Физиология выделения. Лекция 10

1. Физиология выделения

2.

Выделительная система
С жидкостью воды поступает
1200 мл, с пищей 900-1000 мл,
в процессе окисления
питательных веществ
образуется 300 мл.
Около 1,5 л воды выводится
с мочой, 0,4 л - через легкие
(до 1 л при усиленном дыхании),
0,5–1,0 л воды удаляется в виде
паров с поверхности кожи
(в жаркие дни - до 10 л/сут),
100– 150 мл - с калом
(всего около 2,5 л/сут).

3.

Почки
1. Масса двух почек 300 г
2. Кровоток в почках составляет 20% МОК
3. Функции:
•Детоксикация (в сут 1200 милиосмоль продуктов
метаболизма)
• КЩР
• ВЭБ
• Регуляция
осмолярности
• Синтетическая
(ренин, эритропоэтин)
• Глюконеогенез

4.

Кровоснабжение почки
К каждой почке подходит
одна почечная артерия и
отходит одна почечная вена.
Внутри почки венозная сеть
сопровождает артерии.
В корковом слое почки
имеются две системы
капилляров: первичная - в
почечных клубочках и
вторичная околоканальцевая (эти
капилляры оплетают
проксимальные и
дистальные извитые
канальцы и начальный
отдел собирательных
трубочек).

5.

Кровоснабжение почки
На верхнем рисунке мы видим
деление артерий на сегментарные,
междолевые и междольковые в
зависимости от разделения
вещества почки на сегменты, доли
и дольки (Важно! Наличие
огибающих артерий и обильное
кровоснабжение коркового слоя).
На нижнем рисунке: клубочковые
капилляры корковых нефронов
образуются в результате
ветвления приносящей
артериолы, затем капилляры
клубочка вновь сливаются и
образуют выносящую артериолу
почечного тельца, которая снова
ветвится и образует вторичную
сеть капилляров в корковом слое.
Клубочковые капилляры обеспечивают образование первичной мочи,
вторичная сеть капилляров обеспечивает питание и доставку О2 тканям
почки, а также способствует реабсорбции веществ из первичной мочи.

6.

Кровоснабжение почки
Артериолы
юкстамедуллярных
нефронов не
распадаются на
вторичную капиллярную
сеть, а образуют прямые
сосуды, спускающиеся в
мозговой слой
параллельно петле
нефрона и
поворачивающие на 180°,
переходя в венозные
сосуды и образуя свою
вторую противоточную
систему. Их функция Количество первичной мочи зависит от
обеспечение обмена
корковых нефронов, юкстамедуллярные
веществ между кровью и нефроны играют главную роль в
формировании высокого осмотического
тканями.
давления и объема конечной мочи.

7.

Основная функциональная единица почки –
нефрон (в каждой почке около 1 млн нефронов)

8.

Нефрон
Нефрон начинается с почечного (мальпигиева) тельца — клубочка,
представляющего собой клубочек капилляров, окутанный капсулой
Шумлянского-Боумена (совокупность капилляров и капсулы).
Капилляры клубочка являются разветвлениями приносящей
артериолы. Каждый клубочек включает 30–50 капиллярных петель,
которые сливаются в единый сосуд, выходящий из клубочка в виде
выносящей артериолы. Капсула Шумлянского-Боумена
двухслойная: внутренний слой покрывает капилляры клубочка,
наружная стенка капсулы переходит в следующий элемент нефрона
— проксимальный извитой каналец. Продолжением последнего
является петля нефрона (петля Генле), имеющая нисходящую и
восходящую части. Восходящее колено поднимается до уровня
клубочка своего же нефрона, где оно продолжается в виде
дистального извитого канальца, впадающего в конечный отдел
нефрона — собирательную трубку. В последнюю впадают
дистальные извитые канальцы многих нефронов. Собирательные
трубки уже в корковом слое почки начинают сливаться в более
крупные трубки, опускаются в мозговой слой, продолжая
объединяться в еще более крупные выводные протоки, которые
открываются в почечные лоханки.

9.

Нефрон

10.

Этапы формирования мочи
Клубочек
Фильтрация
(первичная моча
180 л)
ПИК
Реабсорбция 60%
(вода, глюкоза,
АМК,
электролиты)
Петля Генле
Реабсорбция 25%
(вода,
электролиты)
ДИК
Реабсорбция К,
Са, Мg, HCO3
Собирательная трубочка
Концентрация (АДГ)

11.

Фильтрация (капсула БоуменаШумлянского)
Находящийся в полости
капсулы капиллярный
клубочек состоит из 20-40
капиллярных петель.
Фильтрация
осуществляется
благодаря высокому
давлению крови в
капиллярах клубочка –
около 70 мм.рт.ст. Его
большая величина
обусловлена разностью
диаметра приносящей
(больший диаметр) и
выносящей артериол.

12.

Фильтрация (капсула Боумена-Шумлянского)
Фильтрация происходит через
слой фенестрированного
эндотелия капилляра, базальную
мембрану и внутренний слой
эпителия капсулы (подоциты).
Через фенестры легко проходит
вода и растворенные в ней
низкомолекулярные вещества.
Главная роль принадлежит
базальной мембране, которая
представляет собой сеть,
образованную тонкими
коллагеновыми волокнами,
которые играют роль
молекулярного сита,
препятствующего фильтрации
белков (-) за счет отрицательного
заряда протеогликанов.

13.

Фильтрация
В физиологических условиях не фильтруются
белки, так как заряд на поверхности
гликокаликса эндотелиоцитов «-», белки также
заряжены «-» - происходит отталкивание
белков от фенестр. Остающиеся в плазме
белки создают онкотическое давление 25-30
мм.рт.ст., которое удерживает часть воды от
фильтрации в полость капсулы.

14.

Фильтрация (капсула Боумена-Шумлянского)
Подоциты – клетки внутреннего эпителия капсулы БоуменаШумлянского.
Подоциты поддерживают
капилляры клубочков, окутывая
капилляр многочисленными
ножками, между ножками остаются
многочисленные щели –
фильтрационные щели.

15.

Фильтрация (капсула Боумена-Шумлянского)
Под действием
гидростатического давления
(70 мм рт ст) вода и
растворенные вещества
проходят в капсулу Боумена,
где происходит образование
клубочкового фильтрата.
Гидростатическое давление
в капиллярах клубочков
превышает онкотическое (30
мм рт ст), поэтому в
клубочках происходит
только фильтрация (в
отличие от остальных
капилляров в организме, где
есть реабсорбция)!
За сутки капиллярами организма фильтруется 20 л, реабсорбируется
немедленно 18 л, возвращается с током лимфы в кровь 2 л.
В клубочках почек фильтруется 180 л и не реабсорбируется ничего!

16.

Фильтрация (капсула Боумена-Шумлянского)
В клубочковый фильтрат
уходит 20% плазмы,
проходящей через почки.
Клубочковый фильтрат по
составу идентичен плазме
(без белков).
Эффективное
фильтрационное давление =
гидростатическое давление
крови – (онкотическое
давление + давление
клубочкового фильтрата)
Скорость клубочковой фильтрации равна 110-120 мл/мин, её определяют по
клиренсу креатинина, который после попадания в клубочковый фильтрат не
реабсорбируется из первичной мочи. По клиренсу креатинина определяют
объем плазмы, проходящий через почечный фильтр в минуту

17.

Реабсорбция
Подвергается реабсорбции 178 л
воды и растворенных в ней
веществ. По способности к
реабсорбции все вещества
первичной мочи делятся на три
группы: 1. Пороговые - в норме
они реабсорбируются
полностью (глюкоза,
аминокислоты).
2. Низкопороговые –
реабсорбируются частично
(мочевина). 3. Непороговые – не
реабсорбируются (креатинин,
сульфаты). Последние 2 группы,
т.есоздают осмотическое
давление и обеспечивают
канальцевый диурез.
сохранение определенного
количества мочи в канальцах.

18.

Реабсорбция катионов и анионов в
нефроне

19.

Реабсорбция
Реабсорбция глюкозы и АМК происходит в проксимальном извитом
канальце и осуществляется с помощью транспортной системы,
сопряженной
с
натрием
(транспортируются
против
градиента
концентрации). При сахарном диабете содержание глюкозы в крови
становится выше порога выведения и глюкоза появляется в моче. При
почечном диабете нарушается система транспорта глюкозы в эпителии
канальцев и она выделяется с мочой, несмотря на нормальное
содержание в крови. Реабсорбция других пороговых и непороговых
веществ происходит путем диффузии. Облигатная реабсорбция
основных ионов и воды происходит в проксимальном канальце, петле
Генле. Факультативная в дистальном канальце. Они образуют
поворотно-противоточную систему, так как в них происходит взаимный
обмен ионов. В проксимальном канальце и нисходящем колене петли
Генле происходит активный транспорт большого количества ионов
натрия. Он осуществляется натрий-калиевой АТФазой. За натрием в
межклеточное пространство происходит пассивная реабсорбция
большого количества воды. В свою очередь эта вода способствует
дополнительной пассивной реабсорбции натрия в кровь. Одновременно
с ними реабсорбируются и гидрокарбонат анионы. Ионы хлора
переносятся из мочи в тканевую жидкость с помощью активного
хлорного транспорта. Низкомолекулярные белки реабсорбируются в
проксимальном извитом канальце.

20.

Канальцевая секреция

21.

Канальцевая секреция
Активная секреция
осуществляется тремя
транспортными
системами:
•система 1
транспортирует
органические кислоты;
•система 2 – органические
основания;
•система 3 этилендиаминтетраацетат
(ЭДТА). Экскреция
слабых кислот и
оснований происходит с
помощью неионной
диффузии. Таким путем
также секретируются
протоны и катионы
аммония.

22.

Референсные значения анализа мочи
Суточный диурез составляет 1,5-2 л. Вторичная моча имеет
слабокислую реакцию с рН = 5,0 - 7,0.

23.

Регуляция мочеобразования
1.Саморегуляция – чем ниже осмотическое давление крови, тем
выраженнее процессы фильтрации и слабее реабсорбция и наоборот.
2.Нервная регуляция осуществляется посредством симпатических
нервов, иннервирующих почечные артериолы: при их возбуждении
суживаются выносящие артериолы, кровяное давление в капиллярах
клубочков, а как следствие эффективное фильтрационное давление,
растут, клубочковая фильтрация ускоряется + симпатические нервы
усиливают реабсорбцию глюкозы, натрия и воды.

24.

Регуляция мочеобразования
3. Гуморальная регуляция:
•Антидиуретический гормон (АДГ): начинает выделяться из задней
доли гипофиза при повышении осмотического давления крови,
взаимодействует с рецепторами эпителия собирательных трубочек,
которые повышают содержание цАМФ, цАМФ активирует
протеинкиназы, которые увеличивают проницаемость эпителия
дистальных канальцев и собирательных трубочек для воды, в
результате реабсорбция воды возрастает.

25.

Регуляция мочеобразования
3. Гуморальная регуляция:
•Альдостерон: стимулирует активность Na-K-АТФазы, в результате
увеличивается реабсорбция Na, но параллельно выведения К и протонов в
канальцах, в результате возрастает содержание калия и протонов в моче.
При недостатке адьдостерона организм теряет натрий и воду.
•Натрийуретический гормон: образуется в основном в левом предсердии
при его растяжении, а также в передней доле гипофиза и хромаффинных
клетках надпочечников, усиливает фильтрацию, снижает реабсорбцию
натрия, в результате возрастают выведение натрия и хлора почками,
повышает суточный диурез.
• Паратгормон и кальцитонин:
паратгормон усиливает реабсорбцию
кальция, магния и снижает обратное
всасывание фосфата, кальцитонин
уменьшает реабсорбцию этих ионов.

26.

Регуляция мочеобразования
3. Гуморальная регуляция:
Ренин-ангиотензин-альдостероновая
система: ренин вырабатывается
юкстагломерулярными клетками
артериол почек, под влиянием ренина
от белка плазмы крови а2-глобулинаангиотензина отщепляется ангиотензин
I, который превращается ренином в
ангиотензин II. Это самое сильное
сосудосуживающее вещество.
Под влиянием ренина суживаются
артериолы почек и уменьшается
проницаемость стенки капилляров
клубочка, результате скорость
Действие ангиотензина
фильтрации снижается. Одновременно сопровождается усилением
ангиотензин II стимулирует выделение синтеза АДГ. Увеличение воды и
альдостерона надпочечниками.
хлорида натрия в сосудистом
Альдостерон усиливает канальцевую русле приводит к выходу воды в
реабсорбцию натрия и реабсорбцию ткани, развиваются почечные
воды. Происходит задержка воды и
отеки на фоне повышенного
натрия в организме.
артериального давления.

27.

Регуляция мочеобразования
3. Гуморальная регуляция:
Калликреин-кининовая система: является антагонистом ренинангиотензиновой, при снижении почечного кровотока в эпителии
дистальных канальцев начинает вырабатываться фермент калликреин,
который переводит неактивные белки плазмы кининогены в активные
кинины, в частности брадикинин. Кинины расширяют почечные сосуды,
увеличивают скорость клубочковой ультрафильтрации и уменьшают
интенсивность процессов реабсорбции. Диурез возрастает.
Простагландины: синтезируются в мозговом веществе почек
простагландинсинтетазами и стимулируют выведение натрия и воды.
Нарушения экскреторной функции почек возникают при острой или
хронической почечной недостаточности. В крови накапливаются
азотсодержащие продукты обмена - мочевая кислота, мочевина,
креатинин. Повышается содержания в ней калия и снижается натрия.
Возникает ацидоз. Это происходит на фоне повышения артериального
давления, отеков и снижения суточного диуреза. Конечным итогом
почечной недостаточности является уремия. Одним из ее проявлений
является прекращение мочеобразования - анурия.

28.

Мочевыведение
Моча постоянно вырабатывается в почках и по собирательным
трубочкам поступает в лоханки, а затем мочеточникам в мочевой пузырь.
Скорость наполнения пузыря около 50 мл/час. В это время, называемое
периодом наполнения, мочеиспускание или затруднено или невозможно.
Когда в пузыре накапливается 200-300 мл мочи возникает рефлекс
мочеиспускания. В стенке пузыря имеются рецепторы растяжения. Они
возбуждаются и импульсы от них по афферентным волокнам тазовых
парасимпатических нервов поступают в центр мочеиспускания. Он
расположен во 2-4 крестцовых сегментах спинного мозга. От импульсы
поступают в таламус, а затем кору. Возникают позывы на
мочеиспускание и начинается период опорожнения пузыря. От центра
мочеиспускания, по эфферентным парасимпатическим тазовым нервам,
начинают поступать импульсы к гладким мышцам стенки пузыря. Они
сокращаются и давление в пузыре растет. В основании пузыря эти
мышцы образуют внутренний сфинктер. Благодаря особому
направлению гладкомышечных волокон в нем, их сокращение приводит
к пассивному раскрытию сфинктера. Одновременно открывается
наружный мочеиспускательный сфинктер, образованный поперечнополосатыми мышцами промежности. Пузырь опорожняется. С помощью
коры регулируется начало и течение процесса мочеиспускания. В то же
время может наблюдаться психогенное недержание мочи.

29. Благодарю за внимание!