Физиология водно-солевого обмена
advertisement
Физиология в рисунках и схемах Модуль 5 Физиология водно-солевого обмена поступление удаление поступление поступление удаление удаление поступление поступление удаление поступление удаление удаление поступление поступление поступление удаление удаление поступление Основные пути поступления и выведения воды и солей в организме рыб, амфибий и рептилий Вода Вода Желудочнокишечный тракт Соли Плазма крови Ионы Вода Потери соли и воды Вода Ионы Мочевина Ионы Мочевина Интерстициальный сектор Вода Почки Вода Ионы Мочевина Кожа Вода Ионы Мочевина Внутриклеточный сектор Легкие Вода Основные пути поступления, распределения и выведения воды и солей в организме млекопитающих Компоненты жидкостей тела Концентрация веществ в жидкостных секторах плазма крови интерстициальная жидкость внутриклеточная жидкость 135 – 142 3,5 – 5,4 2,2 – 2,7 0,8 – 1,6 110 27 – 29 2,1 – 4,2 2,1 – 4,2 1,1 – 2,2 144 4,0 1,2 0,7 – 1,0 114 30,5 4,0 – 4,4 4,0 – 4,4 2,0 – 2,4 10 140 – 160 2 – 5(·104) 13,5 – 58 2 – 25 8 – 10 75 – 80 75 – 80 4 – 40 20 – 50 1,0 160 – 550 Глюкоза, г/л 0,9 - 0 – 0,2 Аминокислоты, г/л 0,3 - 2,0 (?) Холестерол, г/л 5,0 - 20 – 950 Фосфолипиды, г/л 5,0 - 20 – 950 Нейтральные жиры, г/л 5,0 - 20 – 950 7,36 – 7,40 - - Электролиты, мМ/л Na+ K+ Ca2+ Mg2+ ClHCO3HPO42H2PO4SO42Белок, г/л рН Концентрация различных компонентов в жидкостных секторах Центр жажды и его взаимодействие с гипоталамо-гипофизарно-нейросекреторной системой Междольковая артерия Дуговая артерия Почечные столбы Корковое вещество Мозговые отростки Пирамида Капсула Большая почечная чашка Малая почечная чашка Почечная вена Почечная артерия Почечная лоханка Почечные сосочки Анатомическая организация почки Мочеточник Строение фильтрационного барьера 9 Стандартная номенклатура структуры почки Представлен нефрон с короткой и длинной петлей (юкстамедуллярный), вместе с собирательной системой (изображено не в масштабе). Граница между корковым и мозговым веществом – часть коркового вещества, содержащая прямые проксимальные канальцы, корковые толстые восходящие части и корковые собирательные трубки – отделена прерывистой линией. 1 – почечное тельце (капсула Боумена и гломерула); 2 – проксимальный извитой каналец; 3 – проксимальный прямой каналец; 4 – тонкая нисходящая часть; 5 – тонкая восходящая часть; 6 – толстая восходящая часть; 7 – macula densa (расположена в пределах конца толстой восходящей части); 8 – дистальный извитой каналец; 9 – связующий каналец; 9* - связующий каналец юкстамедуллярного нефрона, который поднимается вверх с образованием так называемой аркады (у человека в почках такой тип встречается очень редко); 10 – корковая собирательная трубка; 11 – собирательная трубка наружного мозгового вещества; 12 – собирательная трубка внутреннего мозгового вещества. Сравнение концентраций электролитов в плазме крови и в ультрафильтрате Электролиты Катионы Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Анионы ClHCO3HPO42SO42Органические кислоты Белки Концентрация в плазме (мЭкв/л) Концентрация в ультрафильтрате (мЭкв/л) 142 4 5 3 154 135,0 3,8 2,5 1,5 142,8 0,95 0,95 0,5 0,5 103 27 2 1 5 16 154 108,0 28,4 2,0 1,0 5,0 0,0 144,4 1,05 1,05 1,00 1,00 1,00 0,00 Равновесие ГиббсДоннана Скорость клубочковой фильтрации Почечный кровоток мл/мин·г ткани скорость клубочковой фильтрации почечный кровоток Кровяное давление в почечной артерии (мм рт. ст.) Ауторегуляция почечного кровотока и клубочковой фильтрации Клубочек Почечный интерстиций Почечные нервы Эфферентная артериола Концентрирование или разведение Na+ Клетки плотного пятна (macula densa) Гранулярные клетки Строение юкстагломерулярного аппарата Афферентная артериола Фильтрация, экскреция, реабсорбция воды, электролитов и солей Фильтрация Экскреция Реабсорбция % реабсорбции от фильтрационной нагрузки 180 1,5 178,5 99,2 Na+ (мЭкв/сут) 25200 150 25050 99,4 K+ (мЭкв/сут) 720 100 620 86,1 Ca2+ (мЭкв/сут) 540 10 530 98,1 HCO3- (мЭкв/сут) 4320 2 4318 99,9 Cl- (мЭкв/сут) 18000 150 17850 99,2 Глюкоза (мМ/сут) 800 0 800 100 Мочевина (д/сут) 50 28 22 44 Субстрат Вода (л/сут) Строение эпителиоцитов в различных отделах почечных канальцев Реабсорбция натрия и градиент электрического потенциала в клетке дистального извитого канальца нефрона крысы Схема вторично-активного транспорта сульфатов и фосфатов Схема реабсорбции глюкозы и аминокислот Зависимость состава жидкости в проксимальном канальце от расстояния до капсулы Боумена TF/P – отношение концентрации веществ в жидкости канальца к концентрации в плазме крови, в %; Рi – неорганический фосфат Интерстиций Аминокислоты Особенности транспорта веществ в клетке эпителия проксимального канальца Секреция калия главными клетками собирательных трубок коры почек УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА Артериальное давление Постгломерулярное сопротивление Постгломерулярное гидростатическое давление Фильтруемая фракция Постгломерулярное онкотическое давление Перитубулярный капиллярный захват Реабсорбция натрия Выведение натрия Регуляция реабсорбции и экскреции натрия цитозоль цитозоль внеклеточное пространство оубаин цитоплазма Структура Na+-К+-АТФазы Механизм действия альдостерона на клетку-мишень % Максимальный Изотонический Осмолярность тканей почки Работа противоточной системы почки при образовании гипертонической мочи Корковое вещество Наружное мозговое вещество Мочевина Мочевина + Х Внутреннее мозговое вещество Мочевина и NaCl Мочевина Х– неабсорбируемые вещесва Мочевина + Х Противоточно-поворотная система концентрирующего механизма почки Корковое вещество транспорт актив. пассив. натрий мочевина вода Наружное мозговое вещество Внутреннее мозговое вещество Работа почки при осмотическом концентрировании мочи у млекопитающих корковое вещество дистальны каналец S1 S2 наружная полоска S3 нисходящая тонкая часть петли проксимальный каналец клубочек связующий каналец внутренняя полоска наружное мозговое вещество DTL2 проницаемость для воды DTL3 собирательная трубка восходящая тонкая часть петли вторичная моча внутреннее мозговое вещество проксимальный каналец нисходящая тонкая часть петли распределение CHIP28 восходящая тонкая часть петли восходящая толстая часть петли дистальный каналец связующий каналец Распределение водных каналов в почечных канальцах собирательная трубка базальн. АДГ Образование агрегатов внутримембранных частиц мг/мин·см2 # · 235 мкм-2 мкм2 · 235 мкм-2 комнатная температура охлаждение осмотическ ий ток воды частота встречаемости агрегатов Площадь поверхности агрегатов Влияние температуры на осмотический ток воды и внутримембранные агрегаты CHIP repeat-2 CHIP repeat-1 COOH NH2 A P N внеклеточное пространство мембрана CHIP внутриклеточное пространство N P A NH2 Структура аквапорина COOH Cys 189 Локализация аквапорина-1 в корковом веществе почки a, b – контроль, c, d – после воздействия колхицином Локализация аквапоринов различного типа в почечных канальцах Механизм действия вазопрессина на клетку-мишень Периферические осморецепторы (печень) Барорецепторы (дуга аорты) Центральные осморецепторы ЦНС Центр жажды ГГНС АДГ Почки Волюморецепторы (левое предсердие) Экскреция воды Схема регуляции экскреции воды почкой Действие изменений осмолярности и объема крови на уровень вазопрессина в плазме Почки Растяжение Скорость клубочковой фильтрации Выведение Nа+ и воды Почечный кровоток Объем внеклеточной жидкости Реабсорбция натрия Секреция ренина Секреция альдостерона и вазопрессина ПНП Тонус сосудов и общее периферическое сопротивление Предсердие Артериальное давление Проницаемость капилляров и внутрисосудистый объем Сосуды Действие предсердного натрийуретического пептида на почку и сосуды Коррекция объема крови и артериального давления ренинангиотензин-альдостероновой системой снижение АД печень почки ренин ангиотензиноген (α2-глобулин) (453 ак) легкие ангиотензин I (10 ак) ангиотензин III гипоталамус жажда, потребление воды ангиотензин II (8 ак) ангиотензин конвертирующий (превращающий) фермент кровеносные сосуды вазоконстрикция кора надпочечников секреция альдостерона почки повышение артериального давления снижение выведения Na+ и Н2О Концентрация натрия и осмолярность в крови Центр жажды Солевой аппетит ЦНС ГГНС натриорецепторы Вазопрессин осморецепторы Реабсорбция воды и натрия в почке артериальные барорецепторы Симпатическая нервная система Альдостерон надпочечников рецепторы низкого давления ЮГА объем циркулирующей крови ПНП Давление в левом предсердии Ренин Ангиотензин Перераспределение крови Основные механизмы регуляции водно-солевого баланса и их взаимодействие Поступление К+ с пищей Рк активность Na-K-АТФазы Клеточный захват K+ Al Негативность люминальной мембраны Проницаемость калиевых каналов Секреция К+ Экскреция К+ Механизмы стимуляции секреции калия клетками эпителия почечных канальцев при повышении концентрации калия в плазме крови ГИПЕРКАЛИЕМИЯ ГИПОКАЛИЕМИЯ Альдостерон плазмы Инсулин плазмы α-адренергическая активность Альдостерон плазмы Инсулин плазмы β-адренергическая активность Клеточный захват калия Клеточный захват калия Экскреция калия Экскреция калия Уровень калия в плазме крови Почечные и внепочечные механизмы регуляции гомеостаза калия Распределение кальция и фосфора в организме человека Основные механизмы регуляции концентрации кальция в плазме крови Секреция ПТГ, нг ПТГ/105 клеток/час Внутриклеточная [Ca], нМ Внеклеточная [Ca], мМ Зависимость секреции ПТГ от содержания кальция АТФ ПТГ ТКТ АЦ ФДЭ цАМФ 5’АМФ лизосомы высвобождение Са2+ из кости Взаимодействие ПТГ и ТКТ в регуляции содержания кальция Почечные механизмы регуляции рН крови
