Регуляция водно-солевого гомеостаза

Рассмотрев основные этапы процесса мочеобразования, мы можем перейти к регуляции водно-электролитного гомеостаза, в которых почка выполняет роль эффекторного органа.

Общий объем жидкостей тела составляет у человека примерно 60% массы тела. Этот объем распределен между двумя большими секторами: внутриклеточным и внеклеточным.

Для нормальной жизнедеятельности организма в этих жидкостных средах необходимо поддерживать постоянство физико-химического состава и свойств — гомеостаз. Однако многие факторы, влияющие на организм, такие как прием, потеря или ограничение потребления воды, усиленное потребление соли или ее дефицит, смещение метаболизма и т. д. способны изменять объем и состав жидкостей тела. Отклонения параметров внутренней среды от некоторого нормального уровня включают механизмы регуляции. Система регуляции водно-электролитного гомеостаза имеет много контуров: это и регуляция объема, осмотической концентрации, ионного состава и др.

Для их дальнейшего рассмотрения нам следует найти тот основной контур, с которым связаны остальные. Таким контуром является содержание в организме Na. Действительно, ион натрия, удерживая молекулы воды, определяет объем и осмолярность жидкостей внутренней среды и обеспечивает целый ряд жизненно-важных функций.

Регуляция выведения Na почкой осуществляется двумя системами: антинатрийуретической и натрийуретической. Антинатрийуретическая система обеспечивает задержку Na и уменьшает его выведение. Она имеет гуморальное и рефлекторное звено. Гуморальное звено связано с ренин-ангиотензин-альдостероновой системой (РААС), которая включает следующие элементы: ренин-протеолитический фермент, секретируемый юкстагломерулярным аппаратом (ЮГА) почки. Ренинпродуцирующие клетки чувствительны к уменьшению объема, перепадам АД в приносящих артериолах, и к изменению концентрации Na в канальцевой жидкости (рис. 13)

Ренин действует на ангиотензиноген и отщепляет от него пептид из десяти аминокислот, образуя ангиотензин-I. Под действием ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) неактивный ангиотензин-1 переходит в ангиотензин-II, который представляет физиологически высокоактивное вещество, обладающее множественными эффектами, среди которых наиболее значимыми являются стимуляция синтеза и секреции альдостерона корой надпочечников и мощное сосудосуживающее действие. Обратите внимание на то, что действие многих современных гипотензивных лекарственных препаратов, применяющихся для лечения гипертонических состояний, снижает активность РААС именно за счёт ингибирования АПФ.

Рисунок 13 Схема взаимодействия компонентов РААС

Альдостерон является главным «действующим лицом» антинатрийуретической системы. Он усиливает в почечных канальцах реабсорбцию натрия, что приводит к задержке этого иона в организме. Рассмотрим клеточный механизм действия гормона. Своё действие он оказывает в дистальном извитом канальце.

Альдостерон, как и все стероидные гормоны, проникает в клетку и взаимодействует со специфическим белковым рецептором. Образовавшийся комплекс гормон-рецептор проникает в ядро и индуцирует процесс транскрипции генов, в результате включается синтез по крайней мере трех функциональных канальцевых белков: 1.белков–каналов,облегчающих проникновение в клетку Na через апикальную мембрану, 2. белков-насосов Na-K-АТФазы -, непосредственно обеспечивающих активный перенос Na из канальцев в кровь и 3. белков-ферментов в митохондриях, обеспечивающих клетки энергией, необходимой для транспорта натрия. Таким образом, альдостерон увеличивает реабсорбцию натрия и делает это, если можно так выразиться, «виртуозно», воздействуя на все этапы его транспорта. Кроме того, альдостерон уменьшает реабсорбцию калия в канальцах почки.

Рисунок 14 Клеточный механизм действия альдостерона

Натрийуретическая система обеспечивает выведение натрия почкой (натрийурез) и активируется при увеличении объема жидкости. Натрийуретическая система представлена семейством веществ, общее название которых НУП (натрийуретические пептиды). К ним прежде всего следует отнести предсердный натрийуретический пептид (ПНП). (Другие названия: кардиопептид, АНП - атриальный натрийуретический фактор, предсердный натрийуретический гормон – ПНГ). Он синтезируется в клетках предсердий и состоит из 28 аминокислот.

ПНП обладает сильным натрийуретическим, диуретическим и гипотензивным эффектом. Его натрийуретический эффект реализуется через влияние на гемодинамику, СКФ и снижение реабсорбции натрия в почечных канальцах. Несмотря на явную способность ПНП усиливать почечную экскрецию натрия, механизм его действия еще полностью непонятен. Возможно, он играет роль модулятора, приводящего активность системы, обеспечивающей баланс натрия, в соответствие с потребностями системы кровообращения.

Существует мозговой или гипоталамический НУП, образующийся в ядрах заднего гипоталамуса. Описан и почечный НУП - уродилатин.

В таблице 2 мы попытались представить факторы, влияющие на натрийуретическую функцию почек.

Таблица 2

Анализируя данные таблицы, следует признать, что существует богатый набор веществ, обладающих как натрийзадерживающим, так и натрийуретическим действием. Они имеют в нефроне разные точки приложения, однако роль многих из них и механизм действия пока не ясен. Однако, такая многофакторная система обеспечивает довольно стабильное содержание натрия в организме.

Теперь мы можем ввести в действие эти системы и включить их в регуляцию водно-солевого обмена. По современным представлениям, поддержание водно-солевого гомеостаза обусловлено взаимосвязанной деятельностью физиологических систем регуляции объема, осмотической концентрации и ионного состава жидкостных сред организма. Эти системы обладают рецепторами, воспринимающими изменение состава и объема внутренней среды, центральными представительствами, где происходит интеграция поступающей информации. Далее соответствующие нервные и гормональные команды передаются основному эффектору-почке. Почка благодаря перестройке, главным образом натрий- и водо-выделительной функции, обеспечивает поддержание основных гомеостатических параметров на оптимальном уровне.

Регуляция объема жидкостей или волюморегуляция.

Волюморегуляция (от слова volume-объем) осуществляется сочетанной деятельностью антинатрийуретической, натрийуретической и антидиуретической систем. Считается, что содержание Na в организме регулируется через изменение объема жидкости, главным образом крови. От содержания Na зависит величина объема жидкости организма. Волюморегуляция осуществляется рефлекторным путем. Информационный блок представлен волюморецепторами.

Волюморецепторы располагаются в артериальной системе и предсердиях и реагируют на степень их растяжения. Объемные сдвиги могут происходить в сторону уменьшения объема или его увеличения.

Уменьшение объема - гиповолюмия может явиться следствием кровопотери, диареи, ортостатических перераспределений крови, уменьшения объема циркулирующей крови или снижения кровяного давления. Целесообразная биологическая реакция почек должна выразиться в уменьшении диуреза и натрийуреза, соответственно задержке Na и воды в организме. Другими словами, в действие должна быть приведена антинатрийуретическая и антидиуретическая система. Последовательность и направленность реакций такова: уменьшение объема циркулирующей крови (независимо от причин) вызывает усиление секреции ренина почками и включает РААС (1 на рисунке 15). В конечном итоге образуется ангиотензин-II, который с одной стороны увеличивает тонус сосудов и способствует повышению кровяного давления, с другой приводит к увеличению секреции альдостерона и увеличению реабсорбции натрия. Таким образом, срабатывает антинатрийуретическая система. Одновременно информация от волюморецепторов а также прессорецепторов об уменьшении объема крови направляется в супраоптическое ядро гипоталамуса (2 на рисунке 15), увеличивается секреция и выделение из задней доли гипофиза АДГ, он действует на почку, где увеличивает реабсорбцию воды. Таким образом, происходит задержка и воды и восстанавливается объем жидкости (рис. 15)

Увеличение объема - гиперволюмия обусловлена увеличением объема внеклеточной жидкости и может явиться следствием переливания крови или кровезаменителей, введением физиологического раствора, развития сердечной недостаточности, отечных состояний.

В этом случае биологически целесообразная реакция со стороны почек проявляется в увеличении экскреции натрия и воды. В данном случае в реакцию вовлекается натрийуретическая система, происходит увеличение выведения Na, вслед за которым уйдет и вода. Последовательность процессов при гиперволюмии такова (рисунок 16 - 1): увеличение объема включает волюморегулирующий рефлекс, возрастает приток крови к сердцу, растягиваются стенки предсердий, раздражаются волюморецепторы, информация от них направляется в гипоталамус, из задних ядер которого выделяется гипоталамический натрийуретический пептид (НУП). Кроме того, при растяжении предсердий из них выделяется предсердный натриуретический пептид (ПНП). Под действием натрийуретических пептидов усиливается выведение натрия и воды.

Предположительно, гиперволюмия может сопровождаться уменьшением активности антинатрийуретической системы и снижением секреции альдостерона, что также способствует выведению натрия (рисунок 16 – 2).

Рисунок 15 Схема волюморегулирующего рефлекса при гиповолюмии

Одновременно при увеличении наполнения предсердий возбуждение волюморецепторов угнетает секрецию и выделение АДГ, что приводит к

Рисунок 16 Схема волюморегулирующего рефлекса при гиперволюмии

увеличению диуреза. Таким образом, выводится натрий и вода, и организм разгружается от избытков жидкости. Обратите внимание, что изменение внеклеточного объема жидкости включает волюморегулирующие рефлекторные реакции с однонаправленной параллельной экскрецией и натрия и воды. Это целесообразное явление, поскольку обстоятельства, вызвавшие изменения объема, часто связаны с потерей или избыточным количеством натрия и воды в организме примерно в пропорциональных количествах.

Date: 2015-05-23; view: 1049; Нарушение авторских прав