Как происходит процесс реабсорбции в почках: механика, регуляция, возможные нарушения

Основная функция почек — переработка и дальнейшее выведение из организма продуктов жизнедеятельности, метаболитов различных токсических и медикаментозных веществ.

При нормальном протекании этих процессов происходит выработка гормона эритропоэтина, обеспечивается поддержание оптимальных показателей артериального давления и достижение гомеостаза.

При нормальном функционировании почечной системы происходит образование мочи. Механизм образования этого конечного продукта состоит их трех этапов.

Развитие нарушений хотя бы в одном из процессов приводит к сбоям в работе всего организма. В данной статье будет подобно разобрано, как происходит реабсорбция в почках.

Реабсорбция: общие сведения

Фильтрация, реабсорбция и секреция – этапы образования мочи в почках. Процесс реабсорбции представляет собой поглощение организмом из первичной мочи различных веществ, которые отфильтровались из крови.

Благодаря клеткам почечных каналов происходит обратное поглощение ранее отфильтрованных химических элементов. Эпителиальные клетки в данном процессе играют роль абсорбента.

В них осуществляется распределение всех элементов, которые содержатся в первичной моче.

Происходит обратное поглощение воды, глюкозы, различных ионов и аминокислот, которые после этого транспортируются в кровяное русло.

Химические компоненты, являющиеся метаболитами или находящиеся в избытке в организме человека, отфильтровываются эпителиальными клетками.

Этот процесс протекает в проксимальных канальцах. После этого формирование вторичной мочи перемещается в петлю Генле, дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки.

Виды реабсорбции

В зависимости от участка канальца, в котором происходит реабсорбция, принято выделять несколько разновидностей этого процесса:

• проксимальная реабсорбция;
• дистальная реабсорбция.

Первая отличается возможностью канальцев выделять и осуществлять обратную транспортировку белков, аминокислот, декстрозы, витаминов, воды, микроэлементов и различных ионов из первичной мочи.

1. Экскреция воды является пассивным механизмом транспортировки. Скорость и качество этого процесса напрямую зависит от наличия гидрохлорида и щелочи в первичной моче.
2. Бикарбонат перемещается с помощью как пассивного, так и активного механизма. Скорость реабсорбции напрямую зависит от участка органа, через который подходит первичная моча. Ее ток в канальцах отличается особой динамичностью, а для всасывания необходимых компонентов через мембрану требуется определенное время. Пассивный механизм характеризуется повышением концентрации бикарбоната и снижением объема мочи.

• Эпителиальная ткань принимает участие в транспортировке аминокислот и декстрозы. Эпителиальные клетки располагаются в щеточной каемке апикальной мембраны. При поглощении вышеупомянутых веществ происходит образование гидрохлорида, также наблюдается снижение концентрации бикарбоната.
• Глюкоза почти полностью реабсорбируется клетками канальцев. При повышении концентрации глюкозы повышается нагрузка на транспортирующие клетки.  В результате таких изменений прекращается перемещение глюкозы в кровеносную систему, и она попадает в мочу.

При проксимальной реабсорбции происходит почти полное поглощение пептидов и белка.

Дистальная реабсорбция напрямую влияет на итоговый состав мочи, количественное содержание компонентов во вторичной моче. При дистальном поглощении веществ наблюдается активное всасывание щелочи.

Параллельно с этим происходит пассивная реабсорбция хлора и активная — кальция, фосфатов и калия.

Концентрация урины и активизация всасывания обуславливаются особенностями строения почечной системы.

Механика процесса

Осуществление канальцевой реабсорбции невозможно без задействования механизмов, аналогичных перемещению различных молекул через плазматическую мембрану: пассивный и активный транспорт, эндоцитоз, диффузия и т. д.

Наиболее важны пассивный и активный транспорт. Главным отличием второго является то, что он осуществляется против электрохимического градиента. Для его реализации необходимы затраты энергии и наличие специальной транспортной системы.

Всего существует два вида активного транспорта:

1. первично-активный. Требует затрат энергии, которая выделяется при распаде аденозинтрифосфата. С помощью этого механизма перемещаются ионы водорода, калия, кальция и натрия;
2. при вторично-активном переносе веществ энергия не расходуется. В данном механизме движущей силой выступает разница в концентрации ионов натрия в просвете канальца и цитоплазме. Клетка-переносчик связывается с ионом натрия. Благодаря такому механизму через мембрану проникают аминокислоты и глюкоза. Меньшее содержания натрия в цитоплазме объясняется тем, что он выводится в межклеточную жидкость с использованием АТФ.

За пределами мембраны весь комплекс расщепляется на составляющие. В результате образуется:

• глюкоза;
• ион натрия;
• белок-переносчик.

Переносчик перемещается в клетку, где готов совершить следующую транспортировку. Глюкоза из межклеточной жидкости проникает в капилляр и дальше разносится по кровяному руслу.

Ее реабсорбция происходит в проксимальном отделе, так как лишь в этом участке формируется  необходимый переносчик.

Всасывание аминокислот происходит по аналогичному алгоритму, а процесс реабсорбции низкомолекулярных белков несколько сложнее. Белок всасывается путем пиноцитоза — поглощения молекулы клеткой.

После этого белковая цепь внутри клетки распадается на аминокислоты, которые  выводятся в кровь.

Главным отличием пассивного транспорта является всасывание по электрохимическому градиенту. Этот механизм не нуждается в энергетической поддержке. Примером является всасывание хлора в дистальном участке канальца.

Реабсорбция может включать разные способы транспортировки. Схема зависит от того, в каком участке нефрона происходит процесс.

К примеру, реабсорбция воды происходит разными способами:

• большая часть (40-45 %) всасывается в проксимальных отделах с использованием осмотического механизма;
• благодаря поворотно-противоточному механизму в петле Генле поглощается примерно 25-28 % воды;
• в дистальных извитых канальцах происходит поглощение оставшихся 25 % воды. Отличие этого механизма поглощения от остальных — регулируемость.

Объем вторичной мочи составляет лишь сотую часть от объема первичной.

Регуляция канальцевой реабсорбции

Кровообращение в почках является отчасти автономным процессом. Даже при значительных скачках давления (от 90 до 190 мм рт. ст.) давление в капиллярах этих органов остается неизменным — держится в пределах нормы.

Эту особенность можно объяснить разницей в поперечном сечении приносящих и выносящих кровеносных сосудов.

Принято выделять два наиболее значимых вида  регуляции процесса реабсорбции в нефроне: гуморальная и миогенная ауторегуляция.

1. Гуморальная регуляция осуществляется при помощи гормонов. Если оценивать канальцевую реабсорбцию функционально, то ее главным показателем является уровень всасывания воды. Этот процесс разделяется на два этапа: обязательный, который осуществляется в проксимальных канальцах и не зависит от количества воды в организме, и зависимый, который происходит в дистальном участке канальцев и собирательных трубочках. Последний этап регулируется воздействием гормонов.
2. Миогенная ауторегуляция заключается в следующем: при увеличении показателей артериального давления происходит сокращение стенок приносящих артериол, то есть в орган проникает меньшее количество крови, и давление снижается. В этом процессе участвуют ангиотензин II, в меньшей степени — лейкотриены и тромбоксаны. В качестве антагонистов этих веществ выступают ацетилхолин, дофамин и т. д. В результате действия этих полярных сил происходит нормализация давления в клубочковых капиллярах, и удерживается нормальный уровень скорости клубочковой фильтрации.

Нарушения реабсорбции и их диагностика

Нарушения процесса реабсорбции приводят к развитию различных заболеваний мочевыводящей системы. Каждая патология обладает характерной симптоматикой, клинической картиной и требует незамедлительного лечения:

• снижение или же повышение всасывающей способности канальцев. Может приводить к уменьшению количества жидкости, ионов и полезных органических соединений. Подобные нарушения могут возникать из-за снижения активности веществ, участвующих в транспорте, недостаточного количества переносчиков и макроэргов, нарушения целостности эпителиального слоя;
• изменение состава мочи, ее цвета, нарушение мочеиспускания и диуреза могут быть проявлением почечных синдромов, которые свидетельствуют о возникновении нефрита, тубулопатии и почечной недостаточности;
• нарушения функций эпителиальных клеток. Могут быть следствием повреждения дистальных отделов канала, тканей коркового и мозгового слоя почек. О наличии дисфункции свидетельствует ряд внепочечных и почечных синдромов;
• олигурия — уменьшение суточного диуреза и увеличение удельного веса мочи:
• полиурия — значительное увеличение объема вторичной мочи и уменьшение ее удельного веса;
• патологические изменения эпителиальных клеток канальцев. Это нарушение приводит к изменению концентрации мочи;
• нарушение гормонального баланса. Чрезмерная выработка альдостерона способствует повышенной реабсорбции натрия, что провоцирует задержку жидкости в организме. Параллельно с этим происходит уменьшение количества калия и возникновение локализированных отеков.

Для оценки эффективности проксимальной реабсорбции необходимо определить уровень глюкозы в организме человека, принимая во внимание наиболее высокий показатель. Исследование проводится по следующему алгоритму:

• уровень реабсорбции глюкозы измеряется после внутривенного введения пациенту раствора глюкозы, повышающего уровень данного моносахарида в крови;
• после этого проводится исследование мочи. Если уровень глюкозы в урине не превышает 9,5-10 ммоль на литр, это свидетельствует о том, что процесс реабсорции в норме.

Оценка дистальной реабсорбции не менее важна. Этот исследование имеет свои особенности:

• на протяжении определенного времени (дать рекомендации должен врач) пациент полностью воздерживается от употребления жидкости;
• в качестве биологического материала забирается моча и кровь;
• после этого пациенту вводится вазопрессин;
• жидкость можно пить только после завершения всех вышеописанных действий.

Данный метод также помогает специалистам выявлять наличие несахарного диабета у пациентов.

В заключение

При нормальной работе мочевыделительной системы с мочой из организма систематически выводятся различные метаболиты и токсические соединения.

Если возникают различные сбои в функционировании почек (нарушение выделения мочи, изменения цвета, прозрачности, уменьшение количества, болезненность во время акта мочеиспускания и т. д.), необходимо в кратчайшие сроки обратиться за помощью к врачу.

Важно помнить, что самолечение вредит вашему здоровью.

Вся информация представлена с ознакомительной целью. Для получения более подробных данных обращайтесь к специалисту.