МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Физиология эндокринной системы
Физиология пищеварительной системы
Физиология клеток крови
Физиология обмена веществ, питания
Физиология почек, КЩС, солевого обмена
Физиология репродуктивной функции
Физиология органов чувств
Физиология нервной системы
Физиология иммунной системы
Физиология кровообращения
Физиология дыхания
Физиология водолазов, дайверов
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Форум
 

Нейтрализация протонов почками. Первично активный механизм секреции ионов водорода почками

а) Ионы бикарбоната, прошедшие через почечный фильтр, взаимодействуют с протонами в просвете канальца. Ионы бикарбоната, попавшие в первичную мочу в результате фильтрации, не способны легко проникать через апикальную мембрану в клетку. Вместо диффузии ионы HCO3- реабсорбируются с помощью особого процесса, первым этапом которого является химическое взаимодействие с ионом Н+ и образование H2CO3, в итоге распадающегося на CO2 и H2O (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Нейтрализация протонов почками. Первично активный механизм секреции ионов водорода почками
Внутриклеточные механизмы: (1) активная секреция протонов в просвет канальцев; (2) реабсорбция ионов бикарбоната в результате химического взаимодействия с протонами, образования угольной кислоты, которая разлагается на углекислый газ и воду; (3) реабсорбция ионов Na+ в обмен на протоны. Такой характер секреции ионов Н+ характерен для проксимальных канальцев, толстого восходящего отдела петли Генле и начальных отделов дистальных канальцев

Данный процесс запускается с помощью реакции в просвете канальца между HCO3-, прошедшими через почечный фильтр, и ионов Н+, выделенными клетками канальцев. Образованный в результате расщепления угольной кислоты CO2 способен легко перемещаться через мембрану канальца, мгновенно диффундируя в клетку, где он под воздействием карбоангидразы соединяется с H2O, вновь формируя молекулу H2CO3. Угольная кислота, в свою очередь, диссоциирует на HCO3- и Н+; затем HCO3- диффундирует через базолатеральную мембрану в тканевую жидкость и через перитубулярные капилляры — в кровь. Транспорт HCO3- через базолатеральную мембрану облегчается благодаря двум механизмам: (1) котранспорту ионов Na+ и HCO3-; (2) обмену ионов Cl- на HCO3-.

Таким образом, образование в эпителии канальцев ионов Н+ всегда сопровождается формированием ионов HCO3-, которые затем вновь попадают в кровь. В результате этих реакций ионы HCO3- удаляются из жидкости в просвете канальцев, а «реабсорбированные» таким образом бикарбонаты попадают во внеклеточную жидкость совершенно другим, отличным от фильтрации способом. Реабсорбция бикарбонатов, прошедших через почечный фильтр, в итоге не способствует выделению ионов Н+ с мочой, поскольку выделенные в просвет канальца протоны взаимодействуют с HCO3-.

б) Титрование ионов бикарбоната в просвете канальцев с помощью протонов. В норме интенсивность канальцевой секреции для ионов Н+ составляет около 4400 мэкв/сут, фильтрация HCO3- — около 4320 мэкв/сут. Таким образом, оба этих иона почти в равном количестве поступают в просвет канальцев, объединяясь и образуя CO2 и H2O. На этом основании принято утверждать, что ионы HCO3- и Н+ в норме «титруют» друг друга в жидкости.

Процесс титрования протекает с небольшим избытком ионов Н+, выделяемых с мочой, что способствует выделению из организма нелетучих кислот, образовавшихся в результате обменных процессов. Количественно этот избыток соответствует приблизительно 80 мэкв/сут. Большая часть протонов выделяется в виде буферных соединений, преимущественно фосфатных и аммонийных.

Если HCO3- в моче преобладает над ионами Н+, что происходит при метаболическом алкалозе, избыток HCO3- реабсорбирован быть не может; поэтому бикарбонаты остаются в канальце и в итоге выделяются в мочу, что позволяет скорректировать алкалоз.

При ацидозе ионы Н+ преобладают над HCO3-, вызывая полную реабсорбцию бикарбонатов, а избыточное количество протонов переходит в мочу. Избыток ионов Н связывается фосфатом и аммонием и в итоге выделяется в виде солей. Таким образом, основной механизм, благодаря которому почки корректируют нарушение кислотно-щелочного равновесия, заключается в неполном титровании ионов водорода и бикарбонатов друг другом, позволяя соединению с избыточным содержанием удаляться из внеклеточной жидкости с мочой.

Первично активный механизм секреции ионов водорода вставочными клетками выходных отделов дистальных канальцев и собирательных трубочек

Начиная с выходных отделов собирательных трубочек и продолжаясь на дистальные сегменты нефрона, канальцевый эпителий секретирует ионы Н+ с помощью первично активных механизмов, которые отличаются от транспорта в проксимальных канальцах, петлях Генле и начальных отделах дистальных канальцев.

Первично активный механизм секреции ионов водорода почками
Первично активная секреция протонов через апикальную мембрану вставочных клеток в просвет выходного отдела дистальных канальцев и собирательных трубочек. Отметим, что на 1 реабсорбированный ион бикарбоната приходится секреция 1 иона Н+ и 1 иона Cl-, выделяемого совместно и пассивно с ним

Механизм первично активной секреции ионов Н+ изображен на рисунке выше. Он действует в апикальной части мембран эпителиоцитов с помощью особого белка — АТФ-азы, перемещающей протоны. Расщепление молекул АТФ приводит к образованию АДФ и высвобождению энергии, необходимой для работы этой системы.

Первично активная секреция ионов Н+ происходит в стенке выходного отдела дистальных канальцев и собирательных трубочек с помощью особых клеток, называемых вставочными. Секреция протонов этими клетками осуществляется в два этапа: (1) растворенный в цитоплазме CO2 соединяется с H2O, образуя H2CO3; (2) H2CO3 диссоциирует на HCO3-, который реабсорбируется в кровь, и протон, секреция которого в просвет канальца происходит с помощью АТФ-азного механизма. На каждый выделенный протон, как и в проксимальных канальцах, приходится реабсорбция одного иона бикарбоната. Основное отличие транспорта ионов Н+ в этом сегменте заключается в переносе их с помощью первично активного механизма. В проксимальных отделах канальцевой системы, как известно, перемещение протонов происходит благодаря системе противотранспорта.

Секреция в выходных отделах дистального канальца и собирательных трубочках составляет всего около 5% общего количества ионов Н+, выделяемых почками, но этот механизм играет важную роль в образовании максимально кислой мочи. В проксимальных канальцах концентрация протонов может повышаться в 3-4 раза, а рН снижаться лишь до уровня 6,7, несмотря на значительное абсолютное число ионов Н+, секретируемых в этом сегменте. В собирательных трубочках содержание протонов способно возрастать в 900 раз, что снижает рН мочи до максимума, в норме составляя 4,5.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Механизм образования новых ионов бикарбоната. Фосфатная буферная система почек"

Оглавление темы "Регуляция кислотно-щелочного равновесия почками":
1. Влияние альвеолярной вентиляции на pH. Влияние pH на дыхательную систему
2. Буферная емкость дыхательной системы. Участие почек в регуляции кислотно-щелочного равновесия
3. Секреция протонов почками. Реабсорбция ионов бикарбоната почками
4. Нейтрализация протонов почками. Первично активный механизм секреции ионов водорода почками
5. Механизм образования новых ионов бикарбоната. Фосфатная буферная система почек
6. Аммониевая буферная система. Количественная оценка выделения кислот и оснований
7. Зависимость секреции почками протонов. Механизмы секреции протонов в почечных канальцах
8. Коррекция ацидоза почками. Механизмы почечной коррекции ацидоза
9. Коррекция алкалоза почками. Механизмы почечной коррекции алкалоза
10. Причины дыхательного и метаболического ацидоза. Причины дыхательного алкалоза
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.