Механизмы транспорта в проксимальном канальце

Основные закономерности

Натрий активно реабсорбируется во всех отделах канальца, задавая «правило двух третей» (за реабсорбируемым на 65% натрием следуют вода и основные электролиты, также реабсорбируясь на 65%; см. следующие пункты).

На всем своем протяжении проксимальный каналец высоко проницаем для воды, поэтому вода свободно следует за переносимыми веществами (прежде всего — натрием). Поэтому вода, как и натрий, реабсорбируется на 65%, осмотическое давление канальцевой жидкости не меняется — она остается изотоничной, и реабсорбируемая жидкость также изотонична. Это так называемая изоосмотическая реабсорбция.

Для всех веществ, подчиняющихся «правилу двух третей», канальцевый эпителий высоко проницаем, и они свободно переходят через него; при этом их концентрации в реабсорбируемой и канальцевой жидкости остаются одинаковыми, а реабсорбируются они, разумеется, на столько же процентов, как и вода (65%).

Для всех веществ, не подчиняющихся «правилу двух третей», канальцевый эпителий мало проницаем, а реабсорбция этих веществ осуществляется путем вторичного активного транспорта.

Основные механизмы

В первой половине проксимальный каналец мало проницаем для растворенных веществ, но содержит мощные системы вторичного активного транспорта; следовательно, здесь реабсорбируются не подчиняющиеся «правилу двух третей» вещества, прежде всего бикарбонат, глюкоза и аминокислоты:

за счет работы Na+, K±АТФазы базолатеральной мембраны реабсорбируется натрий, а в качестве аниона с ним реабсорбируется бикарбонат;

здесь же полностью реабсорбируются аминокислоты и глюкоза (путем котранспорта с Na+);

вслед за этими веществами изоосмотически реабсорбируется вода;

для растворенных веществ первая половина проксимального канальца мало проницаема, поэтому реабсорбция воды приводит к возрастанию концентраций этих веществ, и прежде всего Cl- (главного аниона плазмы), в канальцевой жидкости.

Во второй половине проксимальный каналец высоко проницаем для растворенных веществ, а системы вторичного активного транспорта работают слабо, так как бикарбонат, глюкоза и аминокислоты уже в основном реабсорбировались; следовательно, здесь реабсорбируются подчиняющиеся «правилу двух третей» вещества:

Clреабсорбируется по концентрационному градиенту (созданному вследствие реабсорбции воды в первой половине);

вместе с Clдля сохранения электронейтральности реабсорбируется Na+ (и Ca2+);

вслед за этими веществами продолжает изоосмотически реабсорбироваться вода;

продолжается реабсорбция Na+ за счет работы Na+, K±АТФазы базолатеральной мембраны; в качестве аниона вместе с Na+ реабсорбируется уже не бикарбонат, а Cl-, так как бикарбоната в канальцевой жидкости остается очень мало. Таким образом, с одной стороны, Na+ реабсорбируется вслед за Cl-, с другой стороны — Clвслед за Na+.

Основные переносчики и каналы, обеспечивающие чресклеточный транспорт веществ в проксимальном канальце, приведены в табл. 15.1.

Регуляция

Для нормального функционирования проксимального отдела нефрона, а следовательно, и почек в целом важно постоянство СКФ (при снижении СКФ уменьшается эффективность очистки крови от метаболитов и ксенобиотиков, при увеличении — резко возрастает нагрузка на проксимальную реабсорбцию) и постоянство относительного объема (65%) проксимальной реабсорбции (в противном случае возможны резкие изменения нагрузки на дистальную реабсорбцию). В свою очередь, одним из условий постоянства СКФ служит постоянство почечного кровотока. Регуляторные механизмы в проксимальном отделе нефрона направлены на поддержание постоянства этих трех основных показателей.

Постоянство почечного кровотока обеспечивается ауторегуляцией почечного кровотока.

Постоянство СКФ обеспечивается канальцево-клубочковой обратной связью.

Постоянство относительного объема проксимальной реабсорбции обеспечивается клубочково-канальцевым равновесием.

Ауторегуляция почечного кровотока

Этот механизм заключается в том, что при повышении давления в почечной артерии мелкие ветви этой артерии сужаются, а при снижении давления — наоборот. Таким образом, изменения давления (P) сопровождаются однонаправленными изменениями сосудистого сопротивления ®, и в результате кровоток (Q) остается постоянным, так как Q = P/R. Механизм этой ауторегуляции, видимо, миогенный;

Канальцево-клубочковая обратная связь

Эта регуляция осуществляется юкстагломерулярным комплексом, главные морфологические особенности которого следующие:

он располагается в области контакта начального отдела дистального извитого канальца с сосудами клубочка — приносящей и выносящей артериолами;

он состоит из двух образований — плотного пятна в стенке дистального канальца и юкстагломерулярных клеток в стенках приносящей и выносящей артериол.

Юкстагломерулярный комплекс работает по принципу отрицательной обратной связи:

при снижении СКФ уменьшается и количество отфильтрованного NaCl, а следовательно, количество NaCl, поступающее к дистальному извитому канальцу (доставка NaCl к дистальному извитому канальцу);

клетки плотного пятна воспринимают доставку NaCl;

при снижении этой доставки клетки плотного пятна вырабатывают:

сосудорасширяющие вещества, действующие на приносящие артериолы;

вещества, стимулирующие секрецию ренина юкстагломерулярным клетками;

ренин через ряд промежуточных этапов вызывает образование ангиотензина II;

ангиотензин II, помимо многих других эффектов, вызывает сужение выносящих артериол;

как сужение выносящих артериол, так и расширение приносящих артериол вызывает рост гидростатического давления в клубочковых капиллярах;

рост гидростатического давления в клубочковых капиллярах приводит к росту СКФ.

Это лишь некоторые из многих механизмов выработки ренина и действия ангиотензина II; подробнее см. ниже, разд. «Ренин-ангиотензиновая система».

Клубочково-канальцевое равновесие

Это равновесие заключается в том, что при изменениях СКФ относительный объем проксимальной реабсорбции остается постоянным — 65% (2/3) от СКФ. Механизмы этого явления до конца не известны.