Биохимия почек

1) Образование активной  формы витамина D₃.   В   почках,  в результате реакции микросомального окисления происходит  заключительный этап  созревания активной формы витамина Д₃ - 1,25-диоксихолекальциферола.  Предшественник этого витамина  -  витамин Д₃,  синтезируется в коже,  под действием ультрафиолетовых  лучей из  холестерина,  и затем гидроксилируется: сначала в печени (в положении 25), а затем в почках (в положении 1). Таким образом, участвуя в образовании активной  формы витамина  Д₃,  почки оказывают влияние   на фосфорно-кальциевый   обмен   в    организме.   Поэтому    при

заболеваниях     почек,     когда     нарушаются      процессы гидроксилирования витамина Д₃, может развиться ОСТЕОДИСТРОФИЯ.

2) Регуляция эритропоэза. В почках вырабатывается      гликопротеин,      названный      почечным эритропоэтическим   фактором    (ПЭФ или ЭРИТРОПОЭТИН). Он является гормоном, который способен оказывать воздействие  на стволовые клетки  красного  костного  мозга,  которые являются клетками-мишенями для ПЭФ. ПЭФ направляет развитие этих клеток по пути зритропоэза, т.е. стимулирует образование эритроцитов. Скорость  выделения  ПЭФ  зависит  от  обеспечения  почек кислородом. Если количество поступающего кислорода  снижается, то  увеличивается  выработка  ПЭФ  -  это  ведет  к увеличению количества  эритроцитов   в  крови   и  улучшению    снабжения кислородом. Поэтому при заболеваниях почек иногда  наблюдается почечная анемия.

3) Биосинтез белков. В почках активно идут процессы биосинтеза белков, которые необходимы другим тканям. Здесь синтезируются некоторые компоненты:

- системы свертывания  крови;

- системы комплемента;

- системы фибринолиза.

- в почках в клетках  юкстагломерулярного  аппарата  (ЮГА) синтезируется РЕНИН 

Ренин-ангиотензин-альдостероновая  система работает в  тесном контакте с другой системой регуляции сосудистого  тонуса: КАЛЛИКРЕИН-КИНИНОВОЙ СИСТЕМОЙ, действие которой приводит к понижению артериального давления.

В почках синтезируется  белок кининоген. Попадая в кровь, кининоген под действием сериновых  протеиназ - калликреинов превращается в вазоактивные пептиды - кинины: брадикинин и каллидин. Брадикинин и каллидин обладают сосудорасширяющим эффектом - понижают артериальное давление. Инактивация кининов происходит при участии карбоксикатепсина - этот фермент одновременно влияет на обе системы регуляции сосудистого тонуса, что приводит к повышению артериального давления. Ингибиторы карбоксикатепсина применяются в лечебных целях при лечении некоторых форм артериальной гипертензии (например, препарат клофеллин).   

Участие почек в регуляции  артериального давления связано  также  с  выработкой простагландинов,  которые  обладают гипотензивным эффектом,  а образуются в почках из арахидоновой кислоты в результате  реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ).

4) Катаболизм белков. Почки участвуют в катаболизме некоторых белков,  имеющих низкую  молекулярную массу (5-6 кДа) и пептидов,  которые фильтруются в первичную мочу.  Среди них гормоны  и  некоторые другие БАВ.  В клетках канальцев,  под действием лизосомальных протеолитических ферментов эти белки и  пептиды  гидролизуются до  аминокислот,  которые  поступают в кровь и реутилизируются клетками других тканей.

Особенности метаболизма  почечной ткани

1. Большие затраты  АТФ. Основной расход АТФ связан с процессами активного транспорта при реабсорбции, секреции, а также с биосинтезом белков.

Основной  путь  получения   АТФ -  это окислительное фосфорилирование. Поэтому ткань почки нуждается в значительных количествах кислорода. Масса почек составляет всего 0,5%  от общей массы тела,  а потребление кислорода почками составляет 10%  от  всего поступившего  кислорода.  Субстратами    для реакций   биоокисления    в   почечных    клетках    являются:

     - жирные  кислоты;

     - кетоновые  тела;

     - глюкоза  и др.

2. Высокая скорость  биосинтеза белков.

3. Высокая активность  протеолитических ферментов.

4. Способность к  аммониогенезу и глюконеогенезу.

Медицинское значение

патологические компоненты мочи

КОМПОНЕНТЫ СИМПТОМ ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ БЕЛОК Протеинурия Повреждение мочевыводящих  путей (внепочечная протеинурия) или  базальных мембран нефрона (почечная протеинурия). Токсикоз беременных, анемия. Источником белка мочи являются, в основном, белки плазмы крови, а также белки почечной ткани. КРОВЬ Гематурия  Гемоглобинурия Эритроциты в моче появляются при остром нефрите, воспалительных процессах и травме мочевыводящих путей. Гемоглобин - при гемолизе и гемоглобинемии. ГЛЮКОЗА Глюкозурия Сахарный диабет, стероидный диабет, тиреотоксикоз. ФРУКТОЗА Фруктозурия Врожденная недостаточность  ферментов, превращающих фруктозу в  глюкозу (дефект фосфофруктокиназы). ГАЛАКТОЗА Галактозурия Врожденная недостаточность  фермента, превращающая галактозу в  глюкозу (галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы). КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА Кетонурия Сахарный диабет, голодание, тиреотоксикоз, черепно-мозговые травмы, кровоизлияния в мозг, инфекционные заболевания. БИЛИРУБИН Билирубинурия Желтухи. Значительно  повышен уровень билирубина в  моче при механической желтухе. КРЕАТИН Креатинурия У взрослых связана с  нарушением превращения креатина в  креатинин. Наблюдается при мышечной дистрофии, гипотермии, судорожных состояниях (столбняк, тетания). ОСАДКИ:  фосфаты  оксалаты  ураты   Фосфатурия  Оксалатурия  Уратурия Выпадение в осадок некоторых  в норме труднорастворимых компонентов  мочи (солей кальция, магния) приводит к образованию мочевых камней. Этому способствует защелачивание мочи в мочевом пузыре и лоханках почек при хронических бактериальных инфекциях: микроорганизмы расщепляют мочевину, освобождая аммиак, что и приводит к повышению рН мочи. При подагре (моча подкисляется) камни образуются из мочевой кислоты, которая плохо растворима при рН меньше 7,0.

Физико-химические свойства мочи в норме и при патологии 

Полиурия - повышение суточного объема мочи. Наблюдается при сахарном и несахарном диабете, хроническом нефрите, пиелонефрите, при избыточном употреблении жидкости с пищей.

Олигурия - снижение суточного объема мочи (менее 0,5 л). Наблюдается при лихорадочном состоянии, при остром диффузном нефрите, мочекаменной болезни, отравлении солями тяжелых металлов, употреблении малых количеств жидкости с пищей.

Анурия - прекращение выделения мочи. Наблюдается при поражении почек вследствие отравления, при стрессах (длительная анурия может привести к летальному исходу от уремии (отравление аммиаком)

Цвет мочи в норме янтарный или соломенно-желтый, обусловлен пигментами урохромом, уробилиногеном и др

Красный цвет мочи - при гематурии, гемоглобинурии (камни в почках, нефрит, травмы, гемолиз, употребление некоторых лекарственных веществ).

Коричневый  цвет - при высокой концентрации уробилиногена и билирубина в моче (при заболеваниях печени), а также гомогентизиновой кислоты (алкаптонурия при нарушении обмена тирозина).

Зеленый цвет - при употреблении некоторых лекарственных препаратов, при повышении концентрации индоксилсерной кислоты, которая разлагается с образованием индиго (усиление процессов гниения белков в кишечнике)

Прозрачность мочи - в норме полная. Мутность может быть обусловлена наличием в моче белка, клеточных элементов, бактерий, слизи, осадка

Плотность мочи в норме колеблется в довольно широких пределах - от 1,002 до 1,035 в течение суток (в среднем 1012-1020). Это означает, что в сутки с мочой выделяется от 50 до 70 г плотных веществ. Приблизительный расчет плотности остатка: 35х2,6=71 г, где 35 - две последние цифры из определенной относительной плотности, 2,6 - коэффициент. Повышение и понижение плотности мочи в течение суток, то есть ее концентрирование и разведение, необходимы для поддержания постоянства осмотического давления крови.

Изостенурия - выделение мочи с постоянно низкой плотностью, равной плотности первичной мочи (около 1010), что наблюдается при тяжелой недостаточности почек, при несахарном диабете.

Высокая плотность (более 1035) наблюдается при сахарном диабете из-за высокой концентрации глюкозы в моче, при остром нефрите (олигурия).

Нормальные остатки мочи образуются при ее стоянии

Хлопьевидный - из белков, мукопротеидов, эпителиальных клеток мочевыводящих путей

Состоящий из оксалатов и уратов (солей щавелевой  и мочевой кислот), которые растворяются при подкислении.

РН мочи в норме находится в пределах 5,5 - 6,5.

Кислая среда  мочи при нормальном пищевом рационе может быть обусловлена: 1) серной кислотой, образующейся при катаболизме серосодержащих аминокислот; 2) фосфорной кислотой, образующейся при распаде нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов; 3) анионами, адсорбированными в кишечнике из пищевых продуктов.

Нарушения водного  обмена (дизгидрии).

Нарушения водного обмена включают в себя гипергидрии (гипергидратация) и гипогидрии (гипо- и дегидратация). И те и другие могут быть общими либо охватывать преимущественно внеклеточное или внутриклеточное пространство (т.е. внеклеточный или внутриклеточный сектор). Каждая из форм дизгидрии проявляется как гипер-, изо- и гипотоническая. В соответствии с этим можно говорить о внутри- и внеклеточной гипер-, изо- и гипотонической гипергидратации, а также о внутри-и внеклеточной гипер-, изо- и гипотонической гипогидратации. Изменения, вызванные нарушением распределения воды и электролитов в одном секторе, неизменно влекут вполне определенные сдвиги в другом.

Общее обезвоживание (общая  дегидратация) возникает в тех  случаях, когда воды в организм вводится меньше, чем теряется им за один и  тот же промежуток времени (отрицательный  водный баланс). Наблюдается при  стенозе, непроходимости пищевода (вызванных ожогами, опухолями или другими причинами), перитонитах, операциях на пищеварительном тракте, полиурии, недостаточном возмещении потерь воды у ослабленных больных, холере, у больных, находящихся в коматозном состоянии.

При водном дефиците в  силу сгущения крови концентрация плотных веществ в плазме повышается, что ведет к увеличению осмотического давления. Последнее и обусловливает перемещение воды из клеток через межклеточное пространство во внеклеточную жидкость. В результате этого уменьшается объем внутриклеточного пространства.

Лабораторными признаками общей дегидратации являются повышение гематокрита, вязкости крови, гиперпротеинемия, гиперазотемия, полиурия.