Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Одним из основных рефлексов, в которых участвуют почечные симпатические нервы, является классический артериальный барорецепторный рефлекс. Как по­казано на рис. 2-7, в ситуации с кровотечением снижение артериального давле­ния в зоне барорецепторов каротидного синуса и дуги аорты способствует повы­шению симпатической нервной активности в почках. Каково приспособительное значение этих рефлексов? С одной стороны, это просто деталь системы общей быстрой гомеостатической регуляции артериального давления. Почечная вазо-констрикция вносит свой вклад в общее периферическое сосудистое сопротивле­ние (ОПСС), что позволяет быстро восстановить артериальное давление в орга­низме до нормы (рис. 2-7). Но есть еще второй, менее очевидный путь, по кото-

57

рому почечная вазоконстрикция помогает увеличивать артериальное давление: путем уменьшения экскреции натрия и воды, сохраняя большее количество жид­кости в организме. Почечная вазоконстрикция влечет за собой уменьшение ин­тенсивности экскреции соли и воды как за счет снижения скорости клубочковой фильтрации (и фильтруемой нагрузки этих веществ), так и, как мы увидим в гла­ве 7, путем увеличения канальцевой реабсорбции данных веществ.

Такой же вариант вазоконстрикции, опосредованной симпатической нервной системой, может быть инициирован рефлекторно барорецепторами в венах и по­лостях сердца. Действительно, исходный сигнал от этих барорецепторов, возмож­но, обладает большим рефлекторным симпатическим эффектом на кровообраще­ние в почках, чем сигнал от артериальных барорецепторов. Сигнал от перифери­ческих хеморецепторов (реагирующих на гипоксию или снижение рН плазмы) или от высших мозговых центров (например, во время интенсивной физической нагрузки или при эмоциональном стрессе) также может инициировать выброс симпатического медиатора в почках.

58

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

Ангиотензин II

Вторым важным регулятором кровообращения в почках является ренин-ангио-тензиновая система. (На этом этапе студенту необходимо освежить в памяти ос­новные вопросы биохимии данной гормональной системы, что приведено в главе 1.) Ангиотензин II, который функционирует в почках и как гормон, и как пара-кринный фактор, является весьма мощным вазоконстриктором; он действует как на афферентные, так и на эфферентные артериолы, увеличивая почечное сосудис­тое сопротивление и снижая почечный кровоток¹⁴.

Несколько слов по поводу скорости клубочковой фильтрации. Влияние ангио-тензина II на факторы, определяющие величину результирующего фильтрацион­ного давления, качественно сходно с тем воздействием, которое оказывают сим­патические нервы (рис. 2-6): комбинированная афферентная и эфферентная ва-зоконстрикция вызывает рост Р_со в то время как снижение почечного плазмотока влечет за собой увеличение среднего Псо Но, кроме того, ангиотензин II снижает Кр преимущественно путем воздействия на мезангиальные клетки гломерул. Деп-рессорное действие сниженного К/ и повышенного Пес ^на скорость клубочковой фильтрации равняется или превышает по силе эффект увеличенного рсо повы­шающего скорость клубочковой фильтрации, и поэтому скорость клубочковой фильтрации остается неизменной или снижается, но только на небольшую вели­чину. Опять-таки, подобно влиянию почечных симпатических нервов, более вы­сокие концентрации ангиотензина II вызывают большее падение скорости клу­бочковой фильтрации, но все же не столь большое, как снижение почечного плаз­мотока. Поэтому фильтрационная фракция всегда возрастает.

Как описано в главе 1, содержание ангиотензина II в плазме и локально в поч­ках увеличивается, когда стимулируется продукция большего количества ренина в почке. Соответственно изменение кровотока в почке, обусловленное ангиотен-зином, может быть обнаружено в том случае, если секреция ренина будет сущест­венно повышена.

Регуляция секреции ренина

Секреция ренина регулируется четырьмя основными типами сигналов, кото­рые тесно взаимосвязаны: (1) от внутрипочечных барорецепторов, (2) от таси1а йепза, (3) р-адренергическим механизмом, опосредованным почечной симпатиче­ской иннервацией и адреналином, и (4) ангиотензином П. Существует еще много других импульсов, которые способны изменять продукцию ренина, но в большин­стве физиологических ситуаций они имеют меньшее значение¹⁵. (Одним из таких сигналов служит угнетение, обусловленное гормоном, называемым предсердным натрийуретическим фактором,— см. главу 7.)

Внутрипочечные барорецепторы. Секретирующие ренин гранулярные клетки юкстагломерулярного аппарата сами непосредственно действуют как внутрипочечные барорецепторы, осуществляющие мониторирование давления или сосудистого объема в афферентных артериолах и изменяющие секрецию ре­нина обратно пропорционально динамике этих показателей. Соответственно, в тог случае если артериальное давление снижается, освобождение ренина будет стимулироваться внутрипочечными барорецептрами (рис. 2-8). В противопо-

Ангмотензин II

59

ложной ситуации повышенное артериальное давление будет тормозить освобож­дение ренина.

Маси1а d е ns а. Ранее в этой главе мы описывали, как mасulа dеnsа вовлекается в канальцево-клубочковую обратную связь. Теперь мы опишем другую функцию mасulа dеnsа — регуляцию секреции ренина.

Суть обсуждаемой канальцево-клубочковой обратной связи состоит в увели­чении притока жидкости к зоне mасulа dеnsа, это сопровождается ростом кон­центрации натрия и хлора в просвете канальца в области mасulа dеnsа и увеличе­нием реабсорбции хлорида натрия клетками mасulа dеnsа. Отметим, что увели­ченная реабсорбция каким-то образом генерирует сигнал для роста продукции сосудосуживающего вещества — аденозина, который является медиатором ка­нальцево-клубочковой обратной связи. Оказывается, что аналогичный сигнал, увеличение реабсорбции клетками mасulа dеnsа, вызывает торможение продук­ции ренина; механизм, с помощью которого это происходит, до сих пор не ясен¹⁶. Противоположным образом, когда скорость потока жидкости и концентрация на­трия и хлора в mасulа dеnsа невелики, то секреция ренина стимулируется.

Таким образом, механизм, связанный с mасulа dеnsа, вызывает увеличение секреции ренина, когда имеет место снижение скорости клубочковой фильтрации и/или увеличение реабсорбции жидкости в проксимальном канальце, поскольку эти два события вызывают уменьшение потока жидкости в области mасulа dеnsа. Когда снижение артериального давления является причиной снижения скорости

60

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

 

клубочковой фильтрации (помните, что ауторегуляция не предотвращает полно­стью изменения скорости клубочковой фильтрации, стимулированные динами­кой артериального давления), mасulа dеnsа и внутрипочечные барорецепторы «выступают содружественно», т. е. оба эти фактора стимулируют секрецию рени­на (рис. 2-8). Противоположная этой ситуация наблюдается, когда артериальное давление увеличивается, внутрипочечные барорецепторы и mасulа dеnsа получа­ют сигнал, снижающий секрецию ренина.

Почечные симпатические нервы. Симпатические нервы имеют оконча­ния в непосредственной близости от гранулярных клеток, и они оказывают непо­ средственный стимулирующий эффект на секрецию ренина путем активации р_гадренергических рецепторов гранулярных клеток (рис. 2-9). Это основной ме­ханизм, посредством которого повышение активности почечных нервов стимули­рует секрецию ренина. В противоположной ситуации снижение симпатической нервной активности ведет к уменьшению секреции ренина.

Кроме того, есть еще косвенный путь, по которому почечные нервы могут сти­мулировать освобождение ренина, что зависит от уменьшения потока жидкости в зоне mасulа dеnsа. Как описано ранее в этой главе, повышенная активность почеч­ных нервов может уменьшить величину скорости клубочковой фильтрации, и мы увидим в главе 7, что она (повышенная активность) может также увеличить реаб­сорбцию жидкости в проксимальных канальцах. Результирующий эффект будет сводиться к снижению потока жидкости к зоне mасulа dеnsа, что будет стимули­ровать секрецию ренина (рис. 2-9)¹⁷.

Таким образом, во многих ситуациях» когда отмечается повышение рефлек­торной активности почечных симпатических нервов (см. предыдущий раздел), секреция ренина обычно также увеличена. На рис. 2-10 суммированы интегриро­ванные ответные реакции двух внутрипочечных рецепторных механизмов и по­чечных нервов на кровотечение.

Ангиотензин П. Ангиотензин II оказывает прямое тормозящее действие на секрецию ренина гранулярными клетками. Это пример отрицательной обратной связи, когда гормон ингибирует секрецию его собственного стимулирующего фактора, аналогично торможению секреции АКТГ кортизолом или ингибирова-нию ТТГ тироксином. По этому механизму ангиотензин II оказывает тормозящее действие на свою собственную продукцию.

Приспособительное значение увеличенной продукции ренина. Посколь­ку я представил регуляцию секреции ренина в контексте контроля почечной ге­модинамики, то у читателя легко может возникнуть (неправильное) впечатление, что основной функцией ренин-ангиотензиновой системы является регуляция этого участка циркуляторного русла. Фактически у ангиотензина II имеются дру­гие, более важные функции. Во-первых, ангиотензин II суживает не только по­чечные артериолы, но и артериолы в большинстве органов и тканей; соответст­венно увеличенная концентрация ангиотензина II в плазме будет увеличивать общее периферическое сосудистое сопротивление и повышать артериальное дав­ление крови. Во-вторых, за счет нескольких прямых и косвенных механизмов, ко-

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

торые будут описаны в главе 7, ангиотензин II вызывает увеличение канальцевой реабсорбции натрия, что (вместе с небольшим снижением скорости клубочковой фильтрации, осуществляемым ангиотензином II) вызывает задержку натрия в ор­ганизме. Таким образом, адаптивная значимость увеличенной продукции ренина и, следовательно, увеличенной концентрации ангиотензина II в плазме заключа­ется в реакции на кровотечение или другие ситуации, для которых характерно сниженное артериальное давление. Оказывается, приспособительная роль ангио­тензина II та же, что была описана ранее для повышенной активности почечных симпатических нервов: (1) увеличенная секреция ренина повышает перифериче­ское сосудистое сопротивление, в результате чего возрастает артериальное давле­ние крови; и (2) это помогает задерживать натрий в организме.

Мы вернемся к указанным феноменам в главе 7, когда будем описывать меха­низмы, которые регулируют общее содержание натрия в организме.

Некоторые из тех простагландинов, которые образуются в почках, а именно РСЕ₂ и РС1₂, являются вазодилататорами. В нормальном состоянии вне стресса они образуются в концетрациях слишком низких, чтобы оказывать воздействие на почечные артериолы. В противоположность этому, повышенная активность почечных нервов или увеличенная продукция ангиотензина II стимулирует поч­ки, в ответ последние синтезируют и продуцируют за пределы собственно своей ткани значительные количества данных простагландинов-вазодилататоров, кото­рые затем выполняют локальные функции в афферентных и эфферентных арте-риолах (а также воздействуют на гломерулярные мезангиальные клетки). В ко­нечном счете многочисленные сосудосуживающие стимулы норадреналина и ан­гиотензина II нейтрализуются сосудорасширяющим действием простагландинов, и в результате почечное сосудистое сопротивление изменяется существенно меньше, чем это происходит при других обстоятельствах (рис. 2-11)¹⁸. Приспо­собительная значимость таких нейтрализующих вводных импульсов заключается в удержании баланса между, с одной стороны, потребностями увеличенного об-

63

щего периферического сосудистого сопротивления в поддержании системного ар­териального давления (в «пользу» сердца и мозга), а с другой стороны, вероят­ностью возникновения повреждения почки, если почечная вазоконстрикция ока­жется слишком выраженной¹⁹.

В конечном итоге, если мы вернемся еще раз к нашему примеру с артериаль­ной гипотонией в результате кровотечения, то мы увидим, что три основных фак­тора уменьшают почечный кровоток (и в меньшей степени скорость клубочковой фильтрации) — снижение артериального давления крови рег зе, симпатическая иннервация почек и ангиотензин П. Одновременно два фактора сводят к миниму­му данное уменьшение почечного кровотока — саморегуляция и простагландины-вазодилататоры, чье освобождение стимулируется почечными нервами и ангиотен-зином П. Результирующий эффект обычно заключается в некотором увеличении почечного сосудистого сопротивления, ведущего к незначительному снижению почечного кровотока (и еще в меньшей степени к снижению скорости клубочко­вой фильтрации).

Другие факторы

Я рассказал только о некоторых факторах, которые в настоящее время счита­ются наиболее важными в рефлекторной регуляции почечного кровотока и ско­рости клубочковой фильтрации. Почечное сосудистое русло, однако, чувстви­тельно ко многим другим химическим мессенджерам. Действительно, почечные артериолы обладают рецепторами для более чем 25 вазрактивных нейротрансмит-теров, гормонов и паракринных факторов, и, кроме того, существует более 20 ва-зоактивных в_еществ, синтезируемых в клетках только почечных телец!

Важность всех этих потенциальных мессенджеров, имеющих отношение к по­чечному кровообращению, во многих случаях все еще остается неясной. Некото­рые из них (например, продуцируемый эндотелием релаксирующий фактор) поч­ти обязательно вовлечены в нормальную физиологическую систему регуляции. Другие, в частности интраренальные паракринцые агенты, которые вызывают ва-зоконстрикцию, может оказаться, играют незначительную физиологическую роль, но очень важны в процессе возникновения почечной патологии. Прочие мо­гут не иметь никакого значения вообще. Их название и общее описание функций некоторых из этих мессенджеров даны для справки в табл. 2-3 (для дополнитель­ной информации по данному вопросу см. список литературы) вместе с хорюшо известными нейроэндокринными мессенджерами, описанными в данной главе. Вы, без сомнения, столкнетесь в будущем со множеством вазоактивных лекарств.

Для обобщения позвольте мне указать еще раз, что если вы знаете эффекты мессенджеров (или лекарств), действующих на артериолы почек, то сможете оп­ределить, как эти мессенджеры воздействуют на почечный кровоток и скорость клубочковой фильтрации.

1. Большинство вазоактивных агентов обычно оказывают одинаковое действие (вазоконстрикторный или вазодилататорный) на артериолы, хотя один эф­фект может быть выражен в большей степени, чем другой. Как мы видим на примере ангиотензина II и норадреналина, вазоконстрикторное действие бу­дет снижать почечный кровоток. Они могут также уменьшать скорость клу­бочковой фильтрации, но в меньшей степени.

64

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

 

 

Примечания

65

обще изменяется), что будет зависеть от степени выраженности того или другош эффекта (т. е. от того, изменяется ли общее сосудистое сопротивле­ние). В противоположность этому скорость клубочковой фильтрации меня­ется существенно, поскольку воздействие на две зоны артериол в обоих слу­чаях вызывает изменение Р_сс в том же самом направлении. Таким образом, например, вы будете иметь возможность узнать из информации, представ-

ленной в табл. 2-3, что предсердный натрийуретический фактор оказывает относительно небольшой эффект на почечный кровоток, но вызывает суще­ственное увеличение скорости клубочковой фильтрации.

4. Наконец, если известно, что К/ изменен, то вы можете ввести данный факт в свой анализ: снижение К/ будет способствовать уменьшению скорости клу­бочковой фильтрации, но не окажет влияние на почечный кровоток.

Вопросы для изучения: 5—16.

Примечания

¹ Фактически по двум причинам, обусловленным наличием белка в плазме, но не в гло-мерулярном фильтрате, концентрации полностью профильтровавшихся растворенных ве­ществ в ультрафильтрате в боуменовой капсуле не являются той же самой, что и в плаз­ме. (1) В воде, конечно, растворены неорганические вещества, а не белки, но из-за наличия белков в плазме вода плазмы занимает только 95 % от общего ее объема. (2) Благодаря присутствию белков в жидкости создаются условия для действия равновесия Доннана, и этот фактор влияет на концентрацию ионов. Оба указанных эффекта невелики, и для про­стоты их можно не учитывать.

О

2Весьма вероятно, что роль эндотелиальных клеток, базальных мембран и щелевидных диафрагм определяется величиной электрического заряда макромолекул, участвующих в процессе фильтрации (см. в\уогкш и Вгеппег в списке рекомендуемой литературы).

о

3Процесс фильтрации, который происходит в почечном тельце, часто называют ультра- фильтрацией, чтобы подчеркнуть тот факт, что через мембрану не проходят белки. Соот­ветственно К/ часто называют коэффициентом ультрафильтрации.

⁴ Исходя из физико-химических соображений, мы не будем обсуждать тот факт, что вза­имоотношения между онкотическим давлением и концентрацией белка в плазме не явля­ются линейными. Онкотическое давление увеличивается не пропорционально, а в боль­шей степени, чем растет концентрация белка в плазме при концентрациях белка больших,чем имеющиеся в нормальной плазме крови.

⁵ Следует отметить, что у некоторых видов экспериментальных животных в гломерулахкапиллярное гидростатическое давление в норме ниже, чем у собаки. Поэтому результи­рующее фильтрационное давление также ниже и даже может достичь нулевой величины в некоторых точках вдоль гломерулярного капилляра этот феномен известен под названи­ем равновесного фильтрационного давления. Такая ситуация также может отмечаться у че­ловека, когда в гломерулах капиллярное давление достигает необычайно низкой отметки,как, например, после тяжелого кровотечения. Почему важно равновесное фильтрационное давление, объяснено в комментариях 6—8 (см. Вчуогкт и Вгеппег; МаоМох, Оееп и Вгеппег в рекомендуемой литературе).

⁶ Основное уравнение, касающееся К f и скорости клубочковой фильтрации, предполага­ет, что любое снижение ^определенно вызывает прямо пропорциональное снижение ско­рости клубочковой фильтрации. В то же время такое предсказание не относится к скоро­сти клубочковой фильтрации при условии, когда равновесное фильтрационное давление
в капиллярах гломерул (см. предыдущий комментарий) устанавливается задолго до конца

66