Лекция № 8. Патобиохимия поджелудочной железы и почек

План лекции:

• 8.1 Основные функции почек и химизм образования мочи
• 8.2 Биохимические тесты оценки функции почек
• 8.3 Почечные расстройства у животных
• 8.3.1 Почечная недостаточность
• 8.3.2 Нефротический синдром
• 8.3.3 Мочевые конкременты (камни)

Основные функции почек и химизм образования мочи

Почки представляют собой парный орган, построенный по типу железы, каждый функциональный элемент которого представлен нефроном. В почке животных содержится от 300 тыс. до 1 млн. нефронов.

Масса почек составляет в среднем от 0,2−0,3% (кр. рог. ск., лошадь) до 0,5−0,7% (собака, кролик) к общей массе тела животного. На 83% почки состоят из воды. 16% приходится на органические вещества (белки — альфа-, бетаи гамма-глобулины, альбумины, аминокислоты (у кр.рог.ск. тирозин, триптофан, фенилаланин и др.), ферменты, углеводы и липиды, в основном в виде фосфолипидов). На натрий, калий, кальций, магний, хлор и др. неорганические вещества приходится до 1% массы почек.

Основными функциями почек являются:

1) экскреция или выделение отходов жизнедеятельности организма;

поддержание объема и состава внеклеточной жидкости;

синтез гормонов, необходимых для регуляции эритропоэза, кальциевого гомеостаза и регуляции кровяного давления.

Образование мочи тесно связано с деятельностью сердечно-сосудистой системы, поскольку почки обильно снабжаются кровью. В норме 25% артериальной крови поступает в почечные артерии. Большая часть этой крови поступает в капилляры почечных клубочков нефронов, где и образуется моча.

Вспомним, что нефрон состоит из нескольких последовательно соединенных отделов, располагающихся в корковом и мозговом веществе почки:

сосудистого клубочка;

проксимального отела канальца;

отдела петли Генле;

дистального отдела канальца;

собирательной трубочки.

Механизм мочеобразования складывается из трех основных процессов:

клубочковой фильтрации из плазмы крови воды и низкомолекулярных компонентов с образованием первичной мочи;

канальцевой реабсорбции или обратного всасывания в кровь воды и необходимых для организма веществ из первичной мочи;

канальцевой секреции ионов, органических веществ эндогенной и экзогенной природы.

Процесс клубочковой ультрафильтрации осуществляется под влиянием физико-химических и биологических факторов через структуры гломерулярного фильтра, который находится на пути выхода жидкости из капилляров в полость капсулы. Этот гломерулярный фильтр состоит из трех слоев: эндотелиальных клеток капилляров; базальной мембраны и эпителиальных клеток нефрона или подоцитов.

Подоциты, периодически сокращаясь и расслабляясь, действуют как микронасосы, откачивающие фильтрат в полость капсулы. Из физико-химических факторов, обеспечивающих фильтрацию, выделяют отрицательный заряд структур фильтра и т.н. фильтрационное давление (ФД), которое собственно и обеспечивает процесс фильтрации. Под ФД понимают силу, обеспечивающую движение жидкости из плазмы крови в просвет капсулы.

Клубочковый фильтрат практически одинаков по составу с плазмой крови, за исключением почти полного отсутствия белка. Это связано с тем, что эндотелий создает барьер для клеток крови, а базальная мембрана, будучи проницаемой для воды и низкомолекулярных веществ, непроницаема практически для всех макромолекул. Степень непроницаемости зависит от размера и заряда молекул. Белки с молекулярной массой меньше, чем у альбумина (68 кД), проходят через мембрану; молекулы с отрицательным зарядом фильтруются хуже, чем с положительным.

Канальцевая реабсорбция представляет собой процесс обратного всасывания воды и веществ, профильтровавшихся в клубочках. Благодаря этому процессу объем выделяемой (вторичной) мочи в сотни раз меньший, чем количество образовавшейся первичной (провизорной) мочи.

В проксимальном отделе канальца обратно всасывается практически вся глюкоза, аминокислоты, витамины, калий и бикарбонат, 75% ионов натрия и др. Проксимальная реабсорбция глюкозы и аминокислот осуществляется с помощью специальных переносчиков, которые одновременно связывают и переносят натрий. При большой концентрации глюкозы может произойти полная загрузка молекул переносчиков и глюкоза уже не может всасываться обратно в кровь. Такая максимальная загрузка молекул канальцевых переносчиков при высокой концентрации вещества в первичной моче и, соответственно, в крови характеризуется понятием «максимальный канальцевый транспорт веществ». Это понятие соответствует старому названию — «почечный порог выведения». Для некоторых веществ этот уровень установлен достаточно точно. Так, при концентрации глюкозы в крови у собак ниже 10 ммоль/л она полностью всасывается из первичной мочи. Если же ее концентрация больше пороговой, то наблюдается глюкозурия. Для билирубина почечным порогом выведения является концентрация порядка 50 мкмоль/л у коров и 60 мкмоль/л — у свиней.

В дистальном отделе канальца активно всасывается ионы натрия, хлора, калия, кальция, фосфаты, а также вода. Хотя объем дистальной реабсорбции веществ значительно меньший, чем в проксимальном отделе, именно регуляторные механизмы в этом участке определяют состав вторичной мочи и способность почки выделять концентрированную или разбавленную мочу.

Под канальцевой секрецией понимают активный транспорт в мочу веществ, содержащихся в крови или образуемых непосредственно в клетках канальцевого эпителия (аммиак). Секреция осуществляется против концентрационного (электрохимического) градиента с затратой энергии. Из крови секретируются ионы калия, водорода, органические кислоты и основания эндогенного происхождения, а также поступившие с в организм чужеродные вещества. Способностью к секреции обладают клетки как проксимального, так и дистального отделов канальца. Первые секретируют органические соединения с помощью переносчиков. При этом некоторые соединения секретируются очень интенсивно, буквально за одно прохождение крови через корковое вещество почек (парааминогигшуровая кислота, рентгеноконтрастные вещества, некоторые препараты).

Особая экскреторная функция почек состоит в выделении из организма продуктов азотистого обмена, который в органе протекает достаточно интенсивно. Здесь проходят реакции дезаминирования глутамина, аминокислот и пуриновых производных. В почках образуется достаточно много аммиака, часть которого идет на нейтрализацию органических и неорганических кислот. Если же экскреторная функция почек нарушена, то в организме накапливается много мочевины, мочевой кислоты, креатинина, протонов, индола, фенолов, аминов, кетонов и довольно быстро развивается токсическое состояние, проявляющееся уремическим синдромом.

Для почек характерна высокая интенсивность обмена веществ. Так, до 90% энергетических веществ, поступающих в орган с кровью, расходуется на выделительную функцию, остальные — для других потребностей почек. Основным источником химической энергии в почках служат углеводы. В освобождении энергии преобладает аэробный путь и связанное с ним окислительное фосфорилирование. Часть энергии поступает за счет распада жиров, т.к. они содержат много продуктов бета-окисления ВЖК, в частности ацетоуксусной кислоты.