Инкреторная функция почек
В почках вырабатывается несколько биологически активных
веществ, позволяющих рассматривать ее как инкреторный орган. Гранулярные
клетки юкстагломерулярного аппарата выделяют в кровь ренин при уменьшении
артериального давления в почке, снижении содержания натрия в организме, при
переходе человека из горизонтального положения в вертикальное. Уровень
выброса ренина из клеток в кровь изменяется и в зависимости от концентрации Na+
и С1- в области плотного пятна дистального канальца, обеспечивая регуляцию
электролитного и клубочково-канальцевого баланса. Ренин синтезируется в
гранулярных клетках юкстагломерулярного аппарата и представляет собой
протеолитический фермент. В плазме крови он отщепляет от ангиотензиногена, находящегося
главным образом во фракции α2-глобулина, физиологически неактивный
пептид, состоящий из 10 аминокислот, — ангиотензин I. В плазме крови под
влиянием ангиотензинпревращающего фермента от ангиотензина I отщепляются 2
аминокислоты, и он превращается в активное сосудосуживающее вещество ангиотензин
II. Он повышает артериальное давление благодаря сужению артериальных сосудов,
усиливает секрецию альдостерона, увеличивает чувство жажды, регулирует реабсорбцию
натрия в дистальных отделах канальцев и собирательных трубках. Все
перечисленные эффекты способствуют нормализации объема крови и артериального
давления.
В почке синтезируется активатор плазминогена — урокиназа.
В мозговом веществе почки образуются простагландины. Они участвуют, в
частности, в регуляции почечного и общего кровотока, увеличивают выделение
натрия с мочой, уменьшают чувствительность клеток канальцев к АДГ. Клетки
почки извлекают из плазмы крови образующийся в печени прогормон — витамин D3
и превращают его в физиологически активный гормон — активные формы витамина
D3. Этот стероид стимулирует образование кальцийсвязывающего белка в
кишечнике, способствует освобождению кальция из костей, регулирует его реабсорбцию
в почечных канальцах. Почка является местом продукции эритропоэтина, стимулирующего
эритропоэз в костном мозге. В почке вырабатывается брадикинин, являющийся
сильным вазодилататором.
Метаболическая функция
почек
Почки участвуют в обмене белков, липидов и углеводов. Не
следует смешивать понятия «метаболизм почек», т. е. процесс обмена веществ в
их паренхиме, благодаря которому осуществляются все формы деятельности почек,
и «метаболическая функция почек». Данная функция обусловлена участием почек в
обеспечении постоянства концентрации в крови ряда физиологически значимых
органических веществ. В почечных клубочках фильтруются низкомолекулярные
белки, пептиды. Клетки проксимального отдела нефрона расщепляют их до
аминокислот или дипептидов и транспортируют через базальную плазматическую
мембрану в кровь. Это способствует восстановлению в организме фонда
аминокислот, что важно при дефиците белков в рационе. При заболеваниях почек
эта функция может нарушаться. Почки способны синтезировать глюкозу (глюконеогенез).
При длительном голодании почки могут синтезировать до 50 % от общего
количества глюкозы, образующейся в организме и поступающей в кровь. Почки
являются местом синтеза фосфатидилинозита — необходимого компонента
плазматических мембран. Для энерготрат почки могут использовать глюкозу или
свободные жирные кислоты. При низком уровне глюкозы в крови клетки почки в
большей степени расходуют жирные кислоты, при гипергликемии преимущественно
расщепляется глюкоза. Значение почек в липидном обмене состоит в том, что свободные
жирные кислоты могут в клетках почек включаться в состав триацилглицерина и фосфолипидов
и в виде этих соединений поступать в кровь.
Принципы регуляции реабсорбции
и секреции веществ в клетках почечных канальцев
Одной из особенностей работы почек является их способность
к изменению в широком диапазоне интенсивности транспорта различных веществ:
воды, электролитов и неэлектролитов. Это является непременным условием
выполнения почкой ее основного назначения — стабилизации основных физических
и химических показателей жидкостей внутренней среды. Широкий диапазон
изменения скорости реабсорбции каждого из профильтровавшихся в просвет
канальца веществ, необходимых для организма, требует существования
соответствующих механизмов регуляции функций клеток. Действие гормонов и
медиаторов, влияющих на транспорт ионов и воды, определяется изменением
функций ионных или водных каналов, переносчиков, ионных насосов. Известно
несколько вариантов биохимических механизмов, с помощью которых гормоны и
медиаторы регулируют транспорт веществ клеткой нефрона. В одном случае
происходит активирование генома и усиливается синтез специфических белков,
ответственных за реализацию гормонального эффекта, в другом случае изменение
проницаемости и работы насосов происходит без непосредственного участия
генома.
Сравнение особенностей действия альдостерона и
вазопрессина позволяет раскрыть сущность обоих вариантов регуляторных
влияний. Альдостерон увеличивает реабсорбцию Na+ в клетках почечных
канальцев. Из внеклеточной жидкости альдостерон проникает через базальную
плазматическую мембрану в цитоплазму клетки, соединяется с рецептором, и
образовавшийся комплекс поступает в ядро (рис. 12.11). В ядре стимулируется
ДНК-зависимый синтез тРНК и активируется образование белков, необходимых для
увеличения транспорта Na+. Альдостерон стимулирует синтез компонентов
натриевого насоса (Na+, К+-АТФазы), ферментов цикла трикарбоновых кислот
(Кребса) и натриевых каналов, по которым Na+ входит в клетку через апикальную
мембрану из просвета канальца. В обычных, физиологических, условиях одним из
факторов, ограничивающих реабсорбцию Na+, является проницаемость для Na+
апикальной плазматической мембраны. Возрастание числа натриевых каналов или
времени их открытого состояния увеличивает вход Na в клетку, повышает
содержание Na+ в ее цитоплазме и стимулирует активный перенос Na+ и клеточное
дыхание.
Увеличение секреции К+ под влиянием альдостерона
обусловлено возрастанием калиевой проницаемости апикальной мембраны и
поступления К из клетки в просвет канальца. Усиление синтеза Na+, К+-АТФазы
при действии альдостерона обеспечивает усиленное поступление К+ в клетку из
внеклеточной жидкости и благоприятствует секреции К+.
Другой вариант механизма клеточного действия гормонов
рассмотрим на примере АДГ (вазопрессин). Он взаимодействует со стороны
внеклеточной жидкости с V2-рецептором, локализованным в базальной
плазматической мембране клеток конечных частей дистального сегмента и
собирательных трубок. При участии G-белков происходит активация фермента аденилатциклазы
и из АТФ образуется 3',5'-АМФ (цАМФ), который стимулирует протеинкиназу А и
встраивание водных каналов (аквапоринов) в апикальную мембрану. Это приводит
к увеличению проницаемости для воды. В дальнейшем цАМФ разрушается фосфодиэстеразой
и превращается в 3'5'-АМФ.
|