Nyrene er involvert i metabolismen av proteiner, lipider og karbohydrater. Denne funksjonen skyldes nyrenes deltakelse i å sikre konstant konsentrasjon i blodet av en rekke fysiologisk signifikante organiske stoffer. I nyrenes glomeruli filtreres lavmolekylære proteiner og peptider. I det proksimale nefronet spaltes de til aminosyrer eller dipeptider og transporteres gjennom basalplasmamembranen inn i blodet. Ved nyresykdom kan denne funksjonen være svekket. Nyrene er i stand til å syntetisere glukose (glukoneogenese). Ved langvarig faste kan nyrene syntetisere opptil 50 % av den totale mengden glukose som dannes i kroppen og kommer inn i blodet. For energiforbruk kan nyrene bruke glukose eller frie fettsyrer. Ved lavt nivå av glukose i blodet forbruker nyrecellene fettsyrer i større grad, ved hyperglykemi brytes glukose overveiende ned. Betydningen av nyrene i lipidmetabolismen ligger i det faktum at frie fettsyrer kan inkluderes i sammensetningen av triacylglycerol og fosfolipider i nyrenes celler og kommer inn i blodet i form av disse forbindelsene.

Regulering av nyreaktivitet

Historisk sett er eksperimenter utført med irritasjon eller kutting av de efferente nervene som innerverer nyrene. Under disse påvirkningene endret diuresen seg ubetydelig. Det endret seg lite hvis nyrene ble transplantert til halsen og nyrearterien ble suturert til halspulsåren. Men selv under disse forholdene var det mulig å utvikle betingede reflekser til smertestimulering eller til vannbelastning, og diurese endret seg også under ubetingede reflekseffekter. Disse forsøkene ga grunnlag for å antyde at reflekseffekter på nyrene ikke utføres så mye gjennom de efferente nervene i nyrene (de har relativt liten effekt på diurese), men det er en refleksfrigjøring av hormoner (ADH, aldosteron) og de har en direkte effekt på prosessen med diurese i nyrene. Derfor er det all grunn til å skille mellom følgende typer i mekanismene for regulering av vannlating: betinget refleks, ubetinget refleks og humoral.

Nyren fungerer som et utøvende organ i en kjede av forskjellige reflekser som sikrer konstansen i sammensetningen og volumet av væskene i det indre miljøet. Sentralnervesystemet mottar informasjon om tilstanden til det indre miljøet, integrering av signaler skjer og reguleringen av nyrenes aktivitet er sikret. Anuri, som oppstår med smerteirritasjon, kan reproduseres ved en betinget refleks. Mekanismen for smerteanuri er basert på irritasjon av de hypotalamiske sentrene som stimulerer sekresjonen av vasopressin av nevrohypofysen. Sammen med dette øker aktiviteten til den sympatiske delen av nervesystemet og utskillelsen av katekolaminer fra binyrene, noe som forårsaker en kraftig reduksjon i urinering på grunn av både en reduksjon i glomerulær filtrasjon og en økning i tubulær vannreabsorpsjon.

Ikke bare en reduksjon, men også en økning i diurese kan være forårsaket av en betinget refleks. Gjentatt innføring av vann i hundens kropp i kombinasjon med virkningen av en betinget stimulus fører til dannelsen av en betinget refleks, ledsaget av en økning i vannlating. Mekanismen for betinget reflekspolyuri i dette tilfellet er basert på det faktum at impulser sendes fra hjernebarken til hypothalamus og ADH-sekresjonen avtar. Impulser som kommer langs adrenerge fibre stimulerer natriumtransport, og langs kolinerge fibre aktiverer de glukosereabsorpsjon og sekresjon av organiske syrer. Mekanismen for endring i vannlating med deltakelse av adrenerge nerver skyldes aktiveringen av adenylatcyklase og dannelsen av cAMP i cellene i tubuli. Katekolamin-sensitiv adenylatsyklase er tilstede i de basolaterale membranene til cellene i den distale kronglete tubuli og de første seksjonene av samlekanalene. De afferente nervene i nyren spiller en viktig rolle som informasjonsledd i det ioniske reguleringssystemet og sikrer implementeringen av nyre-renale reflekser. Når det gjelder den humoral-hormonelle reguleringen av vannlating, ble dette beskrevet i detalj ovenfor.

Nyrene fungerer som et naturlig "filter" av blodet, som, når det fungerer riktig, fjerner skadelige stoffer fra kroppen. Reguleringen av nyrefunksjonen i kroppen er avgjørende for stabil funksjon av kroppen og immunforsvar. For et komfortabelt liv trengs to organer. Det er tider når en person bor hos en av dem - det er mulig å leve, men du må være avhengig av sykehus hele livet, og beskyttelsen mot infeksjoner vil reduseres flere ganger. Hva er nyrene ansvarlige for, hvorfor trengs de i menneskekroppen? For å gjøre dette, bør du studere funksjonene deres.

Strukturen til nyrene

La oss fordype oss litt i anatomien: utskillelsesorganene inkluderer nyrene - dette er et sammenkoblet bønneformet organ. De er lokalisert i korsryggen, mens venstre nyre er høyere. Slik er naturen: over høyre nyre er leveren, som ikke lar den bevege seg noe sted. Angående størrelsen er organene nesten like, men merk at det høyre er litt mindre.

Hva er deres anatomi? Utvendig er organet dekket med et beskyttende skall, og inne i det organiserer det et system som er i stand til å samle og fjerne væske. I tillegg inkluderer systemet parenkym, som skaper medulla og cortex og gir de ytre og indre lag. Parenchyma - et sett med grunnleggende elementer som er begrenset til bindebasen og skallet. Akkumuleringssystemet er representert av en liten nyrebeger, som danner en stor i systemet. Forbindelsen til sistnevnte danner et bekken. I sin tur er bekkenet koblet til blære gjennom urinlederne.

Hovedaktiviteter

I løpet av dagen behandler og renser nyrene og leveren blodet fra slaggdannelse, giftstoffer, fjerner forfallsprodukter. Mer enn 200 liter blod per dag pumpes gjennom nyrene, noe som sikrer renheten. Negative mikroorganismer kommer inn i blodplasmaet og sendes til blære. Så hva gjør nyrene? Gitt mengden arbeid som nyrene gir, kunne en person ikke eksistere uten dem. Hovedfunksjonene til nyrene utfører følgende arbeid:

• ekskretorisk (ekskresjonsmiddel);
• homeostatisk;
• metabolsk;
• endokrine;
• sekretorisk;
• hematopoetisk funksjon.

Utskillelsesfunksjon - som hovedoppgaven til nyrene

Utskillelsesfunksjonen er å fjerne skadelige stoffer fra det indre miljøet. Dette er med andre ord nyrenes evne til å korrigere syretilstanden, stabilisere vann-saltmetabolismen og delta i opprettholdelsen av blodtrykket. Hovedoppgaven ligger nettopp på denne funksjonen til nyrene. I tillegg regulerer de mengden salter, proteiner i væsken og gir metabolisme. Brudd på utskillelsesfunksjonen til nyrene fører til et forferdelig resultat: koma, forstyrrelse av homeostase og til og med død. I dette tilfellet er et brudd på utskillelsesfunksjonen til nyrene manifestert av et økt nivå av giftstoffer i blodet.

Utskillelsesfunksjonen til nyrene utføres gjennom nefroner - funksjonelle enheter i nyrene. Fra et fysiologisk synspunkt er et nefron et nyrelegeme i en kapsel, med proksimale tubuli og et oppsamlingsrør. Nephrons utfører ansvarlig arbeid - de kontrollerer riktig utførelse av interne mekanismer hos mennesker.

ekskresjonsfunksjon. Stadier av arbeidet

Utskillelsesfunksjonen til nyrene går gjennom følgende stadier:

• sekresjon;
• filtrering;
• reabsorpsjon.

Under sekresjon fjernes stoffskifteproduktet, balansen av elektrolytter, fra blodet. Filtrering er prosessen der et stoff kommer inn i urinen. I dette tilfellet ligner væsken som har gått gjennom nyrene blodplasma. Ved filtrering skilles det ut en indikator som karakteriserer det funksjonelle potensialet til organet. Denne indikatoren kalles glomerulær filtrasjonshastighet. Denne verdien er nødvendig for å bestemme hastigheten på urinproduksjonen for en bestemt tid. Evnen til å absorbere viktige elementer fra urinen til blodet kalles reabsorpsjon. Disse elementene er proteiner, aminosyrer, urea, elektrolytter. Reabsorpsjonshastigheten endrer indikatorer fra mengden væske i maten og organets helse.

Hva er den sekretoriske funksjonen?

Nok en gang merker vi at våre homeostatiske organer kontrollerer den interne arbeidsmekanismen og metabolske indikatorer. De filtrerer blodet, overvåker blodtrykket, syntetiserer biologisk aktive stoffer. Utseendet til disse stoffene er direkte relatert til sekretorisk aktivitet. Prosessen gjenspeiler utskillelsen av stoffer. I motsetning til utskillelse, tar nyrenes sekretoriske funksjon del i dannelsen av sekundær urin - en væske uten glukose, aminosyrer og andre gunstig for kroppen stoffer. Vurder begrepet "sekresjon" i detalj, siden det er flere tolkninger i medisin:

• syntese av stoffer som deretter vil returnere til kroppen;
• syntetisere kjemikalier som metter blodet;
• fjerning av unødvendige elementer fra blodet av nefronceller.

homeostatisk arbeid

Den homeostatiske funksjonen tjener til å regulere vann-salt- og syre-basebalansen i kroppen.

Vann-saltbalansen kan beskrives som følger: opprettholdelse av en konstant mengde væske i menneskekroppen, hvor homeostatiske organer påvirker den ioniske sammensetningen av intracellulært og ekstracellulært vann. Takket være denne prosessen blir 75 % av natrium-, kloridioner reabsorbert fra glomerulærfilteret, mens anioner beveger seg fritt, og vann reabsorberes passivt.

Reguleringen av kroppens syre-basebalanse er et komplekst og forvirrende fenomen. Å opprettholde en stabil pH i blodet er på grunn av "filter" og buffersystemer. De fjerner syre-base-komponenter, som normaliserer deres naturlige mengde. Når pH i blodet endres (dette fenomenet kalles tubulær acidose), dannes det alkalisk urin. Tubulær acidose utgjør en trussel mot helsen, men spesielle mekanismer i form av h + sekresjon, ammoniogenese og glukoneogenese stopper urinoksidasjon, reduserer enzymaktivitet og er involvert i omdannelsen av syrereaktive stoffer til glukose.

Rollen til metabolsk funksjon

Den metabolske funksjonen til nyrene i kroppen skjer gjennom syntesen av biologisk aktive stoffer (renin, erytropoietin og andre), siden de påvirker blodpropp, kalsiummetabolisme og utseendet til røde blodceller. Denne aktiviteten bestemmer nyrenes rolle i metabolismen. Deltakelse i metabolismen av proteiner er gitt ved reabsorpsjon av aminosyrer og dens videre utskillelse av kroppsvev. Hvor kommer aminosyrer fra? Vises etter katalytisk spaltning av biologisk aktive stoffer, som insulin, gastrin, parathyroidhormon. I tillegg til prosessene med glukosekatabolisme, kan vev produsere glukose. Glukoneogenese skjer i cortex, mens glykolyse skjer i medulla. Det viser seg at omdannelsen av sure metabolitter til glukose regulerer blodets pH.

endokrin funksjon nyre

Nyrene produserer flere biologisk aktive stoffer som gjør at det kan betraktes som et endokrine organ. Granulære celler i det juxtaglomerulære apparatet skiller ut renin i blodet med en reduksjon i blodtrykket i nyrene, en reduksjon i natriuminnholdet i kroppen, når en person beveger seg fra en horisontal til en vertikal stilling. Nivået av reninfrigjøring fra celler til blodet endres også avhengig av konsentrasjonen av Na + og C1- i området av den tette flekken av den distale tubuli, som gir regulering av elektrolytt og glomerulær-tubulær balanse. Renin syntetiseres i de granulære cellene i det juxtaglomerulære apparatet og er et proteolytisk enzym. I blodplasma spaltes det fra angiotensinogen, som hovedsakelig er i α2-globulinfraksjonen, et fysiologisk inaktivt peptid bestående av 10 aminosyrer, angiotensin I. I blodplasma, under påvirkning av angiotensin-konverterende enzym, spaltes 2 aminosyrer fra angiotensin I, og det blir til en aktiv vasokonstriktor substans angiotensin II. Han hever blodtrykk på grunn av innsnevring av arterielle kar, øker sekresjonen av aldosteron, øker følelsen av tørste, regulerer natriumreabsorpsjon i distale tubuli og samlekanaler. Alle disse effektene bidrar til normalisering av blodvolum og blodtrykk.

Plasminogenaktivatoren, urokinase, syntetiseres i nyrene. Prostaglandiner produseres i nyremargen. De er spesielt involvert i reguleringen av renal og generell blodstrøm, øker utskillelsen av natrium i urinen og reduserer følsomheten til tubulære celler for ADH. Nyreceller trekker ut prohormonet som dannes i leveren – vitamin D3 – fra blodplasmaet og omdanner det til et fysiologisk aktivt hormon – aktive former for vitamin D3. Dette steroidet stimulerer dannelsen av kalsiumbindende protein i tarmen, fremmer frigjøring av kalsium fra bein, regulerer dets reabsorpsjon i nyretubuli. Nyren er produksjonsstedet for erytropoietin, som stimulerer erytropoiesen i benmargen. Nyren produserer bradykinin, som er en kraftig vasodilator.

Metabolsk funksjon av nyrene

Nyrene er involvert i metabolismen av proteiner, lipider og karbohydrater. Begrepene "nyremetabolisme", det vil si prosessen med metabolisme i deres parenkym, på grunn av hvilken alle former for nyreaktivitet utføres, og "metabolsk funksjon av nyrene" bør ikke forveksles. Denne funksjonen skyldes nyrenes deltakelse i å sikre konstant konsentrasjon i blodet av en rekke fysiologisk signifikante organiske stoffer. I nyrenes glomeruli filtreres lavmolekylære proteiner og peptider. Cellene i det proksimale nefronet bryter dem ned til aminosyrer eller dipeptider og transporterer dem gjennom basalplasmamembranen inn i blodet. Dette bidrar til å gjenopprette aminosyrefondet i kroppen, noe som er viktig når det er mangel på proteiner i kosten. Ved nyresykdom kan denne funksjonen være svekket. Nyrene er i stand til å syntetisere glukose (glukoneogenese). Ved langvarig sult kan nyrene syntetisere opptil 50 % av den totale mengden glukose som dannes i kroppen og kommer inn i blodet. Nyrene er stedet for syntesen av fosfatidylinositol, en essensiell komponent i plasmamembraner. For energiforbruk kan nyrene bruke glukose eller frie fettsyrer. Ved lavt nivå av glukose i blodet forbruker nyrecellene fettsyrer i større grad, ved hyperglykemi brytes glukose overveiende ned. Betydningen av nyrene i lipidmetabolismen ligger i det faktum at frie fettsyrer kan inkluderes i sammensetningen av triacylglycerol og fosfolipider i nyrenes celler og kommer inn i blodet i form av disse forbindelsene.

Prinsipper for regulering av reabsorpsjon og sekresjon av stoffer i cellene i nyretubuli

En av egenskapene til nyrene er deres evne til å endre seg i et bredt spekter av transportintensitet. ulike stoffer: vann, elektrolytter og ikke-elektrolytter. Dette er en uunnværlig betingelse for at nyrene skal oppfylle hovedformålet - stabilisering av de viktigste fysiske og kjemiske indikatorene på væskene i det indre miljøet. Et bredt spekter av endringer i hastigheten for reabsorpsjon av hvert av stoffene som er nødvendige for kroppen filtrert inn i lumen av tubulen krever eksistensen av passende mekanismer for å regulere cellefunksjoner. Virkningen av hormoner og mediatorer som påvirker transporten av ioner og vann bestemmes av endringer i funksjonene til ione- eller vannkanaler, bærere og ionepumper. Det finnes flere varianter av biokjemiske mekanismer som hormoner og mediatorer regulerer transporten av stoffer ved hjelp av nefroncellen. I det ene tilfellet aktiveres genomet og syntesen av spesifikke proteiner som er ansvarlige for implementeringen av den hormonelle effekten forbedres; i det andre tilfellet skjer endringer i permeabilitet og pumpedrift uten direkte deltakelse av genomet.

Sammenligning av funksjonene til virkningen av aldosteron og vasopressin lar oss avsløre essensen av begge varianter av regulatoriske påvirkninger. Aldosteron øker reabsorpsjonen av Na + i cellene i nyretubuli. Fra den ekstracellulære væsken trenger aldosteron gjennom basalplasmamembranen inn i cellens cytoplasma, kobles til reseptoren, og det resulterende komplekset går inn i kjernen (fig. 12.11). I kjernen stimuleres DNA-avhengig tRNA-syntese og dannelsen av proteiner som er nødvendige for å øke Na+-transporten aktiveres. Aldosteron stimulerer syntesen av natriumpumpekomponenter (Na+, K+-ATPase), enzymer i trikarboksylsyresyklusen (Krebs) og natriumkanaler, gjennom hvilke Na+ kommer inn i cellen gjennom den apikale membranen fra lumen i tubuli. Under normale fysiologiske forhold er en av faktorene som begrenser Na+-reabsorpsjon Na+-permeabiliteten til den apikale plasmamembranen. En økning i antall natriumkanaler eller tiden for deres åpne tilstand øker inngangen av Na til cellen, øker innholdet av Na+ i cytoplasmaet og stimulerer aktiv overføring av Na+ og cellulær respirasjon.

Økningen i K+-sekresjon under påvirkning av aldosteron skyldes en økning i kaliumpermeabiliteten til den apikale membranen og inngangen av K fra cellen til tubulilumen. Økt syntese av Na +, K + -ATPase under påvirkning av aldosteron gir økt inngang av K + inn i cellen fra den ekstracellulære væsken og favoriserer utskillelsen av K +.

La oss vurdere en annen variant av mekanismen for den cellulære virkningen av hormoner ved å bruke eksempelet ADH (vasopressin). Det samhandler fra den ekstracellulære væsken med V2-reseptoren lokalisert i den basale plasmamembranen til cellene i de terminale delene av det distale segmentet og samlekanaler. Med deltakelse av G-proteiner aktiveres adenylatcyklase-enzymet og 3",5"-AMP (cAMP) dannes fra ATP, som stimulerer proteinkinase A og inkorporering av vannkanaler (akvaporiner) i den apikale membranen. Dette fører til en økning i vanngjennomtrengelighet. Deretter blir cAMP ødelagt av fosfodiesterase og omdannet til 3"5"-AMP.

Utarbeidet av Kasymkanov N.U.

Astana 2015

Nyrenes hovedfunksjon er å fjerne vann og vannløselige stoffer (metabolske sluttprodukter) fra kroppen (1). Funksjonen med å regulere ion- og syre-basebalansen i det indre miljøet i kroppen (homeostatisk funksjon) er nært knyttet til ekskresjonsfunksjonen. 2). Begge funksjonene styres av hormoner. I tillegg utfører nyrene en endokrin funksjon, og er direkte involvert i syntesen av mange hormoner (3). Til slutt er nyrene involvert i intermediær metabolisme (4), spesielt i glukoneogenese og nedbryting av peptider og aminosyrer (fig. 1).

Et veldig stort volum blod passerer gjennom nyrene: 1500 liter per dag. Fra dette volumet filtreres 180 liter primærurin. Da reduseres volumet av primærurin betydelig på grunn av vannreabsorpsjon, som et resultat er den daglige urinproduksjonen 0,5-2,0 liter.

utskillelsesfunksjonen til nyrene. Prosessen med vannlating

Prosessen med urindannelse i nefroner består av tre stadier.

Ultrafiltrering (glomerulær eller glomerulær filtrasjon). I glomeruli av nyrelegemene dannes primær urin fra blodplasmaet i prosessen med ultrafiltrering, som er isoosmotisk med blodplasmaet. Porene som plasmaet filtreres gjennom har en effektiv gjennomsnittlig diameter på 2,9 nm. Med denne porestørrelsen passerer alle blodplasmakomponenter med en molekylvekt (M) opptil 5 kDa fritt gjennom membranen. Stoffer med M< 65 кДа частично проходят через поры, и только крупные молекулы (М >65 kDa) beholdes av porene og kommer ikke inn i primærurinen. Siden de fleste blodplasmaproteiner har en ganske høy molekylvekt (M > 54 kDa) og er negativt ladet, holdes de tilbake av den glomerulære basalmembranen og proteininnholdet i ultrafiltratet er ubetydelig.

Reabsorpsjon. Primærurin konsentreres (ca. 100 ganger det opprinnelige volumet) ved omvendt vannfiltrering. Samtidig blir nesten alle lavmolekylære stoffer, spesielt glukose, aminosyrer, så vel som de fleste elektrolytter - uorganiske og organiske ioner, reabsorbert i tubuli av mekanismen for aktiv transport (Figur 2).

Reabsorpsjon av aminosyrer utføres ved hjelp av gruppespesifikke transportsystemer (bærere).

kalsium- og fosfationer. Kalsiumioner (Ca 2+) og fosfationer reabsorberes nesten fullstendig i nyretubuli, og prosessen foregår med forbruk av energi (i form av ATP). Utgangen for Ca 2+ er mer enn 99%, for fosfationer - 80-90%. Graden av reabsorpsjon av disse elektrolyttene reguleres av parathyreoideahormon (parathyrin), kalsitonin og kalsitriol.

Peptidhormonet parathyrin (PTH), utskilt av biskjoldbruskkjertelen, stimulerer reabsorpsjonen av kalsiumioner og hemmer samtidig reabsorpsjonen av fosfationer. Kombinert med andre hormoner beinvev og tarmer, fører dette til en økning i nivået av kalsiumioner i blodet og en reduksjon i nivået av fosfationer.

Calcitonin, et peptidhormon fra C-cellene i skjoldbruskkjertelen, hemmer reabsorpsjonen av kalsium- og fosfationer. Dette fører til en reduksjon i nivået av begge ioner i blodet. Følgelig, i forhold til reguleringen av nivået av kalsiumioner, er kalsitonin en parathyrinantagonist.

Steroidhormonet kalsitriol, som dannes i nyrene, stimulerer absorpsjonen av kalsium- og fosfationer i tarmen, fremmer benmineralisering og er involvert i reguleringen av reabsorpsjonen av kalsium- og fosfationer i nyretubuli.

natriumioner. Reabsorpsjon av Na + ioner fra primærurinen er en svært viktig funksjon for nyrene. Dette er en svært effektiv prosess: ca. 97 % Na + absorberes. Steroidhormonet aldosteron stimulerer, mens det atriale natriuretiske peptidet [ANP (ANP)], syntetisert i atriet, tvert imot, hemmer denne prosessen. Begge hormonene regulerer arbeidet til Na + /K + -ATP-ase, lokalisert på den siden av plasmamembranen til tubulære celler (distale og samlende kanaler i nefronet), som vaskes av blodplasma. Denne natriumpumpen pumper Na+-ioner fra den primære urinen inn i blodet i bytte mot K+-ioner.

Vann. Vannreabsorpsjon er en passiv prosess der vann absorberes i et osmotisk ekvivalent volum sammen med Na + -ioner. I den distale delen av nefronet kan vann bare absorberes i nærvær av peptidhormonet vasopressin ( antidiuretisk hormon, ADH), skilles ut av hypothalamus. ANP hemmer vannreabsorpsjon. dvs. øker utskillelsen av vann fra kroppen.

På grunn av passiv transport absorberes kloridioner (2/3) og urea. Graden av reabsorpsjon bestemmer den absolutte mengden av stoffer som er igjen i urinen og skilles ut fra kroppen.

Reabsorpsjon av glukose fra primær urin er en energiavhengig prosess forbundet med ATP-hydrolyse. Samtidig er det ledsaget av samtidig transport av Na + -ioner (langs gradienten, siden konsentrasjonen av Na + i primærurin er høyere enn i celler). Aminosyrer og ketonlegemer absorberes også av en lignende mekanisme.

Prosessene med reabsorpsjon og sekresjon av elektrolytter og ikke-elektrolytter er lokalisert i ulike avdelinger nyretubuli.

Sekresjon. De fleste stoffene som skal skilles ut fra kroppen kommer inn i urinen gjennom aktiv transport i nyretubuli. Disse stoffene inkluderer H+- og K+-ioner, urinsyre og kreatinin, medikamenter som penicillin.

Organiske bestanddeler i urin:

Hoveddelen av den organiske fraksjonen av urin er nitrogenholdige stoffer, sluttproduktene av nitrogenmetabolismen. Urea produsert i leveren. er en bærer av nitrogen inneholdt i aminosyrer og pyrimidinbaser. Mengden urea er direkte relatert til proteinmetabolismen: 70 g protein fører til dannelse av ~30 g urea. Urinsyre er sluttproduktet av purinmetabolismen. Kreatinin, som dannes ved spontan cyklisering av kreatin, er sluttproduktet av metabolisme i muskelvev. Siden den daglige frigjøringen av kreatinin er en individuell egenskap (den er direkte proporsjonal med muskelmasse), kan kreatinin brukes som et endogent stoff for å bestemme den glomerulære filtrasjonshastigheten. Innholdet av aminosyrer i urinen avhenger av kostholdets natur og leverens effektivitet. Aminosyrederivater (f.eks. hippursyre) er også tilstede i urinen. Innholdet i urinen av aminosyrederivater som er en del av spesielle proteiner, som hydroksyprolin, tilstede i kollagen, eller 3-metylhistidin, som er en del av aktin og myosin, kan tjene som en indikator på intensiteten av spaltning av disse proteinene .

Komponentene i urinen er konjugater dannet i leveren med svovelsyre og glukuronsyre, glycin og andre polare stoffer.

Metabolske transformasjonsprodukter av mange hormoner (katekolaminer, steroider, serotonin) kan være tilstede i urinen. Innholdet av sluttprodukter kan brukes til å bedømme biosyntesen av disse hormonene i kroppen. Proteinhormonet koriogonadotropin (CG, M 36 kDa), som dannes under graviditet, kommer inn i blodet og oppdages i urinen ved immunologiske metoder. Tilstedeværelsen av hormonet fungerer som en indikator på graviditet.

Urokromer, derivater av gallepigmenter dannet under nedbrytningen av hemoglobin, gir gul farge til urin. Urin mørkner ved lagring på grunn av oksidasjon av urokromer.

Uorganiske bestanddeler i urin (figur 3)

I urinen er det Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ og NH 4 + kationer, Cl - anioner, SO 4 2- og HPO 4 2- og andre ioner i spormengder. Innholdet av kalsium og magnesium i feces er betydelig høyere enn i urin. Mengden av uorganiske stoffer avhenger i stor grad av diettens art. Ved acidose kan ammoniakkutskillelsen økes kraftig. Utskillelsen av mange ioner reguleres av hormoner.

Endringer i konsentrasjonen av fysiologiske komponenter og utseendet til patologiske komponenter i urin brukes til å diagnostisere sykdommer. For eksempel ved diabetes er glukose og ketonlegemer tilstede i urinen (vedlegg).

4. Hormonell regulering av vannlating

Volumet av urin og innholdet av ioner i den reguleres på grunn av den kombinerte virkningen av hormoner og strukturelle funksjoner i nyrene. Volumet av daglig urin påvirkes av hormoner:

ALDOSTERONE og VAZOPRESSIN (mekanismen for deres virkning ble diskutert tidligere).

PARATHORMONE - parathyreoideahormon av protein-peptid natur, (membranvirkningsmekanisme, gjennom cAMP) påvirker også fjerning av salter fra kroppen. I nyrene øker det tubulær reabsorpsjon av Ca +2 og Mg +2, øker utskillelsen av K +, fosfat, HCO 3 - og reduserer utskillelsen av H + og NH 4 +. Dette skyldes hovedsakelig en reduksjon i tubulær reabsorpsjon av fosfat. Samtidig øker konsentrasjonen av kalsium i blodplasmaet. Hyposresjon av parathyreoideahormon fører til motsatte fenomener - en økning i innholdet av fosfater i blodplasmaet og en reduksjon i innholdet av Ca +2 i plasmaet.

ESTRADIOL er et kvinnelig kjønnshormon. Stimulerer syntesen av 1,25-dioksyvitamin D 3, øker reabsorpsjonen av kalsium og fosfor i nyretubuli.

homeostatisk nyrefunksjon

1) vann-salt homeostase

Nyrene er involvert i å opprettholde en konstant mengde vann ved å påvirke den ioniske sammensetningen av intra- og ekstracellulære væsker. Omtrent 75 % av natrium-, klorid- og vannioner reabsorberes fra det glomerulære filtratet i den proksimale tubuli ved den nevnte ATPase-mekanismen. I dette tilfellet blir bare natriumioner aktivt reabsorbert, anioner beveger seg på grunn av den elektrokjemiske gradienten, og vann reabsorberes passivt og isoosmotisk.

2) deltakelse av nyrene i reguleringen av syre-basebalansen

Konsentrasjonen av H + -ioner i plasma og i det intercellulære rommet er ca. 40 nM. Dette tilsvarer en pH-verdi på 7,40. pH i det indre miljøet i kroppen må holdes konstant, siden betydelige endringer i konsentrasjonen av løp ikke er forenlig med livet.

Konstansen til pH-verdien opprettholdes av plasmabuffersystemer, som kan kompensere for kortvarige forstyrrelser i syre-basebalansen. Langsiktig pH-likevekt opprettholdes ved produksjon og fjerning av protoner. Ved brudd i buffersystemene og ved manglende overholdelse av syre-basebalansen, for eksempel som følge av nyresykdom eller pustesvikt på grunn av hypo- eller hyperventilering, går plasma pH-verdien utover de akseptable grensene. En reduksjon i pH-verdi på 7,40 med mer enn 0,03 enheter kalles acidose, og en økning kalles alkalose

Opprinnelsen til protoner. Det er to kilder til protoner - frie syrer fra mat og svovelholdige aminosyrer av proteiner, syrer hentet fra mat, for eksempel sitronsyre, askorbinsyre og fosforsyre, donere protoner til tarmkanalen(ved alkalisk pH). Aminosyrene metionin og cystein dannet under nedbrytningen av proteiner gir det største bidraget til å sikre balansen av protoner. I leveren blir svovelatomene til disse aminosyrene oksidert til svovelsyre, som dissosieres til sulfationer og protoner.

Under anaerob glykolyse i muskler og røde blodlegemer omdannes glukose til melkesyre, hvis dissosiasjon fører til dannelse av laktat og protoner. Dannelsen av ketonlegemer - acetoeddiksyre og 3-hydroksysmørsyrer - i leveren fører også til frigjøring av protoner, et overskudd av ketonlegemer fører til en overbelastning av plasmabuffersystemet og en reduksjon i pH (metabolsk acidose; melkesyre → laktacidose, ketonlegemer → ketoacidose). Under normale forhold metaboliseres disse syrene vanligvis til CO 2 og H 2 O og påvirker ikke protonbalansen.

Siden acidose er en spesiell fare for kroppen, har nyrene spesielle mekanismer for å håndtere det:

a) sekresjon av H+

Denne mekanismen inkluderer dannelsen av CO 2 i metabolske reaksjoner som forekommer i cellene i den distale tubuli; deretter dannelsen av H 2 CO 3 under påvirkning av karbonsyreanhydrase; dens videre dissosiasjon til H + og HCO 3 - og utveksling av H + -ioner med Na + -ioner. Deretter diffunderer natrium- og bikarbonationer inn i blodet og gir dets alkalisering. Denne mekanismen har blitt verifisert eksperimentelt - innføring av karbonsyreanhydrasehemmere fører til en økning i natriumtap med sekundær urin og urinforsuring stopper.

b) ammoniogenese

Aktiviteten til ammoniogeneseenzymer i nyrene er spesielt høy under forhold med acidose.

Ammoniogeneseenzymer inkluderer glutaminase og glutamatdehydrogenase:

c) glukoneogenese

Forekommer i leveren og nyrene. Nøkkelenzymet i prosessen er nyrepyruvatkarboksylase. Enzymet er mest aktivt i et surt miljø – slik skiller det seg fra det samme leverenzymet. Derfor, med acidose i nyrene, aktiveres karboksylase og syrereaktive stoffer (laktat, pyruvat) begynner å bli mer intensivt til glukose, som ikke har sure egenskaper.

Denne mekanismen er viktig ved sult-assosiert acidose (med mangel på karbohydrater eller med generell mangel på ernæring). Akkumulering av ketonlegemer, som er syrer i sine egenskaper, stimulerer glukoneogenesen. Og dette bidrar til å forbedre syre-base-tilstanden og forsyner samtidig kroppen med glukose. Ved fullstendig sult dannes opptil 50 % av blodsukkeret i nyrene.

Med alkalose hemmes glukoneogenesen (som følge av pH-endring, hemmes PVC-karboksylase), protonsekresjon hemmes, men samtidig øker glykolysen og dannelsen av pyruvat og laktat øker.

Metabolsk funksjon av nyrene

1) Dannelsen av den aktive formen av vitamin D 3. I nyrene, som et resultat av reaksjonen av mikrosomal oksidasjon, oppstår det siste stadiet av modning av den aktive formen av vitamin D 3 - 1,25-dioxycholecalciferol. Forløperen til dette vitaminet, vitamin D 3, syntetiseres i huden under påvirkning av ultrafiolette stråler fra kolesterol, og deretter hydroksylert: først i leveren (i posisjon 25), og deretter i nyrene (i posisjon 1). Ved å delta i dannelsen av den aktive formen av vitamin D 3 påvirker altså nyrene fosfor-kalsium metabolisme i kroppen. Derfor, i sykdommer i nyrene, når prosessene med hydroksylering av vitamin D 3 er forstyrret, kan OSTEODYSTROFI utvikles.

2) Regulering av erytropoese. Nyrene produserer et glykoprotein som kalles renal erytropoietisk faktor (PEF eller erytropoietin). Det er et hormon som er i stand til å virke på røde benmargsstamceller, som er målceller for PEF. PEF styrer utviklingen av disse cellene langs veien til erytropoesen, dvs. stimulerer dannelsen av røde blodlegemer. Frigjøringshastigheten av PEF avhenger av tilførselen av oksygen til nyrene. Hvis mengden av innkommende oksygen minker, øker produksjonen av PEF - dette fører til en økning i antall røde blodlegemer i blodet og en forbedring av oksygentilførselen. Derfor er nyreanemi noen ganger observert ved nyresykdommer.

3) Biosyntese av proteiner. I nyrene foregår prosessene med biosyntese av proteiner som er nødvendige for andre vev aktivt. Noen komponenter er syntetisert her:

blodkoagulasjonssystemer;

Komplement systemer;

fibrinolyse systemer.

Renin syntetiseres i cellene i det juxtaglomerulære apparatet (JGA) i nyrene.

Renin-angiotensin-aldosteron-systemet fungerer i nær kontakt med et annet vaskulært tonusreguleringssystem: KALLIKREIN-KININ-SYSTEMET, hvis virkning fører til en reduksjon i blodtrykket.

Proteinet kininogen syntetiseres i nyrene. En gang i blodet, kininogen under påvirkning av serinproteinaser - kallikreiner omdannes til vasoaktive peptider - kininer: bradykinin og kallidin. Bradykinin og kallidin har en vasodilaterende effekt - de senker blodtrykket. Inaktivering av kininer skjer med deltakelse av karboksytepsin - dette enzymet påvirker samtidig begge systemene for regulering av vaskulær tone, noe som fører til en økning i blodtrykket. Carboxythepsin-hemmere brukes i medisinske formål i behandlingen av noen former arteriell hypertensjon(for eksempel stoffet klonidin).

Nyrenes deltakelse i reguleringen av blodtrykket er også assosiert med produksjonen av prostaglandiner, som har en hypotensiv effekt, og som dannes i nyrene fra arakidonsyre som følge av lipidperoksidasjonsreaksjoner (LPO).

4) Proteinkatabolisme. Nyrene er involvert i katabolismen av flere lavmolekylære (5-6 kDa) proteiner og peptider som filtreres inn i primærurinen. Blant dem er hormoner og noen andre biologisk aktive stoffer. I rørformede celler, under påvirkning av lysosomale proteolytiske enzymer, hydrolyseres disse proteinene og peptidene til aminosyrer som kommer inn i blodet og gjenbrukes av celler i andre vev.

1. Dannelse av den aktive formen av vitamin D 3. I nyrene, som et resultat av mikrosomal oksidasjon, oppstår det siste stadiet av modning av den aktive formen av vitamin D 3 - 1,25-dioksykolekalsiferol, som syntetiseres i huden under påvirkning av ultrafiolette stråler fra kolesterol, og deretter hydroksyleres: først i leveren (i posisjon 25), og deretter i nyrene (i posisjon 1). Ved å delta i dannelsen av den aktive formen av vitamin D 3 påvirker altså nyrene fosfor-kalsiummetabolismen i kroppen. Derfor, i sykdommer i nyrene, når prosessene med hydroksylering av vitamin D 3 er forstyrret, kan osteodystrofi utvikles.

2. Regulering av erytropoese. Nyrene produserer et glykoprotein kalt renal erytropoietisk faktor (PEF eller erytropoietin). Dette er et hormon som er i stand til å påvirke røde benmargsstamceller, som er målceller for PEF. PEF styrer utviklingen av disse cellene langs veien til erytropoesen, dvs. stimulerer dannelsen av røde blodlegemer. Frigjøringshastigheten av PEF avhenger av tilførselen av oksygen til nyrene. Hvis mengden av innkommende oksygen minker, øker produksjonen av PEF - dette fører til en økning i antall røde blodlegemer i blodet og en forbedring av oksygentilførselen. Derfor er nyreanemi noen ganger observert ved nyresykdommer.

3. Biosyntese av proteiner. I nyrene foregår prosessene med biosyntese av proteiner som er nødvendige for andre vev aktivt. Komponentene i blodkoagulasjonssystemet, komplementsystemet og fibrinolysesystemet syntetiseres også her.

Nyrene syntetiserer enzymet renin og proteinet kininogen, som er involvert i reguleringen av vaskulær tonus og blodtrykk.

4. Proteinkatabolisme. Nyrene er involvert i katabolismen av flere lavmolekylære (5-6 kDa) proteiner og peptider som filtreres inn i primærurinen. Blant dem er hormoner og noen andre biologisk aktive stoffer. I rørformede celler, under påvirkning av lysosomale proteolytiske enzymer, hydrolyseres disse proteinene og peptidene til aminosyrer, som deretter kommer inn i blodet og gjenbrukes av celler i andre vev.

Store utgifter til ATP av nyrene er assosiert med prosessene med aktiv transport under reabsorpsjon, sekresjon og også med proteinbiosyntese. Den viktigste måten å oppnå ATP på er oksidativ fosforylering. Derfor trenger nyrevevet betydelige mengder oksygen. Massen av nyrene er 0,5 % av den totale kroppsvekten, og oksygenforbruket til nyrene er 10 % av det totale tilførte oksygenet.

7.4. REGULERING AV VANN-SALT METABOLISME
OG VANNING

Volumet av urin og innholdet av ioner i den reguleres på grunn av den kombinerte virkningen av hormoner og strukturelle funksjoner i nyrene.

Renin-angiotensin-aldosteron-systemet. I nyrene, i cellene i det juxtaglomerulære apparatet (JGA), syntetiseres renin - et proteolytisk enzym som er involvert i reguleringen av vaskulær tonus, og omdanner angiotensinogen til dekapeptid angiotensin I ved delvis proteolyse. Fra angiotensin I, under påvirkning av enzymet carboxycatepsin, dannes et oktapeptid angiotensin II (også ved delvis proteolyse). Det har en vasokonstriktiv effekt, og stimulerer også produksjonen av hormonet i binyrebarken - aldosteron.

Aldosteron er et steroidhormon i binyrebarken fra gruppen mineralkortikoider, som gir økt natriumreabsorpsjon fra den distale delen av nyretubuli på grunn av aktiv transport. Det begynner å bli aktivt utskilt med en betydelig reduksjon i konsentrasjonen av natrium i blodplasmaet. Ved svært lave konsentrasjoner av natrium i blodplasmaet under påvirkning av aldosteron, kan nesten fullstendig fjerning av natrium fra urinen forekomme. Aldosteron øker reabsorpsjonen av natrium og vann i nyretubuli - dette fører til en økning i volumet av blod som sirkulerer i karene. Som et resultat stiger blodtrykket (BP) (fig. 19).

Ris. 19. Renin-angiotensin-aldosteron-systemet

Når angiotensin-II-molekylet utfører sin funksjon, gjennomgår det total proteolyse under påvirkning av en gruppe spesielle proteser - angiotensinaser.

Produksjonen av renin avhenger av blodtilførselen til nyrene. Derfor, med en reduksjon i blodtrykket, øker reninproduksjonen, og med en økning reduseres den. Ved nyrepatologi observeres noen ganger økt reninproduksjon og vedvarende hypertensjon (økt blodtrykk) kan utvikles.

Hypersekresjon av aldosteron fører til natrium- og vannretensjon – deretter utvikles ødem og hypertensjon, opp til hjertesvikt. Mangel på aldosteron fører til et betydelig tap av natrium, klorider og vann og en reduksjon i blodplasmavolum. I nyrene blir sekresjonen av H+ og NH 4+ samtidig forstyrret, noe som kan føre til acidose.

Renin-angiotensin-aldosteron-systemet fungerer i nær kontakt med et annet system for å regulere vaskulær tonus. kallikrein-kinin-systemet, hvis handling fører til en reduksjon i blodtrykket (fig. 20).

Ris. 20. Kallikrein-kinin-system

Proteinet kininogen syntetiseres i nyrene. En gang i blodet, kininogen under påvirkning av serinproteinaser - kallikreiner omdannes til vasoaktinpeptider - kininer: bradykinin og kallidin. Bradykinin og kallidin har en vasodilaterende effekt - de senker blodtrykket.

Inaktivering av kininer skjer med deltakelse av karboksykatepsin - dette enzymet påvirker samtidig begge systemene for regulering av vaskulær tonus, noe som fører til en økning i blodtrykket (fig. 21). Karboksytepsinhemmere brukes medisinsk i behandlingen av visse former for arteriell hypertensjon. Nyrenes deltakelse i reguleringen av blodtrykket er også assosiert med produksjonen av prostaglandiner, som har en hypotensiv effekt.

Ris. 21. Forholdet mellom renin-angiotensin-aldosteron
og kallikrein-kinin-systemer

Vasopressin- et peptidhormon syntetisert i hypothalamus og utskilt fra nevrohypofysen, har en membranvirkningsmekanisme. Denne mekanismen i målceller realiseres gjennom adenylatcyklasesystemet. Vasopressin forårsaker innsnevring av perifere kar (arterioler), noe som resulterer i økt blodtrykk. I nyrene øker vasopressin hastigheten på vannreabsorpsjon fra den fremre delen av de distale sammenviklede tubuli og samlekanaler. Som et resultat øker den relative konsentrasjonen av Na, C1, P og total N. Vasopressinsekresjon øker med en økning i det osmotiske trykket i blodplasmaet, for eksempel med en økning i saltinntak eller dehydrering av kroppen. Det antas at virkningen av vasopressin er assosiert med fosforylering av proteiner i den apikale membranen av nyren, noe som resulterer i en økning i dens permeabilitet. Ved skade på hypofysen, i tilfelle nedsatt sekresjon av vasopressin, observeres diabetes insipidus - en kraftig økning i urinvolum (opptil 4-5 liter) med lav egenvekt.

Natriuretisk faktor(NUF) er et peptid som produseres i atrieceller i hypothalamus. Det er et hormonlignende stoff. Dens mål er cellene i de distale nyretubuli. NUF virker gjennom guanylatcyklasesystemet, dvs. dens intracellulære mediator er cGMP. Resultatet av påvirkningen av NHF på tubuliceller er en reduksjon i Na + reabsorpsjon, dvs. natriuri utvikler seg.

Parahormon- et hormon av biskjoldbruskkjertelen av protein-peptid natur. Den har en membranvirkningsmekanisme via cAMP. Påvirker fjerning av salter fra kroppen. I nyrene øker parathyreoideahormon tubulær reabsorpsjon av Ca 2+ og Mg 2+, øker utskillelsen av K+, fosfat, HCO 3 – og reduserer utskillelsen av H+ og NH 4+. Dette skyldes hovedsakelig en reduksjon i tubulær reabsorpsjon av fosfat. Samtidig øker konsentrasjonen av kalsium i plasma. Hyposresjon av parathyroidhormon fører til motsatte fenomener - en økning i innholdet av fosfater i blodplasmaet og en reduksjon i innholdet av Ca 2+ i plasma.

Østradiol- kvinnelig kjønnshormon. Stimulerer syntese
1,25-dioksikalsiferol, øker reabsorpsjonen av kalsium og fosfor i nyretubuli.

Hormonet i binyrene påvirker retensjonen av en viss mengde vann i kroppen. kortison. I dette tilfellet er det en forsinkelse i frigjøringen av Na-ioner fra kroppen og som et resultat vannretensjon. Hormon tyroksin fører til et fall i kroppsvekt på grunn av økt utskillelse av vann, hovedsakelig gjennom huden.

Disse mekanismene er under kontroll av CNS. Diencephalon og den grå tuberkelen i hjernen er involvert i reguleringen av vannmetabolismen. Eksitering av hjernebarken fører til en endring i funksjonen til nyrene som følge av enten direkte overføring av de tilsvarende impulsene langs nervebanene, eller ved eksitasjon av visse endokrine kjertler spesielt hypofysen.

Vannbalanseforstyrrelser i ulike patologiske forhold kan føre enten til vannretensjon i kroppen, eller til delvis dehydrering av vev. Hvis vannretensjon i vevet er kronisk, utvikles vanligvis ulike formerødem (inflammatorisk, saltvann, sulten).

Patologisk dehydrering av vev er vanligvis et resultat av utskillelse gjennom nyrene. økt beløp vann (opptil 15-20 liter urin per dag). Slik økt vannlating, ledsaget av intens tørste, observeres ved diabetes insipidus (diabetes insipidus). Hos pasienter som lider av diabetes insipidus på grunn av mangel på hormonet vasopressin, mister nyrene evnen til å konsentrere primærurin; urinen blir veldig fortynnet og har lav egenvekt. Imidlertid kan begrensning av drikking i denne sykdommen føre til vevsdehydrering uforenlig med livet.

test spørsmål

1. Beskriv nyrenes utskillelsesfunksjon.

2. Hva er den homeostatiske funksjonen til nyrene?

3. Hvilken metabolsk funksjon utfører nyrene?

4. Hvilke hormoner er involvert i reguleringen av osmotisk trykk og ekstracellulært væskevolum?

5. Beskriv virkningsmekanismen til renin-angiotensin-systemet.

6. Hva er forholdet mellom renin-aldosteron-angiotensin- og kallikrein-kinin-systemene?

7. Hvilke brudd hormonell regulering kan forårsake hypertensjon?

8. Spesifiser årsakene til vannretensjon i kroppen.

9. Hva forårsaker diabetes insipidus?