Глава 18. Моча, ее образование и состав

Функционирование организма возможно при условии постоянства его внутренней среды — рН, осмотического давления, физиологического соотношения растворенных в крови, межклеточных и внутриклеточных жидкостях веществ. Такое постоянство называют гомеостазом. В основе гомеостаза лежат сложные регуляторные механизмы, очень чутко реагирующие на любые, даже незначительные, отклонения от физиологической нормы. Одним из важнейших органов в системе регуляции гомеостаза являются почки.

При обмене веществ в почках образуется моча — основной экскрет организма. С мочой из организма удаляются конечные продукты обмена, избыток воды и растворимых осмотически активных веществ, яды и продукты их обезвреживания.

Функция почек уникальная по многообразию транспортных процессов, их интенсивности, специфичности механизмов, строго избирательного регулирования. В почечных канальцах два противоположно направленных потока веществ: из крови в просвет канальца и из просвета канальца в кровь. Это два варианта трансмембранного переноса: в одном случае пассивного (из крови в канальцы), не требующего участия мембранных насосов (например, натриевого насоса), и в другом случае активного, сопряженного с участием активных транспортных систем мембран и расходованием энергии АТФ. Кроме этого, в почках происходит новообразование веществ при их синтезе или распаде (например, в процессе дезаминирования глютамина) и секреция в просвет нефрона или реабсорбция в кровь веществ, образовавшихся в клетках почек. Эти функции выполняются мембранными структурами почечных клеток.

. Для почечных клеток характерна асимметричность структуры мембран базальной и апикальной частей этих клеток. Так, в апикальной (верхушечной) части клетки мембрана имеет каналы натриевой проницаемости, обеспечивающие пассивный переход натрия из плазмы крови в цитоплазму клетки. В базальной части клетки (основной, обращенной в просвет почечного канальца) локализованы натриевые насосы, выбрасывающие натрий в межклеточные пространства. В качестве натриевых насосов выступают специализированные мембранные белки-ферменты, одним из которых является Ка++К⁺- зависимая АТФ-аза. Этот фермент гидролизует АТФ в присутствии Na+ и К⁺, а освобождающуюся энергию использует на активный перенос натрия во внеклеточные пространства.

Моча сильно варьирует по количеству и имеет чрезвычайно разнообразный состав.

Масса почек небольшая — около 0, 5 % от общей массы тела. Вместе с тем этот орган обильно снабжается кровью. В покое около 8—10% всего поглощаемого организмом кислорода используется на окислительные процессы, происходящие в почках.

Доказано, что в корковом слое почек процессы дыхания более активны, чем в мозговом. Это совпадает и с тем фактом, что в корковом слое почек сосредоточены секретирующие мочу морфологические структуры. Через почки человека в течение суток проходит около 700 л крови. Обильное кровоснабжение почек обеспечивает не только их выделительную функцию, но и интенсивность процессов обмена веществ, происходящих в них. Подсчитано, что около 10 % всей протекающей через почки крови используется на снабжение этих органов питательными веществами, а остальные 90%—на выделительную функцию.

Образование мочи в почках — результат трех последовательных процессов, происходящих в каждом нефроне: фильтрации через капилляры клубочков в просвет нефрона воды и всех водорастворимых низкомолекулярных компонентов плазмы; обратного всасывания воды и некоторых растворимых веществ в проксимальных канальцах нефрона; секреции в просвет дистальных канальцев окончательной мочи.

Эти процессы обусловливают большую работу почек.

Концентрация осмотически активных веществ в моче намного превышает этот показатель в крови. Содержание мочевины, например, в плазме крови равно 0, 03%, а в моче она достигает 2—3 %. В моче в сравнении с кровью намного выше концентрация фосфатов, хлористого натрия и некоторых других веществ. В то же время в моче отсутствует сахар, содержание которого в крови может достигать 0, 1 %, а иногда и выше. Почки задерживают белки крови и в то же время могут экскретировать чужеродные для организма белки (казеин, яичный альбумин). Кровь плотоядных животных всегда слабощелочной реакции, а моча кислой. Осмотическое давление мочи может превышать этот показатель крови в десятки раз. Все это свидетельствует об активной деятельности почек по избирательному удалению из организма осмотически активных веществ.

Энергетические затраты при работе почек в основном покрываются за счет окисления углеводов. В тканях почек достаточно активны ферменты аэробного окисления углеводов и системы сопряжения окисления с фосфорилированием. Образующаяся в результате этих реакций аденозинтрифосфорная кислота обеспечивает секреторную функцию почек энергией.

Второй источник энергии для реакций фосфорилирования при ресинтезе АТФ — ацетоуксусная кислота, поступающая в почки из печени, где она образуется при р-окислении жирных кислот.

В почках интенсивен обмен азотистых веществ, показателем этого служит выделение почками большого количества аммиака. Обычно в притекающей к почкам крови аммиака меньше, чем в оттекающей из них. И это несмотря на то, что почки способны нейтрализовать аммиак, превращая его в аммонийные соли органических кислот. Источником аммиака в почках могут быть глютамин, адениловая кислота и аминокислоты. В артериальной крови, поступающей в почки, довольно высокая концентрация глютамина, а в оттекающей из них венозной крови этого вещества намного меньше. Следовательно, основной источник аммиака, образующегося в почках, — глютамин, доставляемый к ним кровью от других органов. Концентрация адениловой кислоты и аминокислот в крови настолько мала, что они не могут рассматриваться как основные источники аммиака, образующегося в почках. Процесс образования аммиака из глютамина и других веществ свидетельствует, что почки не только извлекают из крови готовые конечные продукты и выделяют их с мочой, но они принимают активное участие в формировании ряда конечных продуктов обмена веществ.