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. جداسازی 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 ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند و شکست در یکی از آنها می تواند منجر به نقض سایرین شود.

عملکرد دفعی کلیه ها

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

با ادرار، کلیه ها از بدن دفع می کنند:

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

فرآیندهای بیوشیمیایی اصلی که تضمین می کند 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 بازگشت آنها از ادرار اولیه. به طور متوسط ​​کلیه های فرد روزانه تا 180 لیتر ادرار اولیه تولید می کنند و تنها 1-1.5 لیتر ادرار ثانویه دفع می شود. در این مقدار ادرار دفعی است که هر چیزی که باید از بدن خارج شود، وجود دارد. 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 یک سیستم فیلتراسیون پیچیده در بدن سالم، پروتئین ها و گلوکز وارد ادرار نمی شوند، یعنی تشخیص آنها در آزمایشات آزمایشگاهی نشان دهنده مشکل و نیاز به کشف علت و درمان است.

عملکرد کلیه های هموستاتیک

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

مبنای تنظیم تعادل آب و نمک، مقدار مایع و املاح ورودی، میزان خروجی ادرار (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 دچار تشنگی می شود. حجم مایع دفع شده کاهش می یابد و غلظت ادرار افزایش می یابد. با مایع بیش از حد، حجم خون افزایش می یابد و غلظت نمک ها کاهش می یابد، فشار اسمزی کاهش می یابد. این سیگنالی است برای کلیه ها برای حذف آب اضافی و بازگرداندن تعادل.
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 کار کلیه ها می شود. فرآیند تنظیم این اندیکاتور از دو بخش تشکیل شده است.

اول، 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 آنزیم های H +، گلوتامیناز و گلوتامات دهیدروژناز، پیروات کربوکسیلاز افزایش می یابد.

کلیه ها متابولیسم فسفر-کلسیم را تنظیم می کنند، بنابراین، اگر عملکرد آنها نقض شود، ممکن است سیستم اسکلتی عضلانی آسیب ببیند. این تبادل 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 اثر می گذارد و باعث تحریک تشکیل گلبول های قرمز از آنها می شود. سرعت این فرآیند به میزان اکسیژن ورودی به کلیه ها بستگی دارد. هرچه کوچکتر باشد، اریتروپویتین به طور فعالتری تشکیل می شود تا به دلیل تعداد بیشتر گلبول های قرمز خون، اکسیژن بدن را تامین کند.

یکی دیگر از اجزای مهم عملکرد متابولیک کلیه ها 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 باعث تحریک تولید آلدوسترون توسط قشر آدرنال می شود. 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 مانند یک دایره عمل 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، به ترتیب، فشار کاهش می یابد.

از آنجایی که کلیه ها در بسیاری از فرآیندهای بدن ما نقش دارند، 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 ثبات غلظت تعدادی از مواد آلی مهم فیزیولوژیکی در خون است. در گلومرول های کلیوی، پروتئین ها و پپتیدهای با وزن مولکولی کم فیلتر می شوند. در نفرون پروگزیمال، آنها به اسیدهای آمینه یا دی پپتیدها تقسیم می شوند و از طریق غشای پلاسمایی پایه به خون منتقل می شوند. با بیماری کلیوی، این عملکرد ممکن است مختل شود. کلیه ها قادر به سنتز گلوکز هستند (گلوکونئوژنز). با روزه داری طولانی، کلیه ها می توانند تا 50 درصد از کل گلوکزی را که در بدن تشکیل شده و وارد جریان خون می شود، سنتز کنند. برای مصرف انرژی، کلیه ها می توانند از گلوکز یا اسیدهای چرب آزاد استفاده کنند. با سطح پایین گلوکز در خون، سلول های کلیه اسیدهای چرب را به میزان بیشتری مصرف می کنند، با افزایش قند خون، گلوکز عمدتا تجزیه می شود. اهمیت کلیه ها در متابولیسم لیپیدها در این است که اسیدهای چرب آزاد می توانند در ترکیب تری گلیسرول و فسفولیپیدها در سلول های کلیه قرار گیرند و به شکل این ترکیبات وارد خون شوند.

تنظیم فعالیت کلیه

از نظر تاریخی، آزمایش‌هایی که با تحریک یا بریدن اعصاب وابران که کلیه‌ها را عصب می‌کنند، انجام شده است. تحت این تأثیرات، دیورز به طور ناچیز 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 برای تحریک درد یا بار آبی وجود داشت، و دیورز نیز تحت تأثیرات رفلکس بدون شرط تغییر کرد. این آزمایش‌ها دلایلی را نشان داد که اثرات رفلکس روی کلیه‌ها نه چندان از طریق اعصاب وابران کلیه‌ها انجام می‌شود (اثر نسبتا کمی بر دیورز دارند)، بلکه رفلکس هورمون‌ها (ADH، آلدوسترون) آزاد می‌شود 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، ادغام سیگنال ها اتفاق می افتد و تنظیم فعالیت کلیه ها تضمین می شود. آنوری، که با تحریک درد 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 آب لوله ای 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 می شوند و ترشح ADH کاهش می یابد. تکانه هایی که در امتداد فیبرهای آدرنرژیک قرار می گیرند، انتقال سدیم را تحریک می کنند و در امتداد فیبرهای کولینرژیک، بازجذب گلوکز و ترشح اسیدهای آلی را فعال می کنند. مکانیسم تغییر در ادرار با مشارکت اعصاب آدرنرژیک به دلیل فعال شدن آدنیلات سیکلاز و تشکیل cAMP در سلول های توبول 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 یونی نقش مهمی ایفا می کنند و اجرای رفلکس های کلیوی را تضمین می کنند. در مورد تنظیم هومورال-هورمونال ادرار، در بالا به تفصیل توضیح داده شد.

تهیه شده توسط Kasymkanov N.U.

آستانه 2015

وظیفه اصلی کلیه ها حذف آب و مواد محلول در آب (محصولات نهایی متابولیک) 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 در 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 بازجذب آب به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، در نتیجه خروجی ادرار روزانه 0.5-2.0 لیتر است.

عملکرد دفعی کلیه ها فرآیند ادرار کردن

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 تشکیل می شود که با پلاسمای خون ایزواسموتیک است. 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 دارای وزن مولکولی نسبتاً بالایی هستند (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 (حدود 100 برابر حجم اولیه خود) با فیلتراسیون آب معکوس 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 بازجذب می شوند (شکل 2).

بازجذب اسیدهای آمینه با کمک 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) انجام می شود. خروجی 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 همراه 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، در رابطه با تنظیم سطح یون های کلسیم، کلسی تونین یک آنتاگونیست پاراتیرین است.

هورمون استروئیدی کلسیتریول که در کلیه ها تشکیل 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، در حالی که پپتید ناتریورتیک دهلیزی [ANP (ANP)]، سنتز شده در دهلیز، برعکس، این فرآیند را مهار می کند. هر دو هورمون کار Na + / K + -ATP-ase را تنظیم می کنند که در آن طرف غشای پلاسمایی سلول های لوله ای (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.

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

به دلیل انتقال غیرفعال، یون های کلرید (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 شیب، 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 شامل یون های H + و K +، اسید اوریک و کراتینین، داروهایی مانند پنی سیلین است.

ترکیبات آلی ادرار:

بخش اصلی بخش آلی ادرار 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 محصول نهایی متابولیسم پورین است. کراتینین که از چرخه شدن خود به خود کراتین تشکیل می شود، محصول نهایی متابولیسم در بافت عضلانی است. از آنجایی که آزادسازی 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 اسید آمینه (مانند اسید هیپوریک) نیز در ادرار وجود دارد. محتوای موجود در ادرار مشتقات آمینو اسیدی که بخشی از پروتئین های خاص مانند هیدروکسی پرولین موجود در کلاژن یا 3-متیل هیستیدین است که بخشی از اکتین و میوزین است، می تواند به عنوان شاخصی برای شدت شکافت این پروتئین ها عمل کند. .

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

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

اوروکروم ها، مشتقات رنگدانه های صفراوی که در طی تخریب هموگلوبین ایجاد می شوند، رنگ زرد به ادرار می دهند. ادرار در ذخیره سازی به دلیل اکسیداسیون اوروکروم تیره می شود.

ترکیبات غیر آلی ادرار (شکل 3)

در ادرار کاتیون های Na +، K +، Ca 2+، Mg 2+ و NH 4 +، آنیون های Cl-، SO 4 2- و HPO 4 2- و سایر یون ها به مقدار کم وجود دارد. 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. در اسیدوز، دفع آمونیاک را می توان تا حد زیادی افزایش داد. 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 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 قرار می گیرد:

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

PARATHORMONE - هورمون پاراتیروئید با ماهیت پروتئین پپتیدی، (مکانیسم اثر غشایی، از طریق cAMP) نیز بر حذف املاح 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 های هموستاتیک

1) هموستاز آب و نمک

کلیه ها با تأثیر بر ترکیب یونی مایعات داخل و خارج سلولی در حفظ مقدار ثابت آب نقش دارند. تقریباً 75 درصد از یون‌های سدیم، کلرید و آب از فیلتر گلومرولی در لوله پروگزیمال توسط مکانیسم ATPase مذکور بازجذب می‌شوند. 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 با تولید و حذف پروتون ها حفظ می شود. در صورت اختلال در سیستم های بافر و در صورت عدم رعایت تعادل اسید و باز، به عنوان مثال، در نتیجه بیماری کلیوی یا نارسایی در تعداد دفعات تنفس به دلیل هیپو یا هیپرونتیلاسیون، مقدار pH پلاسما افزایش می یابد. فراتر از حد قابل قبول 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 رژیم غذایی آزاد و اسیدهای آمینه پروتئین حاوی گوگرد، اسیدهای غذایی مانند اسیدهای سیتریک، اسکوربیک و فسفریک، پروتون را در دستگاه روده (در pH قلیایی) اهدا می کنند. 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، اجسام کتون بیش از حد 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 یک خطر خاص برای بدن است، کلیه ها مکانیسم های خاصی برای مقابله با آن دارند:

الف) ترشح H +

این مکانیسم شامل 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 قلیایی شدن آن را فراهم می کنند. این مکانیسم به طور تجربی تأیید شده است - معرفی مهارکننده‌های آنهیدراز کربنیک منجر به افزایش تلفات سدیم با ادرار ثانویه و توقف اسیدی شدن ادرار می‌شود.

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 ایجاد می شود. 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، با اسیدوز در کلیه ها، کربوکسیلاز فعال می شود و مواد واکنش دهنده به اسید (لاکتات، پیرووات) با شدت بیشتری به گلوکز تبدیل می شوند که خاصیت اسیدی ندارد.

این مکانیسم در اسیدوز مرتبط با گرسنگی (با کمبود کربوهیدرات یا کمبود تغذیه عمومی) مهم است. انباشته شدن اجسام کتون که از نظر 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. با گرسنگی کامل، تا 50 درصد از گلوکز خون در کلیه ها تشکیل می شود.

با آلکالوز، گلوکونئوژنز مهار می شود (در نتیجه تغییر در pH، PVC-کربوکسیلاز مهار می شود)، ترشح پروتون مهار می شود، اما گلیکولیز به طور همزمان افزایش می یابد و تشکیل پیروات و لاکتات افزایش می یابد.

عملکرد متابولیک کلیه ها

1) تشکیل فرم فعال ویتامین D3.در کلیه ها، در نتیجه واکنش اکسیداسیون میکروزومی، مرحله نهایی بلوغ فرم فعال ویتامین D 3 - 1،25-dioxycholecalciferol 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، متابولیسم فسفر-کلسیم در بدن را تحت تأثیر قرار می دهند. بنابراین، در بیماری های کلیه، هنگامی که فرآیندهای هیدروکسیلاسیون ویتامین D3 مختل می شود، ممکن است OSTEODYSTROPHY ایجاد شود.

2) تنظیم erythropoiesis.کلیه ها گلیکوپروتئینی به نام فاکتور اریتروپوئیتیک کلیه (PEF یا اریتروپویتین) تولید می کنند. این هورمونی است که قادر است بر روی سلول های بنیادی مغز استخوان قرمز که سلول های هدف PEF هستند، عمل کند. 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 گاهی اوقات کم خونی کلیوی در بیماری های 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

رنین در سلول های دستگاه juxtaglomerular (JGA) در کلیه ها سنتز می شود.

سیستم رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون در تماس نزدیک با یک سیستم تنظیم تن عروقی دیگر 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 تون عروق تأثیر می گذارد که منجر به افزایش فشار خون می شود. مهارکننده‌های کربوکسی‌تپسین برای درمان اشکال خاصی از فشار خون شریانی (به عنوان مثال، داروی کلونیدین) استفاده می‌شوند.

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 چندین پروتئین و پپتید با وزن مولکولی کم (5-6 کیلو دالتون) که به داخل ادرار اولیه فیلتر می شوند، درگیر هستند. در میان آنها هورمون ها و برخی دیگر از مواد فعال بیولوژیکی وجود دارد. در سلول های لوله ای، تحت تأثیر آنزیم های پروتئولیتیک لیزوزومی، این پروتئین ها و پپتیدها به اسیدهای آمینه هیدرولیز می شوند که وارد جریان خون می شوند و توسط سلول های بافت های دیگر مورد استفاده مجدد قرار می گیرند.

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 اکسی کوله کلسیفرولکه 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، متابولیسم فسفر-کلسیم در بدن را تحت تأثیر قرار می دهند. بنابراین، در بیماری های کلیه، هنگامی که فرآیندهای هیدروکسیلاسیون ویتامین D3 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 گاهی اوقات کم خونی کلیوی در بیماری های 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 مکمل و سیستم فیبرینولیز نیز در اینجا سنتز می شوند.

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

4. کاتابولیسم پروتئین.کلیه ها در کاتابولیسم چندین پروتئین و پپتید با وزن مولکولی کم (5-6 کیلو دالتون) که به داخل ادرار اولیه فیلتر می شوند، درگیر هستند. 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 جریان خون می‌شوند و توسط سلول‌های بافت‌های دیگر مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرند.

هزینه های زیاد ATP توسط کلیه ها با فرآیندهای انتقال فعال در طی بازجذب، ترشح و همچنین با بیوسنتز پروتئین همراه است. راه اصلی به دست آوردن ATP فسفوریلاسیون اکسیداتیو است. بنابراین بافت کلیه به مقادیر قابل توجهی اکسیژن نیاز دارد. جرم کلیه ها 0.5 درصد وزن کل بدن است و اکسیژن مصرفی توسط کلیه ها 10 درصد از کل اکسیژن تامین شده است.

7.4. تنظیم متابولیسم آب و نمک
و ادرار کردن

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 با پروتئولیز نسبی آنژیوتانسینوژن را به آنژیوتانسین I decapeptide تبدیل می کند. از آنژیوتانسین I، تحت تأثیر آنزیم کربوکسی کاتپسین، یک اکتاپپتید آنژیوتانسین II (همچنین با پروتئولیز جزئی) تشکیل می شود. این یک اثر انقباض عروقی دارد و همچنین تولید هورمون قشر آدرنال - آلدوسترون را تحریک می کند.

آلدوسترونیک هورمون استروئیدی از قشر آدرنال از گروه مینرال کورتیکوئیدها است که به دلیل انتقال فعال باعث افزایش بازجذب سدیم از قسمت انتهایی لوله کلیوی می شود. با کاهش قابل توجهی در غلظت سدیم در پلاسمای خون شروع به ترشح فعال می کند. در صورت غلظت بسیار کم سدیم در پلاسمای خون تحت اثر آلدوسترون، حذف تقریباً کامل سدیم از ادرار می تواند 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 تأثیر گروهی از پروتزهای ویژه - آنژیوتانسینازها، تحت پروتئولیز کامل قرار می گیرد.

تولید رنین به خون رسانی به کلیه ها بستگی دارد. بنابراین با کاهش فشار خون تولید رنین افزایش و با افزایش آن کاهش می یابد. در پاتولوژی 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 تا 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، 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 برای تنظیم تون عروقی 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 اتفاق می افتد - 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). مهارکننده‌های کربوکسی‌تپسین در درمان اشکال خاصی از فشار خون شریانی استفاده می‌شوند. 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 باریک شدن عروق محیطی (شریان ها) و در نتیجه افزایش فشار خون می شود. در کلیه ها، وازوپرسین سرعت بازجذب آب را از قسمت قدامی لوله های پیچیده دیستال و مجاری جمع کننده افزایش می دهد. در نتیجه غلظت نسبی سدیم، C1، فسفر و نیتروژن کل افزایش می یابد.ترشح وازوپرسین با افزایش فشار اسمزی پلاسمای خون افزایش می یابد، مثلاً با افزایش مصرف نمک یا کم آبی بدن. 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. با آسیب به غده هیپوفیز، در صورت اختلال در ترشح وازوپرسین، دیابت بی مزه مشاهده می شود - افزایش شدید حجم ادرار (تا 4-5 لیتر) با وزن مخصوص کم.

فاکتور ناتریورتیک(NUF) یک پپتید است که در سلول های دهلیزی در هیپوتالاموس تولید می شود. این ماده ای شبیه هورمون است. هدف آن سلول های لوله های دیستال کلیه هستند. NUF از طریق سیستم گوانیلات سیکلاز، یعنی. واسطه درون سلولی آن cGMP است. نتیجه تأثیر NHF بر سلول های توبول، کاهش بازجذب Na + است، یعنی. ناتریوری ایجاد می شود.

پاراتورمون- یک هورمون غده پاراتیروئید با ماهیت پروتئین پپتیدی. این یک مکانیسم عملکرد غشایی از طریق cAMP دارد. 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 غدد فوق کلیوی 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 دفع آب، عمدتا از طریق پوست می شود.

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

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

کم آبی پاتولوژیک بافت ها معمولاً در نتیجه دفع مقدار زیادی آب از طریق کلیه ها (حداکثر 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. اما محدودیت نوشیدن در این بیماری می تواند منجر به کم آبی بافتی ناسازگار با زندگی شود.

سوالات تستی

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 اختلالاتی در تنظیم هورمونی می تواند باعث افزایش فشار خون شود؟

8. علل احتباس آب در بدن را مشخص کنید.

9. چه چیزی باعث دیابت بی مزه می شود؟

کلیه ها از جمله اندام هایی هستند که خون بدن انسان به خوبی تامین می شود. آنها 8٪ از کل اکسیژن خون را مصرف می کنند، اگرچه جرم آنها به سختی به 0.8٪ وزن بدن می رسد.

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

کلیه ها دارای طیف وسیعی از آنزیم ها هستند که در تمام بافت های فعال ذاتی وجود دارند. با این حال، آنها در آنزیم های "ویژه اندام" خود متفاوت هستند، تعیین محتوای آنها در خون در بیماری کلیوی ارزش تشخیصی دارد. این آنزیم ها عمدتاً شامل گلیسین آمیدو ترانسفراز (در پانکراس نیز فعال است) 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 جانب طیف ایزوآنزیمی برای لایه قشر کلیه، LDH 1 و LDH 2 مشخصه و برای مدولا - LDH 5 و LDH 4 است. در بیماری های حاد کلیه در خون، افزایش فعالیت ایزوآنزیم های هوازی لاکتات دهیدروژناز (LDH 1 و LDH 2) و ایزوآنزیم آلانین آمینوپپتیداز -AAP 3 تعیین می شود.

در کنار کبد، کلیه ها اندامی هستند که قادر به تولید گلوکونئوژنز هستند. این فرآیند در سلول های لوله های پروگزیمال انجام می شود. اصلی گلوتامین یک بستر برای گلوکونئوژنز است، 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 جاری است . بنابراین، دولت اسیدوزاز یک سو منجر به تحریک گلوکونئوژنز می شود و از سوی دیگر منجر به افزایش تشکیل NH3 می شود. خنثی سازی محصولات اسیدی با این حال اضافیتولید آمونیاک - هیپرآمونیمی - در حال حاضر باعث توسعه متابولیک می شود 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 چند قسمت تشکیل شده است که از نظر مورفولوژیکی و عملکردی متفاوت هستند: گلومرول (گلومرول)، لوله پروگزیمال، حلقه هنل، لوله دیستال و مجرای جمع کننده. هر روز گلومرول ها 180 لیتر پلاسمای خون را فیلتر می کنند. در گلومرول ها، اولترافیلتراسیون پلاسمای خون اتفاق می افتد و در نتیجه ادرار اولیه تشکیل می شود.

مولکول هایی با وزن مولکولی تا 60000 Da وارد ادرار اولیه می شوند. عملا هیچ پروتئینی در آن وجود ندارد. ظرفیت فیلتراسیون کلیه ها بر اساس پاکسازی (تصفیه) یک ترکیب خاص - تعداد میلی لیتر پلاسما که می تواند به طور کامل از شر این ماده در هنگام عبور از کلیه خلاص 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 فرآیند ترشح، پتاسیم از مایع بین سلولی به دلیل کار پمپ K + -Na + - از طریق غشای پلاسمایی پایه وارد سلول لوله می شود و سپس به طور غیر فعال و با انتشار به مجرای لوله آزاد می شود. لوله نفرون از طریق غشای سلول آپیکال. روی انجیر ساختار "پمپ K + -Na + -" یا K + -Na + -ATP-ase نشان داده شده است (شکل 1)

شکل 1 عملکرد K + -Na + -ATPase

در بخش مدولاری مجاری جمع کننده، غلظت نهایی ادرار صورت می گیرد. تنها 1 درصد از مایع فیلتر شده توسط کلیه ها به ادرار تبدیل می شود. در مجاری جمع‌آوری، آب از طریق آکوپورین‌های II داخلی (کانال‌های انتقال آب) تحت تأثیر وازوپرسین بازجذب می‌شود. مقدار روزانه ادرار نهایی (یا ثانویه) که فعالیت اسمزی آن چندین برابر بیشتر از ادرار اولیه است، به طور متوسط ​​1.5 لیتر است.

بازجذب و ترشح ترکیبات مختلف در کلیه ها توسط CNS و هورمون ها تنظیم می شود. بنابراین، با استرس عاطفی و درد، آنوری (قطع ادرار) می تواند ایجاد شود. جذب آب توسط 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 تأمین می شود.

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

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

اچ 2 O + CO 2 ⇄ اچ 2 بنابراین 3 ⇄ اچ + + NSO 3 –

در مقادیر اسیدی، pH افزایش می یابد آر CO2 و در عین حال غلظت CO2 در پلاسمای خون. CO 2 در حال حاضر در مقادیر بیشتری از خون به سلول های لوله های کلیوی منتشر می شود (). در لوله های کلیوی، تحت اثر کربان هیدراز، اسید کربنیک () تشکیل می شود که به یک پروتون و یک یون بی کربنات تجزیه می شود. یون های H + با کمک یک پمپ پروتون وابسته به ATP یا با جایگزینی با Na + () به لومن توبول 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 (در مجاورت مویرگ)، بی کربنات با کمک یک واکنش کربانهیدراز () 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 به حفظ سدیم در بدن کمک می کند، 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 دآمیناسیون گلوتامین و دآمیناسیون اکسیداتیو اسیدهای آمینه، در درجه اول گلوتامین است.

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

گلوتامیناز من

گلوتامین گلوتامیک اسید + NH 3

گلوتامات دهیدروژناز

α-ketoglutaric

اسید + NH 3

آمونیاک به راحتی می تواند در لوله های کلیوی پخش شود و در آنجا به راحتی می توان پروتون ها را برای تشکیل یون آمونیوم متصل کرد: NH 3 + H + ↔NH 4 +