Регуляция артериального давления роль почек

Нет ни одного органа в теле, в отношении которого наши представления о функции так тесно зависели бы от ознакомления со структурой, как в отношении почек.

Почки являются основным органом выделения (экскреции) конечных продуктов азотистого обмена, и органом, охраняющим постоянство физико-химических условий, осмотического давления и щелочно-кислотного равновесия в организме. Эта основная роль почек не может быть заменима никакими другими экстраремальными системами выделения. Выпадение или резкое нарушение функций общих почек у человека при некоторых патологических состояниях ведет к смертельному исходу в результате уремии.

Почки, выделяя продукты обмена всех органов и тканей связаны своей экспреторной работе со всем организмом, но особенно выступает связь почек с основными органами эктраремального выделения: желудочно-кишечным трактом, печенью, кожей (потовыми железами) и органами дыхания.

Кроме того, почки выполняют и эндокринные функции организма.

Почки участвуют в регуляции артериального давления благодаря нескольким механизмам.

• 1. В почках образуется ренин, являющийся частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), которая обеспечивает регуляцию тонуса кровеносных сосудов, поддержание баланса натрия в организме и объема циркулирующей крови, активацию адренергических механизмов регуляции насосной функции сердца и сосудистого тонуса. Уменьшение уровня давления крови в приносящей артериоле клубочка, повышение симпатического тонуса и концентрации натрия в моче дистального канальца активирует секрецию ренина, что с помощью ангиотензина-Н и альдостерона способствует нормализации сниженной величины артериального давления. Неадекватно избыточная секреция ренина и активация РААС может быть причиной повышенного артериального давления.
• 2. В почке образуются вещества депрессорного действия, т. е. снижающие тонус сосудов и артериальное давление. Их образование получило название «антигипертензивной» функции почек, поскольку ее нарушение может приводить к артериальной гипертензии. (рис)

Антигипертензивные гуморальные факторы почек представлены несколькими соединениями, образующимися в основном интерстициальными клетками мозгового вещества:

• 1) простагландинами — ПГА, ПГЕ, ПГD, ПГI;
• 2) алкиловыми эфирами фосфатидилхолина (активирующий тромбоциты фактор);
• 3) нейтральным липидом мозгового вещества; а также образующимися в корковом веществе кининами.

Активация синтеза почечных простагландинов происходит при артериальной гипертензии, после ишемизации почки, под влиянием норадреналина, вазопрессина, ангиотензина-II, почечных кининов и стимуляции почечных симпатических нервов. Противогипертензивное действие простагландинов заключается как в вазодилатирующем эффекте, так и в стимуляции почечной экскреции ионов натрия и воды. Большая часть поступающих в кровь простагландинов разрушается в легких, поэтому в артериальные сосуды не попадает, за исключением ПГI2, почти не деградирущего в малом круге и обладающего мощным системным вазодилатирующим эффектом. Важное значение для про-тивогипертензивного действия имеет торможение синаптической передачи в адренергических синапсах под влиянием ПГЕ. Наличием обратной связи между простагландинами и ренин-ангиотензин-альдостероновой системой обусловлен стимулирующий эффект простагландинов на синтез ренина в юкстагломерулярном аппарате почек.

Алкиловые эфиры фосфатидилхолина и нейтральный липид мозгового вещества почек в отличие от большинства простагландинов оказывают, в основном, системное вазодилатирующеее действие и являются поэтому основными гемодинамическими антигипертензивными факторами почек. Кининовая система почек проявляет антигипертензивное действие как за счет системного вазодилатирующего эффекта, так и, в большей мере, благодаря внутрипочечной вазодилатации, повышению почечного кровотока, диуретическому и натрийуретическому эффектам.

• 3. Почка экскретирует воду и электролиты, а их содержание в крови, вне- и внутриклеточной среде является важным для поддержания уровня артериального давления. Задержка ионов натрия и воды во внутренней среде обеспечивает прирост объема циркулирующей крови. Однако большую роль играет содержание ионов натрия, калия и кальция во вне- и внутриклеточной среде, поскольку оно определяет сократимость миокарда и сосудистый тонус, а также реактивность сердца и сосудов к регулятор-ным нейрогуморальным влияниям.
• 4. Почки участвуют в регуляции артериального давления с помощью феномена «давление—натрийурез—диурез», суть которого заключается в том, что повышение артериального давления вызывает увеличение экскреции с мочой ионов натрия, возрастание объема диуреза и, в итоге, восстановление уровня артериального давления. Четыре основных механизма лежат в его основе. Во-первых, повышенное артериальное давление тормозит секрецию ренина, образование в почечной циркуляции ангиотензина-П, и в результате ослабляется стимуляция ангиотензином реабсорбции ионов натрия. Во-вторых, повышенное артериальное давление увеличивает образование в почках натрийуретических веществ: окиси азота и простагландинов Е2, продукции последнего способствует и снижение уровня ангиотензина-II. В-третьих, повышенное артериальное давление способствует росту гидростатического давления в почечном интерстиции, что уменьшает реабсорбцию воды и натрия. В-четвертых, повышение артериального давления ускоряет кровоток по прямым сосудам мозгового вещества почки. Это приводит к вымыванию осмотического градиента натрия и мочевины, что снижает реабсорбцию воды, а следовательно, ослабляет концентрационную способность почки. Таким образом происходит увеличение натрийуреза и диуреза, следствием которых является уменьшение объема циркулирующей крови, снижение прессорной активности сосудов, и в результате нормализуется артериальное давление.

В целостном организме в регуляции уровня артериального давления существенная роль принадлежит почкам. Эта роль достаточно проста: когда человек потребляет большое количество воды, она через кровь распределяется между внеклеточной жидкостью всех органов и систем, но одновременно с этим в результате увеличения объема крови и раста артериального давления возрастает скорость образования мочи – избыток жидкости выводится из организма и давление возвращается к нормальному уровню. У человека при среднем артериальном давлении 50 мм рт. ст. мочи не образуется, при давлении 100 мм рт. ст. диурез в норме, а при уровне давления 200 мм рт. ст. диурез возрастает в 6-8 раз.

Рис. 77.Иллюстрация двух путей участия почек в регуляции системного артериального давления: А – за счет сдвига почечного диуреза вправо, к более высокому уровню давления, Б – за счет увеличения поступления в организм воды и соли.

Участие почек в этих механизмах наглядно демонстрирует рис. 77. В норме выделение воды и соли почками равно поступлению их в организм. На графике видно, что имеется точка пересечения двух кривых, когда величина среднего артериального давления, поступления воды и соли их выведения совпадают. Эта точка именуется равновесной точкой. При повышении давления выделение воды возрастает, что путем потери излишка воды и нормализует артериальное давление.

Поэтому при нормальной функции почек изменение поступления жидкости в организм, так же как и увеличение общего периферического сопротивления (ОПС), не могут привести к стойкому повышению системного артериального давления (рис. 78).

Как почки «нейтрализуют» увеличение ОПС? Отвечая на этот вопрос, вспомним вначале, что артериальное давление равно произведению ударного объема желудочка, умноженному на ОПС, которое находится в обратной зависимости от диаметра сосуда (см. «Кровообращение»). Поэтому когда ОПС внезапно увеличивается, артериальное давление немедленно повышается. Снизить его можно уменьшив сердечный выброс.

При этом почки функционируют в нормальном режиме, но если происходит рост давления, связанный с увеличением ОПС, они начинают немедленно реагировать, увеличивая выведение воды и натрия. Через несколько часов большое количество вода и солей будет выведено из организма. Это приведет к уменьшению ОЦК, так и сердечного выброса. Выведение солей и воды вначале отразится и на составе плазмы крови: в ней возрастет онкотическое давление. Этот показатель с одной стороны приведет к снижению СКФ, а с другой — будет способствовать еще и увеличению интенсивности реабсорбции воды из канальцевого аппарата почек. Одновременно с этими изменениями произойдет и, указанное более подробно ранее перераспределение воды между различными средами – уменьшится количество межклеточной воды.

Рис. 78.Схема механизмов, обеспечивающих участие почек в гуморальном поддержании своего кровотока при падении системного артериального давления.

Но при патологии, в том числе и патологии почек этот механизм нарушется, что приводит к отекам и повышению давления. Причем нарушается даже тот простейший механизм, который при избытке поступления в организме воды быстро ее выводит, предотвращая чрезмерный рост атртеиального давления за счет роста объема крови. Для демонстрации этого вернемся к анализу кривых, приведенных на рис (6.9), где показано степень взаимодействия двух факторов: степени колебания величины почечного диуреза и уровня поступления воды в организм.

Если патологические изменения функции почек приводят к сдвигу диуреза по оси давления на 50 мм рт. ст., то равновесная точка тоже смещается на 50 мм рт. ст. выше нормы (А). Таким образом, сдвиг кривой почечного диуреза к новому уровню через несколько дней приведет к стойкому увеличению артериального давления.

Стойкое повышение поступления воды и соли в организм, в данном случае (Б) в 4 раза приводит к смещению равновесной точки к уровню давления 160 мм рт. ст. И наоборот – снижение потребления воды и соли уменьшает артериальное давление.

Этот механизм лежит в основе многих патологий почек, отражающихся на уровне артериального давления больного.

6.2.7. Канальцевая реабсорбция

Первичная моча, проходя по канальцам и собирательным трубочкам, прежде чем превратиться в конечную мочу претерпевает существенные изменения. Состав мочи отличается не только в количественном выражении (из 150-180 л фильтрата остается 1,0-1,5 л мочи), но и качественно (табл. 9).

Табл. 9. Клиренс некоторых веществ.

Происходящий в канальцах процесс реабсорбции приводит к тому, что некоторые вещества, необходимые организму, совершенно исчезают из мочи, или их становится во много раз меньше. Концентрация других веществ за счет реабсорбции воды во много раз увеличивается. В то же время некоторые вещества в первичной моче вообще отсутствуют — они появляются лишь в конечной. Это происходит в результате процесса секреции. Соотношение концентрации вещества в моче и плазме крови называется клиренсом.

Процессы реабсорбции могут быть активными или пассивными. Для активного процесса требуется наличие специфических транспортных систем и энергии. Пассивные процессы идут без использования энергии на основе физико-химических закономерностей.

Канальцевая реабсорбция происходит во всех отделах, но механизм ее в разных участках неодинаков. Поэтому с известной долей условности выделяют три участка:

· проксимальный извитой каналец,

· петля Генле,

· дистальный извитой каналец с собиpательной трубочкой.

Все они имеют разную морфологическую и функциональную характеристику эпителия (рис. 78) и механизмы реабсорбции в них следует рассматривать раздельно. Кроме того на процессы реабсорбции влияет различие нефронов, которое касается как местоположения клубочка, так и некоторых особенностей канальцев. Hаходящиеся ближе всех к капсуле почки суперфициальные нефроны имеют более крупные клубочки и короткую петлю Генле с поворотом в области границы коркового и мозгового вещества. Расположенные на границе этих слоев почки клубочки юкстамедуллярных нефронов (ЮМ) имеют длинную петлю, доходящую почти до конца сосочка. Это обеспечивает более активную реабсорбцию в них, чем в поверхностных с более короткой петлей Генле.

В канальцах происходят весьма разнообразные процессы. В их клетках имеются системы активного транспорта, обеспечивающие перенос веществ против градиента концентрации. Вслед за активно транспортируемыми ионами по градиенту электрохимического потенциала могут проходить ионы противоположного знака. Эти вещества увеличивают осмотическое давление, что обеспечивает реабсорбцию воды. Поток воды идет как через клетки, так и межклеточные пространства. Последнее создает возможность реабсорбции вместе с водой водорастворимых молекул. Ряд веществ реабсорбируется благодаря пиноцитозу, облегченной диффузии и неионной диффузии. Кроме того, в клетках канальцев синтезируются некоторые соединеия, которые могут поступать через паренхиму либо в кровь, либо в мочу.

Рис. 78. Схема реабсорбции и секреции разных веществ в нефроне (по Despopoulos).