Реабсорбция и секреция органических кислот и оснований в почечных канальцах

22 Августа в 13:25 1551 0


Ультрафильтрация всех низкомолекулярных компонентов плазмы крови привела к развитию в почке систем, реабсорбирующих все ценные для организма вещества. Данные говорят о том, насколько велика работа клеток нефрона по обратному всасыванию ценных для организма профильтровавшихся веществ. Процессы, происходящие в канальцах, весьма разнообразны. Клетки нефрона и собирательных трубок обладают системами активного транспорта, обеспечивающими перенос веществ против градиента из просвета канальцев в кровь (реабсорбция) и из внеклеточной жидкости в первичную мочу (секреция). Вслед за активно транспортируемыми ионами по градиенту электрохимического потенциала могут проходить некоторые ионы противоположного заряда. 

В результате всасывания большинства компонентов ультрафильтрата создается осмотический градиент, через водопроницаемую стенку канальцев реабсорбируется вода и диффундируют некоторые вещества (мочевина, углекислота). Поток воды через поры может увлекать водорастворимые молекулы (solvent drag); существенное значение в транспорте органических и неорганических веществ имеют облегченная и неионная диффузия. Цитологические и биохимические механизмы этих процессов обсуждены ниже при описании реабсорбции и секреции отдельных веществ. В клетках канальцев синтезируется ряд соединений, поступающих в кровь или мочу. 

Одной из важнейших функций почки является выделение конечных продуктов обмена и чужеродных веществ. Помимо фильтрации в клубочках, значительное количество органических соединений удаляется почкой с помощью процесса секреции, в котором участвуют клетки проксимального сегмента нефрона. К веществам, сегрегируемым клетками этого канальца, относятся феноловый красный, парааминогиппурат (ПАГ), диодраст, пенициллин, сульфаниламиды, салицилаты и др. Этот процесс обусловлен функционированием специальных систем активного транспорта [Wesson L., 1969; Ullrich 1976]. 

Рассмотрим механизм секреции на примере выделения ПАГ. После введения ПАГ в кровь возрастает его концентрация в плазме, он фильтруется и почечных клубочках, а оставшийся в крови ПАГ по эфферентной артериоле с током крови поступает в околоканальцевые капилляры. В мембране клетки, обращенной к межклеточной жидкости, имеется переносчик А, обладающий высоким сродством к ПАГ (рис. 1). 

Схема транспорта глюкозы и ПАГ через клетку проксимального канальца. 1 — базальная плазматическая мембрана; 2 — переносчик или насос; 3 — щеточная каемка. Стрелкой показано направление транспорта неэлектролита через мембрану.
Рис. 1. Схема транспорта глюкозы и ПАГ через клетку проксимального канальца. 1 — базальная плазматическая мембрана; 2 — переносчик или насос; 3 — щеточная каемка. Стрелкой показано направление транспорта неэлектролита через мембрану.

В присутствии ПАГ и натрия образуется комплекс А-ПАГ, перемещаемый в мембране за счет энергии клеточного метаболизма; на внутренней поверхности мембраны комплекс распадается, освобождая ПАГ в цитоплазму, а переносчик снова приобретает способность возвращаться к внешней стороне мембраны и соединяться с новой молекулой ПАГ. Секреция ПАГ возрастает пропорционально увеличению его концентрации в крови до тех пор, пока все молекулы переносчика не насытятся ПАГ. В этот момент достигается максимальная скорость транспорта ПАГ (Тm), т. е. количество ПАГ, секретируемое почкой, способно насытить все молекулы переносчика с образованием комплекса А-ПАГ. 

Дальнейшее повышение концентрации ПАГ в крови уже не увеличивает секрецию ПАГ почкой. После распада внутри клетки комплекса А-ПАГ молекула ПАГ движется по цитоплазме в сторону апикальной мембраны клетки, обращенной в просвет канальца. Концентрация ПАГ внутри клетки резко увеличивается и его выделение в просвет канальца через мембрану щеточной каемки происходит без затраты энергия клеточного дыхания по концентрационному градиенту, но также с участием переносчика, облегчающего движение ПАГ через мембрану. 

В последние годы были получены убедительные доказательства адаптивной природы системы секреции органических веществ в почечных канальцах [Берхин Е. Б., 1979]. После введения в организм избытка ряда органических кислот или оснований наблюдалось постеленное увеличение скорости их секреции. Это обусловлено синтезом белковых веществ — необходимых компонентов системы секреторного транспорта. Клиническое значение такого физиологического механизма, обеспечивающего более быструю экскрецию чужеродных веществ из организма, очевидно. Наиболее интенсивно секреция ПАГ происходит в прямом отделе проксимального сегмента нефрона. 


Оказалось, что активная секрецию ПАГ в этом канальце может приводить и к секреции жидкости [Grantham J., 1976]. Помимо ПАГ, секрецию жидкости стимулировали некоторые производные ариловых кислот, а также сыворотка крови больных с уремией. 

Существует гипотеза, что при уремии конечный объем, выделяемой мочи зависит от количества жидкости, не только поступающей при фильтрации в клубочках, но и образующейся при секреции в прямом отделе проксимального канальца. В состав этой изотоничной плазме крови жидкости входят не только секретируемые органические кислоты, концентрация которых достигает 40 ммоль/л. Через зону клеточных контактов в нее проникают натрий, хлор и др. Накопление в крови при уремии ариловых кислот позволяет, исходя из физиологических данных, объяснить такие особенности почки при ХПН, как характерность к фуросемиду и уменьшение накопления ПАГ почечной тканью под влиянием сыворотки крови, полученной от больных с уремией. 

Эти факты объясняются тем, что в крови при уремии появляются органические кислоты, способные конкурировать с ПАГ и фуросемидом за переносчик в мембране почечной клетки. Таким образом снижается возможность секреции этих веществ, а при введении фуросемида не создаются условия для его диуретического действия (см. ниже). 

Механизм транспорта в почечных канальцах многих органических кислот имеет не только существенное научное, но и прикладное значение. В первую очередь речь идет о мочевой и щавелевой кислотах [Deetjen P. et al., 1975; Koushanpour Е. 1976; el al., 1976] —наиболее частых компонентах камней, образующихся в мочевыводящих путях. Обе эти кислоты фильтруются в почечных клубочках; по-видимому, они могут как реабсорбироваться, так и секретироваться в тех же самых клетках проксимальных отделов почечных канальцев. 

Реабсорбция мочевой кислоты ограничена Тm, равным 15 мг/мин на 1,73 м² поверхности тела. Более 90% профильтровавшейся мочевой кислоты реабсорбируется, а увеличение выделения с мочой обусловлено, вероятно, усилением секреции. Рассматривая причины повышенной концентрации мочевой кислоты в крови (гиперурикемия), необходимо иметь в виду: 
а) ускорение синтеза мочевой кислоты; 
б) уменьшение КФ; 
в) увеличение канальцевой реабсорбции; 
г) снижение канальцевой секреции. 

Следует учитывать, что некоторые фармакологические средства могут вмешиваться в транспорт мочевой кислоты в почечных канальцах. 

Секреция оксалата наблюдается при различных функциональных состояниях почки. Введение ПАГ прекращает секрецию оксалата. Старость реабсорбции оксалата в проксимальном канальце значительно меньше, чем мочевой кислоты. 

В клетках проксимального сегмента нефрона наряду с системой секреции органических кислот функционирует и система секреции органических оснований (например, холина, толезолина и др.). Обе системы обеспечивают независимый транспорт из крови в просвет канальца органических кислот и оснований. 

Выделение с мочой слабых кислот и оснований во многом зависит от pH внутриканальцевой жидкости. При сдвиге pH среды в кислую сторону равновесие между ионизированными и неионизированными формами кислот смещается к образованию неионизированных веществ, для которых более проницаемы клеточные мембраны. Ионизация оснований уменьшается в щелочной среде, где хорошо диссоциируют слабые кислоты. Например, никотин — слабое основание в 3—4 раза быстрее выделяется с кислой мочой при pH 5,0, чем при нейтральном его значении (около 7,3). 

Этот процесс зависимости реабсорбции кислот и оснований от pH канальцевой жидкости получил название «неионной диффузии». Он заметно влияет на скорость выделения почкой аммония, барбитуратов, ацетазоламида и др. Очевидно, что при необходимости ускорить выделение некоторых лекарственных веществ почкой можно повлиять на этот процесс, сдвинув pH мочи в кислую или щелочную сторону.

Клиническая нефрология
под ред. Е.М. Тареева
Похожие статьи
  • 22.08.2013 10740 21
    Строение и функция нефрона: сосудистый клубочек

    Особенности и специфика функций почек объясняются своеобразием специализации их структуры. Функциональная морфология почек изучается на разных структурных уровнях - от макромолекулярного и ультраструктурного до органного и системного.

    Разное в урологии
  • 22.08.2013 10406 7
    Строение и функция нефрона: почечные канальцы

    Канальцевую часть нефрона принято делить на четыре отдела: 1) главный (проксимальный); 2) тонкий сегмент петли Генле; 3) дистальный; 4) собирательные трубки [Bargmann W., 1978]. Главный (проксимальный) отдел состоит из извилистой и прямой частей. Клетки извитой части имеют более сложное строение, че...

    Разное в урологии
  • 26.08.2013 6794 5
    Метаболическая функция почки

    Важной стороной функции почки, которая раньше неодооценивалась, является ее участие в гомеостазе белков, углеводов и липидов. Участие почки в метаболизме органических веществ отнюдь не ограничено способностью к реабсорбции этих соединений или экскреции их избытка.

    Разное в урологии
показать еще
 
Урология