Книга вторая Дж. Эдвард Морган-мл. Мэгид С. Михаил Перевод с английского

Вид материала

Книга

Содержание Дистальный извитой каналец Собирательная трубочка А. Кортикальная часть собирательной трубоч­ки. Б. Медуллярная часть собирательной трубоч­ки В. Роль собирательных трубочек в поддержа­нии гипертоничности мозгового вещества. Юкстагломерулярный аппарат Почечное кровообращение Почечный кровоток и клубочковая фильтрация Почечный кровоток Скорость клубочковой фильтрации Механизмы регуляции А. Ауторегуляция. Б. Канальцево-клубочковый баланс и обратная связь. В. Гормональная регуляция. Г. Нервная регуляция. Распределение почечного кровотока Влияние анестезии на почечную функцию Опосредованное влияние анестезии на почечную функцию

Подобный материал:

• Книга первая Дж. Эдвард Морган-мл. Мэгид С. Михаил Перевод с английского, 10010.77kb.
• А. Конан-Дойль новоеоткровени е перевод с английского Йога Рàманантáты, 2314.23kb.
• Copyright Сергей Александровский, перевод с английского Email: navegante[a]rambler, 619.61kb.
• "книга непрестанности осириса " 177, 7373.41kb.
• Н. М. Макарова Перевод с английского и редакция, 4147.65kb.
• Трудового Красного Знамени гупп детская книга, 2911.61kb.
• Трудового Красного Знамени гупп детская книга, 2911.77kb.
• Уайнхолд Б., Уайнхолд Дж. У 67 Освобождение от созависимости / Перевод с английского, 11462.2kb.
• Малиновской Софьи Борисовны Специальность: журналистика Специализация: художественный, 969.08kb.
• Духовные истины в психических явлениях перевод с английского 3-е издание Москва «Философская, 1557.75kb.

Петля Генле

Петля Генле состоит из нисходящей и восходящей частей. Тонкий сегмент нисходящей части является продолжением проксимального канальца и опус­кается из коркового вещества почки в мозговое. В мозговом веществе тонкий сегмент загибается, делая U-образный разворот, и поднимается в кор­ковое вещество уже как восходящая часть петли Генле. В восходящей части выделяют различаю­щиеся в функциональном отношении тонкий сег­мент, толстый медуллярный сегмент и толстый кортикальный сегмент (рис. 31-1). У нефронов, клубочки которых расположенные вблизи мозго-







вого вещества (юкстамедуллярные нефроны), пет­ля Генле более длинная, чем у нефронов, клубочки которых лежат ближе к наружной поверхности почки (корковые нефроны). У корковых нефронов с короткой петлей отсутствует тонкий сегмент вос­ходящей части. Корковых нефронов в 7 раз боль­ше, чем юкстамедуллярных. Петля Генле поддер­живает гипертоничность интерстициальной жидкости мозгового вещества, а также опосредо­ванно обеспечивает процесс концентрирования мочи в собирательных трубочках.

В норме до 25-35 % фильтрата, образующегося в капсуле Боумена, достигает петли Генле. В ней реабсорбируется 15-20% фильтруемого натрия. За исключением толстого сегмента восходящей ча­сти, реабсорбция растворенных веществ и воды в петле Генле происходит пассивно — по градиенту концентрации и осмотическому градиенту соот­ветственно. В толстом сегменте восходящей части Na" и СГ реабсорбируются в большей степени, чем вода; более того, в этой части нефрона реабсорбция Na" непосредственно сопряжена с реабсорбцией K⁺ и СГ (рис. 31-4), и концентрация СГ в канальцевой жидкости является фактором, ограничивающим

скорость реабсорбции. Активная реабсорбция Na⁺ осуществляется Ка"УК⁺-зависимой АТФ-азой ка­пиллярной поверхности эпителиальных клеток.

В отличие от нисходящей части и тонкого сег­мента восходящей части петли Генле, толстый сег­мент восходящей части непроницаем для воды. Поэтому оттекающая из петли Генле канальцевая жидкость гипотонична (100-200 мОсм/л), а окру­жающая петлю Генле интерстициальная жидкость гипертонична. Механизм противоточного умноже­ния работает таким образом, что гипертонич-ностъ каналъцевой жидкости и окружающего uh-терстиция значительно нарастает по мере углубления в мозговое вещество почки (рис. 31-5). Концентрация мочевины в мозговом веществе ста­новится высокой, что существенно влияет на его гипертоничность. Структуры механизма противо­точного умножения включают петлю Генле, корти­кальные и медуллярные собирательные трубочки и сопровождающие их капилляры (vasa recta),

Толстый сегмент восходящей части петли Ген­ле играет важную роль в реабсорбции Ca²⁺ и Mg²⁺. В этом участке нефрона паратиреоидный гормон может увеличивать реабсорбцию кальция.

^ Дистальный извитой каналец

В дистальный извитой каналец поступает гипото-ничная жидкость из петли Генле. Как правило, со­став и объем канальцевой жидкости в этом отделе нефрона изменяется значительно. В отличие от бо­лее проксимальных отделов нефрона, клетки эпи­телия дистальных канальцев плотно прилежат друг к другу, что делает их относительно непрони­цаемыми для воды и натрия, за счет чего поддер­живаются градиенты концентраций, сформиро­ванные петлей Генле. В дистальных канальцах реабсорбируется 5 % фильтруемого в клубочках натрия. Реабсорбция натрия обеспечивается за счет функционирования КауК⁺-зависимой АТФ-азы на обращенной к капилляру поверхности кле­ток, а на люминальной мембране осуществляется Na^/СГ-переносчиком. Реабсорбция натрия в дис­тальном канальце прямо пропорциональна его поступлению. Дистальные канальцы — основное место реабсорбции кальция; этот процесс регули­руется паратиреоидным гормоном и витамином D.

Наиболее дистальный отдел канальца называ­ют соединяющим сегментом. В этом участке, как и в более проксимальных, происходит опосредо­ванная гормонами реабсорбция кальция, но в от­личие от них здесь имеет место еще и регулируе­мая альдостероном реабсорбция натрия.

^ Собирательная трубочка

В собирательной трубочке реабсорбируется 5-7 % фильтруемого в клубочках натрия, в ней выделяют кортикальную и медуллярную части.

^ А. Кортикальная часть собирательной трубоч­ки. Этот сегмент нефрона состоит из двух типов клеток: 1) главных клеток, секретирующих калий и участвующих в опосредованной альдостероном реабсорбции натрия; 2) вставочных клеток, ответ­ственных за регуляцию кислотно-основного рав­новесия. Главные клетки реабсорбируют натрий с помощью электрогенной помпы, поэтому для поддержания электронейтральности должна про­исходить либо реабсорбция СГ, либо секреция K⁺.

Рис. 31-3. Реабсорбция фосфатов, глюкозы, аминокис­лот и электролитов в проксимальном извитом канальце. Отметим, что №⁺/К^т-зависимая АТФ-аза, поддерживая низкую концентрацию натрия внутри клеток канальце-вого эпителия, обеспечивает энергетические потребнос­ти для реабсорбции катионов

Рис. 31-4. Реабсорбция натрия и хлора в толстом сегмен­те восходящей части петли Генле. Белок-переносчик (расположенный на люминальной поверхности клетки петли Генле) функционирует, только если заняты все че­тыре места связывания. Концентрация хлора в канальце­вой жидкости является фактором, ограничивающем ско­рость реабсорбции







Увеличение концентрации внутриклеточного ка­лия способствует его секреции. В данном отделе нефрона альдостерон повышает активность NaV К⁺-зависимой АТФ-азы, увеличивая количество открытых K⁺- и Na^-каналов в люминальной мемб­ране. Альдостерон также повышает активность ГГ-секретирующей АТФ-азы на люминальной поверхности вставочных клеток (рис. 31-6). Кроме того, во вставочных клетках люминальная Ю/Н⁺-зависимая АТФ-аза реабсорбирует K⁺ и секрети-рует ГГ. Некоторые вставочные клетки способны секретировать бикарбонат при большой щелочной нагрузке.

^ Б. Медуллярная часть собирательной трубоч­ки — основная мишень антидиуретического гор­мона (АДГ, синоним — аргинин-вазопрессин). АД Г активирует аденилатциклазу через У₂-рецеп-торы (активация V₁-рецепторов повышает сосуди­стое сопротивление за счет усиления метаболизма фосфатидилинозитола). Проницаемость люми­нальной мембраны для воды полностью зависит от присутствия АДГ (гл. 28). Дегидратация при­водит к повышению секреции АДГ, в результате

действия которого люминальная мембрана стано­вится проницаемой для воды. По осмотическому градиенту вода удаляется из канальцевой жидко­сти, и образуется концентрированная моча (до 1400 мОсм/л). Напротив, адекватная гидратация подавляет секрецию АДГ; в этом случае осмоляль­ность канальцевой жидкости в медуллярной час­ти собирательных трубочек не изменяется, и она остается гипотоничной (100-200 мОсм/л). В стен­ке медуллярной части собирательных трубочек содержатся основные и вставочные клетки, при­чем последние преобладают. Кроме того, эта часть нефрона отвечает за подкисление мочи; образую­щиеся в этих клетках ионы водорода выделяются в виде титруемых кислот (фосфаты) и ионов ам­мония (гл. 30). Предсердный натрийуретический пептид способен снижать реабсорбцию Na" в со­бирательных трубочках.

^ В. Роль собирательных трубочек в поддержа­нии гипертоничности мозгового вещества. Корти­кальная часть собирательных трубочек полностью проницаема для мочевины, тогда как медуллярная часть в норме для нее непроницаема. Этим разли-



Рис. 31-6. Кортикальная часть собирательной трубочки: секреция ионов водорода, реабсорбция бикарбоната и калия

чием в проницаемости практически наполовину обусловлена гипертоничность интерстициальной жидкости мозгового вещества. В присутствии АДГ значительно увеличивается проницаемость для мочевины наиболее дистальных отделов медул­лярной части собирательных трубочек. Таким об­разом, при секреции АДГ вода покидает собира­тельные трубочки, и моча становится более концентрированной. Затем мочевина диффунди­рует в интерстициальную жидкость мозгового ве­щества, увеличивая ее осмоляльность.

^ Юкстагломерулярный аппарат

Этот небольшой орган, имеющийся в каждом неф-роне, состоит из специализированного сегмента приносящей артериолы, в стенке которой содер­жатся юкстагломерулярные клетки, и конечной части толстого сегмента восходящей части петли Генле — плотного пятна (macula densa\ рис. 31-7). Юкстагломерулярные клетки содержат фермент ренин и иннервируются симпатическими нервны­ми волокнами. Факторы, влияющие на высвобож­дение ренина: 1) стимуляция fii-адренорецепто-ров; 2) давление в приносящей артериоле (гл. 28); и 3) концентрация ионов хлора в жидкости,



Рис. 31-7. Юкстагломерулярный аппарат. (С изменени­ями. Из: Ganong W. F. Review of Medical Physiology, 14th ed. Appleton & Lange, 1989.)

протекающей через плотное пятно. Высвобождае­мый в кровоток ренин воздействует на продуци­руемый печенью белок — ангиотензиноген, в результате чего образуется ангиотензин I. Под воздействием ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) физиологически инертный декапептид ангиотензин I быстро превращается в октапептид ангиотензин II. Процесс идет глав­ным образом в сосудах легких. Ангиотензин II играет важную роль в регуляции АД (гл. 19) и секреции альдостерона (гл. 28). В клетках прокси-мальных канальцев содержатся АПФ, а также ре­цепторы ангиотензина IL Кроме того, внутрипо-чечное образование ангиотензина II увеличивает реабсорбцию натрия в проксимальных канальцах. Вне почек ренин и ангиотензин II вырабатывают­ся в эндотелии сосудов, в надпочечниках и в тка­ни головного мозга.

^ Почечное кровообращение

Функция почек находится в тесной зависимости от кровотока в них. Почки — это единственный орган, в котором потребление кислорода зависит от кро­вотока; в других органах такой зависимости нет. На почечный кровоток (в обеих почках) приходит­ся 20-25 % сердечного выброса. Кровь в почку по­ступает по почечной артерии, отходящей от аорты. В воротах почки почечная артерия разветвляется на междолевые артерии, от которых на границе коркового и мозгового вещества отходят дуговые







артерии (рис. 31-8). Дуговые артерии делятся на междольковые артерии, которые отдают к каждому клубочку по одной приносящей артериоле. От каж­дого клубочка отходит единственная выносящая артериола, по которой осуществляется отток кро­ви. В свою очередь выносящие артериолы распада­ются на капилляры, оплетающие почечные каналь­цы. В отличие от капилляров клубочков, где происходит фильтрация, в околоканальцевых ка­пиллярах осуществляется реабсорбция. Венулы, собирающие кровь из околоканальцевого капил­лярного сплетения, через почечную вену возвраща­ют кровь в нижнюю полую вену.

^ Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

Клиренс

Концепция клиренса часто используется при оцен­ке величины почечного кровотока (ПК) и скорос­ти клубочковой фильтрации (СКФ). Почечный

клиренс вещества определяют как объем крови, полностью освобождаемый от этого вещества за единицу времени (обычно за 1 мин).

^ Почечный кровоток

Почечный плазмоток (ППТ) обычно определяют по клиренсу пара-аминогиппуровой кислоты (ПАГ). Если концентрация ПАГ в плазме низка, то справедливо допущение, что в течение одного пас­сажа через почки ПАГ полностью исчезает из плаз­мы за счет фильтрации и секреции. Следовательно,

ППТ = Клиренс ПАГ =

= ([ПАГ]_моча /[ПАГ]_плазма) х Диурез,

где [ПАГ]_мома — это концентрация ПАГ в моче, а [ПАГ]_ШШМа — это концентрация ПАГ в плазме. Если известен гематокрит, то

Почечный кровоток = ППТ/(1 - гематокрит).

В норме почечный плазмоток равен 660 мл/мин, почечный кровоток — 1200 мл/мин.

^ Скорость клубочковой фильтрации

Скорость клубочковой фильтрации в норме со­ставляет около 20 % почечного плазмотока. Кли­ренс инулина (полисахарид фруктозы), который полностью фильтруется в клубочках, но не секре-тируется и не подвергается реабсорбции, адекват­но отражает СКФ. В норме СКФ составляет 120 ± 25 мл/мин у мужчин и 95 ± 20 мл/мин у женщин.

По сравнению с клиренсом инулина клиренс креатинина отражает СКФ менее точно, но имен­но его используют на практике ввиду большего удобства расчета (гл. 32). При расчете по клиренсу креатинина СКФ обычно завышается, потому что незначительная часть креатинина секретируется печеными канальцами. Креатинин представляет собой продукт метаболизма фосфокреатина в мышцах. Клиренс креатинина рассчитывают еле-" дующим образом:

[Креатинин]_м х Диурез

Клиренскреатинина= —^:———————————— ,

[Креатинин]_п

где [Креатинин]_м — концентрация креатинина в моче, [КреатининJ₁₁ — концентрация креатинина в плазме.

Отношение СКФ к ГШТ называется фракцией фильтрации (ФФ). В норме фракция фильтрации составляет 20 %. СКФ зависит от тонуса принося­щих и выносящих артериол. Расширение принося­щих или сужение выносящих артериол позволяют увеличить ФФ и поддержать СКФ даже при сни­жении почечного плазмотока. Изменение тонуса приносящих артериол обеспечивает постоянство СКФ даже при значительных колебаниях АД.

^ Механизмы регуляции

Выделяют ауторегуляшпо, канальцево-клубочко-вый баланс, гормональную и нервную регуляцию почечного кровотока. Эти механизмы регуляции взаимодействуют друг с другом.

^ А. Ауторегуляция. Благодаря ауторегуляции почечный кровоток (и СКФ) остается постоянным при изменении среднего АД от 80 до 180 мм рт, ст. Принцип ауторегуляции: при росте АД принося­щие артериолы сужаются, при снижении АД — расширяются. При падении АД ниже 70 мм рт. ст. почечный кровоток снижается. Полагают, что из­менение АД вызывает внутреннюю миогенную ре­акцию артериол, хотя точный механизм неизвес­тен. Вне рамок ауторегуляции почечный кровоток становится зависимым от АД. Клубочковая фильт­рация прекращается при уменьшении среднего АД ниже 40-50 мм рт. ст.

^ Б. Канальцево-клубочковый баланс и обратная связь. Изменение скорости тока канальцевой жид­кости влияет на СКФ: увеличение скорости тока ка­нальцевой жидкости приводит к снижению СКФ, тогда как снижение, наоборот, способствует увели­чению СКФ. Канальцево-клубочковая обратная связь, вероятно, играет важную роль в обеспечении постоянства СКФ в широком диапазоне клубочко-вого перфузионного давления. Хотя механизм это­го феномена изучен недостаточно, установлено, что macula densa осуществляет канальцево-клубочко-вую обратную связь, вызывая рефлекторное изме­нение тонуса приносящей артериолы и, возможно, проницаемости капилляров клубочка. Вероятно, что ангиотензин II играет в нем посредническую роль. Местное высвобождение аденозина (которое происходит в ответ на увеличение ОЦК) способно подавлять секрецию ренина и расширять принося­щие артериолы. Феномен прессорного натрийуре-за, т. е. снижения реабсорбции натрия при увеличе­нии АД, также отражает канальцево-клубочковую обратную связь.

^ В. Гормональная регуляция. Повышение давле­ния в приносящих артериолах стимулирует высво­бождение ренина и образование ангиотензина II, Ангиотензин II вызывает генерализованную арте­риальную вазоконстрикцию и вторичное снижение почечного кровотока. Вазоконстрикция происходит как в приносящих, так и в выносящих артериолах, но диаметр последних меньше, поэтому их сопро­тивление увеличивается в большей степени, и СКФ практически не изменяется. Катехоламины, выде­ляемые надпочечниками (адреналин, норадрена-лин), повышают тонус приносящих артериол, но СКФ снижается минимально вследствие сопут­ствующего (опосредованного ими) высвобождения ренина и образования ангиотензина IL Относитель­ная стабильность СКФ при увеличении секреции альдостерона или катехоламинов достигается за счет ангиотензининдуцируемого синтеза проста-гландинов и блокируется ингибиторами синтеза простагландинов (нестероидные противовоспали­тельные средства).

Напротив, дофамин в низких дозах расширяет приносящие и выносящие артериолы. Дофамин, образующийся в проксимальных канальцах, а так­же высвобождаемый нервными окончаниями, сни­жает реабсорбцию Na⁺ в проксимальных каналь­цах. Предсердный натрийуретический пептид расширяет приносящие артериолы, но сужает вы­носящие, существенно повышая СКФ (гл. 28). Кроме того, предсердный натрийуретический пеп­тид уменьшает реабсорбцию Na⁺ в собирательных трубочках. Высвобождаемые эндотелием вазокон-

стрикторы (эндотелии) и вазодилататоры (NO) играют важную роль в регуляции почечного крово-тока при повреждении эндотелия.

^ Г. Нервная регуляция. Симпатические волок­на, отходящие от спинного мозга на уровне сегмен­тов T/, - L₁, достигают почек через чревное и почеч­ное нервные сплетения. Симпатические нервы иннервируют юкстагломерулярный аппарат (P₁) и сосуды почек (Q₁). Снижение почечного кровотока при стрессе вероятнее всего обусловлено симпати­ческой иннервацией. Стимуляция агадренорецеп-торов повышает реабсорбцию натрия в прокси-мальных канальцах, а а₂-адренорецепторов — приводит к снижению реабсорбции натрия и уси­лению экскреции воды. Действие дофамина осуществляется через специфические почечные D ,-рецепторы. Активация пресинаптических О₂-рецепторов на постганглионарных нейронах ингибирует высвобождение норадреналина.

^ Распределение почечного кровотока

Приблизительно 80 % почечного кровотока полу­чают корковые нефроны и лишь 10-15 % — юкста-медуллярные. При определенных условиях проис­ходит перераспределение почечного кровотока от корковых нефронов с короткой петлей Генле в пользу юкстамедуллярных нефронов с длинной петлей Генле. Симпатическая стимуляция, увели­чение концентрации катехоламинов и ангиотензи-на II в крови, сердечная недостаточность вызыва­ют перераспределение почечного кровотока из коркового вещества в мозговое. Хотя значение этого явления недостаточно ясно, клинически оно сочетается с задержкой натрия.

^ Влияние анестезии на почечную функцию

Влияние анестетиков на функцию почек в клини­ческих условиях исследовать сложно, потому что трудно отдифференцировать прямое действие ане­стетиков от опосредованного, а также учитывать значимость таких важных параметров, как харак­тер операции, тип инфузионных растворов, исход­ную сердечную и почечную функции. Тем не менее существуют некоторые закономерности:

1. Общая и регионарная анестезия вызывают обратимое снижение почечного кровотока, СКФ, диуреза и экскреции натрия.

2. Вышеперечисленные изменения выражены слабее при регионарной анестезии.

3. Большинство изменений опосредовано веге­тативными и гормональными влияниями.

4. Эти изменения могут быть частично нивелиро­ваны поддержанием адекватного ОЦК и АД.

5. Специфическое нефротоксическое действие оказывают только некоторые анестетики (метоксифлюран и, теоретически, энфлюран и севофлюран) в высоких дозах.

^ Опосредованное влияние анестезии на почечную функцию

Сердечно-сосудистая система

Большинство ингаляционных и неингаляционных анестетиков вызывают депрессию миокарда или вазодилатацию и, соответственно, снижают АД. Приводя к симпатической блокаде, спинномозго­вая и эпидуральная анестезии способствуют разви­тию артериальной и венозной вазодилатации, что сопряжено с риском возникновения артериальной гипотонии. Падение АД ниже пределов ауторегу-ляции может вызвать уменьшение почечного кро­вотока, СКФ, диуреза и экскреции натрия. Инфу­зия жидкости устраняет артериальную гипотонию, что приводит к нормализации почечной функции.