Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Альдостерон. Альдостерон, выделяемый клубочковой зоной коры надпочечников, увеличивает реабсорбцию натрия и секрецию калия. Клетками-мишенями альдостерона являются главные клетки корковых собирательных трубочек (см. разд. 15.5.1).

Антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин). Наиболее важное действие АДГ в почке заключается в увеличении проницаемости эпителия дистальных канальцев, собирательных трубочек и протоков для воды. Действие гормона способствует сохранению запасов воды в организме, например при обезвоживании. При отсутствии АДГ проницаемость дистальных канальцев и собирательных протоков для воды очень низка, что приводит к выделению большого количества сильно разведенной мочи. Таким образом, действие АДГ играет ключевую роль в регуляции степени разведения мочи.

АДГ связывается с особыми V2-рецепторами, расположенными в клетках на выходе из дистальных канальцев, собирательных трубочек и собирательных протоков. Связь с рецепторами приводит к увеличению образования цАМФ и активации протеинкиназ в клетке, а это, в свою очередь, способствует перемещению внутриклеточного белка, называемого аквапорином 2 (AQP2), в сторону апикальной мембраны. Молекулы AQP2, организуясь вместе, сливаются с мембраной и формируют водные каналы, позволяя воде перемещаться в клетки (см. разд. 15.2.2.1, рис. 15.6).

Предсердный натрийуретический пептид. Эндокринные клетки предсердий в ответ на увеличение объема плазмы и перерастяжение камер сердца выделяют предсердный натрийуретический пептид. Его высокое содержание тормозит реабсорбцию натрия и воды почечными канальцами, особенно в собирательных протоках почки. Снижение реабсорбции натрия и воды увеличивает выделение их с мочой, способствуя возвращению объема крови к прежней, нормальной величине (см. разд. 15.11.2).

Паратиреоидный гормон. Паратиреоидин — один из наиболее важных гормонов, регулирующих содержание кальция в организме. Основное действие в почках связано с увеличением реабсорбции кальция, особенно в дистальных канальцах, а также, по-видимому, и в петле Генле. Паратиреоидин влияет также и на другие процессы, включая торможение проксимальными канальцами реабсорбции фосфатов и стимулирование реабсорбции магния в петле Генле (см. разд. 15.4.2).

Активация симпатического отдела АНС может уменьшать выделение натрия и воды путем сужения просвета почечных артериол и как следствие — уменьшения СКФ. Симпатические влияния также увеличивают реабсорбцию натрия в проксимальном канальце, толстом восходящем отделе петли Генле и, возможно, в более дистальных частях канальцевой системы. Наконец, стимуляция симпатического отдела увеличивает выделение в кровь ренина и способствует образованию ангиотензина II, который дополнительно усиливает реабсорбцию в канальцах и уменьшает выделение натрия почкой (см. разд. 15.5.4, 15.5.5).

Из поступающих в организм при сбалансированной диете 120 ммоль Na+ лишь 15% удаляется через потовые железы и ЖКТ, а 85% экскретируется с мочой. Каждые сутки почки отфильтровывают 25 500 ммоль и реабсорбируют 25 400 ммоль Na+, что примерно эквивалентно полутора килограммам поваренной соли. Поскольку вода пассивно перемещается между компартментами вслед за Na+ (и сопутствующим Cl–), ясно, сколь большое значение имеют почки для поддержания объема жидкостей организма и их осмоляльности.

Градиент реабсорбции. Реабсорбция Na+ (как и Cl–) максимальна в проксимальном извитом канальце, постепенно уменьшается в проксимальнодистальном направлении и минимальна в собирательных протоках.

Пути и направление транспорта. Через стенку почечного канальца транспорт Na+ и Cl– (как и транспорт других ионов и воды) происходит как трансклеточно (сквозь клетку), так и по околоклеточному (парацеллюлярному) пути.

Механизмы канальцевого переноса Na+ через верхушечную и базолатеральную плазмолемму различны в силу того обстоятельства, что существенно различается внеклеточная (внутриканальцевая и интерстициальная) и внутриклеточная концентрация Na+. При реабсорбции Na+ пассивно входит в цитозоль через верхушечную плазмолемму, так как внутриклеточная концентрация Na+ значительно ниже внутриканальцевой (15 мМ против 142–40 мМ в разных отделах канальцев). В то же время через базолатеральную клеточную мембрану Na+ активно выкачивается из клетки, так как внеклеточная, то есть интерстиций, концентрация Na+ гораздо выше внутриклеточной (145 мМ против 15 мМ).

В целом реабсорбция Na+ в проксимальном извитом канальце может осуществляться посредством (электронейтрального) Na+,H+-переносчика (антипорт), а также посредством целого ряда переносчиков Na+, которые помимо Na+ присоединяют и переносят в клетку другие соединения (см. разд. 26.6.2.1, рис. 26.7).

Проникновение Na+ в клетку при этом является процессом пассивным. Энергия высокого электрохимического градиента Na+, созданного Na+, K+-АТФазой, используется также для того, чтобы названные в пункте 1 (см. раздел 26.6.2.1) ионы Н+ в результате вторичного активного транспорта были секретированы в просвет канальца в обмен на ионы Na+ (антипорт) и названные в пункте 2 (см. разд. 26.6.2.1) вещества реабсорбировались в результате вторичного активного транспорта, обусловленного работой белков-переносчиков, связывающихся одновременно с Na+ и этими веществами (котранспорт). Некоторые белки-переносчики могут связывать более одного иона Na+ и одновременно несколько других переносимых веществ. В результате увеличивается движущая сила транспорта для веществ, переносимых с помощью вторичного активного транспорта: в случае двух ионов Na+ — в 2 раза (котранспорт).

В дистальном прямом канальце (толстой восходящей части петли Генле) процесс реабсорбции осуществляется с помощью белка-переносчика (вторично-активный транспорт, котранспорт), расположенного на апикальной мембране клеток эпителия. Он переносит одновременно один ион Na+, один ион K+ и два иона Cl–, при этом движущей силой является градиент Na+, опять создаваемый Na+,K+-АТФазой, расположенной на базолатеральной мембране (первичноактивный транспорт, см. рис. 26.10). Через каналы на люминальной мембране K+ диффундирует обратно в просвет канальца (процесс рециркуляции).

Диффузия K+ из клетки приводит к гиперполяризации люминальной мембраны. Кроме того, наличие ионов K+ в просвете канальца устанавливает трансэпителиальный потенциал, при котором жидкость в просвете канальца по отношению к интерстициальной жидкости заряжена положительно. Под влиянием этого трансэпителиального потенциала Na+ (и ряд других катионов) может быть реабсорбирован пассивно через проницаемые для катионов плотные контакты.

В дистальном извитом канальце реабсорбция Na+ продолжается вместе с Cl– (см. рис. 26.12). Оба этих иона из просвета канальца попадают в клетки дистального извитого канальца посредством механизма вторично-активного транспорта, обусловливающего одновременный перенос Na+ и Cl– (котранспорт, белок-переносчик — TSC). NaCl входит в клетку через апикальную мембрану посредством локализованного на люминальной мембране переносчика Na+ и Cl– (котранспорт), при этом Na+,K+-АТФаза на базолатеральной мембране активно выводит Na+ из клетки, поддерживая электрохимический градиент, обеспечивающий вход Na+ через люминальную мембрану. Работа этого электронейтрального Na+,Cl–-переносчика стимулируется альдостероном и тормозится диуретиком тиазидом. Именно поэтому он был назван TSC (thiazid-sensitive co-transporter). Cl– выходит из клетки через Cl–-каналы.

В корковом собирательном протоке (см. рис. 26.13) в главные клетки Na+ попадает через Na+-каналы.