Тема: РОЛЬ ПОЧЕК В ПРОЦЕССАХ ВЫДЕЛЕНИЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ. Цель: - уметь определить функции и значение системы выделения и почек как главного органа в обеспечении гомеостаза и приспособительных реакций организма; - уметь описать процессы, происходящие в разных отделах нефрона; - уметь рассчитать и оценить величину клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции воды и глюкозы, а также скорость секреции в нефроне. Теоретические вопросы: 1.
Система выделения, ее функции и значение для организма.
2.
Почки – основной орган выделения. Функциональная морфология нефрона. Особенности кровоснабжения почек.
3.
Современная теория мочеобразования. Факторы, от которых она зависит.
4.
Канальцевая реабсорбция, ее механизмы. Роль противоточноповоротной системы в реабсорбции. Механизмы осмотического концентрирования мочи.
5.
Секреция в канальцах. Секретируемые вещества.
6.
Методы исследования выделительной функции почек. Понятие о коэффициенте очищения, Т mg и скорости почечного плазмотока и кровотока.
Клубочковая
фильтрация.
Лабораторная работа № 1 Исследование скорости клубочковой фильтрации (СКФ) по клиренсу инулина Цель работы: Определить скорость СКФ и оценить ее величину.
Ход работы: Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) измеряется объемом фильтрата, образующегося в почках за единицу времени. Количественно СКФ измеряется почечным клиренсом. Почечный клиренс – это объем плазмы крови, который при прохождении через почки в течение одной минуты полностью очищается от какого-либо вещества (в т.ч. и лекарственного) только путем фильтрации. Такими веществами являются: - полисахарид фруктозы инулин; - эндогенный креатинин и др. Так как при введении в кровь инулина он весь поступает в капсулу нефрона путем фильтрации, не реабсорбируется и не секретируется по ходу нефрона, то:
Uin Сin*Pin = Uin*V ;
СКФ = Cin = Pin
Cin – клиренс инулина или СКФ; Pin – концентрация инулина в плазме; Uin – концентрация инулина в моче; V – минутный диурез. СКФ (Сin) составляет у мужчин 125 ± 25 мл/мин, у женщин – 108 ± 14 мл/мин. Эти значения СКФ являются нормой по отношению к 1,73 м 2 поверхности тела. Однако, величины Сin с годами жизни изменяются. Отмечаются четкие отклонения от приведенных показателей в младенческом возрасте и у пожилых людей. Величины, отвечающие нормам взрослых (в пересчете на 1,73 м2 поверхности тела) достигаются к первому году жизни. В течение дальнейшей жизни величина СКФ остается стабилизированной на уровне около 120 мл/мин вплоть до 40 лет. После указанного возраста СКФ постепенно снижается. После 40 лет С in можно охарактеризовать следующим уравнением: Должная величина
Сin = 153,2 – 0,96 * возраст в годах
Для выполнения этой работы у преподавателя необходимо получить цифровой материал, определить СКФ и сделать выводы, указав, нормальна ли СКФ и о чем это свидетельствует.
Лабораторная работа № 2 Исследование величины канальцевой реабсорбции воды Цель работы: Определить величину канальцевой реабсорбции и оценить ее величину. Ход работы: Величину канальцевой реабсорбции воды определяют по разности в первичной и конечной моче. Величину канальцевой реабсорбции воды (R H2O) определяют по разности между СКФ (Сin) и величиной диуреза (V) и выражают в процентах по отношению к СКФ.
R H2O =
С ∈¿ С ∈−V мин ¿
* 100%
В норме R Н2О составляет 98 – 99%. Для выполнения этой работы необходимо привлечь полученные данные в лабораторном исследовании № 1 и рассчитать R Н2О у мужчин и у женщин. Исследование величины канальцевой реабсорбции глюкозы Для функциональной оценки реабсорбционной способности клеток проксимальных канальцев определяют величину максимальной реабсорбции глюкозы (Tmg). Ее измеряют при полном насыщении системы канальцевого транспорта глюкозы. Для этого в кровь вводят глюкозу, в результате чего достигается плазматическая ее концентрация выше порога выведения. В этих условиях глюкоза начинает выводится из организма с мочой. Достигается равенство:
Тmg + Ug * Vмин = Cin * Pg Из этого уравнения Тmg = Сin * Pg – Ug * Vмин Сin – СКФ Pg – концентрация глюкозы в плазме Ug – концентрация глюкозы в моче Vмин – величина минутного диуреза
Среднее значение Т mg для мужчин = 375 мг/мин; для женщин = 308 мг/мин (на 1,73 м2 поверхности тела). Для расчета максимальной реабсорбции глюкозы необходимо получить цифровой материал у преподавателя, указав, нормальная ли величина Т mg и о чем это свидетельствует. Лабораторная работа № 3 Определение величины почечного кровотока и плазмотока Цель: Определить величину почечного плазмотока и кровотока. Ход работы: Непрямые методы измерения почечного кровотока основаны на оценке способности клеток почечных канальцев к секреции, т.е. к полному извлечению из околоканальцевой жидкости (и, соответственно, из плазмы крови) ряда органических кислот и их выделение в просвет канальца. С этой целью используют такие соединения, как парааминогипуровая кислота и диодраст, которые секретируются клетками почечных канальцев столь эффективно, что при невысокой их концентрации в артериальной крови она полностью очищается от этих веществ при однократном прохождении через почку. ПАГ и диодраст вводятся внутривенно, концентрация ПАГ достигает 40 мг% в крови, после чего в течении часа исследуют диурез и концентрации ПАГ в этой моче. Скорость кровотока равняется скорости очищения крови от ПАГ, т.е. его клиренсу: UПАГ * Vмин
СПАГ =
, где РПАГ
UПАГ – концентрация ПАГ в моче РПАГ – концентрация ПАГ в крови Vмин – минутный диурез Средняя величина почечного плазмотока составляет у мужчин – 720 мл/мин, у женщин – 660 мл/мин (на 1,73 м 2 поверхности тела). Величину кровотока рассчитывают с использованием показателя гематокрита. Средняя величина почечного кровотока составляет 1000-1200 мл/мин. По результатам исследования в виде цифрового материала необходимо рассчитать величину почечного кровотока и плазмотока, сделать выводы, указав, нормальные ли эти величины и о чем они свидетельствуют.
Лабораторная работа № 4 Исследование осморегулирующей функции почек Цель работы: По результатам исследования мочи в пробах Зимницкого и Фольгарда в виде цифрового материала вычертить графики изменения количества и плотности мочи и оценить полученные результаты. Ход работы: Проба С.С. Зимницкого проводится в условиях обычного пищевого и водного режима: у исследуемого собирают мочу отдельными порциями через каждые 3 часа в течение суток. В каждой из 8 порций определяют количество мочи и ее плотность. Оценка концентрационной способности почек в этих условиях проводится на основании того, что все удаляемые почками продукты обмена (мочевина) и соли выделяются лишь в виде водных растворов. При этом суточный диурез должен быть 65-75% выпитой жидкости (с преобладанием дневного диуреза над ночным – днем выделяется 2/3 всей мочи, что сопровождается изменением плотности мочи и ее объема в каждой отдельной порции). Проба Фольгарда на разведение проводится в условиях водной нагрузки. Врожденный (безусловный) механизм усиления диуреза заключается в том, что вода, реабсорбируясь в почках и поступая в кровь, вызывает небольшое понижение осмотического давления плазмы крови, омывающей осморецепторы мозговых сосудов. В результате рефлекторно задерживается выделение антидиуретического гормона. Это приводит к увеличению диуреза и снижению плотности мочи. Утром в 7ч 30мин натощак испытуемому дают выпить 1500 мл теплой воды, начиная с 8 часов через каждые 30 мин собирают 7 порций мочи, определяя в каждой количество и плотность. Оценка результатов исследования проводится на основании того, что при нормальной функции почек 1500 мл воды выделяется с мочой за 3-6 часов (до75%), при этом плотность падает до 1,001 – 1,003.
Проба Фольгарда на концентрацию с сухоедением. Всякое расстройство в почечной деятельности отражается на способности почек к обратному всасыванию воды. Поэтому степень концентрирования мочи при отсутствии приема жидкости (при полном голодании или сухоедении) является показателем работоспособности почек. В здоровом организме при голодании или сухоедении количество мочи составляет всего 20-30 мл в час, плотность такой мочи равна 1,020 – 1,030 при содержании мочевины 2,5-4%. Снижение коцентрационной способности почек в этих условиях (выделение большого количества мочи с низким удельным весом) является следствием поражения эпителия канальцев и петли Генле, а также расстройства регуляции почечной деятельности. Испытуемый получает сухую богатую белками пищу. Собирают 5 порций мочи через 2 часа, определяют количество и плотность в каждой порции. При оценке результатов необходимо учитывать, что в норме количество мочи падает до 40-60 мл, за время исследования выделяется 250300 мл мочи, плотность в отдельных порциях нарастает до 1,028-1,035. Вывод: Оцените результаты и проанализируйте механизмы регуляции почек в этих условиях.
Задачи К практическому занятию по теме: «Физиология функциональной системы выделения»
Лабораторная работа № 1: Исследование клубочковой фильтрации (СКФ) Задача 1. Мужчина, 42 года, объем мочи за час исследования составил 252 мл. Концентрация инулина в плазме крови, достигнутая внутривенным введением инулина, 10 мг% (вариации – 19; 19,5; 20; 21; до 25 мг%). Концентрация инулина в моче 580 мг%. Ответ: Сin = 135 мл/мин Задача 2. Женщина, возраст 54 года. Объем мочи, полученной путем катетеризации мочевого пузыря в течение 1 часа исследования после введения инулина, составил 390 мл, концентрация инулина в плазме – 21,7 мг %, в моче – 340 мг%. Ответ: 101,84 (102) мл/мин, сравнить с должной с учетом возраста (101,36) Задача 3. Женщина 34 года. Объем мочи в эксперименте составил 195 мл за час. Плазматическая концентрация инулина 20 мг%, концентрация инулина в моче – 310 мг%. Рассчитать скорость клубочковой фильтрации по клиренсу инулина. Ответ: 50,4 мл/мин. Дать оценку результата и характеристику причин, вызвавших снижение СКФ.
Лабораторная реабсорбции
работа
№2:
Исследование
величины
канальцевой
Задача 1. Определить канальцевую реабсорбцию воды у мужчины, диурез которого составляет 300 мл, плазматическая концентрация инулина 19,5 мг%, концентрация инулина в моче 390 мг%. Ответ: RH2O = 95% Можно рассчитать канальцевую реабсорбцию воды и в трех предшествующих задачах, что даст широкий спектр величин канальцевой реабсорбции воды. Ответ: З.№1 = 96%; З.№2 = 98%; З.№3 = 98%. Задача 2. Определить скорость клубочковой реабсорбции глюкозы в проксимальном отделе нефрона у мужчин, если известно, что в условиях внутривенного введения глюкозы плазматическая ее концентрация достигла 400 мг%, клиренс инулина составил 100 мл/мин, а концентрация глюкозы в моче – 600 мг%. Часовой диурез – 300 мл. Ответ: 370 мг/мин. Задача 3. Определить максимальную реабсорбцию глюкозы у женщины, если известно, что плазматическая концентрация глюкозы достигнута внутривенным ее введением и равна 360 мг%, в моче равна 400 мг%, минутный диурез 10 мл/мин. Ответ: 320 мг/мин.
Лабораторная работа № 3. Определение почечного плазмотока и кровотока. Задача 1. Больная, 40 лет. В исследованиях почечного плазмотока и кровотока путем внутривенного введения ПАГ достигнута его плазматическая концентрация 40 мг%, концентрация ПАГ в моче составляет 1200 мг%, часовой диурез 120 мл/час, гематокрит – 42%. Определить величину почечного плазмотока и кровотока. Ответ: СПАГ = 600 мл/мин, скорость кровотока = 1034 мл/мин. Задача 2. Определить эффективность почечного плазмотока и кровотока, если у больного, 34 года, в условиях исследования клиренс инулина составил 100 мл/мин, плазматическая концентрация ПАГ – 40 мг%, минутный диурез – 18 мл, концентрация ПАГ в моче – 1560 мг%, гематокрит – 45%.
Ответ: СПАГ = скорость плазмотока = 702 мл/мин, скорость кровотока = 1276 (1300) мл/мин.
Лабораторная работа № 4. Исследование осморегулирующей функции почек. Цифровой материал по результатам исследования мочи Проба С.С. Зимницкого № пробы
Время
К-во мочи
Плотность
1
6–9
250
1,010
2
9 – 12
340
1,010
3
12 – 13
220
1,012
4
15 – 16
270
1,011
5
16 – 21
270
1,011
6
21 – 24
250
1,012
7
24 – 3
200
1,018
8
3–6
200
1,018
Оценить результаты
Итого: 2010 Проба Фольгарда на разведение
№ пробы
Время
К-во мочи
Плотность
1
8
150
1010
2
8:30
300
1007
3
9
300
1007
4
9:30
250
1008
5
10
250
1009
6
10:30
100
1010
7
11
80
1010
Итого: 1330 Оцените результаты пробы с водной нагрузкой и проанализируйте механизм регуляции деятельности почек в этих условиях. Проба Фольгарда на концентрацию № пробы
Время
К-во мочи
Плотность
1
12
120
1012
2
14
80
1018
3
16
40
1020
4
18
60
1028
5
20
50
1020
Оцените результаты и проанализируйте механизм регуляции почек в этих условиях.