"Биология (изд. "БИНОМ. Лаборатория знаний")", Беркинблит М.Б., Мартьянов А.А. и др.
Почки не просто фильтруют кровь: их работа постоянно подстраивается под потребности организма. Нервные сигналы и гормоны меняют обратное всасывание воды и солей, поэтому регулируются объём и концентрация мочи, водно-солевой баланс и кровяное давление. При обезвоживании организм сохраняет воду, а при падении давления удерживает натрий и воду. Главные участники этой регуляции — антидиуретический гормон, альдостерон и ренин-ангиотензин-альдостероновая система.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Регуляция работы почек — согласованное нервное и гуморальное управление образованием мочи, составом и объёмом внутренней среды. Гуморальным называют управление с помощью веществ, переносимых кровью, например гормонов. Благодаря регуляции организм поддерживает нужное количество воды и солей, даже если человек пьёт или теряет разное количество жидкости.
Антидиуретический гормон (АДГ) — гормон, который усиливает обратное всасывание воды в почках и уменьшает объём мочи. Его название можно понять так: он противодействует избыточному выделению воды. Этот механизм нужен, чтобы сохранить жидкость, когда её не хватает.
Реабсорбция — обратное всасывание воды и нужных веществ из первичной мочи в кровь. Первичная моча образуется при фильтрации крови, но часть её веществ организму ещё необходима. Реабсорбция позволяет вернуть их и не терять с конечной мочой слишком много воды и полезных соединений.
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система — взаимосвязанный механизм, поддерживающий кровяное давление и водно-солевой баланс. Он включается, когда давление или объём крови снижаются, и помогает задержать в организме натрий и воду. Так почки участвуют не только в образовании мочи, но и в поддержании кровообращения.
Состав крови и объём жидкости в организме должны оставаться в определённых пределах: клеткам нужна подходящая среда для работы. Поэтому почки не действуют как неизменный фильтр, а меняют интенсивность обратного всасывания веществ и воды. На них влияют нервная система и гормоны, которые сообщают о состоянии организма. Благодаря этому состав конечной мочи может меняться в зависимости от потребностей тела.
При недостатке воды кровь становится более концентрированной. Это изменение улавливают осморецепторы — чувствительные клетки, реагирующие на концентрацию растворённых веществ, — и усиливается выделение АДГ гипофизом. Под действием гормона стенки канальцев и собирательных трубочек пропускают больше воды обратно в кровь. Так организм теряет меньше жидкости, а оставшаяся моча становится более концентрированной.
Если объём крови уменьшается или падает давление, почки включают ренин-ангиотензин-альдостероновую систему. Её действие помогает удерживать натрий, а вслед за ним — воду, поэтому объём жидкости в кровеносных сосудах увеличивается. Это важно, потому что при слишком малом объёме крови органам может не хватать кровоснабжения. Восстановление объёма помогает вернуть давление к необходимому уровню.
Альдостерон — гормон, который усиливает обратное всасывание ионов натрия в почках. Вода перемещается вслед за натрием, поэтому организм теряет меньше жидкости, а объём крови может увеличиться. Действие альдостерона отличается от действия АДГ: первый в первую очередь влияет на возвращение натрия, а второй усиливает возвращение воды. Вместе эти механизмы помогают регулировать водно-солевой баланс.
Регуляция работает по принципу обратной связи: ответ организма влияет на силу дальнейшего сигнала. Когда вода и давление восстановлены, потребность удерживать жидкость уменьшается, поэтому интенсивность действия гормонов снижается. Если бы гормональные сигналы оставались одинаково сильными постоянно, организм мог бы удерживать воду и соли сверх необходимого. Обратная связь помогает вовремя ослабить действие регуляторов.
| Регулятор | Что вызывает его действие | Основное действие в почках | Изменение мочеобразования и состояния организма |
|---|---|---|---|
| Антидиуретический гормон | Недостаток воды, повышение концентрации крови | Усиливает обратное всасывание воды | Мочи образуется меньше, она становится более концентрированной |
| Ренин-ангиотензин-альдостероновая система | Снижение давления или объёма крови | Усиливает задержку натрия и воды | Восстанавливаются объём крови и давление |
| Альдостерон | Активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы | Увеличивает обратное всасывание натрия | Уменьшается потеря натрия, вода удерживается в организме |
| Нервная регуляция | Изменение деятельности центральной нервной системы и сосудистого тонуса | Изменяет кровоток в почках и интенсивность их работы | Согласует работу почек с общим состоянием организма |
Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите сигнал, например обезвоживание или падение давления, а затем проследите, какой регулятор на него реагирует. Следующий шаг — сопоставить действие в почках с результатом для мочи и организма. Так можно не путать задержку воды под влиянием АДГ с задержкой воды вслед за натрием.
У человека после длительной физической нагрузки уменьшился объём воды в организме. Нужно определить, как изменятся выделение АДГ, объём и концентрация мочи. При нагрузке часть воды теряется с потом, поэтому организм стремится уменьшить дальнейшие потери. Проследим цепочку от изменения водного баланса до состава мочи.
Ответ: выделение АДГ усилится, объём мочи уменьшится, а её концентрация возрастёт. Причина в том, что почки сохраняют воду для восстановления водного баланса.
У пациента снизилось артериальное давление из-за уменьшения объёма крови. Нужно объяснить, как изменится работа ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и почему будет задерживаться вода. Сначала определим сигнал, который запускает механизм, затем проследим его действие на почки. Важно различать непосредственное действие альдостерона и последующее перемещение воды.
Ответ: система активируется, альдостерон способствует удержанию натрия, а вместе с ним удерживается вода. Это помогает восстановить объём крови и давление.
Сравним двух людей: первый выпил много воды, второй обезвожен. Нужно объяснить, почему их моча будет различаться, используя гормональную регуляцию. У первого нет необходимости экономить воду, а у второго организм должен уменьшить её потери. Поэтому ожидаемые изменения АДГ будут противоположными.
Ответ: после обильного питья мочи обычно больше и она менее концентрированная; при обезвоживании — меньше и концентрированнее. Различия возникают из-за противоположной активности АДГ.
Ошибка: считать, что АДГ образует мочу. Её могут допускать, потому что гормон заметно влияет на количество выделяемой жидкости. Но АДГ не создаёт мочу, а меняет обратное всасывание воды и тем самым её конечный объём. Проверьте себя: назовите действие гормона как «возвращает больше воды в кровь», а не «производит мочу».
Ошибка: путать первичную и конечную мочу. Первичная моча возникает при фильтрации, а затем её состав и объём меняются благодаря реабсорбции. Если считать эти виды мочи одинаковыми, невозможно объяснить влияние гормонов. Проверка простая: спросите, происходило ли уже обратное всасывание в канальцах.
Ошибка: утверждать, что альдостерон непосредственно задерживает воду. Так кажется, потому что итоговое действие действительно связано с сохранением жидкости. Но сначала гормон усиливает обратное всасывание натрия, а вода следует за ним. Чтобы проверить объяснение, восстановите порядок: альдостерон — натрий — вода.
Ошибка: забывать об обратной связи. Иногда действие гормонов представляют постоянным, хотя оно зависит от состояния организма. Это происходит, если запомнить только начальный сигнал и не учитывать результат регуляции. Проверьте себя вопросом: что должно измениться после восстановления баланса? Интенсивность гормонального воздействия должна снизиться.
Чтобы понять регуляцию, нужно знать строение нефрона и различать фильтрацию, первичную и конечную мочу, а также реабсорбцию. Тема продолжает изучение нервной и гуморальной регуляции и связана с водно-солевым обменом и постоянством внутренней среды. Эти знания помогают разбираться, как обезвоживание, отёки и изменения давления связаны с работой почек. Они также пригодятся при изучении эндокринной системы и заболеваний почек.
Почему при обезвоживании мочи становится меньше?
При недостатке воды повышается выделение антидиуретического гормона. Под его действием больше воды возвращается из канальцев почек в кровь, поэтому мочи образуется меньше и она становится более концентрированной.
Чем отличаются действия антидиуретического гормона и альдостерона?
Антидиуретический гормон непосредственно усиливает обратное всасывание воды. Альдостерон усиливает обратное всасывание натрия, а вода удерживается вслед за ним.
Почему вода следует за натрием при его обратном всасывании?
Растворённые соли влияют на распределение воды между жидкостями организма. Когда почки возвращают натрий в кровь, вода перемещается вслед за ним, помогая поддерживать объём крови.
Как почки участвуют в поддержании артериального давления?
При снижении давления почки запускают ренин-ангиотензин-альдостероновую систему. Она помогает удерживать натрий и воду, благодаря чему увеличивается объём крови и давление может восстановиться.
Что произойдёт с мочеобразованием, если действие антидиуретического гормона ослабнет?
Канальцы будут возвращать в кровь меньше воды. Поэтому объём мочи увеличится, а её концентрация снизится.
§ 46. Регуляция работы почек
