3.2.1. Кровообіг у нирках
За інтенсивністю кровопостачання нирки посідають перше місце в організмі серед інших органів. Сумарний кровотік у них становить 20 - 25% ударного об'єму серця. Кровоток у тканині нирки з розрахунку на 100 г її маси в 4 рази більше, ніж у печінці та тренованих м'язах, та у 8 разів більше, ніж у м'язі серця. Загалом у нирках можна виділити два функціонально різних кола кровообігу: великий – кортикальний та малий – юкстамедулярний. У фізіологічних умовах кровотік у нирках розподіляється таким чином: зовнішня, кіркова речовина – 80 %, юкстамедулярна зона кіркової речовини – 15 %, мозкова речовина – 3 %, жирова капсула – 2 %.
У стресових ситуаціях нирковий кровотік може перемикатися з великого кола на малий, укорочений юкстамедулярний шлях, який стає своєрідним шунтом (шунт Труети).
Структурно-функціональною одиницею нирки є нефрон. Кількість нефронів у нирках досягає 2 млн. Початкова частина нефрону - ниркове тільце, або клубочок, складається з елементів судинної системи та епітелію, що забезпечують ультрафільтрацію крові. Далі слідує проксимальний звивистий каналець, який розташовується в кірковому шарі нирки - зоні інтенсивного кровотоку. Тут відбувається реабсорбція більшої частини фільтрату. Наступною ділянкою є петля Генле, яка входить на різну відстань у глиб ниркової піраміди, а потім повертається до того ж клубочка, з якого бере початок цей нефрон. Петля Генле є епітеліальною трубкою, через стінки якої здійснюється осмотичне розведення або концентрування сечі. Область, де дистальний каналець примикає до клубочка, має особливу структуру, що включає судинний, канальцевий та інтерстиціальний компоненти. Ця область отримала назву«юкстагломерулярний апарат»,який має важливе значення для регуляції функції кожного нефрону. Ди-стальна частина нефрону, або дистальний звивистий каналець, переходить в систему збірних трубок кіркового шару нирки, які, у свою чергу, зливаються і утворюють збірні трубки мозкового шару. Довжина окремого канальця дорівнює 3 см, а загальна довжина всіх канальців (2 млн х 3 см) - 30 км.
Клубочокскладається з капілярних петель, що заповнюють простір, зване «боуменовим». Цей простір знаходиться усередині боуменової капсули, утвореної шаром плоских клітин парієтального листка епітелію. Кров надходить до судинного полюса клубочка через аферентну артеріолу і залишає його по еферентній артеріолі. Приносить артеріолу клубочка діаметром вдвічі більше виносить, що зумовлює гідростатичний тиск у процесі фільтрації.
Стінка капіляра клубочка функціонує за принципом сита, забезпечуючи рух води та низькомолекулярних розчинених речовин і не перешкоджає проходженню макромолекул, що циркулюють у крові (альбумін та ін.).
Для кількісної характеристики процесів сечоутворення використовують методи, що базуються на принципі очищення.Коефіцієнт очищення,абокліренс, -це обсяг плазми, який повністю очищається від екзогенної або ендогенної речовини за 1 хв. Для визначення величини клубочкової фільтрації використовують визначення кліренсу інуліну (С) за формулоюC=UV/P, деU- концентрація досліджуваної речовини в сечі, мг%;V- діурез, мл/хв;Р- Концентрація досліджуваної речовини в плазмі, мг%.
Інулін фільтрується в клубочках і виявляється у первинній сечі у тій же концентрації, що й у плазмі. Методика полягає в тому, що інулінвводять у кров для забезпечення його постійного рівня в плазмі, потім вимірюють кількість інуліну, що екскретується за одиницю часу, і отриманий результат використовують для розрахунку кліренсу.
Функціональна роль канальців.Клітини ниркових канальців високодиференційовані та виконують складні та різноманітні функції транспорту речовин, які мають бути або збережені для організму, або виділені у зовнішнє середовище. Процеси реабсорбції та секреції прийнято позначати терміном "канальцевий транспорт".
У канальцях відбувається реабсорбція 99% ультрафільтрату (первинної сечі) і лише близько 1% виділяється назовні, т. Е. З 170-180 л первинної сечі зворотному всмоктування піддається 169-179 л.
Проксимальний сегмент звивистих канальців.Клітини проксимального відділу звивистих канальців мають найбільш складну організацію порівняно з іншими сегментами нефрону, містять більшу кількість мітохондрій та широкий спектр ферментів, що беруть участь у реабсорбції речовин. Верхівкова, звернена в просвіт канальця, і базальна плазматична мембрани розрізняються за структурою і функцією, зокрема за ступенем проникності цих мембран для різних компонентів первинної сечі. У проксимальному відділі нефрону всмоктується 65-70% фільтрату. Цей процес здійснюється з витратою енергії (витрачається 6-8% всього кисню, поглиненого організмом, або 85% кисню, що споживається нирками).
Петля Генле.Структурно петля Генле складається з трьох основних сегментів - товстого низхідного коліна, тонкого сегмента і товстого висхідного коліна. Останній сегмент - місце, де реабсорбується близько 25% фільтрується кількості натрію. Рідина, що виходить із проксимальних канальців, ізотонічна плазмі крові. У петлі Генлі, а також узбиральних трубках здійснюється концентрування або розведення сечі. Передбачається, що сеча переважно концентрується в низхідному коліні петлі Генле. У нормі в нирковій петлі реабсор-бується близько 10% води, що профільтрувалася, і близько 15% NaCl.
Дистальний каналець.У цьому відділі нефрону протікають складні іонообмінні процеси, спрямовані на підтримку осмолярності плазми крові та КОС. У початковій частині дистального канальця в нормі реабсорбується близько 5-8% натрію, що фільтрується. Цей сегмент звивистого канальця, як і висхідне коліно петлі Генле, непроникний для води. Тому процес реабсорбції натрій хлориду, що триває, веде до подальшого розведення сечі.
У дистальних канальцях переважає іонообмінний процес реабсорбції НСО3 в результаті взаємодії з іоном Н + , що активно секретується. Завдяки зазначеному іонообмінному механізму клітини канальців нирок повертають у систему циркуляції 99,9% НСО3, що профільтрувався. Із сечею виділяється лише 1 -2 ммоль. Дистальні канальці виконують також важливу роль в екскреції К+. При звичайній дієті екскреторна функція цього відділу забезпечує виділення із сечею від 40 до 120 ммоль калію на добу.
Збиральні трубки. У них відбувається подальша якісна зміна сечі. Цей відділ нефрону бере участь у підтримці гідроіонного гомеостазу і саме тут сеча досягає остаточної осмотичної концентрації.
За відсутності антидіуретичного гормону (АДТ) проникність збірних трубок для води різко знижується і утворюється розлучена сеча (мінімальна осмолярність сечі становить 50 - 75 м/л). При високому вмісті АДГ збільшується осмолярність сечі (максимальна концентрація досягає 1400 м/л). У збиральних трубках реабсорбуєтьсяблизько 5 - 7% натрію, що профільтрувався, і секретуються К + і Н + . Таким чином, у цьому сегменті нефрону відбувається остаточне формування сечі.