Регулиране на водно-солевата хомеостаза
След като разгледахме основните етапи на процеса на уриниране, можем да пристъпим към регулиране на водно-електролитната хомеостаза, в която бъбрекът играе ролята на ефекторен орган.
Общият обем на телесните течности при хората е приблизително 60% от телесното тегло. Този обем е разпределен между два големи сектора: вътреклетъчен и извънклетъчен.
Интерстициална течност 16%
За нормалното функциониране на организма в тези течни среди е необходимо да се поддържа постоянство на физико-химичния състав и свойства - хомеостаза. Въпреки това много фактори, засягащи тялото, като прием на вода, загуба или ограничаване на приема на вода, повишен прием или дефицит на сол, метаболитни промени и т.н., могат да променят обема и състава на телесните течности. Отклоненията на параметрите на вътрешната среда от определено нормално ниво включват механизмите на регулиране. Системата за регулиране на водно-електролитната хомеостаза има много вериги: това е регулирането на обема, осмотичната концентрация, йонния състав и др.
Регулирането на екскрецията на Na от бъбреците се осъществява от две системи: антинатриуретична и натриуретична. Антинатриуретичната система осигурява задържане на Na и намалява екскрецията му. Има хуморална и рефлексна връзка. Хуморалната връзка е свързана със системата ренин-ангиотензин-алдостерон (RAAS), която включва следните елементи: ренин-протеолитичен ензим, секретиран от юкстагломеруларния апарат (JGA) на бъбрека. Ренин-продуциращите клетки са чувствителни към намаляване на обема, колебания на BP в аферентните артериоли и промени в концентрацията на Na в тубулната течност (фиг. 13)
Ренинът действа върху ангиотензиногена и отцепва пептид от десет аминокиселини от него, образувайки ангиотензин-I. Под влияниетоангиотензин-конвертиращия ензим (ACE), неактивният ангиотензин-1 се превръща в ангиотензин-II, който е физиологично високо активно вещество с множество ефекти, сред които най-значимите са стимулиране на синтеза и секрецията на алдостерон от надбъбречната кора и мощен вазоконстрикторен ефект. Моля, имайте предвид, че действието на много съвременни антихипертензивни лекарства, използвани за лечение на хипертонични състояния, намалява активността на RAAS именно поради инхибирането на ACE.
Фигура 13 Диаграма на взаимодействие на компонентите на RAAS
Алдостеронът е главният "актьор"на анти-натриуретичната система. Засилва реабсорбцията на натрий в бъбречните тубули, което води до задържане на този йон в организма. Помислете за клетъчния механизъм на действие на хормона. Той упражнява своето действие в дисталния извит тубул.
Алдостеронът, както всички стероидни хормони, навлиза в клетката и взаимодейства със специфичен протеинов рецептор. Полученият хормон-рецепторен комплекс прониква в ядрото и индуцира процеса на генна транскрипция, в резултат на което се включва синтеза на най-малко три функционални тубулни протеини: 1. протеинови канали, които улесняват проникването на Na в клетката през апикалната мембрана, 2. Na-K-ATPase помпа протеини - които директно осигуряват активния трансфер на Na от тубулите в кръвта и 3. ензимни протеини в mi тохондрии, които осигуряват на клетките енергията, необходима за транспортиране на натрий. По този начин алдостеронът увеличава реабсорбцията на натрий и го прави, така да се каже, "майсторски", засягайки всички етапи на неговия транспорт. В допълнение, алдостеронът намалява реабсорбцията на калий в тубулите на бъбреците.
Фигура 14 Клетъчен механизъмдействие на алдостерон
Натриуретичнатасистема гарантира, че натрият се отделя от бъбреците (натриуреза) и се активира, когато обемът на течността се увеличи. Натриуретичната система е представена от група вещества, чието общо наименование е NUP (натриуретични пептиди). Те включват предимно предсърден натриуретичен пептид (ANP). (Други имена: кардиопептид, ANP - предсърден натриуретичен фактор, предсърден натриуретичен хормон - ANH). Синтезира се в предсърдни клетки и се състои от 28 аминокиселини.
PNP има силно натриуретично, диуретично и хипотензивно действие. Неговият натриуретичен ефект се осъществява чрез въздействие върху хемодинамиката, GFR и намаляване на реабсорбцията на натрий в бъбречните тубули. Въпреки очевидната способност на ANP да повишава бъбречната екскреция на натрий, неговият механизъм на действие все още не е напълно изяснен. Може би той играе ролята на модулатор, привеждайки дейността на системата за натриев баланс в съответствие с нуждите на кръвоносната система.
Има церебрална или хипоталамична NUP, която се образува в ядрата на задния хипоталамус. Описан и бъбречен NUP - уродилатин.
В таблица 2 се опитахме да представим факторите, влияещи върху натриуретичната функция на бъбреците.
Фактори, причиняващи повишена екскреция на натрий от бъбреците:
Фактори, причиняващи намаляване на отделянето на натрий от бъбреците
уродилатин (бъбречен NUP)
дигоксиноподобен натриуретичен хормон
Сега можем да задействаме тези системи и да ги включим в регулацията на водно-солевия метаболизъм. Според съвременните концепции поддържането на водно-солевата хомеостаза се дължи на взаимосвързаната дейност на физиологичните системи за регулиране на обема, осмотичната концентрация и йонния състав на течността.среди на тялото. Тези системи имат рецептори, които възприемат промените в състава и обема на вътрешната среда, централни представителства, където се извършва интегрирането на входящата информация. По-нататък съответните нервни и хормонални команди се предават на главния ефектор, бъбрека. Бъбреците, благодарение на преструктурирането, главно на функциите за отделяне на натрий и вода, осигуряват поддържането на основните хомеостатични параметри на оптимално ниво.
Регулиране на обема на течностите или контрол на обема.
Волуморецепторите се намират в артериалната система и предсърдията и реагират на степента на тяхното разтягане. Обемните промени могат да възникнат в посока на намаляване или увеличаване на обема.
Намаляване на обема - хиповолумияможе да е резултат от загуба на кръв, диария, ортостатично преразпределение на кръвта, намаляване на обема на циркулиращата кръв или намаляване на кръвното налягане. Целесъобразната биологична реакция на бъбреците трябва да се изразява в намаляване на диурезата и натриурезата, съответно в задържането на Na и вода в организма. С други думи трябва да се активира антинатриуретичната и антидиуретичната система. Последователността и посоката на реакциите е следната: намаляването на обема на циркулиращата кръв (независимо от причините) предизвиква повишаване на секрецията на ренин от бъбреците и включва RAAS (1 на фигура 15). Накрая се образува ангиотензин-II, който, от една страна, повишава съдовия тонус и допринася за повишаване на кръвното налягане, от друга страна, води до увеличаване на секрецията на алдостерон и увеличаване на реабсорбцията на натрий. Така действа антинатриуретичната система. В същото време информацията от воломорецепторите и пресорецепторите за намаляване на обема на кръвта се изпраща до супраоптичното ядро на хипоталамуса (2 на фигура 15),секрецията и освобождаването от задната хипофизна жлеза на ADH се увеличава, той действа върху бъбреците, където увеличава реабсорбцията на вода. По този начин има забавяне и водата и обемът на течността се възстановяват (фиг. 15)
Увеличаване на обема - хиперобемиятасе причинява от увеличаване на обема на извънклетъчната течност и може да бъде резултат от кръвопреливане или кръвозаместители, въвеждане на физиологичен разтвор, развитие на сърдечна недостатъчност, едематозни състояния.
В този случай биологично целесъобразна реакция от страна на бъбреците се проявява в увеличаване на екскрецията на натрий и вода. В този случай натриуретичната система участва в реакцията, има повишена екскреция на Na, след което водата също напуска. Последователността на процесите при хиперобемия е следната (Фигура 16 - 1): увеличаването на обема включва рефлекс за регулиране на обема, притокът на кръв към сърцето се увеличава, стените на предсърдията се разтягат, волуморецепторите се дразнят, информацията от тях се изпраща към хипоталамуса, от задните ядра на които се освобождавахипоталамичен натриуретичен пептид(NUP). В допълнение, когато предсърдията са разтегнати,предсърдният натриуретичен пептид(ANP) се освобождава от тях. Под действието на натриуретичните пептиди се засилва екскрецията на натрий и вода.
Предполага се, че хиперволумията може да бъде придружена от намаляване на активността на антинатриуретичната система и намаляване на секрецията наалдостерон, което също допринася за отделянето на натрий (Фигура 16-2).