Что такое реабсорбция глюкозы

Диабет

Что такое реабсорбция глюкозы

Перед тем как стать вторичной мочой, профильтрованная в капсулу Боумена жидкость последовательно попадает в другие части нефрона: проксимальные канальцы, петлю Генле, дистальные канальцы, собирательные трубочки, оказываясь в результате в собирательных протоках почки. На всем протяжении канальцев одни вещества избирательно реабсорбируются обратно в кровь, другие же выделяются из крови в просвет.

Интенсивность выделения многих веществ из организма определяется в большей степени реабсорбцией, а не секрецией. Секреция, однако, имеет большое значение для выделения ионов К+ и Н+, а также некоторых других веществ, входящих в состав мочи.

а) Значительная величина и избирательность канальцевой реабсорбции. В таблице выше представлены данные об особенностях выделения почками различных веществ, которые свободно фильтруются и реабсорбируются с различной скоростью.

Скорость, с которой каждое из этих веществ фильтруется, рассчитывают по формуле:

Скорость фильтрации = Скорость клубочковои фильтрации * Концентрация вещества в плазме.

Данным уравнением предполагается, что вещество свободно фильтруется и не связано с белками плазмы. Например, если концентрация глюкозы в плазме составляет 1 г/л, количество глюкозы, прошедшее через почечный фильтр, составит: 180 л/сут х 1 г/л = 180 г/сут.

Из таблицы выше становятся ясными два положения.

Во-первых, клубочковая фильтрация и канальцевая реабсорбция являются значительными в количественном отношении процессами. Это означает, что потенциальный эффект от небольшого изменения фильтрации или реабсорбции может быть весьма значимым для процесса выделения. Например, снижение реабсорбции в канальцах всего на 10% (со178,5 до 160,7 л/сут) увеличит объем мочи с 1,5 до 19,3 л/сут (почти в 13 раз) при прежнем уровне фильтрации в клубочках. В действительности же фильтрация и реабсорбция тесно связаны, что позволяет избегать значительных колебаний выделительных процессов.

Во-вторых, в отличие от фильтрации, которая практически лишена селективности (фильтруются все вещества, за исключением белков плазмы и связанных с ними соединений), канальцевая реабсорбция отличается высокой избирательностью. Некоторые вещества, такие как глюкоза и аминокислоты, почти полностью реабсорбируются в канальцах, поэтому скорость их выделения с мочой практически равна нулю. Для многих ионов плазмы (натрия, хлора и бикарбонатов) она также высока, однако интенсивность их выделения с мочой меняется в зависимости от потребностей организма.

Некоторые метаболиты, например мочевина и креатинин, напротив, реабсорбируются гораздо хуже, выделяясь в довольно большом количестве.

Почки благодаря избирательной реабсорбции различных веществ регулируют их выделение независимо друг от друга, что является важной особенностью, посредством которой осуществляется точный контроль состава жидких сред организма. Рассмотрим механизмы, позволяющие почкам избирательно реабсорбировать или секретировать разнообразные вещества с различной скоростью.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Нефро-РО

Реабсорбция глюкозы

Ведущие специалисты в области нефрологии

Автор проектаПрофессор Круглов Сергей Владимирович — Доктор медицинских наук, Заслуженный врач РФ, врач-хирург высшей квалификационной категории,

Бова Сергей Иванович — Заслуженный врач Российской Федерации,заведующий урологическим отделением — рентгено-ударноволнового дистанционного дробления камней почек и эндоскопических методов лечения, ГУЗ «Областная больница №2», г. Ростов-на-Дону.

Летифов Гаджи Муталибович — зав.кафедрой педиатрии с курсом неонатологии ФПК и ППС РостГМУ, д.м.н., профессор, член Президиума Российского творческого общества детских нефрологов, член правления Ростовского областного общества нефрологов, член редакционного совета «Вестника педиатрического фармакологии нутрициолгии», врач высшей категории.

Турбеева Елизавета Андреевна — редактор страницы.

Реабсорбция глюкозы: основные механизмы и принципы

Книга: «Детская нефрология» (Игнатов М. С., Вельтищев Ю. Е.)

Реабсорбция глюкозы.

Концентрация глюкозы в ультрафильтрате такая же, как в плазме. Исследования, проведенные с помощью микропункций, показали, что реабсорбция глюкозы завершается уже в начальных отделах проксимальных извитых канальцев.

Этот процесс осуществляется против градиента концентрации и сопряжен с поглощением кислорода тканью почек. Он зависит также от ионов натрия и подавляется гликозидом флоризином. Установлено, что процесс активного транспорта глюкозы не требует предварительного ее фосфорилирования или других изменений молекулы.

По мере увеличения концентрации глюкозы в крови ее реабсорбция в канальцах возрастает, достигая определенного максимума или порога реабсорбции. Максимальная реабсорбция глюкозы — Tmr — за 1 мин в расчете на стандартную поверхность тела 1,53 м2 составляет у новорожденных примерно 200 мг/мин, у взрослых — 350 мг/мин.

Эта величина достигается у взрослых при уровне глюкозы в плазме 300 мг/100 мл. Содержание глюкозы в моче возрастает еще до того момента, когда ее уровень в крови достигнет указанной величины, почечный порог для глюкозы составляет 180±40 мг/100 мл. Однако по мере поступления дополнительных количеств глюкозы при нарастании ее концентрации в крови увеличивается и реабсорбция, пока не будет достигнут максимум Tmr.

Читайте также:  Откуда берут кровь на уровень глюкозы

Тот факт, что фактический почечный порог, т. е. уровень глюкозы в плазме, при котором она появляется в моче, ниже, чем это должно соответствовать Tmr, может быть объяснен следующим образом. Теоретически каждый нефрон не выводит глюкозы, пока не будет достигнуто полного насыщения его транспортных систем. Однако в функциональном отношении нефроны отличаются гетерогенностью, и для части из них существуют более низкие значения Тт,.

Функциональная гетерогенность нефронов может проявиться и при нормальных значениях максимальной реабсорбции для каждого из них, но в этом случае она может быть связана с вариациями величины КФ в отдельных нефронах. Еще одна вероятность состоит в том, что всем нефронам незрелой в функциональном отношении почки свойственны низкая величина КФ и сниженные значения Tmr.

В эксперименте на животных установлено, что функциональная гетерогенность нефронов может проявляться только по отношению к реабсорбции определенных соединений, например глюкозы, глицина, но не ионов фосфатов или ПАГ. Механизм реабсорбции глюкозы рассматривается в настоящее время в аспекте кинетики Михаэлиса — Ментн, разработанной для взаимодействия ферментов с субстратом.

Транспорт глюкозы обеспечивается участием энзимоподобного переносчика, который в мембране канальцев образует комплекс, диссоциирующий в цитоплазме. Согласно гипотезе R. Crane (1976), переносчик имеет два связующих локуса, один из которых специфичен для молекулы глюкозы, другой — для иона натрия.

Связывание последнего активирует перемещение сахара через мембрану. Существует взаимодействие транспортных систем глюкозы с транспортом аминокислот, который также сопряжен с функцией натриевого насоса клетки. Глюкоза и галактоза подавляют захват нейтральных аминокислот клетками почечных канальцев; с другой стороны, аланин и глицин снижают канальцевую реабсорбцию глюкозы.

Источник

Что такое реабсорбция глюкозы

В предшествующих статьях мы обсудили основные механизмы, благодаря которым вода и растворенные в ней вещества перемещаются через мембрану канальцев. Используя эти сведения, теперь можно обсудить другие особенности различных сегментов канальцевой системы, позволяющие им выполнять специфические выделительные функции. При этом особое внимание уделим только тем из них, которые характеризуют реабсорбцию ионов Na+, Сl- и воды количественно. Реабсорбцию и секрецию других веществ в различных частях канальцевой системы нефрона рассмотрим в следующих главах.

а) Реабсорбция в проксимальном канальце. Перед тем как первичная моча достигнет петли Генле проксимальный каналец реабсорбирует в норме около 65% прошедших через почечный фильтр воды и натрия, а также в чуть меньшем количестве — ионов Сl-. Данные показатели могут изменяться при различных физиологических условиях. Этот вопрос будет обсужден далее.

Ультраструктура клетки и главные особенности транспорта в проксимальном канальце. Проксимальные канальцы реабсорбируют около 65% натрия, хлора, бикарбонатов, калия, а также почти всю глюкозу и аминокислоты, попавшие в первичную мочу. Здесь также происходит секреция в просвет канальцев органических кислот, оснований и протонов

Проксимальные канальцы обладают способностью к значительной реабсорбции благодаря активным и пассивным механизмам. Высокая способность проксимальных канальцев к реабсорбции обусловлена определенными структурными особенностями эпителиальных клеток (для облегчения понимания просим изучить рисунок выше). В эпителиоцитах — высокий уровень метаболизма, они содержат большое число митохондрий, необходимых для возможного осуществления активного транспорта. Кроме того, клетки канальцев оснащены хорошо развитой щеточной каемкой на апикальной стороне мембраны, а также широким лабиринтом межклеточных пространств и каналов на базальной стороне клеток. Все это вместе увеличивает площадь поверхности на апикальной и базолатеральных сторонах клеток, что способствует быстрому транспорту ионов Na + и других веществ.

Большая площадь поверхности мембраны эпителия в области щеточной каемки изобилует множеством транспортных белков, на долю которых приходится транспорт из просвета канальцев значительного количества ионов Na+ и связанных с ними посредством котранспорта многочисленных органических питательных веществ, например аминокислот и глюкозы. Оставшиеся в просвете канальца ионы Na+ перемещаются из канальцев в клетку с помощью контртранспорта в обмен на другие вещества, в особенности на протоны. Канальцевая секреция протонов является важным этапом удаления бикарбонатов из просвета канальцев путем химического объединения Н + с НСО3 2 и формирования Н2СО3, диссоциирующей затем на Н2О и СО2.

Несмотря на то, что основную движущую силу для реабсорбции ионов натрия, хлора и воды в проксимальном канальце создает АТФ-аза Na+/K+-Hacoca, механизмы транспорта для этих ионов в начальных и более удаленных от клубочка частей проксимального канальца несколько отличаются.

В начальных отделах канальца происходит реабсорбция натрия благодаря котранспорту вместе с глюкозой, аминокислотами и другими растворенными веществами. Однако в удаленной от клубочка части остается лишь небольшое количество перечисленных соединений. Здесь натрий реабсорбируется главным образом с ионами Сl-. Поскольку в начальном сегменте реабсорбция натрия происходит преимущественно с глюкозой, бикарбонатом и другими органическими ионами, содержание хлора по мере продвижения жидкости по канальцу возрастает со 105 мэкв/л до 140 мэкв/л во второй его половине, поэтому в данном сегменте под действием градиента концентрации происходит перемещение ионов Сl- в межклеточную жидкость через межклеточные соединения.

Читайте также:  Что можно есть при панкреатите и если еще к этому диабет

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Что такое реабсорбция глюкозы

Реабсорбция и секреция в почечных канальцах. Механизмы реабсорбции глюкозы.

Реабсорбция – это транспорт веществ из просвета почечных канальцев в кровь, протекающую через околоканальцевые капилляры. Реабсорбируется 65% от объема первичной мочи (примерно 120 л/сутки. Было 170 л, выделилось 1.5): вода, минеральные соли, все необходимые органические компоненты, (глюкоза, аминокислоты). Транспорт пассивный (осмос, диффузия по электрохимическому градиенту) и активный (первично-активный и вторично-активный с участием белковых молекул-переносчиков). Транспортные системы такие же, как и в тонком кишечнике.

Пороговые вещества – обычно полностью реабсорбируются (глюкоза, аминокислоты) и выделяются с мочой только если их концентрация в плазме крови превышает пороговую величину (так называемый «порог выведения»). Для глюкозы порог выведения 10 ммоль/л (при нормальной концентрации глюкозы в крови 4.4-6.6 ммоль/л).

Беспороговые вещества – всегда выводятся независимо от их концентрации в плазме крови. Они не реабсорбируются или реабсорбируются частично, например, мочевина и др. метаболиты.

Механизм работы различных отделов почечного фильтра.

1. В проксимальном канальце берет свое начало процесс концентрирования клубочкового фильтрата, причем наиболее важным моментом здесь является активное поглощение солей. С помощью активного транспорта из данного участка канальца обратно всасывается около 67% Na+. Почти пропорциональное количество воды и некоторых других растворенных веществ, например ионов хлора, следует за ионами натрия пассивно. Таким образом, прежде чем фильтрат достигнет петли Генле, из него реабсорбирустся около 75% веществ. В результате канальцевая жидкость становится изоосмотической по отношению к плазме крови и тканевым жидкостям.

Проксимальный каналец идеально приспособлен для интенсивной реабсорбции соли и воды. Многочисленные микроворсинки эпителия образуют так называемую щеточную кайму, покрывающую внутреннюю поверхность просвета почечного канальца. При таком устройстве абсорбирующей поверхности чрезвычайно увеличивается площадь клеточной мембраны и в результате облегчается диффузия соли и воды из просвета канальца в эпителиальные клетки.

3. Стенка тонкого участка восходящего колена петли Генле также неактивна в отношении транспорта соли. Тем не менее она обладает высокой проницаемостью для Na+ и Сl-, но малопроницаема для мочевины и почти непроницаема для воды.

4. Толстый участок восходящего колена петли Генле, расположенный в мозговом веществе почки, отличается от остальных участков указанной петли. Он осуществляет активный перенос Na+ и Cl- из просвета петли в интерстициальное пространство. Этот участок нефрона вместе с остальной частью восходящего колена чрезвычайно мало проницаем для воды. Из-за реабсорбции NaCl жидкость поступает в дистальный каналец несколько гипоосмотичной по сравнению с тканевой жидкостью

6. Собирательный проток проницаем для воды, что позволяет ей переходить из разбавленной мочи в более концентрированную тканевую жидкость мозгового вещества почки. В этом заключается конечная стадия образования гиперосмотической мочи. В протоке происходит также реабсорбция NaCl, но за счет активного переноса Na+ через стенку. Для солей собирательный проток непроницаем, в отношении воды его проницаемость меняется. Важной особенностью дистального участка собирательного протока, расположенного во внутреннем мозговом слое почек, является его высокая проницаемость для мочевины.

Механизм реабсорбции глюкозы.

Проксимальная (1/3) реабсорбция глюкозы осуществляется с помощью специальных переносчиков щеточной каемки апикальной мембраны эпителиальных клеток. Эти переносчики транспортируют глюкозу, только если одновременно связывают и переносят натрий. Пассивное перемещение натрия по градиенту концентрации внутрь клеток ведет к транспорту через мембрану и переносчика с глюкозой.

Для реализации этого процесса необходима низкая концентрация натрия в эпителиальной клетке, создающая градиент концентрации между внешней и внутриклеточной средой, что обеспечивается энергозависимой работой натрий-калиевого насоса базальной мембраны.

Такой вид транспорта называют вторично активным, или симпортом, т. е. совместным пассивным транспортом одного вещества (глюкоза) из-за активного транспорта другого (натрия) с помощью одного переносчика. При избытке глюкозы в первичной моче может произойти полная загрузка всех молекул переносчиков и глюкоза уже не сможет всасываться в кровь.

Эта ситуация характеризуется понятием «максимальный канальцевый транспорт вещества» (Тм глюкозы), которое отражает максимальную загрузку канальцевых переносчиков при определенной концентрации вещества в первичной моче и, соответственно, в крови. Эта величина составляет от 303 мг/мин у женщин до 375 мг/мин у мужчин. Величине максимального канальцевого транспорта соответствует понятие «почечный порог выведения».

Читайте также:  Организация школ здоровья сахарного диабета

Почечным порогом выведения называют ту концентрацию вещества в крови и, соответственно, в первичной моче, при которой оно уже не может быть полностью реабсорбировано в канальцах и появляется в конечной моче. Такие вещества, для которых может быть найден порог выведения, т. е. реабсорбирующиеся при низких концентрациях в крови полностью, а при повышенных концентрациях — не полностью, носят название пороговых. Примером является глюкоза, которая полностью всасывается из первичной мочи при концентрациях в плазме крови ниже 10 ммоль/л, но появляется в конечной моче, т. е. полностью не реабсорбируется, при содержании ее в плазме крови выше 10 ммоль/л. Следовательно, для глюкозы порог выведения составляет 10 ммоль/л.

Механизмы секреции в почечном фильтре.

Секреция йонов калия.

Большая часть легко фильтрующихся в клубочках ионов калия обычно реабсорбируется из фильтрата в проксимальных канальцах и петлях Генлe. Скорость активной реабсорбции в канальце и петле не снижается даже в том случае, когда концентрация К+ в крови и фильтрате сильно возрастает в ответ на избыточное потребление организмом этого иона.

Источник

Что такое реабсорбция глюкозы

При сравнении состава и количества первичной и конечной мочи выявляется, что в канальцах нефрона происходит процесс обратного всасывания воды и веществ, профильтровавшихся в клубочках, что необходимо для поддержания их внешнего баланса. Этот процесс называется канальцевой реабсорбцией и в зависимости от отдела канальцев, где он происходит, различают реабсорбцию проксимальную и дисталъную. В процессе реабсорбции вода и вещества из просвета канальцев через люминальную мембрану поступают в цитоплазму клеток эпителия, затем через базолате-ральную мембрану выносятся из клеток эпителия в интерстициальное пространство, после чего поступают в перитубулярные (околоканальце-вые) капилляры. Такой путь реабсорбции носит название трансцеллюляр-ного, в его основе лежат общие механизмы транспорта веществ через плазматические мембраны. Кроме того, возможен путь реабсорбции через плотные соединения между клетками эпителия посредством простой диффузии или переносом вещества вместе с растворителем, что носит название парацеллюлярного пути реабсорбции. Реабсорбция представляет собой транспорт веществ из мочи в лимфу и кровь, и в зависимости от механизма вьщеляют пассивный, первично и вторично активный транспорт.

Рис. 14.7. Почечные процессы, обеспечивающие поддержание баланса натрия. Прямые стрелки и цифры — реабсорбция и экскреция натрия в разных отделах нефрона, СКФ — скорость клубочковой фильтрации. При поступлени в сутки 155 ммоль натрия в организм, фильтруется в мочу за сутки 25 200 ммоль, из которых реабсорбируется 25 050 ммоль, в том числе 2/3 (67 %) в проксимальном отделе канальцев, а 1/3 (33 %) — в дистальном отделе. В результате за сутки с мочой выделяется 150 ммоль натрия. Оставшиеся 5 ммоль от поступившего количества натрия экскретируются из организма с калом и потом.

Проксимальная реабсорбция обеспечивает полное всасывание ряда веществ первичной мочи — глюкозы, белка, аминокислот и витаминов. В проксимальном отделе канальцев всасывается 2/з профильтровавшихся воды и ионов натрия (рис. 14.7), большие количества ионов калия, двухвалентных катионов, анионов хлора, бикарбоната, фосфата, а также мочевая кислота и мочевина. К концу проксимального отдела в его просвете остается только 1/3 объема ультрафильтрата, и, хотя его состав из-за неодинаковой реабсорбции разных компонентов уже существенно отличается от плазмы крови, осмотическое давление первичной мочи остается таким же, как в плазме.

Рис. 14.8. Локализация в нефроне и участие в транспорте воды через эпителий почечных канальцев аквапоринов (водных каналов) разных типов (AQP 1—4). AQP1 — водные каналы, постоянно локализованные в проксимальных извитых канальцах и нисходящем отделе петли Генле, обеспечивают трансэпителиальный транспорт воды из просвета канальцев, т. е. проксимальную реабсорбцию воды. AQP2— вазопрессинозависимый тип аквапоринов. Эти водные каналы встраиваются в люми-нальную мембрану главных клеток собирательных трубочек только при наличии вазопрессина, обеспечивая зависимую от вазопрессина дистальную реабсорбцию воды и концентрирование мочи. AQP3 и AQP4— водные каналы, постоянно локализованные в базолатеральных мембранах главных клеток эпителия собирательных трубочек, обеспечивают транспорт воды из эпителиальных клеток в интерстиций мозгового вещества.

Эпителий проксимального канальца хорошо проницаем для воды, благодаря наличию в апикальной мембране водных каналов, образованных особыми белковыми молекулами аквапоринами. В структурах нефрона описано 6 типов аквапоринов, первый из них (AQP-1) имеется в мембранах клеток проксимальных канальцев (рис. 14.8). Всасывание воды происходит пассивно путем простой диффузии по осмотическому градиенту и прямо зависит от реабсорбции ионов натрия хлорида, других осмотически активных веществ. Благодаря этому содержимое проксимального отдела остается изоосмотичным плазме крови.

Источник

Оцените статью
Правильные рекомендации