Как и в предыдущих изданиях, мой выбор главного материала ясно отражен в соответствующем списке целей, которые программируют поведение студентов. Четко сказано, что, по моему мнению, они должны знать и уметь, завершив рабо­ту над книгой. Очевидно, что даже два преподавателя не придут к учащимся с со­вершенно аналогичным материалом, который дан в этой книге, но для преподава­телей не составит труда представить студентам дополнительный список целей, где, в сравнении с моим, часть будет убрана, а другая — добавлена. Гораздо боль­шее значение имеет тот факт, что цели, определяющие поведение учащихся, четко поставлены, вот почему вносить любые изменения не составит большого труда. Последнее делает книгу вполне применимой для студентов, изучающих другие области наук о здоровье человека и чьи потребности в основной информации по данной проблеме могут отличаться от тех, которые необходимы студентам меди­цинских вузов.

Помимо упомянутых выше целей я включил в книгу большое^количество во­просов с подробными ответами в виде примечаний. В отличие от списка целей во­просы для обучения не представляют собой систематического и исчерпывающего охвата проблемы. Более того, они касаются в основном тех разделов, которые я счел наиболее трудными для восприятия студентами!

Я предполагаю, что студентам необходимо сначала познакомиться с главой книги просто с целью понять то, что в ней написано, не стараясь ничего запом­нить из этого материала в данный момент. Затем прочитать главу еще раз, уже сопоставляя с целями, как ориентиром для овладения материалом. Здесь заклю­чается очень важный момент: используя цели, вы видите, что некоторая инфор­мация, в особенности касательно цифр и механизмов, приведена с целью заинте­ресовать обучающегося и, в конечном итоге, для облегчения восприятия основ­ных принципов, а также как справочный материал, но не для запоминания. Вам следует относиться к каждой поставленной цели как к вопросу по существу. За­тем вам следует ответить на вопросы к соответствующей главе (они приведены в конце книги). Цели и вопросы для обучения представляют собой инструмент для оценки, овладел ли изучающий книгу человек этим материалом, и для выявления таких мест в книге, которые требуют со стороны читателя большей работы. Дру­гим способом для быстрого ознакомления с главой книги является просмотр со­держащихся в главе рисунков (включая их описание) и таблиц, поскольку значи­тельная часть важного материала содержится именно в них. (Имейте в виду, что некоторые из рисунков и таблиц, как указано в тексте, включены в книгу только как справочный материал.)

Сложность проблемы и примечания в конце глав

Вопрос о том, как справиться с возрастающей сложностью проблем физиоло­гии почки в учебнике, представляющем собой введение в проблему, является не­простым. Во-первых, для многих специфических феноменов (например, реаб-

14

Предисловие

сорбция натрия даже в пределах одного сегмента канальца или регуляция секре­ции ренина) существует ряд процессов и вариантов регуляции; для этого я часто использовал определение «главный» или «наиболее важный» при описании этих процессов и их регуляции, которые я выбрал для включения в текст книги. Во-вторых, произошло неимоверное внедрение в наши знания молекулярных меха­низмов, которые лежат в основе физиологических процессов и регулирующих действий. В-третьих, многие положения физиологии почки тем не менее в дейст­вительности остаются не строго обоснованными и/или противоречивыми. В-чет­вертых, дополнительная информация (например, о механизмах, посредством ко­торых лекарства, по-видимому, могут действовать) окажется полезной в буду­щем, но не может быть непосредственно применима в клинической медицине сегодняшнего дня.

Как и в прежних изданиях, я продолжаю использовать «примечания», кото­рые в данном издании помещены в конце главы, для описания по крайней мере некоторых из тех материалов, что я отнес к упомянутым четырем категориям (так же как и дополнительную информацию, которая сейчас просто представляет для меня интерес). Часто решение поместить какие-то данные в примечания является просто произвольным. После длительных размышлений я решил увеличить раз­мер этих комментариев в основном для того, чтобы сделать книгу более полезной для заинтересованных студентов, а также для того, чтобы в книге была информа­ция (доступная для любого преподавателя), позволяющая почувствовать, что лю­бой конкретный факт органично входит в ткань концептуального материала.

Другой особенностью этой книги является то, что, как и в большинстве учеб­ников, излагающих вводный курс, здесь почти нет информации о фундаменталь­ных исследованиях, на которых покоятся основные положения, представленные в этой книге. Чтобы любой заинтересованный в чтении какого-то раздела студент мог получить доступ к этим фундаментальным данным, а также для придания не­которым вопросам необходимой глубины изложения, я в конце книги располо­жил обширный указатель рекомендуемой для чтения литератуты. Почти все пос­ледние обзорные статьи и соответствующая библиография к ним обеспечивают доступ к оригинальным источникам исследований.

Приложения

Поскольку в последних пяти главах книги данные касаются отдельных ве­ществ (натрий, калий и пр.), а не отдельных сегментов канальцев, то информация о функции этих сегментов распределена по нескольким главам книги. Чтобы дать возможность студентам рассмотреть все эти данные в одном месте, в Приложе­нии А приведены две таблицы, суммирующие информацию о процессах, связан­ных с реабсорбцией и секрецией в канальцах. Тем самым предлагается весьма по­лезный обзор и/или справочная информация. В Приложении Б суммированы данные о механизмах, которые обусловливают эффект наиболее часто используе­мых диуретиков, и тем самым предлагается еще один обзор процессов транспорта.

Цели

Студент должен знать функции почек:

1 Может перечислить функции почки, включая три секретируе-
мых ею гормона.

2 Может указать роль эритропоэтина и факторов — стимулято­
ров его секреции.

3 Знает компоненты ренин-ангиотензиновой системы и их био­
химическое взаимодействие.

Студент представляет наиболее важные и крупные анатомические образования и их функциональную взаимосвязь: почечная лоханка, чашечки, почечные пирамиды, мозговой слой почки, в том числе его «внутренняя и внешняя зоны», кор'а почки, сосочек.

Студент понимает взаимоотношения между отдельными компо­нентами нефрона:

1 Четко отличает нефрон, почечное (мальпигиево) тельце, клу­
бочек (гломерул яр ные капилляры) и каналец.

2 Представляет взаимоотношения,между клубочком, капсулой
Боумен^м проксимальным канальцем.

3 Различает три слоя, отделяющие просвед,гдрмерулярных ка­
пилляров от Боуменова пространства; дифференцирует лодо-
циты, отростки их ножек, щели и щелевые мембраны.

4 Различает гломерулярные мезангиальные клетки и указывает
их функции.

5 Может перечислить по порядку каждый из сегментов каналь­
цев; указывает части нефрона, которые образуют проксималь-

16

Функции почки, анатомия и основные процессы, протекающие в почке

ный каналец, петлю Генле и систему собирательных трубок; различает главные и вставочные клетки.

Студент может перечислить последовательность сосудов, по кото­рым кровь поступает из почечной артерии в почечную вену; пред­ставляет отличия кровоснабжения коркового и мозгового вещест­ва почки; различает уаза гес1а (прямые сосуды) и сосудистые спле­тения (клубочки).

Студент описывает в общей форме различия между 3 популяциями нефронов — поверхностными кортикальными, интракортикальны-ми и юкстамедуллярными.

Студент может описать юкстагломерулярный аппарат и составляю­щие его три типа клеток, понимает функцию гранулярных клеток.

Студент описывает иннервацию нефрона.

Студент различает основные процессы, протекающие в почках:

1 Дает определение гломерулярной фильтрации, канальцевой
реабсорбции и канальцевой секреции.

2 Характеризует превращения, которые происходят с различ­
ными веществами в почках.

3 Характеризует метаболизм веществ в почках и приводит при­
меры.

Студент описывает, как ангиотензин II и эйкозаноиды образуются в тканях почки и могут действовать как внутрипочечные химические мессенджеры.

Функции

Почки извлекают ряд веществ из крови, а в немногих случаях добавляют не­которые вещества в ее состав. Благодаря этому они осуществляют разнообразные функции, которые суммированы в табл. 1-1.

Основная функция почки заключается в регуляции объема, осмолярности, минерального состава и кислотно-основного состояния организма посредством экскреции воды и неорганических электролитов в количествах, необходимых для поддержания их баланса в организме и нормальной концентрации этих веществ

17

во внеклеточной жидкости. К числу ионов, которые регулируются таким образом, относятся натрий, калий, хлор, кальций, магний, сульфат, фосфат и ион водоро­да ^!. Почки также участвуют в гомеостатическом регулировании некоторых орга­нических питательных веществ.

Второй функцией почки является экскреция конечных продуктов обмена, шлаков, которые так называются, поскольку не имеют функционального значе­ния. К этим веществам относится мочевина (она образуется из белка), мочевая кислота (из нуклеиновых кислот), креатинин (из креатина мышц), конечные про­дукты распада гемоглобина (благодаря которым моча имеет определенный цвет), метаболиты различных гормонов и многое другое.

Третья функция почки — экскреция с мочой многих чужеродных веществ -лекарств, пестицидов, пищевых добавок и пр.

Четвертая функция почки — глюконеогенез. Во время длительного голодания почки синтезируют глюкозу из аминокислот и других предшественников и она (глюкоза) поступает в кровь. В почках образуется примерно 20 % от того количе­ства глюкозы, которое синтезирует печень в этой ситуации.

Наконец, почки функционируют как эндокринные железы, секретируя по крайней мере три гормона; 1,25-дигидроксивитамин В₃, эритропоэтин и ренин.

1,25-дигидроксивитамин ^₃ является активной формой витамина Р; его син­тез почками и его роль в обмене кальция описаны в главе 10.

Эритропоэтин — это пептидный гормон, который участвует в регуляции про­дукции эритроцитов костным мозгом. Его главным источником являются почки, хотя печень тоже секретирует его в небольших количествах. Клетки почек, кото­рые секретируют эритропоэтин, представляют собой специальную группу клеток в интерстициальной ткани. Стимулом к его секреции является снижение нор­мального давления кислорода в почках, что происходит, например, при анемии, артериальной гипоксии или неадекватном почечном кровотоке². Эритропоэтин стимулирует увеличение продукции эритроцитов костным мозгом. Почечная па­тология может привести к снижению секреции эритропозтина, и последующее снижение активности костного мозга является важным фактором возникновения анемии при хронической почечной патологии.

Ренин, компонент ренин-ангиотензиновой системы, представляет собой фер­мент⁴, секретируемый в почках гранулярными клетками юкстагломерулярного ап­парата (см. ниже). Находясь в кровотоке, ренин катализирует отщепление дека-пептида, ангиотензина I , образующегося из белка плазмы, известного под назва­нием ангиотензиноген, который синтезируется в основном в печени и всегда присутствует в плазме в высокой концентрации (рис. 1-1), Под влиянием друго­го ангиотензинпревращающего фермента, две терминально расположенные ами­нокислоты отщепляются от относительно неактивного ангиотензина I с освобож­дением в плазме высокоактивного октапептида ангиотензина П. Некоторое коли­чество ангиотензинпревращающего фермента присутствует в плазме, но основная его масса содержится в эндотелии кровеносных сосудов^во всем организме, вклю­чая почки. Капилляры легких особенно богаты данным ферментом, и поэтому значительная часть ангиотензина I плазмы превращается в ангиотензин II по ме­ре протекания^ крови через легкие. Какой фактор лимитирует скорость образова­ния веществ в ренин-ангиотензиновой системе? Поскольку ангиотензиноген и

Сноска с цифрой в конце предложения отсылает читателя к примечанию в конце главы.

ангиотензинопревращающий фермент в норме присутствуют в высокой и относи­тельно постоянной концентрации в плазме, то главным фактором, определяющим скорость продукции ангиотензина II, является концентрация в плазме ренина. (Регуляция секреции ренина будет описана в главе 5³.)

Сейчас следует отметить, что определенные ткани и органы, а не только почки (например, мозг, сердце, матка) также могут продуцировать ренин (или его изо-формы) и ангиотензиноген. Поскольку, как указывалось ранее, ангиотензинпрев-ращающий фермент широко представлен в эндотелии капилляров, то все компо­ненты, необходимые для образования ангиотензина II, содержатся локально в этих тканях и органах. Другими словами, существуют полностью изолированные, внепочечные ренин-ангиотензиновые системы; ангиотензин II, продуцируемый такими системами, действует локально, как паракринный фактор. Роль таких внепочечных систем является объектом многих исследований, но этот вопрос не будет обсуждаться в данной книге (см. статьи в списке литературы: Gаnоng; Ва-кеr с соавт.; Lindpaitner, Gаnten).

Многие функции ангиотензина II будут описаны в соответствующих главах и суммированы на рис. 7-10. Здесь же достаточно отметить, что общим результа­том действия ангиотензина II являются увеличение артериального давления кро­ви и задержка натрия в организме.

Анатомия почек и мочевыводящей системы

, Почки являются парными органами, расположенными вне брюшной полости, они прилежат к задней брюшной стенке, по одной с каждой стороны от позвоноч­ного столба. Медиальная граница почек имеет углубление (называемое воротами почки), через которое проходят сосуды почки и нервы и где располагается почечная лоханка, воронкообразное продолжение верхней части мочеточника (рис. 1-2).

Наружная, выпуклая сторона почечной лоханки разделейа на главные чашеч­ки, каждая из которых в свою очередь разделяется на несколько более малых ча­шечек. Каждая из последних покрывает верхушки ткани конусообразной формы, называемой почечной пирамидой.

Когда почка рассекается от вершины до основания, то можно увидеть, что она разделена на две большие зоны: внутреннюю, мозговое вещество почки, и на­ружную, корковое вещество почки. Мозговая зона состоит из множества почеч-

Анатомия почек « мочевьщщящей системы

19

20

Функции почки, анатомия и основные процессы, протекающие в

ных пирамид, верхушки которых, как указано в предыдущем параграфе, проника ют в малые чашечки. Верхушка этой части почки называется сосочком. Кажд пирамида мозговой зоны, вместе с участком корковой зоны почки, образует о, дольку.

При более внимательном рассмотрении могут быть отмечены дополнительны особенности: (1) корковая зона почки имеет ярко выраженный гранулярный в этого нет в мозговой зоне; и (2) каждая медуллярная пирамида зрительно разде­ляется на наружную зону (прилежащую к корцрвой части) и на внутреннюю зо­ну, включая сосочек. Все эти отличия отражают расположение различных компо­нентов микроскопических субъединиц почек, которые будут описаны ниже.