თირკმელები მონაწილეობენ ცილების, ლიპიდების და ნახშირწყლების მეტაბოლიზმში. ეს ფუნქცია განპირობებულია თირკმელების მონაწილეობით სისხლში რიგი ფიზიოლოგიურად მნიშვნელოვანი ორგანული ნივთიერებების კონცენტრაციის მუდმივობის უზრუნველყოფაში. თირკმლის გლომერულებში იფილტრება დაბალი მოლეკულური წონის ცილები და პეპტიდები. პროქსიმალურ ნეფრონში ისინი იშლება ამინომჟავებამდე ან დიპეპტიდებად და სარდაფის პლაზმური მემბრანის მეშვეობით სისხლში გადადის. თირკმელების დაავადების დროს ეს ფუნქცია შეიძლება დაირღვეს. თირკმელებს შეუძლიათ გლუკოზის სინთეზირება (გლუკონეოგენეზი). გახანგრძლივებული მარხვის დროს თირკმელებს შეუძლიათ ორგანიზმში წარმოქმნილი და სისხლში შემავალი გლუკოზის მთლიანი რაოდენობის 50%-მდე სინთეზირება. ენერგიის დახარჯვისთვის თირკმელებს შეუძლიათ გამოიყენონ გლუკოზა ან თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავები. სისხლში გლუკოზის დაბალი დონით, თირკმლის უჯრედები უფრო მეტად მოიხმარენ ცხიმოვან მჟავებს, ჰიპერგლიკემიის დროს, გლუკოზა უპირატესად იშლება. თირკმელების მნიშვნელობა ლიპიდურ მეტაბოლიზმში მდგომარეობს იმაში, რომ თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავები შეიძლება შევიდეს თირკმელების უჯრედებში ტრიაცილგლიცეროლისა და ფოსფოლიპიდების შემადგენლობაში და შევიდეს სისხლში ამ ნაერთების სახით.

თირკმლის აქტივობის რეგულირება

ისტორიულად, საინტერესოა ექსპერიმენტები, რომლებიც ტარდებოდა თირკმელების ინერვატორული ეფერენტული ნერვების გაღიზიანებით ან მოჭრით. ამ გავლენის ქვეშ დიურეზი უმნიშვნელოდ შეიცვალა. ცოტა იცვლებოდა, თუ თირკმელები გადანერგეს კისერზე და თირკმლის არტერია დაიკერეს საძილე არტერიაზე. თუმცა, ამ პირობებშიც კი შესაძლებელი იყო განპირობებული რეფლექსების განვითარება ტკივილის სტიმულაციის ან წყლის დატვირთვის მიმართ და დიურეზიც შეიცვალა უპირობო რეფლექსური ეფექტებით. ამ ექსპერიმენტებმა საფუძველი მისცა ვარაუდით, რომ თირკმელებზე რეფლექსური ზემოქმედება ხორციელდება არა იმდენად თირკმელების ეფერენტული ნერვების მეშვეობით (მათ შედარებით მცირე გავლენა აქვთ დიურეზზე), მაგრამ არსებობს ჰორმონების (ADH, ალდოსტერონის) რეფლექსური გამოყოფა და ისინი. პირდაპირ გავლენას ახდენს თირკმელებში დიურეზის პროცესზე. აქედან გამომდინარე, არსებობს ყველა მიზეზი, რომ განასხვავოთ შემდეგი ტიპები შარდვის რეგულირების მექანიზმებში: პირობითი რეფლექსური, უპირობო რეფლექსური და ჰუმორული.

თირკმელი ემსახურება როგორც აღმასრულებელი ორგანო სხვადასხვა რეფლექსების ჯაჭვში, რომელიც უზრუნველყოფს შინაგანი გარემოს სითხეების შემადგენლობისა და მოცულობის მუდმივობას. ცენტრალური ნერვული სისტემა იღებს ინფორმაციას შიდა გარემოს მდგომარეობის შესახებ, ხდება სიგნალების ინტეგრაცია და უზრუნველყოფილია თირკმელების აქტივობის რეგულირება. ანურია, რომელიც ვლინდება ტკივილის გაღიზიანებით, შეიძლება განმეორდეს პირობითი რეფლექსით. ტკივილი ანურიის მექანიზმი ემყარება ჰიპოთალამუსის ცენტრების გაღიზიანებას, რომლებიც ასტიმულირებენ ვაზოპრესინის სეკრეციას ნეიროჰიპოფიზის მიერ. ამასთან ერთად, იზრდება ნერვული სისტემის სიმპათიკური ნაწილის აქტივობა და თირკმელზედა ჯირკვლების მიერ კატექოლამინების სეკრეცია, რაც იწვევს შარდვის მკვეთრ შემცირებას გლომერულური ფილტრაციის დაქვეითების და წყლის მილაკოვანი რეაბსორბციის გაზრდის გამო.

დიურეზის არა მხოლოდ დაქვეითება, არამედ მატებაც შეიძლება გამოწვეული იყოს პირობითი რეფლექსით. ძაღლის ორგანიზმში წყლის განმეორებითი შეყვანა განპირობებული სტიმულის მოქმედებასთან ერთად იწვევს პირობითი რეფლექსის წარმოქმნას, რასაც თან ახლავს შარდვის მომატება. განპირობებული რეფლექსური პოლიურიის მექანიზმი ამ შემთხვევაში ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ იმპულსები თავის ტვინის ქერქიდან ჰიპოთალამუსში იგზავნება და ADH სეკრეცია მცირდება. ადრენერგული ბოჭკოების გასწვრივ მომდინარე იმპულსები ასტიმულირებს ნატრიუმის ტრანსპორტირებას, ხოლო ქოლინერგული ბოჭკოების გასწვრივ ისინი ააქტიურებენ გლუკოზის რეაბსორბციას და ორგანული მჟავების სეკრეციას. ადრენერგული ნერვების მონაწილეობით შარდვის ცვლილების მექანიზმი განპირობებულია ადენილატციკლაზას გააქტიურებით და ტუბულების უჯრედებში cAMP-ის წარმოქმნით. კატექოლამინისადმი მგრძნობიარე ადენილატ ციკლაზა იმყოფება დისტალური გადახვეული მილის უჯრედების ბაზოლატერალურ გარსებში და შემგროვებელი სადინარების საწყის მონაკვეთებში. თირკმლის აფერენტული ნერვები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ, როგორც საინფორმაციო რგოლი იონური რეგულაციის სისტემაში და უზრუნველყოფენ რენო-თირკმლის რეფლექსების განხორციელებას. რაც შეეხება შარდვის ჰუმორულ-ჰორმონალურ რეგულაციას, ეს ზემოთ დაწვრილებით იყო აღწერილი.

თირკმელები სისხლის ბუნებრივ „ფილტრს“ ემსახურებიან, რომელიც გამართული ფუნქციონირებისას ორგანიზმიდან მავნე ნივთიერებებს გამოდევნის. ორგანიზმში თირკმლის ფუნქციის რეგულირება სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ორგანიზმის სტაბილური ფუნქციონირებისთვის და იმუნური სისტემა. კომფორტული ცხოვრებისთვის ორი ორგანოა საჭირო. არის შემთხვევები, როცა ადამიანი ერთ-ერთთან რჩება - შესაძლებელია ცხოვრება, მაგრამ მთელი ცხოვრება საავადმყოფოებზე მოგიწევს დამოკიდებული და ინფექციებისგან დაცვა რამდენჯერმე შემცირდება. რაზეა პასუხისმგებელი თირკმელები, რატომ არის ისინი საჭირო ადამიანის ორგანიზმში? ამისათვის თქვენ უნდა შეისწავლოთ მათი ფუნქციები.

თირკმელების სტრუქტურა

მოდით, ცოტა ჩავუღრმავდეთ ანატომიას: გამომყოფი ორგანოები მოიცავს თირკმელებს - ეს არის დაწყვილებული ლობიოს ფორმის ორგანო. ისინი განლაგებულია წელის არეში, ხოლო მარცხენა თირკმელი უფრო მაღალია. ასეთია ბუნება: მარჯვენა თირკმლის ზემოთ არის ღვიძლი, რომელიც არ აძლევს მას არსად გადაადგილების საშუალებას. ზომასთან დაკავშირებით, ორგანოები თითქმის ერთნაირია, მაგრამ გაითვალისწინეთ, რომ მარჯვენა ოდნავ პატარაა.

როგორია მათი ანატომია? გარეგნულად, ორგანო დაფარულია დამცავი გარსით და მის შიგნით აწყობს სისტემას, რომელსაც შეუძლია სითხის დაგროვება და ამოღება. გარდა ამისა, სისტემა მოიცავს პარენქიმას, რომელიც ქმნის მედულას და ქერქს და უზრუნველყოფს გარე და შიდა შრეებს. პარენქიმა - ძირითადი ელემენტების ერთობლიობა, რომელიც შემოიფარგლება შემაერთებელი ფუძითა და გარსით. დაგროვების სისტემა წარმოდგენილია პატარა თირკმლის თაიგულით, რომელიც ქმნის სისტემაში დიდს. ამ უკანასკნელის შეერთება ქმნის მენჯს. თავის მხრივ, მენჯი უკავშირდება შარდის ბუშტიშარდსაწვეთების მეშვეობით.

ძირითადი საქმიანობა

დღის განმავლობაში თირკმელები და ღვიძლი ამუშავებენ და ასუფთავებენ სისხლს შლაკებისგან, ტოქსინებისგან, აშორებენ დაშლის პროდუქტებს. თირკმელებში დღეში 200 ლიტრზე მეტი სისხლი იწურება, რაც უზრუნველყოფს მის სისუფთავეს. უარყოფითი მიკროორგანიზმები შედიან სისხლის პლაზმაში და იგზავნება შარდის ბუშტი. მაშ, რას აკეთებენ თირკმელები? თუ გავითვალისწინებთ იმ სამუშაოს, რასაც თირკმელები უზრუნველყოფენ, ადამიანი მათ გარეშე ვერ იარსებებდა. თირკმელების ძირითადი ფუნქციები ასრულებს შემდეგ სამუშაოებს:

• ექსკრეტორული (გამომყოფი);
• ჰომეოსტატიკური;
• მეტაბოლური;
• ენდოკრინული;
• სეკრეტორული;
• ჰემატოპოეზის ფუნქცია.

ექსკრეტორული ფუნქცია - როგორც თირკმელების მთავარი მოვალეობა

ექსკრეტორული ფუნქცია არის ამოღება მავნე ნივთიერებებიშიდა გარემოდან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის თირკმელების უნარი, გამოასწორონ მჟავე მდგომარეობა, დაასტაბილურონ წყალ-მარილების მეტაბოლიზმი და მონაწილეობა მიიღონ არტერიული წნევის შენარჩუნებაში. მთავარი ამოცანა მდგომარეობს ზუსტად თირკმელების ამ ფუნქციაზე. გარდა ამისა, ისინი არეგულირებენ სითხეში მარილების, ცილების რაოდენობას და უზრუნველყოფენ ნივთიერებათა ცვლას. თირკმელების ექსკრეციული ფუნქციის დარღვევა იწვევს საშინელ შედეგს: კომა, ჰომეოსტაზის მოშლა და სიკვდილიც კი. ამ შემთხვევაში თირკმელების ექსკრეციული ფუნქციის დარღვევა სისხლში ტოქსინების მომატებული დონით ვლინდება.

თირკმელების ექსკრეციული ფუნქცია ხორციელდება ნეფრონების - თირკმელებში არსებული ფუნქციური ერთეულების მეშვეობით. ფიზიოლოგიური თვალსაზრისით, ნეფრონი არის თირკმლის კორპუსკული კაფსულაში, პროქსიმალური მილაკებით და შემგროვებელი მილით. ნეფრონები ასრულებენ პასუხისმგებელ სამუშაოს - ისინი აკონტროლებენ ადამიანებში შინაგანი მექანიზმების სწორ შესრულებას.

ექსკრეტორული ფუნქცია. მუშაობის ეტაპები

თირკმელების ექსკრეციული ფუნქცია გადის შემდეგ ეტაპებს:

• სეკრეცია;
• ფილტრაცია;
• რეაბსორბცია.

სეკრეციის დროს სისხლიდან გამოიყოფა მეტაბოლური პროდუქტი, ელექტროლიტების ბალანსი. ფილტრაცია არის პროცესი, რომლითაც ნივთიერება შედის შარდში. ამ შემთხვევაში თირკმელებში გავლილი სითხე სისხლის პლაზმას წააგავს. ფილტრაციის დროს გამოიყოფა ინდიკატორი, რომელიც ახასიათებს ორგანოს ფუნქციურ პოტენციალს. ამ მაჩვენებელს გლომერულური ფილტრაციის სიჩქარეს უწოდებენ. ეს მნიშვნელობა საჭიროა გარკვეული დროის განმავლობაში შარდის გამოყოფის სიჩქარის დასადგენად. შარდიდან სისხლში მნიშვნელოვანი ელემენტების შეწოვის უნარს რეაბსორბცია ეწოდება. ეს ელემენტებია ცილები, ამინომჟავები, შარდოვანა, ელექტროლიტები. რეაბსორბციის სიჩქარე ცვლის ინდიკატორებს საკვებში სითხის ოდენობისა და ორგანოს ჯანმრთელობისგან.

რა არის სეკრეტორული ფუნქცია?

კიდევ ერთხელ აღვნიშნავთ, რომ ჩვენი ჰომეოსტატიკური ორგანოები აკონტროლებენ მუშაობის შიდა მექანიზმს და მეტაბოლურ მაჩვენებლებს. ისინი ფილტრავენ სისხლს, აკონტროლებენ არტერიულ წნევას, სინთეზირებენ ბიოლოგიურ აქტიური ნივთიერებები. ამ ნივთიერებების გამოჩენა პირდაპირ კავშირშია სეკრეტორულ აქტივობასთან. პროცესი ასახავს ნივთიერებების სეკრეციას. ექსკრეციისგან განსხვავებით, თირკმელების სეკრეტორული ფუნქცია მონაწილეობს მეორადი შარდის წარმოქმნაში - სითხე გლუკოზის, ამინომჟავების და სხვა. ორგანიზმისთვის სასარგებლონივთიერებები. განვიხილოთ ტერმინი "სეკრეცია" დეტალურად, რადგან მედიცინაში რამდენიმე ინტერპრეტაცია არსებობს:

• ნივთიერებების სინთეზი, რომლებიც შემდგომში დაბრუნდებიან სხეულში;
• ქიმიკატების სინთეზირება, რომლებიც გაჯერებენ სისხლს;
• ნეფრონის უჯრედების მიერ სისხლიდან არასაჭირო ელემენტების მოცილება.

ჰომეოსტატიკური სამუშაო

ჰომეოსტატიკური ფუნქცია ემსახურება ორგანიზმის წყალ-მარილის და მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის რეგულირებას.

წყალ-მარილის ბალანსი შეიძლება აღწერილი იყოს შემდეგნაირად: ადამიანის ორგანიზმში სითხის მუდმივი რაოდენობის შენარჩუნება, სადაც ჰომეოსტატიკური ორგანოები გავლენას ახდენენ უჯრედშიდა და უჯრედგარე წყლების იონურ შემადგენლობაზე. ამ პროცესის წყალობით, ნატრიუმის, ქლორიდის იონების 75% ხელახლა შეიწოვება გლომერულური ფილტრიდან, ხოლო ანიონები თავისუფლად მოძრაობენ და წყალი პასიურად შეიწოვება.

ორგანიზმის მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის რეგულირება რთული და დამაბნეველი მოვლენაა. სისხლში სტაბილური pH-ის შენარჩუნება განპირობებულია „ფილტრით“ და ბუფერული სისტემებით. ისინი აშორებენ მჟავა-ტუტოვან კომპონენტებს, რაც ნორმალიზებს მათ ბუნებრივ რაოდენობას. როდესაც სისხლის pH იცვლება (ამ მოვლენას მილაკოვანი აციდოზი ეწოდება), წარმოიქმნება ტუტე შარდი. ტუბულარული აციდოზი საფრთხეს უქმნის ჯანმრთელობას, მაგრამ სპეციალური მექანიზმები h + სეკრეციის, ამონიოგენეზისა და გლუკონეოგენეზის სახით აჩერებს შარდის დაჟანგვას, ამცირებს ფერმენტის აქტივობას და მონაწილეობს მჟავა-რეაქტიული ნივთიერებების გლუკოზად გადაქცევაში.

მეტაბოლური ფუნქციის როლი

თირკმელების მეტაბოლური ფუნქცია ორგანიზმში ხდება ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების (რენინი, ერითროპოეტინი და სხვა) სინთეზის გზით, რადგან ისინი გავლენას ახდენენ სისხლის შედედებაზე, კალციუმის მეტაბოლიზმზე და სისხლის წითელი უჯრედების გარეგნობაზე. ეს აქტივობა განსაზღვრავს თირკმელების როლს მეტაბოლიზმში. ცილების მეტაბოლიზმში მონაწილეობა უზრუნველყოფილია ამინომჟავების რეაბსორბციით და მისი შემდგომი ექსკრეციით სხეულის ქსოვილებით. საიდან მოდის ამინომჟავები? ჩნდება ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების კატალიზური დაშლის შემდეგ, როგორიცაა ინსულინი, გასტრინი, პარათირეოიდული ჰორმონი. გლუკოზის კატაბოლიზმის პროცესების გარდა, ქსოვილებს შეუძლიათ გლუკოზის გამომუშავება. გლუკონეოგენეზი ხდება ქერქში, ხოლო გლიკოლიზი ხდება მედულაში. გამოდის, რომ მჟავე მეტაბოლიტების გლუკოზად გარდაქმნა არეგულირებს სისხლის pH-ს.

ენდოკრინული ფუნქციათირკმლის

თირკმელები წარმოქმნიან რამდენიმე ბიოლოგიურად აქტიურ ნივთიერებას, რაც საშუალებას აძლევს მას განიხილოს როგორც ენდოკრინული ორგანო. იუქსტაგლომერულური აპარატის მარცვლოვანი უჯრედები გამოყოფენ რენინს სისხლში თირკმელში არტერიული წნევის დაქვეითებით, ორგანიზმში ნატრიუმის შემცველობის დაქვეითებით, როდესაც ადამიანი ჰორიზონტალურიდან ვერტიკალურ მდგომარეობაში გადადის. უჯრედებიდან სისხლში რენინის გამოყოფის დონე ასევე იცვლება Na + და C1- კონცენტრაციის მიხედვით დისტალური მილის მკვრივი ლაქის მიდამოში, რაც უზრუნველყოფს ელექტროლიტების და გლომერულ-ტუბულარული ბალანსის რეგულირებას. რენინი სინთეზირდება იუქსტაგლომერულური აპარატის მარცვლოვან უჯრედებში და წარმოადგენს პროტეოლიზურ ფერმენტს. სისხლის პლაზმაში ის იშლება ანგიოტენზინოგენისგან, რომელიც ძირითადად შედის α2-გლობულინის ფრაქციაში, ფიზიოლოგიურად არააქტიური პეპტიდი, რომელიც შედგება 10 ამინომჟავისგან, ანგიოტენზინ I. სისხლის პლაზმაში, ანგიოტენზინ-გარდამქმნელი ფერმენტის გავლენით, 2 ამინომჟავა იშლება. ანგიოტენზინ I-დან და გადაიქცევა აქტიურ ვაზოკონსტრიქტორად, ნივთიერება ანგიოტენზინ II. ის ზრდის სისხლის წნევაარტერიული სისხლძარღვების შევიწროების გამო, აძლიერებს ალდოსტერონის სეკრეციას, ზრდის წყურვილის შეგრძნებას, არეგულირებს ნატრიუმის რეაბსორბციას დისტალურ მილაკებში და შემგროვებელ სადინარებში. ყველა ეს ეფექტი ხელს უწყობს სისხლის მოცულობის და არტერიული წნევის ნორმალიზებას.

პლაზმინოგენის აქტივატორი, უროკინაზა, სინთეზირდება თირკმელში. პროსტაგლანდინები წარმოიქმნება თირკმლის მედულაში. ისინი მონაწილეობენ, კერძოდ, თირკმლის და ზოგადი სისხლის ნაკადის რეგულირებაში, ზრდიან ნატრიუმის გამოყოფას შარდში და ამცირებენ მილაკოვანი უჯრედების მგრძნობელობას ADH-ის მიმართ. თირკმლის უჯრედები გამოყოფენ ღვიძლში წარმოქმნილ პროჰორმონს - ვიტამინ D3 -ს სისხლის პლაზმიდან და გარდაქმნიან ფიზიოლოგიურად აქტიურ ჰორმონად - ვიტამინი D3-ის აქტიურ ფორმებად. ეს სტეროიდი ასტიმულირებს ნაწლავში კალციუმის დამაკავშირებელი ცილის წარმოქმნას, ხელს უწყობს კალციუმის გამოყოფას ძვლებიდან, არეგულირებს მის რეაბსორბციას თირკმლის მილაკები. თირკმელი არის ერითროპოეტინის წარმოების ადგილი, რომელიც ასტიმულირებს ერითროპოეზს ძვლის ტვინში. თირკმელი გამოიმუშავებს ბრადიკინინს, რომელიც არის ძლიერი ვაზოდილატორი.

თირკმელების მეტაბოლური ფუნქცია

თირკმელები მონაწილეობენ ცილების, ლიპიდების და ნახშირწყლების მეტაბოლიზმში. "თირკმლის მეტაბოლიზმის" ცნებები, ანუ მეტაბოლიზმის პროცესი მათ პარენქიმაში, რომლის გამო ხორციელდება თირკმელების აქტივობის ყველა ფორმა და "თირკმელების მეტაბოლური ფუნქცია" არ უნდა იყოს აგვერიული. ეს ფუნქცია განპირობებულია თირკმელების მონაწილეობით სისხლში რიგი ფიზიოლოგიურად მნიშვნელოვანი ორგანული ნივთიერებების კონცენტრაციის მუდმივობის უზრუნველყოფაში. თირკმლის გლომერულებში იფილტრება დაბალი მოლეკულური წონის ცილები და პეპტიდები. პროქსიმალური ნეფრონის უჯრედები იშლება მათ ამინომჟავებად ან დიპეპტიდებად და გადააქვთ ისინი სარდაფის პლაზმური მემბრანის მეშვეობით სისხლში. ეს ხელს უწყობს ორგანიზმში ამინომჟავების ფონდის აღდგენას, რაც მნიშვნელოვანია, როცა დიეტაში ცილების დეფიციტია. თირკმელების დაავადების დროს ეს ფუნქცია შეიძლება დაირღვეს. თირკმელებს შეუძლიათ გლუკოზის სინთეზირება (გლუკონეოგენეზი). ხანგრძლივი შიმშილის დროს თირკმელებს შეუძლიათ ორგანიზმში წარმოქმნილი და სისხლში შემავალი გლუკოზის მთლიანი რაოდენობის 50%-მდე სინთეზირება. თირკმელები არის ფოსფატიდილინოზიტოლის, პლაზმური მემბრანების აუცილებელი კომპონენტის სინთეზის ადგილი. ენერგიის დახარჯვისთვის თირკმელებს შეუძლიათ გამოიყენონ გლუკოზა ან თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავები. სისხლში გლუკოზის დაბალი დონით, თირკმლის უჯრედები უფრო მეტად მოიხმარენ ცხიმოვან მჟავებს, ჰიპერგლიკემიის დროს, გლუკოზა უპირატესად იშლება. თირკმელების მნიშვნელობა ლიპიდურ მეტაბოლიზმში მდგომარეობს იმაში, რომ თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავები შეიძლება შევიდეს თირკმელების უჯრედებში ტრიაცილგლიცეროლისა და ფოსფოლიპიდების შემადგენლობაში და შევიდეს სისხლში ამ ნაერთების სახით.

თირკმლის მილაკების უჯრედებში ნივთიერებების რეაბსორბციის და სეკრეციის რეგულირების პრინციპები

თირკმელების ერთ-ერთი მახასიათებელია მათი უნარი შეცვალონ ტრანსპორტის ინტენსივობის ფართო სპექტრი. სხვადასხვა ნივთიერებები: წყალი, ელექტროლიტები და არაელექტროლიტები. ეს შეუცვლელი პირობაა თირკმელისთვის, რომ შეასრულოს თავისი მთავარი მიზანი - შინაგანი გარემოს სითხეების ძირითადი ფიზიკური და ქიმიური მაჩვენებლების სტაბილიზაცია. ტუბულების სანათურში გაფილტრული ორგანიზმისთვის აუცილებელი თითოეული ნივთიერების რეაბსორბციის სიჩქარის ცვლილებების ფართო სპექტრი მოითხოვს უჯრედის ფუნქციების რეგულირების შესაბამისი მექანიზმების არსებობას. ჰორმონებისა და შუამავლების მოქმედება, რომლებიც გავლენას ახდენენ იონებისა და წყლის ტრანსპორტირებაზე, განისაზღვრება იონის ან წყლის არხების, მატარებლების და იონური ტუმბოების ფუნქციების ცვლილებებით. არსებობს ბიოქიმიური მექანიზმების რამდენიმე ვარიანტი, რომლითაც ჰორმონები და შუამავლები არეგულირებენ ნეფრონის უჯრედის მიერ ნივთიერებების ტრანსპორტირებას. ერთ შემთხვევაში, გენომი გააქტიურებულია და გაძლიერებულია სპეციფიკური ცილების სინთეზი, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ჰორმონალური ეფექტის განხორციელებაზე, მეორე შემთხვევაში, განვლადობისა და ტუმბოს მუშაობის ცვლილებები ხდება გენომის უშუალო მონაწილეობის გარეშე.

ალდოსტერონისა და ვაზოპრესინის მოქმედების თავისებურებების შედარება საშუალებას გვაძლევს გამოვავლინოთ მარეგულირებელი გავლენის ორივე ვარიანტის არსი. ალდოსტერონი ზრდის Na + რეაბსორბციას თირკმლის მილაკების უჯრედებში. უჯრედგარე სითხიდან ალდოსტერონი ბაზალური პლაზმური მემბრანის მეშვეობით აღწევს უჯრედის ციტოპლაზმაში, უერთდება რეცეპტორს და შედეგად მიღებული კომპლექსი შედის ბირთვში (სურ. 12.11). ბირთვში დნმ-დამოკიდებული tRNA სინთეზი სტიმულირდება და აქტიურდება Na+ ტრანსპორტის გაზრდისთვის აუცილებელი ცილების წარმოქმნა. ალდოსტერონი ასტიმულირებს ნატრიუმის ტუმბოს კომპონენტების (Na+, K+-ATPase), ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლის ფერმენტების (კრებსი) და ნატრიუმის არხების სინთეზს, რომლის მეშვეობითაც Na+ ტუბულების სანათურიდან აპიკალური მემბრანის მეშვეობით შედის უჯრედში. ნორმალურ ფიზიოლოგიურ პირობებში, Na+-ის რეაბსორბციის შემზღუდველი ერთ-ერთი ფაქტორი არის აპიკალური პლაზმური მემბრანის Na+ გამტარიანობა. ნატრიუმის არხების რაოდენობის ზრდა ან მათი ღია მდგომარეობის დრო ზრდის Na-ს შეღწევას უჯრედში, ზრდის Na+-ის შემცველობას მის ციტოპლაზმაში და ასტიმულირებს Na+-ის აქტიურ გადაცემას და უჯრედულ სუნთქვას.

K+ სეკრეციის მომატება ალდოსტერონის გავლენით განპირობებულია მწვერვალის მემბრანის კალიუმის გამტარიანობის ზრდით და უჯრედიდან K-ის შეყვანით მილაკების სანათურში. Na +, K + -ATP-აზას გაზრდილი სინთეზი ალდოსტერონის მოქმედებით უზრუნველყოფს K + უჯრედში შესვლას უჯრედგარე სითხიდან და ხელს უწყობს K + სეკრეციას.

განვიხილოთ ჰორმონების უჯრედული მოქმედების მექანიზმის კიდევ ერთი ვარიანტი ADH (ვაზოპრესინი) მაგალითის გამოყენებით. იგი ურთიერთქმედებს უჯრედგარე სითხიდან V2 რეცეპტორთან, რომელიც ლოკალიზებულია დისტალური სეგმენტის ტერმინალური ნაწილების უჯრედების ბაზალურ პლაზმურ მემბრანაში და შემგროვებელი სადინარები. G- პროტეინების მონაწილეობით აქტიურდება ადენილატ ციკლაზას ფერმენტი და ატფ-ისგან წარმოიქმნება 3",5"-AMP (cAMP), რომელიც ასტიმულირებს ცილა კინაზა A-ს და წყლის არხების (აკვაპორინების) შეყვანას აპიკალურ მემბრანაში. ეს იწვევს წყლის გამტარიანობის ზრდას. შემდგომში, cAMP ანადგურებს ფოსფოდიესტერაზას და გარდაიქმნება 3"5"-AMP-ად.

მოამზადა კასიმკანოვმა ნ.უ.

ასტანა 2015 წელი

თირკმელების ძირითადი ფუნქციაა ორგანიზმიდან წყლისა და წყალში ხსნადი ნივთიერებების (მეტაბოლური საბოლოო პროდუქტები) ამოღება (1). სხეულის შიდა გარემოს იონური და მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის რეგულირების ფუნქცია (ჰომეოსტატიკური ფუნქცია) მჭიდროდ არის დაკავშირებული ექსკრეტორულ ფუნქციასთან. 2). ორივე ფუნქცია კონტროლდება ჰორმონებით. გარდა ამისა, თირკმელები ასრულებენ ენდოკრინულ ფუნქციას, უშუალოდ მონაწილეობენ მრავალი ჰორმონის სინთეზში (3). და ბოლოს, თირკმელები მონაწილეობენ შუალედურ მეტაბოლიზმში (4), განსაკუთრებით გლუკონეოგენეზსა და პეპტიდების და ამინომჟავების დაშლაში (ნახ. 1).

თირკმელებში ძალიან დიდი მოცულობის სისხლი გადის: 1500 ლიტრი დღეში. ამ მოცულობიდან იფილტრება 180 ლიტრი პირველადი შარდი. შემდეგ პირველადი შარდის მოცულობა მნიშვნელოვნად მცირდება წყლის რეაბსორბციის გამო, რის შედეგადაც შარდის ყოველდღიური გამოყოფა შეადგენს 0,5-2,0 ლიტრს.

თირკმელების ექსკრეტორული ფუნქცია. შარდვის პროცესი

ნეფრონებში შარდის წარმოქმნის პროცესი სამი ეტაპისგან შედგება.

ულტრაფილტრაცია (გლომერულური ან გლომერულური ფილტრაცია). თირკმლის კორპუსების გლომერულებში ულტრაფილტრაციის პროცესში სისხლის პლაზმიდან წარმოიქმნება პირველადი შარდი, რომელიც იზოოსმოტურია სისხლის პლაზმასთან. ფორებს, რომლებითაც პლაზმა იფილტრება, ეფექტური საშუალო დიამეტრია 2,9 ნმ. ამ ფორების ზომით, სისხლის პლაზმის ყველა კომპონენტი, რომლის მოლეკულური წონა (M) 5 კდა-მდეა, თავისუფლად გადის მემბრანაში. ნივთიერებები მ< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 კდა) იკავებენ ფორებს და არ შედიან პირველად შარდში. ვინაიდან სისხლის პლაზმის ცილების უმეტესობას აქვს საკმაოდ მაღალი მოლეკულური წონა (M > 54 kDa) და უარყოფითად დამუხტულია, ისინი ინარჩუნებს გლომერულ სარდაფურ მემბრანას და ცილის შემცველობა ულტრაფილტრატში უმნიშვნელოა.

რეაბსორბცია. პირველადი შარდი კონცენტრირდება (დაახლოებით 100-ჯერ აღემატება თავდაპირველ მოცულობას) წყლის საპირისპირო ფილტრაციით. ამავდროულად, მილაკებში აქტიური ტრანსპორტის მექანიზმის მიხედვით, თითქმის ყველა დაბალი მოლეკულური წონის ნივთიერება ხელახლა შეიწოვება, განსაკუთრებით გლუკოზა, ამინომჟავები, ისევე როგორც ელექტროლიტების უმეტესობა - არაორგანული და ორგანული იონები (სურათი 2).

ამინომჟავების რეაბსორბცია ხორციელდება ჯგუფის სპეციფიკური სატრანსპორტო სისტემების (მატარებლების) დახმარებით.

კალციუმის და ფოსფატის იონები. კალციუმის იონები (Ca 2+) და ფოსფატის იონები თითქმის მთლიანად რეაბსორბირდება თირკმლის მილაკებში და პროცესი ხდება ენერგიის ხარჯვით (ატფ-ის სახით). Ca 2+-ის გამოსავალი 99%-ზე მეტია, ფოსფატის იონებისთვის - 80-90%. ამ ელექტროლიტების რეაბსორბციის ხარისხს არეგულირებს პარათირეოიდული ჰორმონი (პარათირინი), კალციტონინი და კალციტრიოლი.

პეპტიდური ჰორმონი პარათირინი (PTH), რომელიც გამოიყოფა პარათირეოიდული ჯირკვლის მიერ, ასტიმულირებს კალციუმის იონების რეაბსორბციას და ერთდროულად აფერხებს ფოსფატის იონების რეაბსორბციას. სხვა ჰორმონებთან ერთად ძვლოვანი ქსოვილიდა ნაწლავები, ეს იწვევს სისხლში კალციუმის იონების დონის მატებას და ფოსფატის იონების დონის შემცირებას.

კალციტონინი, პეპტიდური ჰორმონი ფარისებრი ჯირკვლის C- უჯრედებიდან, აფერხებს კალციუმის და ფოსფატის იონების რეაბსორბციას. ეს იწვევს სისხლში ორივე იონის დონის შემცირებას. შესაბამისად, კალციუმის იონების დონის რეგულირებასთან დაკავშირებით, კალციტონინი არის პარათირინის ანტაგონისტი.

სტეროიდული ჰორმონი კალციტრიოლი, რომელიც წარმოიქმნება თირკმელებში, ასტიმულირებს ნაწლავში კალციუმის და ფოსფატის იონების შეწოვას, ხელს უწყობს ძვლის მინერალიზაციას და მონაწილეობს თირკმელების მილაკებში კალციუმის და ფოსფატის იონების რეაბსორბციის რეგულირებაში.

ნატრიუმის იონები. პირველადი შარდიდან Na + იონების რეაბსორბცია თირკმელების ძალიან მნიშვნელოვანი ფუნქციაა. ეს არის ძალიან ეფექტური პროცესი: დაახლოებით 97% Na + შეიწოვება. სტეროიდული ჰორმონი ალდოსტერონი ასტიმულირებს, ხოლო წინაგულების ნატრიურეზული პეპტიდი [ANP (ANP)], რომელიც სინთეზირდება წინაგულში, პირიქით, აფერხებს ამ პროცესს. ორივე ჰორმონი არეგულირებს Na + /K + -ATP-აზას მუშაობას, რომელიც ლოკალიზებულია მილაკოვანი უჯრედების პლაზმური მემბრანის იმ მხარეს (ნეფრონის დისტალური და შემგროვებელი სადინარები), რომელიც ირეცხება სისხლის პლაზმით. ნატრიუმის ეს ტუმბო ტუმბოს Na + იონებს პირველადი შარდიდან სისხლში K + იონების სანაცვლოდ.

წყალი. წყლის რეაბსორბცია არის პასიური პროცესი, რომლის დროსაც წყალი შეიწოვება ოსმოსურად ექვივალენტური მოცულობით Na + იონებთან ერთად. ნეფრონის დისტალურ ნაწილში წყლის შეწოვა შესაძლებელია მხოლოდ პეპტიდური ჰორმონის ვაზოპრესინის თანდასწრებით. ანტიდიურეზული ჰორმონი, ADH), გამოიყოფა ჰიპოთალამუსის მიერ. ANP აფერხებს წყლის რეაბსორბციას. ანუ აძლიერებს ორგანიზმიდან წყლის გამოყოფას.

პასიური ტრანსპორტის გამო, ქლორიდის იონები (2/3) და შარდოვანა შეიწოვება. რეაბსორბციის ხარისხი განსაზღვრავს შარდში დარჩენილი და ორგანიზმიდან გამოდევნილი ნივთიერებების აბსოლუტურ რაოდენობას.

პირველადი შარდიდან გლუკოზის რეაბსორბცია არის ენერგიაზე დამოკიდებული პროცესი, რომელიც დაკავშირებულია ATP ჰიდროლიზთან. ამავდროულად, მას თან ახლავს Na + იონების თანმხლები ტრანსპორტირება (გრადიენტის გასწვრივ, რადგან პირველად შარდში Na + კონცენტრაცია უფრო მაღალია, ვიდრე უჯრედებში). ამინომჟავები და კეტონის სხეულები ასევე შეიწოვება მსგავსი მექანიზმით.

ელექტროლიტების და არაელექტროლიტების რეაბსორბციის და სეკრეციის პროცესები ლოკალიზებულია სხვადასხვა დეპარტამენტებითირკმლის მილაკები.

სეკრეცია. ორგანიზმიდან გამოსასვლელი ნივთიერებების უმეტესობა შარდში შედის თირკმლის მილაკებში აქტიური ტრანსპორტით. ეს ნივთიერებები მოიცავს H + და K + იონებს, შარდმჟავას და კრეატინინს, წამლებს, როგორიცაა პენიცილინი.

შარდის ორგანული კომპონენტები:

შარდის ორგანული ფრაქციის ძირითადი ნაწილია აზოტის შემცველი ნივთიერებები, აზოტის ცვლის საბოლოო პროდუქტები. შარდოვანა წარმოიქმნება ღვიძლში. არის აზოტის მატარებელი, რომელსაც შეიცავს ამინომჟავები და პირიმიდინის ფუძეები. შარდოვანას რაოდენობა პირდაპირ კავშირშია ცილის მეტაბოლიზმთან: 70გრ ცილა იწვევს ~30გრ შარდოვანას წარმოქმნას. შარდმჟავა არის პურინის მეტაბოლიზმის საბოლოო პროდუქტი. კრეატინინი, რომელიც წარმოიქმნება კრეატინის სპონტანური ციკლიზაციით, არის მეტაბოლიზმის საბოლოო პროდუქტი კუნთების ქსოვილი. ვინაიდან კრეატინინის ყოველდღიური გამოყოფა ინდივიდუალური მახასიათებელია (ის პირდაპირპროპორციულია კუნთოვანი მასა), კრეატინინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ენდოგენური ნივთიერება გლომერულური ფილტრაციის სიჩქარის დასადგენად. შარდში ამინომჟავების შემცველობა დამოკიდებულია დიეტის ბუნებაზე და ღვიძლის ეფექტურობაზე. ამინომჟავების წარმოებულები (მაგ., ჰიპურის მჟავა) ასევე გვხვდება შარდში. შარდში ამინომჟავების წარმოებულების შემცველობა, რომლებიც წარმოადგენს სპეციალურ ცილებს, როგორიცაა ჰიდროქსიპროლინი, რომელიც იმყოფება კოლაგენში, ან 3-მეთილჰისტიდინი, რომელიც არის აქტინისა და მიოზინის ნაწილი, შეიძლება იყოს ამ ცილების დაშლის ინტენსივობის მაჩვენებელი.

შარდის შემადგენელი კომპონენტებია ღვიძლში წარმოქმნილი კონიუგატები გოგირდის და გლუკურონის მჟავებით, გლიცინით და სხვა პოლარული ნივთიერებებით.

შარდში შეიძლება იყოს მრავალი ჰორმონის მეტაბოლური ტრანსფორმაციის პროდუქტები (კატექოლამინები, სტეროიდები, სეროტონინი). საბოლოო პროდუქტების შემცველობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორგანიზმში ამ ჰორმონების ბიოსინთეზის შესაფასებლად. ცილოვანი ჰორმონი ქორიოგონადოტროპინი (CG, M 36 kDa), რომელიც წარმოიქმნება ორსულობის დროს, ხვდება სისხლში და იმუნოლოგიური მეთოდებით ვლინდება შარდში. ჰორმონის არსებობა ორსულობის მაჩვენებელია.

უროქრომები, ნაღვლის პიგმენტების წარმოებულები, რომლებიც წარმოიქმნება ჰემოგლობინის დაშლის დროს, ანიჭებენ შარდს ყვითელ ფერს. შარდი ბნელდება შენახვისას უროქრომების დაჟანგვის გამო.

შარდის არაორგანული კომპონენტები (სურათი 3)

შარდში არის Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ და NH 4 + კათიონები, Cl - ანიონები, SO 4 2- და HPO 4 2- და სხვა იონები კვალი რაოდენობით. კალციუმის და მაგნიუმის შემცველობა განავალში მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე შარდში. არაორგანული ნივთიერებების რაოდენობა დიდწილად დამოკიდებულია დიეტის ბუნებაზე. აციდოზის დროს, ამიაკის ექსკრეცია შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს. ბევრი იონის გამოყოფა რეგულირდება ჰორმონებით.

ფიზიოლოგიური კომპონენტების კონცენტრაციის ცვლილება და შარდის პათოლოგიური კომპონენტების გამოჩენა გამოიყენება დაავადებების დიაგნოსტიკისთვის. მაგალითად, შაქრიანი დიაბეტის დროს, გლუკოზა და კეტონური სხეულები შარდშია (დანართი).

4. შარდვის ჰორმონალური რეგულირება

შარდის მოცულობა და მასში იონების შემცველობა რეგულირდება ჰორმონების და თირკმელების სტრუქტურული მახასიათებლების ერთობლივი მოქმედების გამო. ყოველდღიური შარდის მოცულობაზე გავლენას ახდენს ჰორმონები:

ალდოსტერონი და ვაზოპრესინი (მათი მოქმედების მექანიზმი ადრე იყო განხილული).

PARATHORMONE - ცილოვან-პეპტიდური ხასიათის პარათირეოიდული ჰორმონი (მოქმედების მემბრანული მექანიზმი, cAMP-ის მეშვეობით) ასევე მოქმედებს ორგანიზმიდან მარილების გამოდევნაზე. თირკმელებში ის აძლიერებს Ca +2 და Mg +2 მილაკოვანი რეაბსორბციას, ზრდის K +, ფოსფატის, HCO 3 - და ამცირებს H + და NH 4 + ექსკრეციას. ეს ძირითადად გამოწვეულია ფოსფატის მილაკოვანი რეაბსორბციის შემცირებით. ამავდროულად, იზრდება კალციუმის კონცენტრაცია სისხლის პლაზმაში. პარათირეოიდული ჰორმონის ჰიპოსეკრეცია იწვევს საპირისპირო მოვლენებს - სისხლის პლაზმაში ფოსფატების შემცველობის მატებას და პლაზმაში Ca +2-ის შემცველობის შემცირებას.

ესტრადიოლი არის ქალის სასქესო ჰორმონი. ასტიმულირებს 1,25-დიოქსივიტამინ D 3-ის სინთეზს, აძლიერებს კალციუმის და ფოსფორის რეაბსორბციას თირკმლის მილაკებში.

თირკმლის ჰომეოსტატიკური ფუნქცია

1) წყალ-მარილის ჰომეოსტაზი

თირკმელები მონაწილეობენ წყლის მუდმივი რაოდენობის შენარჩუნებაში, უჯრედშიდა და უჯრედგარე სითხეების იონურ შემადგენლობაზე ზემოქმედებით. ნატრიუმის, ქლორიდის და წყლის იონების დაახლოებით 75% რეაბსორბირდება პროქსიმალურ ტუბულში გლომერულური ფილტრატიდან აღნიშნული ATPase მექანიზმით. ამ შემთხვევაში მხოლოდ ნატრიუმის იონები რეაბსორბირდება აქტიურად, ანიონები მოძრაობენ ელექტროქიმიური გრადიენტის გამო, წყალი კი პასიურად და იზოოსმოტურად იწოვება.

2) თირკმელების მონაწილეობა მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის რეგულირებაში

H + იონების კონცენტრაცია პლაზმაში და უჯრედშორის სივრცეში არის დაახლოებით 40 ნმ. ეს შეესაბამება pH მნიშვნელობას 7,40. სხეულის შიდა გარემოს pH უნდა შენარჩუნდეს მუდმივი, რადგან რბენის კონცენტრაციის მნიშვნელოვანი ცვლილებები არ არის თავსებადი სიცოცხლესთან.

pH მნიშვნელობის მუდმივობას ინარჩუნებს პლაზმური ბუფერული სისტემები, რომლებსაც შეუძლიათ მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის მოკლევადიანი დარღვევების კომპენსირება. გრძელვადიანი pH წონასწორობა შენარჩუნებულია პროტონების წარმოებითა და მოცილებით. ბუფერულ სისტემებში დარღვევის შემთხვევაში და მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის შეუსრულებლობის შემთხვევაში, მაგალითად, თირკმლის დაავადების ან ჰიპო- ან ჰიპერვენტილაციის გამო სუნთქვის სიხშირის უკმარისობის შედეგად, პლაზმური pH-ის მნიშვნელობა იზრდება. მისაღები საზღვრების მიღმა. pH მნიშვნელობის 7,40-ით 0,03 ერთეულზე მეტით შემცირებას აციდოზი ეწოდება, ხოლო მატებას ალკალოზი.

პროტონების წარმოშობა. არსებობს პროტონების ორი წყარო - საკვების თავისუფალი მჟავები და ცილების გოგირდის შემცველი ამინომჟავები, საკვებიდან მიღებული მჟავები, მაგალითად, ლიმონის, ასკორბინის და ფოსფორის, პროტონების შეწირვა. ნაწლავის ტრაქტი(ტუტე pH-ზე). პროტონების ბალანსის უზრუნველყოფაში უდიდესი წვლილი შეაქვს ცილების დაშლის დროს წარმოქმნილ ამინომჟავებს მეთიონინს და ცისტეინს. ღვიძლში ამ ამინომჟავების გოგირდის ატომები იჟანგება გოგირდის მჟავად, რომელიც იშლება სულფატ იონებში და პროტონებად.

კუნთებსა და სისხლის წითელ უჯრედებში ანაერობული გლიკოლიზის დროს გლუკოზა გარდაიქმნება რძემჟავად, რომლის დისოციაცია იწვევს ლაქტატისა და პროტონების წარმოქმნას. ღვიძლში კეტონური სხეულების - აცეტოაციური და 3-ჰიდროქსიბუტირინის მჟავების წარმოქმნა ასევე იწვევს პროტონების განთავისუფლებას, კეტონის სხეულების ჭარბი რაოდენობა იწვევს პლაზმის ბუფერული სისტემის გადატვირთვას და pH-ის დაქვეითებას (მეტაბოლური აციდოზი; რძემჟავა → ლაქტური აციდოზი, კეტონური სხეულები → კეტოაციდოზი). ნორმალურ პირობებში, ეს მჟავები ჩვეულებრივ მეტაბოლიზდება CO 2 და H 2 O-მდე და არ იმოქმედებს პროტონების ბალანსზე.

ვინაიდან აციდოზი ორგანიზმისთვის განსაკუთრებულ საფრთხეს წარმოადგენს, თირკმელებს აქვთ სპეციალური მექანიზმები, რომ გაუმკლავდნენ მას:

ა) H +-ის სეკრეცია

ეს მექანიზმი მოიცავს CO 2-ის წარმოქმნას დისტალური მილის უჯრედებში მიმდინარე მეტაბოლურ რეაქციებში; შემდეგ ნახშირბადის ანჰიდრაზას მოქმედებით H 2 CO 3 წარმოქმნა; მისი შემდგომი დისოციაცია H + და HCO 3 - და H + იონების გაცვლა Na + იონებით. შემდეგ ნატრიუმის და ბიკარბონატის იონები დიფუზირდება სისხლში, რაც უზრუნველყოფს მის ალკალიზაციას. ეს მექანიზმი ექსპერიმენტულად დადასტურდა - კარბოანჰიდრაზას ინჰიბიტორების შეყვანა იწვევს ნატრიუმის დანაკარგების ზრდას მეორადი შარდით და შარდის მჟავიანობის შეჩერებით.

ბ) ამონიოგენეზი

თირკმელებში ამონიოგენეზის ფერმენტების აქტივობა განსაკუთრებით მაღალია აციდოზის პირობებში.

ამონიოგენეზის ფერმენტები მოიცავს გლუტამინაზას და გლუტამატ დეჰიდროგენაზას:

გ) გლუკონეოგენეზი

გვხვდება ღვიძლში და თირკმელებში. პროცესის ძირითადი ფერმენტი არის თირკმლის პირუვატ კარბოქსილაზა. ფერმენტი ყველაზე აქტიურია მჟავე გარემოში – ამით განსხვავდება იგი ღვიძლის იგივე ფერმენტისგან. ამიტომ, თირკმელებში აციდოზით, კარბოქსილაზა აქტიურდება და მჟავა-რეაქტიული ნივთიერებები (ლაქტატი, პირუვატი) უფრო ინტენსიურად იწყებენ გლუკოზად გადაქცევას, რომელსაც არ გააჩნია მჟავე თვისებები.

ეს მექანიზმი მნიშვნელოვანია შიმშილთან ასოცირებული აციდოზის დროს (ნახშირწყლების ნაკლებობით ან კვების ზოგადი ნაკლებობით). კეტონის სხეულების დაგროვება, რომლებიც მათი თვისებებით მჟავაა, ასტიმულირებს გლუკონეოგენეზს. და ეს ხელს უწყობს მჟავა-ტუტოვანი მდგომარეობის გაუმჯობესებას და ამავდროულად ამარაგებს ორგანიზმს გლუკოზით. სრული შიმშილის დროს თირკმელებში წარმოიქმნება სისხლში გლუკოზის 50%-მდე.

ალკალოზით, გლუკონეოგენეზი ინჰიბირებულია (pH-ის ცვლილების შედეგად, PVC-კარბოქსილაზა ინჰიბირებულია), ინჰიბირებულია პროტონის სეკრეცია, მაგრამ ამავე დროს, გლიკოლიზი იზრდება და იზრდება პირუვატისა და ლაქტატის წარმოქმნა.

თირკმელების მეტაბოლური ფუნქცია

1) D 3 ვიტამინის აქტიური ფორმის ფორმირება.თირკმელებში, მიკროსომური დაჟანგვის რეაქციის შედეგად, ხდება ვიტამინი D 3 - 1,25-დიოქსიქოლეკალციფეროლის აქტიური ფორმის მომწიფების საბოლოო ეტაპი. ამ ვიტამინის წინამორბედი ვიტამინი D 3 სინთეზირდება კანში, ზემოქმედების ქვეშ ულტრაიისფერი სხივებიქოლესტერინიდან და შემდეგ ჰიდროქსილირებული: ჯერ ღვიძლში (25 პოზიციაზე), შემდეგ კი თირკმელებში (1 პოზიციაზე). ამრიგად, D 3 ვიტამინის აქტიური ფორმის ფორმირებაში მონაწილეობით, თირკმელები მოქმედებს ფოსფორ-კალციუმის მეტაბოლიზმისხეულში. ამიტომ, თირკმელების დაავადებების დროს, D 3 ვიტამინის ჰიდროქსილირების პროცესების დარღვევისას, შეიძლება განვითარდეს ოსტეოდისტროფია.

2) ერითროპოეზის რეგულირება.თირკმელები წარმოქმნიან გლიკოპროტეინს, რომელსაც ეწოდება თირკმლის ერითროპოეტური ფაქტორი (PEF ან ერითროპოეტინი). ეს არის ჰორმონი, რომელსაც შეუძლია იმოქმედოს წითელი ძვლის ტვინის ღეროვან უჯრედებზე, რომლებიც PEF-ის სამიზნე უჯრედებია. PEF ხელმძღვანელობს ამ უჯრედების განვითარებას ერითროპოეზის გზაზე, ე.ი. ასტიმულირებს სისხლის წითელი უჯრედების წარმოქმნას. PEF-ის გამოყოფის სიჩქარე დამოკიდებულია თირკმელების ჟანგბადის მიწოდებაზე. თუ შემომავალი ჟანგბადის რაოდენობა მცირდება, მაშინ იზრდება PEF-ის გამომუშავება - ეს იწვევს სისხლში სისხლის წითელი უჯრედების რაოდენობის ზრდას და ჟანგბადის მიწოდების გაუმჯობესებას. ამიტომ თირკმლის ანემია ზოგჯერ აღინიშნება თირკმელების დაავადებების დროს.

3) ცილების ბიოსინთეზი.თირკმელებში აქტიურად მიმდინარეობს სხვა ქსოვილებისთვის აუცილებელი ცილების ბიოსინთეზის პროცესები. ზოგიერთი კომპონენტი სინთეზირებულია აქ:

სისხლის კოაგულაციის სისტემები;

კომპლემენტის სისტემები;

ფიბრინოლიზის სისტემები.

რენინი სინთეზირდება თირკმელების ჯუქსტაგლომერულური აპარატის (JGA) უჯრედებში.

რენინ-ანგიოტენზინ-ალდოსტერონის სისტემა მჭიდრო კავშირში მუშაობს სისხლძარღვთა ტონუსის რეგულირების სხვა სისტემასთან: KALLIKREIN-KININ SYSTEM-თან, რომლის მოქმედება იწვევს არტერიული წნევის დაქვეითებას.

პროტეინი კინინოგენი სინთეზირდება თირკმელებში. სისხლში მოხვედრის შემდეგ კინინოგენი სერინის პროტეინაზების - კალიკრეინების მოქმედებით გარდაიქმნება ვაზოაქტიურ პეპტიდებად - კიინებად: ბრადიკინინად და კალიდინად. ბრადიკინინს და კალიდინს აქვთ ვაზოდილაციური ეფექტი - აქვეითებენ არტერიულ წნევას. კინინების ინაქტივაცია ხდება კარბოქსითეფსინის მონაწილეობით - ეს ფერმენტი ერთდროულად მოქმედებს სისხლძარღვთა ტონუსის რეგულირების ორივე სისტემაზე, რაც იწვევს არტერიული წნევის მატებას. კარბოქსითეფსინის ინჰიბიტორები გამოიყენება სამკურნალო მიზნებისთვისზოგიერთი ფორმის მკურნალობაში არტერიული ჰიპერტენზია(მაგალითად, პრეპარატი კლონიდინი).

თირკმელების მონაწილეობა არტერიული წნევის რეგულირებაში ასევე დაკავშირებულია პროსტაგლანდინების გამომუშავებასთან, რომლებსაც აქვთ ჰიპოტენზიური მოქმედება და წარმოიქმნება თირკმელებში არაქიდონის მჟავისგან ლიპიდური პეროქსიდაციის (LPO) რეაქციების შედეგად.

4) ცილის კატაბოლიზმი.თირკმელები მონაწილეობენ რამდენიმე დაბალი მოლეკულური წონის (5-6 kDa) ცილების და პეპტიდების კატაბოლიზმში, რომლებიც იფილტრება პირველად შარდში. მათ შორისაა ჰორმონები და ზოგიერთი სხვა ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერება. მილაკოვან უჯრედებში, ლიზოსომური პროტეოლიზური ფერმენტების მოქმედებით, ეს ცილები და პეპტიდები ჰიდროლიზდება ამინომჟავებად, რომლებიც შედიან სისხლში და ხელახლა გამოიყენებენ სხვა ქსოვილების უჯრედებს.

1. D ვიტამინის აქტიური ფორმის ფორმირება 3.თირკმელებში, მიკროსომური დაჟანგვის შედეგად, ხდება D 3 ვიტამინის აქტიური ფორმის მომწიფების საბოლოო ეტაპი - 1,25-დიოქსიქოლეკალციფეროლი, რომელიც სინთეზირდება კანში ქოლესტერინის ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედებით და შემდეგ ჰიდროქსილირდება: ჯერ ღვიძლში (25 პოზიციაზე), შემდეგ კი თირკმელებში (1 პოზიციაზე). ამრიგად, D 3 ვიტამინის აქტიური ფორმის ფორმირებაში მონაწილეობით, თირკმელები გავლენას ახდენენ ორგანიზმში ფოსფორ-კალციუმის ცვლაზე. ამიტომ თირკმელების დაავადებების დროს, D 3 ვიტამინის ჰიდროქსილაციის პროცესების დარღვევისას, შესაძლოა განვითარდეს ოსტეოდისტროფია.

2. ერითროპოეზის რეგულირება.თირკმელები წარმოქმნიან გლიკოპროტეინს ე.წ თირკმლის ერითროპოეტური ფაქტორი (PEF ან ერითროპოეტინი). ეს არის ჰორმონი, რომელსაც შეუძლია გავლენა მოახდინოს ძვლის ტვინის წითელ ღეროვან უჯრედებზე, რომლებიც სამიზნე უჯრედებია PEF-ისთვის. PEF ხელმძღვანელობს ამ უჯრედების განვითარებას ერითროპოეზის გზაზე, ე.ი. ასტიმულირებს სისხლის წითელი უჯრედების წარმოქმნას. PEF-ის გამოყოფის სიჩქარე დამოკიდებულია თირკმელების ჟანგბადის მიწოდებაზე. თუ შემომავალი ჟანგბადის რაოდენობა მცირდება, მაშინ იზრდება PEF-ის გამომუშავება - ეს იწვევს სისხლში სისხლის წითელი უჯრედების რაოდენობის ზრდას და ჟანგბადის მიწოდების გაუმჯობესებას. ამიტომ თირკმლის ანემია ზოგჯერ აღინიშნება თირკმელების დაავადებების დროს.

3. ცილების ბიოსინთეზი.თირკმელებში აქტიურად მიმდინარეობს სხვა ქსოვილებისთვის აუცილებელი ცილების ბიოსინთეზის პროცესები. აქ ასევე სინთეზირებულია სისხლის კოაგულაციის სისტემის კომპონენტები, კომპლემენტის სისტემა და ფიბრინოლიზის სისტემა.

თირკმელებში სინთეზირდება ფერმენტი რენინი და ცილა კინინოგენი, რომლებიც მონაწილეობენ სისხლძარღვთა ტონუსის და არტერიული წნევის რეგულირებაში.

4. ცილის კატაბოლიზმი.თირკმელები მონაწილეობენ რამდენიმე დაბალი მოლეკულური წონის (5-6 kDa) ცილების და პეპტიდების კატაბოლიზმში, რომლებიც იფილტრება პირველად შარდში. მათ შორისაა ჰორმონები და ზოგიერთი სხვა ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერება. მილაკოვან უჯრედებში, ლიზოსომური პროტეოლიზური ფერმენტების მოქმედებით, ეს ცილები და პეპტიდები ჰიდროლიზდება ამინომჟავებამდე, რომლებიც შემდეგ შედიან სისხლში და ხელახლა იყენებენ სხვა ქსოვილების უჯრედებს.

თირკმელების მიერ ატფ-ის დიდი ხარჯები დაკავშირებულია აქტიური ტრანსპორტის პროცესებთან რეაბსორბციის, სეკრეციის დროს და ასევე ცილების ბიოსინთეზთან. ატფ-ის მიღების მთავარი გზა არის ოქსიდაციური ფოსფორილირება. ამიტომ, თირკმლის ქსოვილს მნიშვნელოვანი რაოდენობით ჟანგბადი სჭირდება. თირკმელების მასა შეადგენს სხეულის მთლიანი წონის 0,5%-ს, ხოლო თირკმელების მიერ ჟანგბადის მოხმარება შეადგენს მთლიანი მიწოდებული ჟანგბადის 10%-ს.

7.4. წყალ-მარილის მეტაბოლიზმის რეგულირება
და შარდვა

შარდის მოცულობა და მასში იონების შემცველობა რეგულირდება ჰორმონების და თირკმელების სტრუქტურული მახასიათებლების ერთობლივი მოქმედების გამო.

რენინ-ანგიოტენზინ-ალდოსტერონის სისტემა. თირკმელებში, ჯუქსტაგლომერულური აპარატის (JGA) უჯრედებში სინთეზირდება რენინი - პროტეოლიზური ფერმენტი, რომელიც მონაწილეობს სისხლძარღვთა ტონუსის რეგულაციაში, ნაწილობრივი პროტეოლიზის გზით ანგიოტენზინოგენად გარდაქმნის დეკაპეპტიდ ანგიოტენზინ I-ად. ანგიოტენზინ I-დან ფერმენტ კარბოქსიკატეპსინის მოქმედებით წარმოიქმნება ოქტაპეპტიდი ანგიოტენზინ II (ასევე ნაწილობრივი პროტეოლიზით). მას აქვს ვაზოკონსტრიქტორული მოქმედება, ასევე ასტიმულირებს თირკმელზედა ჯირკვლის ქერქის ჰორმონის - ალდოსტერონის გამომუშავებას.

ალდოსტერონიარის თირკმელზედა ჯირკვლის ქერქის სტეროიდული ჰორმონი მინერალკორტიკოიდების ჯგუფიდან, რომელიც უზრუნველყოფს ნატრიუმის რეაბსორბციას თირკმლის მილაკის დისტალური ნაწილიდან აქტიური ტრანსპორტის გამო. ის იწყებს აქტიურ სეკრეციას სისხლის პლაზმაში ნატრიუმის კონცენტრაციის მნიშვნელოვანი შემცირებით. სისხლის პლაზმაში ნატრიუმის ძალიან დაბალი კონცენტრაციის შემთხვევაში, ალდოსტერონის ზემოქმედებით, შეიძლება მოხდეს ნატრიუმის თითქმის სრული მოცილება შარდიდან. ალდოსტერონი ზრდის ნატრიუმის და წყლის რეაბსორბციას თირკმლის მილაკებში - ეს იწვევს სისხლძარღვებში მოცირკულირე სისხლის მოცულობის ზრდას. შედეგად, არტერიული წნევა (BP) იზრდება (სურ. 19).

ბრინჯი. 19. რენინ-ანგიოტენზინ-ალდოსტერონის სისტემა

როდესაც ანგიოტენზინ-II მოლეკულა ასრულებს თავის ფუნქციას, იგი განიცდის ტოტალურ პროტეოლიზს სპეციალური პროთეზების ჯგუფის - ანგიოტენზინაზების მოქმედებით.

რენინის გამომუშავება დამოკიდებულია თირკმელების სისხლით მომარაგებაზე. ამიტომ, არტერიული წნევის დაქვეითებით, რენინის გამომუშავება იზრდება, მატებასთან ერთად კი მცირდება. თირკმელების პათოლოგიის დროს ზოგჯერ აღინიშნება რენინის გამომუშავების მომატება და მუდმივი ჰიპერტენზია (არტერიული წნევის მომატება).

ალდოსტერონის ჰიპერსეკრეცია იწვევს ნატრიუმის და წყლის შეკავებას - შემდეგ ვითარდება შეშუპება და ჰიპერტენზია, გულის უკმარისობამდე. ალდოსტერონის უკმარისობა იწვევს ნატრიუმის, ქლორიდების და წყლის მნიშვნელოვან დაკარგვას და სისხლის პლაზმის მოცულობის შემცირებას. თირკმელებში H + და NH 4 + სეკრეცია ერთდროულად ირღვევა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს აციდოზი.

რენინ-ანგიოტენზინ-ალდოსტერონის სისტემა მჭიდრო კავშირში მუშაობს სისხლძარღვთა ტონუსის რეგულირების სხვა სისტემასთან. კალიკრეინ-კინინის სისტემა, რომლის მოქმედება იწვევს არტერიული წნევის დაქვეითებას (სურ. 20).

ბრინჯი. 20. კალიკრეინ-კინინის სისტემა

პროტეინი კინინოგენი სინთეზირდება თირკმელებში. სისხლში მოხვედრისას კინინოგენი სერინის პროტეინაზების - კალიკრეინების მოქმედებით გარდაიქმნება ვაზოაქტინის პეპტიდებად - კინინებად: ბრადიკინინად და კალიდინად. ბრადიკინინს და კალიდინს აქვთ ვაზოდილაციური ეფექტი - აქვეითებენ არტერიულ წნევას.

კინინების ინაქტივაცია ხდება კარბოქსიკატეპსინის მონაწილეობით - ეს ფერმენტი ერთდროულად მოქმედებს სისხლძარღვთა ტონუსის რეგულირების ორივე სისტემაზე, რაც იწვევს არტერიული წნევის მატებას (სურ. 21). კარბოქსითეფსინის ინჰიბიტორები გამოიყენება მედიცინაში არტერიული ჰიპერტენზიის გარკვეული ფორმების სამკურნალოდ. თირკმელების მონაწილეობა არტერიული წნევის რეგულირებაში ასევე დაკავშირებულია პროსტაგლანდინების გამომუშავებასთან, რომლებსაც აქვთ ჰიპოტენზიური ეფექტი.

ბრინჯი. 21. რენინ-ანგიოტენზინ-ალდოსტერონის ურთიერთობა
და კალიკრეინ-კინინის სისტემები

ვაზოპრესინი- ჰიპოთალამუსში სინთეზირებულ და ნეიროჰიპოფიზიდან გამოყოფილ პეპტიდურ ჰორმონს აქვს მოქმედების მემბრანული მექანიზმი. ეს მექანიზმი სამიზნე უჯრედებში რეალიზდება ადენილატციკლაზას სისტემის მეშვეობით. ვაზოპრესინი იწვევს პერიფერიული სისხლძარღვების (არტერიოლების) შევიწროებას, რაც იწვევს არტერიული წნევის მატებას. თირკმელებში ვაზოპრესინი ზრდის წყლის რეაბსორბციის სიჩქარეს დისტალური დახრილი მილაკების წინა ნაწილიდან და შემგროვებელი სადინარებიდან. შედეგად იზრდება Na, C1, P და მთლიანი N-ის ფარდობითი კონცენტრაცია. ვაზოპრესინის სეკრეცია იზრდება სისხლის პლაზმის ოსმოსური წნევის მატებასთან ერთად, მაგალითად, მარილის მიღების მატებით ან ორგანიზმის გაუწყლოებით. ითვლება, რომ ვაზოპრესინის მოქმედება დაკავშირებულია ცილების ფოსფორილირებასთან თირკმლის მწვერვალში, რის შედეგადაც იზრდება მისი გამტარიანობა. ჰიპოფიზის ჯირკვლის დაზიანებით, ვაზოპრესინის სეკრეციის დარღვევის შემთხვევაში, აღინიშნება შაქრიანი დიაბეტი - შარდის მოცულობის მკვეთრი მატება (4-5 ლიტრამდე) დაბალი სპეციფიკური სიმძიმით.

ნატრიურეზული ფაქტორი(NUF) არის პეპტიდი, რომელიც წარმოიქმნება ჰიპოთალამუსში წინაგულების უჯრედებში. ეს არის ჰორმონის მსგავსი ნივთიერება. მისი სამიზნეები არის დისტალური თირკმლის მილაკების უჯრედები. NUF მოქმედებს გუანილატციკლაზას სისტემის მეშვეობით, ე.ი. მისი უჯრედშორისი შუამავალი არის cGMP. ტუბულურ უჯრედებზე NHF-ის ზემოქმედების შედეგია Na + რეაბსორბციის დაქვეითება, ე.ი. ვითარდება ნატრიურია.

პარათორმონი- ცილოვან-პეპტიდური ხასიათის პარათირეოიდული ჯირკვლის ჰორმონი. მას აქვს მოქმედების მემბრანული მექანიზმი cAMP-ის საშუალებით. გავლენას ახდენს ორგანიზმიდან მარილების გამოდევნაზე. თირკმელებში პარათირეოიდული ჰორმონი აძლიერებს Ca 2+ და Mg 2+ მილაკოვანი რეაბსორბციას, ზრდის K +, ფოსფატის, HCO 3 - და ამცირებს H + და NH 4 + გამოყოფას. ეს ძირითადად გამოწვეულია ფოსფატის მილაკოვანი რეაბსორბციის შემცირებით. ამავდროულად, იზრდება კალციუმის კონცენტრაცია პლაზმაში. პარათირეოიდული ჰორმონის ჰიპოსეკრეცია იწვევს საპირისპირო მოვლენებს - სისხლის პლაზმაში ფოსფატების შემცველობის მატებას და პლაზმაში Ca 2+ შემცველობის დაქვეითებას.

ესტრადიოლი- ქალის სასქესო ჰორმონი. ასტიმულირებს სინთეზს
1,25-დიოქსიკალციფეროლი, აძლიერებს კალციუმის და ფოსფორის რეაბსორბციას თირკმლის მილაკებში.

თირკმელზედა ჯირკვლის ჰორმონი გავლენას ახდენს ორგანიზმში გარკვეული რაოდენობის წყლის შეკავებაზე. კორტიზონი. ამ შემთხვევაში ხდება ორგანიზმიდან Na იონების გამოყოფის შეფერხება და შედეგად წყლის შეკავება. ჰორმონი თიროქსინიიწვევს სხეულის წონის ვარდნას წყლის ექსკრეციის გაზრდის გამო, ძირითადად კანის მეშვეობით.

ეს მექანიზმები ცნს-ის კონტროლს ექვემდებარება. დიენცეფალონი და ტვინის ნაცრისფერი ტუბერკულოზი ჩართულია წყლის მეტაბოლიზმის რეგულირებაში. ცერებრალური ქერქის აგზნება იწვევს თირკმელების ფუნქციონირების ცვლილებას ნერვული გზების გასწვრივ შესაბამისი იმპულსების პირდაპირი გადაცემის ან გარკვეული აგზნების შედეგად. ენდოკრინული ჯირკვლებიკერძოდ ჰიპოფიზის ჯირკვალი.

წყლის ბალანსის დარღვევა სხვადასხვა პათოლოგიური პირობებიშეიძლება გამოიწვიოს ორგანიზმში წყლის შეკავება, ან ქსოვილების ნაწილობრივი გაუწყლოება. თუ ქსოვილებში წყლის შეკავება ქრონიკულია, ჩვეულებრივ ვითარდება სხვადასხვა ფორმებიშეშუპება (ანთებითი, მარილიანი, მშიერი).

ქსოვილების პათოლოგიური დეჰიდრატაცია, როგორც წესი, თირკმელებით გამოყოფის შედეგია. გაზრდილი თანხაწყალი (15-20 ლიტრამდე შარდი დღეში). ასეთი გახშირებული შარდვა, რომელსაც თან ახლავს ძლიერი წყურვილი, შეინიშნება უშაქრო დიაბეტის (შაქრიანი დიაბეტი) დროს. პაციენტებში, რომლებსაც აწუხებთ უშაქრო დიაბეტი, ჰორმონის ვაზოპრესინის ნაკლებობის გამო, თირკმელები კარგავენ პირველადი შარდის კონცენტრირების უნარს; შარდი ხდება ძალიან განზავებული და აქვს დაბალი ხვედრითი წონა. თუმცა, ამ დაავადების დროს სასმელის შეზღუდვამ შეიძლება გამოიწვიოს ქსოვილების გაუწყლოება სიცოცხლესთან შეუთავსებელი.

ტესტის კითხვები

1. აღწერეთ თირკმელების ექსკრეტორული ფუნქცია.

2. როგორია თირკმელების ჰომეოსტატიკური ფუნქცია?

3. რა მეტაბოლურ ფუნქციას ასრულებენ თირკმელები?

4. რა ჰორმონები მონაწილეობენ ოსმოსური წნევის და უჯრედგარე სითხის მოცულობის რეგულირებაში?

5. აღწერეთ რენინ-ანგიოტენზინის სისტემის მოქმედების მექანიზმი.

6. რა კავშირია რენინ-ალდოსტერონ-ანგიოტენზინისა და კალიკრეინ-კინინის სისტემებს შორის?

7. რა დარღვევებია ჰორმონალური რეგულირებაშეიძლება გამოიწვიოს ჰიპერტენზია?

8. დააკონკრეტეთ ორგანიზმში წყლის შეკავების მიზეზები.

9. რა იწვევს უშაქრო დიაბეტის განვითარებას?