L'organo umano in cui i prodotti metabolici vengono rilasciati dal sangue. Organi escretori

Vie di escrezione dei prodotti metabolici

Come risultato del metabolismo, si formano prodotti finali più semplici: acqua, anidride carbonica, urea, acido urico, ecc. Essi, così come i sali minerali in eccesso, vengono rimossi dal corpo. L'anidride carbonica e una certa quantità di acqua (circa 400 ml al giorno) vengono escrete sotto forma di vapore attraverso i polmoni. La quantità principale di acqua (circa 2 litri) con urea, cloruro di sodio e altri sali inorganici disciolti in essa viene escreta attraverso i reni e in quantità minori attraverso le ghiandole sudoripare della pelle. Il fegato svolge anche in una certa misura la funzione di escrezione. Sali di metalli pesanti (rame, piombo), che entrano accidentalmente nell'intestino con il cibo e sono forti veleni, anche i prodotti in decomposizione vengono assorbiti dall'intestino nel sangue ed entrano nel fegato. Qui vengono neutralizzati - si combinano con sostanze organiche, perdendo la loro tossicità e capacità di essere assorbiti nel sangue - e vengono espulsi con la bile attraverso l'intestino. Così, grazie all'attività di reni, fegato, intestino, polmoni e pelle, i prodotti finali della dissimilazione, sostanze nocive, acqua in eccesso e materia organica e la costanza dell'ambiente interno viene mantenuta.

Struttura e funzione del sistema urinario

L'apparato urinario è costituito dai reni, dagli ureteri, attraverso i quali l'urina fuoriesce costantemente dai reni, dalla vescica, dove viene raccolta, e dall'uretra, attraverso la quale l'urina viene espulsa attraverso la contrazione dei muscoli delle pareti della vescica.

I reni sono uno degli organi più importanti, il cui compito principale è mantenere la costanza dell'ambiente interno del corpo. I reni sono coinvolti nella regolazione dell'equilibrio idrico-elettrolitico, mantenendo lo stato acido-base, espellendo le scorie azotate, mantenendo la pressione osmotica dei liquidi corporei, regolando pressione sanguigna, stimolazione dell'eritropoiesi, ecc. Il peso di entrambi i reni in un adulto è di circa 300 g.

Reni - organo pari a forma di fagiolo - situato su superficie interna parete di fondo cavità addominale a livello lombare. Le arterie e i nervi renali si avvicinano ai reni e da essi partono gli ureteri e le vene. Il tessuto renale può essere diviso in due zone: la zona esterna (corticale) è di colore rosso-marrone e la zona interna (cervello) è rosso-viola.

La principale unità funzionale del parenchima renale è il nefrone. In entrambi i reni umani ce ne sono circa 2 milioni, nel ratto - 62.000, nel cane - 816.000. Esistono due tipi di nefroni: corticale (85%), il cui corpo malpighiano è localizzato nella zona esterna del rene. corticale e iuxtamidollare (15%), i cui glomeruli si trovano al confine della corteccia e del midollo del rene.

Nel nefrone dei mammiferi si possono distinguere le seguenti sezioni (Fig. 60):

• corpuscolo renale (malpighiano), costituito dal glomerulo vascolare di Shumlyansky e dalla circostante capsula di Bowman. (Il glomerulo vascolare fu scoperto dallo scienziato russo A.V. Shumlyansky e la capsula che lo circonda fu descritta per la prima volta nel 1842 da Bowman.);
• il segmento prossimale del nefrone, costituito dai tubuli contorti e diritti prossimali;
• segmento sottile contenente i rami sottili discendenti e ascendenti dell'ansa di Henle;
• segmento distale costituito dal tratto ascendente spesso dell'ansa di Henle, dal tubulo contorto distale e dal tubulo comunicante.

  Il tubulo di comunicazione si collega al condotto collettore. Questi ultimi attraversano la corteccia e il midollo del rene e, fondendosi insieme, formano dei condotti nella papilla renale che si aprono nei calici.

Le capsule del nefrone si trovano nella corteccia renale, mentre i tubuli si trovano principalmente nel midollo. La capsula del nefrone assomiglia a una palla, la cui parte superiore viene premuta nella parte inferiore, in modo che si formi uno spazio tra le sue pareti: la cavità della capsula. Da esso si estende un tubo contorto sottile e lungo: un tubulo. Le pareti del tubulo, come ciascuna delle due pareti della capsula, sono formate da un unico strato di cellule epiteliali.

L'arteria renale, entrando nel rene, è divisa in un gran numero di rami. Un vaso sottile, chiamato arteria afferente, entra nella parte depressa della capsula, formando lì una palla di capillari. I capillari sono raccolti in un vaso che fuoriesce dalla capsula: l'arteria efferente. Quest'ultimo si avvicina al tubulo contorto e nuovamente si scompone nei capillari che lo intrecciano. Questi capillari formano vene, che si fondono per formare la vena renale e trasportano il sangue fuori dal rene.

MECCANISMO DI FORMAZIONE DELL'URINA

Nel nefrone si verificano tre processi principali:

• Nei glomeruli - filtrazione glomerulare [spettacolo]

  Lo stadio iniziale della formazione dell'urina è la filtrazione nei glomeruli renali. La filtrazione glomerulare è un processo passivo. In condizioni di riposo in un adulto, circa 1/4 del sangue espulso nell'aorta dal ventricolo sinistro del cuore entra nelle arterie renali. In altre parole, nell’uomo adulto passano attraverso entrambi i reni circa 1300 ml di sangue al minuto, leggermente meno nella donna. La superficie filtrante totale dei glomeruli renali è di circa 1,5 m2. Nei glomeruli, l'ultrafiltrazione del plasma sanguigno avviene dai capillari sanguigni nel lume della capsula del glomerulo renale (capsula di Bowman), con conseguente formazione di urina primaria, in cui praticamente non ci sono proteine. Normalmente le proteine ​​come sostanze colloidali non passano attraverso la parete dei capillari nella cavità delle capsule del glomerulo renale. In una serie di condizioni patologiche aumenta la permeabilità della membrana del filtro renale, il che porta ad un cambiamento nella composizione dell'ultrafiltrato. L'aumento della permeabilità è la causa principale della proteinuria, e in particolare dell'albuminuria. Normalmente, la velocità di filtrazione volumetrica è in media di 125 ml/min, ovvero 100 volte superiore alla produzione finale di urina. La velocità di filtrazione è data dalla pressione di filtrazione, che può essere espressa con la seguente formula:

  PD = CD - (OD + CapsD),

  
  dove FD è la pressione di filtrazione; CD - pressione capillare; OD - pressione oncotica; CapsD - pressione intracapsulare.

  Pertanto, per garantire il processo di filtrazione, è necessario che la pressione idrostatica del sangue nei capillari superi la somma della pressione oncotica e intracapsulare. Normalmente questo valore è di circa 40 hPa (30 mmHg). Le sostanze che aumentano la circolazione sanguigna nei reni o aumentano il numero di glomeruli funzionanti (ad esempio teobromina, teofillina, frutti di ginepro, foglie di uva ursina, ecc.) Hanno proprietà diuretiche.

  La pressione capillare nei reni dipende non tanto dalla pressione sanguigna quanto dal rapporto tra il lume delle arteriole “afferenti” ed “efferenti” del glomerulo. L'arteriola efferente ha un diametro inferiore di circa il 30% rispetto all'arteriola afferente. La regolazione del loro lume è effettuata principalmente dal sistema chinina; Il restringimento dell'arteriola efferente aumenta la filtrazione. Al contrario, il restringimento dell'arteriola afferente riduce la filtrazione.

  Per dimensione filtrazione glomerulare giudicare la capacità di filtrazione dei reni. Se nel sangue viene introdotta una sostanza che viene filtrata nei glomeruli, ma non viene riassorbita o secreta dai tubuli nefronali, la sua clearance è numericamente uguale alla velocità di filtrazione glomerulare volumetrica. La clearance (purificazione) di qualsiasi composto è solitamente espressa dal numero di millilitri di plasma che in 1 minuto viene completamente liberato dalla sostanza mentre scorre attraverso i reni. Le sostanze con cui viene spesso determinata la filtrazione glomerulare sono l'inulina e il mannitolo. Per determinare la clearance (ad esempio l'inulina) è necessario moltiplicare la diuresi minuta per Km/Kcr (rapporto di concentrazione di questa sostanza nelle urine e nel plasma sanguigno):

  

  
  dove C è il gioco; Km è la concentrazione di questo composto nelle urine; Kcr: concentrazione nel plasma sanguigno; V - quantità di urina in 1 minuto, ml. Nel caso dell'inulina si ottiene normalmente un valore di filtrazione glomerulare di 100-125 ml per 1 minuto. (È generalmente accettato che una persona normale con un peso corporeo di 70 kg abbia una velocità di filtrazione glomerulare di 125 ml/min, ovvero 180 litri al giorno.)
• Nei tubuli
  • riassorbimento [spettacolo]

    Riassorbimento e secrezione

    La quantità giornaliera di ultrafiltrato è 3 volte la quantità totale di liquidi nel corpo. Naturalmente, la maggior parte dell'urina primaria si muove attraverso i tubuli renali (lunghezza totale tubuli renali circa 120 km) regala la maggior parte del suo componenti, soprattutto l'acqua, ritornano nel sangue. Solo l'1% del liquido filtrato dai glomeruli si trasforma in urina. Il 99% dell'acqua, il sodio, il cloro, il bicarbonato, gli aminoacidi, il 93% del potassio, il 45% dell'urea, ecc. vengono riassorbiti nei tubuli. A seguito del riassorbimento, dall'urina primaria si forma l'urina secondaria o finale, che poi entra nei calici renali, nella pelvi e attraverso gli ureteri entra nella vescica.

    Il significato funzionale dei singoli tubuli renali nel processo di formazione dell'urina varia. Le cellule del segmento prossimale del nefrone riassorbono glucosio, aminoacidi, vitamine ed elettroliti che entrano nel filtrato; Nei tubuli prossimali vengono riassorbiti anche i 6/7 del liquido che costituisce l'urina primaria. Anche l'acqua urinaria primaria subisce un riassorbimento parziale (parziale) nei tubuli distali. Un ulteriore riassorbimento del sodio avviene nei tubuli distali. In questi stessi tubuli possono essere secreti nel lume del nefrone ioni di potassio, ammonio, idrogeno, ecc.

    Attualmente, i meccanismi molecolari di riassorbimento e secrezione di sostanze da parte delle cellule tubulari renali sono stati ampiamente studiati. Pertanto, è stato stabilito che durante il riassorbimento, il sodio entra passivamente dal lume del tubulo nella cellula, si sposta lungo di esso fino alla regione della membrana plasmatica basale e, con l'aiuto di una "pompa di sodio", entra nel fluido extracellulare . Fino all’80% dell’energia ATP nella cellula tubulare renale viene spesa nella “pompa del sodio”. L'assorbimento dell'acqua nel segmento prossimale avviene passivamente, come risultato dell'assorbimento attivo del sodio. L'acqua in questo caso “segue” il sodio. Nel segmento distale, tuttavia, l'assorbimento dell'acqua avviene indipendentemente dall'assorbimento degli ioni Na; questo processo è regolato dall'ormone antidiuretico.

    

    A differenza del sodio, il potassio non solo può essere riassorbito, ma anche secreto. Durante la secrezione, il potassio proveniente dal liquido intercellulare entra nella cellula tubulare attraverso la membrana plasmatica basale grazie al funzionamento della pompa “sodio-potassio”, e viene poi rilasciato passivamente nel lume del nefrone attraverso la membrana cellulare apicale. La secrezione, come il riassorbimento, è un processo attivo associato alla funzione delle cellule tubulari. I meccanismi intimi della secrezione sono gli stessi di quelli del riassorbimento, ma avvengono solo i processi direzione inversa- dal sangue al tubulo (Fig. 132).

    Le sostanze che non vengono solo filtrate attraverso i glomeruli, ma anche riassorbite o secrete nei tubuli, danno una clearance che mostra il funzionamento complessivo dei reni (clearance mista) e non le loro funzioni individuali. Inoltre, a seconda che la filtrazione sia abbinata al riassorbimento o alla secrezione, si distinguono due tipi di clearance mista: clearance di filtrazione-riassorbimento e clearance di filtrazione-secrezione. Il valore della clearance mista filtrazione-riassorbimento è inferiore al valore della clearance glomerulare, poiché parte della sostanza viene riassorbita dall'urina primaria nei tubuli. Maggiore è il riassorbimento nei tubuli, minore è il valore di questo indicatore. Pertanto per il glucosio è normalmente pari a 0. L'assorbimento massimo di glucosio nei tubuli è di 350 mg/min. È consuetudine designare la massima capacità di riassorbimento dei tubuli come Tm (massimo trasporto). A volte ci sono pazienti con malattie renali che, nonostante l'alto contenuto di glucosio nel plasma sanguigno, non espellono lo zucchero nelle urine, poiché la quantità di glucosio filtrata è inferiore al valore Tm. Al contrario, in una malattia congenita, la glicosuria renale può basarsi su una diminuzione del valore Tm.

    Per l'urea il valore della clearance mista di filtrazione-riassorbimento è 70. Ciò significa che su 125 ml di ultrafiltrato o plasma sanguigno, 70 ml al minuto vengono completamente liberati dall'urea. In altre parole, una certa quantità di urea, cioè quella contenuta in 55 ml di ultrafiltrato o plasma, viene riassorbita.

    La quantità di clearance mista di filtrazione-secrezione può essere maggiore della clearance glomerulare, poiché una quantità aggiuntiva di sostanza viene aggiunta all'urina primaria, che viene secreta nei tubuli. Questa clearance è tanto maggiore quanto più forte è la secrezione dei tubuli. La clearance di alcune sostanze secrete dai tubuli (ad esempio diodrasto, acido para-aminoippurico) è così elevata che si avvicina praticamente al valore del flusso sanguigno renale (la quantità di sangue che passa attraverso i reni in un minuto). Pertanto, la quantità di flusso sanguigno può essere determinata dall'eliminazione di queste sostanze.

    

    Il riassorbimento e la secrezione di varie sostanze sono regolati dal sistema nervoso centrale e da fattori ormonali. Ad esempio, con forti stimoli dolorosi o emozioni negative, può verificarsi anuria (cessazione del processo di formazione dell'urina). L'assorbimento d'acqua aumenta sotto l'influenza dell'ormone antidiuretico vasopressina. L'aldosterone aumenta il riassorbimento del sodio nei tubuli e con esso dell'acqua. L'assorbimento di calcio e fosfato cambia sotto l'influenza dell'ormone paratiroideo. L’ormone paratiroideo stimola la secrezione di fosfato e la vitamina D la ritarda.

    La regolazione del riassorbimento di sodio e acqua nel rene può essere rappresentata sotto forma di diagramma (figura 133). Quando l'apporto di sangue ai glomeruli renali è insufficiente, accompagnato da un leggero stiramento delle pareti delle arteriole (diminuzione della pressione), le cellule dell'apparato iuxtaglomerulare (JGA) incorporate nelle pareti delle arteriole vengono eccitate. Cominciano a secernere intensamente l'enzima proteolitico renio, che catalizza lo stadio iniziale della formazione dell'angiotensina. Il substrato per l'azione enzimatica della renina è l'angiotensinogeno. Questa è una glicoproteina correlata alle α 2 globuline e presente nel plasma sanguigno e nella linfa.

    La renina rompe il legame peptidico nella molecola dell'angiotensinogeno formata da due residui di leucina, provocando il rilascio del decapeptide angiotensina I, la cui attività biologica è insignificante in un ambiente prossimo alla neutralità.

    Fino a poco tempo fa era generalmente accettato che sotto l'influenza di una speciale peptidasi presente nel plasma sanguigno e nei tessuti e chiamata enzima di conversione dell'angiotensina I, dall'angiotensina I si forma l'ottapeptide angiotensina II. Il sito principale di questa trasformazione sono i polmoni.

    Nel 1963, V. N. Orekhovich et al. isolato dai reni di un grande bestiame un enzima proteolitico che differisce nella specificità d'azione da tutte le proteasi tissutali allora conosciute. Questo enzima scinde i dipeptidi dall'estremità carbossilica di vari peptidi. L'eccezione sono i legami peptidici formati con la partecipazione del gruppo immino della prolina. L'enzima è stato chiamato carbossicatepsina. L'ottimale della sua azione è in un ambiente prossimo al neutro. Viene attivato dagli ioni cloro ed è un metalloenzima. V. N. Orekhovich ha avanzato l'ipotesi che sia la carbossicatepsina l'enzima che converte l'angiotensina I (Asp-Arg-Val-Tyr-Val-His-Pro-Fen-His-Leu) in angiotensina II, scindendo il dipeptide his dall'angiotensina I -ley, e che non esiste un enzima specifico di conversione dell'angiotensina I, segnalato per la prima volta nel 1956 da Skegsom et al. Considerando la specificità piuttosto ampia dell'azione della carbossicatepsina, V. N. Orekhovich et al. Hanno anche suggerito la possibilità del coinvolgimento di questo enzima nell'inattivazione dell'antagonista dell'angiotensina, la bradichinina. Nel 1969-1970 Sono stati pubblicati diversi lavori che confermano queste disposizioni. Allo stesso tempo, è stato dimostrato che la conversione dell'angiotensina I in angiotensina II avviene non solo nei tessuti dei polmoni, ma anche nei reni (è ormai noto che la carbossicatepsina è presente in quasi tutti i tessuti).

    A differenza del suo predecessore (angiotensina I), l'angiotensina II ha un'attività biologica molto elevata. In particolare, l'angiotensina II è in grado di stimolare la secrezione di aldosterone da parte delle ghiandole surrenali, che aumenta il riassorbimento del sodio nei tubuli, e con esso dell'acqua. Il volume del sangue circolante aumenta, la pressione nell'arteriola aumenta e l'equilibrio del sistema viene ripristinato.

    Con una diminuzione dell'afflusso di sangue agli atri e, possibilmente, ai vasi carotidei, reagiscono i recettori del volume (recettori del volume), il loro impulso viene trasmesso all'ipotalamo, dove si forma l'ormone antidiuretico (ADH). Attraverso il sistema portale pituitario, questo ormone entra nel lobo posteriore della ghiandola pituitaria, si concentra lì e viene rilasciato nel sangue. Il principale punto d'azione dell'ADH sembra essere la parete dei tubuli distali del nefrone, dove aumenta il livello di attività della ialuronidasi. Quest'ultimo, depolimerizzando l'acido ialuronico, aumenta la permeabilità delle pareti dei tubuli. L'acqua si diffonde passivamente attraverso le membrane cellulari a causa del gradiente osmotico tra il fluido intercellulare iperosmotico del corpo e l'urina ipoosmotica, cioè l'ADH regola il riassorbimento dell'acqua libera. Confrontando gli effetti fisiologici dell'aldosterone e dell'ADH, si può vedere che l'ADH abbassa la pressione osmotica nei tessuti corporei e l'aldosterone la aumenta.

  • secrezione

I reni sono importanti anche come organo endocrino (intrasecretorio). Come già notato, la renina si forma nelle cellule dell'apparato iuxtaglomerulare, situate nella regione del polo vascolare del glomerulo. È noto che la renina, oltre alla circolazione renale, agisce sulla pressione sanguigna in tutto il corpo attraverso l'angiotensina. Numerosi ricercatori ritengono che l'aumento della formazione di renina sia uno dei motivi principali dello sviluppo dell'ipertensione.

I reni producono anche eritropoietina, che stimola l’ematopoiesi del midollo osseo (eritropoiesi). L'eritropoietina è una sostanza proteica. La sua biosintesi da parte dei reni è attiva in vari modi condizioni stressanti- ipossia, perdita di sangue, shock, ecc. B l'anno scorsoÈ stato accertato che i reni sintetizzano anche le prostaglandine, che possono modificare la sensibilità della cellula renale all'azione di alcuni ormoni.

RUOLO DEI RENI NEL MANTENIMENTO DELLO STATO ACIDO-BASE

I reni hanno un'influenza significativa sullo stato acido-base, ma questo effetto impiega molto più tempo a manifestarsi rispetto all'influenza dei sistemi tampone del sangue e dell'attività polmonare. I sistemi tampone del sangue vengono attivati ​​entro 30 s. Ai polmoni sono necessari circa 1-3 minuti per appianare lo spostamento emergente nella concentrazione di ioni idrogeno nel sangue, ai reni sono necessarie circa 10-20 ore per ripristinare lo stato acido-base disturbato o la deviazione emergente dall'equilibrio . Il meccanismo principale per mantenere la concentrazione di ioni idrogeno nel corpo, implementato nelle cellule dei tubuli renali, sono i processi di riassorbimento del sodio e secrezione di ioni idrogeno (vedi diagramma).

Questo meccanismo si realizza attraverso diversi processi chimici. Il primo di questi è il riassorbimento del sodio durante la conversione dei fosfati dibasici in monobasici. Il filtrato renale formato nei glomeruli contiene una quantità sufficiente di sali, inclusi i fosfati. Tuttavia, la concentrazione dei fosfati dibasici diminuisce gradualmente man mano che l'urina primaria si muove attraverso i tubuli renali. Pertanto nel sangue il rapporto tra fosfato monobasico e dibasico è 1:4, nel filtrato glomerulare è 9:1; nell'urina che passa attraverso il segmento distale del nefrone il rapporto è già 50:1. Ciò è spiegato dall'assorbimento selettivo degli ioni sodio da parte delle cellule tubulari. In cambio, gli ioni idrogeno vengono rilasciati dalle cellule tubulari nel lume del tubulo renale. Pertanto, il fosfato bibasico (Na 2 HPO 4) viene convertito in una forma monobasica (NaH 2 PO 4) e in questa forma i fosfati vengono escreti nelle urine. Il bicarbonato si forma a partire dall'acido carbonico nelle cellule tubulari, aumentando così la riserva alcalina del sangue.

Il secondo processo chimico, che garantisce la ritenzione del sodio nell'organismo e la rimozione degli ioni idrogeno in eccesso, è la conversione dei bicarbonati in acido carbonico nel lume dei tubuli. Nelle cellule tubolari, quando l'acqua reagisce con l'anidride carbonica sotto l'influenza dell'anidrasi carbonica, si forma acido carbonico. Gli ioni idrogeno dell'acido carbonico vengono rilasciati nel lume del tubulo e lì si combinano con gli anioni bicarbonato di sodio equivalenti a questi anioni e entrano nelle cellule dei tubuli renali. L'H 2 CO 3 formato nel lume del tubulo si scompone facilmente in CO 2 e H 2 O e lascia il corpo in questa forma.

Il terzo processo, che aiuta anche a conservare il sodio nel corpo, è la formazione di ammoniaca nei reni e il suo utilizzo al posto di altri cationi per neutralizzare ed espellere gli equivalenti acidi nelle urine. La fonte principale sono i processi di deaminazione della glutammina, nonché la deaminazione ossidativa degli amminoacidi, principalmente dell'acido glutammico.

La degradazione della glutammina avviene con la partecipazione dell'enzima glutaminasi e la formazione di acido glutammico e ammoniaca libera:

La glutaminasi si trova in vari organi e tessuti umani, ma la sua attività maggiore si osserva nel tessuto renale.

In generale, il rapporto tra la concentrazione di ioni idrogeno nelle urine e nel sangue può essere 800:1, tanta è la capacità dei reni di eliminare gli ioni idrogeno dal corpo. Il processo si intensifica nei casi in cui vi è la tendenza ad accumulare ioni idrogeno nel corpo.

ALCUNE CARATTERISTICHE DEL METABOLISMO
TESSUTO RENALE IN NORMALE E PATOLOGIA

Processi fisiologici complessi in tessuto renale avvengono con il consumo costante di grandi quantità di energia ottenuta durante le reazioni metaboliche. Almeno l'8-10% di tutto l'ossigeno assorbito da una persona a riposo viene utilizzato per i processi ossidativi che si verificano nei reni. Il consumo di energia per unità di massa nei reni è maggiore che in qualsiasi altro organo.

Nello strato corticale del rene è chiaramente espresso il tipo di metabolismo aerobico. Nel midollo predominano i processi anaerobici. Il rene è uno degli organi più ricchi di enzimi. La maggior parte di questi enzimi si trovano anche in altri organi. Ad esempio, la lattato deidrogenasi, l'aspartato aminotransferasi, l'alanina aminotransferasi e la glutammato deidrogenasi sono ampiamente rappresentati sia nei reni che in altri tessuti. Tuttavia, esistono enzimi che sono in gran parte specifici del tessuto renale. Questi enzimi includono principalmente la glicina amidinotransferasi (transamidinasi). Questo enzima si trova nei tessuti dei reni e del pancreas ed è praticamente assente in altri tessuti. La glicina amidinotransferasi trasferisce il gruppo amidinico dalla L-arginina alla glicina per formare L-ornitina e glicociamina. La glicina amidinotransferasi realizza anche la reazione di trasferimento del gruppo ammidinico dalla L-canavalina alla L-ornitina.).

L-arginina + glicina -> L-ornitina + glicociamina

Questa reazione è la fase iniziale della sintesi della creatina. La glicina amidinotransferasi fu scoperta nel 1941. Tuttavia, fu solo nel 1965 che Harker et al., e poi S.R Mardashev e A.A Karelin (1967), notarono per la prima volta il valore diagnostico della determinazione dell'enzima nel siero del sangue per le malattie renali. La comparsa di questo enzima nel sangue può essere associata a danno renale o a necrosi incipiente o sviluppata del pancreas.

Nella tabella 52 mostra i risultati della determinazione dell'attività della glicina amidinotransferasi nel siero sanguigno nelle malattie renali. In vari tipi e fasi di malattie renali, la più alta attività della glicina amidinotransferasi nel siero del sangue si osserva nella pielonefrite cronica nella fase di compromissione della funzione escretrice di azoto dei reni, e poi in ordine decrescente segue la nefrite cronica con ipertensione ed edemato-ipertensiva sindromi e moderata compromissione della capacità di escrezione di azoto, nefrite cronica con sindrome urinaria isolata senza compromissione della funzione di escrezione di azoto, effetti residui di glomerulonefrite acuta diffusa.

Tabella 52. Attività della glicina amidinotransferasi nel siero sanguigno nelle malattie renali (Alekseev G.I. et al., 1973)
Nome della malattia	Attività enzimatica (in unità arbitrarie)
	dati medi	limiti delle fluttuazioni
Effetti residui della nefrite acuta	1,13	0-3,03
Nefrite cronica con sindrome urinaria isolata senza compromissione della funzione di escrezione di azoto	2,55	0-6,8
Nefrite cronica con sindromi ipertensive ed edemato-ipertensive e moderata compromissione della funzione escretrice dell'azoto	4,44	1,55-8,63
Fase terminale della nefrite cronica	3,1	2,0-4,5
Pielonefrite cronica senza alterata funzione di escrezione di azoto	2,8	0-0,7
Pielonefrite cronica con alterata funzione di escrezione di azoto	8,04	6,65-9,54
Sindrome nefrosica causata da amiloidosi renale e trombosi della vena renale	0	0

Il tessuto renale è un tipo di tessuto con elevata attività degli isoenzimi LDH 1 e LDH 2. Tuttavia, quando si studiano gli omogenati tissutali di diversi strati dei reni, viene rivelata una chiara differenziazione degli spettri della lattato deidrogenasi. Nello strato corticale predomina l'attività di LDH 1 e LDH 2, e nel midollo - LDH 5 e LDH 4. Nell'insufficienza renale acuta, l'attività degli isoenzimi anodici dell'LDH, cioè degli isoenzimi con elevata mobilità elettroforetica (LDH 1 e LDH 2), aumenta nel siero sanguigno.

Di particolare interesse è anche lo studio degli isoenzimi dell'alanina aminopolipeptidasi (AAP). È noto che esistono cinque isoenzimi AAP. A differenza degli isoenzimi LDH, gli isoenzimi AAP sono determinati in vari organi non come uno spettro completo (cinque isoenzimi), ma più spesso come un isoenzima. Pertanto, l'isoenzima AAP 1 è presente principalmente nel tessuto epatico, AAP 2 nel pancreas, AAP 3 nei reni, AAP 4 e AAP 5 in varie parti della parete intestinale. Quando il tessuto renale è danneggiato, l'isoenzima AAP 3 viene rilevato nel sangue e nelle urine segno specifico danno al tessuto renale.

Non meno importante nella diagnosi delle malattie renali è lo studio dell'attività degli enzimi urinari, poiché in forma acuta processi infiammatori i reni sviluppano innanzitutto una maggiore permeabilità delle membrane glomerulari, che provoca il rilascio di proteine, compresi gli enzimi, nelle urine. In generale, i cambiamenti nel metabolismo del tessuto renale possono essere causati dal blocco del flusso sanguigno glomerulare, da alterazioni della filtrazione e del riassorbimento, dal blocco del deflusso dell'urina, da danni all'apparato iuxtaglomerulare, da alterazioni della secrezione, ecc.

PROPRIETÀ GENERALI E COMPONENTI DELL'URINA

Proprietà generali dell'urina

La quantità di urina escreta al giorno (diuresi) normalmente negli adulti varia da 1003 a 2000 ml, in media il 50-80% del volume di liquido assunto. Una quantità giornaliera di urina inferiore a 500 ml e superiore a 2000 ml in un adulto è considerata patologica. Un aumento del volume delle urine (poliuria) si osserva quando si assumono grandi quantità di liquidi, quando si consumano cibi che aumentano la diuresi (anguria, zucca, ecc.). In patologia, la poliuria (più di 2000 ml al giorno) si osserva nelle malattie renali (nefrite cronica e pielonefrite), con diabete mellito e altre condizioni patologiche. Molta urina viene escreta nel cosiddetto diabete insipido (diabete insipido) - 15 litri o più al giorno.

Una diminuzione della quantità giornaliera di urina (oliguria) si osserva con assunzione insufficiente di liquidi, condizioni febbrili (in questo caso, una quantità significativa di acqua viene rimossa dal corpo attraverso la pelle), con vomito, diarrea, tossicosi, nefrite acuta, ecc. In caso di grave danno al parenchima renale (con nefrite acuta diffusa), urolitiasi (blocco degli ureteri), avvelenamento con piombo, mercurio, arsenico, con grave shock nervoso, è possibile la cessazione quasi completa della produzione di urina (anuria) . L'anuria prolungata porta all'uremia.

Normalmente durante il giorno viene prodotta più urina che durante la notte. Il rapporto tra la produzione di urina diurna e quella notturna varia da 4:1 a 3:1. In alcune condizioni patologiche (forme iniziali di scompenso cardiaco, cistopielite, ecc.) l'urina viene escreta in quantità maggiori durante la notte che durante il giorno. Questa condizione è chiamata nicturia.

Il colore delle urine varia normalmente dal giallo paglierino al giallo intenso. Il colore dell'urina dipende dal contenuto di pigmenti in essa contenuti: urocromo, urobilina, uroeritrina, urozeina, ecc.

L'urina di colore giallo intenso è solitamente concentrata, ha un'alta densità e viene escreta in quantità relativamente piccole. L'urina pallida (color paglierino) ha spesso una densità relativa bassa e viene escreta in grandi quantità.

Con la patologia, il colore dell'urina può essere rosso, verde, marrone, ecc., a causa della presenza di sostanze coloranti nell'urina che normalmente non si trovano. Ad esempio, il colore rosso o rosa-rosso delle urine si osserva con ematuria ed emoglobinuria, nonché dopo l'assunzione di antipirina, amidopirina, santonina e altri farmaci. Il colore marrone o rosso-marrone si verifica quando alte concentrazioni urobilina e bilirubina nelle urine.

Lo stercobilinogeno entra nelle urine di una persona sana in quantità molto piccole e viene assorbito attraverso il sistema delle vene emorroidarie. Alla luce e all'aria, lo stercobilinogeno incolore viene ossidato in un pigmento colorato (stercobilina). Spesso in clinica la stercobilina urinaria viene erroneamente chiamata urobilina. Nelle malattie del fegato, quando perde la capacità di distruggere il mesobilinogeno (urobilinogeno) assorbito dall'intestino tenue nei di- e tripirroli, l'urobilinogeno appare in grandi quantità nelle urine (si trasforma in urobilina alla luce e all'aria). In questi casi, l'urina diventa di colore scuro.

Verde o Colore blu l'urina si osserva quando il blu di metilene viene introdotto nel corpo, così come quando si intensificano i processi di putrefazione delle proteine ​​​​nell'intestino. In quest'ultimo caso, nelle urine compare una maggiore quantità di acidi indossil solforici, che possono decomporsi per formare indaco.

L'urina normale è chiara. L'urina torbida può essere causata da sali, elementi cellulari, batteri, muco e grasso (lipuria). La causa dell'urina torbida può essere determinata al microscopio (esame del sedimento urinario) o mediante analisi chimica.

La densità relativa dell'urina in un adulto durante il giorno oscilla entro un intervallo abbastanza ampio (da 1.002 a 1.035), che è associato all'assunzione periodica di cibo, acqua e perdita di liquidi dal corpo (sudorazione, ecc.). Più spesso è 1.012-1.020. La densità dell'urina dà una certa idea della quantità di sostanze in essa disciolte. Da 50 a 75 g di sostanze dense vengono escrete nelle urine al giorno. Un calcolo approssimativo del contenuto di residuo denso nelle urine (in grammi per 1 litro) può essere effettuato moltiplicando le ultime due cifre della densità relativa per un fattore 2,6.

Solo in caso di grave insufficienza renale, questi ultimi espellono costantemente l'urina con la stessa densità relativa, pari alla densità dell'urina primaria, ovvero ultrafiltrata (~ 1,010). Questa condizione è chiamata isostenuria.

Un valore costantemente basso di densità delle urine indica una violazione della funzione di concentrazione dei reni, che è di grande importanza per mantenere una pressione osmotica costante (isosmia) del sangue. Ciò si osserva nella nefrite cronica, nel rene rugoso primario o secondario. Il diabete insipido produce anche urina a bassa densità (1.001-1.004), che è associata ad un alterato riassorbimento inverso dell'acqua nei tubuli.

Con oliguria (diminuzione della produzione giornaliera di urina), ad esempio, con nefrite acuta, l'urina ha un'alta densità. Alta densità caratteristico del diabete mellito con poliuria, in questo caso è causato dalla presenza di una grande quantità di zucchero nelle urine.

La normale reazione dell'urina con il cibo misto è acida o leggermente acida (pH 5,3-6,5). Tipicamente, vengono escreti nelle urine dai 40 ai 75 meq di acidi al giorno. Il valore del pH dell'urina è influenzato dalla natura del cibo. Quando si mangiano prevalentemente cibi a base di carne, l'urina ha una reazione più acida; quando si segue una dieta vegetale, la reazione dell'urina è alcalina.

La reazione acida dell'urina nell'uomo dipende dalla presenza in essa principalmente di fosfati monosostituiti (ad esempio KH 2 PO 4 o NaH 2 PO 4). Nelle urine alcaline predominano i fosfati dibasici o i bicarbonati di potassio o sodio.

Una reazione urinaria fortemente acida si osserva in condizioni febbrili, diabete mellito (specialmente in presenza di corpi di acetone nelle urine), durante il digiuno, ecc. Una reazione urinaria alcalina si osserva nella cistite e pielite (i microrganismi sono in grado di decomporre l'urea con formazione di ammoniaca già nella cavità vescicale), dopo vomito grave, quando si assumono alcuni farmaci (ad esempio il bicarbonato di sodio), si bevono acque minerali alcaline, ecc.

Composizione chimica dell'urina

Le sostanze dense nelle urine (circa 60 g in quantità giornaliera) sono rappresentate sia da sostanze organiche che inorganiche. Nella tabella 53 mostra i dati medi che caratterizzano il contenuto di un numero di sostanze organiche e inorganiche nella quantità giornaliera di urina umana con una dieta mista.

In totale, nelle urine sono stati rinvenuti oltre 150 ingredienti chimici. Di seguito vengono presentati i dati solo sui componenti più importanti dell'urina umana in condizioni normali e in alcune condizioni patologiche.

Tabella 53. I componenti più importanti dell'urina adulta
Componente	Contenuto (basato sulla quantità giornaliera di urina)		M/P
	grammi	mmol
Na+	2-4	100-200	0,8-1,5
K+	1,5-2,0	50-70	10-15
Mg2+	0,1-0,2	4-8
Ca2+	0,1-0,3	1,2-3,7
NH 4 +, g di azoto	0,4-1,0	30-75
Acido urico, g di azoto	0,08-0,2		20
Acido ippurico, g di azoto	0,4-0,08
Cl-		100-250	0,8-2
NSO 3 -		0-50	0-2
H 2 PO 4 e NPO 4 2-, g fosforo	0,8-1,2	50-75	25
SO 4 2-, g zolfo	0,6-1,8	20-60	50
Urea, g di azoto	6-18		35
Creatinina, g di azoto	0,3-0,8		70
Peptidi, g di azoto	0,3-0,7
Aminoacidi, g di azoto	0,008-0,15
Indicano	0,01
M/P - rapporto tra la concentrazione nelle urine (M) e il contenuto nel plasma sanguigno (P)

Materia organica nelle urine

• Urea [spettacolo]

  L'urea costituisce la maggior parte delle sostanze organiche che compongono l'urina. In media, circa 30 g di urea (da 12 a 36 g) vengono escreti nelle urine di un adulto al giorno. La quantità totale di azoto escreto giornalmente con le urine varia da 10 a 18 g, di cui, negli alimenti misti, l'azoto ureico rappresenta l'80-90%. La quantità di urea nelle urine di solito aumenta quando si mangiano cibi ricchi di proteine, in tutte le malattie accompagnate da un aumento della degradazione delle proteine ​​tissutali ( condizioni febbrili, tumori, ipertiroidismo, diabete, ecc.), nonché durante l'assunzione di alcuni farmaci (ad esempio alcuni ormoni). Il contenuto di urea escreto nelle urine diminuisce in caso di gravi danni al fegato (il fegato è il sito principale di sintesi dell'urea nel corpo), malattie renali (soprattutto quando la capacità di filtrazione dei reni è compromessa), nonché con l'uso di insulina, ecc.

• Creatinina [spettacolo]

  La creatinina è anche il prodotto finale del metabolismo dell'azoto. Si forma nel tessuto muscolare dalla fosfocreatina. L'escrezione giornaliera di creatinina per ogni persona è un valore abbastanza costante e riflette principalmente il suo massa muscolare. Negli uomini, per ogni kg di peso corporeo al giorno, vengono escreti nelle urine da 18 a 32 mg di creatinina e nelle donne da 10 a 25 mg. Queste cifre dipendono poco dalla dimensione della razione proteica. A questo proposito, la determinazione dell’escrezione urinaria giornaliera di creatinina in molti casi può essere utilizzata per monitorare la completezza della raccolta giornaliera delle urine.

• Creatina [spettacolo]

  Normalmente la creatina è praticamente assente nelle urine degli adulti. Appare in esso sia quando si consumano quantità significative di creatina con il cibo, sia in condizioni patologiche. Una volta che il livello di creatina nel siero raggiunge 0,12 mmol/L, la creatina appare nelle urine.

  Nei primi anni di vita di un bambino è possibile la “creatinuria fisiologica”. Apparentemente, la comparsa di creatina nelle urine dei bambini in tenera età è associata ad una maggiore sintesi di creatina, che supera lo sviluppo muscolare. Alcuni ricercatori includono anche la creatinuria negli anziani come un fenomeno fisiologico, che si verifica a causa dell'atrofia muscolare e dell'uso incompleto della creatina formata nel fegato.

  Il più alto contenuto di creatina nelle urine si osserva in condizioni patologiche sistema muscolare e soprattutto con la miopatia, o distrofia muscolare progressiva.

  È anche noto che la creatinuria può essere osservata in caso di danno epatico, diabete mellito, disturbi endocrini (ipertiroidismo, morbo di Addison, acromegalia, ecc.), malattie infettive.

• Aminoacidi [spettacolo]

  Gli aminoacidi nella quantità giornaliera di urina sono circa 1,1 g. Il rapporto tra il contenuto dei singoli aminoacidi nel sangue e nelle urine non è lo stesso. La concentrazione di un particolare amminoacido escreto nelle urine dipende dal suo contenuto nel plasma sanguigno e dal grado del suo riassorbimento nei tubuli, cioè dalla sua clearance. Nelle urine, le concentrazioni più elevate sono glicina e istidina, poi glutammina, alanina e serina.

  L'iperaminoaciduria si verifica nelle malattie del parenchima epatico. Ciò è spiegato da una violazione dei processi di deaminazione e transaminazione nel fegato. L'iperaminoaciduria si osserva anche nelle malattie infettive gravi, neoplasie maligne, lesioni estese, miopatia, stati comatosi, ipertiroidismo, durante il trattamento con cortisone e ACTH e altre condizioni.

  

  Sono noti anche disturbi del metabolismo dei singoli aminoacidi. Molte di queste malattie sono congenite o ereditarie. Un esempio è la fenilchetonuria. La causa della malattia è una carenza ereditaria di fenilalanina idrossilasi nel fegato, a causa della quale viene bloccata la conversione metabolica dell'aminoacido fenilalanina in tirosina. Il risultato del blocco è l'accumulo di fenilalanina e dei suoi cheto-derivati ​​nell'organismo e la loro comparsa in grandi quantità nella spada. È molto semplice rilevare la fenilchetonuria utilizzando FeCl 3: 2-3 minuti dopo aver aggiunto alcune gocce della soluzione di FeCl 3 all'urina fresca, appare un colore verde oliva.

  Un altro esempio è l'alcaptonuria (sinonimo: omogentisiuria). Con l'alcaptonuria, la concentrazione di acido omogentisico, uno dei metaboliti del metabolismo della tirosina, aumenta notevolmente nelle urine. Di conseguenza, l’urina rimasta nell’aria diventa più scura. L'essenza del blocco del metabolismo nell'alcaptonuria è la mancanza di ossidasi dell'acido omogentisico. Per la determinazione qualitativa e quantitativa dell'acido omogentisico nelle urine viene utilizzato un test di riduzione dell'argento su lastre fotografiche.

  Anche conosciuto malattie congenite come iperprolinemia (si verifica a causa della mancanza dell'enzima prolina ossidasi e, di conseguenza, prolinuria); ipervalinemia (disturbo congenito del metabolismo della valina, che è accompagnato da forte aumento concentrazione di valina nelle urine); citrullinemia (un disturbo congenito del ciclo dell'urea causato da una carenza dell'enzima arginina succinato sintetasi; una maggiore quantità di citrullina viene escreta nelle urine), ecc.

• Acido urico [spettacolo]

  L'acido urico è il prodotto finale del metabolismo delle basi puriniche. Ogni giorno vengono escreti nelle urine circa 0,7 g di acido urico. Il consumo abbondante di alimenti contenenti nucleoproteine ​​provoca, per qualche tempo, un'aumentata escrezione di acido urico di origine esogena nelle urine. E, viceversa, con una dieta povera di purine, la secrezione di acido urico si riduce a 0,3 g al giorno.

  Un aumento della secrezione di acido urico si osserva nella leucemia, nella policitemia, nell'epatite e nella gotta. Il contenuto di acido urico nelle urine aumenta anche durante l'assunzione di acido acetilsalicilico e di numerosi ormoni steroidei.

  Insieme all'acido urico, l'urina contiene sempre una piccola quantità di purine di origine sia endogena che esogena.

• Acido ippurico [spettacolo]

  L'acido ippurico viene sempre rilevato in piccole quantità nell'urina umana (circa 0,7 g al giorno). È un composto di glicina e acido benzoico. Si osserva un aumento della secrezione di acido ippurico quando si consumano prevalentemente alimenti vegetali ricchi di composti aromatici. Da quest'ultimo si forma l'acido benzoico.

  Nel 1940 Quick introdusse nella pratica clinica il test dell'ippur (test di Quick). A condizioni normali le cellule epatiche neutralizzano l'acido benzoico iniettato (il paziente assume 3-4 g di benzoato di sodio dopo una colazione leggera), combinandolo con la glicina. L'acido ippurico risultante viene escreto nelle urine. Normalmente, quando si esegue un test Kwik, il 65-85% del benzoato di sodio ingerito viene escreto nelle urine. Quando il fegato è danneggiato, la formazione di acido ippurico viene interrotta, quindi la quantità di quest'ultimo nelle urine diminuisce drasticamente.

• Componenti organici privi di azoto delle urine [spettacolo]

  I componenti organici privi di azoto delle urine sono gli acidi ossalico, lattico e citrico, nonché butirrico, valerico, succinico, β-idrossibutirrico, acetoacetico e altri acidi. Il contenuto totale di acidi organici nella quantità giornaliera di urina di solito non supera 1 g.

  Normalmente il contenuto di ciascuno di questi acidi nel volume giornaliero di urina viene calcolato in milligrammi, quindi è molto difficile quantificarli. Tuttavia, l'escrezione di molti di essi aumenta in determinate condizioni e quindi sono più facili da rilevare nelle urine. Ad esempio, con l'aumento del lavoro muscolare, il livello di acido lattico aumenta, con l'alcalosi aumenta la quantità di citrato e succinato.

  Componenti inorganici (minerali) dell'urina

  Tra le sostanze minerali, l'urina contiene praticamente tutti gli elementi che fanno parte del sangue e di altri tessuti del corpo. Dei 50-65 g di residuo secco che si formano durante l'evaporazione della quantità giornaliera di urina, i componenti inorganici rappresentano 15-25 g.

  • Sodio e cloro [spettacolo]

    Normalmente circa il 90% dei cloruri assunti con gli alimenti viene escreto nelle urine (8-15 g di NaCl al giorno). È stato osservato che in numerose condizioni patologiche (nefrite cronica, diarrea, reumatismi articolari acuti, ecc.) l'escrezione di cloruri nelle urine può risultare ridotta. La concentrazione massima di Na + e C1 - (nelle urine ~ 340 mmol/l) può essere osservata dopo l'introduzione di grandi quantità di soluzione ipertonica nell'organismo.

  • Potassio, calcio e magnesio [spettacolo]

    Molti ricercatori ritengono che quasi tutto il potassio presente nel filtrato glomerulare venga riassorbito dall'urina primaria nel nefrone prossimale. Nel segmento distale avviene la secrezione di ioni potassio, che è principalmente associata allo scambio tra ioni potassio e ioni idrogeno. Di conseguenza, l'esaurimento del corpo in potassio è accompagnato dal rilascio di urina acida.

    Gli ioni calcio e magnesio vengono escreti attraverso i reni in piccole quantità (vedere Tabella 53). È generalmente accettato che solo circa il 30% della quantità totale di Ca 2+ e Mg 2+ venga escreto nelle urine; da rimuovere dal corpo. La maggior parte dei metalli alcalino terrosi viene escreta nelle feci.

  • Bicarbonati, fosfati e solfati [spettacolo]

    La quantità di bicarbonato nelle urine è significativamente correlata al valore del pH delle urine. A pH 5,6 vengono escreti nelle urine 0,5 mmol/l, a pH 6,6-6 mmol/l, a pH 7,8-9,3 mmol/l i bicarbonati. I livelli di bicarbonato aumentano con l'alcalosi e diminuiscono con l'acidosi. Tipicamente, meno del 50% della quantità totale di fosfato escreto dall'organismo viene escreto nelle urine. Con l'acidosi aumenta l'escrezione urinaria di fosfati. Il contenuto di fosfati nelle urine aumenta con l'iperfunzione delle ghiandole paratiroidi. L'introduzione della vitamina D nel corpo riduce l'escrezione di fosfati nelle urine.

  • Amminoacidi contenenti zolfo [spettacolo]
  • Ammoniaca [spettacolo]

    Come già notato, esiste un meccanismo speciale per la formazione di ammoniaca dalla glutammina con la partecipazione dell'enzima glutaminasi, che si trova in grandi quantità nei reni. L'ammoniaca viene escreta nelle urine sotto forma di sali di ammonio. Il loro contenuto nell'urina umana riflette in una certa misura lo stato acido-base. Con l'acidosi, la loro quantità nelle urine aumenta e con l'alcalosi diminuisce. La quantità di sali di ammonio nelle urine può anche essere ridotta se i processi di formazione dell'ammoniaca dalla glutammina nei reni vengono interrotti.

  Componenti patologici dell'urina

  Il concetto ampiamente utilizzato di “componenti patologici dell'urina” è in una certa misura arbitrario, poiché la maggior parte dei composti considerati componenti patologici dell'urina, anche se in piccole quantità, sono sempre presenti nell'urina normale. In altre parole, stiamo parlando di sostanze che non si trovano in quantità analiticamente rilevabili nelle urine normali. Si tratta principalmente di proteine, zucchero, corpi di acetone (chetoni), bile e pigmenti del sangue.

  • Proteina [spettacolo]

    L'urina umana normale contiene una quantità minima di proteine, la cui presenza non può essere dimostrata dai normali test proteici qualitativi. In numerose malattie, soprattutto in quelle renali, il contenuto proteico nelle urine può aumentare notevolmente (proteinuria). La fonte delle proteine ​​urinarie sono le proteine ​​del siero e, in una certa misura, le proteine ​​del tessuto renale.

    La proteinuria è divisa in due grandi gruppi: proteinuria renale e proteinuria extrarenale. Con la proteinuria renale, le proteine ​​(principalmente proteine ​​del plasma sanguigno) entrano nelle urine a causa di un danno organico al nefrone, di un aumento delle dimensioni dei pori del filtro renale e anche di un rallentamento del flusso sanguigno nei glomeruli. La proteinuria extrarenale è associata a danno al tratto urinario o alla ghiandola prostatica.

    Il nome "albuminuria" (quando vengono rilevate proteine ​​nelle urine) è spesso usato in clinica ed è errato, perché nelle urine vengono escrete non solo le albumine, ma anche le globuline. Ad esempio, nella nefrosi, il contenuto proteico totale nelle urine può raggiungere 26 g/l, mentre la concentrazione di albumina è di 12 g/l e di globulina è di 14 g/l.

  • Enzimi [spettacolo]

    L'attività di numerosi enzimi può essere rilevata nell'urina umana: lipasi, ribonucleasi, lattato deidrogenasi, aminotransferasi, urochinasi, fosfatasi, α-amilasi, leucina aminopeptidasi, ecc. Le principali difficoltà nello studio dell'attività degli enzimi urinari, ad eccezione di α-amilasi e alcuni altri, può essere ridotto a due punti: la necessità di addensare (concentrare) l'urina e prevenire l'inibizione degli enzimi durante questo processo di addensamento.

  • Sangue [spettacolo]

    Il sangue nelle urine può essere trovato sotto forma di globuli rossi (ematuria) o come pigmento disciolto nel sangue (emoglobinuria). L'ematuria può essere renale o extrarenale. L'ematuria renale è il sintomo principale della nefrite acuta. L'ematuria extrarenale si osserva durante processi infiammatori o lesioni del tratto urinario. L'emoglobinuria è solitamente associata a emolisi ed emoglobinemia. È generalmente accettato che l'emoglobina compaia nelle urine dopo che il suo contenuto nel plasma supera 1 g per 1 litro. L'ematuria viene diagnosticata, di regola, utilizzando l'eredità citologica (esame del sedimento urinario al microscopio) e l'emoglobinuria - chimicamente.

  • Zucchero [spettacolo]

    L'urina umana normale contiene quantità minime di glucosio che non vengono rilevate dai normali test qualitativi dello zucchero. Tuttavia, in condizioni patologiche, il contenuto di glucosio nelle urine aumenta (glicosuria). Ad esempio, nel diabete mellito, la quantità di glucosio escreto nelle urine può raggiungere diverse decine di grammi al giorno).

    A volte nelle urine si trovano altri carboidrati, in particolare fruttosio, galattosio e pentosi. La fruttosuria si verifica quando c'è una carenza congenita degli enzimi che convertono il fruttosio in glucosio. Esistono anche pentosuria congenita e galattosuria congenita.

    Attualmente, l'industria nazionale produce kit per l'analisi rapida dello zucchero nelle urine. Si tratta di un test con reagenti secchi sotto forma di compresse, basato sul principio del test di Fehling, nonché strisce indicatrici di carta impregnate con i reagenti necessari per il test della glucosio-ossidasi ("Glucotest").

  • Corpi chetonici (acetone). [spettacolo]

    Nelle urine normali questi composti si trovano solo in quantità minime (non più di 0,01 g al giorno). Non vengono rilevati dai test qualitativi convenzionali (campioni di nitroprussiato di Legal, Lange, ecc.). Quando vengono rilasciate grandi quantità di corpi chetonici, i campioni qualitativi diventano positivi: questo è un fenomeno patologico e si chiama chetonuria. Ad esempio, nel diabete mellito possono essere rilasciati fino a 150 g di corpi chetonici al giorno.

    L'acetone senza acido acetoacetico non viene mai escreto nelle urine e viceversa. I test convenzionali del nitroprussiato rilevano non solo la presenza di acetone, ma anche di acido acetoacetico, al quale sono ancora più sensibili dell'acetone; L'acido β-idrossibutirrico compare nelle urine solo con un forte aumento del numero di corpi chetonici (diabete mellito, ecc.).

    Insieme al diabete corpi chetonici escreto nelle urine durante il digiuno e l'esclusione dei carboidrati dal cibo. La chetonuria è osservata nelle malattie associate ad un aumento del consumo di carboidrati, ad esempio nella tireotossicosi, nonché nelle emorragie subaracnoidee e nelle lesioni cerebrali traumatiche. All'inizio infanzia le malattie a lungo termine del tratto gastrointestinale (dissenteria, tossicosi) possono causare chetonemia e chetonuria a causa della fame e dell'esaurimento. La chetonuria è spesso osservata nelle malattie infettive: scarlattina, influenza, tubercolosi, meningite. In queste malattie la chetonuria non ha valore diagnostico ed è un fenomeno secondario.

  • Bilirubina [spettacolo]

    Normalmente, l'urina contiene quantità minime di bilirubina, che non possono essere rilevate dai campioni qualitativi convenzionali. L'aumento dell'escrezione di bilirubina, in cui i consueti test qualitativi per la bilirubina nelle urine diventano positivi, è chiamato bilirubinuria. Si manifesta con il blocco del dotto biliare e la malattia del parenchima epatico.

    Il rilascio di bilirubina nelle urine è particolarmente pronunciato nell'ittero ostruttivo. Quando la bile ristagna, i tubuli pieni di bile si danneggiano e perdono bilirubina nei capillari sanguigni. Se il parenchima epatico è danneggiato, la bilirubina penetra nel sangue attraverso le cellule epatiche distrutte. La bilirubinuria compare quando il livello di bilirubina diretta nel sangue è superiore a 3,4 µmol/l. A proposito, la bilirubina indiretta non può passare attraverso il filtro renale. Ciò diventa possibile con un danno renale significativo.

  • Urobilina [spettacolo]

    L'urobilina, o più precisamente la stercobilina, si trova sempre in piccole quantità nelle urine, ma la sua concentrazione aumenta notevolmente in caso di ittero emolitico e parenchimale. Ciò è dovuto al fatto che il fegato perde la capacità di trattenere e distruggere il mesobilinogeno (urobilinogeno) assorbito dall'intestino. Al contrario, l'assenza di urobilinogeno nelle urine in presenza di pigmenti biliari (bilirubina) indica una cessazione del flusso biliare nell'intestino a causa dell'ostruzione del dotto biliare.

  • Porfirine [spettacolo]

    Normalmente, l'urina contiene solo quantità molto piccole di porfirine di tipo I (fino a 300 mcg al giorno). Tuttavia, il rilascio di porfirine può aumentare notevolmente (10-12 volte) nelle malattie del fegato e nell'anemia perniciosa. Nella porfiria congenita si verifica una sovrapproduzione di porfirine di tipo I (uroporfirina I e coproporfirina I). In questi casi nella quantità giornaliera di urina si trovano fino a 100 mg di una miscela di queste porfirine. Nella porfiria acuta si nota l'escrezione urinaria importi aumentati uroporfirina III, coproporfirina III e porfobilinogeno.

  Organi	Struttura	Funzioni
  Reni	La corteccia renale è uno strato esterno scuro in cui sono incorporati corpuscoli renali microscopicamente piccoli, i nefroni. Il nefrone è una capsula costituita da un singolo strato di epitelio e da un tubulo renale contorto. Nella capsula è immerso un glomerulo di capillari formato da un ramo dell'arteria renale	L'urina primaria si forma nel nefrone. L'arteria renale porta il sangue da purificare dai prodotti di scarto del corpo e dall'acqua in eccesso. Nel glomerulo si crea un aumento della pressione sanguigna, per cui acqua, sali, urea e glucosio vengono filtrati attraverso le pareti dei capillari nella capsula, dove si trovano in concentrazioni inferiori
  	Il midollo è rappresentato da numerosi tubuli contorti che si estendono dalle capsule nefronali e ritornano alla corteccia renale. Lo strato interno leggero è costituito da tubi collettori che formano piramidi con gli apici rivolti verso l'interno e terminanti con fori	L'urina primaria passa dalla capsula attraverso tubuli renali contorti, densamente intrecciati con capillari. Dall'urina primaria, parte dell'acqua e del glucosio vengono restituiti (riassorbiti) ai capillari. La rimanente urina secondaria più concentrata entra nelle piramidi
  	La pelvi renale ha la forma di un imbuto, il lato largo rivolto verso le piramidi, il lato stretto rivolto verso l'ilo del rene	Attraverso i tubi delle piramidi, attraverso le papille, l'urina secondaria penetra nella pelvi renale, dove viene raccolta e trasportata nell'uretere
  	L'ilo renale è la parte concava del rene da cui origina l'uretere. Qui è dove l'arteria renale entra nel rene e dove esce la vena renale.	L'uretere drena costantemente l'urina secondaria nella vescica. L'arteria renale trasporta continuamente il sangue da purificare dai prodotti di scarto. Dopo aver attraversato il sistema vascolare del rene, il sangue arterioso diventa venoso e viene trasportato nella vena renale
  Ureteri	I tubi accoppiati lunghi 30-35 cm sono costituiti da muscolatura liscia, rivestita di epitelio, ricoperta esternamente da tessuto connettivo	Collega la pelvi renale alla vescica
  Vescia	Sacco le cui pareti sono costituite da muscolatura liscia rivestita di epitelio	Accumula l'urina per 3-3,5 ore; quando le pareti si contraggono, l'urina viene rilasciata
  Uretra	Tubo le cui pareti sono costituite da muscolatura liscia rivestita di epitelio	Rimuove l'urina ambiente esterno

  Regolazione dell'attività renale

  Oltre al rilascio dei prodotti finali del metabolismo, nella regolazione sono coinvolti i reni metabolismo del sale marino e mantenere costante la pressione osmotica dei fluidi corporei. A seconda della concentrazione di sali minerali nel sangue e nei fluidi tissutali, i reni secernono urina più o meno concentrata. I neuroni del centro della sete situato nell'ipotalamo vengono eccitati quando la pressione osmotica del sangue aumenta e, di conseguenza, aumenta il rilascio dell'ormone antidiuretico da parte della ghiandola pituitaria. Questo ormone aumenta il riassorbimento dell'acqua nei tubuli e quindi riduce la perdita di acqua nelle urine. Quando c'è un eccesso di acqua nel corpo, viene rilasciato meno ormone antidiuretico, il riassorbimento dell'acqua diminuisce e, di conseguenza, dal corpo viene rilasciata molta urina con un piccolo contenuto di componenti organici e inorganici. Il riassorbimento dei sali è regolato dai mineralcorticoidi, gli ormoni della corteccia surrenale.

  L'eliminazione dell'urina dal corpo - la minzione - è regolata dallo sfintere della vescica, che si apre di riflesso quando aumenta la pressione nella vescica. Nella parte inferiore è situato il centro che regola il lavoro dello sfintere e la contrazione delle pareti della vescica midollo spinale ed è sotto il controllo della corteccia cerebrale.

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Gli organi emuntori svolgono un ruolo importante nel mantenimento della costanza dell'ambiente interno; rimuovono dal corpo i prodotti metabolici che non possono essere utilizzati, l'acqua in eccesso e i sali. I processi di escrezione coinvolgono i polmoni, l'intestino, la pelle e i reni. I polmoni rimuovono l’anidride carbonica, il vapore acqueo e le sostanze volatili dal corpo. I sali di metalli pesanti e i nutrienti in eccesso non assorbiti vengono rimossi dall’intestino con le feci. Le ghiandole sudoripare della pelle secernono acqua, sali e sostanze organiche; la loro maggiore attività si osserva durante un intenso lavoro muscolare e un aumento della temperatura ambiente;

Il ruolo principale nei processi escretori appartiene ai reni, che rimuovono dal corpo acqua, sali, ammoniaca, urea e acido urico, ripristinando la costanza delle proprietà osmotiche del sangue. Alcune sostanze tossiche prodotte nell'organismo o assunte sotto forma di farmaci vengono eliminate attraverso i reni.

I reni mantengono una certa reazione sanguigna costante. Quando i prodotti metabolici acidi o alcalini si accumulano nel sangue, aumenta il rilascio dei sali corrispondenti in eccesso attraverso i reni. Nel mantenere una reazione sanguigna costante, la capacità dei reni di sintetizzare l'ammoniaca, che lega i prodotti acidi, gioca un ruolo molto importante.

La struttura dei reni.

I boccioli (ce ne sono due, destro e sinistro) sono a forma di fagiolo; Il bordo esterno del rene è convesso, quello interno è concavo. Sono di colore rosso-marrone, pesano circa 120 g.

C'è una profonda tacca sul bordo interno concavo del rene. Questa è la porta del rene. Qui entra l'arteria renale e escono la vena renale e l'uretere. I reni ricevono più sangue di qualsiasi altro organo e producono urina dalle sostanze trasportate dal sangue. L'unità strutturale e funzionale del rene è il corpo renale-nefrone (Fig. 43 ciascun rene contiene circa 1 milione di nefroni); Il nefrone è costituito da due parti principali: i vasi sanguigni e il tubulo renale.

La lunghezza totale dei tubuli di un corpuscolo renale raggiunge i 35-50 mm. I reni hanno circa 130 km di tubi attraverso i quali passano i liquidi. Ogni giorno i reni filtrano circa 170 litri di liquidi, che vengono concentrati in circa 1,5 litri di urina ed eliminati dal corpo.

Caratteristiche legate all'età della funzione renale. CON

La quantità e la composizione delle urine cambiano con l’età. I bambini producono relativamente più urina degli adulti e la minzione avviene più spesso a causa dell’intenso metabolismo dell’acqua e di una quantità relativamente grande di acqua e carboidrati nella dieta del bambino.

Solo nei primi 3-4 giorni la quantità di urina rilasciata nei bambini è ridotta. U bambino di un mese l'urina viene rilasciata al giorno 350-380 ml, entro la fine del primo anno di vita - 750 ml, a 4-5 anni - circa 1 litro, a 10 anni - 1,5 litri e durante la pubertà - fino a 2 litri.

Nei neonati, la reazione delle urine è fortemente acida; con l'età diventa leggermente acida. La reazione dell'urina può variare a seconda della natura del cibo che riceve il bambino. Quando si mangiano prevalentemente cibi a base di carne, il corpo produce molti prodotti metabolici acidi e, di conseguenza, l'urina diventa più acida. Quando consumato cibo vegetale la reazione dell'urina si sposta sul lato alcalino.

Nei neonati, la permeabilità dell'epitelio renale aumenta, motivo per cui le proteine ​​si trovano quasi sempre nelle urine. Successivamente, i bambini e gli adulti sani non dovrebbero avere proteine ​​nelle urine.

Minzione e suo meccanismo.

L'emissione di urina è un processo riflesso. L'urina che entra nella vescica provoca un aumento della pressione al suo interno, che irrita i recettori situati nella parete della vescica. C'è un'eccitazione che raggiunge il centro della minzione nella parte inferiore del midollo spinale. Da qui, gli impulsi viaggiano verso i muscoli della vescica, provocandone la contrazione; lo sfintere si rilassa e l'urina scorre dalla vescica nell'uretra. Questo è il rilascio involontario di urina. Esso

si verifica nei neonati.

I bambini più grandi, come gli adulti, possono volontariamente trattenere e forzare la minzione. Ciò è dovuto all'instaurazione di una regolazione riflessa corticale e condizionata della minzione. Di solito, all'età di due anni, i bambini sviluppano meccanismi riflessi condizionati per la ritenzione urinaria non solo durante il giorno, ma anche di notte. Tuttavia, all'età di 5-10 anni, nei bambini si verifica un'incontinenza urinaria notturna involontaria (enuresi), talvolta prima della pubertà. Nei periodi autunno-invernali dell'anno, per la maggiore possibilità di raffreddamento dell'organismo, l'enuresi diventa più frequente. Con l'età, l'enuresi, associata principalmente ad anomalie funzionali nello stato psiconeurologico dei bambini, scompare. Tuttavia, i bambini devono essere esaminati da un urologo e da un neurologo.

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"Anatomia del sistema escretore"

L'importanza dell'escrezione dei prodotti finali metabolici dal corpo.

L'escrezione rappresenta l'ultima fase dello scambio dell'organismo con l'ambiente esterno. Durante il processo della vita, proteine, grassi e carboidrati vengono scomposti nei tessuti e viene rilasciata energia. I prodotti finali della decomposizione sono acqua, anidride carbonica, ammoniaca, urea, acido urico, sali fosfati e altri composti. Queste sostanze non possono subire ulteriori trasformazioni nel corpo. La loro rimozione garantisce la preservazione della costanza della composizione dell'ambiente interno. Senza cibo (in presenza di acqua), una persona può vivere circa 30 giorni e quando l'attività dei reni si interrompe, si verifica un avvelenamento acuto del corpo e la persona muore entro 4-5 giorni. I prodotti di decomposizione dei tessuti passano nel sangue, vengono trasportati dal sangue agli organi escretori e attraverso di essi vengono rimossi dal corpo. Il rilascio di queste sostanze coinvolge i polmoni, la pelle, il tratto digestivo e gli organi del sistema urinario, attraverso i quali viene rilasciata la maggior parte dei prodotti di decomposizione. Questo sistema comprende i reni, gli ureteri, la vescica e l'uretra.

Gli organi del sistema urinario comprendono i reni (organi la cui escrezione è l'urina) e il sistema che serve ad accumulare ed espellere l'urina: gli ureteri, la vescica e l'uretra.

Rene, struttura esterna ed interna, funzione. Il concetto di nefrone.

P Gli occhiali si trovano ai lati della colonna vertebrale, nello spazio retroperitoneale, a livello delle vertebre XI-XII toracica e I-II lombare. La fissazione del rene in questo luogo è dovuta alla pressione intra-addominale, alla presenza della fascia renale, delle arterie e delle vene renali e al letto renale formato dai muscoli lombari. Nel rene ci sono i poli superiori e inferiori, le superfici anteriore e posteriore, i bordi laterali e mediali. Nell'area del bordo mediale si trovano le porte renali, che conducono nell'incavo - il seno renale. Il portale entra: nell'arteria renale e nei nervi, esce nella vena renale, nell'uretere e vasi linfatici. Il seno renale contiene i calici renali piccoli e grandi, la pelvi renale, da cui ha origine l'uretere, i vasi sanguigni e linfatici, i nervi e il tessuto adiposo. In una sezione del rene si possono distinguere la corteccia e il midollo. La corteccia si trova lungo la periferia dell'organo e ha uno spessore di circa 4 mm. Il midollo del rene è composto da strutture coniche chiamate piramidi renali. Con la loro ampia base sono rivolti verso la superficie dell'organo e i loro apici sono rivolti verso il seno. Gli apici sono collegati in elevazioni arrotondate - papille, che si aprono in piccoli calici renali. La formazione dell'urina avviene nell'unità strutturale e funzionale del rene - nefrone. Il nefrone è costituito da un glomerulo di capillari posti in una capsula del glomerulo a doppia parete (Shumlyansky-Bowman), tubuli contorti del primo ordine che si estendono dalla capsula del glomerulo, ansa di Henle situata nel midollo, tubuli contorti del secondo ordine che si trova nella corteccia e nella regione intercalare. La lunghezza di un nefrone è di 35-50 mm. La lunghezza totale di tutti i tubuli è di 70-100 km e la loro superficie è di 6 m2.

Funzione del nefrone. Quando il sangue passa attraverso i capillari dei glomeruli malpighiani, l'acqua e le sostanze in esso disciolte vengono filtrate dal plasma attraverso la parete capillare nella cavità della capsula, ad eccezione dei grandi composti molecolari e delle cellule del sangue. La filtrazione è assicurata dalla differenza di pressione sanguigna nei capillari e nella capsula. L'alta pressione sanguigna nei capillari è creata dal fatto che il diametro del vaso afferente è maggiore di quello del vaso efferente. Inoltre, le arterie renali nascono direttamente dall'aorta addominale e pompano il sangue ad alta pressione. Il liquido filtrato che entra nel lume della capsula, che contiene urea, acido urico, glucosio, aminoacidi e ioni di sostanze inorganiche, è chiamato urina primaria.

Durante la giornata si formano nei reni 1500-1800 litri di sangue e 150-180 litri di urina primaria. Dalla capsula glomerulare, l'urina primaria entra nel tubulo, che è densamente intrecciato con capillari sanguigni ramificati secondariamente. Qui la maggior parte dell'acqua e una serie di sostanze vengono assorbite nel sangue: glucosio, aminoacidi, vitamine, ioni sodio, potassio, calcio, cloro. Quella parte dell'urina che rimane alla fine del suo passaggio attraverso i tubuli è detta secondaria. Contiene: urea, acido urico, ammoniaca, solfati, fosfati, sodio, potassio, ecc., cioè L'urina secondaria non contiene proteine ​​né zuccheri. La concentrazione di sostanze nell'urina secondaria aumenta molte volte. Il colore giallo dell'urina è dovuto al pigmento urobilina. L'urina secondaria viene prodotta circa 1,5 litri al giorno

Il rene svolge una serie di funzioni vitali: rimuove i prodotti finali del metabolismo proteico e i sali; sostanze tossiche endogene ed esogene disciolte nell'acqua (senza escrezione, il corpo muore in 1-2 giorni); partecipa al metabolismo dei carboidrati e dei lipidi; regolare l'omeostasi minerale, regolare il contenuto del numero di globuli rossi; regolare il volume del liquido extracellulare e la pressione sanguigna.

Uretere, vescica, uretra.

M ottomano Collega la pelvi renale alla vescica. L'uretere è un tubo appiattito lungo circa 30 cm e con un diametro compreso tra 4 e 7 mm. Le pareti dell'uretere sono costituite da tre membrane: tessuto mucoso, muscolare e connettivo. Nell'uretere sono presenti diverse parti: la parte addominale (dal rene alla curva attraverso la linea di confine della piccola pelvi), la parte pelvica (lungo la pelvi) e la parte intramurale (nella parete della vescica stessa). Lungo l'uretere sono presenti diversi restringimenti: nel passaggio dalla pelvi all'uretere, al confine tra la parte addominale e quella pelvica, lungo la parte pelvica e all'ingresso della vescica.

Vescia. Si trova nella cavità pelvica dietro la sinfisi pubica ed è un organo in cui si accumula l'urina proveniente dall'uretere. La capacità della vescica è di 500-700 ml. La vescica è costituita da un fondo (diretto verso il basso e all'indietro), un apice (diretto in avanti e verso l'alto), un corpo (la parte mediana tra il fondo e l'apice) e un collo (la parte più ristretta, diretta verso il basso e passante nel uretra). La parete della vescica è costituita da diversi strati: mucosa, sottomucosa, membrane muscolari e sierose. Il peritoneo è solo parzialmente parte integrante della parete vescicale e ricopre da un lato la vescica vuota (extraperitoneale) e da tre lati la vescica piena (mesoperitoneale). Lo strato muscolare è costituito da tre strati intrecciati: esterno - longitudinale, medio - circolare e interno - longitudinale e circolare. Tutti e tre gli strati di fibre muscolari formano un muscolo comune, chiamato muscolo che espelle l'urina. Strato intermedio forma lo sfintere della vescica nell'area dell'apertura interna dell'uretra.

Uretra. Ha una forma a S con due pieghe (maschio). Ha parti: prostatica, membranosa, spugnosa. L'uretra femminile ha la forma di un tubo lungo 3-3,5 cm.

PELLE

Struttura e funzione della pelle. Ci sono tre strati nella pelle. Epidermide (cuticola), la pelle stessa o il derma e il tessuto sottocutaneo. L'epidermide è un epitelio cheratinizzante squamoso stratificato, spesso 0,07 - 2,5 mm o più. I suoi strati superiori diventano cheratinizzati e creano un rivestimento durevole, soprattutto sui palmi delle mani e sulle piante dei piedi, dove si verificano pressione e attrito costanti. Man mano che le cellule invecchiano, si staccano e vengono sostituite da cellule che si moltiplicano e si trovano più in profondità alla base dell'epidermide, che sono di forma cilindrica con grandi nuclei. Gli strati di queste cellule costituiscono il cosiddetto strato germinale, o malpighiano. Questo strato contiene cellule del pigmento che sintetizzano il pigmento della pelle, che determina il colore della pelle. Il pigmento protegge dagli effetti dannosi dei raggi ultravioletti. Pertanto, se esposto alla luce solare, la quantità di pigmento aumenta. Questo fenomeno è chiamato abbronzatura. L'epidermide contiene terminazioni nervose sensoriali. Percepiscono il tatto, la pressione, il caldo, il freddo.

Lo strato successivo è la pelle stessa. Contiene gli strati papillari e reticolari. Lo strato papillare è costituito da tessuto connettivo lasso e forma papille che sporgono nell'epidermide, che formano un disegno in rilievo della pelle da linee di diverse configurazioni. La loro forma e posizione sono strettamente individuali. Il tessuto connettivo dello strato papillare è costituito da collagene e fibre elastiche, che forniscono forza ed elasticità alla pelle. Questo strato contiene vasi sanguigni e linfatici, fibre nervose e le loro terminazioni, che contengono tutti i tipi di recettori. Ecco le cellule con pigmento, cellule muscolari e i loro fasci. Sono coinvolti nel sollevare i capelli e nel secernere le secrezioni delle ghiandole cutanee, mantenendo la tensione della pelle. Lo strato papillare fornisce nutrimento all'epidermide, che non ha capillari sanguigni. I vasi sanguigni dello strato papillare agiscono come un deposito di sangue perché hanno un volume totale elevato. Lo strato papillare passa verso l'interno nello strato reticolare, che è costituito da tessuto connettivo. Determina l'elasticità della pelle, poiché è costituita da fibre elastiche e di collagene intrecciate. Lo strato reticolare contiene ghiandole sebacee e sudoripare e follicoli piliferi. Ghiandole sebacee, partendo dalla pelle stessa, si aprono nei condotti dei follicoli piliferi. I grassi che producono lubrificano i capelli e ammorbidiscono la pelle, donandole elasticità. Le ghiandole sudoripare sembrano lunghi tubi contorti, la cui parte inferiore forma un glomerulo. I condotti delle ghiandole sudoripare si aprono sulla superficie della pelle. Ci sono circa 2-3 milioni di ghiandole sudoripare nella pelle umana e sono distribuite in modo non uniforme. La maggior parte di essi si trova sui palmi delle mani, sulle piante dei piedi e sotto le ascelle. Il sudore contiene circa il 98% di acqua, lo 0,5% di urea, l'1,5% di sali. Tra questi prevale il cloruro di sodio, che provoca il sapore salato del sudore. In media, viene rilasciato circa 1 litro al giorno. sudore e in climi caldi e negozi caldi - fino a 8-10 litri. Di conseguenza, grazie alle ghiandole sudoripare, la pelle svolge una funzione escretoria.

Lo strato inferiore della pelle stessa passa nel tessuto sottocutaneo. Questo strato è costituito da fasci di fibre di tessuto connettivo e gli spazi tra di essi sono pieni di lobuli di tessuto adiposo. Lo spessore dello strato dipende dallo stile di vita, dall'alimentazione e dallo stato metabolico. Questo strato regola lo scambio termico del corpo, attenua la pressione e lo shock sui tessuti adiacenti, è un materiale di riserva che viene consumato durante il digiuno, e così via.

Il ruolo della pelle nella termoregolazione del corpo. La termoregolazione è il bilanciamento della produzione di calore nel corpo con il suo rilascio all'ambiente esterno. A causa delle reazioni esotermiche che si verificano nel corpo, viene generata una grande quantità di calore. Tuttavia, non vi è alcun aumento della temperatura corporea. La costanza della temperatura corporea viene mantenuta grazie a meccanismi di termoregolazione, che portano ad un aumento o una diminuzione della formazione di calore, del rilascio di calore, che avviene con la partecipazione della pelle, del sistema nervoso, ecc. La trasmissione del calore avviene conducendo il calore, irradiandolo ed evaporando il sudore, principalmente dalla superficie della pelle (circa 2000 cal su 2500). La termoregolazione viene effettuata per riflesso. Quando la temperatura dell'aria aumenta o diminuisce, i recettori cutanei che percepiscono il caldo o il freddo vengono irritati. L'eccitazione viene trasmessa lungo i nervi centripeti al cervello e da lì attraverso i nervi centrifughi ai vasi della pelle.

A basse temperature ambiente, i vasi cutanei si restringono, la quantità di sangue che circola attraverso di essi diminuisce e la pelle diventa pallida. Allo stesso tempo, la sudorazione diminuisce o si arresta, riducendo così la perdita di calore. All'aumentare della temperatura ambiente, la circolazione sanguigna attraverso i vasi della pelle aumenta, i vasi sanguigni si dilatano, il trasferimento di calore aumenta e la pelle diventa rossa.

Se la temperatura dell'aria si avvicina alla temperatura corporea, la sudorazione rimane l'unico modo per trasferire calore. Con tempo asciutto e ventoso, il sudore evapora facilmente. L'elevata umidità interferisce con l'evaporazione. Le persone in queste condizioni soffrono molto il caldo. Il trasferimento di calore aumenta anche con l’aumento della generazione di calore, cosa particolarmente evidente durante l’attività fisica.

Indurire il corpoè di grande importanza poiché aumenta la resistenza del corpo al raffreddamento. L'indurimento previene il raffreddore, migliora la circolazione sanguigna, il metabolismo, aumenta il tono del sistema circolatorio e quindi migliora le prestazioni mentali e fisiche. I requisiti igienici per l'indurimento tengono conto delle caratteristiche individuali, aumentando gradualmente la durata e la forza delle procedure, la regolarità e il controllo medico obbligatorio. L'indurimento avviene attraverso l'aria (bagni d'aria), i trattamenti con l'acqua (sfregamento, lavaggio fino alla vita, bagnatura, doccia, bagno) e attraverso il sole (prendere il sole). Regola generale- bisogna iniziare con piccole dosi e temperature non molto basse con un aumento graduale nel tempo e una diminuzione della temperatura. Un corretto indurimento ha un effetto curativo, ma la violazione del regime di indurimento può portare a un deterioramento del benessere e delle prestazioni. L'indurimento dovrebbe essere combinato con l'educazione fisica e lo sport. La forma fisica di una persona aumenta anche la resistenza a fattori ambientali avversi.

Requisiti igienici per abbigliamento e calzature. L'abbigliamento gioca un ruolo importante nell'igiene. L'abbigliamento può aiutare ad aumentare o diminuire il trasferimento di calore, ad es. l'abbigliamento è un ulteriore regolatore dello scambio termico corporeo. La temperatura dell'aria al di sotto dovrebbe essere +28-32? e l'umidità relativa - 20-40%. In inverno si consiglia di indossare abiti scuri, che aiutano ad assorbire il calore, e in estate abiti leggeri, perché riflettono i raggi del sole. Per l'inverno si consigliano capi di lana, che conducono male il calore, mentre per l'estate si consigliano chintz e lino, che hanno una buona conduttività termica. Le scarpe non dovrebbero essere strette, poiché ciò limita la circolazione sanguigna. Le scarpe strette e strette portano al congelamento in inverno e ai graffi in estate. Il materiale migliore per le scarpe è la pelle animale; è impermeabile e trattiene bene il calore. Le scarpe devono corrispondere alla dimensione e alla forma dei tuoi piedi. Scarpe strette contenenti irregolarità portano all'abrasione della pelle e alla formazione di infiammazioni e calli. L'altezza dei talloni deve essere tale da non ostacolare i movimenti.

PREVENZIONE E PRIMO SOCCORSO PER

INCIDENTI

Il colpo di calore può verificarsi quando si verifica un generale e significativo surriscaldamento del corpo ad alte temperature e significativa umidità. Può accadere con tempo nuvoloso, ma caldo e senza vento, così come durante un duro lavoro fisico prolungato. Un forte trasferimento di calore è sfavorevole per il corpo, poiché porta ad un aumento della frequenza cardiaca, ad un aumento della respirazione e ad una maggiore sudorazione (fino a 4-5 litri). Nei casi più gravi si verificano forti mal di testa, nausea, crampi e svenimenti. In questo caso, a causa della sudorazione profusa, il contenuto di sale negli organi e nei tessuti diminuisce drasticamente. Il colpo di calore può essere accompagnato da un aumento della temperatura fino a +40-41 0 C. Durante l'assistenza, la vittima deve essere mantenuta calma e rifornita di liquidi in abbondanza acqua fredda per aumentare la sudorazione. Il ghiaccio viene posto sulla testa, il corpo viene inumidito e sulle gambe vengono applicati cerotti di senape.

Se ti esponi al sole per lungo tempo o lavori all'aperto con tempo caldo, potrebbero verificarsi colpi di sole. Per evitare i colpi di sole è necessario indossare un cappello o una sciarpa leggera per proteggere la testa dal sole; esistono anche appositi dispositivi di protezione; Durante i lavori agricoli, nelle ore più calde, è necessario fare una pausa a metà giornata.

Il congelamento può verificarsi in caso di forte gelo e vento. Molto spesso il naso, le orecchie, le dita delle mani e dei piedi sono soggetti a congelamento, ad es. gli organi sono meno forniti di sangue. La vittima deve essere collocata in una stanza calda, l'area congelata deve essere strofinata fino a renderla rossa, ripristinando il flusso di sangue all'organo. Si consiglia di lubrificare la pelle con grasso e preparare lozioni da una soluzione al 5% di permanganato di potassio. Il congelamento grave richiede cure mediche.

Le ustioni si verificano a seguito dell'esposizione locale ad alte temperature, sostanze chimiche, corrente elettrica o radiazioni ionizzanti.

Le ustioni sono disponibili in diversi gradi. Con una piccola ustione si verifica il rossore dell'area danneggiata, accompagnato da dolore. In questo caso è necessario utilizzare alcune soluzioni neutralizzanti. Una lozione con una soluzione al 5% di permanganato di potassio, lubrificazione con grasso, alcool e acqua di colonia funziona bene. Nelle ustioni gravi compaiono vesciche. In questo caso si consiglia una benda con una soluzione di permanganato di potassio o tannino. Un'ustione è molto pericolosa quando viene danneggiata un'ampia superficie cutanea. Con questo tipo di ustione, la morte può verificarsi non tanto per ferite quanto per autoavvelenamento del corpo. Una persona con gravi ustioni deve essere portata immediatamente in ospedale.

Lesioni elettriche (shock elettrico) possono verificarsi attraverso il contatto diretto del corpo con una fonte di corrente elettrica, durante il contatto dell'arco, quando una persona si trova in prossimità della fonte di corrente, ma non la tocca, e danni causati dall'elettricità atmosferica (fulmini ) può anche verificarsi. Il primo soccorso in caso di lesioni elettriche deve essere fornito garantendo innanzitutto la propria sicurezza, l'importante è interrompere rapidamente e abilmente l'effetto della corrente elettrica. È necessario spegnere l'interruttore e svitare i tappi di sicurezza sul pannello. Se ciò non è possibile, il soccorritore deve liberare la vittima dalla corrente. Tirare il filo lontano dalla vittima con un bastone asciutto, una tavola o una corda asciutta, dopo aver indossato guanti di gomma o di lana asciutti o aver avvolto le mani in un panno asciutto, i piedi dovrebbero essere in galosce o su una tavola asciutta.

Se la vittima mostra segni di morte clinica, gli viene praticata la respirazione artificiale. Se la respirazione spontanea viene ripristinata, indipendentemente dalle sue condizioni, la vittima deve essere immediatamente portata in ospedale.

1. Organi escretori, la loro partecipazione al mantenimento dei parametri più importanti dell'ambiente interno del corpo (pressione osmotica, pH del sangue, volume del sangue, ecc.). Vie di escrezione renali ed extrarenali.

Il processo di escrezione è della massima importanza per l'omeostasi, garantisce la liberazione del corpo dai prodotti finali del metabolismo che non possono più essere utilizzati, sostanze estranee e tossiche, nonché acqua in eccesso, sali e composti organici ricevuti dal cibo o formati come un risultato del metabolismo (metabolismo). Il processo di escrezione negli esseri umani coinvolge i reni, i polmoni, la pelle e il tratto digestivo.

Organi escretori. Lo scopo principale degli organi escretori è mantenere la costanza della composizione e del volume dei liquidi nell'ambiente interno del corpo, principalmente il sangue.

I reni eliminano l'acqua in eccesso, le sostanze inorganiche e organiche, i prodotti finali del metabolismo e le sostanze estranee. I polmoni rimuovono CO 2, acqua e alcune sostanze volatili dal corpo, ad esempio vapori di etere e cloroformio durante l'anestesia e vapori di alcol durante l'intossicazione. Le ghiandole salivari e gastriche secernono metalli pesanti, numerosi farmaci (morfina, chinino, salicilati) e composti organici estranei. La funzione escretoria è svolta dal fegato, che rimuove dal sangue una serie di prodotti del metabolismo dell'azoto. Il pancreas e le ghiandole intestinali secernono metalli pesanti, sostanze medicinali.

Le ghiandole della pelle svolgono un ruolo significativo nella secrezione. CON Poi Acqua e sali, alcune sostanze organiche, in particolare l'urea, e durante un intenso lavoro muscolare - l'acido lattico vengono rimossi dal corpo (vedi Capitolo I). Prodotti di escrezione unto E ghiandole mammarie - il sebo e il latte hanno un significato fisiologico indipendente - il latte come prodotto alimentare per i neonati e il sebo - per lubrificare la pelle.

2. L'importanza dei reni nel corpo. Il nefrone è l'unità morfo-funzionale del rene. Il ruolo delle sue varie parti nella formazione dell'urina.

La funzione principale dei reni è la formazione dell'urina. L'unità strutturale e funzionale dei reni che svolge questa funzione è il nefrone. In un rene del peso di 150 g ce ne sono 1-1,2 milioni. Ciascun nefrone è costituito da un glomerulo vascolare, una capsula di Shumlyansky-Bowman, un tubulo contorto prossimale, un'ansa di Henle, un tubulo contorto distale e un dotto collettore che si apre nella pelvi renale. Per ulteriori informazioni sulla struttura del rene, vedere Istologia.

I reni puliscono il plasma sanguigno da alcune sostanze, concentrandole nelle urine. Una parte significativa di queste sostanze sono 1) prodotti finali del metabolismo (urea, acido urico, creatinina), 2) composti esogeni (medicinali, ecc.), 3) sostanze necessarie per il funzionamento dell'organismo, ma il cui contenuto deve essere mantenuto ad un certo livello (ioni Na, Ca, P, acqua, glucosio, ecc.). La quantità di escrezione di tali sostanze da parte dei reni è regolata da ormoni speciali.

Pertanto, i reni partecipano alla regolazione dell'equilibrio idrico, elettrolitico, acido-base e dei carboidrati nel corpo, contribuendo a mantenere la costanza della composizione ionica, del pH e della pressione osmotica. Di conseguenza, il compito principale del rene è rimuovere selettivamente varie sostanze al fine di mantenere la relativa costanza della composizione chimica del plasma sanguigno e del fluido extracellulare.

Inoltre, nel rene si formano speciali sostanze biologicamente attive che sono coinvolte nella regolazione della pressione sanguigna e del volume sanguigno circolante (renina) e nella formazione dei globuli rossi (eritropoietine). La formazione di queste sostanze avviene nelle cosiddette cellule. Apparato iuxtaglomerulare dei reni(YUGA).

La nefrectomia bilaterale o l'insufficienza renale acuta entro 1-2 settimane portano ad uremia fatale (acidosi, aumento delle concentrazioni di ioni Na, K, P, ammoniaca, ecc.). L'uremia può essere compensata con un trapianto di rene o con la dialisi extracorporea (collegamento a un rene artificiale).

3. La struttura dei glomeruli, la loro classificazione (corticale, iuxtamidollare).

I reni hanno 2 tipi di nefroni:

1. Nefroni corticali - breve ansa di Henle. Situato nella corteccia. I capillari efferenti formano una rete capillare e hanno una capacità limitata di riassorbire il sodio. Ce ne sono dall'80 al 90% nel rene
2. Nefrone iuxtamidollare: si trova al confine tra la corteccia e il midollo. Una lunga ansa di Henle che si estende in profondità nel midollo. L'arteriola efferente in questi nefroni ha lo stesso diametro dell'arteriola afferente. L'arteriola efferente forma sottili vasi dritti che penetrano profondamente nel midollo. Nefroni iuxtamidollari - 10-20%, hanno un aumento del riassorbimento degli ioni sodio.

Il filtro glomerulare lascia passare le sostanze con una dimensione di 4 nm e non consente il passaggio delle sostanze con una dimensione di 8 nm. Le sostanze con un peso molecolare pari a 10.000 passano liberamente attraverso il peso molecolare e la permeabilità diminuisce gradualmente all'aumentare del peso fino a 70.000 sostanze che portano una carica negativa. Le sostanze elettricamente neutre possono passare con una massa fino a 100.000. L'area totale della membrana filtrante è di 0,4 mm e l'area totale nell'uomo è di 0,8-1 mq.

In un adulto a riposo attraverso il rene fluiscono 1200 - 1300 ml al minuto. Questo sarà il 25% del volume minuto. È il plasma che viene filtrato nei glomeruli, non il sangue stesso. A questo scopo viene utilizzato l'ematocrito.

Se l'ematocrito è del 45% e il plasma è del 55%, la quantità di plasma sarà = (0,55 * 1200) = 660 ml/min e la quantità di urina primaria = 125 ml/min (20% della corrente plasmatica) . Al giorno = 180 l.

I processi di filtrazione nei glomeruli dipendono da tre fattori:

1. Gradiente di pressione tra la cavità interna del capillare e la capsula.
2. Struttura del filtro renale
3. L'area della membrana filtrante da cui dipenderà la velocità di filtrazione volumetrica.

Il processo di filtrazione si riferisce ai processi di permeabilità passiva, che viene effettuato sotto l'influenza delle forze di pressione idrostatica e nei glomeruli la pressione di filtrazione sarà la somma della pressione idrostatica del sangue nei capillari, della pressione oncotica e della pressione idrostatica in la capsula. Pressione idrostatica = 50-70 mm Hg, perché il sangue proviene direttamente dall'aorta (la sua parte addominale).

Pressione oncotica - formata dalle proteine ​​plasmatiche. Le molecole proteiche sono grandi, non sono paragonabili ai pori del filtro, quindi non possono attraversarlo. Interferiranno con il processo di filtrazione. Saranno 30 mm.

La pressione idrostatica del filtrato risultante, che si trova nel lume della capsula. Nelle urine primarie = 20 mm.

FD=Pr-(P0=Pm)

Рг - pressione idrostatica del sangue nei capillari

Pressione ro-oncotica

Рм - pressione dell'urina primaria.

Man mano che il sangue si muove nei capillari, la pressione oncotica aumenta e la filtrazione si fermerà ad un certo punto, perché supererà le forze che promuovono la filtrazione.

In 1 minuto si formano 125 ml di urina primaria - 180 litri al giorno. Urina finale: 1-1,5 litri. Si verifica il processo di riassorbimento. Di 125 ml, 1 ml finirà nelle urine finali. La concentrazione delle sostanze nell'urina primaria corrisponde alla concentrazione delle sostanze disciolte nel plasma sanguigno, cioè l'urina primaria sarà isotonica con il plasma. La pressione osmotica nell'urina primaria e nel plasma è la stessa: 280-300 mOs moli per kg

4. Afflusso di sangue ai reni. Caratteristiche dell'afflusso di sangue alla corteccia e al midollo del rene. Autoregolazione del flusso ematico renale.

In condizioni normali, da 1/5 a 1/44 del sangue che scorre dal cuore all'aorta passa attraverso entrambi i reni, il cui peso rappresenta solo circa lo 0,43% del peso corporeo di una persona sana. Il flusso sanguigno attraverso la corteccia renale raggiunge 4-5 ml/min per 1 g di tessuto; questo è il livello più alto del flusso sanguigno dell'organo. La particolarità del flusso sanguigno renale è che in condizioni di variazioni della pressione arteriosa sistemica entro un ampio intervallo (da 90 a 190 mm Hg) rimane costante. Ciò è dovuto ad uno speciale sistema di autoregolazione della circolazione sanguigna nel rene.

Le arterie renali corte nascono dall'aorta addominale, si ramificano nel rene in vasi sempre più piccoli e un'arteriola afferente entra nel glomerulo. Qui si divide in anse capillari che, fondendosi, formano l'arteriola efferente, attraverso la quale scorre il sangue dal glomerulo. Il diametro dell'arteriola efferente è più stretto di quello afferente. Subito dopo aver lasciato il glomerulo, l'arteriola efferente si divide nuovamente in capillari, formando una fitta rete attorno ai tubuli contorti prossimali e distali. Pertanto, la maggior parte del sangue nel rene passa due volte attraverso i capillari: prima nel glomerulo, poi nei tubuli. Differenze nell'afflusso di sangue al nefrone iuxtamidollare sta nel fatto che l'arteriola efferente non si scompone in una rete capillare peritubulare, ma forma vasi rettilinei che scendono nella midollare renale. Questi vasi forniscono l'apporto di sangue alla midollare renale; il sangue dai capillari peritubulari e dai vasa recta fluisce nel sistema venoso ed entra nella vena cava inferiore attraverso la vena renale.

5. Metodi fisiologici per lo studio della funzionalità renale. Coefficiente di purificazione (clearance).

Misurazione della velocità di filtrazione glomerulare. Per calcolare il volume di fluido filtrato in 1 minuto nei glomeruli renali (velocità di filtrazione glomerulare) e una serie di altri indicatori del processo di formazione dell'urina, vengono utilizzati metodi e formule basati sul principio di purificazione (a volte chiamati "metodi di clearance" , dalla parola inglese clearance - purificazione). Per misurare il valore della filtrazione glomerulare vengono utilizzate sostanze fisiologicamente inerti che non sono tossiche e non si legano alle proteine ​​nel plasma sanguigno, penetrando liberamente attraverso i pori della membrana filtrante glomerulare dal lume dei capillari insieme al tessuto privo di proteine parte del plasma. Di conseguenza, la concentrazione di queste sostanze nel fluido glomerulare sarà la stessa del plasma sanguigno. Questa sostanza non deve essere riassorbita e secreta nei tubuli renali, quindi l'intera quantità di questa sostanza che entra nel lume del nefrone con l'ultrafiltrato nei glomeruli verrà escreta nelle urine. Le sostanze utilizzate per misurare la velocità di filtrazione glomerulare includono l'inulina, il polimero del fruttosio, il mannitolo, il polietilenglicole-400 e la creatinina.

Consideriamo il principio della purificazione usando l'esempio della misurazione del volume di filtrazione glomerulare utilizzando l'inulina. La quantità di inulina filtrata nei glomeruli (In) è uguale al prodotto del volume del filtrato (C In) e della concentrazione di inulina in esso (è uguale alla sua concentrazione nel plasma sanguigno, PIN). La quantità di inulina rilasciata nelle urine nello stesso tempo è pari al prodotto del volume delle urine escrete (V) sulla concentrazione di inulina (U In) in esso.

Poiché l'inulina non viene riassorbita né secreta, la quantità di inulina filtrata (C∙ RIn), pari all'importo rilasciato (V- UIn), Dove:

CONIn = UIn∙ V/ RIn

Questa formula è la base per calcolare la velocità di filtrazione glomerulare. Quando si utilizzano altre sostanze per misurare la velocità di filtrazione glomerulare, l'inulina nella formula viene sostituita dall'analita e viene calcolata la velocità di filtrazione glomerulare di questa sostanza. La velocità di filtrazione del liquido è calcolata in ml/min; per confrontare il valore della filtrazione glomerulare in persone di diverso peso corporeo e altezza, si fa riferimento alla superficie standard del corpo umano (1,73 m). Normalmente, negli uomini, in entrambi i reni la velocità di filtrazione glomerulare è di 1,73 m 2 è di circa 125 ml/min, nelle donne - circa 110 ml/min.

Il valore di filtrazione glomerulare misurato utilizzando l'inulina, chiamata anche coefficiente di purificazione dell'inulina (O clearance dell’inulina), mostra la quantità di plasma sanguigno liberata dall'inulina durante questo periodo. Per misurare la clearance dell'inulina, è necessario infondere continuamente una soluzione di inulina in una vena per mantenere una concentrazione costante nel sangue durante lo studio. Ovviamente, questo è molto difficile e non è sempre fattibile in clinica, quindi viene utilizzata più spesso la creatinina - un componente naturale del plasma, dalla purificazione del quale si può giudicare la velocità di filtrazione glomerulare, sebbene con il suo aiuto la velocità di filtrazione glomerulare sia misurato in modo meno accurato rispetto all’infusione di inulina. In alcune condizioni fisiologiche e soprattutto patologiche, la creatinina può essere riassorbita e secreta, pertanto l'eliminazione della creatinina potrebbe non riflettere il vero valore della filtrazione glomerulare.

In una persona sana, l'acqua entra nel lume del nefrone a causa della filtrazione nei glomeruli, viene riassorbita nei tubuli e, di conseguenza, aumenta la concentrazione di inulina. Indicatore della concentrazione di inulina UIn/ Spillo indica quante volte diminuisce il volume del filtrato passando attraverso i tubuli. Questo valore è importante per giudicare le caratteristiche di lavorazione di qualsiasi sostanza nei tubuli, per rispondere alla domanda se la sostanza viene riassorbita o secreta dalle cellule tubulari. Se l'indicatore di concentrazione di una determinata sostanza X Ux/ Px è inferiore al valore misurato contemporaneamente U In /P In , ciò indica il riassorbimento della sostanza X nei tubuli, se U X/Px più di UIn/ Spillo, allora questo ne indica la secrezione. Il rapporto tra gli indicatori di concentrazione della sostanza X e dell'inulina UX/Px : UIn/ Spillo è chiamato frazione escreta (EF).

6. Funzioni dei glomeruli, struttura del filtro glomerulare. Morfo-funzionale peculiarità rene A bambini.

L'idea della filtrazione dell'acqua e delle sostanze disciolte come primo stadio della formazione dell'urina fu espressa nel 1842 dal fisiologo tedesco K. Ludwig. Negli anni '20 del 20 ° secolo, il fisiologo americano A. Richards riuscì a confermare questa ipotesi in un esperimento diretto: utilizzando un micromanipolatore, perforò la capsula glomerulare con una micropipetta e ne estrasse del liquido, che in realtà si rivelò essere un ultrafiltrato del plasma sanguigno.

L'ultrafiltrazione dell'acqua e dei componenti a basso peso molecolare dal plasma sanguigno avviene attraverso il filtro glomerulare. Questa barriera di filtrazione è quasi impermeabile sostanze ad alto peso molecolare. Il processo di ultrafiltrazione è determinato dalla differenza tra la pressione idrostatica del sangue, la pressione idrostatica nella capsula glomerulare e la pressione oncotica delle proteine ​​del plasma sanguigno. La superficie totale dei capillari glomerulari è maggiore della superficie totale del corpo umano e raggiunge 1,5 m 2 per 100 g di massa renale. La membrana filtrante (barriera di filtrazione), attraverso la quale il fluido passa dal lume del capillare alla cavità della capsula glomerulare, è costituita da tre strati: cellule endoteliali dei capillari, membrana basale e cellule epiteliali dello strato viscerale (interno) la capsula - podociti.

Celle endotelio, ad eccezione della regione nucleare, sono molto sottili, lo spessore del citoplasma delle parti laterali della cellula è inferiore a 50 nm; nel citoplasma sono presenti fori (pori) rotondi o ovali di 50-100 nm, che occupano fino a 30 % superficie cellulare. Con il flusso sanguigno normale, il più grande molecole proteiche formano uno strato barriera sulla superficie dei pori dell'endotelio e impediscono il movimento dell'albumina attraverso di essi, limitando così il passaggio delle cellule del sangue e delle proteine ​​attraverso l'endotelio. Altri componenti del plasma sanguigno e dell'acqua possono raggiungere liberamente la membrana basale.

membrana basale è uno dei componenti più importanti della membrana filtrante glomerulare. Nell'uomo lo spessore della membrana basale è di 250-400 nm. Questa membrana è composta da tre strati: centrale e due periferici. I pori della membrana basale impediscono il passaggio di molecole con diametro superiore a 6 nm.

Infine, gioca un ruolo importante nel determinare la dimensione delle sostanze filtrate membrane a fessura tra le gambe" podociti. Queste cellule epiteliali si affacciano sul lume della capsula del glomerulo renale e hanno processi - "gambe" attaccate alla membrana basale. La membrana basale e le membrane a fessura tra queste "gambe" limitano la filtrazione di sostanze il cui diametro molecolare è maggiore di 6,4 nm (cioè, le sostanze il cui raggio molecolare supera i 3,2 nm non passano). Pertanto, l'inulina (raggio della molecola 1,48 nm, peso molecolare circa 5200) penetra liberamente nel lume del nefrone solo il 22% dell'albumina d'uovo (raggio della molecola 2,85 nm, peso molecolare 43500), il 3% dell'emoglobina (raggio della molecola 3,25 nm, peso molecolare); peso 68.000 e meno dell'1% di albumina sierica (raggio della molecola 3,55 nm, peso molecolare 69.000).

Il passaggio delle proteine ​​​​attraverso il filtro glomerulare è impedito da molecole caricate negativamente - polianioni che fanno parte della sostanza della membrana basale e sialoglicoproteine ​​​​nel rivestimento che giace sulla superficie dei podociti e tra le loro "gambe". La limitazione nel filtraggio delle proteine ​​che hanno carica negativa è dovuta alla dimensione dei pori del filtro glomerulare e alla loro elettronegatività. Pertanto, la composizione del filtrato glomerulare dipende dalle proprietà della barriera epiteliale e della membrana basale. Naturalmente, la dimensione e le proprietà dei pori della barriera di filtrazione sono variabili, pertanto, in condizioni normali, nell'ultrafiltrato si trovano solo tracce di frazioni proteiche caratteristiche del plasma sanguigno. Il passaggio di molecole sufficientemente grandi attraverso i pori dipende non solo dalla loro dimensione, ma anche dalla configurazione della molecola e dalla sua corrispondenza spaziale con la forma del poro.

7. M meccanismo di formazione primaria dell'urina. Pressione di filtrazione effettiva. L'influenza di vari fattori sui processi di filtrazione. Quantità e proprietà dell'urina primaria. Filtrazione glomerulare nei bambini.

La filtrazione è un processo fisico. Il fattore principale che determina la filtrazione è la differenza di pressione idrostatica su entrambi i lati del filtro (pressione di filtrazione). Nei reni è uguale a:

Filtrazione P = P nel glomerulo - (P oncotico + P tissutale)

30 mm 70 mm (20 mm 20 mm)

Oltre alla pressione di filtrazione, sono importanti anche la dimensione della molecola (peso molecolare), la solubilità nei grassi e la carica elettrica. Il filtro glomerulare è costituito da 20-40 anse capillari circondate dallo strato interno della capsula di Bowman. L'endotelio del capillare ha finestre (fori). I podociti della capsula di Bowman presentano ampi spazi tra i processi. Pertanto, la permeabilità è determinata dalla struttura della membrana principale. Gli spazi tra i fili di collagene di questa membrana sono 3-7,5 nm.

La dimensione dei pori della superficie filtrante del capillare e della capsula di Bowman consente alle sostanze con peso molecolare non superiore a 55.000 (inulina) di passare liberamente attraverso il filtro renale. Le molecole più grandi penetrano con difficoltà (l'Hb con massa 64.500 viene filtrata nel 3%, l'albumina ematica (69.000) nell'1%). Tuttavia, secondo alcuni scienziati, quasi tutta l'albumina viene filtrata nei reni e riassorbita nei tubuli. Apparentemente 80.000 è il limite assoluto di permeabilità attraverso i pori della capsula e del glomerulo di un rene normale.

La composizione del filtrato glomerulare è determinata dalla dimensione dei pori della membrana glomerulare. Allo stesso tempo, la velocità di filtrazione dipende dalla pressione di filtrazione effettiva Рф. A causa dell'elevata conduttività idraulica del capillare, all'inizio del capillare avviene la rapida formazione di un filtrato e altrettanto rapidamente aumenta la pressione osmotica al suo interno. Quando diventa uguale alla pressione idrostatica meno la pressione tissutale, la pressione di filtrazione effettiva diventa zero e la filtrazione si arresta.

La velocità di filtrazione è il volume di filtrazione per unità di tempo. Negli uomini è di 125 ml/min, nelle donne - 110 ml/min. Vengono filtrati circa 180 litri al giorno. Ciò significa che il volume totale del plasma (3 litri) viene filtrato nei reni in 25 minuti e il plasma viene purificato dai reni 60 volte al giorno. Tutto il liquido extracellulare (14 l) passa attraverso il filtro renale 12 volte al giorno.

La velocità di filtrazione glomerulare (GFR) viene mantenuta a un livello quasi costante grazie alle reazioni miogeniche della muscolatura liscia dei vasi afferenti ed efferenti, che garantisce una pressione di filtrazione efficace e costante. Pertanto anche la funzione di filtrazione (FF), ovvero la parte del flusso plasmatico renale che passa nel filtrato, è costante. Negli esseri umani è 0,2 (FF = GFR/PPT). Di notte, il GFR è inferiore del 25%. Con l'eccitazione emotiva, il PPT diminuisce e il FF aumenta a causa del restringimento dei vasi efferenti. La GFR è determinata dalla clearance dell'inulina.

8. Apparato iuxtaglomerulare, suo ruolo. Una macchia densa nei tubuli renali distali, il suo ruolo.

La composizione dell'apparato iuxtaglomerulare comprende il seguente componente: cellule epitelioidi specializzate, che circondano principalmente l'arteriola afferente e queste cellule al loro interno contengono granuli secretori con l'enzima renina. Il secondo componente del dispositivo è macchia densa (maculadensa), che si trova nella parte iniziale della parte distale del tubulo contorto. Questo tubulo si avvicina al corpuscolo renale. Ciò include anche le cellule intestinali tra le arteriole efferenti e afferenti - le cellule del polo perivascolare del glomerulo. Queste sono cellule mesangee extraglomerulari.

Questo dispositivo risponde ai cambiamenti della pressione sanguigna sistemica, della pressione glomerulare locale e all'aumento della concentrazione di cloruro di sodio nei tubuli distali. Questo cambiamento è percepito dalla macchia densa.

L'apparato iuxtaglomerulare risponde alla stimolazione del simpatico sistema nervoso.

Con tutti gli effetti di cui sopra inizia un aumento del rilascio di renina, che entra direttamente nel sangue.

Renina - Angiotensinogeno (proteina del plasma sanguigno) - Angiotensina 1 - Angiotensina 2(sotto l'influenza dell'enzima di conversione dell'angiotensina, principalmente nei polmoni). L'angiotensina 2 è una sostanza fisiologicamente attiva che opera in tre direzioni:

1. Colpisce le ghiandole surrenali, che stimolano l'aldosterone

2. Nel cervello (ipotalamo), dove stimola la produzione di ADH e stimola il centro della sete

3. Ha un effetto diretto sui vasi sanguigni dei muscoli: restringimento

Con la malattia renale, la pressione sanguigna aumenta. La pressione aumenta anche con il restringimento anatomico dell'arteria renale. Ciò si traduce in ipertensione persistente. L'effetto dell'angiotensina 2 sulle ghiandole surrenali porta l'aldosterone a causare ritenzione di sodio nel corpo, perché Nell'epitelio dei tubuli renali favorisce il funzionamento della pompa sodio-potassio. Fornisce la funzione energetica di questa pompa. L’aldosterone favorisce il riassorbimento del sodio. Promuoverà l'escrezione di potassio. Insieme al sodio arriva l'acqua. La ritenzione idrica si verifica perché... viene rilasciato l’ormone antidiuretico. Se non abbiamo l’aldosterone, iniziano la perdita di sodio e la ritenzione di potassio. L'escrezione di sodio nei reni è influenzata dall'atriale peptide sodio-uretico. Questo fattore favorisce la vasodilatazione, aumentano i processi di filtrazione e si sviluppano diuresi e natriuresi.

Azione finale- diminuzione del volume plasmatico, diminuzione delle resistenze vascolari periferiche, diminuzione della pressione arteriosa media e del volume sanguigno minuto.

Le prostaglandine e le chinine influenzano l'escrezione di sodio da parte dei reni. La prostaglandina E2 aumenta l'escrezione di sodio e acqua da parte dei reni. La bradichinina agisce in modo simile come vasodilatatore. La stimolazione del sistema simpatico aumenta il riassorbimento del sodio e ne diminuisce l'escrezione nelle urine. Questo effetto è associato alla vasocostrizione e alla diminuzione della filtrazione glomerulare e ad un effetto diretto sull'assorbimento tubulare del sodio. Il sistema simpatico attiva renina - angiotensine - aldosterone.

IN diversi prodotti biologicamente nei reni sostanze attive, permettendoci di considerarlo un organo endocrino. Le cellule granulari dell'apparato iuxtaglomerulare vengono rilasciate nel sangue renina quando la pressione sanguigna nei reni diminuisce, il contenuto di sodio nel corpo diminuisce, quando una persona si sposta dalla posizione orizzontale a quella verticale. Il livello di rilascio di renina dalle cellule nel sangue varia anche a seconda della concentrazione di Na + e C1 - nell'area della macula densa del tubulo distale, fornendo la regolazione dell'equilibrio elettrolitico e glomerulare-tubulare. La renina è sintetizzata nelle cellule granulari dell'apparato iuxtaglomerulare ed è un enzima proteolitico. Nel plasma sanguigno si separa dall'angiotensinogeno, situato principalmente nella frazione α2-globulina, un peptide fisiologicamente inattivo costituito da 10 aminoacidi - l'angiotensina I. Nel plasma sanguigno, sotto l'influenza dell'enzima di conversione dell'angiotensina, 2 aminoacidi vengono scissi dall'angiotensina I e questa si trasforma in una sostanza vasocostrittrice attiva angiotensina II. Aumenta la pressione sanguigna costringendo vasi arteriosi, migliora la secrezione di aldosterone, aumenta la sensazione di sete, regola il riassorbimento di sodio nei tubuli distali e nei dotti collettori. Tutti questi effetti aiutano a normalizzare il volume del sangue e la pressione sanguigna.

L'attivatore del plasminogeno è sintetizzato nel rene - urochinasi. I reni si formano nel midollo prostaglandine. Partecipano, in particolare, alla regolazione del flusso sanguigno renale e generale, aumentano l'escrezione di sodio nelle urine e riducono la sensibilità delle cellule tubulari all'ADH. Le cellule renali estraggono dal plasma sanguigno il proormone formato nel fegato - la vitamina D 3 - e lo convertono in un ormone fisiologicamente attivo - forme attive della vitamina D 3. Questo steroide stimola la formazione di proteine ​​leganti il ​​calcio nell'intestino, favorisce il rilascio di calcio dalle ossa e regola il suo riassorbimento nei tubuli renali. Il rene è il sito di produzione eritropoietina, stimolando l'eritropoiesi midollo osseo. Prodotto nel rene bradichinina, essendo un forte vasodilatatore.

9. FisiOl ruolo logico dei tubuli (apparato tubolare) del nefrone. Riassorbimento nel tubulo prossimale (trasporto attivo e passivo). Riassorbimento del glucosio. Riassorbimento tubulare nei bambini.

Lo stadio iniziale della formazione dell'urina, che porta alla filtrazione di tutti i componenti a basso peso molecolare del plasma sanguigno, deve inevitabilmente essere combinato con l'esistenza nel rene di sistemi che riassorbono tutte le sostanze preziose per l'organismo. In condizioni normali, nel rene umano si formano fino a 180 litri di filtrato al giorno e vengono rilasciati 1,0-1,5 litri di urina, il resto del liquido viene assorbito nei tubuli. Il ruolo delle cellule di diversi segmenti del nefrone nel riassorbimento è diverso. Esperimenti condotti su animali con l'estrazione di liquido da varie parti del nefrone mediante una micropipetta hanno permesso di chiarire le caratteristiche del riassorbimento di varie sostanze in diverse parti dei tubuli renali (Fig. 12.6). Nel segmento prossimale del nefrone, gli aminoacidi, il glucosio, le vitamine, le proteine, i microelementi e una quantità significativa di ioni Na +, CI -, HCO3 vengono quasi completamente riassorbiti. Successivamente, gli elettroliti e l'acqua vengono assorbiti dal nefrone.

Il riassorbimento di sodio e cloro è il processo più significativo in termini di volume e dispendio energetico. Nel tubulo prossimale, a seguito del riassorbimento della maggior parte delle sostanze filtrate e dell'acqua, il volume dell'urina primaria diminuisce e circa 1/3 del liquido filtrato nei glomeruli entra nella sezione iniziale dell'ansa del nefrone la quantità totale di sodio entrata nel nefrone durante la filtrazione, fino al 25% viene assorbita nell'ansa del nefrone, nel tubulo contorto distale - circa 9 %, e meno di 1 % riassorbiti nei dotti collettori o escreti nelle urine.

Il riassorbimento nel segmento distale è caratterizzato dal fatto che le cellule trasportano una quantità minore di ioni rispetto al tubulo prossimale, ma contro un gradiente di concentrazione maggiore. Questo segmento del nefrone e i dotti collettori svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione del volume dell'urina escreta e della concentrazione di sostanze osmoticamente attive in essa (concentrazione osmotica 1). Nell'urina finale, la concentrazione di sodio può diminuire fino a 1 mmol/l rispetto a 140 mmol/l nel plasma sanguigno. Nel tubulo distale, il potassio non viene solo riassorbito, ma anche secreto quando è in eccesso nell'organismo.

Per caratterizzare l'assorbimento di varie sostanze nei tubuli renali, è essenziale il concetto della soglia di escrezione. Le sostanze senza soglia vengono rilasciate a qualsiasi concentrazione nel plasma sanguigno (e, di conseguenza, nell'ultrafiltrato). Tali sostanze sono l'inulina e il mannitolo. La soglia per l'eliminazione di quasi tutte le sostanze fisiologicamente importanti e preziose per l'organismo è diversa. Pertanto, il rilascio di glucosio nelle urine (glucosuria) avviene quando la sua concentrazione nel filtrato glomerulare (e nel plasma sanguigno) supera i 10 mmol/l. Il significato fisiologico di questo fenomeno verrà rivelato descrivendo il meccanismo di riassorbimento.

Filtrabile glucosio Viene quasi completamente riassorbito dalle cellule del tubulo prossimale e normalmente una piccola quantità viene escreta nelle urine al giorno (non più di 130 mg). Il processo di riassorbimento del glucosio avviene contro un gradiente di concentrazione elevato ed è attivo secondariamente. Nella membrana apicale (luminale) della cellula, il glucosio si combina con un trasportatore, che deve anche attaccare Na +, dopo di che il complesso viene trasportato attraverso la membrana apicale, cioè glucosio e Na + entrano nel citoplasma. La membrana apicale è altamente selettiva e permeabile unidirezionalmente e non consente né al glucosio né al Na+ di ripassare dalla cellula nel lume del tubulo. Queste sostanze si muovono verso la base della cellula lungo un gradiente di concentrazione. Il trasferimento del glucosio dalla cellula al sangue attraverso la membrana plasmatica basale è di tipo diffusione facilitata e il Na +, come notato sopra, viene rimosso dalla pompa del sodio situata in questa membrana.

10. Riassorbimento nel segmento sottile dell'ansa di Henle (concentrazione di urina). Il concetto di sistema rotativo in controcorrente.

Il fluido proveniente dal tubulo prossimale nella sottile sezione discendente dell'ansa del nefrone entra nell'area del rene, nel tessuto interstiziale la cui concentrazione di sostanze osmoticamente attive è maggiore che nella corteccia renale. Questo aumento della concentrazione osmolale nella zona esterna del midollo è dovuto all'attività del ramo spesso ascendente dell'ansa nefronale. La sua parete è impermeabile all'acqua e le cellule trasportano Cl - , Na + nel tessuto interstiziale. La parete della parte discendente dell'anello è permeabile all'acqua. L'acqua viene assorbita dal lume del tubulo nel tessuto interstiziale circostante lungo un gradiente osmotico e le sostanze osmoticamente attive rimangono nel lume del tubulo. La concentrazione di sostanze osmoticamente attive nel liquido proveniente dalla parte ascendente dell'ansa fino alle parti iniziali del lontano tubulo contorto è già di circa 200 mOsmol/kg H 2 O, cioè è inferiore a quella dell'ultrafiltrato. L'ingresso di C1 - e Na + nel tessuto interstiziale del midollo aumenta la concentrazione di sostanze osmoticamente attive (concentrazione osmolale) del liquido intercellulare in quest'area del rene. Anche la concentrazione osmolale del fluido situato nel lume del tratto discendente dell'ansa aumenta della stessa quantità. Ciò è dovuto al fatto che l'acqua passa attraverso la parete permeabile all'acqua dell'ansa del nefrone discendente nel tessuto interstiziale lungo un gradiente osmotico, mentre allo stesso tempo le sostanze osmoticamente attive rimangono nel lume di questo tubulo.

Quanto più il fluido nel tratto discendente dell'ansa si allontana dalla corteccia alla papilla renale originaria, tanto maggiore è la sua concentrazione osmolale. Pertanto, in ciascuna sezione adiacente dell'arto discendente si verifica solo un leggero aumento della pressione osmotica, ma lungo la midollare renale la concentrazione osmolale del liquido nel lume del tubulo e nel tessuto interstiziale aumenta gradualmente da 300 a 1450 mOsmol/kg. H2O.

All'apice del midollo renale, la concentrazione osmolale del liquido nell'ansa nefronale aumenta più volte e il suo volume diminuisce. Con l'ulteriore movimento del fluido lungo la sezione ascendente dell'ansa del nefrone, specialmente nella sezione ascendente spessa dell'ansa, il riassorbimento di C1 - e Na + continua, mentre l'acqua rimane nel lume del tubulo.

All'inizio degli anni '50 del XX secolo fu fondata un'ipotesi secondo la quale la formazione di urina concentrata osmoticamente è dovuta all'attività del sistema moltiplicatore controcorrente nel rene.

Il principio dello scambio controcorrente è abbastanza diffuso in natura e viene utilizzato nella tecnologia. Consideriamo il meccanismo di funzionamento di un tale sistema usando l'esempio dei vasi sanguigni negli arti degli animali artici. Per evitare grandi perdite di calore, il sangue nelle arterie parallele e nelle vene delle estremità scorre in modo tale che il sangue arterioso caldo riscalda il sangue venoso raffreddato che si muove verso il cuore (Fig. 12.8, A). Il sangue arterioso a bassa temperatura scorre nel piede, riducendo drasticamente il trasferimento di calore. In questo caso tale sistema funziona solo come scambiatore in controcorrente; nel rene ha un effetto moltiplicatore, cioè aumenta l’effetto,

raggiunti in ciascuno dei singoli segmenti del sistema. Per comprenderne meglio il funzionamento, si consideri un sistema costituito da tre tubi paralleli (Fig. 12.8, B). I tubi I e II sono collegati ad arco ad un'estremità. La parete, comune ad entrambi i tubi, ha la capacità di trasportare gli ioni, ma non permette il passaggio dell'acqua. Quando una soluzione con una concentrazione di 300 mOsmol/l viene versata in un sistema di questo tipo attraverso l'ingresso I (Fig. 12.8, B, a) e non scorre, dopo un po' di tempo, a causa del trasporto di ioni nel tubo I, la soluzione diventerà ipotonica e nella provetta II diventerà ipertonica. Nel caso in cui il liquido scorre continuamente attraverso i tubi, inizia la concentrazione di sostanze osmoticamente attive (Fig. 12.8, B, b). La differenza nelle loro concentrazioni ad ogni livello del tubo dovuta ad un singolo effetto di trasporto ionico non supera i 200 mmol/l, tuttavia, lungo la lunghezza del tubo, i singoli effetti si moltiplicano e il sistema inizia a funzionare come un moltiplicatore controcorrente . Poiché, man mano che il liquido si muove, da esso vengono estratti non solo ioni, ma anche una certa quantità di acqua, la concentrazione della soluzione aumenta sempre più man mano che ci si avvicina alla curva dell'ansa. A differenza dei tubi I e II, nel tubo III viene regolata la permeabilità delle pareti all'acqua: quando la parete diventa permeabile e comincia a far passare l'acqua, il volume del liquido in essa contenuto diminuisce. In questo caso l'acqua va verso una concentrazione osmotica maggiore nel liquido vicino al tubo, ed i sali rimangono all'interno del tubo. Di conseguenza, la concentrazione di ioni nel tubo III aumenta e il volume del liquido in esso contenuto diminuisce. La concentrazione delle sostanze in esso contenute dipenderà da una serie di condizioni, compreso il funzionamento del sistema di moltiplicazione in controcorrente dei tubi I e II. Come risulterà chiaro dalla discussione seguente, il lavoro dei tubuli renali nel processo di concentrazione osmotica dell'urina è simile al modello descritto.

A seconda dello stato del bilancio idrico del corpo, i reni secernono urina ipotonica (diluizione osmotica) o, al contrario, concentrata osmoticamente (concentrazione osmotica). Nel processo di concentrazione osmotica dell'urina nel rene prendono parte tutte le sezioni dei tubuli, dei vasi midollari e del tessuto interstiziale, che funzionano come un sistema moltiplicatore rotatorio e controcorrente. Di 100 ml di filtrato formatosi nei glomeruli, circa 60-70 ml (2/3) vengono riassorbiti dall'estremità del segmento prossimale. La concentrazione di sostanze osmoticamente attive nel fluido rimasto nei tubuli è la stessa dell'ultrafiltrato del plasma sanguigno, sebbene la composizione del fluido differisca dalla composizione dell'ultrafiltrato a causa del riassorbimento di un numero di sostanze insieme all'acqua in il tubulo prossimale (Fig. 12.9). Successivamente, il fluido tubulare passa dalla corteccia renale al midollo, muovendosi lungo l'ansa del nefrone fino all'apice del midollo (dove il tubulo si piega di 180°), passa nella sezione ascendente dell'ansa e si muove nella direzione dal midollo. alla corteccia renale.

11. Riassorbimento nei tubuli distali dei reni (facoltativo). Meccanismo ormonale di regolazione del riassorbimento del sodio (renina - angiotensina - aldosterone).

I tratti iniziali del tubulo contorto distale, sia durante la diuresi idrica che durante l'antidiuresi, ricevono sempre fluido ipotonico, la cui concentrazione di sostanze osmoticamente attive è inferiore a 200 mOsmol/kg H2O.

Con una diminuzione della minzione (antidiuresi) causata dall'iniezione di ADH o dalla secrezione di ADH da parte della neuroipofisi durante la carenza di acqua nel corpo, la permeabilità della parete delle parti finali del segmento distale (tubulo di collegamento) e dei dotti collettori per l'acqua aumenta. Dal fluido ipotonico situato nel tubulo di collegamento e nel dotto collettore della corteccia renale, l'acqua viene riassorbita lungo un gradiente osmotico, la concentrazione osmotica del fluido in questa sezione aumenta fino a 300 mOsmol/kg H2O, cioè diventa isosmotica con il sangue in la circolazione sistemica e la corteccia renale fluida intercellulare. La concentrazione dell'urina continua nei dotti collettori; corrono paralleli ai tubuli dell'ansa nefronale attraverso la midollare renale. Come notato sopra, nella midollare renale la concentrazione osmolale del liquido aumenta gradualmente e l'acqua viene riassorbita dalle urine nei dotti collettori; la concentrazione delle sostanze osmoticamente attive nel fluido del lume del tubulo è eguagliata a quella del liquido interstiziale all'apice del midollo. In condizioni di carenza idrica nel corpo, aumenta la secrezione di ADH, che aumenta la permeabilità delle pareti delle parti finali del segmento distale e dei condotti di raccolta dell'acqua.

A differenza della zona esterna della midollare renale, dove l'aumento della concentrazione osmolare si basa principalmente sul trasporto di Na + e C1 -, nella midollare interna questo aumento è dovuto alla partecipazione di alcune sostanze, tra cui l'urea è della massima importanza: le pareti del tubulo prossimale le sono permeabili. Fino a 50 vengono riassorbiti nel tubulo prossimale % di urea filtrata, tuttavia, all'inizio del tubulo distale la quantità di urea è leggermente superiore alla quantità di urea fornita con il filtrato. Si è scoperto che esiste un sistema di circolazione intrarenale dell'urea, che è coinvolto nella concentrazione osmotica dell'urina. Con l'antidiuresi, l'ADH aumenta la permeabilità dei dotti collettori della midollare renale non solo all'acqua, ma anche all'urea. Nel lume dei condotti collettori, a causa del riassorbimento dell'acqua, aumenta la concentrazione dell'urea. Quando la permeabilità della parete tubulare all'urea aumenta, questa si diffonde nella midollare renale. L'urea penetra nel lume vaso dritto e la sezione sottile dell'ansa del nefrone. Salendo verso la corteccia renale lungo i vasa recta, l'urea partecipa continuamente allo scambio controcorrente, si diffonde nella sezione discendente dei vasa recta e nella parte discendente dell'ansa del nefrone. L'apporto costante di urea, C1 - e Na + nel midollo interno, riassorbiti dalle cellule della sottile ansa nefronale ascendente e dai dotti collettori, la ritenzione di queste sostanze dovuta all'attività del sistema controcorrente dei vasa recta e delle anse nefronali garantisce un aumento della concentrazione di sostanze osmoticamente attive nel liquido extracellulare nel midollo interno dei reni A seguito di un aumento della concentrazione osmolale del liquido interstiziale che circonda il dotto collettore, aumenta il riassorbimento di acqua da esso e aumenta l'efficienza della funzione osmoregolatoria del rene. Questi dati sui cambiamenti nella permeabilità della parete tubulare all’urea forniscono informazioni sul perché la clearance dell’urea diminuisce al diminuire della produzione di urina.

I vasi diretti del midollo renale, come i tubuli dell'ansa nefronale, formano un sistema controcorrente. Grazie a questa disposizione dei vasa recta, è garantito un efficace apporto di sangue alla midollare renale, ma le sostanze osmoticamente attive non vengono lavate via dal sangue, poiché quando il sangue passa attraverso i vasa recta, si osservano gli stessi cambiamenti nella sua concentrazione osmotica di nella sottile sezione discendente dell'ansa nefronale. Man mano che il sangue si muove verso l'apice del midollo, la concentrazione di sostanze osmoticamente attive in esso aumenta gradualmente e durante il movimento di ritorno del sangue alla corteccia, i sali e altre sostanze che si diffondono attraverso la parete vascolare passano nel tessuto interstiziale. Ciò preserva il gradiente di concentrazione delle sostanze osmoticamente attive all'interno del rene e i vasa recta funzionano come un sistema controcorrente. La velocità del movimento del sangue attraverso i vasa recta determina la quantità di sali e urea rimossi dal midollo e il deflusso dell'acqua riassorbita.

Nel caso della diuresi idrica la funzionalità renale differisce dal quadro precedentemente descritto. Il riassorbimento prossimale non cambia; la stessa quantità di liquido entra nel segmento distale del nefrone come durante l'antidiuresi. L'osmolalità della midollare renale durante la diuresi idrica è tre volte inferiore rispetto al massimo dell'antidiuresi, e la concentrazione osmotica del fluido che entra nel segmento distale del nefrone è la stessa - circa 200 mOsmol/kg H 2 O. Con diuresi idrica , la parete delle sezioni terminali dei tubuli renali rimane permeabile all'acqua e le cellule continuano a riassorbire Na+ dal flusso di urina. Di conseguenza, viene rilasciata urina ipotonica, la cui concentrazione di sostanze osmoticamente attive può diminuire fino a 50 mOsmol/kg H 2 O. La permeabilità dei tubuli per l'urea è bassa, quindi l'urea viene escreta nelle urine senza accumularsi nel midollo. del rene.

Pertanto, l'attività dell'ansa nefronale, delle parti terminali del segmento distale e dei dotti collettori garantisce la capacità dei reni di produrre grandi volumi di urina diluita (ipotonica) - fino a 900 ml/h, e in caso di carenza di acqua, espellere solo 10-12 ml/h di urina, 4,5 volte più concentrata osmoticamente del sangue. La capacità del rene di concentrare osmoticamente l'urina è eccezionalmente sviluppata in alcuni roditori del deserto, il che glielo consente a lungo fare a meno dell'acqua.

12. Riassorbimento facoltativo dell'acqua nei condotti collettori. Meccanismo ormonale per la regolazione del riassorbimento dell'acqua (vasopressina). Acquaporine e loro ruolo.

Nel nefrone prossimale il riassorbimento di sodio, potassio, cloro e altre sostanze avviene attraverso la membrana della parete tubulare, che è altamente permeabile all'acqua. Al contrario, nella spessa ansa ascendente del nefrone, nei tubuli contorti distali e nei dotti collettori, il riassorbimento degli ioni e dell'acqua avviene attraverso la parete del tubulo, che è scarsamente permeabile all'acqua; la permeabilità della membrana all'acqua in alcune parti del nefrone e dei dotti collettori può essere regolata e l'entità della permeabilità varia a seconda dello stato funzionale dell'organismo (riassorbimento facoltativo). Sotto l'influenza degli impulsi che arrivano lungo i nervi efferenti e sotto l'azione di sostanze biologicamente attive, nel nefrone prossimale viene regolato il riassorbimento di sodio e cloro. Ciò si manifesta particolarmente chiaramente nel caso di un aumento del volume del sangue e del liquido extracellulare, quando una diminuzione del riassorbimento nel tubulo prossimale contribuisce ad una maggiore escrezione di ioni e acqua e quindi ripristina l'equilibrio salino. L'isoosmia è sempre conservata nel tubulo prossimale. La parete del tubulo è permeabile all'acqua e il volume dell'acqua riassorbita è determinato dalla quantità di sostanze osmoticamente attive riassorbite, dietro le quali l'acqua si muove lungo il gradiente osmotico. Nelle parti terminali del nefrone distale e nei dotti collettori, la permeabilità della parete del tubulo all'acqua è regolata dalla vasopressina.

Il riassorbimento facoltativo dell'acqua dipende dalla permeabilità osmotica della parete tubulare, dall'entità del gradiente osmotico e dalla velocità del movimento del fluido lungo il tubulo.

Per caratterizzare l'assorbimento di varie sostanze nei tubuli renali, è essenziale il concetto della soglia di escrezione.

Una delle caratteristiche dei reni è la loro capacità di modificare l'intensità del trasporto di varie sostanze in un ampio intervallo: acqua, elettroliti e non elettroliti. Questa è una condizione indispensabile affinché il rene possa raggiungere il suo scopo principale: stabilizzare gli indicatori fisici e chimici di base dei fluidi interni. L'ampia gamma di cambiamenti nella velocità di riassorbimento di ciascuna delle sostanze necessarie per l'organismo filtrate nel lume del tubulo richiede l'esistenza di meccanismi appropriati per la regolazione delle funzioni cellulari. L'azione degli ormoni e dei mediatori che influenzano il trasporto degli ioni e dell'acqua è determinata dai cambiamenti nelle funzioni dei canali ionici o dell'acqua, dei trasportatori e delle pompe ioniche. Sono note diverse varianti dei meccanismi biochimici attraverso i quali ormoni e mediatori regolano il trasporto di sostanze da parte della cellula nefronale. In un caso il genoma viene attivato e viene potenziata la sintesi di proteine ​​specifiche responsabili dell'attuazione dell'effetto ormonale, nell'altro caso avviene un cambiamento nella permeabilità e nel funzionamento della pompa senza la partecipazione diretta del genoma;

Il confronto delle caratteristiche dell'azione dell'aldosterone e della vasopressina ci consente di rivelare l'essenza di entrambe le varianti degli effetti regolatori. L'aldosterone aumenta il riassorbimento di Na+

cellule tubulari renali. Dal fluido extracellulare, l'aldosterone penetra attraverso la membrana plasmatica basale nel citoplasma cellulare, si connette con il recettore e il complesso risultante entra nel nucleo (Fig. 12.11). Nel nucleo viene stimolata la sintesi di tRNA DNA-dipendente e viene attivata la formazione di proteine ​​necessarie per aumentare il trasporto di Na+. L'aldosterone stimola la sintesi dei componenti della pompa del sodio (Na+, K+-ATPasi), degli enzimi del ciclo degli acidi tricarbossilici (Krebs) e canali del sodio, attraverso il quale Na+ entra nella cellula attraverso la membrana apicale dal lume del tubulo. In condizioni fisiologiche normali, uno dei fattori che limitano il riassorbimento del Na+ è la permeabilità della membrana plasmatica apicale al Na+. Un aumento del numero di canali del sodio o del tempo del loro stato aperto aumenta l'ingresso di Na nella cellula, aumenta il contenuto di Na + nel suo citoplasma e stimola il trasporto attivo di Na + e la respirazione cellulare.

L'aumento della secrezione di K + sotto l'influenza dell'aldosterone è dovuto ad un aumento della permeabilità al potassio della membrana apicale e al flusso di K dalla cellula al lume del tubulo. La sintesi potenziata di Na+, K+ -ATPasi sotto l'azione dell'aldosterone garantisce un maggiore ingresso di K+ nella cellula dal fluido extracellulare e favorisce la secrezione di K+.

Consideriamo un'altra versione del meccanismo dell'azione cellulare degli ormoni usando l'esempio dell'ADH (vasopressina). Interagisce dal liquido extracellulare con il recettore V 2 localizzato nel basale membrana plasmatica cellule delle parti terminali del segmento distale e dotti collettori. Con la partecipazione delle proteine ​​G si attiva l'enzima adenilato ciclasi e dall'ATP si forma 3,5"-AMP (cAMP), che stimola la proteina chinasi A e l'inserimento dei canali dell'acqua (acquaporine) nella membrana apicale. Ciò porta ad una maggiore permeabilità all’acqua. Successivamente, il cAMP viene distrutto dalla fosfodiesterasi e convertito in 3"5"-AMP.

13. Riflessi osmoregolatori. Osmocettori, loro localizzazione, meccanismo d'azione, significato.

Il rene funge da organo esecutivo in una catena di vari riflessi che garantiscono la costanza della composizione e del volume dei liquidi nell'ambiente interno. Il sistema nervoso centrale riceve informazioni sullo stato dell'ambiente interno, avviene l'integrazione dei segnali e la regolazione dell'attività renale è assicurata con la partecipazione dei nervi efferenti o ghiandole endocrine, i cui ormoni regolano il processo di formazione dell'urina. Il lavoro del rene, come quello di altri organi, non è soggetto solo al controllo riflesso incondizionato, ma è anche regolato dalla corteccia cerebrale, cioè la formazione dell'urina può cambiare in modo riflesso condizionato. L'anuria, che si manifesta con la stimolazione dolorosa, può essere riprodotta mediante riflesso condizionato. Il meccanismo dell'anuria dolorosa si basa sull'irritazione dei centri ipotalamici che stimolano la secrezione di vasopressina da parte della neuroipofisi. Insieme a ciò aumenta l'attività della parte simpatica del sistema nervoso autonomo e la secrezione di catecolamine da parte delle ghiandole surrenali, che provoca una forte diminuzione della minzione dovuta sia ad una diminuzione della filtrazione glomerulare che ad un aumento del riassorbimento tubulare dell'acqua.

Non solo una diminuzione, ma anche un aumento della diuresi può essere causato da un riflesso condizionato. L'introduzione ripetuta di acqua nel corpo del cane in combinazione con l'azione di uno stimolo condizionato porta alla formazione riflesso condizionato accompagnato da un aumento della produzione di urina. Il meccanismo della poliuria riflessa condizionata in questo caso si basa sul fatto che gli impulsi vengono inviati dalla corteccia cerebrale all'ipotalamo e la secrezione di ADH diminuisce. Gli impulsi che arrivano attraverso i nervi efferenti del rene regolano l'emodinamica e il funzionamento dell'apparato iuxtaglomerulare del rene e hanno un effetto diretto sul riassorbimento e sulla secrezione di un certo numero di non elettroliti ed elettroliti nei tubuli. Gli impulsi che arrivano attraverso le fibre adrenergiche stimolano il trasporto del sodio e attraverso le fibre colinergiche attivano il riassorbimento del glucosio e la secrezione di acidi organici. Il meccanismo dei cambiamenti nella formazione dell'urina con la partecipazione dei nervi adrenergici è dovuto all'attivazione dell'adenilato ciclasi e alla formazione di cAMP nelle cellule tubulari. L'adenilato ciclasi sensibile alle catecolamine è presente nelle membrane basolaterali delle cellule del tubulo contorto distale e nei tratti iniziali dei dotti collettori. I nervi afferenti del rene svolgono un ruolo significativo come collegamento informativo nel sistema di regolazione ionica e garantiscono l'attuazione dei riflessi reno-renali.

14. Processi secretori nei reni.

I reni sono coinvolti nella formazione (sintesi) di alcune sostanze, che successivamente rimuovono. I reni svolgono una funzione secretoria. Hanno la capacità di secernere acidi e basi organici, ioni K+ e H+. È stata stabilita la partecipazione dei reni non solo al metabolismo dei minerali, ma anche a quello dei lipidi, delle proteine ​​e dei carboidrati.

Pertanto, i reni, regolando la quantità di pressione osmotica nel corpo, la costanza della reazione sanguigna, svolgendo funzioni sintetiche, secretorie ed escretorie, prendono parte attiva nel mantenimento della costanza della composizione dell'ambiente interno del corpo ( omeostasi).

Il lume dei tubuli contiene bicarbonato di sodio. Le cellule dei tubuli renali contengono l'enzima anidrasi carbonica, sotto l'influenza del quale si forma acido carbonico da anidride carbonica e acqua.

L'acido carbonico si dissocia in uno ione idrogeno e un anione HCO3-. Lo ione H+ viene secreto dalla cellula nel lume del tubulo e sposta il sodio dal bicarbonato, convertendolo in acido carbonico e poi in H2O e CO2. All'interno della cellula, l'HCO3- interagisce con il Na+ riassorbito dal filtrato. La CO2, che si diffonde facilmente attraverso le membrane lungo un gradiente di concentrazione, entra nella cellula e, insieme alla CO2 formata a seguito del metabolismo cellulare, reagisce per formare acido carbonico.

Gli ioni idrogeno secreti nel lume del tubulo si legano anche al fosfato disostituito (Na2HPO4), spostando il sodio da esso e convertendolo in sodio monosostituito - NaH2PO4.

Come risultato della deaminazione degli aminoacidi nei reni, si forma l'ammoniaca che viene rilasciata nel lume del tubulo. Gli ioni idrogeno si legano all'ammoniaca nel lume del tubulo e formano lo ione ammonio NH4+. In questo modo l'ammoniaca viene disintossicata.

La secrezione dello ione H+ in cambio dello ione Na+ porta al ripristino della riserva di basi nel plasma sanguigno e al rilascio di ioni idrogeno in eccesso.

Con un intenso lavoro muscolare e mangiando carne, l'urina diventa acida e quando si consumano cibi vegetali diventa alcalina.

15. L'importanza dei reni nel mantenimento dell'equilibrio acido-base nell'organismo, soprattutto durante l'infanzia.

I reni sono coinvolti nel mantenimento di una concentrazione costante di H+ nel sangue espellendo i prodotti metabolici acidi. La reazione attiva dell'urina nell'uomo e negli animali può cambiare in modo molto drammatico a seconda dello stato acido-base del corpo. La concentrazione di H + durante acidosi e alcalosi differisce quasi 1000 volte con acidosi, il pH può scendere a 4,5, con alcalosi può raggiungere 8,0; Ciò favorisce la partecipazione dei reni alla stabilizzazione del pH del plasma sanguigno a 7,36. Il meccanismo di acidificazione delle urine si basa sulla secrezione di H+ da parte delle cellule tubulari (Fig. 12.10). Nella membrana plasmatica apicale e nel citoplasma delle cellule di varie parti del nefrone è presente l'enzima anidrasi carbonica (CA), che catalizza la reazione di idratazione della CO 2: CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - .

La secrezione di H+ crea le condizioni per il riassorbimento, insieme al bicarbonato, di una pari quantità di Na+. Insieme alla pompa sodio-potassio e alla pompa elettrogenica del sodio, che determina il trasferimento del Na+ dal C1 -, il riassorbimento del Na+ dal bicarbonato gioca un ruolo importante nel mantenimento dell'equilibrio del sodio. Il bicarbonato filtrato dal plasma sanguigno si combina con l'H+ secreto dalla cellula e viene convertito in CO 2 nel lume del tubulo. La formazione di H+ avviene come segue. All'interno della cellula, a causa dell'idratazione della CO 2, si forma H 2 CO 3 che si dissocia in H + e HCO 3 -. Nel lume del tubulo, H + si lega non solo con HCO 3 -, ma anche con composti come il fosfato disostituito (Na 2 HPO4) e alcuni altri, a seguito dei quali l'escrezione di acidi titolabili (TA -) in l'urina aumenta. Ciò favorisce il rilascio di acidi e il ripristino della riserva di basi nel plasma sanguigno. Infine, l'H + secreto può legarsi nel lume del tubulo con NH3, che si forma nella cellula durante la deaminazione della glutammina e di un certo numero di amminoacidi e si diffonde attraverso la membrana nel lume del tubulo, in cui si trova lo ione ammonio formato: NH 3 + H + → NH 4+ Questo processo contribuisce alla conservazione di Na+ e K+ nell'organismo, che vengono riassorbiti nei tubuli. Pertanto, l'escrezione totale di acidi da parte del rene (UH + .V) è costituita da tre componenti: acidi titolabili (U ta ∙V), ammonio (U NH 4 ∙V) e bicarbonato:

UH+∙ V= VTA∙ V+ U NH 4 ∙ V─ V - HCO 3 ∙ V

Quando si mangia carne, si formano più acidi e l'urina diventa acida, mentre quando si mangiano cibi vegetali, il pH si sposta verso il lato alcalino. Durante l'intenso lavoro fisico, una quantità significativa di acido lattico e fosforico entra nel sangue dai muscoli e i reni aumentano l'escrezione di prodotti "acidi" nelle urine.

La funzione di rilascio degli acidi da parte dei reni dipende in gran parte dallo stato acido-base del corpo. Pertanto, con l'ipoventilazione dei polmoni, la CO 2 viene trattenuta e il pH del sangue diminuisce - si sviluppa acidosi respiratoria, con l'iperventilazione la tensione della CO 2 nel sangue diminuisce, il pH del sangue aumenta - si verifica uno stato di alcalosi respiratoria; Il contenuto di acidi acetoacetico e β-idrossibutirrico può aumentare nel diabete mellito non trattato. In questo caso, la concentrazione di bicarbonato nel sangue diminuisce drasticamente e si sviluppa uno stato di acidosi metabolica. Il vomito, accompagnato dalla perdita di acido cloridrico, porta ad un aumento della concentrazione di bicarbonato nel sangue e all'alcalosi metabolica. Quando l'equilibrio di H + è disturbato a causa di cambiamenti primari nella tensione di CO 2, si sviluppa alcalosi respiratoria o acidosi quando cambia la concentrazione di HCO 3 - si verifica alcalosi metabolica o acidosi; Insieme ai reni, anche i polmoni partecipano alla normalizzazione dello stato acido-base. Con acidosi respiratoria, escrezione di H + e HCO 3 - aumento di riassorbimento; con alcalosi respiratoria, escrezione di H + e HCΟ 3 - diminuzione di riassorbimento;

L'acidosi metabolica è compensata dall'iperventilazione. Alla fine, i reni stabilizzano la concentrazione plasmatica di bicarbonato a 26-28 mmol/le il pH a 7,36.

16. Urina, sua composizione, quantità. Regolazione della produzione di urina. Escrezione urinaria nei bambini.

La diuresi è la quantità di urina escreta da una persona al giorno. certo tempo. Questo valore in una persona sana varia ampiamente a seconda dello stato del metabolismo dell'acqua. In normali condizioni dell'acqua, vengono escreti 1-1,5 litri di urina al giorno. La concentrazione di sostanze osmoticamente attive nelle urine dipende dallo stato del metabolismo dell'acqua e varia da 50 a 1450 mOsmol/kg H2O Dopo aver consumato una quantità significativa di acqua e test funzionale con un carico idrico (il soggetto beve acqua in un volume di 20 ml per 1 kg di peso corporeo), la velocità della minzione raggiunge i 15-20 ml/min. In condizioni di temperatura ambiente elevata, a causa dell'aumento della sudorazione, la quantità di urina escreta diminuisce. Di notte, durante il sonno, la diuresi è inferiore rispetto a quella diurna.

Composizione e proprietà dell'urina. La maggior parte delle sostanze presenti nel plasma sanguigno, nonché alcuni composti sintetizzati nei reni, possono essere escrete nelle urine. Gli elettroliti vengono escreti nelle urine, la cui quantità dipende dall'assunzione con la dieta e la concentrazione nelle urine dipende dal livello di produzione di urina. L'escrezione giornaliera di sodio è 170-260 mmol, potassio - 50-80, cloro - 170-260, calcio - 5, magnesio - 4, solfato - 25 mmol.

I reni fungono da organo principale per l'eliminazione dei prodotti finali del metabolismo dell'azoto. Negli esseri umani, la degradazione delle proteine ​​produce urea, componente fino a 90 % azoto urinario; la sua escrezione giornaliera raggiunge 25-35 g. 0,4-1,2 g di azoto ammoniacale vengono escreti nelle urine, 0,7 g acido urico (quando si consumano cibi ricchi di purine, l'escrezione aumenta a 2-3 g). La creatina, formata nei muscoli dalla fosfocreatina, entra creatinina; ne viene secreto circa 1,5 g al giorno. In piccole quantità, alcuni derivati ​​​​dei prodotti del decadimento proteico nell'intestino entrano nelle urine - indolo, scatolo, fenolo, che vengono principalmente neutralizzati nel fegato, dove si formano composti accoppiati con acido solforico - indossilsolforico, skatoxilsolforico e altri acidi. Le proteine ​​​​nelle urine normali vengono rilevate in quantità molto piccole (l'escrezione giornaliera non supera i 125 mg). Una lieve proteinuria si manifesta in persone sane dopo un'attività fisica intensa e scompare dopo il riposo.

Il glucosio nelle urine non viene rilevato in condizioni normali. Con un consumo eccessivo di zucchero, quando la concentrazione di glucosio nel plasma sanguigno supera 10 mmol/l, con iperglicemia di altra origine, si osserva glicosuria - il rilascio di glucosio nelle urine.

Il colore dell'urina dipende dalla quantità di diuresi e dal livello di escrezione del pigmento. Il colore cambia dal giallo chiaro all'arancione. I pigmenti sono formati dalla bilirubina contenuta nella bile nell'intestino, dove la bilirubina viene convertita in urobilina e urocromo, che vengono parzialmente assorbiti nell'intestino e poi escreti dai reni. Alcuni dei pigmenti dell'urina sono prodotti della degradazione dell'emoglobina ossidata nel rene.

Varie sostanze biologicamente attive e prodotti della loro trasformazione vengono escreti nelle urine, da cui, in una certa misura, si può giudicare la funzione di alcune ghiandole endocrine. Nelle urine sono stati trovati derivati ​​​​degli ormoni della corteccia surrenale, estrogeni, ADH, vitamine (acido ascorbico, tiamina), enzimi (amilasi, lipasi, transaminasi, ecc.). In caso di patologia, nelle urine si trovano sostanze che di solito non vengono rilevate: acetone, acidi biliari, emoglobina, ecc.

Selezione- un insieme di processi fisiologici volti a rimuovere i prodotti finali metabolici dal corpo (effettuati da reni, ghiandole sudoripare, polmoni, tratto gastrointestinale e così via.).

Escrezione) - il processo di liberazione del corpo dai prodotti finali del metabolismo, acqua in eccesso, minerali (macro e microelementi), nutrienti, sostanze estranee e tossiche e calore. L'escrezione avviene costantemente nel corpo, il che garantisce il mantenimento della composizione ottimale e proprietà fisiche e chimiche il suo ambiente interno e, soprattutto, il sangue.

I prodotti finali del metabolismo (metabolismo) sono anidride carbonica, acqua, sostanze contenenti azoto (ammoniaca, urea, creatinina, acido urico). L'anidride carbonica e l'acqua si formano durante l'ossidazione di carboidrati, grassi e proteine ​​e vengono rilasciate dall'organismo principalmente in forma libera. Una piccola parte dell'anidride carbonica viene rilasciata sotto forma di bicarbonati. I prodotti metabolici contenenti azoto si formano durante la scomposizione delle proteine ​​e acidi nucleici. L'ammoniaca si forma durante l'ossidazione delle proteine ​​e viene eliminata dall'organismo principalmente sotto forma di urea (25-35 g/giorno) dopo opportune trasformazioni nel fegato e sali di ammonio (0,3-1,2 g/giorno). Nei muscoli, durante la degradazione della creatina fosfato, si forma la creatina che, dopo la disidratazione, viene convertita in creatinina (fino a 1,5 g/giorno) e in questa forma viene eliminata dal corpo. Quando gli acidi nucleici si scompongono, si forma acido urico.

Durante l'ossidazione dei nutrienti viene sempre rilasciato calore, il cui eccesso deve essere rimosso dal luogo della sua formazione nel corpo. Queste sostanze formate a seguito dei processi metabolici devono essere costantemente rimosse dal corpo e il calore in eccesso deve essere dissipato nell'ambiente esterno.

Organi escretori umani

Il processo di escrezione è importante per l'omeostasi, garantisce il rilascio del corpo dai prodotti finali del metabolismo che non possono più essere utilizzati, sostanze estranee e tossiche, nonché acqua in eccesso, sali e composti organici ricevuti dal cibo o formati di conseguenza del metabolismo. L'importanza principale degli organi escretori è mantenere una composizione e un volume costanti di liquidi nell'ambiente interno del corpo, principalmente sangue.

Organi emuntori:

• reni - rimuovere l'acqua in eccesso, le sostanze inorganiche e organiche, prodotti finali del metabolismo;
• polmoni- rimuovere l'anidride carbonica, l'acqua, alcune sostanze volatili, ad esempio i vapori di etere e cloroformio durante l'anestesia, i vapori di alcol durante l'intossicazione;
• ghiandole salivari e gastriche- rilasciare metalli pesanti, numerosi farmaci (morfina, chinino) e composti organici estranei;
• pancreas e ghiandole intestinali - espellere metalli pesanti e farmaci;
• pelle (ghiandole sudoripare) - Secernono acqua, sali, alcune sostanze organiche, in particolare urea, e durante il duro lavoro acido lattico.

Caratteristiche generali del sistema di estrazione

Sistema di selezione - si tratta di un insieme di organi (reni, polmoni, pelle, tratto digestivo) e meccanismi di regolazione, la cui funzione è l'escrezione di varie sostanze e la dissipazione del calore in eccesso dal corpo all'interno ambiente.

Ciascuno degli organi del sistema escretore svolge un ruolo di primo piano nella rimozione di alcune sostanze escrete e nella dissipazione del calore. Tuttavia, l’efficienza del sistema di escrezione si ottiene grazie al loro lavoro congiunto, garantito da complessi meccanismi di regolamentazione. In questo caso, un cambiamento nello stato funzionale di uno degli organi escretori (a causa del suo danno, malattia, esaurimento delle riserve) è accompagnato da un cambiamento nella funzione escretoria degli altri inclusi nel sistema escretore integrale del corpo. Ad esempio, quando escrezione in eccesso acqua attraverso la pelle con aumento della sudorazione in condizioni di elevata temperatura esterna (in estate o mentre si lavora in officine calde di produzione), la formazione di urina da parte dei reni e la sua escrezione diminuiscono - la diuresi diminuisce. Con una diminuzione dell'escrezione di composti azotati nelle urine (in caso di malattia renale), aumenta la loro rimozione attraverso i polmoni, la pelle e il tratto digestivo. Questa è la causa dell'odore dell'alito “uremico” nei pazienti con forme gravi di insufficienza renale acuta o cronica.

Reni svolgono un ruolo di primo piano nell'escrezione di sostanze contenenti azoto, acqua (in condizioni normali, più della metà del suo volume deriva dall'escrezione giornaliera), eccesso della maggior parte dei minerali (sodio, potassio, fosfati, ecc.), eccesso di nutrienti e sostanze estranee.

Polmoni garantire la rimozione di oltre il 90% dell'anidride carbonica formata nel corpo, del vapore acqueo e di alcune sostanze volatili che entrano o si formano nel corpo (alcol, etere, cloroformio, gas di veicoli e imprese industriali, acetone, urea, tensioattivo prodotti di degradazione). Quando la funzionalità renale è compromessa, aumenta la secrezione di urea dalle secrezioni delle ghiandole del tratto respiratorio, la cui decomposizione porta alla formazione di ammoniaca, che provoca la comparsa di un odore specifico dalla bocca.

Ghiandole del tratto digestivo(comprese le ghiandole salivari) svolgono un ruolo di primo piano nella secrezione di calcio in eccesso, bilirubina, acidi biliari, colesterolo e suoi derivati. Possono secernere sali di metalli pesanti, sostanze medicinali (morfina, chinino, salicilati), estranee composti organici(ad esempio coloranti), una piccola quantità di acqua (100-200 ml), urea e acido urico. La loro funzione escretoria aumenta quando il corpo è sovraccarico di una quantità eccessiva di varie sostanze, così come nelle malattie renali. Allo stesso tempo, l'escrezione dei prodotti metabolici proteici con le secrezioni delle ghiandole digestive aumenta in modo significativo.

Pelle ha un ruolo di primo piano nei processi di trasferimento del calore dal corpo all'ambiente. La pelle ha organi escretori speciali: ghiandole sudoripare e sebacee. Ghiandole sudoripare svolgono un ruolo importante nel rilascio di acqua, soprattutto nei climi caldi e (o) in un intenso lavoro fisico, anche nei negozi caldi. Il rilascio di acqua dalla superficie della pelle varia da 0,5 l/giorno a riposo a 10 l/giorno nelle giornate calde. Con il sudore vengono rilasciati anche sodio, potassio, sali di calcio, urea (5-10% della quantità totale escreta dal corpo), acido urico e circa il 2% di anidride carbonica. Ghiandole sebacee secernono una speciale sostanza grassa: il sebo, che svolge una funzione protettiva. È costituito da 2/3 di acqua e 1/3 di composti insaponificabili: colesterolo, squalene, prodotti metabolici degli ormoni sessuali, corticosteroidi, ecc.

Funzioni del sistema escretore

L'escrezione è la liberazione del corpo da prodotti finali del metabolismo, sostanze estranee, prodotti nocivi, tossine e sostanze medicinali. Come risultato del metabolismo nel corpo si formano prodotti finali che non possono essere ulteriormente utilizzati dal corpo e quindi devono essere rimossi da esso. Alcuni di questi prodotti sono tossici per gli organi emuntori, quindi nel corpo si formano meccanismi volti a convertire queste sostanze nocive in sostanze innocue o meno dannose per l'organismo. Ad esempio, l'ammoniaca, formata durante il metabolismo delle proteine, ha un effetto dannoso sulle cellule epiteliali renali, quindi nel fegato l'ammoniaca viene convertita in urea, che non ha un effetto dannoso sui reni. Inoltre, il fegato neutralizza le sostanze tossiche come il fenolo, l'indolo e lo scatolo. Queste sostanze si combinano con gli acidi solforico e glucuronico, formando sostanze meno tossiche. Pertanto, i processi di escrezione sono preceduti dai processi della cosiddetta sintesi protettiva, cioè. convertire le sostanze nocive in sostanze innocue.

Gli organi escretori includono: reni, polmoni, tratto gastrointestinale, ghiandole sudoripare. Tutti questi organi eseguono quanto segue funzioni importanti: rimozione dei prodotti metabolici; partecipazione al mantenimento della costanza dell'ambiente interno del corpo.

Partecipazione degli organi emuntori al mantenimento dell'equilibrio salino

Funzioni dell'acqua: l'acqua crea un ambiente in cui avvengono tutti i processi metabolici; fa parte della struttura di tutte le cellule del corpo (acqua legata).

Il corpo umano è costituito per il 65-70% da acqua. In particolare, una persona con un peso medio di 70 kg ha nel corpo circa 45 litri di acqua. Di questa quantità, 32 litri sono acqua intracellulare, coinvolta nella costruzione della struttura delle cellule, e 13 litri sono acqua extracellulare, di cui 4,5 litri sono sangue e 8,5 litri sono liquidi intercellulari. Il corpo umano perde costantemente acqua. Attraverso i reni vengono escreti circa 1,5 litri di acqua, che diluisce le sostanze tossiche, riducendone l'effetto tossico. Con la sudorazione si perdono circa 0,5 litri di acqua al giorno. L'aria espirata viene saturata di vapore acqueo e in questa forma vengono rimossi 0,35 litri. Circa 0,15 litri di acqua vengono rimossi con i prodotti finali della digestione degli alimenti. Pertanto, durante il giorno vengono rimossi dal corpo circa 2,5 litri di acqua. Per mantenere l'equilibrio idrico, è necessario che la stessa quantità entri nel corpo: circa 2 litri di acqua entrano nel corpo con cibi e bevande e 0,5 litri di acqua si formano nel corpo a causa del metabolismo (scambio di acqua), ad es. la portata d'acqua è di 2,5 litri.

Regolazione del bilancio idrico. Autoregolamentazione

Questo processo inizia con una deviazione costante del contenuto di acqua nel corpo. La quantità di acqua nel corpo è una costante rigida, poiché con un apporto idrico insufficiente si verifica molto rapidamente uno spostamento del pH e della pressione osmotica, che porta ad una profonda interruzione del metabolismo cellulare. Una sensazione soggettiva di sete segnala uno squilibrio nell'equilibrio idrico del corpo. Si verifica quando c'è un apporto insufficiente di acqua nell'organismo o quando questa viene rilasciata in modo eccessivo (aumento della sudorazione, dispepsia, quando si verifica un eccessivo apporto di sali minerali, cioè con aumento della pressione osmotica).

In varie parti del letto vascolare, specialmente nell'ipotalamo (nel nucleo sopraottico), ci sono cellule specifiche - osmocettori contenenti un vacuolo (vescicola) pieno di liquido. Queste cellule sono circondate da un vaso capillare. Quando la pressione osmotica del sangue aumenta, a causa della differenza di pressione osmotica, il fluido del vacuolo fuoriesce nel sangue. Il rilascio di acqua dal vacuolo porta al suo restringimento, che provoca l'eccitazione delle cellule osmocettrici. Inoltre, si avverte una sensazione di secchezza nella mucosa della bocca e della faringe, mentre i recettori della mucosa sono irritati, gli impulsi dai quali entrano anche nell'ipotalamo e aumentano l'eccitazione di un gruppo di nuclei chiamato centro della sete. Gli impulsi nervosi da essi entrano nella corteccia cerebrale e lì si forma una sensazione soggettiva di sete.

Con un aumento della pressione osmotica del sangue, iniziano a formarsi reazioni volte a ripristinare la costante. Inizialmente viene utilizzata l'acqua di riserva di tutti i depositi idrici, inizia a passare nel sangue, inoltre, l'irritazione degli osmocettori dell'ipotalamo stimola il rilascio di ADH. È sintetizzato nell'ipotalamo e depositato nel lobo posteriore della ghiandola pituitaria. Il rilascio di questo ormone porta ad una diminuzione della diuresi aumentando il riassorbimento dell'acqua nei reni (soprattutto nei dotti collettori). In questo modo il corpo viene liberato dai sali in eccesso con una perdita d'acqua minima. Sulla base della sensazione soggettiva della sete (motivazione della sete), si formano reazioni comportamentali finalizzate alla ricerca e al ricevimento dell'acqua, che portano ad un rapido ritorno della costante di pressione osmotica a un livello normale. Ecco come viene eseguito il processo di regolazione di una costante rigida.

La saturazione dell’acqua avviene in due fasi:

• fase di saturazione sensoriale, avviene quando l'acqua irrita i recettori della mucosa del cavo orale e della faringe, l'acqua depositata viene rilasciata nel sangue;
• la fase di saturazione vera e propria o metabolica avviene a seguito dell'assorbimento dell'acqua ingerita nell'intestino tenue e del suo ingresso nel sangue.

Funzione escretoria di vari organi e sistemi

La funzione escretoria del tratto digestivo si riduce non solo alla rimozione dei detriti alimentari non digeriti. Ad esempio, nei pazienti affetti da nefrite, i rifiuti azotati vengono rimossi. Quando la respirazione dei tessuti è compromessa, nella saliva compaiono anche prodotti sottoossidati di sostanze organiche complesse. In caso di avvelenamento in pazienti con sintomi di uremia, si osserva ipersalivazione (aumento della salivazione), che in una certa misura può essere considerata un ulteriore meccanismo escretore.

Alcuni coloranti (blu di metilene o congorot) vengono rilasciati attraverso la mucosa gastrica, che viene utilizzata per diagnosticare le malattie gastriche durante la gastroscopia simultanea. Inoltre, i sali di metalli pesanti e le sostanze medicinali vengono rimossi attraverso la mucosa gastrica.

Il pancreas e le ghiandole intestinali secernono anche sali di metalli pesanti, purine e farmaci.

Funzione escretoria dei polmoni

Con l'aria espirata, i polmoni rimuovono l'anidride carbonica e l'acqua. Inoltre, la maggior parte degli esteri aromatici vengono rimossi attraverso gli alveoli polmonari. Gli oli di fusoliera vengono rimossi anche attraverso i polmoni (intossicazione).

Funzione escretoria della pelle

Ghiandole sebacee con funzionamento normale rilasciare i prodotti finali del metabolismo. La secrezione delle ghiandole sebacee serve a lubrificare la pelle con il grasso. La funzione escretoria delle ghiandole mammarie si manifesta durante l'allattamento. Pertanto, quando sostanze tossiche e medicinali o oli essenziali entrano nel corpo della madre, vengono escreti nel latte e possono avere un effetto sul corpo del bambino.

Gli organi escretori effettivi della pelle sono le ghiandole sudoripare, che rimuovono i prodotti di scarto del metabolismo e quindi partecipano al mantenimento di molte costanti dell'ambiente interno del corpo. Con sudore, acqua, sali, latte e acido urico, urea, creatinina. Normalmente, la quota delle ghiandole sudoripare nell'eliminazione dei prodotti del metabolismo proteico è piccola, ma nelle malattie renali, in particolare nell'insufficienza renale acuta, le ghiandole sudoripare aumentano significativamente il volume dei prodotti escreti a causa dell'aumento della sudorazione (fino a 2 litri o più ) e un aumento significativo del contenuto di urea nel sudore. A volte viene rimossa così tanta urea che si deposita sotto forma di cristalli sul corpo e sulla biancheria intima del paziente. Il sudore può eliminare tossine e farmaci. Per alcune sostanze, le ghiandole sudoripare sono l'unico organo di escrezione (ad esempio acido arsenoso, mercurio). Queste sostanze, rilasciate attraverso il sudore, si accumulano nei follicoli piliferi e nel tegumento, il che rende possibile determinare la presenza di queste sostanze nell'organismo anche molti anni dopo la sua morte.

Funzione escretoria dei reni

I reni sono i principali organi emuntori. Svolgono un ruolo di primo piano nel mantenimento di un ambiente interno costante (omeostasi).

Le funzioni dei reni sono molto estese e coinvolgono:

• nel regolare il volume del sangue e degli altri fluidi che compongono l'ambiente interno del corpo;
• regolare la pressione osmotica costante del sangue e di altri fluidi corporei;
• regolare la composizione ionica dell'ambiente interno;
• regolare l'equilibrio acido-base;
• fornire la regolamentazione del rilascio dei prodotti finali del metabolismo dell'azoto;
• provvedere all'escrezione delle sostanze organiche in eccesso fornite con il cibo e formate durante il metabolismo (ad esempio glucosio o aminoacidi);
• regolare il metabolismo (metabolismo di proteine, grassi e carboidrati);
• partecipare alla regolazione della pressione sanguigna;
• partecipare alla regolazione dell'eritropoiesi;
• partecipare alla regolazione della coagulazione del sangue;
• partecipano alla secrezione di enzimi e sostanze fisiologicamente attive: renina, bradichinina, prostaglandine, vitamina D.

L'unità strutturale e funzionale del rene è il nefrone, nel quale avviene il processo di formazione dell'urina. Ogni rene ha circa 1 milione di nefroni.

La formazione dell'urina finale è il risultato di tre processi principali che avvengono nel nefrone: e la secrezione.

Filtrazione glomerulare

La formazione dell'urina nei reni inizia con la filtrazione del plasma sanguigno nei glomeruli. Esistono tre barriere alla filtrazione dell'acqua e dei composti a basso peso molecolare: l'endotelio dei capillari glomerulari; membrana basale; strato interno della capsula glomerulare.

A flussi sanguigni normali, le grandi molecole proteiche formano uno strato barriera sulla superficie dei pori endoteliali, impedendo il passaggio degli elementi formati e delle proteine ​​fini attraverso di essi. I componenti a basso peso molecolare del plasma sanguigno possono raggiungere liberamente la membrana basale, che è uno dei componenti più importanti della membrana filtrante glomerulare. I pori nella membrana basale limitano il passaggio delle molecole in base alla loro dimensione, forma e carica. La parete dei pori caricata negativamente rende difficile il passaggio delle molecole con la stessa carica e limita il passaggio di molecole più grandi di 4-5 nm. L'ultima barriera alle sostanze filtrate è lo strato interno della capsula glomerulare, formata da cellule epiteliali - podociti. I podociti sono dotati di processi (piedi) con i quali si attaccano alla membrana basale. Lo spazio tra le gambe è bloccato da membrane a fessura, che limitano il passaggio dell'albumina e di altre molecole ad alto peso molecolare. Pertanto, un tale filtro multistrato garantisce la conservazione degli elementi e delle proteine ​​formati nel sangue e la formazione di un ultrafiltrato praticamente privo di proteine: l'urina primaria.

La forza principale che garantisce la filtrazione nei glomeruli renali è la pressione idrostatica del sangue nei capillari del glomerulo. La pressione di filtrazione effettiva, da cui dipende la velocità di filtrazione glomerulare, è determinata dalla differenza tra la pressione sanguigna idrostatica nei capillari del glomerulo (70 mm Hg) e i fattori che la contrastano: la pressione oncotica delle proteine ​​plasmatiche (30 mm Hg ) e la pressione idrostatica dell'ultrafiltrato nella capsula glomerulare (20 mm Hg). Pertanto, la pressione di filtrazione effettiva è di 20 mmHg. Arte. (70 - 30 - 20 = 20).

La quantità di filtrazione è influenzata da vari fattori intrarenali ed extrarenali.

I fattori renali includono: l'entità della pressione sanguigna idrostatica nei capillari del glomerulo; numero di glomeruli funzionanti; il valore della pressione dell'ultrafiltrato nella capsula glomerulare; grado di permeabilità dei capillari glomerulari.

I fattori extrarenali includono: pressione sanguigna nei grandi vasi (aorta, arteria renale); velocità del flusso sanguigno renale; il valore della pressione arteriosa oncotica; stato funzionale altri organi emuntori; grado di idratazione dei tessuti (quantità di acqua).

Riassorbimento tubulare

Il riassorbimento è il riassorbimento dell'acqua e delle sostanze necessarie all'organismo dall'urina primaria nel sangue. Nei reni umani si formano ogni giorno 150-180 litri di filtrato o urina primaria. Vengono escreti circa 1,5 litri di urina finale o secondaria, il resto della parte liquida (cioè 178,5 litri) viene assorbita nei tubuli e nei dotti collettori. Il riassorbimento di varie sostanze avviene a causa del trasporto attivo e passivo. Se una sostanza viene riassorbita contro una concentrazione e un gradiente elettrochimico (cioè con un dispendio di energia), questo processo viene chiamato trasporto attivo. Esistono trasporti attivi primari e attivi secondari. Il trasporto attivo primario è il trasferimento di sostanze contro un gradiente elettrochimico e viene effettuato utilizzando l'energia del metabolismo cellulare. Esempio: il trasferimento di ioni sodio, che avviene con la partecipazione dell'enzima sodio-potassio ATPasi, che utilizza l'energia dell'adenosina trifosfato. Il trasporto attivo secondario è il trasferimento di sostanze contro un gradiente di concentrazione, ma senza dispendio di energia cellulare. Utilizzando questo meccanismo, il glucosio e gli aminoacidi vengono riassorbiti.

Il trasporto passivo avviene senza consumo di energia ed è caratterizzato dal fatto che il trasferimento delle sostanze avviene lungo un gradiente elettrochimico, di concentrazione e osmotico. Per trasporto passivo vengono riassorbiti: acqua, anidride carbonica, urea, cloruri.

Il riassorbimento delle sostanze nelle diverse parti del nefrone non è lo stesso. Nel segmento prossimale del nefrone, glucosio, aminoacidi, vitamine, oligoelementi, sodio e cloro vengono riassorbiti dall'ultrafiltrato in condizioni normali. Nelle sezioni successive del nefrone vengono riassorbiti solo gli ioni e l'acqua.

Il funzionamento del sistema rotatorio controcorrente è di grande importanza nel riassorbimento dell'acqua e degli ioni sodio, nonché nei meccanismi di concentrazione delle urine. L'ansa del nefrone ha due rami: discendente e ascendente. L'epitelio del ginocchio ascendente ha la capacità di trasferire attivamente gli ioni sodio nel fluido intercellulare, ma la parete di questa sezione è impermeabile all'acqua. L'epitelio dell'arto discendente consente il passaggio dell'acqua, ma non dispone di meccanismi per il trasporto degli ioni sodio. Passando attraverso la parte discendente dell'ansa nefronale e rilasciando acqua, l'urina primaria diventa più concentrata. Il riassorbimento dell'acqua avviene passivamente a causa del fatto che nella sezione ascendente avviene un riassorbimento attivo degli ioni sodio che, entrando nel fluido intercellulare, aumentano la pressione osmotica in esso e favoriscono il riassorbimento dell'acqua dalle sezioni discendenti.