Mecanismele extrarenale de excreție a produselor metabolice "/>

Mecanismele extrarenale de excreție a produselor metabolice: a) funcția de excreție a plămânilor; b) pielea; c) membrana mucoasă a tractului digestiv; d) bilă.

Organismele implicate în procesele de excreție "/>

Organe implicate în procesul de excreție (curățarea sângelui din produsele metabolice).

Organele de excreție includ rinichii, plămânii, pielea, glandele sudoripare, glandele digestive, membrana mucoasă a tractului gastro-intestinal etc. Procedeele de excreție sau excreție eliberează organismul de substanțe toxice străine, precum și de excesul de săruri.

Plămânii elimină substanțe volatile din organism, cum ar fi vaporii de eter și cloroform în timpul anesteziei, vaporii de alcool, precum și dioxidul de carbon și vaporii de apă.

Glandele digestive și membrana mucoasă a tractului gastrointestinal secretă unele metale grele, o serie de substanțe medicinale (morfină, chinină, salicilați), compuși organici străini (de exemplu, vopsele).

O funcție importantă de excreție este efectuată de ficat, eliminând hormonii (tiroxina, foliculina) din sânge, produsele metabolice ale hemoglobinei, produsele metabolismului azotului și multe alte substanțe.

Pancreasul, ca și glandele intestinale, pe lângă excreția sărurilor de metale grele, secretă purine și substanțe medicinale. Funcția excretoare a glandelor digestive este deosebit de evidentă atunci când organismul încarcă o cantitate excesivă de substanțe diferite sau o creștere a producției lor în organism. Sarcina suplimentară determină o modificare a ratei excreției lor nu numai de rinichi, ci și de tubul digestiv.

De atunci prin cod, apa și sărurile sunt eliberate din organism, unele substanțe organice, în special ureea, acidul uric și, în timpul muncii intense, musculare - acidul lactic.

Un loc special printre organele de excreție este ocupat de glandele sebacee și mamare, deoarece substanțele secretate de ele - sebumul și laptele - nu sunt "zguri" ale metabolismului, ci au o importanță fiziologică importantă.

Prin excreția rinichiului este în principal supus la produsele finale ale metabolismului (disimilare). Primul tip de excreție se datorează faptului că rinichii secretă produsele finale ale metabolismului azotat (proteic) și a apei. Eliminarea produselor finale ale metabolismului proteic este, de asemenea, asociată cu procesele de sinteză preliminară a substanțelor. Acesta este al doilea mecanism mai complicat de excreție în organism.

Sistemul și funcțiile organelor umane

Metabolismul din interiorul corpului uman duce la formarea de produse de descompunere și a toxinelor, care, fiind în sistemul circulator în concentrații mari, pot duce la otrăvirea și scăderea funcțiilor vitale. Pentru a evita acest lucru, natura a furnizat organele de excreție, aducând produse metabolice din organism cu urină și fecale.

Sistemul de organe de secreții

Organele de excreție includ:

• rinichi;
• piele;
• lumină;
• salivare și glandele gastrice.

Rinichii scuti o persoana de exces de apa, saruri acumulate, toxine formate din cauza consumului de alimente prea grase, toxine si alcool. Acestea joacă un rol semnificativ în eliminarea produselor de degradare a medicamentelor. Datorită muncii rinichilor, o persoană nu suferă de o suprapunere a diferitelor minerale și substanțe azotate.

Lumină - menține echilibrul de oxigen și este un filtru, atât intern cât și extern. Acestea contribuie la eliminarea eficientă a dioxidului de carbon și a substanțelor volatile dăunătoare formate în interiorul corpului, ajută la scăderea vaporilor lichizi.

Gastric și glandelor salivare - ajuta la eliminarea excesul de acizi biliari, calciu, sodiu, bilirubina, colesterol și reziduurile alimentare nedigerate și produsele metabolice. Organele din tractul digestiv scot corpul sărurilor de metale grele, impuritățile de droguri, substanțele toxice. Dacă rinichii nu se supun sarcinilor lor, sarcina pe acest organ crește semnificativ, ceea ce poate afecta eficiența activității sale și poate duce la eșecuri.

Pielea îndeplinește funcția metabolică prin glandele sebacee și sudoare. Procesul de transpirație elimină excesul de apă, săruri, uree și acid uric, precum și aproximativ două procente din dioxidul de carbon. Glandele sebacee joacă un rol important în îndeplinirea funcțiilor de protecție ale corpului, secreind sebum, constând din apă și un număr de compuși inaplicabili. Împiedică penetrarea compușilor nocivi prin pori. Pielea reglează în mod eficient transferul de căldură, protejând persoana de supraîncălzire.

Sistemul urinar

Rolul principal în organele de excreție umană este ocupat de rinichi și sistemul urinar, care includ:

• vezicii urinare;
• ureterului;
• uretră.

Rinichii sunt un organ pereche, în formă de leguminoase, de aproximativ 10-12 cm lungime. Un organ important de excreție este situat în regiunea lombară a unei persoane, este protejat de un strat dens de grăsime și este oarecum mobil. De aceea nu este susceptibil la rănire, dar este sensibil la modificările interne ale corpului, la alimentația umană și la factorii negativi.

Fiecare dintre rinichi la un adult cântărește aproximativ 0,2 kg și constă dintr-un pelvis și principalul pachet neurovascular care leagă organul de sistemul de excreție umană. Pelvisul servește pentru comunicarea cu ureterul și cu vezica urinară. Această structură a organelor urinare vă permite să închideți complet ciclul de circulație a sângelui și să efectuați eficient toate funcțiile atribuite.

Structura ambelor rinichi este formată din două straturi interconectate:

• cortical - constă din glomeruli nefroni, servește drept bază pentru funcția renală;
• cerebral - conține un plex de vase de sânge, furnizează organismului substanțele necesare.

Rinichii distilează întregul sânge al unei persoane prin ele în 3 minute și, prin urmare, ele sunt principalul filtru. Dacă filtrul este deteriorat, apare un proces inflamator sau insuficiență renală, produsele metabolice nu intră în ureter prin ureter, ci continuă mișcarea prin corp. Toxinele sunt parțial excretate cu transpirație, cu produse metabolice prin intestine, precum și prin plămâni. Cu toate acestea, ei nu pot părăsi complet corpul și, prin urmare, se dezvoltă o intoxicare acută, care reprezintă o amenințare la adresa vieții umane.

Funcțiile sistemului urinar

Principalele funcții ale organelor de excreție sunt eliminarea toxinelor și excesului de săruri minerale din organism. Din moment ce rinichii joacă rolul principal al sistemului excretor uman, este important să înțelegem exact cum purifică sângele și ceea ce poate interfera cu funcționarea lor normală.

Când sângele intră în rinichi, acesta intră în stratul lor cortic, în care apare o filtrare grosieră datorată glomerulilor nefroni. Fracțiunile și compușii cu proteine ​​mari sunt returnate în sângele unei persoane, oferindu-i toate substanțele necesare. Resturile mici sunt trimise la ureter pentru a părăsi corpul cu urină.

Aici se manifestă reabsorbția tubulară, în timpul căreia apare reabsorbția substanțelor benefice din urină primară în sânge uman. Unele substanțe sunt reabsorbite cu o serie de caracteristici. În cazul unui exces de glucoză în sânge, care apare adesea în timpul dezvoltării diabetului zaharat, rinichii nu pot face față întregului volum. O anumită cantitate de glucoză poate apărea în urină, ceea ce indică dezvoltarea unei boli teribile.

Când se procesează aminoacizii, se întâmplă să existe mai multe subspecii în sânge care sunt purtate de aceiași transportatori. În acest caz, reabsorbția poate fi inhibată și încărcarea organului. Proteina nu trebuie să apară în mod normal în urină, dar în anumite condiții fiziologice (temperatură înaltă, muncă fizică tare) poate fi detectată la ieșire în cantități mici. Această condiție necesită observație și control.

Astfel, rinichii în mai multe etape filtrează complet sângele, lăsând substanțe nocive. Totuși, din cauza unei supradoze a toxinelor în organism, activitatea unuia dintre procesele din sistemul urinar poate fi afectată. Aceasta nu este o patologie, dar necesită consiliere de specialitate, ca și în cazul unor supraîncărcări constante, organismul repede eșuează, provocând daune grave sănătății umane.

În plus față de filtrare, sistemul urinar:

• reglează echilibrul fluidelor în corpul uman;
• menține echilibrul acido-bazic;
• participă la toate procesele de schimb;
• reglează tensiunea arterială;
• produce enzimele necesare;
• oferă un fond hormonal normal;
• ajută la îmbunătățirea absorbției în organism a vitaminelor și mineralelor.

Dacă rinichii nu mai funcționează, fracțiunile dăunătoare continuă să rătăcească prin patul vascular, crescând concentrația și ducând la otrăvirea lentă a persoanei prin produse metabolice. Prin urmare, este atât de important să-și mențină munca obișnuită.

Măsuri preventive

Pentru a evidenția întregul sistem să funcționeze fără probleme, este necesar să se monitorizeze cu atenție activitatea fiecăruia dintre organismele care îi aparțin, și la cea mai mică eșecul de a contacta un specialist. Pentru a finaliza activitatea rinichilor, este necesară igiena organelor din tractul urinar. Cea mai bună prevenire în acest caz este cantitatea minimă de substanțe nocive consumate de organism. Ar trebui să urmați cu atenție dieta: nu bea alcool în cantități mari, pentru a reduce conținutul de sare din dieta, afumate, alimente prăjite și cu conservanți peste saturate.

Alte organe de excreție umană au, de asemenea, nevoie de igienă. Dacă vorbim despre plămâni, este necesar să limităm prezența în încăperi cu praf, zone de substanțe chimice toxice, spații închise cu conținut ridicat de alergeni în aer. De asemenea, ar trebui să evitați bolile pulmonare, o dată pe an pentru a efectua examinarea cu raze X, la timp pentru a elimina centrele de inflamație.

Este la fel de important să se mențină funcționarea normală a tractului gastro-intestinal. Datorită producției insuficiente a bilei sau a prezenței proceselor inflamatorii în intestin sau stomac, este posibilă apariția proceselor de fermentare cu eliberarea de produse putrezite. Intrând în sânge, ele produc manifestări de intoxicare și pot duce la consecințe ireversibile.

În ceea ce privește pielea, totul este simplu. Ar trebui să le curățați în mod regulat de diverse contaminanți și bacterii. Cu toate acestea, nu puteți exagera. Folosirea excesivă a săpunului și a altor detergenți poate perturba glandele sebacee și poate duce la scăderea funcției protectoare naturale a epidermei.

Organele excretoare recunosc exact ce celule sunt necesare pentru întreținerea tuturor sistemelor de viață și care pot fi dăunătoare. Au tăiat tot excesul și l-au îndepărtat cu transpirație, aer expirat, urină și fecale. Dacă sistemul nu mai funcționează, persoana moare. Prin urmare, este important să monitorizați activitatea fiecărui organism și, dacă vă simțiți rău, trebuie să contactați imediat un specialist pentru examinare.

Fiziologia organelor excretoare

Selecția fiziologică

Izolarea - un set de procese fiziologice care vizează eliminarea din corp a produselor finale ale metabolismului (exercițiu rinichii, glandele sudoripare, plămânii, tractul gastrointestinal etc.).

Excreția (excreția) este procesul de eliberare a organismului de la produsele finale ale metabolismului, excesul de apă, minerale (macro și microelemente), substanțe nutritive, substanțe străine și toxice și căldură. Excreția are loc constant în organism, ceea ce asigură menținerea compoziției optime și a proprietăților fizico-chimice ale mediului intern și, mai ales, a sângelui.

Produsele finale ale metabolismului (metabolismul) sunt dioxidul de carbon, apa, substanțele care conțin azot (amoniac, uree, creatinină, acid uric). Dioxidul de carbon și apa se formează în timpul oxidării carbohidraților, grăsimilor și proteinelor și se eliberează din organism în principal sub formă liberă. O mică parte a dioxidului de carbon este eliberată sub formă de bicarbonați. Produsele de metabolism conținând azot se formează în timpul defalcării proteinelor și a acizilor nucleici. Amoniacul este format în timpul oxidării proteinelor și este îndepărtat din organism în principal sub formă de uree (25-35 g / zi) după transformările corespunzătoare în sărurile de ficat și amoniu (0,3-1,2 g / zi). În mușchi, în timpul defalcării creatinei fosfatice, se formează creatină, care, după deshidratare, este transformată în creatinină (până la 1,5 g / zi) și în această formă este îndepărtată din organism. Odată cu descompunerea acizilor nucleici, se formează acid uric.

În procesul de oxidare a substanțelor nutritive, căldura este întotdeauna eliberată, excesul de care trebuie eliminat din locul în care se formează în organism. Aceste substanțe formate ca urmare a proceselor metabolice trebuie să fie înlăturate în mod constant din corp, iar excesul de căldură să se disipeze în mediul extern.

Organe excretoare umane

Procesul de excreție este important pentru homeostazie, asigură eliberarea organismului din produsele finale ale metabolismului, care nu mai pot fi folosite, substanțe străine și toxice, precum și excesul de apă, săruri și compuși organici din alimente sau din metabolism. Principala importanță a organelor de excreție este menținerea constanței compoziției și a volumului fluidului intern al corpului, în special a sângelui.

• rinichii - elimina excesul de apa, substantele anorganice si organice, produsele finale ale metabolismului;
• plămânii - eliminați dioxidul de carbon, apa, unele substanțe volatile, de exemplu vaporii de eter și cloroform în timpul anesteziei, vaporii de alcool atunci când sunt intoxicați;
• glandele salivare și gastrice - secretă metale grele, o serie de medicamente (morfină, chinină) și compuși organici străini;
• pancreasul și glandele intestinale - elimină metalele grele, substanțele medicinale;
• pielea (glandele sudoripare) - secreta apa, saruri, unele substante organice, in special ureea, si in timpul muncii gresite - acid lactic.

Caracteristicile generale ale sistemului de alocare

Sistemul de excreție este un set de organe (rinichii, plămânii, pielea, tractul digestiv) și mecanismele de reglare, ale căror funcții sunt excreția diferitelor substanțe și dispersia excesului de căldură din organism în mediul înconjurător.

Fiecare dintre organele sistemului de excreție joacă un rol principal în îndepărtarea anumitor substanțe excretate și disiparea căldurii. Cu toate acestea, eficacitatea sistemului de alocare se realizează prin colaborarea lor, care este asigurată de mecanisme de reglementare complexe. În același timp, o schimbare a stării funcționale a unuia dintre organele excretoare (datorită afectării, bolii, epuizării rezervelor) este însoțită de o schimbare a funcției excretoare a altora în cadrul sistemului integral de excreție a corpului. De exemplu, prin eliminarea excesivă a apei prin piele cu transpirație crescută în condiții de temperatură exterioară ridicată (în timpul verii sau în timpul lucrului în atelierele calde din producție), producția de urină de către rinichi scade, iar excreția acestuia scade diureza. Cu o scădere a excreției compușilor azotați în urină (cu afecțiuni renale), eliminarea lor prin plămâni, piele și tractul digestiv crește. Aceasta este cauza respirației "uremice" din gură la pacienții cu forme severe de insuficiență renală acută sau cronică.

Rinichii joacă un rol principal în excreția substanțelor care conțin azot, a apei (în condiții normale, mai mult de jumătate din volumul său din excreția zilnică), un exces de substanțe minerale (sodiu, potasiu, fosfați etc.), un exces de nutrienți și substanțe străine.

Plămânii elimină mai mult de 90% din dioxidul de carbon format în organism, vaporii de apă, unele substanțe volatile blocate sau formate în organism (alcool, eter, cloroform, gaze ale transportului auto și întreprinderi industriale, acetonă, uree, produse de degradare a surfactantului). În încălcarea funcțiilor rinichilor, excreția ureei crește odată cu secreția glandelor tractului respirator, descompunerea acestora conducând la formarea de amoniac, ceea ce determină apariția unui miros specific din gură.

Glandele din tractul digestiv (inclusiv glandele salivare) joacă un rol principal în secreția excesului de calciu, bilirubina, acizii biliari, colesterolul și derivații săi. Aceștia pot elibera săruri de metale grele, substanțe medicinale (morfină, chinină, salicilați), compuși organici străini (de exemplu coloranți), o cantitate mică de apă (100-200 ml), uree și acid uric. Funcția lor excretoare este sporită atunci când organismul încarcă un exces de diferite substanțe, precum și boli de rinichi. Acest lucru crește în mod semnificativ excreția de produse metabolice ale proteinelor cu secretele glandelor digestive.

Pielea are o importanță capitală în procesul de eliberare a căldurii în mediul înconjurător. În piele există organe speciale de excreție - sudoare și glande sebacee. Glandele de transpirație joacă un rol important în eliberarea apei, în special în zonele cu climă caldă și (sau) în activitatea fizică intensă, inclusiv în atelierele fierbinți. Excreția de apă de pe suprafața pielii variază de la 0,5 l / zi în repaus la 10 l / zi în zilele fierbinți. De atunci, sunt eliberate de asemenea săruri de sodiu, potasiu, calciu, uree (5-10% din cantitatea totală excretată din organism), acid uric și aproximativ 2% dioxid de carbon. Glandele sebacee secretă o substanță grasă specială - sebumul, care îndeplinește o funcție protectoare. Se compune din 2/3 de apă și 1/3 din compușii nesaponificabili - colesterol, squalen, produse de schimb de hormoni sexuali, corticosteroizi etc.

Funcțiile sistemului excretor

Excreția este eliberarea corpului din produsele finale ale metabolismului, substanțe străine, produse dăunătoare, toxine, substanțe medicinale. Metabolismul în organism produce produse finale care nu pot fi utilizate în continuare de către organism și, prin urmare, trebuie eliminate din acesta. Unele dintre aceste produse sunt toxice pentru organele de excreție, prin urmare, mecanismele se formează în organism pentru a face aceste substanțe nocive fie inofensive, fie mai puțin dăunătoare organismului. De exemplu, amoniacul, care se formează în procesul de metabolizare a proteinelor, are un efect dăunător asupra celulelor epiteliului renal, prin urmare, în ficat, amoniacul este transformat în uree, care nu are efect nociv asupra rinichilor. În plus, neutralizarea substanțelor toxice, cum ar fi fenolul, indolul și skatolul, are loc în ficat. Aceste substanțe se combină cu acizi sulfurici și glucuroni, formând substanțe mai puțin toxice. Astfel, procedeele de izolare sunt precedate de procesele așa-numitei sinteze de protecție, adică transformarea substanțelor dăunătoare în pericol.

Organele de excreție includ rinichii, plămânii, tractul gastro-intestinal, glandele sudoripare. Toate aceste organisme îndeplinesc următoarele funcții importante: îndepărtarea produselor de schimb; participarea la menținerea constanței mediului intern al corpului.

Participarea organismelor de excreție la menținerea echilibrului apă-sare

Funcțiile apei: apa creează un mediu în care au loc toate procesele metabolice; face parte din structura tuturor celulelor corpului (apă legată).

Corpul uman este compus în proporție de 65-70% în general din apă. În particular, o persoană cu o greutate medie de 70 kg în organism este de aproximativ 45 de litri de apă. Din această cantitate, 32 de litri sunt apa intracelulară, care este implicată în construirea structurii celulare, iar 13 litri este apa extracelulară, din care 4,5 litri este sânge și 8,5 litri este fluid extracelular. Corpul uman pierde în mod constant apă. Prin rinichi se elimină aproximativ 1,5 litri de apă, care diluează substanțele toxice, reducând efectul lor toxic. Se pierde aproximativ 0,5 litri de apă pe zi. Aerul expirat este saturat cu vapori de apă și în această formă se îndepărtează 0,35 l. Aproximativ 0,15 litri de apă se îndepărtează cu produsele finale de digestie alimentară. Astfel, în timpul zilei, aproximativ 2,5 litri de apă sunt îndepărtate din corp. Pentru a menține echilibrul de apă, trebuie să fie înghițit aceeași cantitate: cu alimente și băuturi, aproximativ 2 litri de apă intră în organism și 0,5 litri de apă se formează în organism ca rezultat al metabolismului (apă de schimb), adică sosirea apei este de 2,5 litri.

Reglementarea balanței de apă. autoreglarea

Acest proces începe cu o abatere a constantei conținutului de apă în organism. Cantitatea de apă din organism este o constantă tare, ca și în cazul aportului insuficient de apă, apare foarte rapid un pH și o schimbare a presiunii osmotice, ceea ce duce la o perturbare profundă a schimbului de materie în celulă. Despre încălcarea balanței de apă a corpului semnalează un sentiment subiectiv de sete. Se produce atunci când alimentarea cu apă este insuficientă pentru corp sau când este eliberată excesiv (transpirație crescută, dispepsie, cu o cantitate excesivă de săruri minerale, adică o creștere a presiunii osmotice).

În diferite părți ale patului vascular, în special în hipotalamus (în nucleul supraoptic), există celule specifice - osmoreceptori, care conțin un vacuol (vezicule) umplut cu fluid. Aceste celule în jurul vasului capilar. Cu o creștere a presiunii osmotice a sângelui datorită diferenței de presiune osmotică, lichidul din vacuol va curge în sânge. Eliberarea apei din vacuol conduce la ridurile sale, ceea ce provoacă excitarea celulelor osmoreceptor. În plus, există un sentiment de uscăciune a membranelor mucoase ale gurii și ale faringelui, în timp ce receptorii iritanți ai mucoasei, impulsurile din care intră și în hipotalamus și cresc excitarea unui grup de nuclee, numit centrul sete. Impulsurile nervoase de la ele intră în cortexul cerebral și se formează acolo un sentiment subiectiv de sete.

Cu o creștere a presiunii osmotice a sângelui, încep să se formeze reacții care vizează restabilirea unei constante. Inițial, apa de rezervă este utilizată din toate depozitele de apă, începe să treacă în sânge și, în plus, iritarea osmoreceptorilor hipotalamului stimulează eliberarea ADH. Se sintetizează în hipotalamus și se depune în lobul posterior al glandei hipofizare. Secreția acestui hormon duce la scăderea diurezei prin creșterea reabsorbției apei în rinichi (în special în canalele de colectare). Astfel, organismul este eliberat de excesul de sare cu pierderi minime de apă. Pe baza senzației subiective de sete (motivația setei), se formează reacții comportamentale care vizează găsirea și primirea apei, ceea ce conduce la o întoarcere rapidă a presiunii osmotice constantă la nivelul normal. Deci, este procesul de reglare a unei constante rigide.

Saturația apei se efectuează în două etape:

• faza de saturație senzorială, apare atunci când receptorii membranei mucoase a cavității orale și a faringelui sunt iritați de apă, apa depozitată în sânge;
• faza de saturație reală sau metabolică apare ca urmare a absorbției apei primite în intestinul subțire și a intrării sale în sânge.

Funcția de excreție a diferitelor organe și sisteme

Funcția excretoare a tractului digestiv se reduce nu numai la îndepărtarea resturilor alimentare nedigerate. De exemplu, la pacienții cu nefrite, zgurii azotați sunt îndepărtați. În cazul încălcării respirației tisulare, în saliva apar și produse oxidate de substanțe organice complexe. Când se otrăvesc la pacienții cu simptome de uremie, se observă hipersalivație (salivare crescută), care într-o oarecare măsură poate fi considerată un mecanism excretator suplimentar.

Unele coloranți (albastru de metilen sau congoți) sunt secretați prin mucoasa gastrică, care este utilizată pentru a diagnostica bolile stomacului cu gastroscopie simultană. În plus, sărurile metalelor grele și substanțelor medicamentoase sunt îndepărtate prin membrana mucoasă a stomacului.

Pancreasul și glandele intestinale, de asemenea, elimină săruri de metale grele, purine și substanțe medicinale.

Funcția excretorie pulmonară

Cu aerul expirat, plămânii elimină dioxidul de carbon și apă. În plus, majoritatea esterilor aromatici sunt îndepărtați prin alveolele plămânilor. Prin plămâni se îndepărtează, de asemenea, uleiul de fusel (intoxicație).

Funcția de excreție a pielii

În timpul funcționării normale, glandele sebacee secretă produse finale ale metabolismului. Secretul glandelor sebacee este de a lubrifia pielea cu grasime. Funcția excretoare a glandelor mamare se manifestă în timpul alăptării. Prin urmare, atunci când substanțele toxice și medicinale și uleiurile esențiale sunt ingerate în corpul mamei, ele sunt excretate în lapte și pot avea un efect asupra corpului copilului.

Organele excretoare actuale ale pielii sunt glandele sudoripare, care elimină produsele finale ale metabolismului și participă astfel la menținerea multor constante ale mediului intern al corpului. Apa, sărurile, acizii lactici și urici, ureea și creatinina sunt apoi îndepărtați din organism. În mod normal, proporția de glande sudoripare în eliminarea produselor de metabolizare a proteinelor este mică, dar în cazul bolilor renale, în special în cazul insuficienței renale acute, glandele sudoripice cresc semnificativ cantitatea de produse excretate ca rezultat al transpirației crescute (până la 2 litri sau mai mult) și o creștere semnificativă a ureei în transpirație. Uneori se elimină atât de mult uree, încât este depozitată sub formă de cristale pe corpul și lenjeria de corp a pacientului. Toxinele și substanțele medicinale pot fi apoi îndepărtate. Pentru unele substanțe, glandele sudoripare sunt singurele organe excretoare (de exemplu, acidul arsenic, mercurul). Aceste substanțe, eliberate din transpirație, se acumulează în foliculii de păr și în integrale, ceea ce face posibilă determinarea prezenței acestor substanțe în organism, chiar și după mulți ani de la moartea sa.

Funcția renală excretoare

Rinichii sunt principalele organe de excreție. Ele joacă un rol principal în menținerea unui mediu intern constant (homeostazie).

Funcțiile renale sunt foarte extinse și iau parte:

• în reglarea volumului sanguin și a altor fluide care alcătuiesc mediul intern al organismului;
• reglează presiunea osmotică constantă a sângelui și a altor fluide ale corpului;
• reglează compoziția ionică a mediului intern;
• reglează echilibrul acido-bazic;
• asigură reglementarea eliberării produselor finale de metabolizare a azotului;
• asigură excreția excesului de substanțe organice provenite din alimente și formate în procesul de metabolizare (de exemplu, glucoză sau aminoacizi);
• reglează metabolismul (metabolismul proteinelor, grăsimilor și carbohidraților);
• să participe la reglementarea tensiunii arteriale;
• implicat în reglementarea eritropoiezei;
• să participe la reglementarea coagulării sângelui;
• participa la secretia de enzime si substante fiziologic active: renina, bradikinina, prostaglandinele, vitamina D.

Unitatea structurală și funcțională a rinichiului este nefronul, se realizează procesul de formare a urinei. În fiecare rinichi aproximativ 1 milion de nefroni.

Formarea urinei finale este rezultatul a trei procese principale care apar în nefronă: filtrarea, reabsorbția și secreția.

Glomerular filtrare

Formarea urinei în rinichi începe cu filtrarea plasmei sanguine în glomeruli renale. Există trei bariere în filtrarea apei și a compușilor cu un conținut scăzut de molecule: endoteliul capilaric glomerular; membrana de bază; glomerulus din capsulă interioară.

La viteza normală de curgere a sângelui, moleculele mari de proteine ​​formează un strat de barieră pe suprafața porilor endoteliului, împiedicând trecerea elementelor formate și proteinelor fine prin ele. Componentele cu greutate moleculară mică ale plasmei sanguine ar putea să ajungă liber în membrana bazei, care este una dintre cele mai importante componente ale membranei de filtrare glomerulară. Porii membranei de bază limitează trecerea moleculelor în funcție de mărime, formă și încărcare. Peretele poros încărcat negativ împiedică trecerea moleculelor cu aceeași încărcătură și limitează trecerea moleculelor mai mari de 4-5 nm. Ultima barieră în calea substanțelor filtrabile este frunza interioară a capsulă glomeruloasă, care este formată din celule epiteliale - podocite. Podocitele au procese (picioare) cu care sunt atașate la membrana de bază. Spațiul dintre picioare este blocat de membranele tăiate care limitează trecerea albuminei și a altor molecule cu greutate moleculară ridicată. Astfel, un astfel de filtru cu mai multe straturi asigură conservarea elementelor uniforme și a proteinelor în sânge și formarea unui ultrafiltrate practic fără proteine ​​- urină primară.

Forța principală care asigură filtrarea în glomeruli este presiunea hidrostatică a sângelui în capilarii glomerulari. Presiunea efectivă de filtrare, de care depinde rata de filtrare glomerulară, este determinată de diferența dintre presiunea hidrostatică a sângelui în capilarii glomerulari (70 mmHg) și factorii care îi împiedică - presiunea oncotică a proteinelor plasmatice (30 mmHg) și presiunea hidrostatică a ultrafiltraților în capsula glomerulară (20 mmHg). Prin urmare, presiunea efectivă de filtrare este de 20 mm Hg. Art. (70 - 30 - 20 = 20).

Cantitatea de filtrare este afectată de diferiți factori intrarenalieni și extrarenali.

Factorii de rinichi includ: cantitatea de tensiune arterială hidrostatică în capilarele glomerulare; numărul de glomeruli funcționali; cantitatea de presiune de ultrafiltrare din capsula glomerulară; gradul de glomerul permeabilității capilare.

Factorii extrarenali includ: cantitatea de tensiune arterială în vasele mari (aorta, artera renală); viteza curgerii sângelui renal; valoarea tensiunii arteriale oncotice; starea funcțională a altor organe excretoare; gradul de hidratare a țesuturilor (cantitatea de apă).

Reabsorbție tubulară

Reabsorbția - reabsorbția apei și a substanțelor necesare organismului din urina primară în sânge. În rinichiul uman se formează 150-180 litri de filtrat sau urină primară pe zi. Urina finală sau secundară excreta aproximativ 1,5 litri, restul porțiunii lichide (adică 178,5 litri) este absorbit în tubulatură și canalele de colectare. Reabsorbția diferitelor substanțe se realizează prin transportul activ și pasiv. Dacă o substanță este reabsorbită împotriva unei concentrații și a unui gradient electrochimic (adică cu energie), atunci acest proces se numește transport activ. Distingeți între transportul primar activ și secundar activ. Transportul activ primar se numește transferul de substanțe împotriva gradientului electrochimic, efectuat de energia metabolismului celular. Exemplu: transferul de ioni de sodiu, care are loc cu participarea enzimei ATPază sodică-potasiu, utilizând energia adenozin trifosfatului. Un transport secundar este transferul de substanțe în raport cu gradientul de concentrație, dar fără consumul de energie al celulei. Cu ajutorul unui astfel de mecanism, reabsorbția de glucoză și aminoacizi are loc.

Transportul pasiv - are loc fără energie și se caracterizează prin faptul că transferul de substanțe are loc de-a lungul gradientului electrochimic, de concentrare și osmotică. Datorită transportului pasiv reabsorbit: apă, dioxid de carbon, uree, cloruri.

Reabsorbția substanțelor în diferite părți ale nefronului variază. În condiții normale, glucoza, aminoacizii, vitaminele, microelementele, sodiul și clorul sunt reabsorbite în segmentul nefron proximal din ultrafiltrate. În secțiunile ulterioare ale nefronului, numai ionii și apa sunt reabsorbiți.

O mare importanță în reabsorbția ionilor de apă și de sodiu, precum și în mecanismele de concentrare a urinei este funcționarea sistemului de contra-rotație. Bucla nephron are două genunchi - descendentă și ascendentă. Epileul genunchiului ascendent are capacitatea de a transfera în mod activ ioni de sodiu în fluidul extracelular, dar peretele acestei secțiuni este impermeabil la apă. Epitelul genunchiului descendent trece apa, dar nu are mecanisme pentru transportul ionilor de sodiu. Trecând prin secțiunea descendentă a buclei nefron și dând apă, urina primară devine mai concentrată. Reabsorbția apei apare pasiv datorită faptului că în partea ascendentă există o reabsorbție activă a ionilor de sodiu care, prin intrarea în fluidul intercelular, măresc presiunea osmotică în ea și promovează reabsorbția apei din părțile descendente.

Izolarea. Fiziologia sistemului urinar

Organele de selecție și funcțiile acestora

Caracteristici structurale și funcționale ale sistemului urinar

Cantitatea și compoziția urinei

Reglarea neuro-tumorală a funcției renale urinare.

Urinare, urinare și reglarea acestora.

Organele de selecție și funcțiile acestora

În procesul de activitate vitală în corpul uman se formează cantități semnificative de produse metabolice, care nu mai sunt utilizate de celule și trebuie eliminate din organism. În plus, corpul trebuie eliberat de substanțe toxice și străine, de la exces de apă, săruri, de la droguri. Uneori procesul de excreție este precedat de neutralizarea substanțelor toxice, de exemplu în ficat.

Organele care îndeplinesc funcțiile de excreție sunt numite excretori sau excretori. Acestea includ rinichii, plămânii, pielea, ficatul și tractul gastro-intestinal. Scopul principal al organelor de excreție este menținerea constanței mediului intern al corpului. Organele de eliminare sunt interconectate funcțional. Schimbarea în starea funcțională a unuia dintre aceste organe schimbă activitatea celuilalt. De exemplu, atunci când eliminarea excesivă a fluidului prin piele la temperaturi ridicate scade cantitatea de diureză. În cazul încălcării funcției excretoare a rinichilor, rolul glandelor sudoripare și al mucoasei tractului respirator superior în eliminarea produselor de metabolizare a proteinelor crește. Întreruperea proceselor de excreție duce, în mod inevitabil, la apariția schimbărilor patologice în homeostazie sau chiar la decesul organismului.

Plămânii și căile respiratorii superioare elimină dioxidul de carbon și apa din organism. Aproximativ 400 ml de apă se evaporă pe zi. În plus, majoritatea substanțelor aromatice sunt eliberate prin plămâni, de exemplu, vaporii de eter și cloroform în timpul anesteziei, uleiuri de fuze când sunt intoxicate cu alcool. Ca parte a secreției traheobronsiene, produsele de degradare ale agentului tensioactiv, IgA etc. sunt excretate din organism. Atunci când funcția excretoare a rinichilor este perturbată, ureea începe să se elibereze prin membrana mucoasă a tractului respirator superior, determinând mirosul corespunzător de amoniac din gură. Membrana mucoasă a tractului respirator superior este capabilă să elibereze iod din sânge.

Glandele salivare secretă săruri ale metalelor grele, unele medicamente, potasiu roganic etc.

Stomac: Produsele finale ale metabolismului (uree, acid uric), substanțe medicinale și toxice (mercur, iod, acid salicilic, chinină) provin din sucul gastric.

Intestinul îndepărtează sărurile metalelor grele, ionilor de magneziu, calciului (50% excretați de organism), apă; produse de descompunere ale substanțelor alimentare care nu au fost absorbite în sânge și substanțe care intră în lumenul intestinal cu saliva, sucuri gastrice, pancreatice, bilă.

Ficat: ca parte a bilei, bilirubina și produsele sale în intestin, colesterolul, acizii biliari, produsele de degradare a hormonilor, medicamentele, substanțele chimice toxice etc. sunt excretate.

Pielea are o funcție de excreție datorată activității transpirației și, într-o măsură mai mică, a glandelor sebacee. Glandele sudoripare elimină apa (în condiții normale, 0,3-1,0 l pe zi, cu hipersecreție de până la 10 l pe zi), uree (5-10% din cantitatea excretată de organism), acid uric, creatinină, acid lactic, săruri de metale alcaline, în special sodiu, materie organică, acizi grași volatili, oligoelemente, unele enzime. Glandele sebacee într-o zi emit aproximativ 20 g de secreție, 2/3 din care sunt apă și 1/3 colesterol, produse de schimb de hormoni sexuali, corticosteroizi, vitamine și enzime. Organul principal al excreției este rinichii.

Organe de descărcare

1. Organele de excreție, participarea la menținerea celor mai importanți parametri ai mediului intern al corpului (presiunea osmotică, pH-ul sângelui, volumul sângelui etc.). Cale de excreție renală și extrarenală.

Procesul de excreție este esențial pentru homeostazie, asigură eliberarea organismului din produsele finale ale metabolismului, care nu mai pot fi folosite, substanțe străine și toxice, precum și excesul de apă, săruri și compuși organici din alimente sau din metabolism ). În procesul de excreție la om, sunt implicați rinichii, plămânii, pielea și tractul digestiv.

Organe de selecție. Scopul principal al organelor de excreție este menținerea constanței compoziției și a volumului de fluide în mediul intern al corpului, în special în sânge.

Rinichii elimină excesul de apă, substanțele anorganice și organice, produsele finale ale metabolismului și substanțele străine. Plămânii excretați CO₂, apă, unele substanțe volatile, cum ar fi vaporii de eter și cloroform în timpul anesteziei, vaporii de alcool în timpul intoxicației. Glandele salivare și gastrice secretă metale grele, un număr de medicamente (morfină, chinină, salicilați) și compuși organici străini. Funcția de eliminare este efectuată de ficat, eliminând din sânge un număr de produse de metabolism azot. Pancreasul și glandele intestinale elimină metalele grele, substanțele medicinale.

Glandele pielii joacă un rol semnificativ în excreție. Apa și sărurile, unele substanțe organice, în special uree, sunt apoi îndepărtate din corp și acid lactic (vezi capitolul I) pentru o muncă intensă a mușchilor. Excreția de produse ale glandelor sebacee și mamare - sebumul și laptele au o semnificație fiziologică independentă - laptele ca produs alimentar pentru nou-născuți și sebumul pentru lubrifierea pielii.

2. Valoarea rinichilor din organism. Nephron este o unitate morfo-funcțională a rinichiului. Rolul diviziunilor sale diferite în formarea de urină.

Funcția principală a rinichilor este formarea de urină. Unitatea structurală și funcțională a rinichilor care efectuează această funcție este nephronul. Fiecare negron are un glomerul vascular, o capsulă de Shumlyansky-Bowman, un tubule convoluate proximal, o bucla de Henle, un tubular distal și un tub de colectare care se deschide în pelvisul renal. Pentru mai multe informații despre structura rinichiului, consultați: Histology.

Rinichii clarifică plasma sanguină a anumitor substanțe, concentrându-le în urină. O parte semnificativă a acestor substanțe sunt 1) produsele finale ale metabolismului (uree, acid uric, creatinină), 2) compuși exogeni (medicamente etc.); 3) substanțe necesare activității vitale a organismului, dar conținutul lor trebuie observat la un anumit nivel ioni de Na, Ca, P, apă, glucoză etc.). Cantitatea de excreție a acestor substanțe de către rinichi este reglementată de hormoni specifici.

Astfel, rinichii sunt implicați în reglarea echilibrului hidric, electrolitic, bazic acid, carbohidrat în organism, contribuind la menținerea constanței compoziției ionice, a pH-ului, a presiunii osmotice. Prin urmare, sarcina principală a rinichiului este de a îndepărta selectiv diferite substanțe pentru a menține constanța relativă a compoziției chimice a plasmei sanguine și a fluidului extracelular.

În plus, în rinichi se formează substanțe biologic active speciale care sunt implicate în reglarea tensiunii arteriale și volumul circulant al sângelui (renină) și formarea de globule roșii (eritropoietine). Formarea acestor substanțe apare în celulele așa-numitului aparat Yuxta-glomerular al rinichilor (SUBA).

Nefrectomia bilaterală sau insuficiența renală acută timp de 1-2 săptămâni conduc la uremie fatală (acidoză, creșterea concentrației de ioni de Na, K, P, amoniac etc.). Puteți compensa rinichiul uremiei sau dializa extracorporeală (prin conectarea unui rinichi artificial).

3. Structura glomerulilor, clasificarea lor (corticală, juxtamedulară).

Rinichii au 2 tipuri de nefroni:

1. Nefronii corticali - buclă scurtă a lui Henle. Situată în substanța corticală. Capilarele exterioare formează o rețea capilară și au o capacitate limitată de reabsorbție a sodiului. Ele sunt în rinichi există de la 80 la 90%
2. Juifamedullary nephron - se află la granița dintre cortex și medulla. Bucla lungă a lui Henle, care intră adânc în medulla. Realizarea arteriolului în aceste nefroni are același diametru ca și cel care poartă. Arteriolul purtător formează vase subțiri, drepte, care pătrund adânc în medulla. Ynsufamedullar nefroni - 10-20%, au crescut reabsorbția la ionii de sodiu.

Filtrul glomerular transmite substanțe cu dimensiunea de 4 nm și nu trece substanța - 8 nm. Masa moleculară este liberă să treacă substanțe cu o greutate moleculară de 10.000 și permeabilitatea scade treptat, pe măsură ce greutatea crește până la 70.000 de substanțe care poartă o încărcătură negativă. Substanțele neutre din punct de vedere electric pot trece cu o masă de până la 100 000. Suprafața totală a membranei de filtrare este de 0,4 mm, iar suprafața totală a unei persoane, iar suprafața totală este de 0,8-1 metri pătrați.

La un adult în repaus, 1200-1300 ml pe minut curge prin rinichi. Aceasta va fi de 25% din volumul minutelor. Plasma este filtrată în glomeruli și nu în sânge. În acest scop se utilizează hematocrit.

Dacă hematocritul este de 45% și plasma este de 55%, cantitatea de plasmă va fi = (0,55 * 1200) = 660 ml / min și cantitatea de urină primară = 125 ml / min (20% din curentul plasmatic). Pe zi = 180 l.

Procesele de filtrare în glomeruli depind de trei factori:

1. Gradientul de presiune dintre cavitatea interioară a capilarului și capsulă.
2. Structura filtru de rinichi
3. Suprafața membranei de filtrare, care va depinde de viteza de filtrare volumetrică.

Procesul de filtrare se referă la procesele de permeabilitate pasivă, care se efectuează sub acțiunea forțelor de presiune hidrostatice și în presiunea de filtrare a glomerului se va adăuga presiunea hidrostatică a sângelui în capilare, presiunea oncotică și presiunea hidrostatică în capsulă. Presiunea hidrostatică = 50-70 mm Hg, deoarece sângele trece direct de la aorta (partea abdominală).

Presiunea oncotică - formată din proteinele plasmatice. Moleculele de proteine, mari, nu sunt proporționale cu porii filtrului, astfel încât să nu poată trece prin el. Acestea vor interfera cu procesul de filtrare. Va fi de 30 mm.

Presiunea hidrostatică a filtratului format, care este localizat în lumenul capsulei. În prima urină = 20mm.

Pr - presiunea hidrostatică a sângelui în capilare

PM - presiunea urinei primare.

Odată ce sângele se deplasează în capilare, presiunea oncotică crește și filtrarea la o anumită etapă se va opri, deoarece va depăși forțele de ajutor de filtrare.

Timp de 1 minut se formează 125 ml urină primară - 180 litri pe zi. Urina finală este de 1-1,5 litri. Procesul de reabsorbție. Din 125 ml în urina finală se va obține 1 ml. Concentrația de substanțe în urina primară corespunde concentrației substanțelor dizolvate în plasma sanguină, adică urina primară va fi plasmă izotonică. Presiunea osmotică în urină și plasmă primară este aceeași - 280-300 mOs moli pe kg

4. Aprovizionarea cu sânge a rinichilor. Caracteristicile alimentării cu sânge a straturilor corticale și cerebrale ale rinichiului. Autoreglementarea fluxului sanguin renal.

În condiții normale, din ambele rinichi, a căror masă este de aproximativ 0,43% din masa corporală a unei persoane sănătoase, trece de la 1/5 la 1/44 din sângele care curge de la inimă la aorta. Fluxul de sânge în substanța corticală a rinichiului atinge 4-5 ml / min pe 1 g de țesut; Acesta este cel mai înalt nivel al fluxului de sânge al organelor. Particularitatea fluxului sanguin renal este că, în condițiile unor modificări ale presiunii arteriale sistemice pe o gamă largă (de la 90 la 190 mm Hg), aceasta rămâne constantă. Acest lucru se datorează unui sistem special de autoreglementare a circulației sanguine în rinichi.

Arterele renale scurte se îndepărtează de aorta abdominală, se ramifică în rinichi în vase mai mici și mai mici și un arteriol (aferent) care intră în glomerul. Aici se rupe în bucle capilare, care, fuzionând, formează un arteriol eferent (eferent), prin care sângele curge din glomerul. Diametrul arteriolului eferent este mai restrâns decât cel aferent. La scurt timp după separarea de glomerulus, arteriolul eferentă se împarte din nou în capilare, formând o rețea densă în jurul tubulilor proximali și distal-difuzați. Astfel, cea mai mare parte a sângelui din rinichi trece prin capilare de două ori - mai întâi în glomerul, apoi în tubule. Diferența în aportul de sânge al nefronului juxtamedular constă în faptul că arteriolul eferent nu se descompune în rețeaua capilară peri-canal, ci formează nave drepte care coboară în medulla rinichiului. Aceste vase asigură alimentarea cu sânge a medulului rinichiului; sângele din capilarele peri-canale și vasele directe se varsă în sistemul venos și intră în vena cavă inferioară prin vena renală.

5. Metode fiziologice pentru studiul funcției renale. Coeficientul de purificare (clearance-ul).

Măsurarea ratei de filtrare glomerulară. Pentru a calcula volumul de lichid filtrat timp de 1 minut în glomerulul renal (rata de filtrare glomerulară) și alți indicatori ai procesului de formare a urinei, se folosesc metode și formule bazate pe principiul purificării (uneori se numesc metode de clearance, de la clearance-ul limbii engleze). Pentru a măsura filtrarea glomerulară, se utilizează substanțe inerte fiziologic care nu sunt toxice și nu se leagă de proteina din plasmă, penetrează liber porii membranei filtrului glomerular din lumenul capilar împreună cu partea fără proteine ​​a plasmei. În consecință, concentrația acestor substanțe în fluidul glomerular va fi aceeași ca și în plasma sanguină. Aceste substanțe nu trebuie reabsorbite și secretate în tuburile renale, astfel încât urina va elibera toată cantitatea de substanță care a intrat în lumenul nefronului cu ultrafiltrate în glomeruli. Substanțele utilizate pentru a măsura rata de filtrare glomerulară includ polimerul de fructoză inulină, manitolul, polietilenglicolul-400 și creatinina.

Luați în considerare principiul purificării pe baza exemplului de măsurare a volumului de filtrare glomerulară utilizând inulină. Cantitatea de inulină (In) filtrată în glomeruli este egală cu produsul din volumul de filtrat (C._în) asupra concentrației de inulină din acesta (este egală cu concentrația sa în plasma sanguină, RIN). Cantitatea de inulină eliberată în același timp cu urină este egală cu produsul din volumul de urină excretată (V) și concentrația de inulină din ea (U_în).

Deoarece inulina nu este reabsorbită sau secretă, cantitatea de inulină filtrată (C ∙ P_în), egală cu cantitatea eliberată (V-U_în), de unde:

C_în= U_în∙ V / P_în

Această formulă este baza pentru calcularea ratei de filtrare glomerulară. Atunci când se utilizează alte substanțe pentru a măsura rata de filtrare glomerulară, inulina din formula este înlocuită cu un analit și se calculează rata de filtrare glomerulară a acestei substanțe. Viteza de filtrare a lichidului se calculează în ml / min; pentru compararea magnitudinii filtrării glomerulare la oameni de diferite masă corporală și înălțime, se face referire la suprafața standard a corpului uman (1,73 m). La bărbați, în ambii rinichi, rata de filtrare glomerulară la 1,73 m 2 este de aproximativ 125 ml / min, la femei - aproximativ 110 ml / min.

Valoarea de filtrare glomerulară măsurată cu inulină, numită și factorul de clearance al inulinelor (sau clearance-ul inulinelor), arată cât de mult din plasma de sânge este eliberată de inulină în acest timp. Pentru a măsura curățarea inulinei, este necesar să se toarnă continuu o soluție de inulină în venă pentru a se menține concentrația în sânge pe tot parcursul studiului. Evident, acest lucru este foarte dificil și nu este întotdeauna fezabil în clinică, creatina fiind folosită mai des - o componentă naturală a plasmei, din care ar putea fi evaluată rata de filtrare glomerulară, deși este mai puțin precisă măsurarea vitezei de filtrare glomerulară decât infuzia de inulină.. În unele condiții fiziologice și în special patologice, creatinina poate fi reabsorbită și secretă, astfel încât clearance-ul creatininei poate să nu reflecte adevărata valoare a filtrației glomerulare.

Într-o persoană sănătoasă, apa intră în lumenul nefronului ca urmare a filtrației în glomeruli, este reabsorbită în tubuli și, ca urmare, crește concentrația de inulină. Indicele concentrației de indulină U_în/ P_în indică de câte ori volumul filtratului scade pe măsură ce trece prin tubule. Această valoare este importantă pentru judecarea tratamentului oricărei substanțe din tubuli, pentru a răspunde la întrebarea dacă substanța este reabsorbită sau secretă de celulele tubulare. Dacă indicele de concentrație al unei substanțe date este X U_x/ P_x mai puțin decât măsurată simultan U_în/ R_în, apoi indică reabsorbția substanței X în tubulatură, dacă U_x/ R_x mai mult decât u_în/ P_în, apoi indică secreția sa. Raportul dintre parametrii de concentrație ai substanței X și inulinei U_x/ R_x : U_în/ P_în se numește fracțiunea excretată (EF).

6. Funcția glomerulilor, structura filtrului glomerular. Caracteristicile morfologice și funcționale ale rinichilor la copii.

Ideea de a filtra apa și solutul ca prima etapă de urinare a fost exprimată în 1842 de fiziologul german K. Ludwig. În anii 20 ai secolului XX, fiziologul american A. Richards într-un experiment direct a fost capabil să confirme această ipoteză - folosind un micromanipulator pentru a pătrunde capsula glomerulară cu o micropipetă și extrage din ea lichidul care sa dovedit a fi plasma de sânge ultrafiltrate.

Ultrafiltrarea apei și a componentelor cu greutate moleculară mică din plasma sanguină are loc prin filtrul glomerular. Această barieră de filtrare este aproape impermeabilă pentru substanțele cu masă moleculară ridicată. Procesul de ultrafiltrare se datorează diferenței dintre presiunea hidrostatică a sângelui, presiunea hidrostatică în capsula glomerulus și presiunea oncotică a proteinelor plasmatice. Suprafața totală a capilarelor glomerulare este mai mare decât suprafața totală a corpului uman și atinge 1,5 m 2 la 100 g din masa rinichiului. Membrana de filtrare (bariera de filtrare), prin care fluidul trece din lumenul capilar în cavitatea capsulei glomerulus, este alcătuit din trei straturi: celule endoteliale capilare, membrană de bază și celule epiteliale din prospectul capsulei viscerale (interioară).

Celulele endoteliale, cu excepția regiunii nucleului, sunt foarte subțiri, grosimea citoplasmei părților laterale ale celulei este mai mică de 50 nm; în citoplasmă există găuri rotunde sau ovale (pori) de 50-100 nm, care ocupă până la 30% din suprafața celulei. În fluxul sanguin normal, cele mai mari molecule de proteine ​​formează un strat de barieră pe suprafața porilor endoteliului și împiedică mișcarea albuminei prin ele, limitând astfel trecerea elementelor formate de sânge și proteine ​​prin endoteliu. Alte componente ale plasmei sanguine și a apei pot ajunge liber în membrana bazei.

Membrana de bază este una dintre cele mai importante componente ale membranei de filtrare glomerulară. La om, grosimea membranei bazale este de 250-400 nm. Această membrană este formată din trei straturi - centrală și două periferice. Porii din membrana bazei împiedică trecerea moleculelor cu un diametru mai mare de 6 nm.

În cele din urmă, membranele decalate dintre podocitul "picioare" joacă un rol important în determinarea dimensiunii substanțelor care trebuie filtrate. Aceste celule epiteliale sunt transformate în lumenul capsulei glomerului renal și au procese - "picioare", care sunt atașate la membrana de bază. Membrana de bază și membranele fise dintre aceste "picioare" limitează filtrarea substanțelor cu un diametru mai mare de 6,4 nm (adică substanțe cu o rază mai mare de 3,2 nm nu trec). Prin urmare, inulina penetrează liber lumenul nefronului (raza moleculară 1,48 nm, greutatea moleculară aproximativ 5200), doar 22% din albumină din ou (raza moleculară 2,85 nm, masa moleculară 43500), hemoglobină 3% (raza moleculară 3,25 nm, greutate moleculară 68.000 și mai puțin de 1% albumină serică (raza moleculei 3.55 nm, greutate moleculară 69.000).

Trecerea proteinelor prin filtrul glomerular este împiedicată de molecule încărcate negativ - polianii care alcătuiesc substanța membranei bazale și a sialoglicoproteinelor din căptușeală situată pe suprafața podocitelor și între picioarele lor. Restricția pentru filtrarea proteinelor încărcate negativ se datorează mărimii porilor filtrului glomerular și electronegativității lor. Astfel, compoziția filtrului glomerular depinde de proprietățile barierului epitelial și ale membranei bazale. În mod natural, dimensiunea și proprietățile porilor barierului de filtrare sunt variabile, prin urmare, în condiții normale, în ultrafiltrați se găsesc doar urme de fracțiuni de proteine ​​caracteristice plasmei sanguine. Trecerea moleculelor suficient de mari prin pori depinde nu numai de mărimea lor, ci și de configurația moleculei, a corespondenței sale spațiale cu forma porilor.

7. Mecanismul de formare a urinei primare. Presiune efectivă de filtrare. Influența diferiților factori asupra procesului de filtrare. Numărul și proprietățile urinei primare. Glomerular filtrare la copii.

Filtrarea este un proces fizic. Principalul factor care determină filtrarea este diferența dintre presiunea hidrostatică pe ambele părți ale filtrului (presiunea de filtrare). În rinichi, este egal cu:

P filtrare = P într-o minge - (material oncotic + P)

30 mm 70 mm (20 mm 20 mm)

În plus față de presiunea de filtrare, dimensiunea moleculei (greutatea moleculară), solubilitatea în grăsimi, încărcătura electrică. Filtrul glomerular conține 20-40 bucle capilare, înconjurat de o broșură interioară a capsulei de aruncător. Endoteliul capilar are fenestra (găuri). Podocitele din capsula bowman au goluri largi între procese. Astfel, permeabilitatea este determinată de structura membranei principale. Decalajul dintre filamentele de colagen ale acestei membrane este de 3-7,5 nm.

Mărimea porilor din suprafața de filtrare a capilarului și a capsulei Bowman permite substanțelor cu o greutate moleculară de cel mult 55.000 (inulină) să treacă liber prin filtrul renal. Moleculele mai mari penetrează cu dificultate (HB cu o masă de 64.500 este filtrat în 3%, albumină sanguină (69.000) - în 1%). Cu toate acestea, potrivit unor cercetători, aproape toată albumina este filtrată în rinichi și absorbită înapoi în tubuli. Aparent, 80.000 este limita absolută a permeabilității prin porii capsulei și a glomerulei unui rinichi normal.

Compoziția filtrului glomerular este determinată de dimensiunea porilor membranei glomerulare. În același timp, viteza de filtrare depinde de presiunea efectivă de filtrare a Rusiei. Datorită conductivității hidraulice ridicate a capilarului la începutul capilarului, apare o formare rapidă a unui filtrat, iar presiunea osmotică în el crește, de asemenea, rapid. Când devine egală cu țesuturile minus hidrostatice, presiunea efectivă de filtrare devine zero și filtrarea se oprește.

Rata de filtrare este volumul de filtrare pe unitatea de timp. Pentru bărbați, este de 125 ml / min, pentru femei - 110 ml / min. Aproximativ 180 de litri sunt filtrate pe zi. Aceasta înseamnă că volumul total de plasmă (3 l) este filtrat în rinichi în 25 de minute, iar plasma este curățată de rinichi de 60 de ori pe zi. Toate lichidele extracelulare (14 litri) trec prin filtrul renal de 12 ori pe zi.

rata de filtrare glomerulară (GFR) este menținută substanțial constantă datorită deteriorării răspunsurilor miogene ale musculaturii netede aferente și eferente vaselor, care asigură în mod eficient o presiune constantă de filtrare. Prin urmare, funcția de filtrare (FF) sau partea plasmatocului renal care trece în filtrat este, de asemenea, constantă. La om, este egal cu 0,2 (FF = GFR / PPT). Pe timp de noapte, GFR este cu 25% mai mic. Cu excitare emotionala, PPT cade si FF creste din cauza ingustarii vaselor care se varsa. GFR este determinată de clearance-ul inulinelor.

8. Aparatul juxtaglomerular, rolul acestuia. Poziție densă în tubulul distal al rinichilor, rolul său.

Compoziția aparatului juxtaglomerular include următoarele celule epiteliale specializate componente care înconjoară în principal arteriolul aferent și aceste celule conțin granule secretoare cu enzima renină în interiorul celulei. A doua componentă a dispozitivului este un punct dens (maculadensa), care se află în partea inițială a părții distal a tubulului convoluționat. Acest tub este potrivit pentru vițelul renal. Aceasta include, de asemenea, celulele de intestin între eferentul și arteriolele care aduc, celulele polului glomerular. Acestea sunt celule mezangiale extracelulare.

Acest dispozitiv răspunde la modificări ale tensiunii arteriale sistemice, presiunii glomerulare locale, la o creștere a concentrației de clorură de sodiu în tubulii distal. Această schimbare este percepută ca un loc dens.

Aparatul juxtaglomerular răspunde excitației sistemului nervos simpatic.

Cu toate efectele de mai sus începe secreția crescută de renină, care intră direct în sânge.

Renină - Angiotensinogen (proteină plasmatică) - Angiotensină 1 - Angiotensină 2 (Angiotensina convertește o enzimă, în principal în plămâni). Angiotensina 2 este o substanță activă fiziologic care acționează în trei direcții:

1. Afectează glandele suprarenale care stimulează aldosteronul

2. Pe creier (hipotalamus), unde stimulează producția ADH și stimulează centrul de sete

3. Are un efect direct asupra vaselor de sânge ale mușchilor - îngustarea

Când boala renală crește tensiunea arterială. Presiunea creste cu ingustarea anatomica a arterei renale. Aceasta dă hipertensiune persistentă. Efectul angiotensinei 2 asupra glandelor suprarenale determină aldosteronul să determine retenția de sodiu în organism, deoarece în epiteliul tuburilor renale crește activitatea pompei sodiu-potasiu. Acesta asigură funcția energetică a acestei pompe. Aldosteronul promovează reabsorbția de sodiu. Aceasta va promova eliminarea potasiului. Împreună cu sodiul este apă. Retenția de apă survine deoarece Hormonul antidiuretic este eliberat. Dacă nu avem aldosteron, atunci începe pierderea de sodiu și retenția de potasiu. Pe excreția de sodiu în rinichi afectează atrial de sodiu - uretichesky factor peptid.Etot promovează vasodilatație, creșterea proceselor de filtrare și de dezvoltare se produce diureza și natriureza.

Efectul final este scăderea volumului plasmatic, scăderea rezistenței vasculare periferice, scăderea presiunii arteriale medii și volumul mic al sângelui.

Prostaglandinele și kininele afectează excreția sodiului prin rinichi. Prostaglandina E2 crește excreția sodiului și a apei renale. Bradykinina ca vasodilatator acționează într-un mod similar. Excitarea sistemului simpatic crește reabsorbția sodiului și reduce excreția acestuia în urină. Acest efect este asociat cu vasoconstricția și scăderea filtrării glomerulare și cu un efect direct asupra absorbției de sodiu în tubuli. Sistemul simpatic activează renina - angiotensinele - aldosteronul.

Rinichiul produce mai multe substanțe biologic active, permițându-i să fie considerat un organ endocrin. Aparate de juxtaglomerular celule de granule secreta renina in sange la scaderea tensiunii arteriale in rinichi, reducerea conținutului de sodiu din corpul persoanei la tranziția de poziția orizontală în poziția verticală. Nivelul eliberării de renină din celulele în sânge și variază în funcție de concentrația de Na + și C1 - pete dense în tubilor distal, asigurând reglarea electrolitului și a balanței glomerulară tubulară. Renina este sintetizată în celulele granulare ale aparatului juxtaglomerular și este o enzimă proteolitică. In scindează plasma se angiotensinogen prin situate în principal în fracția α2-globulină, peptida fiziologic inactiv compus din 10 aminoacizi, - I. angiotensina în plasmă sub influența enzimei de conversie a angiotensinei la angiotensina I clivat 2 aminoacizi, și este convertit în vasoconstrictoare activă substanță angiotensină II. Aceasta crește tensiunea arterială, datorită îngustării vaselor de sânge, crește secreția de aldosteron, crește sentimentul de sete, regleaza reabsorbtia de sodiu în tubii distali și tuburile colectoare. Toate aceste efecte contribuie la normalizarea volumului sanguin și a tensiunii arteriale.

În rinichi, se sintetizează activatorul de plasminogen - urokinază. În medulla prostaglandinelor renale se formează. Acestea sunt implicate, în special, în reglarea fluxului sanguin renal și general, creșterea excreției de sodiu în urină, reducerea sensibilității celulelor tubulare la ADH. Celulele renale sunt extrase din prohormonul plasmatic din sânge format în ficat - vitamina D₃ și transforma-l într-un hormon activ din punct de vedere fiziologic - forme active ale vitaminei D₃. Acest steroid stimulează formarea de proteine ​​care leagă calciu în intestine, promovează eliberarea calciului din oase, reglează reabsorbția acestuia în tubulii renale. Rinichiul este locul producerii de eritropoietină, care stimulează eritropoieza în măduva osoasă. În rinichi, se produce bradikinina, care este un vasodilatator puternic.

9. Rolul fiziologic al tubulilor (aparatul tubular) al nefronului. Reabsorbție în tubulul proximal (transport activ și pasiv). Reabsorbție la glucoză. Reabsorbție tubulară la copii.

Etapa inițială de formare a urinei, ceea ce duce la o filtrare a componentelor plasmatice cu greutate moleculară mică trebuie neapărat să fie combinată cu existența în sistemele de rinichi reabsorbite toate substanțele valoroase pentru organism. În condiții obișnuite de rinichi uman format pe zi, până la 180 de litri de filtrat, și 1,0-1,5 litri de urină este eliberat, lichidul rămas este absorbit în tubulii. Rolul celulelor din diferite segmente ale nefronului în reabsorbție variază. Experimentele pe animale efectuate cu o îndepărtare lichid micropipete din diferite părți ale reabsorbtia nefroni permis să clarifice caracteristicile diferitelor substanțe în diferite părți ale tubilor (Fig. 12.6). În segmentul proximal al nefronului este reabsorbit aproape complet de aminoacizi, glucoza, vitamine, proteine, minerale, un număr semnificativ de ioni Na +, Cl -, NPHS. În cazurile ulterioare ale nefronului sunt absorbite în principal electroliții și apa.

Reabsorbția de sodiu și clor este cel mai semnificativ proces în ceea ce privește cheltuielile de volum și energie. In reabsorbtia tubilor proximale ca rezultat cea mai mare parte a materialului filtrat și apă scade cantitatea de urină primară, iar departamentul inițial buclă nefronilor primește aproximativ „h lichid / se filtrează în glomeruli. Din cantitatea totală de sodiu eliberată la nefronilor prin filtrare, nefronului bucla absorbită la 25%, în tubul contort distal - circa 9%, și mai puțin de 1% se resoarbe în tuburile colectoare sau excretat în urină.

Reabsorbția în segmentul distal se caracterizează prin faptul că celulele tolerează mai puțin decât în ​​tubulul proximal, numărul de ioni, dar față de un gradient de concentrație mai mare. Acest segment al nefronului și tuburile de colectare joacă un rol important în reglarea volumului excretat de urină și a concentrației substanțelor active osmotic în acesta (concentrația osmotică 1). În urina finală, concentrația de sodiu poate fi redusă la 1 mmol / l, comparativ cu 140 mmol / l în plasmă. În tubulul distal, potasiul nu este numai reabsorbit, ci și secretat atunci când este în exces în organism.

În nefronul proximal, reabsorbția de sodiu, potasiu, clor și alte substanțe are loc prin membrana de apă foarte permeabilă a peretelui tubular. Dimpotrivă, în partea ascendentă groasă a buclei nefronale, tubulul distal și epuizarea tuburilor, reabsorbția ionilor și a apei apare prin peretele tubului care nu este ușor permeabil la apă; Permeabilitatea membranei la apă în anumite zone ale nefronului și tuburile de colectare poate fi reglată, iar cantitatea de permeabilitate variază în funcție de starea funcțională a corpului (reabsorbție opțională). Sub influența impulsurilor care intră în nervii eferenți și sub acțiunea substanțelor biologic active, reabsorbția de sodiu și clor este reglementată în nefronul proximal. Acest lucru este deosebit de pronunțat în cazul creșterii volumului sanguin și a fluidului extracelular atunci când o scădere a reabsorbției în tubulul proximal contribuie la creșterea excreției ionilor și a apei și, astfel, la restabilirea echilibrului apă-sare. În tubul proximal izosmosul este întotdeauna conservat. Peretele tubulului este permeabil la apă și volumul de apă reabsorbit este determinat de numărul de substanțe active osmotic reabsorbite, dincolo de care apa se deplasează de-a lungul unui gradient osmotic. În părțile finale ale segmentului distal al nefonului și tuburilor de colectare, permeabilitatea peretelui tubului pentru apă este reglată de vasopresină.

Reabsorbția opțională a apei depinde de permeabilitatea osmotică a peretelui canalului, de magnitudinea gradientului osmotic și de viteza fluidului prin tubulatură.

Pentru a caracteriza absorbția diferitelor substanțe în tuburile renale, ideea pragului de eliminare este esențială. Substanțele fără prag sunt eliberate la orice concentrație în plasma sanguină (și, în consecință, în ultrafiltrate). Astfel de substanțe sunt inulina, manitolul. Pragul pentru eliminarea aproape tuturor aspectelor importante din punct de vedere fiziologic, valoroase pentru substanțele corporale, este diferit. Astfel, eliberarea glucozei în urină (glicozuria) apare atunci când concentrația sa în filtratul glomerular (și în plasma sanguină) depășește 10 mmol / l. Sensul fiziologic al acestui fenomen va fi dezvăluit atunci când se descrie mecanismul de reabsorbție.

Glucoza filtrată este aproape complet reabsorbită de celulele tubulare proximale și, în mod normal, o cantitate mică este excretată în urină în timpul zilei (nu mai mult de 130 mg). Procesul de reabsorbție a glucozei se efectuează împotriva unui gradient de concentrație înaltă și este secundar activ. În membrana apicală (luminală) a celulei, glucoza este conectată la un purtător, care trebuie de asemenea să atașeze Na +, după care complexul este transportat prin membrana apicală, adică glucoza și Na + intră în citoplasmă. Membrana apicală se distinge printr-o selectivitate ridicată și permeabilitate unică și nu permite nici glucoză, nici Na + înapoi din celulă în lumenul tubului. Aceste substanțe se deplasează la baza celulei de-a lungul unui gradient de concentrație. Transferul de glucoză din celulă în sânge prin membrana plasmatică bazală are caracterul de difuzie facilitat și Na +, așa cum s-a menționat mai sus, este îndepărtat de o pompă de sodiu situată în această membrană.

10. Reabsorbție în segmentul subțire al bucșei de Henle (concentrația de urină). Conceptul de sistem rotativ în contracurent.

Venind din tubul proximal, lichidul intră în secțiunea subțire descendentă a bucla nephron în zona renală, în țesutul interstițial, a cărui concentrație de substanțe active osmotic este mai mare decât în ​​cortexul rinichiului. Această creștere a concentrației osmolar în zona exterioară a medulla se datorează activității părții ascendente groase a buclei nefronale. Zidul său este impermeabil la apă, iar celulele transportă Cl -, Na + la țesutul interstițial. Zidul bucla descendentă este permeabil la apă. Apa este aspirată din lumenul tubului în țesutul interstițial înconjurător de-a lungul unui gradient osmotic, iar substanțele osmotice active rămân în lumenul tubulului. Concentrația de substanțe active osmotic în lichidul care vine de la partea ascendentă a bucla la părțile inițiale ale tubulului învechit îndepărtat este de aproximativ 200 mosmol / kg N₂Oh, asta este, este mai mic decât în ​​ultrafiltrate. Aportul de C1- și Na + în țesutul interstițial al substanței medulare mărește concentrația substanțelor active osmotic (concentrația osmolară) a fluidului intercelular în această zonă renală. Concentrația osmolară a fluidului în lumenul secțiunii de bucla descendentă crește, de asemenea, cu aceeași cantitate. Aceasta se datorează faptului că apa trece prin peretele permeabil al buclei nephron descendent în țesutul interstițial de-a lungul gradientului osmotic, în timp ce substanțele active osmotic rămân în lumenul acestui canal.

Mai departe de substanța corticală până la papila renală originală este fluidul din genunchiul descendent al buclei, cu atât este mai mare concentrația de osmol. Astfel, în fiecare zonă adiacentă a secțiunii de bucla descendentă există doar o ușoară creștere a presiunii osmotice, dar concentrația osmolară a fluidului în lumenul tubului și în țesutul interstițial crește treptat de la 300 la 1,450 mosmol / kg NgO de-a lungul meduliei rinichiului.

În partea superioară a medulului rinichiului, concentrația osmolară a fluidului în bucla nefronă crește de mai multe ori, iar volumul său scade. Pe măsură ce fluidul se deplasează mai departe de-a lungul părții ascendente a bucla de nephron, în special în partea ascendentă a bucșei, reabsorbția C1- și Na + continuă și apa rămâne în lumenul tubului.

La începutul secolului al XX-lea, ipoteza a fost fundamentată, conform căreia formarea urinei concentrate osmotic se datorează activității de transformare a sistemului de multiplicare a contracurentului în rinichi.

Principiul schimbului contracurent este larg distribuit în natură și este utilizat în inginerie. Mecanismul de funcționare a unui astfel de sistem este luat în considerare pe exemplul vaselor de sânge din membrele animalelor arctice. Pentru a evita pierderile mari de căldură, sângele din arterele și venele paralele ale extremităților curge astfel încât sângele arterial cald încălzește sângele venos răcit care se mișcă în inimă (Figura 12.8, A). Sânge arterial cu temperatură scăzută curge în picior, ceea ce reduce dramatic transferul de căldură. Aici, un astfel de sistem funcționează doar ca un schimbător de contracurent; în rinichi, are un efect multiplicator, adică o creștere a efectului,

realizate în fiecare dintre segmentele individuale ale sistemului. Pentru o mai buna intelegere a activitatii sale, consideram un sistem format din trei tuburi paralele dispuse (figura 12.8, B). Tuburile I și II sunt conectate arcuite la un capăt. Peretele, comun pentru ambele tuburi, are capacitatea de a transfera ioni, dar nu trece apa. Când o soluție de 300 mosmol / l este turnată într-un astfel de sistem prin intrarea I (Figura 12.8, B, a) și nu curge, atunci soluția va deveni hipotonică ca urmare a transportului ionic în tubul I și hipertonic în tubul II. În cazul în care lichidul curge continuu prin tuburi, începe concentrația substanțelor active osmotic (fig.12.8, B, b). Diferența în concentrațiile lor la fiecare nivel al tubului datorită efectului unic al transportului ionic nu depășește 200 mmol / l, totuși, efectele unice se înmulțesc pe lungimea tubului și sistemul începe să funcționeze ca un multiplicator contra-curent. Deoarece nu numai ionii sunt extrași din ea, ci și puțină apă, în timp ce fluidul se mișcă, concentrația soluției crește tot mai mult pe măsură ce se apropie de curbura buclei. Spre deosebire de tuburile I și II din tubul III, permeabilitatea pereților de apă este reglementată: atunci când un perete devine permeabil, apa începe să curgă, volumul de lichid din el scade. În același timp, apa curge spre o concentrație mai mare de osmotică în lichidul din apropierea tubului, în timp ce sărurile rămân în interiorul tubului. Ca rezultat, concentrația de ioni în tubul III crește și volumul de lichid conținut în el scade. Concentrația de substanțe în aceasta va depinde de o serie de condiții, inclusiv de funcționarea sistemului multiplicator în contrapresiune al țevilor I și II. După cum va fi clar din prezentarea ulterioară, activitatea tuburilor renale în procesul de concentrare osmotică a urinei este similară cu modelul descris.

În funcție de starea echilibrului hidric al organismului, rinichii secretă hipotonică (diluție osmotică) sau, dimpotrivă, concentrația osmotică concentrată (concentrația osmotică) a urinei. În procesul de concentrare osmotică a urinei în rinichi, se iau în considerare toate secțiunile tubulare, vasele medulla, țesutul interstițial, care funcționează ca un sistem de reproducere înclinat în contracurent. Din 100 ml de filtrat format în glomeruli, aproximativ 60-70 ml (2 /₃) reabsorbită de capătul segmentului proximal. Concentrația substanțelor active osmotic în fluidul rămas în tuburi este aceeași ca în ultrafiltrarea plasmei sanguine, deși compoziția lichidului diferă de compoziția ultrafiltrate datorită reabsorbției unui număr de substanțe cu apă în tubulul proximal (Fig.12.9). Apoi, fluidul tubular trece de la cortexul rinichiului la medulla, se deplasează de-a lungul bucla nefronă până la partea superioară a substanței medulare (unde tubul este îndoit la 180 °), trece în partea ascendentă a buclei și se mișcă în direcția de la medular până la cortexul rinichiului.

11. Reabsorbția în tubulul distal al rinichiului (opțional). Mecanism hormonal de reglare a reabsorbției de sodiu (renină - angiotensină - aldosteron).

Secțiunile inițiale ale tubulilor discontinui distal întotdeauna - atât cu diureză apoasă cât și cu anti-diureză - primesc un fluid hipotonic, concentrația substanțelor active osmotic în care este mai mică de 200 mosmol / kg N₂O.

Cu o scădere a urinării (antidiuretic), cauzată de injectarea de ADH sau de secreția de ADH de către neurohidrofiză atunci când există un deficit de apă în organism, permeabilitatea pereților părților finale ale segmentului distal (tubul de legătură) și colectarea tuburilor pentru apă crește. Din fluidul hipotonic din tubulatura de legătură și tubul colector al cortexului renal, apa este reabsorbită de-a lungul gradientului osmotic, concentrația osmolară a fluidului din această secțiune crește la 300 mosmol / kg N₂Asta înseamnă că devine sânge izosmotic în circulația sistemică și fluidul intercelular al substanței corticale a rinichiului. Concentrația de urină continuă în tuburile de colectare; ele se desfășoară paralel cu tubulii din bucla nefronă prin medulla rinichiului. După cum sa menționat mai sus, în medulla rinichiului, concentrația osmolară a fluidului crește treptat, iar apa este reabsorbită din urină în tuburile de colectare; concentrația de substanțe active osmotic în fluidul lumenului tubului este aliniată cu cea din fluidul interstițial din partea superioară a măduvei. În condițiile de deficiență a apei în organism, secreția ADH crește, ceea ce crește permeabilitatea pereților părților finale ale segmentului distal și colectarea tuburilor de apă.

Spre deosebire de zona exterioară a substanțelor renale cerebrale care măresc concentrația osmolarității se bazează în principal pe transportul Na + și C1 - în medulla interioară a rinichiului este în creștere datorită participării unui număr de substanțe, printre care ureea esențială - pentru peretele ei proximal tubule permeabil. În tubulul proximal, până la 50% din ureea filtrată este reabsorbită, totuși, la începutul tubului distal, cantitatea de uree este ceva mai mare decât cantitatea de uree care a fost primită cu filtratul. Sa constatat că există un sistem de circulație a ureei intrarenale, care este implicat în concentrația osmotică a urinei. Cu antidiurezis, ADH crește permeabilitatea medulului tubular colector al rinichiului nu numai pentru apă, ci și pentru uree. Concentrația de uree crește în lumenul tuburilor de colectare datorită reabsorbției apei. Când permeabilitatea peretelui canalului pentru uree crește, difuzează în medulla rinichiului. Ureea penetrează lumenul vasului direct și bucla nephron subțire. Ridicându-se spre substanța corticală a rinichiului într-un vas direct, ureea participă în mod continuu la metabolismul contra-curent, difuzează în secțiunea descendentă a vasului direct și partea descendentă a buclei nefronale. flux continuu în compusul interior medular uree, un C1 - și Na +, celule reabsorbite subțiri ascendenți nefroni parte balama și conductele colectoare, reținerea acestor substanțe ca urmare a activității sistemului contracurent vaselor directe și buclele nefroni furnizează concentrația substanțelor active osmotic crescută în fluidul extracelular în medulla interior rinichii. După o creștere a concentrației osmolare a fluidului interstițial care înconjoară tubul colector, reabsorbția apei din acesta crește și crește eficiența funcției osmoregulatorii a rinichiului. Aceste date privind modificarea permeabilității peretelui tubular pentru uree dau posibilitatea de a înțelege de ce clearance-ul ureei scade odată cu scăderea producției de urină.

Vasele directe ale măduvei renale, ca și tubulii din bucla nefronală, formează un sistem contra-curent. Datorită acestui aranjament asigură directă aprovizionare eficientă de sânge vasculare la substanța medulară rinichi, dar nu există levigarea sânge substanțe active osmotic, deoarece trecerea vaselor sanguine directe observate aceleași modificări concentrației osmotică ca în nefronului aval buclă mică. Când sângele se deplasează spre partea superioară a medullei, concentrația substanțelor active osmotic în ea crește treptat, iar în timpul mișcării inverse a sângelui spre cortex, sărurile și alte substanțe care difuzează prin peretele vascular intră în țesutul interstițial. Aceasta păstrează gradientul de concentrație al substanțelor active osmotic în interiorul rinichiului și vasele directe funcționează ca un sistem contra-curent. Viteza de mișcare a sângelui în vasele directe determină cantitatea de săruri și uree eliminată din medulla și debitul de apă reabsorbită.

În cazul diurezei cu apă, funcțiile rinichilor diferă de imaginea descrisă anterior. Reabsorbția proximală nu se schimbă, aceeași cantitate de fluid intră în segmentul distal al nefronului, ca și în cazul antidiurezei. Osmolalitatea medullei rinichiului cu diureză de apă este de trei ori mai mică decât la maximul de antidiureză și concentrația osmotică a fluidului care intră în segmentul distal al nefronului este aceeași - aproximativ 200 mosmol / kg N₂A. În cazul diurezei cu apă, peretele secțiunilor de capăt ale tubulilor renați rămâne permeabil și din urina care curge, celulele continuă să reabsorbim Na +. Ca urmare, se eliberează urină hipotonică, concentrația substanțelor active osmotic în care poate fi redusă la 50 mosmol / kg N₂A. Permeabilitatea tuburilor de uree este scăzută, astfel încât ureea se excretă în urină, fără a se acumula în medulla rinichiului.

Astfel, activitatea porțiunilor de capăt buclei nefronilor ale segmentului și rinichi distale canalelor colectoare oferă capacitatea de a produce volume mari de urina diluata (hipotonic) - 900 ml / h și cu un deficit de apă excreta numai 10-12 ml / h urină 4.5 ori mai concentrat osmotic decât sângele. Capacitatea rinichilor de a concentra urina osmotic este dezvoltată exclusiv în unele rozătoare desert, ceea ce le permite să facă fără apă pentru o lungă perioadă de timp.

12. Reabsorbția opțională a apei în colectarea tubulilor. Mecanismul hormonal de reglare a reabsorbției apei (vasopresină). Aquaporins, rolul lor.

În nefronul proximal, reabsorbția de sodiu, potasiu, clor și alte substanțe are loc prin membrana de apă foarte permeabilă a peretelui tubular. Dimpotrivă, în partea ascendentă groasă a buclei nefronale, tubulul distal și epuizarea tuburilor, reabsorbția ionilor și a apei apare prin peretele tubului care nu este ușor permeabil la apă; Permeabilitatea membranei la apă în anumite zone ale nefronului și tuburile de colectare poate fi reglată, iar cantitatea de permeabilitate variază în funcție de starea funcțională a corpului (reabsorbție opțională). Sub influența impulsurilor care intră în nervii eferenți și sub acțiunea substanțelor biologic active, reabsorbția de sodiu și clor este reglementată în nefronul proximal. Acest lucru este deosebit de pronunțat în cazul creșterii volumului sanguin și a fluidului extracelular atunci când o scădere a reabsorbției în tubulul proximal contribuie la creșterea excreției ionilor și a apei și, astfel, la restabilirea echilibrului apă-sare. În tubul proximal izosmosul este întotdeauna conservat. Peretele tubulului este permeabil la apă și volumul de apă reabsorbit este determinat de numărul de substanțe active osmotic reabsorbite, dincolo de care apa se deplasează de-a lungul unui gradient osmotic. În părțile finale ale segmentului distal al nefonului și tuburilor de colectare, permeabilitatea peretelui tubului pentru apă este reglată de vasopresină.

Reabsorbția opțională a apei depinde de permeabilitatea osmotică a peretelui canalului, de magnitudinea gradientului osmotic și de viteza fluidului prin tubulatură.

Pentru a caracteriza absorbția diferitelor substanțe în tuburile renale, ideea pragului de eliminare este esențială.

Una dintre trăsăturile activității rinichilor este capacitatea lor de a schimba într-o gamă largă de intensități de transport a diferitelor substanțe: apă, electroliți și non-electroliți. Aceasta este o condiție prealabilă pentru ca rinichiul să își îndeplinească scopul principal - stabilizarea principalilor parametri fizici și chimici ai fluidelor din mediul intern. O gamă largă de modificări ale ratei de reabsorbție a fiecăreia dintre substanțele necesare pentru organismul filtrat în lumenul tubului necesită existența unor mecanisme adecvate pentru reglarea funcțiilor celulare. Acțiunea hormonilor și a mediatorilor care afectează transportul ionilor și apei este determinată de schimbarea funcțiilor canalelor de ioni sau de apă, purtătorilor, pompelor de ioni. Există mai multe variante de mecanisme biochimice prin care hormonii și mediatorii reglează transportul de substanțe de către celula nefronă. Într-un caz, genomul este activat și sinteza proteinelor specifice responsabile pentru realizarea efectului hormonal este sporită, într-un alt caz, schimbarea permeabilității și funcționarea pompei are loc fără participarea directă a genomului.

Compararea particularităților acțiunii aldosteronului și vasopresinei permite descoperirea esenței ambelor variante ale influențelor de reglementare. Aldosteronul mărește reabsorbția Na + în

celulele tubulare renale. Din fluidul extracelular, aldosteronul pătrunde prin membrana plasmatică bazală în citoplasma celulei, se conectează la receptor și complexul rezultat intră în nucleu (Figura 12.11). În nucleu, se stimulează sinteza ADN-dependentă a ARNm și se activează formarea de proteine, care sunt necesare pentru creșterea transportului Na +. Aldosteronul promovează sinteza componentelor pompei de sodiu (Na +, K + ATPaza), enzime ale ciclului tricarboxilic (Krebs) și canalelor de sodiu, în care Na + intra in celula prin membrana apicală a lumenului tubilor. În condiții normale fiziologice, unul dintre factorii care limitează reabsorbția Na + este permeabilitatea membranei plasmatice apicale Na +. Creșterea numărului de canale de sodiu sau a timpului de starea lor deschisă mărește intrarea Na în celulă, mărește conținutul de Na + în citoplasma sa și stimulează transferul activ de Na + și respirația celulară.

Creșterea secreției de K + sub influența aldosteronului se datorează unei creșteri a permeabilității de potasiu a membranei apice și a fluxului de K din celulă în lumenul tubulului. Îmbunătățirea sintezei Na +, K + -ATPazelor sub acțiunea aldosteronului asigură o aprovizionare îmbunătățită a K + în celulă din fluidul extracelular și favorizează secreția de K +.

O altă variantă a mecanismului acțiunii celulare a hormonilor este considerată ca exemplu de ADH (vasopresină). Interacționează cu fluidul extracelular cu V₂-receptor, localizat în membrana plasmatică bazală a celulelor părților finale ale segmentului distal și a tuburilor de colectare. Cu ajutorul proteinelor G este activarea enzimei adenilatciclază de ATP format și 3“, 5'-AMP (cAMP), care stimulează canalul protein kinaza A și apă de inserție (aquaporins) în membrana apicală. Aceasta conduce la o creștere a permeabilității la apă. Ulterior, cAMP este distrus de fosfodiesterază și transformat în 3'5'-AMP.

13. Reflexele osmoregulare. Osmoreceptorii, localizarea acestora, mecanismul de acțiune, valoarea.

Rinichiul servește ca organism executiv în lanțul diferitelor reflexe, asigurând constanța compoziției și volumul fluidelor interne. CNS primește informații despre starea mediului intern, semnal de integrare are loc și asigură reglarea activității care implică nervi eferente renale sau glande endocrine, hormoni care reglează procesul de formare a urinei. rinichi de lucru, precum și a altor organisme, supuse nu numai controlul reflex necondiționat, ci este guvernat de cortexul cerebral, adică. e. uropoiesis poate varia în funcție de reflex condiționat. Anuria, care apare cu iritația durerii, poate fi reprodusă condiționat-reflex. Mecanismul de anurie dureroasă se bazează pe stimularea centrelor hipotalamice, care stimulează secreția de vasopresină de către neurohidrofiză. Alături de această activitate sporită a părții simpatic a sistemului nervos și a secreției de catecolamină adrenale, ceea ce determină o scădere bruscă a fluxului urinar vegetativ, atât datorită reducerii ratei de filtrare glomerulară și crește reabsorbția tubulară a apei.

Nu numai o scădere, dar și o creștere a diurezei poate fi cauzată de un reflex condiționat. Introducerea repetată a apei în corpul câinelui, în combinație cu acțiunea stimulului condiționat, conduce la formarea unui reflex condiționat, însoțit de o creștere a producției de urină. Mecanismul poliurie reflex condiționat în acest caz, se bazează pe faptul că din cortexul cerebral primește impulsuri la hipotalamus, și scade secreția de ADH. Impulsuri oferite de nervii renale eferente, reglează hemodinamica și lucrează un aparat juxtaglomerular de rinichi au un efect direct asupra reabsorbția și secreția unui număr de non-electroliți și electroliții în tubii. Impulsurile care vin prin fibrele adrenergice stimulează transportul de sodiu, iar în fibrele colinergice activează reabsorbția glucozei și secreția de acizi organici. Mecanismul schimbărilor în urinare cu participarea nervilor adrenergici se datorează activării adenilat ciclazei și formării cAMP în celulele tubulare. Adenilat ciclaza sensibilă la catecholamină este prezentă în membranele bazolaterale ale celulelor tubulului distal convoluat și ale părților inițiale ale tuburilor de colectare. Nervii aferenți ai rinichilor joacă un rol esențial ca o legătură informațională în sistemul de reglare ionică, asigură implementarea reflexelor renale-renale.

14. Procesele secrete în rinichi.

Rinichii sunt implicați în formarea (sinteza) anumitor substanțe, pe care, de asemenea, le retrag. Rinichii au o funcție secretorie. Ele sunt capabile să secrete acizi organici și baze, ioni K + și H +. Implicarea rinichilor este stabilită nu numai în minerale, ci și în metabolismul lipidic, proteic și carbohidrat.

Astfel, rinichiul, reglarea mărimii corpului, constanța sângelui presiunii osmotice reacției, care efectuează o sinteză, funcțiile secretorii și excretorii, să ia parte activă în menținerea constanței compoziției mediului intern (homeostazia).

Lumenul tubular conține bicarbonat de sodiu. În celulele tubulare renale este enzima anhidraza carbonică, sub influența cărora acidul carbonic și apa formează acidul carbonic.

Acidul carbonic se disociază într-un ion de hidrogen și anion HCO3-. Ionul H + este secretat din celulă în lumenul tubului și înlocuiește sodiul din bicarbonat, transformându-l în acid carbonic și apoi în H20 și C02. În interiorul celulei, HCO3 interacționează cu Na + reabsorbită din filtrat. CO2, care difuzează ușor prin membrane de-a lungul unui gradient de concentrație, intră în celulă și, împreună cu CO2 format ca rezultat al metabolismului celular, reacționează la formarea acidului carbonic.

ioni de hidrogen secretate în lumenul tubilor, de asemenea, se leaga de fosfat disubstituită (Na2HPO4), se deplasează de sodiu și transformarea la un derivat substituit - NaH2PO4.

Ca urmare a deaminării aminoacizilor în rinichi, se formează amoniac și se eliberează în lumenul tubulului. Ioniile de hidrogen sunt legate în lumenul tubului cu amoniac și formează NH4 + de ioni de amoniu. Astfel, amoniacul este detoxificat.

Secreția ionului H + în schimbul ionului Na + are ca rezultat restabilirea rezervei de bază în plasma sanguină și eliberarea excesului de ioni de hidrogen.

Cu munca intensa musculara, nutritia, carnea, urina devine acida si, atunci cand este consumata cu alimente vegetale, este alcalina.

15. Valoarea rinichilor în menținerea echilibrului acido-bazic în organism, în special în copilărie.

Rinichii sunt implicați în menținerea constanței concentrației de H + în sânge, secreind produse metabolice acide. Reacția activă a urinei la om și la animale poate varia dramatic în funcție de starea stării acido-bazice a corpului. Concentrația de H + în acidoză și alcaloză diferă de aproape 1000 de ori, în acidoză, pH-ul poate scădea la 4,5, în alcaloză, poate ajunge la 8,0. Aceasta contribuie la implicarea rinichilor în stabilizarea pH-ului plasmei sanguine la nivelul de 7,36. Mecanismul acidificării urinei se bazează pe secreția celulelor tubulare H + (Figura 12.10). În membrana plasmatică apicală și în citoplasma celulelor din diferite părți ale nefronului este enzima anhidraza carbonică (CA), catalizând reacția de hidratare a CO₂: CU₂ + H₂O ↔ H₂CO₃ ↔ H + + TVA₃ - _.

Secreția H + creează condiții de reabsorbție împreună cu bicarbonat de o cantitate egală de Na +. Împreună cu pompa de sodiu-potasiu și pompa de sodiu electrogen, determină transferul de Na + cu C1 - reabsorbția Na + cu carbonat joacă un rol important în menținerea echilibrului de sodiu. Filtrat din bicarbonat de plasmă din sânge se conectează cu celula secretă H +, iar în lumenul tubului se transformă în CO₂. Formarea H + este după cum urmează. În interiorul celulei datorită hidratării cu CO₂ H se formează₂CO₃ și disociază în H + și NSO₃ -. În lumenul tubulelor H + sunt asociate nu numai cu HCO₃ -, dar cu compuși cum ar fi fosfat dibazic (Na₂HPO4) și alții, rezultând o creștere a excreției acizilor titrabili (TA-) în urină. Aceasta contribuie la eliberarea acizilor și la refacerea rezervelor de bază în plasma sanguină. În final, secretata H + se poate lega la un tubular lumen NHz, format în celulă în timpul dezaminarea glutamină și un număr de aminoacizi și difuzând prin membrana la lumenul tubilor, în care ionul de amoniu format: NH₃ + H + → NH₄ + Acest proces contribuie la economisirea în organism a Na + și K +, care sunt reabsorbite în tubule. Astfel, excreția totală a acizilor prin rinichi (U._H+ • V) constă din trei componente - acizi titrabili (U_TA∙ V), amoniu (U_NH4∙ V) și bicarbonat:

U_H+∙ V = V_TA ∙ V + U_NH4 ∙ V ─ V - _HCO3 ∙ v

Când carnea este hrănită, se formează mai mult acid și urina devine acidă, iar atunci când mâncarea din plante este consumată, pH-ul se schimbă în partea alcalină. Cu o muncă fizică intensă din mușchii din sânge intră într-o cantitate semnificativă de acizi lactici și fosforici și rinichi crește excreția de produse "acide" cu urină.

Secreția acidă a rinichilor depinde în mare măsură de starea de bază acidă a organismului. Deci, cu hipoventilația plămânilor există o întârziere a CO.₂ și pH-ul sanguin scade - acidoza respiratorie se dezvoltă, hiperventilația scade stresul CO₂ în sânge, pH-ul sanguin crește - apare o stare de alcaloză respiratorie. Conținutul acizilor acetoacetic și β-hidroxibutiric poate crește atunci când diabet zaharat netratat. În acest caz, concentrația bicarbonatului din sânge scade drastic și se dezvoltă starea de acidoză metabolică. Vărsăturile, însoțite de pierderea acidului clorhidric, conduc la creșterea concentrației de bicarbonat de sânge și alcaloză metabolică. În cazul dezechilibrului H + datorită modificărilor primare ale tensiunii CO₂ alcaloză respiratorie sau acidoză se dezvoltă atunci când concentrația de NSO se modifică₃ - alcaloză metabolică sau acidoză. Împreună cu rinichii, plamanii sunt implicați în normalizarea stării acido-bazice. În acidoza respiratorie, excreția H + și reabsorbția creșterii HCO.₃ -, cu alcaloză respiratorie, scăderea H + și scăderea reabsorbției HCC₃ -.

Acidoza metabolică este compensată prin hiperventilarea plămânilor. În cele din urmă, rinichii stabilizează concentrația de bicarbonat în plasma sanguină la nivelul de 26-28 mmol / l, iar pH-ul - la nivelul de 7,36.

16. Urina, compoziția, cantitatea. Reglarea excreției urinei. Urinare la copii.

Diureza se referă la cantitatea de urină excretată de o persoană într-un anumit moment. Această valoare la o persoană sănătoasă variază în funcție de starea metabolismului apei. În condiții normale de apă, se elimină 1-1,5 l de urină pe zi. Concentrația substanțelor active osmotic în urină depinde de starea metabolismului apei și este de 50-1450 mosmol / kg N₂O. După consumarea unor cantități semnificative de apă și de testare funcțională apoasă cu o sarcină (apă băuturi de testare într-un volum de 20 ml la 1 kg greutate corporală) a ratei urinare atinge 15-20 ml / min. În condiții de temperatură ambiantă ridicată datorită transpirației crescute, cantitatea de urină excretă scade. În timpul nopții, în timpul somnului, diureza este mai mică decât în ​​timpul zilei.

Compoziția și proprietățile urinei. Urina poate elibera majoritatea substanțelor prezente în plasma sanguină, precum și unii compuși sintetizați în rinichi. Cu urina, se eliberează electroliți, cantitatea de care depinde de aportul alimentar și concentrația în urină depinde de nivelul de urinare. Excreția zilnică a sodiului este de 170-260 mmol, potasiu - 50-80, clor - 170-260, calciu - 5, magneziu - 4, sulfat - 25 mmol.

Rinichii servesc ca organ principal de excreție a produselor finale ale metabolismului azotului. La om, prin destrămarea proteinelor, se formează uree, constituind până la 90% din azotul din urină; aceasta ajunge la 25-35 excretie zilnică de urină eliberată C 0,4-1,2 g de azot din amoniac, 0,7 g de acid uric (pentru consumul de alimente bogate în purine, alocarea este crescută la 2-3 g). Creatina, care se formează în mușchii din fosfocreatină, este transformată în craaginină; Se remarcă aproximativ 1,5 g pe zi. În cantități mici în urină, a primit câțiva derivați de produse de putrefacție în proteine ​​ale intestinului - indol, scatol, fenol, care, practic, sunt neutralizate in ficat, unde se formează compușii împerecheat cu acid sulfuric - indoksilsernaya, skatoksilsernaya și alți acizi. Proteinele din urină normală sunt detectate în cantități foarte mici (excreția zilnică nu depășește 125 mg). Proteinuria ușoară se observă la persoanele sănătoase după efort fizic sever și dispare după repaus.

Glucoza în urină în condiții normale nu este detectată. În cazul administrării excesive de zahăr, atunci când concentrația de glucoză din plasma sanguină depășește 10 mmol / l, cu hiperglicemie de altă origine, se observă glucozurie - eliberarea de glucoză în urină.

Culoarea urinei depinde de dimensiunea diurezei și de nivelul de excreție a pigmenților. Culoarea se schimbă de la galben deschis la portocaliu. Pigmenții sunt formați din bilirubina de bilă în intestin, unde bilirubina se transformă în urobilin și urochrom, care sunt parțial absorbiți în intestin și apoi excretați de rinichi. O parte din pigmenții din urină este produsul de descompunere a hemoglobinei în rinichi oxidați.

Diverse substanțe biologic active și produse de transformare a acestora sunt excretate în urină, prin care într-o anumită măsură se poate judeca funcția anumitor glande endocrine. În urină se găsesc derivați de hormoni proveniți din cortexul suprarenalian, estrogeni, ADH, vitamine (acid ascorbic, tiamină), enzime (amilază, lipază, transaminază etc.). Atunci când patologia în urină este detectată de substanțe, de obicei nu este detectată, acetonă, acizi biliari, hemoglobină etc.