Тема: УЧАСТИЕ ПОЧЕК В РЕГУЛЯЦИИ ПОСТОЯНСТВА ВНУТРЕННЕЙ СРЕДЫ ОРГАНИЗМА Цель: - уметь объяснить основные механизмы регуляции деятельности почек, обеспечивающие поддержание постоянства внутренней среды организма; - уметь описать процессы, лежащие в основе регуляции постоянства водно-солевого обмена; - уметь описать процессы, определяющие регуляцию кислотноосновного обмена. Теоретические вопросы: 1.
Гомеостаз и его значение для нормальной деятельности клеток.
2.
Содержание и распределение воды в организме.
3.
Баланс воды в организме.
4.
Участие почек в обмене и регуляции осмотического давления крови.
5.
Участие почек в регуляции кислотно-основного состояния крови.
Постоянство внутренней среды организма характеризуется рядом физиологических констант организма, а именно: ОЦК, осмотическое давление крови, КЩР, в формировании которых ведущая роль принадлежит почкам. УЧАСТИЕ ПОЧЕК В РЕГУЛЯЦИИ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА Водно-солевым обменом называют совокупность процессов поступления воды и электролитов в организм, распределения их во внутренней среде и выделение из организма. У здорового человека поддерживается равенство объемов выделяющейся из организма и поступившей в него за сутки воды, что называют водным балансом организма. Существует в организме и баланс электролитов – натрия, калия, кальция и др.
Суточный водный баланс организма (мл/сут) Потребление и образование воды
Выделение (потеря) воды
Питье и жидкая пища
1200
С мочой
1500
С твердой пищей
1000
С потом
500
Образующаяся эндогенная вода «окисления»
300
С выдыхаемым воздухом
400
Всего:
2500
2400 (-100)
Внутренний цикл жидкостей желудочно-кишечного тракта Секреция
Реабсорбция
Слюна
1500
Желудочный сок
2500
Желчь
500
Панкреатический сок
700
Кишечный сок
3000
8100
Итого: 8200 – 8100 = вода в кале 100 мл Поступление: 2500
Выделение: 2500
При различных возмущающих воздействиях (температура окружающей среды, разный уровень физической активности, характер питания) отдельные показатели баланса могут меняться, но сам баланс при этом сохраняется. Вода является важнейшим неорганическим компонентом организма, обеспечивающим связь внешней и внутренней среды, транспорт веществ между клетками и органами. Она входит в состав различных систем органических веществ.
Общее количество воды в организме составляет у человека до 70% массы тела (примерно 38-42 л). Вода в организме образует два водных пространства: внутриклеточное (2/3 общей воды) и внеклеточное (1/3 общей воды). Содержание воды и твердых веществ в организме (в % от массы тела) Внеклеточная вода Плазма крови – 5 %
Внутриклеточная вода 45 %
Интерстициальная – 20 % Итого: 25 % Твердые вещества – 30 %
Вода внеклеточного пространства (интерстициальная) является наиболее подвижным водным бассейном, именно этот объем воды быстро меняется при избытке или недостатке воды в организме. Вся вода организма обновляется через месяц, а вода внеклеточного водного пространства – через неделю. Сдвиги водного баланса: гипергидратация и дегидратация ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ возникает при избыточном поступлении и образовании воды в организме (вода «окисления» - в покое при окислении 100 г жира образуется 100 мл воды, при окислении 100 г белка – 40 мл воды; увеличение катаболизма и энергетического обмена резко увеличивает количество образующейся эндогенной воды) и неадекватно малом ее выделении из организма. При этом вода накапливается, в основном, в интерстициальном пространстве и может проявляться водной интоксикацией: при этом вода этого пространства имеет низкое осмотическое давление по отношению к клеткам, они поглощают воду, набухают, осмотическое давление в них также снижается. Нервные клетки особенно чувствительны к пониженной осмолярности, что вызывает их возбуждение и мышечные судороги. ДЕГИДРАТАЦИЯ возникает в условиях недостаточного поступления и образования воды при чрезмерно большом ее выделении. Вода интерстициального пространства уменьшается в своем объеме, что сопровождается сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств,
нарушением гемодинамики. Недостаток воды в организме в объеме 20% массы тела ведет к летальному исходу. Водный баланс тесно связан с обменом электролитов. Поэтому принято говорить о водно-солевом или водно-электролитном балансе организма. Для поддержания электролитного баланса организма необходимо в сутки потреблять: Натрий 130 ммоль/сут Калий 75 ммоль/сут Кальций 20 ммоль/сут Хлор 75 ммоль/сут Фосфор 26 ммоль/сут
РЕГУЛЯЦИЯ ВОДНО-СОЛЕВОГО ОБМЕНА происходит под влиянием ряда возмущающих факторов: осмотическое и онкотическое давление жидкостей водных пространств, гидродинамическое и гидростатическое давление крови, питьевое поведение и жажда, состояние мембран, активный транспорт электролитов и неэлектролитов, а также нейрогуморальная регуляция деятельности почек. Участие ренин-ангиотензин-альдостероновой системы в регуляции водно-солевого обмена Снижение системного АД Уменьшение кровоснабжения почек
Активация ЮГА почек
Ренин
Ангиотензиноген Ангиотензин I Ангиотензин II
Повышение кровяного давления
Увеличение Сужение периферического сосудов сопротивления Кора надпочечников сосудистого русла Секреция альдостерона Увеличение реабсорбции натрия в дистальных
канальцах нефрона Увеличение ОЦК
Увеличение реабсорбции воды Уменьшение диуреза
Участие почек в регуляции осмотического давления крови
Ощущение жажды Уменьшение поступления воды в орг-м
Увеличение Поведенческая поступления реакция, воды в орг-м поиск воды, прием воды
Увеличение осмотического давления крови
Уменьшение осмотического давления крови
Осморецепторы организма
Кора головного мозга
Супраоптические ядра гипоталамуса
Гипофиз (задняя доля – нейрогипофиз)
Увеличение или уменьшение секреции АДГ
Уменьшение или увеличение осмотического давления крови
Увеличение или уменьшение реабсорбции воды в канальцах нефрона
Уменьшение или увеличение диуреза
Роль почек в регуляции кислотно-щелочного состояния (КЩС) Почки играют важную роль в поддержании постоянства концентрации ионов водорода в крови. Активная реакция мочи может резко изменяться (в некоторых случаях рН снижается до 4,5 и возрастает до 8,0, что обеспечивает стабилизацию рН плазмы крови на уровне 7,36). В апикальной мембране и цитоплазме клеток канальцев нефрона находится фермент карбоангидраза, катализирующий реакцию гидратации двуокиси углерода: СО2 + Н2О = Н2СО3 ====== Н+ + НСО3Просвет канальца II порядка
Клетки канальца
Кровь
Выделени е Н2СО3 + (Н )
NaHCO3 (фильт. из плазмы)
Na НСО3-
Н+
CO2+H2O—KA—H2CO3
HCO3-
Na+
NaHCO3
H+
H2CO3--KA--H++HCO3-
Выделени е титруемых кислот NaH2PO4
CO2+H2O—KA—H2CO3
H+
HCO3-
H+
Na2HPO4 Na2HPO4 NaH2PO4 Na+
Выделени е аммония
NaCl Cl + H+
NH4Cl
Na+
NaHCO3
CO2+H2O—KA—H2CO3
НСО3_
H+
HCl Na+
Na+
NaHCO3
NH3 NH4Cl
NH3—глутаминаза—глутамин
Таким образом, общая экскреция кислот почкой складывается из трех компонентов: выделения Н+, титруемых кислот, солей аммония.
Участие почек в регуляции ОЦК (объема циркулирующей крови) с участием атриального натрийуретического фактора
Увеличение ОЦК
Растяжение предсердий
Волюморецепторы предсердий Секреция атриопептидов
Ингибирование секреции альдостерона
Уменьшение реабсорбции натрия в почках
Уменьшение ОЦК
Увеличение диуреза
ГИПЕРГИДРАТАЦИЯ В СОСУДАХ И ЛЕВОМ ПРЕДСЕРДИИ
Возбуждение
Гипоталамус Супраоптическ I. ие ядра
V-
рецепторы торможение АДГ
II.Сердце атриальный найтрийуретический пептид
кровь
I и II пути работают согласованно. Если Vрецепторы не возбуждены, то схема не работает
Уменьшение Реабсорбции
Na и Н2О Собирательная трубочка Н2О Na
Много мочи низкой концентрации Диурез увеличивается
Участие ренин-ангиотензивной системы в регуляции почками водносолевого обмена Ангиотензиноген в крови Уменьшение кровоснабжения
ЮГА почек
Ренин
Ангиотензин-2 Сужение сосудов
Кора надпочечников Секреция альдостерона
Повышение АД
Увеличение реабсорбции Na в дистальном отделе канальцев
Увеличение объема циркулирующей крови (ОЦК) Увеличение реабсорбции Н2О Уменьшение диуреза
Регуляция осмотического давления крови Повышение концентрации NaCl Периферические осморецепторы
возбуждение
Н О 2
Гипоталамус Продолговатый Питьевое Центр осморемозг. Центр поведение гуляции. жажды Супраоптические ядра АДГ АДГ в крови специфические рецепторы
АДГ+специфические рецепторы Собирательная трубочка
Н2О
Н2О
Активация аденилатциклазы
Н2О
Мало мочи высокой концентрации, уменьшение диуреза
АТФ --- цАМФ активация гиалуронидаза деполимеризация гиалуроновая кислота
Н2О
Увеличение проницаемости собирательных трубочек для Н2О
Участие системы выделения в регуляции гомеостаза Росм
Осморе -цепторы
Кора
рН
КД (в опред. рефлекс. зонах)
Кора, подкорка
Гипотал. Гипофиз
ХемоR БароR ВолюмоR
Жажда
АДГ
Гипоталаму с
рСО2
Продолг. мозг
ЮГА почки
Кора надпочечников
ЮГА почки
Альдос- С-ма стерон ренинангиотензин
Поведен- Увеличе- Увелическая ние чение реакция реабсор- реабсор поиска и бции -бции приема воды натрия воды
Объем воды
Росм
Ионный состав