Саморегуляция фильтрации в почках. Саморегуляция почечного кровотока

Обновлено: 27.04.2024

Роль почек. Почки поддерживают постоянство состава и объема внеклеточной жидкости, омывающей клетки, обспечивая тем самым оптимальные условия жизнедеятельность последних. Они выводят из организма избыток воды или растворенных в ней веществ. И напротив, при дефиците воды и/или электролитов начинают действовать процессы, направленные на уменьшение дальнейшей их потери без нарушения экскреции конечных продуктов обмена.

^ Функциональные единицы почки. В каждой почке содержится около 1,2 млн. иефронов (рис. 30.1). Отдельный нефрон состоит из клубочка с боуменовой капсулой, проксимального извитого канальца, петли Генле и дистального извитого канальца. Дистальные извитые канальцы нескольких нефронов открываются в собирательную трубочку.

Каждый нефрон представляет собой функциональную единицу, способную самостоятельно обеспечивать специфические виды транспорта. Однако определенные функции почек могут осуществляться только при совместной деятельности всех нефронов-например, концентрирование мочи. При инактивации значительного их количества почка утрачивает эту способность даже при нормальной работе оставшихся нефронов.

^ Основные механизмы функционирования почки.

В основе работы почки лежат два главных принципа: отделение больших количеств внеклеточной жидкости от остальной ее части путем ультрафильтрации в клубочках и транспорт воды с растворенными в ней веществами через эпителиальные клетки канальцев. По способности выполнять эти функции почки превзошли в процессе эволюции все остальные органы тела. Скорость фильтрации на единицу поверхности в клубочковых капиллярах может быть в 10 раз выше, чем в капиллярах мышц. Транспорт в канальцах (особенно-в проксимальном извитом)-это также своего рода чудо экономичности и эффективности.

30.2. Кровоток в почках

Скорость кровотока. Высокая скорость клубочковой фильтрации обусловлена интенсивным почечным кровотоком. Масса обеих почек составляет 300 г, т. е. всего 0.4% средней массы тела человека (70 кг). В то же время через них проходит 1,2 л крови в минуту, т. е. около 25% общего сердечного выброса, составляющего в покое 5 л/мин.

Однако кровоток в разных частях почек неодинаков. Как видно на рис. 30.2, его максимальная скорость приходится на корковое вещество -область, содержащую клубочки и проксимальные извитые канальцы, т. е. основные структуры, осуществляющие обмен с внеклеточной жидкостью. На мозговое вещество почек с его наружным и внутренним (сосочек) слоями приходится лишь небольшая часть общего кровотока, но объем крови в расчете на 1 г ткани здесь так же велик, как в корковом веществе. По-видимому, это связано с особым распределением сопротивления сосудов, ускоряющим кровоток в корковом веществе и ограничивающим его в мозговом.

^ Строение кровеносной системы. Кровоснабжение почек уникально в том смысле, что устроено по

^ Сопротивление почечному кровотоку. В условиях нормального артериального давления его среднее падение в приносящих артериолах, т. е. на участке от почечной артерии до клубочковых капилляров, относительно невелико (рис. 30.3). В результате гидростатиеское давление в этих капиллярах выше, чем в любой другой капиллярной сети тела; именно оно служит движущей силой интенсивной клубочковой фильтрации. Сопротивление выносящих артериол по крайней мере такое же, как у приносящих.

^ ГЛАВА 30. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК 787

Это обеспечивает падение давления, достаточное для выравнивания его гидростатической составляющей в околоканальцевом капиллярном сплетении и в проксимальном извитом канальце. В результате жидкость из него может легко реабсорбироваться и удаляться.

Роль сопротивления приносящей артериогы при нормальном артериальном давлении невелика, но при повышении последнего становится очевидной. Когда артериальное давление поднимается примерно до 200 мм рт. ст., пропорционально возрастает сопротивление приносящих артериол и предшествующих им междольковых артерий, поэтому давление в клубочковых капиллярах практически не меняется. Поскольку фильтрационное давление остается постоянным, скорость фильтрации внеклеточной жидкости также практически не меняется. Следовательно, механизмы, регулирующие ее выведение, не могут быть перегружены.

Саморегуляция. Механизм, обеспечивающий при колебаниях артериального давления постоянство почечного кровотока за счет изменения сопротивления приносящих артериол, называется саморегуляцией (рис. 30.4). Такой же эффективный механизм контролирует кровоснабжение головного мозга, где необходимо постоянство давления в постартериолярной капиллярной сети для предотвращения отека мозга или сдавливания нервных тканей при повышении артериального давления. Соответственно, оба этих органа по сути дела отключены от общей системы регуляции кровообращения: в норме тонус их резистивных сосудов не зависит от симпатического контроля и сосудистых рефлексов. Сужение почечных сосудов может вызывать только чрезвычайно сильная симпатическая стимуляция.

^ Механизм саморегуляции клубочковой фильтра-

Прямые сосуды почек достигают в длину нескольких сантиметров, тогда как в других органах тела длина капилляров составляет около 0,5 мм. Капилляры-это участки сосудистой системы, в которых происходит обмен веществами между кровью и внеклеточной жидкостью. Необычно большая их длина в мозговом веществе почек, несомненно, важна для функционирования последних. Поскольку венозные и артериальные прямые сосуды лежат бок о бок друг к Другу, а кровь по ним течет в противоположных напавлениях, на всем протяжении их контактирующих поверхностей сам кровоток создает горизонтальный градиент концентрации всех способных к диффузии веществ. Они соответствующим образом и диффундируют, причем те, что поступают из канальцев в сосудистую противоточную систему (например, мочевина), все более концентрируются по направлению к вершине петли (рис. 30.6). В случае мочевины это важный фактор поддержания высокого осмотического давления в мозговом веществе, обеспечивающий эффективность процессов концентрирования мочи (с. 808). Аналогичным образом накапливаются продукты, образующиеся в мозговом веществе. Например, благодаря противоточной диффузии СО₂, Р_СО2 здесь выше, чем в любом другом участке тела. С другой стороны, все продукты, даже в малых количествах потребляемые в мозговом веществе (например, О₂ или глюкоза), а, значит, в нисходящем сосуде имеющие несколько более высокую концентрацию, чем в восходящем, попадают из первого во второй путем противоточной диффузии вблизи границы коркового и мозгового вещества. В результате их поступление в мозговое вещество весьма затруднено [29]. Соответственно Р_О2 в почечном сосочке ниже, чем где-либо еще в организме, а довольно умеренные энергетические потребности его ткани покрываются в основном за счет анаэробного метаболизма.

Схожі:

	Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 313 с Физиология человека: в 3-х томах / пер с англ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. – М.: Мир. 1996.]		Руководство по терапевтической гомеопатии: Пер с англ. М.: Атлас, 1994. 205 с Аллен Х. К. Основания и показания к назначению и характеристики ведущих гомеопатичекских препаратов и нозодов со сравнением их патогенезов.
	Література .		Глоссарий Глоссарий взят из книги Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование: Пер с англ. М.: Мир, 1990,-448 с. Абсолютный адрес Глоссарий взят из книги Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование: Пер с англ. М.: Мир, 1990,-448 с
	Пустыльник Е. И. Статистические методы анализа обработки наблюдений Базара М., Шетти К. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы: Пер с англ. М.: Мир, 1982. – 583 С		Список рекомендованої літератури Дункан Д. У. Основополагающие идеи в менеджменте. Уроки основоположников менеджмента и управленческой практики / Пер с англ. — М.
	Список рекомендованої літератури Дункан Д. У. Основополагающие идеи в менеджменте. Уроки основоположников менеджмента и управленческой практики / Пер с англ. — М.		О.І. Рогач [та ін.]; pа ред. О.І. Рогача. К.: Либідь,2003. 784с. Isbn 966-06-0293-6 Мировые финансы[Текст]: пер с англ./ М. В. Энг, Ф. А. Лис, Л. Д. Мауер. М.: ДеКА,1998. 736с. Алф указ.: с. 722-734. Isbn 5-89645-004-4(рус.).
	Учебник для вузов системы мвд/ : в 2-х кн под ред проф. А. А. Пушкина (Олександр Анатолійович). Х.: Основа,1996 Цивільне право України : Підручник : у 2-х кн. /за ред. О. В. Дзери, Н. С. Кузнєцової-К.: Юрінком Інтер, 2001; 2002, 2004		Руководство по коксованию том пер с немецкого Продукты каменноугольной смолы из книги: "Руководство по коксованию" том пер с немецкого под ред. О. Гросскинского с. 437 М.: Металлургия.

Регуляция почечного кровотока и фильтрации

Имеющие чрезвычайно важное значение для адекватного выполнения функций почек параметры почечного кровотока и фильтрации находятся под жёстким контролем. Известно несколько механизмов контроля кровотока и фильтрации: авторегуляция в виде канальцево–клубочковой обратной связи и эффекты (как сосудосуживающие, так и сосудорасширяющие) множества сосудистоактивных веществ.

Авторегуляция

Под авторегуляцией понимают не зависящее от нервных и гормональных влияний свойство кровеносной системы почек стабильно удерживать параметры почечного кровотока (следовательно, и СКФ) при значительных колебаниях системного АД (СКФ практически стабильна при систолическом АД 85–150 мм рт.ст.). Авторегуляцию обеспечивают 2 сопряжённых механизма: миогенный ответ ГМК приносящих артериол и канальцево–клубочковая обратная связь.

· Миогенный ответ заключается в сокращении или расслаблении ГМК, циркулярно ориентированных по отношению к просвету приносящей артериолы, что приводит к вазоконстрикции или вазодилатации кровеносного сосуда соответственно. Повышение системного АД увеличивает просвет приносящих артериол. Это активирует (открывает) чувствительные к растяжению катионные каналы ГМК, происходит деполяризация плазмолеммы ГМК, поступление Ca 2+ в цитозоль и сокращение ГМК. Просвет сосудов уменьшается, увеличивая сопротивление приносящей артериолы. В результате уменьшается СКФ.

· Канальцево–клубочковая обратная связь поддерживается структурами околоклубочкового комплекса.

à Околоклубочковый комплекс (рис. 26–8Г) расположен у сосудистого полюса почечного тельца и состоит из юкстагломерулярных клеток, ГМК приносящей артериолы и клеток плотного пятна, принадлежащих стенке дистального извитого канальца того же самого нефрона. Такое тесное соседство ГМК и юкстагломерулярных клеток приносящей артериолы с клетками плотного пятна дистального канальца создаёт хорошие предпосылки для осуществления механизма обратной связи, контролирующего перфузию капиллярного клубочка. В ответ на повышение системного АД возрастает фильтрационное давление и СКФ. Прирост СКФ увеличивает содержание Na + , Cl – и воды в ультрафильтрате, которое регистрируют клетки плотного пятна и передают соответствующие сигналы к ГМК и юкстагломерулярным клеткам приносящей артериолы.

¨ Клетки плотного пятна реагируют на изменение концентрации [Na + ] и [Cl – ] в канальцевой жидкости. Na + /K + /Cl – –переносчик, расположенный в плазмолемме верхушечной поверхности клеток плотного пятна, при увеличении в просвете канальца [Na + ] и [Cl – ] способствует повышению содержания этих ионов и в цитозоле эпителиальных клеток. В результате открытия катионных каналов плазмолеммы происходит поступление Ca 2+ в цитозоль. Прирост [Ca 2+ ] в цитозоле стимулирует секрецию из клеток плотного пятна паракринных и аутокринных агентов (см. раздел «Контактная и дистантная регуляция функций» главы 4) в виде аденозина, тромбоксана и некоторых других.

Ú Увеличивают чувствительность клеток плотного пятна аденозин, ПгE₂, тромбоксан, HETE (гидроксиэйкозотетраеноевая кислота), ангиотензин II.

Ú Уменьшают чувствительность клеток плотного пятна атриопептин, ПгI₂, оксид азота, диета с высоким содержанием белка.

¨ Гладкомышечные клетки стенки приносящей артериолы имеют рецепторы к аденозину, их взаимодействие с выделяющимся из клеток плотного пятна аденозином приводят к поступлению Ca 2+ в цитозоль, сокращению ГМК, вазоконстрикции, увеличению сопротивления приносящей артериолы и уменьшению СКФ.

¨ Зернистые клетки стенки приносящей артериолы также получают сигналы от клеток плотного пятна. Основная функция этих клеток — синтез фермента ренина, поступающего в общий кровоток. Субстрат ренина — ангиотензиноген, дальнейшие превращения которого приводят к появлению в крови ангиотензина II — мощного вазоконстриктора, имеющего и иные эффекты, в том числе и на механизм канальцево–клубочковой обратной связи (см. ниже).

¨ Мезангиальные клетки имеют рецепторы ангиотензина II, атриопептина и вазопрессина. Вазопрессин и ангиотензин II стимулируют сокращение мезангиальных клеток. Так как в цитоплазме клеток в большом количестве присутствуют микрофиламенты, то клетки обладают сократительной активностью и способны уменьшать площадь наружной поверхности стенки капилляров, через которую происходит фильтрация, снижая таким образом её уровень.

Саморегуляция фильтрации в почках. Саморегуляция почечного кровотока

Внутрипочечные механизмы обратной связи в норме поддерживают относительное постоянство почечного кровотока и СКФ несмотря на значительные колебания артериального давления. Эти механизмы функционируют и в препарате изолированной почки, независимой от других систем. Такое относительное постоянство СКФ и почечного кровотока является саморегуляцией.

Саморегуляция почечного кровотока и скорости клубочковой фильтрации. Недостаточность механизмов саморегуляции в процессе мочеобразования при изменении давления в почечной артерии

Главной задачей саморегуляции кровотока в большинстве других тканей, исключая почки, является поддержание нормального уровня доставки кислорода и питательных веществ и удаление продуктов жизнедеятельности при колебаниях артериального давления. В почках обычный уровень кровоснабжения намного выше, чем требуется для выполнения перечисленных функций.

Главной задачей саморегуляции в почках является поддержание относительного постоянства СКФ и предоставление почкам возможности осуществлять точный контроль над выделением воды и растворенных веществ. СКФ в норме регулируется самостоятельно (т.е. остается относительно постоянным) при значительных колебаниях артериального давления в связи с обычной деятельностью человека.

Например, колебания артериального давления в пределах от 75 до 160 мм рт. ст. изменяет СКФ всего на несколько процентов. В целом почечный кровоток саморегулируется параллельно с СКФ, однако при некоторых состояниях саморегуляция СКФ более эффективна.

а) Значение саморегуляции СКФ в предупреждении значительных колебаний процесса выделения в почках. Механизмы саморегуляции в почках эффективны не на все 100%, однако они позволяют предупреждать значительные колебания выделения почками воды и растворенных веществ, обусловленные изменениями артериального давления. Понять важность саморегуляции можно, выразив деятельность почек количественно, оценивая относительные колебания фильтрации, канальцевой реабсорбции и выделения мочи при отсутствии саморегуляторных механизмов.

В норме СКФ составляет около 180 л/сут, канальцевая реабсорбция — 178,5 л/сут, с мочой удаляется ежедневно 1,5 л жидкости. При отсутствии саморегуляции и относительно небольшом увеличении артериального давления (со 100 до 125 мм рт. ст.) также произойдет незначительное увеличение СКФ на 25% (со 180 до 225 л/сут).

Если уровень реабсорбции останется прежним (178,5 л/сут), суточный объем выделяемой мочи составит 46,5 л (разность между фильтрацией и реабсорбцией). При этом количество выделенной мочи возрастет более чем в 30 раз. Поскольку объем плазмы составляет лишь 3 л, подобное изменение быстро уменьшит объем крови.

Однако в действительности подобное изменение артериального давления окажет гораздо меньшее влияние на объем мочи по двум причинам: (1) саморегуляция в почках предупреждает развитие значительных изменений СКФ, которые обязательно возникнут при ее отсутствии; (2) дополнительных приспособительные механизмы позволяют канальцам увеличивать реабсорбцию соответственно увеличению СКФ. Данный феномен называют гломерулотубулярным равновесием.

Несмотря на особые механизмы регуляции, колебания артериального давления все же оказывают значительное влияние на выделение почками воды и натрия, называемое прессорным диурезом, или прессорным натрийурезом, что является важным фактором в регуляции объема жидких сред и артериального давления.

Видео физиология фильтрации в почках и поддержки осмотического давления крови - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Механизм саморегуляции почечного кровотока

Регуляция происходит за счет изменения сопротивления приносящих артериол.

Главную роль в саморегуляции почечного кровотока играет юкстагломерулярный аппаратиренин-ангиотензиновая система.

Способы регуляции почкой регионарного и системного кровотока и артериального давления

При уменьшении артериального давления в почке, снижении содержания натрия в организме гранулярные клетки юкстагломерулярного аппарата выделяют в кровь ренин.

Не путайте с реннином – ферментом желудочного сока детей, створаживающем молоко

Ренин синтезируется в гранулярных клетках юкстагломерулярного аппарата, которые окружают приносящую артериолу почечного клубочка.

Юкстагломерулярные клетки являются рецепторами растяжения стенки артериолы. Снижение кровяного давления в приносящих артериолах служит сигналом секреции ренина в кровь.

Основные процессы мочеобразования

клубочковая фильтрация

канальцевая реабсорбция

канальцевая секреция

58. Клубочковая фильтрация в почках: механизм, методы исследования.

Клубочковая фильтрация

Клубочковая фильтрация– это ультрафильтрация безбелковой жидкости из плазмы крови и растворенных в ней веществ в капсулу почечного клубочка, в результате чего образуется первичная моча.

Клубочковая фильтрация является начальным этапом мочеобразования

Мысль о фильтрации воды и растворенных веществ как первом этапе мочеобразования была высказана в 1842 г. немецким физиологом К.Людвигом.

В 20-х годах XX столетия американскиму физиологу А. Ричардсу в прямом эксперименте удалось подтвердить это предположение — с помощью микроманипулятора пунктировать микропипеткой клубочковую капсулу и извлечь из нее жидкость, действительно оказавшуюся ультрафильтратом - плазмы крови.

Ультрафильтрация воды и низкомолекулярных компонентов из плазмы крови происходит через клубочковый фильтр (син. — фильтрующая мембрана, фильтрационный барьер).

Клубочковый фильтр, состоит из трех слоев:

эндотелиальных клеток капилляров,

базальной мембраны

ножек эпителиальных клеток висцерального (внутреннего) листка капсулы — подоцитов.

Общая поверхность капилляров клубочка больше общей поверхности тела человека и достигает 1,5 м 2 на 100 г массы почки.

Клетки эндотелия, кроме области ядра, очень истончены, толщина цитоплазмы боковых частей клетки менее 50 нм; в цитоплазме имеются круглые или овальные отверстия (поры) размером 50 ‑ 100 нм, которые занимают до 30 % поверхности клетки.

При нормальном кровотоке наиболее крупные белковые молекулы образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия и затрудняют движение через них альбуминов, ограничивая тем самым прохождение форменных элементов крови и белков через эндотелий. Другие компоненты плазмы крови и вода могут свободно достигать базальной мембраны.

Базальная мембрана важнейшая часть клубочкового фильтра. У человека толщина базальной мембраны 250—400 нм. Эта мембрана состоит из трех слоев — центрального и двух периферических. Поры в базальной мембране препятствуют прохождению молекул диаметром больше 6 нм.

Наконец, важную роль в определении размера фильтруемых веществ играют щелевые мембраны между «ножками» подоцитов. Эти эпителиальные клетки обращены в просвет капсулы почечного клубочка и имеют отростки — «ножки», которыми прикрепляются к базальной мембране.

Базальная мембрана и щелевые мембраны между этими «ножками» ограничивают фильтрацию веществ, диаметр молекул которых больше 6,4 нм (т. е. не проходят вещества, радиус молекулы которых превышает 3,2 нм). Поэтому в просвет нефрона свободно проникает инулин (радиус молекулы 1,48 нм, молекулярная масса около 5200), может фильтроваться лишь 22 % яичного альбумина (радиус молекулы 2,85 нм, молекулярная масса 43500), 3 % гемоглобина (радиус молекулы 3,25 нм, молекулярная масса 68 000 и меньше 1 % сывороточного альбумина (радиус молекулы 3,55 нм, молекулярная масса 69 000).

Прохождению белков через клубочковый фильтр препятствуют отрицательно заряженные молекулы — полианионы, входящие в состав вещества базальнон мембраны, и сиалогликопротеиды в выстилке, лежащей на поверхности подоцитов и между их «ножками».

Ограничение для фильтрации белков, имеющих отрицательный заряд, обусловлено размером пор клубочкового фильтра и их электронегативностью.

Состав клубочкового фильтрата зависит от свойств эпителиального барьера и базальной мембраны. Размер и свойства пор фильтрационного барьера вариабельны. Прохождение достаточно крупных молекул через поры зависит не только от их размера, но и конфигурации молекулы, ее пространственного соответствия форме поры.

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) зависит от проницаемости мембраны, которую, характеризуюет коэффициент фильтрации (КФ) и эффективного фильтрационного давления (ЭФД):

Эффективное фильтрационное давление (ЭФД) определяется разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (Р_г = около 45 мм рт.ст.), онкотическим давлением белков плазмы крови (Р_онк = около 25 мм рт.ст.) и гидростатическим давлением в капсуле клубочка (Р_капс = около 10 мм рт.ст.).

ЭФД = Р_г – Р_онк – Р_{капс =} 45 – 25 – 10 = 10 (мм рт.ст.)

Фильтрация происходит только в том случае, если давление крови в капиллярах клубочков превышает сумму онкотического давления белков в плазме и давления жидкости в капсуле клубочка.

Для внесения поправки на связывание некоторых ионов белками плазмы крови вводится понятие об ультрафильтруемой фракции (f) — той части вещества от общей его концентрации в плазме крови, которая не связана с белком и свободно проходит через клубочковый фильтр.

Ультрафильтруемая фракция для кальция составляет 0,6, для магния — 0,75. Эти величины свидетельствуют о том, что около 40 % кальция плазмы связано с белком и не фильтруется в клубочках.

Саморегуляция фильтрации в почках. Саморегуляция почечного кровотока

Взгляните еще раз на уравнение (2-1). Это уравнение предполагает, что если градиент давления увеличивается на 50 %, то кровоток увеличивается также на 50 %. В почке тем не менее так не происходит, поскольку в почечной циркуляции совершенно отчетливо имеет место феномен саморегуляции: почечный кровоток остается относительно постоянным в ответ на изменение среднего почечного артериального давления с диапазоном колебаний примерно от 85 до 200 мм рт. ст. (рис. 2-4).

Например, если в эксперименте изолировать почку и перфузировать ее кровью с помощью насоса, то можно продемонстрировать, что увеличение почечного артериального давления на 50 % (допустим, от 100 до 150 мм рт. ст.) ведет к увеличению почечного кровотока менее чем на 10 %. Как может быть выведено из уравнения (2-1), существует только одно возможное объяснение данного факта: сопротивление в почке должно также возрастать по мере увеличения артериального давления. Гладкая мускулатура почечных артериол сокращается в большей степени за счет этого, уменьшая радиус артериол и увеличивая артериальное сопротивление. Поэтому почечный кровоток остается относительно неизменным, несмотря на увеличение артериального давления.

Эта общая дискуссия имеет отношение не только к почечному кровотоку, но и к скорости клубочковой фильтрации, которая только слабо реагирует на выраженные изменения артериального давления. Главный довод в пользу того, что почечный кровоток, так же как и скорость клубочковой фильтрации, поддается

саморегуляции, заключается в том, что афферентные артериолы являются главной зоной изменений сосудистого сопротивления, связанного с ауторегуляцией. Вот почему капиллярное давление в гломерулах и результирующее фильтрационное давление остаются относительно неизменными. Другими словами, увеличение почечного артериального давления стимулирует сокращение афферентной артериолы, тем самым увеличивая перепад давления между артериями и гломеруляр-ными капиллярами и предотвращая передачу увеличенного артериального давления на русло гломерулярных капилляров. Посредством какого механизма увеличение почечного артериального давления поддерживает усиленный спазм гладкой мускулатуры афферентных артериол? Одна вещь хорошо известна: данный механизм является полностью внутрипочечным, если он может работать в условиях изолированной почки, перфузируемой т уйто. Два внутрипочечных механизма в настоящее время считаются ответственными за ауторегуляцию: (1) миогенный механизм; и (2) клубочково-канальцевая обратная связь.

Миогенный механизм аналогичен тому, который обнаружен в других (непочечных) участках сосудистого русла, поддающихся саморегуляции: сосудистая гладкая мускулатура сокращается в ответ на усиленное растяжение. Соответственно, увеличенное внутриартериолярное давление растягивает стенки артериолы, т. е. увеличивает ее пассивное напряжение, а ответной реакцией гладкой мускулатуры сосудистой стенки является реакция сокращения, в результате чего уве- личивается сосудистое сопротивление.

В сравнении с миогенным механизмом канальцево-клубочковая обратная связь является более сложным процессом, который прежде всего регулирует ско-

рость клубочковой фильтрации с изменением в почечном кровотоке в качестве побочного действия. Основной путь регуляции представлен на рис. 2-5. (Как введение к этой дискуссии, читатель при необходимости может ознакомиться с анатомией юкстагломерулярного аппарата (ЮГА) в главе 1.) Увеличенное артериальное давление стимулирует рост как капиллярного давления в гломерулах (Рсс)» так и почечного кровотока. Увеличение Р_сс ведет к возрастанию скорости клубочковой фильтрации и отсюда скорости тока жидкости через проксимальный каналец и петлю Генле, включая зону таси!а о!епза — группу клеток дисталь-цого участка толстой восходящей части петли Генле. Как результат увеличения тока жидкости через зону таси!а с1епза (см. ниже и рис. 2-5 по поводу механизма, посредством которого «выявляется» поток жидкости), химический вазоконстрик-тор образуется в ЮГА. Этот вазоконстриктор стимулирует гладкую мускулатуру прилежащих афферентных артериол; в результате чего возрастает сопротивление афферентной артериолы, что вызывает снижение Р_сс и скорости клубочковой фильтрации 9 ,. так же как и почечного кровотока, возвращая его к первоначальному значению. Другими словами, сужение артериол существенно уменьшает диапазон колебаний (в сторону увеличения) скорости клубочковой фильтрации и ПКТ, что в противном случае будет вызвано повышением почечного артериального давления.

Теперь давайте вернемся назад и обсудим более детально некоторые механизмы, которые лежат в основе канальцево-клубочковой обратной связи. Первое, каким образом таси!а с!епза «выявляет» изменение скорости тока жидкости. Ответ будет следующий (рис. 2-5). Поскольку толстая восходящая часть петли Генле активно реабсорбирует ионы натрия и хлора, но не воду (это будет детально описано в главе 6), то концентрация этих двух ионов в просвете канальца всегда ниже, чем соответствующие величины в плазме, и существует прямая взаимосвязь между скоростью тока жидкости внутри просвета и концентрацией ионов — чем быстрее скорость тока жидкости, тем выше концентрация хлорида натрия. Это повышение концентрации в свою очередь стимулирует таси!а о^епза к реабсорб-ции больших количеств натрия и хлора 10 , и именно данная повышенная реаб-сорбция каким-то образом увеличивает продукцию фактора, вызывающего вазо-констрикцию и воздействующего на афферентные артериолы.

Какова особенность вазокостриктора в описываемой системе? Аденозин, который суживает афферентные артериолы, в отличие от его вазодилятирующего эффекта на другие участки сосудистого русла в организме, является наиболее важным медиатором 11 .

Примеры, используемые для иллюстрации миогенного и канальцево-клубоч-кового механизмов для процесса ауторегуляции, показывают, что увеличение почечного артериального давления — начальное событие (первичный толчок). Сни жение артериального давления (в пределах эффективности ауторегуляции) также нейтрализуется процессом саморегуляции: снижение растяжения гладкой мускулатуры афферентной артериолы гладкой мускулатуры вызывает релаксацию, т. е. меньшее сужение и уменьшение потока жидкости через зону таси!а (1епза вызывает меньшую продукцию аденозина в ЮГА (и, возможно, увеличенную продукцию соответствующего вазодилататора — см. примечание 11 ).

Каковы адаптивные возможности процесса ауторегуляции? Как в любом другом саморегулирующемся органе, данный процесс помогает предотвратить значительные изменения кровотока при колебании артериального давления. Но у него

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

(у процесса) есть еще и вторая роль в почке, а именно предотвращение больших колебаний экскреции воды и растворенных веществ, которые в противном случае будут иметь место из-за значительных колебаний скорости клубочковой фильтрации, если артериальное давление будет изменяться. В этом и заключается адаптивная роль ауторегуляции скорости клубочковой фильтрации. Напомним, что в норме результирующее фильтрационное давление в гломеруле составляет только около 17 мм рт. ст. Соответственно даже относительно небольшие изменения артериального давления, вызывающие существенную динамику величины капиллярного давления в гломерулах, скорости клубочковой фильтрации и объема экскреции воды и растворенных веществ, были следствием неэффективной регуляции за счет саморегулирующих изменений тонуса афферентной артериолы.

В связи с этим следует отметить, что, хотя мы использовали понятие каналь-цево-клубочковой обратной связи при обсуждении темы механизма ауторегуляции, данный процесс обратной связи важен в ситуациях, характеризующихся не изменением артериального давления, но в большей степени при обусловленной болезнью или лекарством блокаде реабсорбции жидкости в проксимальном канальце 12 . В таких условиях результирующее увеличение активности триггеров в mасulа dеnsа, благодаря обычной последовательности событий, реагирующих на поток жидкости, приводит к уменьшению скорости клубочковой фильтрации и тем самым снижает потерю с мочой солей и воды в результате нарушения реабсорбции. Обратите внимание, что в этих случаях канальцево-клубочковая обратная связь действительно вызывает снижение скорости клубочковой фильтрации, в то время как в процессе ауторегуляторной реакции данная обратная связь предохраняет скорость клубочковой фильтрации от существенных колебаний.

Подчеркнув важность процесса ауторегуляции, мы теперь должны отметить три факта. (1) Даже в пределах ауторегуляционной деятельности этот процесс не является совершенным; ПКТ и скорость клубочковой фильтрации действительно изменяются при колебаниях почечного артериолярного давления, но гораздо в меньшей степени, чем это могло бы иметь место, если бы процесс ауторегуляции не существовал (рис. 2-4). (2) Ауторегуляция реально отсутствует при среднем артериальном давлении ниже 70 мм рт. ст. и поэтому не может тормозить колебания скорости клубочковой фильтрации и ПКТ ниже этой границы, что является важным моментом для почечной деятельности во время выраженной системной артериальной гипотонии. (3) Несмотря на ауторегуляцию, почечный кровоток и скорость клубочковой фильтрации (в меньшей степени) могут существенно коле баться, даже когда артериальное давление не выходит за пределы ауторегуляци-онного коридора, за счет воздействия нейроэндокринных факторов — в особенности симпатическая нервная система и ангиотензин II — что будет описано в двух последующих разделах.

Из-за последнего указанного фактора мы создаем условия искусственного эксперимента по проблемам упомянутой выше дискуссии по ауторегуляции, когда почечное артериальное давление изменялось без динамики системного артериального давления в организме (аналогичный случай может быть у человека с обструкцией почечной артерии). Такие эксперментальные условия необходимы для демонстрации «чистой» ауторегуляции, поскольку, когда системное артериальное давление снижается во всем интактном организме, нейроэндокринные рефлексы вовлекаются в игру, что маскирует наличие ауторегуляции.

Читайте также: