12.2.3.3. Канальцевая секреция

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 

В выделении продуктов обмена и чужеродных веществ имеет значение их секреция из крови в просвет канальца против кон­центрационного и электрохимического градиентов. Этот дополни­тельный механизм выделения ряда веществ, помимо их фильтра­ции в клубочках, позволяет быстро экскретировать некоторые ор­ганические кислоты и основания, а также некоторые ионы, напри­мер К+. Секреция органических кислот (феноловый красный, ПАГ, диодраст, пенициллин) и органических оснований (холин) происходит в проксимальном сегменте нефрона и обусловлена функционированием специальных систем транспорта. Калий секре-тируется в конечных частях дистального сегмента и собиратель­ных трубках.

Рассмотрим механизм процесса секреции органических кислот на примере выделения почкой ПАГ. При введении ПАГ в кровь че­ловека ее выделение с мочой зависит от фильтрации в клубочках и секреции клетками канальцев (см. рис. 12.5). Когда секреция ПАГ (РАН) достигает максимального уровня (ТтрАН), она ста­новится постоянной и не зависит от содержания ПАГ в плазме крови. Принцип секреторного процесса при транспорте органиче­ских соединений состоит в том, что в мембране клетки прокси-

мального канальца, обращенной к интерстициальной жидкости, имеется переносчик А, обладающий высоким сродством к ПАГ. В присутствии ПАГ образуется комплекс А—ПАГ, который обе­спечивает перемещение ПАГ через мембрану, и на ее внутренней поверхности ПАГ освобождается в цитоплазму. При этом перенос­чик снова приобретает способность перемещаться к внешней поверхности мембраны и соединяться с новой молекулой ПАГ. Механизм транспорта состоит в том, что переносчик обменивает ПАГ на а-кетоглутарат на базальной плазматической мембране клетки проксимального канальца. Переносчик обеспечивает по­ступление ПАГ внутрь клетки. Угнетение дыхания цианидами, разобщение дыхания и окислительного фосфорилирования в при­сутствии динитрофенола снижают и прекращают секрецию. Уро­вень секреции зависит от числа переносчиков в мембране. Секре­ция ПАГ возрастает пропорционально увеличению концентрации ПАГ в крови до тех пор, пока все молекулы переносчика не насы­щаются ПАГ. Максимальная скорость транспорта ПАГ достигает­ся в тот момент, когда количество ПАГ, доступное для тран­спорта, становится равным количеству молекул переносчика А, которые могут образовывать комплекс А—ПАГ.

Поступившая в клетку ПАГ движется по цитоплазме к апи­кальной мембране и с помощью имеющегося в ней специального механизма выделяется в просвет канальца. Способность клеток почки к секреции органических кислот и оснований носит адап­тивный характер. Если в течение нескольких дней часто инъециро­вать ПАГ (или пенициллин), то интенсивность секреции возраста­ет. Это обусловлено тем, что в клетках проксимальных канальцев при участии систем белкового синтеза вырабатываются вещества, являющиеся необходимыми компонентами процесса переноса че­рез мембрану органических веществ.

Подобно секреции органических кислот, секреция органических оснований (например, холина) происходит в проксимальном сег­менте нефрона и характеризуется Тт. Системы секреции органи­ческих кислот и оснований функционируют независимо друг от друга, при угнетении секреции органических кислот пробенецидом секреция оснований не нарушается.

Транспорт в нефроне К+ характеризуется тем, что К+ не только подвергается обратному всасыванию, но и секретируется клетками эпителия конечных отделов нефрона и собирательных трубок. При реабсорбции из просвета канальца К+ поступает в эпителиальную клетку, где концентрация К+ во много раз выше, чем в канальцевой жидкости, и К+ диффундирует из клетки через базальную плазматическую мембрану в тканевую интерстициаль-ную жидкость, а затем уносится кровью. При секреции К+ посту­пает в клетку в обмен на Na+ через эту же мембрану с помощью натрий-калиевого насоса, который удаляет Na+ из клетки; тем самым поддерживается высокая внутриклеточная концентрация К+. При избытке К+ в организме система регуляции стимулирует его секрецию клетками канальцев. Возрастает проницаемость для К+ мембраны клетки, обращенной в просвет канальца, появляются «каналы», по которым К+ по градиенту концентрации может вы­ходить из клетки. Скорость секреции К+ зависит от градиента электрохимического потенциала на этой мембране клетки: чем больше электроотрицательность апикальной мембраны, тем выше уровень секреции. При введении в кровь и поступлении в просвет канальца слабо реабсорбируемых анионов, например сульфатов, увеличивается секреция К+. Таким образом, секреция К+ зависит от его внутриклеточной концентрации, проницаемости для К+ апи­кальной мембраны клетки и градиента электрохимического потен­циала этой мембраны. При дефиците К+ в организме клетки ко­нечных отделов нефрона и собирательных трубок прекращают секрецию К+ и только реабсорбируют его из канальцевой жид­кости. В этом случае К+ из просвета канальца транспортируется через апикальную плазматическую мембрану внутрь клетки, дви­жется по цитоплазме в сторону основания клетки и через базаль-ную плазматическую мембрану поступает в тканевую жидкость, а затем в кровь. Приведенные данные указывают на высокую плас­тичность клеток этих отделов канальцев, способных под влиянием регуляторных факторов перестраивать свою деятельность, изменяя направление транспорта К+, осуществляя то его реабсорбцию, то секрецию.

Определение величины канальцевой секреции. Секреторную функцию проксимальных канальцев измеряют с помощью веществ, которые выделяются из организма главным образом посредством канальцевой секреции. В кровь вводят ПАГ (или диодраст) вме­сте с инулином, который служит для измерения клубочковой филь­трации. Величина транспорта (Г) органического вещества (ТрАН) при секреции (5) его из крови в просвет канальца опре­деляется по разности между количеством этого вещества, выде­ленным почкой (UPAH*-V), и количеством попавшего в мочу вслед­ствие фильтрации в (С1п-РРАН):

Приведенная формула характеризует величину секреции вещест­ва почкой при любом уровне загрузки секреторной системы. В то же время мерой работы секреторного аппарата почки служит его мак­симальная загрузка.

При условии полного насыщения секреторного аппарата ПАГ определяется величина максимального канальцевого транспорта ПАГ (Тmран), которая является мерой количества функциони­рующих клеток проксимальных канальцев. У человека Тmpан со­ставляет 80 мг/мин на 1,73 м2 поверхности тела.