s Na +. Taký nosič (nazývaný D2H) tiež viaže a transportuje cysteín a iné neutrálne aminokyseliny. Nie je jasné, ako napriek potenciálu namierenému proti nim katiónové aminokyseliny opúšťajú bunku cez bazolaterálnu membránu.
Prenosy aminokyselín sú stereošpecifické, hoci existujú výnimky (napríklad transport D-aspartátu aniontovým transportérom aminokyselín). Pretože nosič glukózy prijíma iba D- (ale nie L-glukózu), tak v prípade aminokyselín sa transportujú len L- (ale nie D-) izoméry.
Pretože podobné aminokyseliny sú transportované tým istým nosičom, jedna aminokyselina (napríklad arginín +) môže inhibovať reabsorpciu inej aminokyseliny (v tomto prípade lyzínu +).
Obr. 9-14. Transport aminokyselín.
Reabsorpcia aminokyselín sa vyskytuje väčšinou v počiatočných úsekoch proximálneho tubulu. V počiatočných úsekoch proximálneho tubulu sa distálne segmenty proximálneho tubulu podieľajú na reabsorpčnom procese a aminokyseliny cenné pre telo sú takmer úplne reabsorbované. Na obrázku sú znázornené iba jednotlivé nosiče. Nosič aminokyselín je všeobecne označený ako AA - aminokyseliny. Ďalej sú uvedené niektoré príklady nosičov: Glu - pre glutamát, Lys - pre lyzín, Pro - pre prolín
Reabsorpcia oligopeptidov a proteínov
Peptidy sa reabsorbujú štiepeným a neštiepeným. Niektoré di- a tripeptidy (napríklad karnosín) sú rezistentné voči pôsobeniu tubulárnych lumen peptidáz. V apikálnej membráne buniek proximálneho tubulu existujú dva nosiče, ktoré zaisťujú prenos peptidu a H + do bunky (kotransport): PepT1 (segment S1) a PepT2 (segment S2). Pomocou týchto nosičov sa môžu dipeptidy (a určité antibiotiká, cefalosporíny) prenášať v dôsledku sekundárneho aktívneho transportu cez kefkový okraj do bunky v smere gradientu H + (obrázok 9-15 B). Takéto peptidy sa zvyčajne štiepia na aminokyseliny intracelulárne.
Pre krátke peptidové reťazce existuje iná forma reabsorpcie. Na okraji kefy proximálneho tubulu súčasne s množstvom enzýmov (napríklad maltáza, trehalóza) je vysoká aktivita aminopeptidáz, endopeptidáz a y-glutamyltransferáz (y-GT), ktoré pôsobia v lúmene nefrónu. Sú schopné rozložiť proteíny v lúmene tubuly tak rýchlo, že pri prechode moču proximálnym tubulom (približne 12 s) je ešte dosť času na reabsorpciu výsledných produktov štiepenia, t.j. aminokyselín.
Pre veľké proteíny nie je glomerulárny filter permeabilný, najmä ak sú negatívne nabité. Koncentrácia kvantitatívne dôležitého albumínového plazmového proteínu vo filtráte je iba 0,01-0,05% jeho plazmatickej koncentrácie (asi 40 g / l). Napriek slabej priepustnosti filtra môže filtrované množstvo albumínu s GFR 180 l / deň dosiahnuť (180 x 40 x 0,0001, resp. 0,0005) 0,75-4 g / deň. Pre neho môže byť
pridali ďalšie plazmatické proteíny, najmä nízkomolekulové: lyzozým, fragmenty imunoglobulínov, α1- a p2-mikroglobulín atď. V moči sa zvyčajne objavuje len 35 mg albumínu za deň. To znamená, že viac ako 96% filtrovaného albumínu sa reabsorbuje v proximálnom tubule (to isté platí pre iné proteíny).
Zatiaľ čo krátke peptidové reťazce sú už hydrolyzované v lúmene tubulu, veľké peptidy s disulfidovými mostíkmi (ako je inzulín, p2-mikroglobulín) a proteíny, ako je albumín, môžu byť reabsorbované v proximálnom tubule v dôsledku endocytózy, ktorá je vyvolaná interakciou proteínu so špecifickým komplexom receptora kefového okraja (Obr. 9-15 D). Tento proces súvisí so spotrebou ATP. Proteíny sa viažu na receptory (= megalinkubylínový komplex) kefového okraja a transportujú sa na základňu mikrovĺn, kde sa oddelia endocytové vezikuly, ktoré sa transformujú vo vnútri bunky na endozómy. Endozómy fúzujú s lyzozómami a lyzozómové proteázy štiepia zachytené proteíny na aminokyseliny. (Niektoré proteíny sú už hydrolyzované v endozómoch). Aminokyseliny, ktoré sa objavia počas tohto procesu, sa prenesú do cytoplazmy cez transportér vezikulárnej membrány. Membrána vezikuly, ktorá nesie receptory, je opäť uložená v plazmatickej membráne, ktorá smeruje k lúmenu trubice (membránový cyklus). Endocytóza sprostredkovaná megalín-kubilínom tiež reabsorbuje niektoré vitamíny súvisiace s proteínmi, ako je retinol (na proteíne viažucom retinol), kobalamín (na trans-kobalamín) a 25-OH-cholekalciferol (= kalcidol; na proteíne, ktorý viaže vitamín D, DBP). ). Takže 25-OH-cholekalciferol vstupuje do buniek a pod pôsobením 1-a-hydroxylázy sa premieňa na kalcitriol.
Obr. 9-15. Transport oligopeptidov a proteínov.
Uvažuje sa o reabsorpcii oligopeptidov a proteínov v tubulárnej oblasti. Najkratšie peptidové reťazce (napríklad glukagón, angiotenzín II, uvoľňujúce faktory a glutatión) hydrolyzujú tak rýchlo peptidázy štetinového okraja, ktoré pôsobia v lúmene tubulu, že aminokyseliny, ktoré sa tvoria, môžu byť reabsorbované pred tým, než dosiahnu koniec proximálneho tubulu. Niektoré di- a tripeptidy (napríklad karnosín) sú odolnejšie voči pôsobeniu peptidáz. Preto sa v proximálnom tubule transportujú do bunky nosičovým proteínom, pričom sa uskutočňuje konjugovaný peptid-H + transfer (kotransport), kde sú rozdelené (A). Proteíny, ako je lyzozým, p2-mikroglobulín a albumín, ako aj peptidy obsahujúce disulfidové mostíky (napr. inzulín), sú reabsorbované v proximálnom tubule prostredníctvom endocytózy, ktorá je vyvolaná interakciou proteínu so špeciálnymi receptormi a hydrolyzovaná v lyzozómoch
Dikarboxyláty sa objavujú v bunke buď v dôsledku metabolizmu vyskytujúceho sa v bunkách proximálneho tubulu, alebo sa prenášajú do bunky z extracelulárneho priestoru v dôsledku sekundárneho aktívneho transportu pomocou transportéra hNaDCl, ktorý vykonáva konjugovaný prenos Na + - dikarboxylátu.
(kotransport, obr. 9-16). V druhom prípade je prenos OA - "terciárny" - aktívny transport. Na sekréciu amfifilných konjugátov (napríklad lipofilných toxínov spojených s glutatiónom) v apikálnej membráne, ktorá oddeľuje bunku od lúmenu tubulu, existuje navyše ATP-dependentná konjugovaná pumpa MRP2 (proteín rezistentný na viaceré liečivá, typ 2: MRP2).
Obr. 9-16. Preprava mono-, di- a trikarboxylátov
Sekrécia organických iónov
a vyberie dikarboxyláty z bunky (2-oxyglutarát 2-, sukcinát 2-; antiport). Na apikálnej membráne je výmenník, ktorý odstraňuje anióny (napr. Uráty) z lúmenu trubice výmenou za RAS, ktorý je vylučovaný do lúmenu tubulu.
Sekrécia organických katiónov, OK + (organické bázy) sa tiež uskutočňuje v proximálnom tubule (Obr. 9-17 C, D). Organické katióny zahŕňajú rad rastlinných alkaloidov (ako atropín a morfín), diuretikum amiloridu alebo histamín obsiahnutý v tele. Uvažujme príklad znázornený na obr. V tomto prípade je mechanizmus sekundárneho aktívneho transportu lokalizovaný v apikálnej membráne epitelových buniek tubulu, kde sú organické katióny zamenené za H + (opačne smerovaný transport alebo antiport) prenosom. Hnacou silou tohto procesu je elektrochemický gradient H + cez apikálnu membránu zo strany lúmenu tubulu, ktorý je podopretý nosičom, vymieňajúc Na + za H + (antiport) a H + -ATPázu. Okrem toho sa zdá, že je možná primárna aktívna sekrécia OK + prostredníctvom MDR1 (Multi Drug Resistance Protein Typ 1: MDR1). Prechod OK + z intersticiálneho priestoru do bunky cez bazolaterálnu membránu sa uskutočňuje polyspecifickým nosičom organických katiónov ROCT1 (transportér renálneho organického katiónu Typ1: ROCT1; uľahčená difúzia).
Obr. 9-17. Sekrécia organických aniónov a katiónov.
A, B - organické anióny (OA -, PAH - je znázornené na obrázku ako príklad) a
B, G - organické katióny (OK +) vstupujú do lúmenu proximálneho tubulu nielen ako výsledok glomerulárnej filtrácie, ale aj ako výsledok aktívnej sekrécie. Keďže OA - a OK + nie sú prakticky reabsorbované, môžu sa vylučovať v moči vo veľkých množstvách.
Stručne povedané, v membráne buniek proximálneho tubulu sú nosiče, ktoré aktívne vylučujú organické kyseliny a zásady do lúmenu tubulu. Preto je možné z tela rýchlo odstrániť rôzne konečné produkty metabolizmu, cudzích a toxických látok. Intenzita vylučovacích procesov môže byť taká vysoká, že výstupné množstvo je štyrikrát vyššie ako filtrované.
Sekrécia organických látok tiež patrí k úlohám proximálneho tubulu. Táto sekrécia môže výrazne urýchliť proces vylučovania látok (v porovnaní s iba filtrovateľnými látkami), pretože vylučované množstvo látky sa pridáva k filtrovanému množstvu látky.
Sekrécia organických aniónov OA (organické kyseliny), ako je kyselina para-aminogipurová (RAS), kyselina močová, kyselina hippurová, penicilín, furosemid, indometacín a rôzne konjugáty toxínov, sa uskutočňuje pomocou sekundárneho aktívneho transportu. Pozrime sa na príklad RAS prezentovaného na Obr. V bazolaterálnej membráne je najmenej jeden nosič organických aniónov ROAT1 (ROAT1, transportér organického aniónu typu 1). Väzba ROAT1 na OA - transportuje ho cez bazolaterálnu membránu do bunky,
Močovina - kyslé, vysoko rozpustné sodné a draselné soli kyseliny močovej. Vysoká rozpustnosť urátu v plazme je spôsobená prítomnosťou väzbových proteínov a prípadne niektorých rozpúšťajúcich zlúčenín s nízkou molekulovou hmotnosťou. Keďže sa tubuly pohybujú pozdĺž renálneho systému, časť urátu vylučovaného močom sa premieňa na kyselinu močovú: 2,6,8-trioxypurín alebo C5H4N4O3.
Kyselina močová je konečným produktom metabolizmu purínu, pričom xantínoxidáza katalyzuje posledné dve fázy tvorby kyseliny močovej (hypoxantín - xantín - urát). V proximálnom tubule sa kyselina močová súčasne reabsorbuje a vylučuje; prevažujú reabsorpčné procesy, takže približne 10% filtrovaného množstva kyseliny močovej sa vylučuje močom. Pri vysoko koncentrovanom moči to znamená, že koncentrácia kyseliny močovej je 20-30-krát vyššia ako koncentrácia v krvnej plazme, ktorej normálna hodnota je približne 0,25 mmol. Zvýšenie koncentrácie kyseliny močovej v plazme (hyperurikémia, koncentrácia 0,4 a vyššia ako 0,6 mmol) môže byť spôsobené niekoľkými dôvodmi: pokles vylučovania obličiek (oslabená sekrécia alebo zvýšená reabsorpcia); tvorba veľkých množstiev kyseliny močovej v. t
v dôsledku metabolizmu, napríklad s výživou bohatou na puríny (mäso, vnútornosti); určité defekty enzýmov; ochorenia, ktoré spôsobujú početnú smrť buniek. Kyselina močová a jej soli sú pri nízkom pH slabo rozpustné. Preto pri hyperurikémii vypadávajú vo forme kryštálov, čo vedie k vážnemu poškodeniu orgánov.
Na obr. 9-18 predstavuje reabsorpciu a sekréciu urátov, pričom zvyčajne dominuje reabsorpcia. Dráha (1) špecifikovaná na obrázku obsahuje urátový výmenník pre OH - alebo NSO3 - zo strany lúmenu proximálneho tubulu, umiestneného na apikálnej membráne (terciárny aktívny transport) a paralelne s apikálnym Na-H výmenníkom (sekundárny aktívny transport). Druhá dráha (2) je urátový výmenník pre monokarboxylát (laktát, p-hydroxybutyrát) alebo dikarboxylát (terciárny aktívny transport) paralelne s transportom Na + karboxylátu (druhým aktívnym transportom je rozdiel gradientu Na +). Tretia dráha (3) je urátový výmenník z lúmenu proximálneho tubulu na anióny, ako je RAS (terciárny aktívny transport), a výmenník na bazolaterálnej membráne, ktorý asimiluje anióny podobné RAS (sekundárny aktívny transport) výmenou za soľ kyseliny močovej.
Obr. 9-18. Preprava urátu (soli kyseliny močovej).
Zvažuje sa reabsorpcia a vylučovanie urátov (soli kyseliny močovej). RTS - proximálny spletitý tubul
Fosfát je reabsorbovaný dvoma tretinami sekundárnym aktívnym transportom v proximálnom tubule s použitím NaP transportéra.ja-3, umiestnený na apikálnej membráne epitelových buniek a uskutočňovaný v spojení s prenosom Na + (kotransport). Okrem toho, spolu s jednou molekulou fosfátu (ako je HPO)4 2- a H2PO4 - ) Tri bunky Na + sa prenesú do bunky (Obr. 9-19). Vysoké koncentrácie parathormónu, ktorý je sprostredkovaný cyklickým monofosfátom (cAMP) alebo inozitoltrifosfátom (IP3(DAO), ako aj prebytočný fosfát, acidóza a hypokalcémia znižujú počet týchto nosičov v membráne, zatiaľ čo nízke koncentrácie parathormónu, nedostatok fosfátov, alkalóza a hyperkalcémia zvyšujú ich počet. Okrem toho je opísaná molekulová štruktúra iného nosiča (NaP.)ja-1), ktorý sa nachádzal v apikálnej membráne epitelových buniek iných častí nefrónu, lokalizovaných v kortikálnej substancii obličiek. Jeho funkcia je však stále nejasná.
Fosfát sa uvoľňuje cez bazolaterálnu membránu, pravdepodobne kvôli ľahkej hmotnosti
difúzie. Nosič zodpovedný za toto (nosiče) ešte nebol identifikovaný s dostatočnou presnosťou, preto na obr. 9-19 je vedľa neho otáznik. Reabsorpcia fosfátov pokračuje ďalej a distálne, takže v konečnom dôsledku je frakčná eliminácia 10 - 20%. Exkrécia fosforečnanov významne stúpa už potom (dosiahnutie tzv. „Prahovej hodnoty“), keď sa zvyšuje koncentrácia fosforečnanu v plazme (a tým sa zvyšuje množstvo filtrovaného fosfátu) a jeho hodnota je vyššia ako hodnota koncentrácie za normálnych podmienok (0,8-1, 4 mmol). Reabsorpčná schopnosť obličiek vo vzťahu k fosfátom (podobne ako hydrogenuhličitan a sulfát) sa používa takým spôsobom, že za normálnych podmienok obličky fungujú počas „preťaženia“ a prebytočný fosfát je okamžite eliminovaný. V krvnej plazme a glomerulárnom filtráte (pH 7,4) predstavuje fosfát 80% ako HPO4 2- a len 20% ako H2PO4 - (pK'= 6,8). Ako prechádza cez tubuly a zbernú trubicu, nezreagovaný HPO4 2- vylučované H + ióny titrujú na H2PO4 -, ktorý významne prispieva k renálnemu vylučovaniu iónov H +.
Obr. 9-19. Transport fosfátov.
Uvažuje sa o reabsorpcii fosfátov v proximálnom tubule. Anorganický fosfát (Pja) nachádzajúce sa v plazme (pH 7,4) vo forme HPO4 2- a H2PO4 - (v pomere 4: 1). Obe formy sú voľne filtrované a reabsorbované v proximálnom tubule prostredníctvom mechanizmu sekundárneho aktívneho transportu (kotransport s Na +). Vylučovaná frakcia fosfátov (zvyčajne 10 - 20%), ktorej hodnota je regulovaná obličkami, sa zvyšuje so zvyšujúcou sa a klesajúcou so znižujúcou sa koncentráciou fosfátov v plazme. Paratyroidný hormón zvyšuje vylučovanie fosfátov. Odstránenie H2PO4 - pomáha odstrániť H + z tela.
PCT - proximálne spletité tubuly. PST - proximálne priame tubuly
Transport vápnikových iónov
Obličky sa z veľkej časti podieľajú na rovnováhe Ca 2+. Ca2 + v krvnej plazme je čiastočne viazaný na proteíny, to znamená, že je len čiastočne filtrovaný. K reabsorpcii Ca2 + dochádza v mnohých častiach nefrónu, avšak väčšina Ca2 + reabsorbuje v proximálnom spletitom tubule. Ca2 + je reabsorbovaný prevažne pasívne - intercelulárne (aj keď je možná aj transcelulárna reabsorpcia). Vylučovanie iónov je kontrolované hormónmi. Paratyroidný hormón znižuje vylučovanie Ca2 +.
Plazmatická koncentrácia Ca2 + je asi 2,5 mmol a len asi 60% tejto hodnoty je v dôsledku viazania Ca2 + na proteíny v glomerulárnom filtráte, t.j. 1,5 mmol. Z filtrovaného množstva Ca2 + v proximálnom tubule sa reabsorbuje až do 60% v slučke Henle (v distálnom priamom kanáli (hustá stúpajúca časť slučky Henle)) - asi 30% av ďalších segmentoch nefrónu (distálne spletité tubuly) - od 5 do 9 %. Výsledkom je, že vylúčená frakcia je zvyčajne 1-2% a maximum je 5%.
Hlavné formy reabsorpcie Ca2 + v proximálnom tubule sú medzibunkový a transcelulárny transport. Pasívny medzibunkový reabsorpčný mechanizmus Ca2 + v proximálnom tubule (Obr. 9-20 A) a v distálnom erekčnom tubule (hrubá stúpajúca časť slučky Henle: Obr. 9-20 B) je znázornený na diagramoch. Transepiteliálny potenciál (tubulárna tekutina v týchto oblastiach nefrónu je pozitívne nabitá vzhľadom na krvnú plazmu) je hnacou silou tohto procesu. Keďže diuretiká pôsobiace v slučke Henle znižujú tento potenciál v distálnom erekčnom tubule, tieto diuretiká zvyšujú vylučovanie Ca 2+ (a Mg 2+). Transcelulárny transport Ca2 + pozostáva z pasívnej penetrácie Ca2 + do bunky cez apikálnu membránu (kanály Ca2 +) a prenos cez bazolaterálnu membránu (proti extrémne vysokým elektrochemickým membránam).
gradientu), uskutočňovaného mechanizmom primárneho aktívneho transportu za účasti Ca2 + -ATPáz.
V distálnom spletitom tubule (Obr. 9-20 V) pracuje sekundárny aktívny nosič, ktorý poskytuje výmenu 1Ca2 + / 3Na + (antiport) a primárnej aktívnej Ca2 + pumpy (Ca2 + -ATPáza). Na ceste medzi apikálnou a bazolaterálnou membránou sa zdá, že Ca2 + tvorí komplex s cytozolickým proteínom viažucim vápnik, tiež nazývaným calbinding. Hormón kalcitriol, ktorý zvyšuje reabsorpciu vápnika v obličkách, stimuluje syntézu kalbindínu. Pretože parathormónový hormón (PTH) zase zvyšuje renálnu syntézu kalcitriolu, jeho účinok zameraný na udržanie Ca2 + sa môže aspoň čiastočne uskutočniť v tejto nepriamej dráhe. Zvýšená reabsorpcia Na + v distálnom spletitom tubule zvyšuje koncentráciu Na + v cytozole a tým znižuje hnaciu silu pre 1Ca 2+ / 3Na + výmenník. To vysvetľuje, prečo sa reabsorpcia Ca2 + v distálnom spletitom tubule znižuje pri použití diuretík pôsobiacich na slučkové transportné systémy.
Mnohé hormóny (paratyroidný hormón, kalcitonín, atď.) Regulujú transcelulárnu reabsorpciu Ca2 + v distálnom spletitom tubule a medzibunkovú reabsorpciu v distálnom priamom tubule. Medzibunkový pasívny transport môže byť ovplyvnený tak zmenami pozitívneho potenciálu tekutiny v lúmene trubice (= hybná sila), ako aj reguláciou priepustnosti tesných kontaktov. Zdá sa, že v tomto druhom procese hrá kľúčovú úlohu proteín claudín. Kontrola plazmatickej koncentrácie Ca2 + a Mg2 + sa vykonáva pomocou špeciálneho extracelulárneho senzoru: senzora Ca2 + / Mf 2+ (Casr = receptor Ca2 + / Mg2 + -senzor) lokalizovaný v hormonálnych žľazách, na bazolaterálnej membráne hrubej časti vzostupnej časti slučky Henle a distálneho spletitého tubulu.
Obr. 9-20. Preprava vápnika.
Ca2 + sa reabsorbuje v proximálnom tubule - A (Ca2 +> Mg2 +; pozri tiež Obr. 9-21) av distálnom priamom tubule (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) - B (Mg 2+> Ca 2+, cm 9-21) pasívne prostredníctvom kontaktov medzi bunkami. Hnacou silou tohto procesu je pozitivita transcelulárneho potenciálu v lúmene tubulu, t.j. tubulárna tekutina je kladne nabitá vzhľadom na krvnú plazmu. V distálnom spletitom tubule (B) sa dodatočne uskutočňuje aktívna transcelulárna reabsorpcia.
PCT - proximálne spletité tubuly. - distálne spletité tubuly. PST - proximálne priame tubuly. TAL - distálne priame tubulety
Transport horčíkových iónov
Obličky sa z veľkej časti podieľajú na rovnováhe Mg2 +, zatiaľ čo uvoľňovanie iónov je kontrolované hormónmi. Paratyroidný hormón znižuje vylučovanie Mg2 +.
V krvnej plazme je 0,7-1,2 mmol Mg2 + (čiastočne spojený s proteínmi) av glomerulárnom filtráte - približne 0,5-0,9 mmol. Vylučovaná frakcia je 2+ a Mg 2+, rovnako ako hormóny pôsobiace prostredníctvom cAMP (paratyroidný hormón, kalcitonín atď.) Znižujú vylučovanie Mg2 +.
V proximálnom tubule sa Mg2 + reabsorbuje oveľa pomalšie ako voda (a pomalšie ako Ca2 +), preto koncentrácia Mg2 + v lúmene tubulu sa zvyšuje v porovnaní s koncentráciou Mg2 + v plazme plazmy (neviaže sa na proteíny) (s koeficientom = 1,5), ktorá spolu s pozitívnym potenciálom tekutiny v lúmene tubulu vzhľadom na krvnú plazmu vytvára hnaciu silu pre pasívnu medzibunkovú reabsorpciu Mg2 + v strednej a koncovej časti proximálneho tubulu (Obr. 9-21 A). Na konci proximálneho tubulu sa reabsorbuje približne 15 - 20% Mg2 +.
Distálna priama tubula (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) predpokladá väčšinu reabsorpcie Mg2 + (asi 70%, táto hodnota sa mení v dôsledku regulácie) (medzibunkový pasívny transport) (Obr. 9-21 B). Pretože transepiteliálny potenciál v tejto časti tubulu úzko súvisí s reabsorpciou NaCl, ktorá nastáva, zmeny v tejto reabsorpcii (napríklad v dôsledku diuretík pôsobiacich na transportné systémy tohto oddelenia alebo v dôsledku zvýšeného prietoku moču) významne ovplyvňujú reabsorpciu Mg2 +.
Nakoniec distálne spletité tubuly reabsorbujú ďalšie 2 - 8% filtrovaného množstva Mg2 +.
Mnohé hormóny (paratyroidný hormón, kalcitonín atď.) Regulujú transcelulárnu reabsorpciu Mg2 + v distálnom spletitom tubule a medzibunkovú reabsorpciu v hrubom vzostupnom segmente slučky Henle. Medzibunkový pasívny transport môže byť ovplyvnený tak zmenami pozitívneho potenciálu tekutiny v lúmene trubice (= hybná sila), ako aj reguláciou priepustnosti tesných kontaktov. (V druhom prípade sa zdá, že kľúčovú úlohu hrá klaudínový proteín). Plazmatická hladina Ca2 + a Mg2 + sa monitoruje špeciálnym extracelulárnym senzorom: senzorom Ca2 + / Mg2 + (Casr = receptor Ca2 + / Mg2 +), lokalizovaný v hormonálnych žľazách, na bazolaterálnej membráne distálneho priameho tubulu a distálneho spletitého tubulu.
Obr. 9-21. Doprava horčíka.
Mg2 + sa reabsorbuje v proximálnom tubule - A (Ca 2+> Mg 2+) av distálnom priamom tubule - B (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) (Mg 2+> Ca 2+, pozri tiež obr. 9-20) pasívne cez husté medzibunkové kontakty. Hnacou silou tohto procesu je pozitivita transcelulárneho potenciálu v lúmene tubulu, t.j. tubulárna tekutina je kladne nabitá vzhľadom na krvnú plazmu. V distálnom priamom tubule sa dodatočne vykonáva aktívna transbunková reabsorpcia (B). IKT - prvá časť zberného kanála. CCT je kortikálny zberný kanál. 0MCD - externý mozgový zberný kanál. IMCD - vnútorný zberný kanál mozgu
Preprava iónov draslíka
Regulácia obsahu K + v tele obličkami. Vylučovaná (vylučovaná) frakcia K + v priemere 5–15%, ale pohybuje sa medzi 1-3% s nedostatkom draslíka a 150–200% as ťažkou hyperkalémiou.
Vzhľadom k tomu, reabsorbed frakcie v proximálnej spletité tubulu a v slučke Henle (zostupný tenký segment slučky je tenký zostupný úsek slučky Henle, vzostupný tenký segment slučky je tenký stúpajúci časť slučky Henle, vzdialený priamy kanál je hrubý stúpajúca časť slučky Henle) je konštantný a je 85-90 zmena v rozdelení K + je zabezpečená spojovacími kanálmi a zbernými kanálmi.
Je životne dôležité udržiavať koncentráciu K + v krvnej plazme v úzkych hraniciach (zvyčajne do 4,1 ± 0,6 mol / l). Keďže obličky sú zodpovedné najmä za alokáciu K + v širokom rozsahu, musia reagovať na zmeny v koncentrácii K + v krvi (hyper- a hypokalémia). Zvážte transport K + v rôznych častiach nefrónu.
Vylučovaná frakcia K + je v priemere 5-15%, avšak s nedostatkom K + môže byť vylúčená frakcia K + znížená na 1-3%, s veľmi vysokou spotrebou alebo uvoľnením K +, vylučovaná frakcia sa môže zvýšiť na 150-200%. K + môže byť úplne reabsorbovaný, rovnako ako úplne
vylučuje močom. Táto adaptabilita reabsorpcie K + je zabezpečená distálnym priamym tubulom (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) a zbernými kanálmi, pretože bez ohľadu na potreby rovnováhy K + v proximálnom tubule a v slučke Henle (zostupný segment tenkej slučky je tenký zostupný úsek Henleovej slučky). vzostupný segment tenkej slučky - tenká stúpajúca časť slučky Henle, distálne rovné tubuly - hrubá stúpajúca časť slučky Henle) sa spolu prijímajú neustále reabsorbujú 85-90% filtrovaného množstva K +.
Depolarizácia apikálnej membrány hlavných epiteliálnych buniek spojovacej časti a zbernej trubice stimuluje vylučovanie K + týmito bunkami. Keďže membránová depolarizácia závisí od elektrolytickej reabsorpcie aldeosterónu regulovanej na +, sekrécia K + úzko súvisí s reabsorpciou Na + a závisí od koncentrácie aldosterónu. Okrem toho posun vnútrobunkovej hodnoty pH na kyslú stranu zvyšuje permeabilitu apikálnej membrány pre K +, a preto sa zvyšuje sekrécia K +.
Pre reabsorpciu K + s jeho nedostatkom sú zrejme interkalované epitelové bunky spojovacích tubulov a zberných kanálov zodpovedné, v ktorej apikálnej membráne, ktorá je podobne ako v bunkách žalúdka, sa nachádza H + / K + -ATPáza, ktorá reabsorbuje K + a vylučuje sa do lúmenu. kolektívne potrubia H + ióny.
Obr. 9-22. K + transport v kortikálnych (kortikálnych) nefrónoch.
Bez ohľadu na akékoľvek podmienky, v nefrónoch (A alebo B) sa uskutočňuje reabsorpcia a sekrécia K +. Obrázky ukazujú filtrované K + frakcie reabsorbované z lúmenu tubulov do intersticiálnej tekutiny (oranžová náplň) a K + frakcia vylučovaná z intersticiálnej tekutiny do lúmenu tubusu K + (zelená náplň). V proximálnych tubuloch av distálnom priamom tubule (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) sa až 90% filtrovaného K + neustále reabsorbuje. K + reabsorpcia prebieha v týchto častiach nefrónu väčšinou pasívne pozdĺž medzibunkovej dráhy. Väzbové tubuly, počiatočné úseky zberných kanálov a zberné kanály majú mechanizmy, ktoré zabezpečujú homeostázu K +. So zvýšením K + (a teda vysokým uvoľňovaním aldosterónu v krvi) môžu hlavné bunky spojovacích tubulov a zberné kanály vylučovať veľké množstvá K + a s nedostatkom K + (žiadne uvoľňovanie aldosterónu), interkalátované bunky typu p týchto nefrónových rezov môžu reabsorbovať K +
Bunkové transportné mechanizmy K +
V proximálnych tubuloch (Obr. 9-23 A) je na jednej strane v apikálnej membráne minimálna sekrécia K + z bunky do trubicového lúmenu cez kanály K +, ktorej hnacou silou je pasívna difúzia iónov. Na druhej strane sa reabsorpcia pozoruje vo forme medzibunkovej difúzie alebo medzibunkového K + prechodu po vode. Je to spôsobené najmä pasívnym, medzibunkovým transportom. V bazolaterálnej membráne znižuje Na + / K + -ATPáza pri spotrebe ATP intracelulárnu koncentráciu Na + a zvyšuje intracelulárnu koncentráciu K + (primárny aktívny transport). K + potom difunduje z bunky cez K + kanály umiestnené v bazolaterálnej membráne (a nie len v apikálnej membráne), čo vedie k membránovej polarizácii. Okrem toho je na bazolaterálnej membráne umiestnený transportér K + -C1, ktorý prekladá ióny K + z bunky do intersticiálneho priestoru.
V distálnej rovnej trubici (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) (Obr. 9-23 B) v apikálnej membráne smerujúcej k lúmenu tubulu je nosný proteín (BSC1), ktorý súčasne reabsorbuje ióny Na +, K + a 2C1 (mechanizmus sekundárneho aktívny transport, kotransport), pričom hybnou silou je gradient Na +, ktorý je opäť tvorený Na + / K + -ATPázou umiestnenou na bazolaterálnej membráne (primárny aktívny transport). Sekrécia K + z bunky do trubicového lúmenu cez kanály K + sa však pozoruje na apikálnej membráne, ktorej hnacou silou je pasívna difúzia iónov. Inými slovami, K + vstupujúci do bunky z dvoch strán (nosič BSC1 a Na + / K + -ATPhase) opúšťa bunku opäť bilaterálne lokalizovanými K + kanálmi. Okrem kanálov Na + / K + -ATPázy a K + sú na bazolaterálnej membráne C1 kanály, ktoré z bunky prenikajú do intersticiálneho priestoru prebytok C1-iónov vstrekovaných transportérom BSC1. Okrem toho, transepiteliálny potenciál pozitívny v lúmene tubulu poskytuje pasívnu medzibunkovú reabsorpciu iónov Na + a K +. Hnacou silou tejto medzibunkovej reabsorpcie sú chemické gradienty stanovené reabsorpciou vody, pozitívny transepiteliálny potenciál v lumene tubulu - tekutina v luméne nefrónu je kladne nabitá vzhľadom na intersticium.
Kortikálny zberný kanál (Obr. 9-23 C, D). Ultraštrukturálne znaky tesných kontaktov medzi epitelovými bunkami ukazujú, že v tejto časti nefrónu sa zaoberáme relatívne hustým epitelom. V tejto časti sú takzvané interkalované bunky, ktoré sú po jednom rozptýlené medzi početné hlavné bunky. Vložené bunky sa nachádzajú v kortikálnej substancii obličiek a v počiatočnej časti zberného kanála. Môžu byť v dvoch funkčných stavoch: ich luminálna membrána, ktorá má veľký povrch a je vybavená mikrovlnami, môže byť buď vyčnievaná do lúmenu tubulu (funkčný typ A) alebo redukovaná na malý povrch (funkčný typ B). Typ A vylučuje H + ióny do lúmenu tubulu, zatiaľ čo typ B vylučuje HCO3 -. "Prepínanie" z A na B znamená zahrnutie "reverzného" vloženia transportných proteínov pre H + a HCO3 -. To dokazuje, že regulácia transportných vlastností môže dokonca zahŕňať morfologické preusporiadanie epitelových buniek.
V tejto oblasti sú husté kontakty zberného kanála relatívne nepriepustné pre katióny. Extracelulárnou cestou sa v tejto časti nefrónu reabsorbuje len C1.
V kortikálnom zbernom kanáli v interkalátovaných bunkách typu a (obr. 9-23 B) sa apikálna membrána vylučuje do lúmenu tubusu H + (H + / K + -ATPáza) a prechádza do interkalátovanej bunky K +. Okrem toho lumen trubice H + čerpá H + -ATPázu. V bazolaterálnej membráne je proteínový nosič AE1 (anti-port HCO3 - / C1 -). Súčasne pracuje Na + / K + -ATPhase, pričom K + sa prečerpá do interkalovanej bunky. Tieto ióny však vstupujú do intersticiálneho priestoru cez kanály K +.
V kortikálnom zbernom kanáli v hlavných bunkách (obr. 9-23 D) je C1 reabsorbovaná intercelulózou. Na apikálnej membráne sekrécia K + do lúmenu tubulu závisí od reabsorpcie Na + cez ENaC kanály do bunky, a teda od aldosterónu atď. Na luminálnej membráne sú K + kanály a K + -C1-kotransportér a oba tieto systémy vylučujú K + do lúmenu tubulu. Na bazolaterálnej membráne pumpuje Na + / K + -ATPáza K + do bunky, ale jej prebytok nie je len cez kanály K + luminálnej membrány, ale tiež cez kanály K + bazolaterálnej membrány.
Obr. 9-23. Bunkové modely transportu K +.
Zohľadňujú sa štyri príklady. A - proximálny tubul. B - distálne rovné trubičky (hrubá stúpajúca časť slučky Henle). B - interkalátová bunka kortikálneho zberného kanála typu α. G - hlavná bunka kortikálneho zberného kanála
Koncentrovaná funkcia moču
V závislosti od množstva vody vstupujúcej do tela môžu obličky alebo vylučovať malé množstvo koncentrovaného moču (0,3% glomerulárneho filtrátu; rýchlosť tvorby moču - 0,35 ml / min; antidiurez (Obr. 9-24 A); 1300 mos / kg H2O) alebo veľké množstvo hypotonického moču (20% glomerulárneho filtrátu; rýchlosť tvorby moču - 25 ml / min; vodná diuréza (Obr. 9-24 B); 50 mosm / kg H2O).
Na koncentrovanie moču sú potrebné nasledovné: (1) kortiko-medulárny osmotický gradient, ktorý sa stanovuje ako výsledok reabsorpcie NaCl v hrubej stúpajúcej časti slučky Henle a udržiavanej systémom protiprúdového násobenia medully obličiek; (2) protiprúdová výmena v priamych nádobách (Vasa recta); (3) recyklácia močoviny: medulárny zberný tubul (priepustný pre močovinu) - tenká zostupná časť slučky Henle (priepustná pre močovinu) - hrubá stúpajúca časť slučky Henle (nepriepustná pre močovinu) - distálne spletité tubuly (nepriepustné pre močovinu) - odber medulárnej drene tubulu (priepustnú pre močovinu); (4) priepustnosť zberného kanála pre vodu (spôsobeného antidiuretickým hormónom).
Bez antidiuretického hormónu (ADH) je distálny spletitý tubul a zberný kanál nepriepustný pre vodu, preto sa hypotonický moč vychádzajúci z hrubej stúpajúcej časti slučky Henle v dôsledku reabsorpcie NaCl v ďalších častiach nefrónu stáva ešte hypotonickejším: diuréza vody. Osmotická diuréza je spôsobená nezreagovanými filtrovanými látkami.
zatiaľ čo diuretiká inhibujú reabsorpciu Na + v rôznych častiach nefrónu.
Rýchlosť tvorby moču u mužov je v priemere 1,35 a 1,15 l / deň pre ženy, pričom v jednotlivých hodnotách je kolísanie v rozsahu od 0,5 do 2,0 l / deň. Ak pozorovaná rýchlosť tvorby moču zodpovedá hodnotám blízko dolnej hranice rozptylu (vysoko koncentrovaný moč), potom sa tento stav nazýva antidiuréza a pri hodnotách blízko hornej hranice rozptylu sa nazýva diuréza. Pri množstvách moču väčších ako 2,0 l / deň sa hovorí o polyurii, s množstvami menšími ako 0,5 alebo 1,0 l / deň o oligúrii, a teda anúria. Okrem toho existuje výrazná denná frekvencia, počas ktorej je množstvo moču v skorých ranných hodinách o 40% nižšie ako individuálny denný priemer a v poludnie je o 40% vyššia.
Vodná diuréza. Keď je v tele nadbytok vody, uvoľňovanie ADH do krvi sa zastaví a zberná trubica, podobne ako distálny spletitý tubul, sa stane nepriepustnou pre vodu a permeabilita močoviny klesá. Výsledkom je, že moč zostáva ako hypotonický, ako keď sa pohybuje zo slučky Henle do distálneho tubulu a v distálnom tubule a zbernom kanáli sa stáva ešte viac hypotonickým v dôsledku aktívnej reabsorpcie NaCl (aspoň asi 50 mosm / kg H).2O). Takéto riedenie moču zabezpečuje odstránenie veľkého množstva vody bez súčasnej straty NaCl a ďalších látok. Keď voda diuréza hovorí o odstránení "voľnej" vody. Znamená to množstvo vody, ktoré možno odstrániť z moču, až kým sa jeho osmolalita nezhoduje s osmolalitou krvnej plazmy (POSM = osmolalita krvnej plazmy = 290 mosm / kg H2O). Relatívny podiel voľnej vody v objeme moču sa vypočíta z 1 - (U / P), zatiaľ čo U je osmolalita moču. Ak je to napríklad 145 mosm / kg H2O, podiel voľnej vody je 0,5 alebo 50%.
Obr. 9-24. Osmolarita intersticiálnej tekutiny.
A - obmedzenie vody (antidiurez). B - vysoká spotreba vody (diuréza vody)
Úloha obličiek pri udržiavaní pH krvi
Na obr. 9-25 A predstavuje jeden zo spôsobov NSO3 - v
počiatočných úsekov proximálneho tubulu. Jeho množstvo je 90% filtrovaného. Mechanizmus reabsorpcie je spojený so sekréciou H + iónov do lúmenu tubulu (Obr. 9-25 A), ktoré reagujú s filtrovaným HCO3 - do formy CO2, ktorý difunduje do bunky. Transformácia HCO3 - v CO2 (a naopak) katalyzujú membránu (CA IV) a teda cytoplazmatickú (CA II) karboanhydrázu buniek tubulov. Tam CO2 reaguje, čo vedie k tvorbe HCO3 -, ktorý čiastočne reaguje s OH - za vzniku CO3 2- a H2O, preto bunka obsahuje novo vytvorený HCO3 -, CO3 2- a H2O. Nakoniec HCO3 -, CO3 2- a Na + (pomer 1: 1: 1) alebo alternatívne (neznázornené) HCO3 - spolu s 1Na + opustí bunku cez bazolaterálnu membránu za účasti spoločného transportéra NBC-1. Okrem toho HCO3 - opúšťa bunku cez bazolaterálnu membránu výmenou za C1 - (antiport, nezobrazené). Súčasne sa OH - a H + vzájomne ovplyvňujú v lúmene tubuly a menia sa na vodu.
Na obr. 9-25 B na príklade H2PO4 - preukázalo vylučovanie kyselín. Anorganický fosfát (Pi) sa nachádza v plazme (pH 7,4) vo forme HPO4 2- a H2PO4 - (v pomere 4: 1). Obe formy sú voľne filtrované a reabsorbované v proximálnom tubule prostredníctvom mechanizmu sekundárneho aktívneho transportu (kotransport s Na +). Vylučovaná frakcia fosfátov (zvyčajne 10 - 20%), ktorej hodnota je regulovaná obličkami, sa zvyšuje so zvyšujúcou sa a klesajúcou so znižujúcou sa koncentráciou fosfátov v plazme. Fosfát je reabsorbovaný dvoma tretinami sekundárnym aktívnym transportom v proximálnom tubule s použitím NaP j-3 transportéra umiestneného na apikálnej membráne epitelových buniek a uskutočňovaním konjugátu s Na + transferom (kotransport). Acidóza znižuje počet týchto nosičov v membráne, zatiaľ čo alkalóza zvyšuje ich počet. V krvnej plazme a glomerulárnom filtráte (pH 7,4) predstavuje fosfát 80% ako HPO4 2- a len 20% ako H2PO4 - (pKa '= 6,8). Ako prechádza cez tubuly a zbernú trubicu, nezreagovaný HPO4 2- vylučované H + ióny titrujú na H2PO4 -, ktorý významne prispieva k renálnemu vylučovaniu iónov H +.
V proximálnom tubule sa ióny H + v lúmene hydrogenuhličitanu titaničitého a fosforečnanu 2 - 2 filtrovali v glomerule (Obr. 9-25 A, B), preto hodnota pH v lumene tubuly klesá
Na obr. 9-24 B ukazujú sekréciu a elimináciu amoniaku NH3 a amónium NH4 +. V dôsledku bunkového metabolizmu vzniká NH.4 + a on -. NH4 + disociuje v bunkách tubulu na NH3 a H +, ktoré na jednej strane nezávisle od seba vstupujú do lúmenu tubulu (neionogénna difúzia, a teda aktívna sekrécia H +) a na druhej strane ponechávajú bunku v nedisociovanej forme v smere lúmenu tubulu ako nabité ióny NH4 + použitím nosiča Na + -H + - (namiesto H +) (nie je znázornené na obrázku). Obidva produkty - NH3 + a H + sa nezávisle od seba dostávajú do lúmenu tubulu, kde opäť tvoria NH4 +. Hoci odstraňovanie NH4 + samotný s močom neprispieva k vylučovaniu kyselín, je to nepriame kvantitatívne meranie vylučovania kyselín. Ak sa tak vytvorí NH4 + skutočne opúšťa telo močom (a nevracia sa späť do pečene a počas syntézy močoviny používa HCO)3 - NH množstvo4 + je nepriamym ukazovateľom eliminácie H +. Odstránenie NH4 + teda prispieva k odstráneniu H + a pre každý odvodený NH4 + v pečeni na syntézu močoviny sa používa menej jedným aniónom HCO3 -. To sa však nedeje, pretože NH3 po uvoľnení H + sa viažu H + ióny. (S pH okolo 9 okolo 97% NH4 + (↔NH3) je v ionizovanej forme). Táto metóda „eliminácie“ H + sa zásadne líši od tubulárnej titrácie fosfátu (pozri vyššie), a preto ju nemožno považovať za titrovateľnú kyselinu.
Pre reguláciu acidobázickej rovnováhy je dôležité, aby sa počas acidózy tvorila a vylučovala NH4 + v proximálnom tubule sa môže zvýšiť v priebehu 1-2 dní niekoľkokrát v porovnaní s normálnou hodnotou. Toto je zaistené zvýšeným transportom glutamínu z pečene do obličiek, ako aj aktiváciou glutaminázy v obličkách, ako aj glukoneogenézy. Naopak, zmena kyslosti moču v zbernom tubule (napríklad defekt H + / ATPázy a / alebo nosič, ktorý poskytuje výmenu C1- / HCO)3 - (antiport)) vedie k nedostatočnému odstráneniu NH4 + a titrovateľné kyseliny, takže sa vyvíja distálna renálna tubulárna acidóza.
Obr. 9-25. Úloha obličiek pri udržiavaní acidobázickej rovnováhy.
A - reabsorpcia NSO3 -. B - princíp odstraňovania kyselín. B - vylučovanie amóniom. CA II - karbonhydráza II. CA VI - Karbonhydráza VI
Mechanizmy regulácie acidobazickej rovnováhy obličkami
Proximálne spletité tubuly (S1). V počiatočných úsekoch proximálneho spletitého tubulu (Obr. 9-26 A), množstvo filtrovaného HCO3 - je 90%. Transformácia HCO3 - v CO2 a OH - katalyzuje membránovú karboanhydrázu IV (IV), umiestnenú v apikálnej membráne. CO2, difunduje do bunky cez luminálnu membránu. V klietke CO2 reaguje ako katalyzované cytoplazmatickou karboanhydrázou II II), čo vedie k tvorbe HCO3 -, ktorý čiastočne reaguje s OH - za vzniku CO3 2- a H2O, preto bunka obsahuje novo vytvorený HCO3 -, CO3 2- a H2V bazolaterálnej membráne je nosičom Na + -HCO3 - (cotransport) odstraňuje HCO3 - z bunky, ale v intersticiálnom priestore HCO3 - reaguje katalyzovaný membránou (CA?) za vzniku CO2 a on -. V apikálnej membráne je elektroneutrálny (výmenný 1: 1) nosič NHE3 alebo alternatívne Na + -H + transfer (antiport), ktorý vylučuje H + ióny do lúmenového lúmenu výmenou za Na + ióny. Jeho hnacou silou výmeny je chemický gradient Na +. Počas jeho pôsobenia sa H + ióny ako výsledok sekundárneho transportu vylučujú do lúmenu tubulu. Zníženie intracelulárneho pH (posun na kyslú stranu) aktivuje tento Na + -H + -transfer (antiport), preto v prípade acidózy sú H + ióny silne vylučované; a naopak, s alkalózou sa znižuje vylučovanie H + iónov. Okrem toho je H + -ATPáza umiestnená v apikálnej membráne, ktorá vylučuje H + ióny do lúmenu tubulu. Toto čerpadlo umožňuje vylučovať ióny H + bez ohľadu na reabsorpciu Na +. Sekrécia H + už v prvej tretine proximálneho tubulu znižuje pH v lúmene tubulu z 7,4 (vo filtráte) na 6,5-6,8 (obr. 9-26 A). Tieto ióny reagujú s OH - za vzniku H2O, ktorá vstupuje do bunky a vytvára tam ióny H + a OH - a tým uzatvára cyklus.
Proximálny rovný tubul (S3). Prostredníctvom elektroneutrálneho transferu Na + -H + (antiport) umiestneného v apikálnej membráne sa uskutočňuje reabsorpcia Na + (Obr. 9-26 B). Okrem toho je H + -ATPáza umiestnená v apikálnej membráne, ktorá vylučuje H + ióny do lúmenu tubulu. Väčšina HCO3 - bolo
reabsorbovaný v proximálnom spletitom tubule v prvom štádiu reabsorpcie, preto H +, ktorý ide do lúmenu tubulu ako výsledok výmeny s Na + (antiport), nemôže byť použitý na väzbu na HCO3 -. Hlavnú úlohu tu zohráva reabsorpcia Na + a jeho mechanizmu - výmena Na + / H + (NHE3 transportér). Z bunky do intersticiálneho priestoru HCO3 - dostane dvomi spôsobmi: ako výsledok výmeny C1 - / NSO3 - (antiport) a Na + / HCO3 - (Sinport).
Distálny rovný tubul (hrubá stúpajúca časť slučky Henle). V tejto časti je nosič umiestnený na apikálnej membráne epitelových buniek, čím sa zabezpečuje výmena Na + / H +. Zabraňuje zvýšeniu hodnoty pH tubulárneho moču, ktorý bol v hornej časti proximálneho tubulu znížený na 6,5 až 6,8, najmä preto, že v tomto segmente nefrónu predstavuje transepiteliálny potenciál pozitívny v lúmene trubice hnaciu silu pre medzibunkovú reabsorpciu H +. Okrem toho nosič poskytujúci výmenu Na + / H + (antiport) umiestnený na apikálnej membráne slúži na dodávanie H + iónov z iného zdroja do lúmenu tubulu: disociácia reabsorbovaného NH4 +
o NH3 + H + (obr. 9-26 V).
Kolektívne kanály. V epiteli spojivového tubulu, kortikálneho a cerebrálneho zberného kanála sa nachádzajú inzerčné bunky typu a, ktoré majú, ako už bolo uvedené, H + / K + -ATPázu a H + / ATPázu v luminálnej membráne (obr. 9-26 D). Vložené bunky typu a môžu byť použité s H + -ATPázami na posun hodnoty pH v zbernom kanáli a konečnom moči na úroveň nižšiu ako 5. Tvorba karboanhydrázou HCO3 - cez bazolaterálnu membránu sa z bunky odstráni nosič, ktorý vymieňa HCO3 - / Cl -, zatiaľ čo prichádzajúci Cl - je opäť odvodený z bunky cez Cl - kanály.
Takže pH v lúmene spojivového tubulu, ako aj v kortikálnych a cerebrálnych zberných kanáloch, môže byť významne posunuté na kyslú stranu v dôsledku mechanizmu primárneho aktívneho transportu (H + -ATPáza inzertných buniek typu a), ktorý vylučuje H + ióny do lúmenu nefrónu., Pri acidóze môže dosiahnuť hodnotu 4,5. V alkalóze interkalované bunky (namiesto H + iónov) uvoľňujú hydrogenuhličitan v bazolaterálnej membráne, takže hodnota pH moču sa posunie na 8,2.
Obr. 9-26. Úloha obličiek pri udržiavaní acidobázickej rovnováhy.
Transformácia HCO3 - v CO2 (a naopak) katalyzujú membránu (CA IV) a teda cytoplazmatickú (CA II) karboanhydrázu tubulových buniek
Amoniak NH3 (Respektíve, amónne ióny: NH3 oh nh4 + ) sa tvorí vo veľkých množstvách (približne 1000 mmol denne) v rozklade aminokyselín v pečeni, ale je jedovatý dokonca aj v malých koncentráciách, preto v pečeni v priemere približne 95% svojho množstva interaguje s ekvimolárnym množstvom HCO3 -, a premieňa (spotrebou ATP-) na močovinu, ktorá sa vylučuje močom ako inertná látka (2NH).4 + + 2HCO3 - ↔ NH2 - C (= 0) - NH2 + CO2 + 3H2O).
Zvyšných 5% NH3 ↔ NH4 + (približne 50 mmol za deň) sa nezmenili alebo ako glutamín v obličkách, kde sa NH opäť tvorí z glutamínu3 ↔ NH4 +, ktorý sa väčšinou vylučuje z tela.
Proximálne spletité tubuly. Glutamín, ktorý sa prenáša krvou do obličiek, kde sa transportuje do buniek proximálneho tubulu apikálnou a bazolaterálnou membránou (Obr. 9-27 A). Glutamináza je lokalizovaná v mitochondriách týchto buniek, ktoré opäť hydrolyzujú glutamín za vzniku NH4+ a glutamát, ktorý sa glutamátdehydrogenázou štiepi ďalej do druhého NH4 + a 2-oxoglutarát 2- (a-ketoglutarát 2-), keď sa prevedie na glukózu, použijú sa dva H + ióny, t.j. tvoria sa dva HCO ióny3 -. Tvorba týchto dvoch HCO iónov3 - zostávajú nezaznamenané v celkovej bilančnej bilancii NH4 + (-NH3), pretože sa používajú na tvorbu 2-oxoglutarátu 2-, ktorý je v pečeni nevyhnutný na syntézu glutamínu (Obr. 9-27 A). NH4 + disociuje intracelulárne za vzniku NH3 + H +; obidva produkty sa navzájom nezávisle od seba (v dôsledku neionogénnej difúzie a teda sekrécie H +) dostanú do lúmenu tubulu, kde opäť tvoria NH4 +. Nedávne dôkazy ukazujú, že aspoň rovnaké množstvo amoniaku sa uvoľňuje v ionizovanom NH4 + -formulár. V tomto prípade sa sekrécia v lúmene tubulu uskutočňuje s použitím Na + -H + výmenníka, ktorý zrejme namiesto H + iónov môže tiež prijímať NH4 +.
Malé množstvo NH4 + môže byť odštiepený od glutamínu a v lúmene proximálneho tubulu. Tam y-glutamyltransferáza (y-GT) pôsobí ako "glutamináza".
Distálny rovný tubul (hrubá stúpajúca časť slučky Henle).
V dôsledku sekrécie NH3 a teda NH4 + na konci proximálneho tubulu sa nachádza 9 krát viac NH4 + (↔ NH3) ako vo filtráte. Len jedna tretina tohto množstva však dosiahne distálny spletitý tubul, zvyšné dve tretiny sú reabsorbované (s použitím sekundárneho aktívneho transportu) vo forme NH4 + -ióny v distálnom priamom tubule (Obr. 9-27B) cez nosič BSC1 (kotransport) umiestnený na luminálnej membráne, ktorá viaže NH4 + -ióny namiesto K +. Po intracelulárnej disociácii NH4 + (o NH3 a H +) H + sa vracia späť do lúmenu tubulu (Na + -H + výmenník) a NH3 difunduje zo slučky Henle do intersticiia medully obličiek, takže sa zistí vysoká koncentrácia NH (stúpajúca smerom k papile na 10 mmol).4 + oh nh3. NH3 sa odtiaľ dostane vďaka neionogénnej difúzii do lúmenu zberného kanála.
Okrem toho sa nosič nachádza v distálnej rovnej trubici na apikálnej membráne epitelových buniek, čím sa zabezpečí výmena Na + / H +. Zabraňuje zvýšeniu hodnoty pH tubulárneho moču, ktorý bol v hornej časti proximálneho tubulu znížený na 6,5 až 6,8, najmä preto, že v tomto segmente nefrónu predstavuje transepiteliálny potenciál pozitívny v lúmene trubice hnaciu silu pre medzibunkovú reabsorpciu H +.
Lumen zberného kanála
NH3 v lúmene zberného kanála (obr. 9-27 V), v dôsledku zvyčajne veľmi nízkej hodnoty pH, sa okamžite zmení na NH4 +. Takmer 80% množstva vylučovaného do proximálneho tubulu vstupuje do konečného moču.
Na obr. 9-27 D sumarizuje cesty vylučovania obličiek a eliminácie amoniaku / amónia.
Obr. 9-27. Preprava amoniaku (NH4 + ) - vylučovanie obličiek a eliminácia amoniaku / amoniaku.
A - na luminálnej a bazolaterálnej membráne buniek proximálneho tubulu sa nachádzajú transportné mechanizmy (kotransport s Na +) do bunky glutamínu, ktorý sa tvorí v pečeni a mení sa na obličky v 2 NH4 + + 2 oksoglutarat2-. NH4 + disociuje v bunkách tubulu na NH3 a H +, ktoré na jednej strane nezávisle od seba vstupujú do lúmenu tubulu a na druhej strane v nedisociovanej forme opúšťajú bunku v smere lúmenu tubulu ako nabité NH ióny4 + použitím transferu Na + -H + (namiesto H +). B - väčšina NH vytvorená v proximálnom tubule3 ↔ NH4 + reabsorbovaný v distálnom priamom tubule (hrubá stúpajúca časť slučky Henle) v ionizovanej forme a vstupuje do intersticiia medully obličiek. B - z intersticiia medulárnej substancie obličiek prechádza zlúčenina do zberného kanála v dôsledku neionogénnej difúzie. Vysoká koncentrácia NH3 ↔ NH4 + v dreňach obličiek a nízke hodnoty pH moču v zbernom potrubí urýchľujú túto difúziu