کلیه ها چه چیزی را فراهم می کنند؟ تغییرات متابولیک در کلیه ها، مکانیسم تشکیل ادرار چیست؟

کلیه ها یک آزمایشگاه بیوشیمیایی واقعی هستند که در آن فرآیندهای مختلفی انجام می شود. در نتیجه واکنش های شیمیایی که در کلیه ها اتفاق می افتد، آنها از رها شدن بدن از مواد زائد اطمینان حاصل می کنند و همچنین در تشکیل مواد مورد نیاز ما شرکت می کنند.

فرآیندهای بیوشیمیایی در کلیه ها

این فرآیندها را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

1. فرآیندهای تشکیل ادرار،

2. انتشار برخی از مواد،

3. تنظیم تولید مواد لازم برای حفظ تعادل آب - نمک و اسید - باز.

در ارتباط با این فرآیندها، کلیه ها وظایف زیر را انجام می دهند:

• عملکرد دفعی (حذف مواد از بدن)،
• عملکرد هومئوستاتیک (حفظ تعادل بدن)،
• عملکرد متابولیک (مشارکت در فرآیندهای متابولیک و سنتز مواد).

همه این عملکردها به طور نزدیک به هم مرتبط هستند و شکست در یکی از آنها می تواند منجر به اختلال در عملکرد دیگر شود.

عملکرد دفعی کلیه ها

این عملکرد با تشکیل ادرار و حذف آن از بدن همراه است. با عبور خون از کلیه ها، اجزای پلاسما ادرار را تشکیل می دهند. در عین حال، کلیه ها می توانند بسته به وضعیت خاص بدن و نیازهای آن، ترکیب آن را تنظیم کنند.

کلیه ها از طریق ادرار از بدن دفع می شوند:

• محصولات متابولیسم نیتروژن: اسید اوریک، اوره، کراتینین،
• مواد اضافی مانند آب، اسیدهای آلی، هورمون ها،
• مواد خارجی، به عنوان مثال، داروها، نیکوتین.

فرآیندهای بیوشیمیایی اصلی که کلیه ها عملکرد دفعی خود را انجام می دهند، فرآیندهای اولترافیلتراسیون هستند. خون از طریق عروق کلیوی وارد حفره گلومرول کلیه می شود و در آنجا از 3 لایه فیلتر عبور می کند. در نتیجه ادرار اولیه تشکیل می شود. مقدار آن بسیار زیاد است و همچنان حاوی مواد لازم برای بدن است. سپس برای پردازش اضافی وارد لوله های پروگزیمال می شود، جایی که تحت بازجذب قرار می گیرد.

بازجذب عبارت است از حرکت مواد از لوله به داخل خون، یعنی برگشت آنها از ادرار اولیه. به طور متوسط، کلیه های فرد روزانه 180 لیتر ادرار اولیه تولید می کنند و تنها 1 تا 1.5 لیتر ادرار ثانویه دفع می شود. این مقدار ادرار دفع شده حاوی هر چیزی است که باید از بدن خارج شود. موادی مانند پروتئین ها، اسیدهای آمینه، ویتامین ها، گلوکز، برخی از عناصر کمیاب و الکترولیت ها دوباره جذب می شوند. اول از همه، آب دوباره جذب می شود و با آن مواد محلول برمی گردند. به لطف سیستم پیچیده فیلتراسیون در بدن سالم، پروتئین ها و گلوکز وارد ادرار نمی شوند، یعنی تشخیص آنها در آزمایشات آزمایشگاهی نشان دهنده مشکل و نیاز به تعیین علت و درمان است.

عملکرد کلیه هومئوستاتیک

به لطف این عملکرد، کلیه ها تعادل آب و نمک و اسید و باز را در بدن حفظ می کنند.

اساس تنظیم تعادل آب و نمک، مقدار مایع و املاح ورودی، مقدار ادرار دفع شده (یعنی مایع با نمک های حل شده در آن) است. با بیش از حد سدیم و پتاسیم، فشار اسمزی افزایش می یابد، به همین دلیل گیرنده های اسمزی تحریک می شوند و فرد تشنه می شود. حجم مایع دفع شده کاهش می یابد و غلظت ادرار افزایش می یابد. با مایع اضافی، حجم خون افزایش می یابد، غلظت نمک کاهش می یابد و فشار اسمزی کاهش می یابد. این سیگنالی است برای کلیه ها برای حذف آب اضافی و بازگرداندن تعادل فعال تر.
فرآیند حفظ تعادل اسید و باز طبیعی (pH) توسط سیستم های بافر خون و کلیه ها انجام می شود. تغییر این تعادل در یک جهت یا دیگری منجر به تغییر در عملکرد کلیه می شود. فرآیند تنظیم این اندیکاتور از دو بخش تشکیل شده است.

اولا، این تغییر در ترکیب ادرار است. بنابراین، با افزایش جزء اسیدی خون، اسیدیته ادرار نیز افزایش می یابد. افزایش محتوای مواد قلیایی منجر به تشکیل ادرار قلیایی می شود.

ثانیاً، هنگامی که تعادل اسید و باز تغییر می کند، کلیه ها موادی ترشح می کنند که مواد اضافی را خنثی می کند که منجر به عدم تعادل می شود. به عنوان مثال با افزایش اسیدیته، ترشح H+، آنزیم های گلوتامیناز و گلوتامات دهیدروژناز و پیروات کربوکسیلاز افزایش می یابد.

کلیه ها متابولیسم فسفر-کلسیم را تنظیم می کنند، بنابراین اگر عملکرد آنها مختل شود، ممکن است سیستم اسکلتی عضلانی آسیب ببیند. این متابولیسم از طریق تشکیل فرم فعال ویتامین D3 تنظیم می شود که ابتدا در پوست تشکیل می شود و سپس در کبد و سپس در نهایت در کلیه ها هیدروکسیله می شود.

کلیه ها هورمون گلیکوپروتئینی به نام اریتروپویتین تولید می کنند. روی سلول های بنیادی مغز استخوان عمل می کند و باعث تحریک تشکیل گلبول های قرمز خون از آنها می شود. سرعت این فرآیند به میزان اکسیژن ورودی به کلیه ها بستگی دارد. هرچه کمتر باشد، اریتروپویتین به طور فعالتری تشکیل می شود تا به لطف تعداد بیشتر گلبول های قرمز خون، اکسیژن بدن را تامین کند.

یکی دیگر از اجزای مهم عملکرد متابولیک کلیه، سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون است. آنزیم رنین تون عروق را تنظیم می کند و آنژیوتانسینوژن را از طریق واکنش های چند مرحله ای به آنژیوتانسین II تبدیل می کند. آنژیوتانسین II اثر منقبض کننده عروق دارد و قشر آدرنال را برای تولید آلدوسترون تحریک می کند. آلدوسترون به نوبه خود بازجذب سدیم و آب را افزایش می دهد که باعث افزایش حجم خون و فشار خون می شود.

بنابراین فشار خون به میزان آنژیوتانسین II و آلدوسترون بستگی دارد. اما این فرآیند به صورت دایره ای کار می کند. تولید رنین به خون رسانی به کلیه ها بستگی دارد. هرچه فشار کمتر باشد، خون کمتری وارد کلیه ها می شود و رنین بیشتری تولید می شود و در نتیجه آنژیوتانسین II و آلدوسترون تولید می شود. در این حالت فشار افزایش می یابد. با افزایش فشار، رنین کمتری تشکیل می شود و بر این اساس فشار کاهش می یابد.

از آنجایی که کلیه ها در بسیاری از فرآیندهای بدن ما درگیر هستند، مشکلاتی که در کار آنها به وجود می آید ناگزیر بر وضعیت و عملکرد سیستم ها، اندام ها و بافت های مختلف تأثیر می گذارد.

کلیه ها در متابولیسم پروتئین ها، لیپیدها و کربوهیدرات ها نقش دارند. این عملکرد به دلیل مشارکت کلیه ها در اطمینان از غلظت ثابت تعدادی از مواد آلی مهم فیزیولوژیکی در خون است. پروتئین ها و پپتیدهای با وزن مولکولی کم در گلومرول های کلیوی فیلتر می شوند. در نفرون پروگزیمال آنها به اسیدهای آمینه یا دی پپتیدها تجزیه می شوند و از غشای پلاسمایی پایه به خون منتقل می شوند. با بیماری کلیوی، این عملکرد ممکن است مختل شود. کلیه ها قادر به سنتز گلوکز (گلوکونئوژنز) هستند. در طول روزه داری طولانی، کلیه ها می توانند تا 50 درصد از کل گلوکز تولید شده در بدن و ورود به خون را سنتز کنند. کلیه ها می توانند از گلوکز یا اسیدهای چرب آزاد برای مصرف انرژی استفاده کنند. وقتی سطح گلوکز در خون پایین است، سلول‌های کلیه اسیدهای چرب را به میزان بیشتری مصرف می‌کنند و گلوکز عمدتاً تجزیه می‌شود. اهمیت کلیه ها در متابولیسم لیپیدها این است که اسیدهای چرب آزاد می توانند در ترکیب تری گلیسرول و فسفولیپیدهای سلول های کلیه قرار گرفته و به شکل این ترکیبات وارد خون شوند.

تنظیم فعالیت کلیه

از دیدگاه تاریخی، آزمایش‌هایی که با تحریک یا برش اعصاب وابران عصب‌دهنده کلیه‌ها انجام می‌شود، مورد توجه است. تحت این تأثیرات، دیورز کمی تغییر کرد. اگر کلیه ها به گردن پیوند زده می شد و شریان کلیه به شریان کاروتید بخیه می شد، تغییر کمی داشت. با این حال، حتی در این شرایط، امکان ایجاد رفلکس های شرطی به تحریک دردناک یا بار آب وجود داشت، و دیورز نیز تحت تأثیرات رفلکس غیرشرطی تغییر کرد. این آزمایش‌ها دلیلی برای این فرض داشت که اثرات رفلکس روی کلیه‌ها نه چندان از طریق اعصاب وابران کلیه‌ها انجام می‌شود (اثر نسبتاً کمی بر دیورز دارند)، بلکه آزادسازی رفلکس هورمون‌ها (ADH، آلدوسترون) رخ می‌دهد و آنها تأثیر مستقیمی بر روند دیورز در کلیه ها دارند. بنابراین، دلایل زیادی برای تشخیص انواع زیر در مکانیسم های تنظیم ادرار وجود دارد: رفلکس شرطی، رفلکس بدون شرط و هومورال.

کلیه به عنوان یک ارگان اجرایی در زنجیره ای از رفلکس های مختلف عمل می کند که ثبات ترکیب و حجم مایعات را در محیط داخلی تضمین می کند. سیستم عصبی مرکزی اطلاعاتی در مورد وضعیت محیط داخلی دریافت می کند، سیگنال ها یکپارچه می شوند و تنظیم فعالیت کلیه تضمین می شود. آنوری که با تحریک دردناک رخ می دهد می تواند توسط یک رفلکس شرطی بازتولید شود. مکانیسم آنوری درد مبتنی بر تحریک مراکز هیپوتالاموس است که ترشح وازوپرسین را توسط نوروهیپوفیز تحریک می کنند. همراه با این، فعالیت قسمت سمپاتیک سیستم عصبی و ترشح کاتکول آمین ها توسط غدد فوق کلیوی افزایش می یابد که به دلیل کاهش شدید فیلتراسیون گلومرولی و افزایش بازجذب لوله ای آب باعث کاهش شدید ادرار می شود.

نه تنها کاهش، بلکه افزایش دیورز نیز می تواند ناشی از یک رفلکس شرطی باشد. ورود مکرر آب به بدن سگ در ترکیب با عمل یک محرک شرطی منجر به تشکیل یک رفلکس شرطی می شود که با افزایش ادرار همراه است. مکانیسم پلی اوری رفلکس شرطی در این مورد مبتنی بر این واقعیت است که تکانه ها از قشر مغز به هیپوتالاموس فرستاده شده و ترشح ADH کاهش می یابد. تکانه هایی که از طریق فیبرهای آدرنرژیک وارد می شوند، انتقال سدیم را تحریک می کنند و از طریق فیبرهای کولینرژیک، جذب مجدد گلوکز و ترشح اسیدهای آلی را فعال می کنند. مکانیسم تغییرات در تشکیل ادرار با مشارکت اعصاب آدرنرژیک به دلیل فعال شدن آدنیلات سیکلاز و تشکیل cAMP در سلول های لوله ای است. آدنیلات سیکلاز حساس به کاتکول آمین در غشاهای قاعده جانبی سلول های لوله پیچیده دیستال و بخش های اولیه مجاری جمع کننده وجود دارد. اعصاب آوران کلیه به عنوان یک پیوند اطلاعاتی در سیستم تنظیم یون نقش مهمی ایفا می کنند و اجرای رفلکس های کلیوی را تضمین می کنند. در مورد تنظیم هومورال-هورمونال تشکیل ادرار، این به طور مفصل در بالا توضیح داده شد.

تهیه شده توسط Kasymkanov N.U.

آستانه 2015

وظیفه اصلی کلیه ها حذف آب و مواد محلول در آب (محصولات نهایی متابولیسم) از بدن است (1). عملکرد تنظیم تعادل یونی و اسیدی محیط داخلی بدن (عملکرد هموستاتیک) ارتباط نزدیکی با عملکرد دفعی دارد. 2). هر دو عملکرد توسط هورمون ها کنترل می شوند. علاوه بر این، کلیه ها عملکرد غدد درون ریز را انجام می دهند و به طور مستقیم در سنتز بسیاری از هورمون ها نقش دارند (3). در نهایت، کلیه ها در متابولیسم میانی (4)، به ویژه گلوکونئوژنز و تجزیه پپتیدها و اسیدهای آمینه نقش دارند (شکل 1).

حجم بسیار زیادی خون از کلیه ها عبور می کند: 1500 لیتر در روز. از این حجم، 180 لیتر ادرار اولیه فیلتر می شود. سپس حجم ادرار اولیه به دلیل جذب مجدد آب به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و در نتیجه خروجی ادرار روزانه 0.5-2.0 لیتر است.

عملکرد دفعی کلیه ها. فرآیند تشکیل ادرار

فرآیند تشکیل ادرار در نفرون ها شامل سه مرحله است.

اولترافیلتراسیون (فیلتراسیون گلومرولی یا گلومرولی). در گلومرول سلول های کلیوی، ادرار اولیه از پلاسمای خون در فرآیند اولترافیلتراسیون، ایزواسموتیک با پلاسمای خون تشکیل می شود. منافذی که پلاسما از طریق آنها فیلتر می شود دارای قطر متوسط ​​موثر 2.9 نانومتر است. با این اندازه منافذ، تمام اجزای پلاسمای خون با وزن مولکولی (M) تا 5 کیلو دالتون آزادانه از غشاء عبور می کنند. مواد با M< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 کیلو دالتون) توسط منافذ حفظ می شوند و وارد ادرار اولیه نمی شوند. از آنجایی که اکثر پروتئین های پلاسمای خون وزن مولکولی نسبتاً بالایی دارند (M> 54 کیلو دالتون) و دارای بار منفی هستند، آنها توسط غشای پایه گلومرولی حفظ می شوند و محتوای پروتئین در اولترافیلترات ناچیز است.

بازجذب. ادرار اولیه (تقریباً 100 برابر حجم اولیه خود) با فیلتر کردن معکوس آب غلیظ می شود. در عین حال، تقریباً تمام مواد با وزن مولکولی کم، به ویژه گلوکز، اسیدهای آمینه، و همچنین اکثر الکترولیت ها - یون های معدنی و آلی، با مکانیسم انتقال فعال در لوله ها دوباره جذب می شوند (شکل 2).

بازجذب اسیدهای آمینه با استفاده از سیستم های حمل و نقل خاص گروه (حامل) انجام می شود.

یون های کلسیم و فسفات. یون های کلسیم (Ca2+) و یون های فسفات تقریباً به طور کامل در لوله های کلیوی بازجذب می شوند و این فرآیند با صرف انرژی (به شکل ATP) اتفاق می افتد. بازده برای Ca 2 + بیش از 99٪ است، برای یون های فسفات - 80-90٪. میزان بازجذب این الکترولیت ها توسط هورمون پاراتیروئید (پاراتیرین)، کلسی تونین و کلسیتریول تنظیم می شود.

هورمون پپتیدی پاراتیرین (PTH) که توسط غده پاراتیروئید ترشح می شود، بازجذب یون های کلسیم را تحریک می کند و به طور همزمان از جذب مجدد یون های فسفات جلوگیری می کند. این امر در ترکیب با عملکرد سایر هورمون های استخوانی و روده ای منجر به افزایش سطح یون های کلسیم در خون و کاهش سطح یون های فسفات می شود.

کلسی تونین، یک هورمون پپتیدی از سلول های C غده تیروئید، بازجذب یون های کلسیم و فسفات را مهار می کند. این منجر به کاهش سطح هر دو یون در خون می شود. بر این اساس، با توجه به تنظیم سطح یون کلسیم، کلسی تونین آنتاگونیست پاراتیرین است.

هورمون استروئیدی کلسیتریول که در کلیه ها تولید می شود، جذب یون های کلسیم و فسفات را در روده تحریک می کند، معدنی شدن استخوان را تقویت می کند و در تنظیم بازجذب یون های کلسیم و فسفات در لوله های کلیوی نقش دارد.

یون های سدیم بازجذب یون Na + از ادرار اولیه یک عملکرد بسیار مهم کلیه ها است. این یک فرآیند بسیار کارآمد است: حدود 97٪ Na + جذب می شود. هورمون استروئیدی آلدوسترون تحریک می شود و پپتید ناتریورتیک دهلیزی [ANP] که در دهلیز سنتز می شود، برعکس، این فرآیند را مهار می کند. هر دو هورمون کار Na + /K + -ATPase را تنظیم می کنند که در آن طرف غشای پلاسمایی سلول های توبول (مجاری دیستال و جمع کننده نفرون) قرار دارد که توسط پلاسمای خون شسته می شود. این پمپ سدیم یون های Na+ را از ادرار اولیه به خون در ازای یون K+ پمپ می کند.

آب بازجذب آب یک فرآیند غیرفعال است که در آن آب در حجمی معادل اسمزی همراه با یون های Na + جذب می شود. در نفرون دیستال، آب فقط در حضور هورمون پپتیدی وازوپرسین (هورمون آنتی دیورتیک، ADH) که توسط هیپوتالاموس ترشح می شود، جذب می شود. ANP بازجذب آب را مهار می کند. یعنی باعث افزایش دفع آب از بدن می شود.

به دلیل انتقال غیرفعال، یون های کلر (2/3) و اوره جذب می شوند. درجه بازجذب مقدار مطلق مواد باقی مانده در ادرار و دفع شده از بدن را تعیین می کند.

بازجذب گلوکز از ادرار اولیه یک فرآیند وابسته به انرژی است که با هیدرولیز ATP مرتبط است. در عین حال، با انتقال همزمان یون های Na + همراه است (در امتداد یک گرادیان، زیرا غلظت Na + در ادرار اولیه بیشتر از سلول ها است). اسیدهای آمینه و اجسام کتون نیز با مکانیسم مشابهی جذب می شوند.

فرآیندهای بازجذب و ترشح الکترولیت ها و غیرالکترولیت ها در قسمت های مختلف لوله های کلیوی موضعی می شوند.

ترشح. بیشتر موادی که باید از بدن دفع شوند از طریق انتقال فعال در لوله های کلیوی وارد ادرار می شوند. این مواد عبارتند از یون های H + و K +، اسید اوریک و کراتینین و داروهایی مانند پنی سیلین.

ترکیبات آلی ادرار:

بخش اصلی بخش آلی ادرار شامل مواد حاوی نیتروژن است که محصولات نهایی متابولیسم نیتروژن است. اوره تولید شده در کبد حامل نیتروژن موجود در اسیدهای آمینه و بازهای پیریمیدین است. مقدار اوره به طور مستقیم با متابولیسم پروتئین مرتبط است: 70 گرم پروتئین منجر به تشکیل 30 گرم اوره می شود. اسید اوریک به عنوان محصول نهایی متابولیسم پورین عمل می کند. کراتینین که به دلیل چرخه شدن خود به خود کراتین تشکیل می شود، محصول نهایی متابولیسم در بافت عضلانی است. از آنجایی که دفع روزانه کراتینین یک ویژگی فردی است (مستقیماً با توده عضلانی متناسب است)، کراتینین می تواند به عنوان یک ماده درون زا برای تعیین میزان فیلتراسیون گلومرولی استفاده شود. محتوای اسیدهای آمینه در ادرار به ماهیت رژیم غذایی و کارایی کبد بستگی دارد. مشتقات آمینو اسید (به عنوان مثال، اسید هیپوریک) نیز در ادرار وجود دارد. محتوای موجود در ادرار مشتقات اسیدهای آمینه که بخشی از پروتئین های خاص هستند، به عنوان مثال، هیدروکسی پرولین، موجود در کلاژن، یا 3-متیل هیستیدین، که بخشی از اکتین و میوزین است، می تواند به عنوان شاخصی از شدت تجزیه عمل کند. از این پروتئین ها

اجزای تشکیل دهنده ادرار کونژوگه هایی هستند که در کبد با اسیدهای سولفوریک و گلوکورونیک، گلیسین و سایر مواد قطبی تشکیل می شوند.

محصولات تغییر متابولیک بسیاری از هورمون ها (کاتکول آمین ها، استروئیدها، سروتونین) ممکن است در ادرار وجود داشته باشد. بر اساس محتوای محصولات نهایی می توان در مورد بیوسنتز این هورمون ها در بدن قضاوت کرد. هورمون پروتئینی کوریوگونادوتروپین (CG, M 36 kDa) که در دوران بارداری تشکیل می شود، وارد خون می شود و با روش های ایمونولوژیک در ادرار شناسایی می شود. وجود این هورمون به عنوان شاخص بارداری عمل می کند.

Urochromes، مشتقات رنگدانه های صفراوی که در طی تجزیه هموگلوبین تشکیل می شوند، رنگ زرد را به ادرار می دهند. ادرار در طول ذخیره سازی به دلیل اکسیداسیون اوروکروم ها تیره می شود.

ترکیبات غیر آلی ادرار (شکل 3)

ادرار حاوی کاتیون های Na +، K +، Ca2+، Mg 2+ و NH 4 +، آنیون های Cl-، SO 4 2- و HPO 4 2- و سایر یون ها به مقدار کمی است. محتوای کلسیم و منیزیم در مدفوع به طور قابل توجهی بیشتر از ادرار است. مقدار مواد معدنی تا حد زیادی به ماهیت رژیم غذایی بستگی دارد. با اسیدوز، دفع آمونیاک ممکن است تا حد زیادی افزایش یابد. دفع بسیاری از یون ها توسط هورمون ها تنظیم می شود.

تغییر در غلظت اجزای فیزیولوژیکی و ظاهر اجزای پاتولوژیک ادرار برای تشخیص بیماری ها استفاده می شود. به عنوان مثال، در دیابت، اجسام گلوکز و کتون در ادرار وجود دارد (ضمیمه).

4. تنظیم هورمونی تشکیل ادرار

حجم ادرار و محتوای یون های موجود در آن به دلیل عملکرد ترکیبی هورمون ها و ویژگی های ساختاری کلیه تنظیم می شود. حجم ادرار روزانه تحت تأثیر هورمون ها است:

آلدوسترون و وازوپرسین (مکانیسم اثر آنها قبلاً مورد بحث قرار گرفت).

PARATHORMONE - یک هورمون پاراتیروئید با ماهیت پروتئین پپتیدی (مکانیسم اثر غشایی، از طریق cAMP) نیز بر حذف نمک ها از بدن تأثیر می گذارد. در کلیه ها بازجذب لوله ای Ca +2 و Mg +2 را افزایش می دهد، دفع K +، فسفات، HCO 3 - را افزایش می دهد و دفع H + و NH 4 + را کاهش می دهد. این عمدتا به دلیل کاهش بازجذب لوله ای فسفات است. همزمان غلظت کلسیم در پلاسمای خون افزایش می یابد. ترشح کم هورمون پاراتیروئید منجر به پدیده های مخالف می شود - افزایش محتوای فسفات در پلاسمای خون و کاهش محتوای Ca + 2 در پلاسما.

استرادیول یک هورمون جنسی زنانه است. سنتز 1،25-دی اکسی ویتامین D3 را تحریک می کند، بازجذب کلسیم و فسفر را در لوله های کلیوی افزایش می دهد.

عملکرد کلیه هومئوستاتیک

1) هموستاز آب و نمک

کلیه ها با تأثیر بر ترکیب یونی مایعات داخل و خارج سلولی در حفظ مقدار ثابت آب نقش دارند. حدود 75 درصد یون های سدیم، کلر و آب به دلیل مکانیسم ATPase ذکر شده از فیلتر گلومرولی در لوله پروگزیمال بازجذب می شوند. در این حالت فقط یون های سدیم به طور فعال بازجذب می شوند، آنیون ها به دلیل گرادیان الکتروشیمیایی حرکت می کنند و آب به صورت غیرفعال و هم اسمزی بازجذب می شود.

2) مشارکت کلیه ها در تنظیم تعادل اسید و باز

غلظت یون H + در پلاسما و در فضای بین سلولی حدود 40 نانومتر است. این مربوط به مقدار pH 7.40 است. pH محیط داخلی بدن باید ثابت نگه داشته شود، زیرا تغییرات قابل توجهی در غلظت اجراها با زندگی سازگار نیست.

ثبات مقدار pH توسط سیستم های بافر پلاسما حفظ می شود، که می تواند اختلالات کوتاه مدت در تعادل اسید-باز را جبران کند. تعادل pH طولانی مدت از طریق تولید و حذف پروتون ها حفظ می شود. اگر اختلالاتی در سیستم های بافر وجود داشته باشد و تعادل اسید و باز حفظ نشود، به عنوان مثال در نتیجه بیماری کلیوی یا اختلال در تعداد دفعات تنفس به دلیل هیپو یا هیپر تهویه، مقدار pH پلاسما فراتر از حد قابل قبول است. کاهش pH 7.40 بیش از 0.03 واحد اسیدوز و افزایش آن آلکالوز نامیده می شود.

منشا پروتون ها دو منبع پروتون وجود دارد - اسیدهای آزاد در غذا و اسیدهای آمینه حاوی گوگرد در پروتئین های به دست آمده از مواد غذایی مانند اسیدهای سیتریک، اسکوربیک و فسفریک، پروتون ها را در دستگاه روده آزاد می کنند (با pH قلیایی). اسیدهای آمینه متیونین و سیستئین که در طی تجزیه پروتئین ها تشکیل می شوند بیشترین سهم را در تضمین تعادل پروتون ها دارند. در کبد، اتم‌های گوگرد این اسیدهای آمینه به اسید سولفوریک اکسید می‌شوند که به یون‌های سولفات و پروتون‌ها تجزیه می‌شوند.

در طی گلیکولیز بی هوازی در ماهیچه ها و گلبول های قرمز، گلوکز به اسید لاکتیک تبدیل می شود که تجزیه آن منجر به تشکیل لاکتات و پروتون می شود. تشکیل اجسام کتون - اسیدهای استواستیک و 3-هیدروکسی بوتیریک - در کبد همچنین منجر به آزاد شدن پروتون می شود که بیش از حد اجسام کتون منجر به بارگذاری بیش از حد در سیستم بافر پلاسما و کاهش pH (اسیدوز متابولیک؛ اسید لاکتیک) می شود. اسیدوز لاکتیک، اجسام کتون → کتواسیدوز). در شرایط عادی، این اسیدها معمولاً به CO 2 و H 2 O متابولیزه می شوند و تعادل پروتون را تحت تأثیر قرار نمی دهند.

از آنجایی که اسیدوز خطر خاصی برای بدن دارد، کلیه ها مکانیسم های خاصی برای مبارزه با آن دارند:

الف) ترشح H +

این مکانیسم شامل فرآیند تشکیل CO 2 در واکنش های متابولیکی است که در سلول های توبول دیستال رخ می دهد. سپس تشکیل H2CO3 تحت عمل کربنیک انیدراز. تفکیک بیشتر آن به H + و HCO 3 - و تبادل یون H + برای یون Na +. سپس یون های سدیم و بی کربنات در خون پخش می شوند و باعث قلیایی شدن آن می شوند. این مکانیسم به صورت تجربی آزمایش شده است - معرفی مهارکننده های کربنیک انیدراز منجر به افزایش از دست دادن سدیم در ادرار ثانویه و اسیدی شدن ادرار متوقف می شود.

ب) آمونیوژنز

فعالیت آنزیم های آمونیوژنز در کلیه ها به ویژه در شرایط اسیدوز زیاد است.

آنزیم های آمونیوژنز شامل گلوتامیناز و گلوتامات دهیدروژناز هستند:

ج) گلوکونئوژنز

در کبد و کلیه ها رخ می دهد. آنزیم کلیدی این فرآیند پیروات کربوکسیلاز کلیه است. این آنزیم در محیط اسیدی بیشترین فعالیت را دارد - این تفاوت آن با همان آنزیم کبدی است. بنابراین، در طی اسیدوز در کلیه ها، کربوکسیلاز فعال می شود و مواد واکنش دهنده اسید (لاکتات، پیرووات) به شدت شروع به تبدیل به گلوکز می کنند که خاصیت اسیدی ندارد.

این مکانیسم در اسیدوز مرتبط با روزه داری (به دلیل کمبود کربوهیدرات یا کمبود تغذیه عمومی) مهم است. تجمع اجسام کتون که دارای خواص اسیدی هستند، گلوکونئوژنز را تحریک می کند. و این به بهبود حالت اسیدی و باز کمک می کند و در عین حال بدن را با گلوکز تامین می کند. در طول روزه داری کامل، تا 50 درصد گلوکز خون در کلیه ها تشکیل می شود.

با آلکالوز، گلوکونئوژنز مهار می شود (در نتیجه تغییرات pH، PVK کربوکسیلاز مهار می شود)، ترشح پروتون مهار می شود، اما در همان زمان گلیکولیز افزایش می یابد و تشکیل پیروات و لاکتات افزایش می یابد.

عملکرد کلیه متابولیک

1) تشکیل فرم فعال ویتامین D 3.در کلیه ها، در نتیجه واکنش اکسیداسیون میکروزومی، مرحله نهایی بلوغ فرم فعال ویتامین D 3 - 1،25-دی اکسی کوله کلسیفرول - رخ می دهد. پیش ساز این ویتامین، ویتامین D 3، در پوست، تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش کلسترول سنتز می شود و سپس هیدروکسیله می شود: ابتدا در کبد (در موقعیت 25) و سپس در کلیه ها (در موقعیت 1). بنابراین، کلیه ها با مشارکت در تشکیل فرم فعال ویتامین D3، بر متابولیسم فسفر-کلسیم در بدن تأثیر می گذارند. بنابراین، در مورد بیماری های کلیوی، زمانی که فرآیندهای هیدروکسیلاسیون ویتامین D3 مختل می شود، ممکن است OSTEODISTROPHY ایجاد شود.

2) تنظیم erythropoiesis.کلیه ها گلیکوپروتئینی به نام فاکتور اریتروپوئیتیک کلیه (REF یا ERYTHROPOETIN) تولید می کنند. این هورمونی است که می‌تواند بر سلول‌های بنیادی مغز استخوان قرمز که سلول‌های هدف PEF هستند، تأثیر بگذارد. PEF رشد این سلول ها را در مسیر sritropoiesis هدایت می کند، یعنی. تشکیل گلبول های قرمز خون را تحریک می کند. سرعت آزاد شدن PEF به اکسیژن رسانی به کلیه ها بستگی دارد. اگر مقدار اکسیژن ورودی کاهش یابد، تولید PEF افزایش می یابد - این منجر به افزایش تعداد گلبول های قرمز خون در خون و بهبود تامین اکسیژن می شود. بنابراین در بیماری های کلیوی گاهی کم خونی کلیوی مشاهده می شود.

3) بیوسنتز پروتئین ها.در کلیه ها، فرآیندهای بیوسنتز پروتئین هایی که برای سایر بافت ها ضروری هستند، به طور فعال در حال انجام است. برخی از اجزا در اینجا سنتز می شوند:

سیستم های انعقاد خون؛

سیستم های مکمل؛

سیستم های فیبرینولیز

در کلیه ها، RENIN در سلول های دستگاه juxtaglomerular (JA) سنتز می شود.

سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون در تماس نزدیک با سیستم دیگری برای تنظیم تون عروق کار می کند: سیستم KALLIKREIN-KININ که عملکرد آن منجر به کاهش فشار خون می شود.

پروتئین کینینوژن در کلیه ها سنتز می شود. هنگامی که در خون، کینینوژن، تحت عمل پروتئینازهای سرین - کالیکرئین ها، به پپتیدهای وازواکتیو - کینین ها: برادی کینین و کالیدین تبدیل می شود. برادی کینین و کالیدین دارای اثر گشادکننده عروق هستند - فشار خون را کاهش می دهند. غیرفعال شدن کینین ها با مشارکت کربوکسی کاتپسین اتفاق می افتد - این آنزیم به طور همزمان بر هر دو سیستم تنظیم لحن عروقی تأثیر می گذارد که منجر به افزایش فشار خون می شود. مهارکننده های کربوکسی کاتپسین برای اهداف دارویی در درمان اشکال خاصی از فشار خون شریانی (به عنوان مثال، داروی کلوفلین) استفاده می شود.

مشارکت کلیه ها در تنظیم فشار خون نیز با تولید پروستاگلاندین ها همراه است که اثر کاهش فشار خون دارند و در کلیه ها از اسید آراشیدونیک در نتیجه واکنش های پراکسیداسیون لیپیدی (LPO) تشکیل می شوند.

4) کاتابولیسم پروتئین.کلیه ها در کاتابولیسم برخی از پروتئین های با وزن مولکولی کم (5-6 کیلو دالتون) و پپتیدهایی که در ادرار اولیه فیلتر می شوند، نقش دارند. در میان آنها هورمون ها و برخی دیگر از مواد فعال بیولوژیکی وجود دارد. در سلول‌های لوله‌ای، تحت تأثیر آنزیم‌های پروتئولیتیک لیزوزومی، این پروتئین‌ها و پپتیدها به اسیدهای آمینه هیدرولیز می‌شوند که وارد خون شده و توسط سلول‌های بافت‌های دیگر مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرند.

1. تشکیل فرم فعال ویتامین D 3.در کلیه ها، در نتیجه اکسیداسیون میکروزومی، مرحله نهایی بلوغ فرم فعال ویتامین D 3 رخ می دهد - 1،25-دی هیدروکسی کوله کلسیفرول، که تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش کلسترول در پوست سنتز می شود و سپس هیدروکسیله می شود: ابتدا در کبد (در موقعیت 25) و سپس در کلیه ها (در موقعیت 1). بنابراین، کلیه ها با مشارکت در تشکیل فرم فعال ویتامین D3، بر متابولیسم فسفر-کلسیم در بدن تأثیر می گذارند. بنابراین، در بیماری های کلیوی، هنگامی که فرآیندهای هیدروکسیلاسیون ویتامین D 3 مختل می شود، ممکن است استئودیستروفی ایجاد شود.

2. تنظیم erythropoiesis.کلیه ها گلیکوپروتئینی به نام تولید می کنند فاکتور اریتروپوئیتیک کلیه (PEF یا اریتروپویتین). این هورمونی است که می‌تواند بر سلول‌های بنیادی مغز استخوان قرمز که سلول‌های هدف PEF هستند، تأثیر بگذارد. PEF رشد این سلول ها را در مسیر اریتروپویزیس هدایت می کند، یعنی. تشکیل گلبول های قرمز خون را تحریک می کند. سرعت آزاد شدن PEF به اکسیژن رسانی به کلیه ها بستگی دارد. اگر مقدار اکسیژن ورودی کاهش یابد، تولید PEF افزایش می یابد - این منجر به افزایش تعداد گلبول های قرمز خون در خون و بهبود تامین اکسیژن می شود. بنابراین در بیماری های کلیوی گاهی کم خونی کلیوی مشاهده می شود.

3. بیوسنتز پروتئین ها.در کلیه ها، فرآیندهای بیوسنتز پروتئین هایی که برای سایر بافت ها ضروری هستند، به طور فعال در حال انجام است. اجزای سیستم انعقاد خون، سیستم کمپلمان و سیستم فیبرینولیز نیز در اینجا سنتز می شوند.

کلیه ها آنزیم رنین و پروتئین کینینوژن را سنتز می کنند که در تنظیم تون عروق و فشار خون نقش دارند.

4. کاتابولیسم پروتئین.کلیه ها در کاتابولیسم برخی از پروتئین های با وزن مولکولی کم (5-6 کیلو دالتون) و پپتیدهایی که در ادرار اولیه فیلتر می شوند، نقش دارند. در میان آنها هورمون ها و برخی دیگر از مواد فعال بیولوژیکی وجود دارد. در سلول‌های لوله‌ای، تحت تأثیر آنزیم‌های پروتئولیتیک لیزوزومی، این پروتئین‌ها و پپتیدها به اسیدهای آمینه هیدرولیز می‌شوند و سپس وارد خون می‌شوند و توسط سلول‌های بافت‌های دیگر مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرند.

هزینه های زیاد ATP توسط کلیه ها با فرآیندهای انتقال فعال در طول بازجذب، ترشح و همچنین با بیوسنتز پروتئین همراه است. مسیر اصلی برای تولید ATP فسفوریلاسیون اکسیداتیو است. بنابراین بافت کلیه به مقادیر قابل توجهی اکسیژن نیاز دارد. جرم کلیه ها 0.5 درصد وزن کل بدن و مصرف اکسیژن توسط کلیه ها 10 درصد از کل اکسیژن دریافتی است.

7.4. تنظیم متابولیسم آب و نمک
و ادراری

حجم ادرار و محتوای یون های موجود در آن به دلیل عملکرد ترکیبی هورمون ها و ویژگی های ساختاری کلیه تنظیم می شود.

سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون. در کلیه ها، در سلول های دستگاه juxtaglomerular (JGA)، رنین سنتز می شود، یک آنزیم پروتئولیتیک که در تنظیم تون عروق نقش دارد و آنژیوتانسینوژن را از طریق پروتئولیز جزئی به آنژیوتانسین I decapeptide تبدیل می کند. از آنژیوتانسین I، تحت تأثیر آنزیم کربوکسی کاتپسین، اکتاپپتید آنژیوتانسین II (همچنین با پروتئولیز جزئی) تشکیل می شود. این اثر منقبض کننده عروق دارد و همچنین تولید هورمون قشر آدرنال - آلدوسترون را تحریک می کند.

آلدوسترونیک هورمون استروئیدی از قشر آدرنال از گروه معدنی کورتیکوئید است که به دلیل انتقال فعال باعث افزایش بازجذب سدیم از قسمت انتهایی لوله کلیوی می شود. زمانی که غلظت سدیم در پلاسمای خون به میزان قابل توجهی کاهش می یابد شروع به ترشح فعال می کند. در مورد غلظت بسیار کم سدیم در پلاسمای خون، حذف تقریباً کامل سدیم از ادرار می تواند تحت تأثیر آلدوسترون رخ دهد. آلدوسترون بازجذب سدیم و آب را در لوله های کلیوی افزایش می دهد - این منجر به افزایش حجم گردش خون در عروق می شود. در نتیجه فشار خون (BP) افزایش می یابد (شکل 19).

برنج. 19. سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون

هنگامی که مولکول آنژیوتانسین-II عملکرد خود را انجام می دهد، تحت عمل گروهی از پروتزهای ویژه - آنژیوتانسینازها، تحت پروتئولیز کامل قرار می گیرد.

تولید رنین به خون رسانی به کلیه ها بستگی دارد. بنابراین وقتی فشار خون کاهش می یابد، تولید رنین افزایش می یابد و با افزایش فشار خون کاهش می یابد. با آسیب شناسی کلیه، گاهی اوقات افزایش تولید رنین مشاهده می شود و فشار خون بالا (افزایش فشار خون) ممکن است ایجاد شود.

ترشح بیش از حد آلدوسترون منجر به احتباس سدیم و آب می شود - سپس ادم و فشار خون بالا از جمله نارسایی قلبی ایجاد می شود. کمبود آلدوسترون منجر به از دست دادن قابل توجه سدیم، کلرید و آب و کاهش حجم پلاسمای خون می شود. در کلیه ها، فرآیندهای ترشح H + و NH 4 + به طور همزمان مختل می شود که می تواند منجر به اسیدوز شود.

سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون در تماس نزدیک با سیستم دیگری که تون عروق را تنظیم می کند کار می کند. سیستم کالیکرئین کینین، که عمل آن منجر به کاهش فشار خون می شود (شکل 20).

برنج. 20. سیستم Kallikrein-kinin

پروتئین کینینوژن در کلیه ها سنتز می شود. هنگامی که در خون، کینینوژن، تحت عمل پروتئینازهای سرین - کالیکرئین ها، به پپتیدهای وازواکتین - کینین ها: برادی کینین و کالیدین تبدیل می شود. برادی کینین و کالیدین دارای اثر گشادکننده عروق هستند - فشار خون را کاهش می دهند.

غیرفعال شدن کینین ها با مشارکت کربوکسی کاتپسین رخ می دهد - این آنزیم به طور همزمان بر هر دو سیستم تنظیم تون عروق تأثیر می گذارد که منجر به افزایش فشار خون می شود (شکل 21). مهارکننده های کربوکسی کاتپسین برای اهداف دارویی در درمان اشکال خاصی از فشار خون شریانی استفاده می شود. مشارکت کلیه ها در تنظیم فشار خون نیز با تولید پروستاگلاندین ها همراه است که اثر کاهش فشار خون دارند.

برنج. 21. رابطه رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون
و سیستم های کالیکرئین کینین

وازوپرسین- یک هورمون پپتیدی که در هیپوتالاموس سنتز می شود و از نوروهیپوفیز ترشح می شود، مکانیسم اثر غشایی دارد. این مکانیسم در سلول های هدف از طریق سیستم آدنیلات سیکلاز محقق می شود. وازوپرسین باعث انقباض رگ های خونی محیطی (شریان ها) و در نتیجه افزایش فشار خون می شود. در کلیه ها، وازوپرسین سرعت بازجذب آب را از قسمت ابتدایی لوله های پیچیده دیستال و مجاری جمع کننده افزایش می دهد. در نتیجه، غلظت نسبی سدیم، C1، فسفر و کل نیتروژن زمانی که فشار اسمزی پلاسما افزایش می‌یابد، افزایش می‌یابد، مثلاً با افزایش مصرف نمک یا کم‌آبی. اعتقاد بر این است که عمل وازوپرسین با فسفوریلاسیون پروتئین ها در غشای آپیکال کلیه مرتبط است و در نتیجه نفوذپذیری آن افزایش می یابد. اگر غده هیپوفیز آسیب دیده باشد، اگر ترشح وازوپرسین مختل شود، دیابت بی مزه مشاهده می شود - افزایش شدید حجم ادرار (تا 4-5 لیتر) با وزن مخصوص کم.

فاکتور ناتریورتیک(NUF) پپتیدی است که در سلول های دهلیز در هیپوتالاموس تشکیل می شود. این ماده ای شبیه هورمون است. اهداف آن سلول های لوله های انتهایی کلیه هستند. NUF از طریق سیستم گوانیلات سیکلاز، یعنی. واسطه درون سلولی آن cGMP است. نتیجه تأثیر NUF بر سلول های لوله ای کاهش بازجذب Na + است، یعنی. ناتریوری ایجاد می شود.

هورمون پاراتیروئید- هورمون پاراتیروئید با ماهیت پروتئین پپتیدی. این یک مکانیسم غشایی عمل از طریق cAMP است. بر حذف املاح از بدن تأثیر می گذارد. در کلیه ها، هورمون پاراتیروئید بازجذب لوله ای Ca 2 + و Mg 2 + را افزایش می دهد، دفع K +، فسفات، HCO 3 را افزایش می دهد و دفع H + و NH 4 + را کاهش می دهد. این عمدتا به دلیل کاهش بازجذب لوله ای فسفات است. در همان زمان، غلظت کلسیم در پلاسما افزایش می یابد. ترشح کم هورمون پاراتیروئید منجر به پدیده های مخالف می شود - افزایش محتوای فسفات در پلاسمای خون و کاهش محتوای Ca 2 + در پلاسما.

استرادیول- هورمون جنسی زنانه سنتز را تحریک می کند
1،25-دیوکسی کلسیفرول، جذب مجدد کلسیم و فسفر را در لوله های کلیوی افزایش می دهد.

هورمون آدرنال بر حفظ مقدار معینی آب در بدن تأثیر می گذارد. کورتیزون. در این صورت تاخیر در خروج یون Na از بدن و در نتیجه احتباس آب وجود دارد. هورمون تیروکسینمنجر به کاهش وزن بدن به دلیل افزایش ترشح آب، عمدتا از طریق پوست می شود.

این مکانیسم ها تحت کنترل سیستم عصبی مرکزی هستند. دی انسفالون و توبرکل خاکستری مغز در تنظیم متابولیسم آب نقش دارند. تحریک قشر مغز منجر به تغییراتی در عملکرد کلیه ها می شود که در نتیجه یا در نتیجه انتقال مستقیم تکانه های متناظر در امتداد مسیرهای عصبی، یا با تحریک برخی از غدد درون ریز، به ویژه غده هیپوفیز، ایجاد می شود.

اختلال در تعادل آب در شرایط پاتولوژیک مختلف می تواند منجر به احتباس آب در بدن یا کم آبی نسبی بافت ها شود. اگر احتباس آب در بافت ها مزمن باشد، معمولاً اشکال مختلف ادم ایجاد می شود (التهاب، نمک، گرسنگی).

کم آبی بافت پاتولوژیک معمولاً نتیجه دفع مقدار زیادی آب از طریق کلیه ها (تا 15-20 لیتر ادرار در روز) است. چنین افزایش ادرار، همراه با تشنگی شدید، در دیابت بی مزه (دیابت بی مزه) مشاهده می شود. در بیماران مبتلا به دیابت بی مزه به دلیل کمبود هورمون وازوپرسین، کلیه ها توانایی تمرکز ادرار اولیه را از دست می دهند. ادرار بسیار رقیق می شود و وزن مخصوص پایینی دارد. با این حال، محدود کردن نوشیدن در طول این بیماری می تواند منجر به کم آبی بافتی شود که با زندگی سازگار نیست.

سوالات امنیتی

1. عملکرد دفعی کلیه ها را شرح دهید.

2. عملکرد هموستاتیک کلیه ها چیست؟

3. کلیه ها چه عملکرد متابولیکی انجام می دهند؟

4- چه هورمون هایی در تنظیم فشار اسمزی و حجم مایع خارج سلولی نقش دارند؟

5. مکانیسم عمل سیستم رنین-آنژیوتانسین را شرح دهید.

6. ارتباط بین سیستم های رنین-آلدوسترون-آنژیوتانسین و کالیکرئین-کینین چیست؟

7. چه اختلالات تنظیم هورمونی می تواند باعث افزایش فشار خون شود؟

8. دلایل احتباس آب در بدن را مشخص کنید.

9. چه چیزی باعث دیابت بی مزه می شود؟

کلیه ها یکی از تامین کننده ترین اندام های بدن انسان هستند. آنها 8٪ از کل اکسیژن خون را مصرف می کنند، اگرچه جرم آنها به سختی به 0.8٪ وزن بدن می رسد.

قشر با یک نوع متابولیسم هوازی مشخص می شود، مدولا بی هوازی است.

کلیه ها دارای طیف وسیعی از آنزیم های ذاتی در تمام بافت های فعال هستند. در عین حال، آنها با آنزیم های "ارگان خاص" خود متمایز می شوند که تعیین محتوای آن در خون در صورت بیماری کلیوی ارزش تشخیصی دارد. این آنزیم ها عمدتاً شامل گلیسین آمیدو ترانسفراز هستند (در پانکراس نیز فعال است) که گروه آمیدین را از آرژنین به گلیسین منتقل می کند. این واکنش مرحله اولیه در سنتز کراتین است:

گلیسین آمیدو ترانسفراز

ال-آرژنین + گلیسین ال-اورنیتین + گلیکوسیامین

از طیف ایزوآنزیمی برای قشر کلیه، LDH 1 و LDH 2 مشخصه، و برای مدولا، LDH 5 و LDH 4 مشخصه هستند. در بیماری های حاد کلیوی، افزایش فعالیت ایزوآنزیم های هوازی لاکتات دهیدروژناز (LDH 1 و LDH 2) و ایزوآنزیم آلانین آمینوپپتیداز - AAP 3 در خون شناسایی می شود.

در کنار کبد، کلیه ها اندامی هستند که قادر به انجام گلوکونئوژنز هستند. این فرآیند در سلول های لوله های پروگزیمال رخ می دهد. اصلی گلوتامین به عنوان بستری برای گلوکونئوژنز عمل می کند، که به طور همزمان یک عملکرد بافر را برای حفظ pH مورد نیاز انجام می دهد. فعال سازی آنزیم کلیدی گلوکونئوژنز - فسفونول پیروات کربوکسی کیناز – ناشی از ظهور معادل های اسیدی در خون ورودی است . بنابراین، دولت اسیدوزاز یک سو منجر به تحریک گلوکونئوژنز می شود و از سوی دیگر منجر به افزایش تشکیل NH 3 می شود. خنثی سازی غذاهای اسیدی با این حال اضافیتولید آمونیاک - هیپرآمونیمی - در حال حاضر توسعه متابولیک را تعیین می کند آلکالوزافزایش غلظت آمونیاک در خون مهمترین علامت نقض فرآیندهای سنتز اوره در کبد است.

مکانیسم تشکیل ادرار

1.2 میلیون نفرون در کلیه انسان وجود دارد. نفرون از چندین بخش تشکیل شده است که از نظر مورفولوژیکی و عملکردی متفاوت هستند: گلومرول (گلومرول)، لوله پروگزیمال، حلقه هنل، لوله دیستال و مجرای جمع کننده. گلومرول ها هر روز 180 لیتر پلاسمای خون عرضه شده را فیلتر می کنند. اولترافیلتراسیون پلاسمای خون در گلومرول ها اتفاق می افتد و در نتیجه ادرار اولیه تشکیل می شود.

مولکول‌هایی با وزن مولکولی تا 60000 Da وارد ادرار اولیه می‌شوند. عملا هیچ پروتئینی در آن وجود ندارد. ظرفیت فیلتراسیون کلیه ها بر اساس ترخیص کالا از گمرک (تصفیه) یک ترکیب خاص - تعداد میلی لیتر پلاسما که می تواند به طور کامل از یک ماده معین در هنگام عبور از کلیه آزاد شود (جزئیات بیشتر در دوره فیزیولوژی) قضاوت می شود. ).

لوله های کلیوی جذب و ترشح مواد را انجام می دهند. این تابع برای اتصالات مختلف متفاوت است و به هر بخش از لوله بستگی دارد.

در لوله های پروگزیمال در نتیجه جذب آب و یون های Na + ، K + ، Cl - ، HCO 3 - در آن حل می شود. غلظت ادرار اولیه شروع می شود. جذب آب به صورت غیرفعال به دنبال سدیم منتقل شده فعال اتفاق می افتد. سلول های لوله های پروگزیمال نیز گلوکز، اسیدهای آمینه و ویتامین ها را از ادرار اولیه بازجذب می کنند.

بازجذب اضافی Na + در لوله های انتهایی رخ می دهد. جذب آب در اینجا مستقل از یون های سدیم اتفاق می افتد. یون های K +، NH 4 +، H + در مجرای لوله ها ترشح می شوند (توجه داشته باشید که K + برخلاف Na + نه تنها می تواند دوباره جذب شود، بلکه ترشح می شود). در طی فرآیند ترشح، پتاسیم از مایع بین سلولی به دلیل کار پمپ K + -Na + - از طریق غشای پلاسمایی پایه وارد سلول توبول می شود و سپس به طور غیر فعال و با انتشار به مجرای لوله آزاد می شود. لوله نفرون از طریق غشای سلول آپیکال. در شکل ساختار "پمپ K + -Na+" یا K + -Na + -ATPase ارائه شده است (شکل 1).

شکل 1 عملکرد K + -Na + -ATPase

غلظت نهایی ادرار در بخش مدولاری مجاری جمع کننده رخ می دهد. تنها 1 درصد از مایع تصفیه شده توسط کلیه ها به ادرار تبدیل می شود. در مجاری جمع آوری، آب از طریق آکواپورین II تعبیه شده (کانال های انتقال آب) تحت تأثیر وازوپرسین بازجذب می شود. مقدار روزانه ادرار نهایی (یا ثانویه) که فعالیت اسمزی چند برابر بیشتر از ادرار اولیه دارد، به طور متوسط ​​1.5 لیتر است.

بازجذب و ترشح ترکیبات مختلف در کلیه ها توسط سیستم عصبی مرکزی و هورمون ها تنظیم می شود. بنابراین، با استرس عاطفی و درد، آنوری (قطع ادرار) می تواند ایجاد شود. جذب آب با اثر وازوپرسین افزایش می یابد. کمبود آن منجر به دیورز آب می شود. آلدوسترون باعث افزایش بازجذب سدیم و همراه با دومی آب می شود. پاراتیرین بر جذب کلسیم و فسفات تأثیر می گذارد. این هورمون دفع فسفات را افزایش می دهد، در حالی که ویتامین D آن را به تاخیر می اندازد.

نقش کلیه ها در حفظ تعادل اسید و باز. ثبات pH خون توسط سیستم های بافر، ریه ها و کلیه ها حفظ می شود. ثبات pH مایع خارج سلولی (و به طور غیر مستقیم - داخل سلولی) توسط ریه ها با حذف CO 2، کلیه ها با حذف آمونیاک و پروتون ها و بازجذب بی کربنات ها تضمین می شود.

مکانیسم های اصلی در تنظیم تعادل اسید و باز فرآیند بازجذب سدیم و ترشح یون های هیدروژن است که با مشارکت تشکیل می شود. کربان هیدراز

کربان هیدراز (کوفاکتور روی) بازیابی تعادل در تشکیل اسید کربنیک از آب و دی اکسید کربن را تسریع می کند:

ن 2 O + CO 2 ⇄ ن 2 CO 3 ⇄ ن + + مالیات بر ارزش افزوده 3 –

در مقادیر اسیدی، pH افزایش می یابد آر CO2 و در عین حال غلظت CO2 در پلاسمای خون. CO 2 در حال حاضر به مقدار بیشتری از خون به سلول های لوله های کلیوی منتشر می شود ().

در لوله های کلیوی، تحت اثر اسید کربنیک، دی اکسید کربن () تشکیل می شود که به یک پروتون و یک یون بی کربنات تجزیه می شود. یون های H+ () با استفاده از پمپ پروتون وابسته به ATP یا با جایگزین کردن آنها با Na + به مجرای لوله منتقل می شوند. در اینجا آنها به HPO 4 2- متصل می شوند تا H 2 PO 4 - را تشکیل دهند. در طرف مقابل لوله (مرز با مویرگ)، با کمک واکنش اسید کربنیک ()، بی کربنات تشکیل می شود که همراه با کاتیون سدیم (Na + cotransport) وارد پلاسمای خون می شود (شکل 2). ).

اگر فعالیت کربانهیدراز مهار شود، کلیه ها توانایی خود را برای ترشح اسید از دست می دهند.

برنج. 2. مکانیسم بازجذب و ترشح یون ها در سلول توبول کلیه

مهمترین مکانیسمی که در حفظ سدیم در بدن نقش دارد، تشکیل آمونیاک در کلیه ها است. NH3 به جای کاتیون های دیگر برای خنثی کردن معادل های اسیدی ادرار استفاده می شود. منبع آمونیاک در کلیه ها فرآیندهای دآمینه گلوتامین و دآمیناسیون اکسیداتیو اسیدهای آمینه، در درجه اول گلوتامین است.

گلوتامین آمید اسید گلوتامیک است که وقتی NH 3 توسط آنزیم گلوتامین سنتاز به آن اضافه می شود یا در واکنش های ترانس آمیناسیون سنتز می شود، تشکیل می شود. در کلیه ها، گروه آمید گلوتامین به صورت هیدرولیتیکی توسط آنزیم گلوتامیناز I از گلوتامین جدا می شود. این آمونیاک آزاد تولید می کند: گلوتامیناز

من

گلوتامین گلوتامیک اسید + NH 3

گلوتامات دهیدروژناز

α-ketoglutaric

اسید + NH 3