Реабсорбции в почечных канальцах

Виды

В разных отделах нефрона реализуются разные методы реабсорбции. Поэтому на практике часто используют разделение по особенностям работы:

• проксимальный отдел – извитая часть проксимального канальца;
• тонкий – части петли Генле: тонкая восходящая и нисходящая;
• дистальный – дистальный извитый каналец, соединяющий и толстая восходящая часть петли Генле.

Проксимальная

Здесь поглощается до 2/3 воды, а также глюкоза, аминокислоты, белки, витамины, большое количество ионов кальция, калия, натрия, магния, хлора. Проксимальный каналец – основной поставщик глюкозы, аминокислот и белков в кровь, так что этот этап является обязательным и независим от нагрузки.

Схемы реабсорбции применяются разные, что определяется видом всасываемого вещества.

Глюкоза в проксимальном канальце поглощается практически полностью. Из просвета канальца в цитоплазму она следует через люминальную мембрану посредством контртранспорта. Это вторичный активный транспорт, для которого нужна энергия. Используется та, что выделяется при перемещении иона натрия по электрохимическому градиенту. Затем глюкоза проходит сквозь базолатеральную мембрану методом диффузии: глюкоза накапливается в клетке, что обеспечивает разницу в концентрации.

Энергия нужна при переходе сквозь люминальную мембрану, перенос через вторую мембрану энергетических затрат не требует. Соответственно, главным фактором поглощения глюкозы оказывается первично-активный транспорт натрия.

По такой же схеме реабсорбируются аминокислоты, сульфат, неорганический фосфат кальция, питательные органические вещества.

Низкомолекулярные белки оказываются в клетке посредством пиноцитоза и в клетке распадаются на аминокислоты и дипептиды. Этот механизм не обеспечивает 100% всасывания: часть белка остается в крови, а часть удаляется с мочой – до 20 г в сутки.

Слабые органические кислоты и слабые основания из-за низкой степени диссоциации реабсорбируются методом неионной диффузии. Вещества растворяются в липидном матриксе и поглощаются по концентрационному градиенту. Всасывание зависит от уровня pH: при его уменьшении диссоциация кислоты падает, а диссоциация оснований повышается. При высоком уровне pH увеличивается диссоциация кислот.

Эта особенность нашла применение при выводе ядовитых веществ: при отравлении в кровь вводят препараты, защелачивающие ее, что увеличивает степень диссоциации кислот и помогает вывести их с мочой.

Петля Генле

Если в проксимальном канальце ионы металлов и вода реабсорбируются практически в одинаковых долях, то в петле Генле всасывается в основном натрий и хлор. Воды же поглощается от 10 до 25%.

В петле Генле реализуется поворотно-протипоточный механизм, основанный на особенности расположения нисходящей и восходящей части. Нисходящая часть не поглощает натрий и хлор, но остается проницаемой для воды. Восходящая всасывает ионы, но для воды оказывается непроницаемой. В итоге всасывание хлорида натрия восходящей частью определяет степень поглощения воды нисходящей частью.

Первичный фильтрат попадает в начальную часть нисходящей петли, где осмотическое давление ниже по сравнению с давлением межклеточной жидкости. Моча спускается по петле, отдавая воду, но сохраняя ионы натрия и хлора.

Поскольку вода выводится, осмотическое давление в фильтрате растет и достигает максимального значения в поворотной точке. Затем моча следует по восходящему участку, сохраняя воду, но теряя ионы натрия и хлора. В дистальный каналец моча попадает гипоосмотическая – до 100–200 мосм/л.

По сути, в нисходящем отделе петли Генле моча концентрируется, а в восходящей – разводится.

На видео строение петли Гентле:

Дистальная

Дистальный каналец слабо пропускает воду, а органические вещества здесь вовсе не всасываются. В этом отделе производится дальнейшее разведение. В дистальный каналец попадает около 15% первичной мочи, а выводится около 1%.

По мере перемещения по дистальному канальцу она становится все более гиперосмотичной, поскольку здесь поглощаются в основном ионы и частично вода – не более 10%. Разведение продолжается в собирательных трубках, где и формируется конечная моча.

Особенностью работы этого сегмента является возможность регулировки процесса всасывания воды и ионов натрия. Для воды регулятором является антидиуретический гормон, а для натрия – альдостерон.

Механика процесса

Осуществление канальцевой реабсорбции невозможно без задействования механизмов, аналогичных перемещению различных молекул через плазматическую мембрану: пассивный и активный транспорт, эндоцитоз, диффузия и т. д.

Наиболее важны пассивный и активный транспорт. Главным отличием второго является то, что он осуществляется против электрохимического градиента. Для его реализации необходимы затраты энергии и наличие специальной транспортной системы.

Всего существует два вида активного транспорта:

1. первично-активный. Требует затрат энергии, которая выделяется при распаде аденозинтрифосфата. С помощью этого механизма перемещаются ионы водорода, калия, кальция и натрия;
2. при вторично-активном переносе веществ энергия не расходуется. В данном механизме движущей силой выступает разница в концентрации ионов натрия в просвете канальца и цитоплазме. Клетка-переносчик связывается с ионом натрия. Благодаря такому механизму через мембрану проникают аминокислоты и глюкоза. Меньшее содержания натрия в цитоплазме объясняется тем, что он выводится в межклеточную жидкость с использованием АТФ.

За пределами мембраны весь комплекс расщепляется на составляющие. В результате образуется:

• глюкоза;
• ион натрия;
• белок-переносчик.

Переносчик перемещается в клетку, где готов совершить следующую транспортировку. Глюкоза из межклеточной жидкости проникает в капилляр и дальше разносится по кровяному руслу.

Ее реабсорбция происходит в проксимальном отделе, так как лишь в этом участке формируется  необходимый переносчик.

Всасывание аминокислот происходит по аналогичному алгоритму, а процесс реабсорбции низкомолекулярных белков несколько сложнее. Белок всасывается путем пиноцитоза — поглощения молекулы клеткой.

После этого белковая цепь внутри клетки распадается на аминокислоты, которые  выводятся в кровь.

Главным отличием пассивного транспорта является всасывание по электрохимическому градиенту. Этот механизм не нуждается в энергетической поддержке. Примером является всасывание хлора в дистальном участке канальца.

Реабсорбция может включать разные способы транспортировки. Схема зависит от того, в каком участке нефрона происходит процесс.

К примеру, реабсорбция воды происходит разными способами:

• большая часть (40-45 %) всасывается в проксимальных отделах с использованием осмотического механизма;
• благодаря поворотно-противоточному механизму в петле Генле поглощается примерно 25-28 % воды;
• в дистальных извитых канальцах происходит поглощение оставшихся 25 % воды. Отличие этого механизма поглощения от остальных — регулируемость.

Объем вторичной мочи составляет лишь сотую часть от объема первичной.

Механизм работы различных отделов почечного фильтра.

1. В проксимальном канальце берет свое начало процесс концентрирования клубочкового фильтрата, причем наиболее важным моментом здесь является активное поглощение солей. С помощью активного транспорта из данного участка канальца обратно всасывается около 67% Na+. Почти пропорциональное количество воды и некоторых других растворенных  веществ, например ионов хлора, следует за ионами натрия пассивно. Таким образом, прежде чем фильтрат достигнет петли Генле, из него реабсорбирустся около 75% веществ. В результате канальцевая жидкость становится изоосмотической по отношению к плазме крови и тканевым жидкостям.

Проксимальный каналец идеально приспособлен для интенсивной реабсорбции соли и воды. Многочисленные микроворсинки эпителия образуют так называемую щеточную кайму, покрывающую внутреннюю поверхность просвета почечного канальца. При таком устройстве абсорбирующей поверхности чрезвычайно увеличивается площадь клеточной мембраны и в результате облегчается диффузия соли и воды из просвета канальца в эпителиальные клетки.

2. Нисходящее колено петли Генле и часть восходящего колена, расположенная во внутреннем слое мозгового вещества, состоят из очень тонких клеток, у которых нет щеточной каймы, а число митохондрий мало. Морфология тонких участков нефрона свидетельствует об отсутствии здесь активного переноса растворенных веществ через стенку канальца. На данном участке нефрона NaCl очень плохо проникает сквозь стенку канальца, мочевина — несколько лучше, а вода проходит без затруднений.

3. Стенка тонкого участка восходящего колена петли Генле также неактивна в отношении транспорта соли. Тем не менее она обладает высокой проницаемостью для Na+ и Сl-, но малопроницаема для мочевины и почти непроницаема для воды.

4. Толстый участок восходящего колена петли Генле, расположенный в мозговом веществе почки, отличается от остальных участков указанной петли. Он осуществляет активный перенос Na+ и Cl- из просвета петли в интерстициальное пространство. Этот участок нефрона вместе с остальной частью восходящего колена чрезвычайно мало проницаем для воды. Из-за реабсорбции NaCl жидкость поступает в дистальный каналец несколько гипоосмотичной по сравнению с тканевой жидкостью

5. Движение воды через стенку дистального канальца — процесс сложный. Дистальный каналец имеет особое значение для транспорта К+, Н+ и NH3 из тканевой жидкости в просвет нефрона и транспорта Na+, Cl- и Н2О из просвета нефрона в тканевую жидкость. Поскольку соли активно «выкачиваются» из просвета канальца, вода следует за ними пассивно.

6. Собирательный проток проницаем для воды, что позволяет ей переходить из разбавленной мочи в более концентрированную тканевую жидкость мозгового вещества почки. В этом заключается конечная стадия образования гиперосмотической мочи. В протоке происходит также реабсорбция NaCl, но за счет активного переноса Na+ через стенку. Для солей собирательный проток непроницаем, в отношении воды его проницаемость меняется

Важной особенностью дистального участка собирательного протока, расположенного во внутреннем мозговом слое почек, является его высокая проницаемость для мочевины.

Проксимальная реабсорбция

Если говорить о данном виде реабсорбции, то нужно сказать, что во время этого процесса происходит активный транспорт аминокислот, декстрозы, белков и витаминизированных компонентов из первичной урины. В этом случае компоненты поглощаются полностью. Как правило, фильтрации отводится только лишь треть всего объема питательных веществ.

Нужно выделить тот факт, что реабсорбция воды – это пассивный метод, и отмечается непосредственная связь его скорости и качества с наличием гидрохлорида и щелочи в фильтрационных продуктах. Бикарбонат транспортируется не только пассивным, но и активным способом. Именно от внутренних органов, посредством которых происходит распределение мочи, зависит ее скорость.

Стоит отметить динамичность протекания урины по канальцам и постепенность всасывания питательных компонентов посредством мембраны. В случае с пассивной транспортировкой уменьшается количество урины и повышается уровень бикарбоната.

Аминокислоты и декстроза реабсорбируется только лишь при участии клеток эпителия, которые находятся в щеточной кайме апикальной оболочки. При данном процессе единовременно образуется гидрохлорид и снижается уровень бикарбоната. Когда выделяется глюкоза, бикарбонат объединяется с клетками транспорта. В случае, если уровень глюкозы немного повышен, то клетки транспортировки перенагружаются, вследствие чего не происходит перенос компонента в систему кроветворения.

Также стоит сказать, что во время проксимальной реабсорбции отмечается максимум поглощения белка и пептидов.

Виды реабсорбции

Реабсорбцию в медицине принято условно подразделять на некоторые разновидности. Первичная моча становится вторичной и готовой к выходу из организма в результате процессов, которые происходят в канальцах почек, а также в собирательных трубочках.

За двадцать четыре часа в почках человека формируется от ста пятидесяти до ста семидесяти литров первичной мочи, которую ещё называют фильтратом. Но выделяется лишь только от одного до полутора литров мочи в сутки, поскольку осуществляются процессы по всасыванию остальной жидкости в собирательных трубочках и в почечных канальцах.

Конечная моча, которая подлежит естественному выведению из организма, по своему составу очень различается с первичной. В ней полностью отсутствуют такие компоненты, как глюкоза, некоторые соли, аминокислоты, но зато в ней, как правило, сконцентрировано большое количество мочевины.

В зависимости от расположения канала по приёму питательных для организма веществ канальцевая реабсорбция делится на два основных вида:

• проксимальная;
• дистальная.

Проксимальная реабсорбция

В проксимальном отделе нефрона обычно происходит реабсорбция глюкозы, аминокислот, большей части ионов натрия, витаминов, микроэлементов,а также белков. В других сегментах нефрона обратно всасывается вида, электролиты.

Наибольшие затраты энергии доставляет организму реабсорбция хлора и натрия, которая также представляет собой наиболее масштабный по объёму процесс. После фильтрации в проксимальном канальце происходит уменьшение количества первичной мочи, и в первый отдел нефрона проникает лишь одна треть отфильтрованной в клубочках жидкости.

Из общей концентрации элемента натрия, который поступил в нефрон при рассматриваемом процессе, в петле Генле всасывается не более двадцати пяти процентов, а в дистальном отделе – не более девяти процентов. А в собирательных трубках и во вторичной моче концентрируется менее одного процента.

Дистальная реабсорбция

Эта реабсорбция характеризуется наименьшим перенесением ионов в сравнении с проксимальной, но именно этот вид поглощения питательных веществ оказывает влияние на состав вторичной мочи, на её концентрацию.

Происходит активная транспортировка калия, ионов кальция, а также фосфатов, улучшаются качества мочевины, способствующие её усваиванию, в результате чего наблюдается её проникновение в межклеточную жидкость.

Факультативная реабсорбция, или избирательная, относится к физиологически регулируемым процессам, которые протекают в дистальном сегменте нефрона. Сюда относится реабсорбция воды и определённых видов ионов.

Облигатная реабсорбция, или обязательная, наблюдается в проксимальном отделе нефрона и она обычно не подвергается физиологическому контролю. Это процессы всасывания воды, натрия хлорида, глюкозы и других компонентов, протекающие в проксимальной части нефрона.

Особенности выведения мочи

В течение суток почка перерабатывает около 180 литров жидкости, при этом не весь ее объем выводится с мочой.

Определение реабсорбции в почкахДля того, чтобы понять как происходит этот процесс, необходимо знать особенности строения почки, а в частности нефрона. Нефрон – это одна из функциональных почечных единиц, в которой происходит непосредственная фильтрация первичной мочи. Секреция вещества, почечное тельце и система канальцев – это то, из чего состоит нефрон.

Главные составляющие нефрона:

• почечное тельце – включает в себя клубочки и капсулы; именно в нем происходит переработка плазмы крови с жидкости переходящей в мочу;
• почечные канальцы – часть нефрона, производящие фильтрацию.

Канальца почки включают два вида: проксимальный и дистальный. Проксимальный каналец – это удлиненная и широкая составляющая нефрона, где происходит фильтрация из капсулы в петли Генле. Петли Генле выполняют соединительную функцию в проксимальных канальцах с дистальными.

Анатомия почек — схема

Строение активной клетки в отделах нефрона:

• капсула клубочка (почечное тело);
• проксимальный каналец;
• петли Генле;
• дистанционный каналец;
• значимая часть в собирательных трубочках;
• собирательная трубка.

Для осуществления переработки канальцевая реабсорбция использует механизмы молекул, которые осуществляют непосредственную транспортировку.

Перемещение происходит через мембранную плазму. Существует несколько видов транспортировки, которые имеют свои особенности.

Лабораторная оценка

Чтобы точно определить механизм течения проксимальной реабсорбции, нужно определить уровень концентрации глюкозы в теле, ориентируются на самый большой показатель

Лабораторная оценка имеет ряд очень важных аспектов, на которые следует обратить своё внимание:

Показатель реабсорбции глюкозы определяют за счет введения внутривенно пациенту сахарный раствор, эта смесь значительно повышает уровень наличия глюкозы в кровеносной системе.
После этого проводят анализ мочи

Если показатель содержания находится в пределах 9,5-10 ммоль на литр, тогда он считается нормальным.
Определение дистальной реабсорбции не менее важно, хотя этот процесс также обладает несколькими особенностями:
На протяжении определенного временного промежутка пациенту следует отказаться от употребления любой жидкости.
На анализ берется урина, проводят исследование состояния самой жидкости, а также её плазмы.
Через некоторый временной промежуток, пациенту вводят вазопрессин.
Затем можно пить воду.. На протяжении определенного временного промежутка пациенту следует отказаться от употребления любой жидкости

На протяжении определенного временного промежутка пациенту следует отказаться от употребления любой жидкости

При нормальной работе мочевыделительной системы из организма систематически и вовремя выводятся токсичные соединения и продукты распада пищи. Если возникают первые признаки нарушения работоспособности почек, тогда к самостоятельному лечению переходить нельзя, а нужно обратиться к опытному специалисту. Если вовремя не приступить к лечению, тогда есть высокая вероятность возникновения различных осложнений, а также перехода некоторых заболеваний в хроническую форму.

Разновидности

Существует несколько разновидностей реабсорбции, каждая из них зависит от области канальцев, в которых осуществляется распределение полезных компонентов. Выделяют два вида реабсорбции:

• дистальный;
• проксимальный.

Последний отличается возможностью этих каналов переносить и выделять из мочи первичного типа белок, аминокислоты, воду, витамины, хлор, натрий, витамины, декстрозу и микроэлементы. Существует несколько аспектов данного процесса:

1. Вода выделяется за счет пассивного механизма перемещения. Качество и скорость этого процесса во многом зависит от присутствия в продуктах очистки щелочи и гидрохлорида.
2. Транспортировка бикарбоната осуществляется за счет реализации пассивного и активного механизма. Интенсивность впитывания во многом зависит от части органа, через который осуществляется перемещение первичной мочи. Прохождение через канальцы осуществляется в динамичном режиме. Поглощение через мембрану нуждается в некотором количестве времени. Пассивная транспортация отличается уменьшением объема урины, а также усилением концентрации бикарбоната.
3. Перемещение декстрозы и аминокислоты осуществляется за счет эпителиальной ткани. Эти элементы локализированы в щелочной зоне апикальной мембраны. Данные компоненты поглощаются, при этом образуется одновременно гидрохлорид. Процесс отличается уменьшением концентрации бикарбоната.
4. При выделении глюкозы происходит максимальное соединение с перемещающими клетками. Если концентрация глюкозы существенная, тогда увеличивается показатель нагрузки на транспортирующие клетки. Этот процесс приводит к тому, что глюкоза не переходит в систему кровоснабжения.

Процессы, происходящие в проксимальном канальце(желтым цветом обозначен активный Na+,K+-транспорт)

Проксимальный механизм характеризуется максимальным поглощением белка и пептидов. В этом случае поглощение веществ осуществляется в полную силу. На очистку приходится только 30% от общего количества питательных веществ. Дистальная разновидность изменяет конечный состав урины, а еще оказывает влияние на концентрацию органических соединений. На этом этапе осуществляется поглощение щелочи и перемещение пассивного типа кальция, калия, хлорида и фосфатов.

Дистальная реабсорбция

Данный вид реабсорбции отличается от проксимального и гораздо меньше его. Однако именно он оказывает непосредственное воздействие на итоговый состав урины и ее концентрацию. В данных отделах почечных канальцев щелочь реабсорбируется наиболее активным способом, а гидрохлорид пассивным. Также нужно отметить активный транспорт фосфатов, калия и ионов кальция. Более того, вазопрессин стимулирует увеличение усваиваемости мочи и попадание ее в межклеточное пространство.

В состав почечной системы входят петли Гентле и собирательные трубочки. Благодаря данному строению обеспечивается возможность получения мочевины с разным уровнем концентрации и обуславливается повышенный объем реабсорбции. Именно в почках происходит передвижение мочи в разных направлениях, а нефрон участвует в фильтрации.

Этот процесс гарантирует появление раствора с повышенной концентрацией в области нисходящего колена и пониженным уровнем за счет объема гидрокарбоната в районе восходящего колена петли Гентле. Нужно выделить абсолютную водонепропускаемость собирательной трубочки, из-за чего реабсорбция возможна только лишь в том случае, если при этом присутствует вазопрессин. В связи с этим, наблюдается низкий уровень воды и повышенная концентрация мочевины.

Вероятные осложнения

Если реализуется процесс неполноценной фильтрации либо возникла дисфункция очистительных органов, тогда есть высокая вероятность возникновения всевозможных патологий и проблем. Все из них имеют характерную симптоматику и требуют незамедлительного лечения, в противном случае можно добиться серьезных осложнений. К таким проблемам относятся следующие аспекты:

1. Нарушение канальцевой реабсорбции. Уменьшение либо увеличение всасывающей способности, что проявляется в недостатке воды, ионов и органических соединений прямо из просветов канальцев. Дисфункция появляется из-за уменьшенной активности транспортирующих веществ, нехватки макроэргов и переносчиков, а также повреждения эпителиального слоя.
2. Почечные синдромы являются следствием сбоя ритма мочеиспускания, диуреза, изменения оттенка мочи и её состава. Эти синдромы вызывают нефрит, почечную недостаточность и тубулопатию.
3. Проблемы с секрецией эпителиальных клеток. Повреждение дистальных отделов каналов, механическое воздействие на мозговой/корковый слои либо ткани почек. При наличии дисфункции высока вероятность возникновения внепочечной и почечной симптоматики.
4. Олигурия – объем суточной урины уменьшается, при этом удельный вес мочи повышается.
5. Полиурия – является диурезом, удельный вес жидкости уменьшается.
6. Нарушение гормонального баланса. К такому результату приводит интенсивное производство альдостерона, в результате чего повышается всасывание натрия, что провоцирует большое скопление жидкости в теле, за счет чего уменьшается количество калия и появляется повышенная отечность некоторых частей тела.
7. Проблемы со структурой эпителия. Данная патология является главным фактором, провоцирующим отсутствие контроля за концентрацией урины.

Олигурия – это состояние, при котором снижена продукция мочи в организме

Точная причина негативного состояния организма устанавливается за счет лабораторного анализа мочи. Именно поэтому при любом ухудшении состояния здоровья, следует обратиться в медицинское учреждение. После ряда диагностических мероприятий можно установить точную причину патологии. На основе полученных данных составляется наиболее целесообразный, рациональный и доступный план лечения.

Механизм реабсорбции

Молекулярные механизмы прохождения веществ в процессе реабсорбции это:

• диффузия;
• эндоцитоз;
• пиноцитоз;
• пассивный транспорт;
• активный транспорт.

Особое значение имеет для реабсорбции активный и пассивный транспорт и направление реабсорбируемых веществ по электрохимическому градиенту и наличию переносчика для веществ, работа клеточных насосов и другие характеристики.

Активный транспорт веществ идет против электрохимического градиента с затратой энергии на ее реализацию и через специальные транспортные системы. Характер передвижения — трансцеллюлярный, который осуществляется переходом через апикальную мембрану и базолатеральную. Такими системами являются:

1. Первично-активный транспорт, который осуществляется с помощью энергии от расщепления АТФ. Его используют ионы Na+, Ca+, K+, H+.
2. Вторично-активный транспорт, проходит за счет разницы в концентрации ионов натрия в цитоплазме и в просвете канальцев, и эта разница объясняется выходом ионов натрия в межклеточную жидкость с затратой энергии расщепления АТФ. Его используют аминокислоты, глюкоза.

Пассивный транспорт проходит по градиентам: электрохимическому, осмотическому, концентрационному, и для его осуществления не требуется затрат энергии и образования переносчика. Вещества, которые используют его — это ионы Cl-. Движение веществ осуществляется парацеллюлярно. Это движение через мембрану клетки, которая расположена между двумя клетками. Характерными молекулярными механизмами являются диффузия, перенос с растворителем.

Процесс реабсорбции белка проходит внутри клеточной жидкости, и, после расщепления его на аминокислоты, они поступают в межклеточную жидкость, что происходит в результате пиноцитоза.

• https://pochkam.ru/bolezni-pochek/reabsorbtsiya-eto.html
• http://prourinu.ru/inoe/o-pochkah/reabsorbtsiya.html
• https://belady.today/zdorove/pochki/reabsorbciya-eto
• https://infolibrum.ru/diseases/renal_diseases/kanaltsevaya-reabsorbtsiya.html
• https://propochki.info/anatomiya/protsess-reabsorbtsii-v-pochkah
• http://beta.sportwiki.to/реабсорбция_в_почках
• https://fb.ru/article/354452/reabsorbtsiya—eto-kak-prohodit-protsess-reabsorbtsii-v-pochkah