Главная » Статьи » Биология и экология | [ Добавить статью ] |
Введение ПОЧКИ - важнейшие парные органы выделения позвоночных животных и человека, участвующие в водно-солевом гомеостазе, т. е. в поддержании постоянства концентрации осмотически активных веществ в жидкостях внутренней среды, постоянства объёма этих жидкостоей, их ионного состава и кистлотно-щелочного равновесия. Через почки выводятся из организма конечные продукты азотистого обмена, чужеродные и токсические соединения, избыток органических и неорганических веществ. Почки участвуют в метаболизме углеводов и белков, в образовании биологически активных веществ, регулирующих уровень артериального давления, скорость секреции альдостерона надочечниками и скорость образования эритроцитов. Обзор литературы. 1.1. Анатомо-морфологическая характеристика тканей почки Строение почек. У человека почки - парные бобовидные органы, расположенные на задней брюшной стенке по обеим сторонам позвоночника обычно на уровне 12-го грудного - 3-го поясничного позвонков. Одна почка расположена выше другой приблизительно на 2-3 см. Известны аномалии развития, когда имеется 1 или 3 почки. У взрослого человека каждая почка весит 120-200 г, её длина 10-12 см, ширина 5-6 см, толщина 3-4 см. Отличительная особенность почек млекопитающих - ясно выраженное деление на 2 зоны - внешнюю (корковую) красно-коричневого цвета и внутреннюю В обеих почках человека около 2 млн. нефронов. Нефрон - это основная морфо-функциональная единица почек(рис.1)Каждый нефрон состоит из частей, имеющих характерное название и выполняющих различные функции. Начальная часть нефрона (боуменова капсула), чашеобразный слепой конец мочевого канальца, окружающий сосудистый клубочек из, приблизительно 50 артериальных капилляров (клубочек Шумлянского), образуя вместе с ним мальпигиево, или почечное, тельце (общее количество которых достигает 4 млн.). Стенка боуменовой капсулы состоит из внутреннего и наружного листков, между которыми находится щель - полость боуменовой капсулы, выстланная плоским эпителием. Внутренний листок прилегает к клубочку, наружний продолжается в проксимальный извитой мочевой каналец, переходящий в прямую часть проксимального канальца. За ним следует тонкий нисходящий участок петли Генле, спускающийся в мозговое вещество почек, где он, изгибаясь на 180 градусов, переходит в тонкий восходящий, а затем толстый восходящий каналец петли Генле, возвращающийся к клубочку. В почках млекопитающих и человека имеется несколько типов нефронов, различающихся по месту расположения клубочков в коре почек и по фукнкции канальцев: субкортикальные, интеркортикальные и юкстамедуллярные. Клубочки субкортикальных нефронов находятся в поверхностной зоне коры почек, юкстамедуллярные - у границы коркового и мозгового вещества почек. Клетки каждого отдела канальцев отличаются по строению. Для кубического эпителия проксимального извитого канальца характерны многочисленный микроворсинки (щёточная каёмка) на поверхности, обращённой в просвет нефрона. На базальной поверхности клеточная оболочка образует узкие складки, междй которыми рсположены многочисленные митохондрии. В клетках прямого участка проксимального канальца менее выражены щёточная каёмка и складчатость базальной мембраны, мало митохондрий. Тонкий отдел петли Кровь в почки поступает из брюшной аорты по почечной артерии, распадающейся в ткани почек на междолевые, дуговые, междольковые артерии, от которых берут начало афферентные (приносящие) артериолы клубочков. В них артериола распадается на капилляры, затем они вноыь соединяются, образуя эфферентую (выносящую) артериолу. Афферентная артериола почти в 2 раза толще эфферентной, что способствует клубочковой фильтрации. Эфферентная артериола вновь распадается на капилляры, оплетающие канальца того же самого нефрона. Венозная кровь поступает в междольковые, дуговые и междолевые вены; они образуют почечную вену, впадающую в нижнюю полую вену. Функции почек.Основные функции почек (экскреторная, осморегулирующая, ионорегулирующая и др.) обеспечиваются процессами, лежащими в основе мочебразования: ультрафильтрацией жидкости и растворённых веществ из крови в клкубочках, обратным всасыванием частиц этих вешеств в кровь и секрецией некоторых веществ из крови в просвет канальца. В процессе эволюции почек фильтрационно-реабсорбционный механизм мочеобразования всё более преобладает над секреторным. Регуляция большинства выделения ионов у наземных позвоночных основана на изменении уровня реабсорбции ионов. Осморегулирующая функция почек обеспечивает постоянство концентрации осмотически активных веществ в крови при различном водном режиме. При избыточном поступлении воды в организм выделяется гипотоническая моча, в условиях воды образуется осмотически концентрированная моча. Механизм осмотического разведения и концентрирования мочи был открыт в 50-60х гг. 20 века. В почках млекопитающих канальцы и сосуды мозгового вещества образуют противоточно-поворотную множительную систему. В мозговом веществе почек параллельно друг другу проходят нисходящие и восходящие отделы петель Изучены молекулярные механизмы абсорбции и секреции веществ клетками почечных канальцев. При реабсорбции натрий пассивно поступает по электрохимическому градиенту внутрь клетки, движется по ней к области базальной плазматической мембраны и с помощью находящихся в ней "натриевых насосов" (Na/K ионнообменный насос, электрогенный Na насос и др.) выбрасывается во внеклеточную жидкость. Каждый из этих насосов угнетается специфическими ингибиторами. Применение в клинике мочегонных средств, используемых, в частности, при лечении отёков, основано на том, что они вляют на различные элементы системы реабсорции Na, K, в отличие от Na, клетка нефрона может не только реабсорбировать, но и секретировать. При секреции K из межклеточной жидкости поступает в клетку через базальную плазматическую мембрану за счёт работы Na/K насоса, а выделяется он в просвет нефрона через апикальную клеточную мембрану пассивно. Это обусловлено увеличением калиевой проницаемости мембран и высокой внутриклеточной концентрацией K. Реабсорбция различных веществ регулируется нервными и гормональными факторами. Всасывание воды возрастает под влиянием вазопрессина, реабсорбция Na увеличивается альдостероном и уменьшается натрийуретическим фактором, всасывание Ca и фосфатов изменяется под влиянием паратиреоидного гормона, тирокальциотинина и др. Молекулярные механизмы регуляции переноса различных веществ клеткой нефрона неодинаковы. Важное значение имеет почка как инкреторный (внутрисекреторный) орган. 2. Энергетические вещества тканей почки. Участие почки в гомеостазе белков, липидов и углеводов ранее недооценивали. Это участие не ограничено способностью к реабсорбции данных соединений или экскреции их избытка. В почке происходит образование и разрушение различных пептидных гормонов, циркулирующих в крови, образование глюкозы (глюконеогенез), превращение аминокислот, например глицина в серин, необходимый для синтеза фосфатидилсерина, который участвует в образовании и обмене плазматических мембран в различных органах Энергетические вещества тканей почки универсальны для всех тканей организма и представлены белками, углеводами (глюкоза, гликоген и др.), липидами и основными интермедиатами и продуктами их метаболизма (лактат, пируват (рис.2) и др.). 1.3. Тканевая особенность включения энергетических веществ в биоэнергетику Сложные физиологические процессы в почечной ткани протекают с постоянным потреблением большого количества энергии, выделяемой при метаболических реакциях. Не менее 8-10% всего поглощаемого в покое кислорода используется на окислительные процессы в почках. Потребление энергии на единицу массы в почках больше, чем в любом другом органе. В корковом веществе почки ярко выражен аэробный тип обмена веществ. В мозговом веществе преобладают анаэробные процессы. Почка относится к органам, наиболее богатым ферментами. Большинство этих ферментов встречается и в других органах. Так, ЛДГ, АсАТ, АлАТ, глутаматдегидрогеназа широко представлены как в почках, так и в других тканях. Вместе с тем имеются ферменты, которые в значительной степени специфичны для почечной ткани. К таким ферментам прежде всего относится глицин-амидинотроансфераза L-аргинин + Глицин L-орнитин + Гликоциамин. Эта реакция является начальным этапом синтеза креатина. Глицин- амидинотрансфераза была открыта еще в 1941 г., но только в 1965 г. Наивысшая активность глицин-амидинотрансферазы в сыворотке крови наблюдается при хроническом пиелонефрите в фазе нарушения азотовыделительной функции почек, а далее в убывающем порядке следуют хронический нефрит с гипертензионным и отечно-гипертензионным синдромами и умеренным нарушением азотовыделительной способности, хронический нефрит с изолированным мочевым синдромом без нарушения азотовыделительной функции, остаточные явления острого диффузного гломерулонефрита. Ткань почек относится к типу тканей с высокой активностью изоферментов Определённый интерес представляет также исследование изоферментов аланинаминопептидазы (ААП). Известны 5 изоферментов ААП. В отличие от изоферментов ЛГД изоферменты ААП определяются в различных органах не в виде полного спектра (5 изоферментов), а чаще как один изофермент. Так, изофермент ААП1 представлен главным образом в ткани печени, ААП2 – в поджелудочной железе, ААП3 – в почках, ААП4 и ААП5 – в различных отделах стенки кишки. При повреждении ткани почек изофермент ААП3 обнаруживается в крови и моче, что является специфическим признаком поражения почечной ткани. Через фильтрующую мембрану клубочка практически не проходят альбумины и глобулины, но свободно фильтруются пептиды. Тем самым в канальцы непрестанно поступают гормоны, изменённые белки. Их расщепление имеет двоякое физиологическое значение – организм освобождается от физиологически активных веществ, что улучшает точность регуляции, а в кровь возвращаются аминокислоты, используемые для последующих синтезов. Имеющиеся данные указывают на возможность извлечения некоторых белков и полипептидов клетками нефрона из околоканальцевой жидкости и их последующего разрушения. Таким образом, почка играет важную роль в расщеплении низкомолекулярных и изменённых (в том числе денатурированных) белков. Это объясняет значение почки в восстановлении фонда аминокислот для клеток органов и тканей, в быстром устранении из крови физиологически активных веществ и сохранении для организма их компонентов. Почка не только потребляет глюкозу в процессе обмена, но и обладает способностью к значительной её продукции. В обычных условиях скорости двух последних процессов равны. Использование глюкозы для выработки энергии в почке составляет около 13% общего потребления кислорода почкой. Почка обладает весьма активной системой образования глюкозы, её интенсивность на 1 г массы почки больше, чем в печени. При длительном голодании в почках образуется половина общего количества глюкозы, поступающей в кровь. Для этого используются органические кислоты, которые превращаются в глюкозу, являющуюся нейтральным веществом, что способствует одновременно регуляции pH крови. При алкалозе, напротив, снижен уровень глюконеогенеза из кислых субстратов. Зависимость скорости и характера глюконеогенеза от велечины pH является особенностью углеводного обмена почки по сравнению с печенью. Превращение различных субстратов в глюкозу, поступающую в общий кровоток и доступную для утилизации в различных органах и тканях, свидетельствует о том, что почки присуща важная функция, связанная с участием в энергетическом балансе организма. Почка оказалась основным органом окислительного катаболизма инозитола. Участие в обмене липидов связано с тем, что свободные жирные кислоты извлекаются почкой из крови и их окисление обеспечивает в значительной степени работу почки. Так как свободные жирные кислоты связаны в плазме с альбумином, то они не фильтруются, а их поступление в клетки нефрона происходит со стороны межклеточной жидкости. Эти соединения окисляются в большей степени в коре почки, чем в её мозговом веществе. В почке образуются триацилглицерины. Свободные жирные кислоты быстро включаются в фосфолипиды почки, играющие важную роль в выполнении различных транспортных процессов. Роль почки в липидном обмене состоит в том, что в её ткани свободные жирные кислоты включаются в состав триацилглицеринов и фосфолипидов и в виде этих соединений поступают в циркуляцию. 2.Экспериментальная часть. 2.1. Методы и материал исследования. Исследования тканей почки проводились на половозрелых 7 месячных белых крысах генетической линии Вистар женского пола(2шт.) и мужского (1 шт.) Табл.1 Материал исследования Метод 1. Определение глюкозы. Глюкоза определялась редуктометрическим феррицианидным методом. Принцип метода состоит в следующем: белки ткани осаждаются гидроксидом кадмия. Метод 2. Определение гликогена. Стадия 1. Выделение гликогена. Принцип метода заключается в следующем: ткань подвергается десмолизу в 30%-м гидроксиде калия (заменять на гидроксид натрия нельзя, так как при этом образуются плохо растворимые в спирте натриевые мыла и сода – это затрудняет последующую очистку осадка гликогена). Из десмолизата гликоген осаждается спиртом. Стадия 2. Осаждённый гликоген подвергается гидролизу, и образовавшаяся глюкоза определяется редуктометрическим феррицианидным методом (метод 1) Метод 3. Совместное определение пирувата и лактата. Стадия 1. Построение калибровочного графика для определения пирувата. Стадия 2. Построение калибровочного графика для определения лактата. Стадия 3. Определение количества пирувата в тканях почки колориметрическим методом с 2,4-динитрофенилгидразином (по Умбрайту). Стадия 4. Определение количества лактата в тканях почки методом с использованием п-оксидифенила (по Баркеру и Саммерсону). Принцип метода. 2.2. Результаты и их обсуждение При проведении эксперимента были получены следующие результаты Табл.2 Содержание метаболитов в тканях почки в мг%. Приведём калибровочные графики для определения содержания пирувата и лактата: [pic] [pic] В источнике [7] содержание глюкозы в тканях почки определялось о- толуидиновым методом, сущность которого заключается в ферментативном окислении глюкозы до глюконовой кислоты с образованием перекиси водорода, которая затем определялась с помощью о-толуидина. Этот метод более специфичен для определения глюкозы чем феррицианидный, так как исключает практически все побочные процессы. В источнике [8] для определения гликогена ткани почек для исследования брали прижизненно под местной новокаиновой анестезией. Количество общего гликогена определяли по методу Пфлюгера. Количество истинной глюкозы определяли по методу Нельсона. Эти методы более специфичны. Этим можно объяснить расхождение в результатах по гликогену. В источнике [10] в основу определения пирувата положен ферментативный метод. Он основан на непрямом определении количества оксалоацетата, синтезируемого в ходе ферментативной реакции из пирувата и двуокиси углерода по окислению НАДН в присутствии избытка малатдегидрогеназы. Убыль В источнике [9] в основу определения содержания лактата положен метод Образовавшееся количество НАДН эквимолярно количеству окисленного лактата. Регистрацию проводили спектрофотометрически. В ходе экспериментальной работы были получены результаты, которые были сопоставлены с литературными данными. К сожалению, не удалось найти статьи, в которой был бы использован феррицианидный метод (во всех работах использовались разнообразные ферментативные методы), а также не во всех работах использовались крысы – линии Вистар (в источнике [7] опыты проводились на беспородных крысах обоих полов). Поэтому, литературные данные могут быть не достаточно точными по отношению к данной линии. |
Чтобы скачать материал, пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь! Это быстро ! )
Категории
Математика, алгебра, геометрия [1729] |
Книги (Это интересно) [351] |
Видеоуроки [26920] |
География [2660] |
Дополнительное образование [401] |
ЕГЭ/ГИА [266] |
Информатика [1187] |
История / обществознание [4663] |
Для Логопеда [500] |
Материалы для коррекц. классов [400] |
ОБЖ [558] |
Презентации [402] |
Для Психолога [514] |
Физическая культура [529] |
Черчение [121] |
Шаблоны презентаций [466] |
Для Библиотекаря [160] |
Праздники [419] |
Интересные Видеоролики [12] |
Английский язык [791] |
Иностранные языки (прочие) [461] |
Окружающий мир [873] |
Биология и экология [1643] |
Всем учителям [508] |
Для директора и завуча [1042] |
Дошкольное образование [1238] |
Искусство [804] |
Для Классного руководителя [543] |
Начальные классы [718] |
Основы религиозных культур [137] |
Программы и Софт [21] |
Родной язык [505] |
Русский язык и литература [3915] |
Технология [1000] |
Физика [1263] |
Химия [1297] |
Экономика [905] |
Астрономия [444] |
Писатели [113] |
Классный час [527] |
Шаблоны документов [85] |
Другое (Прочее) [412] |