3.6.149. Механизм мочеобразования.

Моча очень похожа на плазму крови, однако если взять мочу из капсулы Шумлянского то мы увидим что в моче отсутствуют белки. Если величина рН крови постоянна, то рН мочи может меняться. У травоядных щелочная среда, у плотоядных кислая. Осмотическое давление тоже разное в моче оно может доходить до 22 атмосфер и снижаться до 6 атмосфер. Мордвиг в 40х годах 18 столетия установил, что в основе образования мочи является процесс фильтрации. В 19 веке Ричардс изобрел микроманипулятор. С помощью этой микроскопической трубочки можно набрать каплю мочи из разных участков нефрона. Состав жидкости в разных участках нефрона неодинаковый.

Если рассматривать путь который проделывает плазма и растворенные вещества в плазме то мы увидим три процесса лежащие в основе образования мочи.

Фильтрация плазмы в капсуле Шумлянского. Реабсорбция в канальцах. Канальцевая секреция.

4.1 Фильтрация

Почему происходит фильтрация в капсуле Шумлянского. Фильтрация происходит из-за разницы гидростатического давления в приносящем и выносящем канальце. 70-90 и 20-30mm Hg соответственно.

Почему фильтрат лишен белковых молекул и форменных элементов крови?

Данное свойство связано с величиной молекул и электрическим зарядом.

Мембраны не создает помехи для продвижению молекул молекулярной массой меннее 7000 и является абсолютным препятствием на пути молекул массой 70 000. Что соответствует, например альбумину плазмы крови.

Электрический заряд – в клубочках вещества имеющие положительный заряд фильтруются лучше, чем вещества с отрицательным зарядом. Это связано с тем что поверхность всех компонентов фильтрационного барьера имеет отрицательный отрицательный заряд. Так как все белки плазмы крови имеют отрицательный заряд, то это препятствие в виде электрического заряда увеличивает значимость барьера, который реагирует только на величину молекулы.

4.2 Реабсорбция:

Молекулярные механизмы, участвующие в процессе реабсорбции.

1) Диффузия процесс хаотичный и подвержен только одному правилу. Диффузия направлена по электрохимическому градиенту, из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией.

2) Облегченная диффузия – это процесс подобно диффузии происходит по градиенту концентрации однако вещество соединяется с транспортерами – веществами переносчиками.

3) Первично активный транспорт – активный перенос вещества через мембрану против градиента концентрации. Для это используются молекулы АТФ. Первичная

потому что АТФ используется именно для процесса переноса, и ферменты расщепляющие АТФ являются частью реального механизма транспорта. NaK-АТФаза, Н-АТФаза, Н,К-АТФаза, Са-АТФаза.

4) Вторичный активный транспорт (контранспорт и антипорт).В этом процессе два и более вещества взаимодействуют с одним переносчиком и одновременно транспортируются через мембрану. В данном случае одно вещество (обычно Na) по направлению градиенту концентрации, а второе против градиента «прицепом». Энергия для переноса берется благодаря движению первого вещества по градиенту концентрации. Т.е. перенос не связан с гидролизом АТФ.

5) Перенос веществ вместе с растворителем – некоторые вещества могут переходить через мембрану вместе с движением воды. Воду приводит в движение осмос. Таким образом может неспецефически ускорить движение многих небольших растворенных веществ в том же направлении.

4.2.1Максимальный канальцевый транспорт

– характеризует то количество вещества которое могут траспортировать клетки, в единицу времени, зависит от насыщения данным веществом мембранных белков отвечающих за перенос. Например глюкозы в моче у здорового организма нет. Однако если ввести в организм большое количество глюкозы то она начнет появляется в моче. Чем большее ее будет поступать тем больше ее будет выводится. Этот процесс наблюдается вследствие того что концентрация глюкозы достигла максимального канальцевого транспорта и не может больше реабсорбироваться.

4.3 Канальцевая секреция:

В ходе канальцевой секреции вещества транспортируются в просвет канальца из капилляров. Т.е. происходит процесс сходный с клубочковой фильтрацией, и происходит этот процесс по тем же механизмам.

4.4 Разделение труда в канальцах:

В проксимальном канальце наиболее массивная реабсорбция низкомолекулярных веществ и воды. Также проксимальный каналец является основным местом секреции растворенных веществ, за исключением калия.

Петля Генли также реабсорбирует большое количество ионов и в меньшей степени воду.

Вследствие выраженной реабсорбции в проксимальном отделе и петле Генле, масса растворенных веществ и воды в дистальных отделах мала. Дистальные отделы хорошо приспособлены для тонкой регуляции транспорта большинства веществ.