БІОХІМІЧНІ ФУНКЦІЇ ПЕЧІНКИ

БІОХІМІЧНІ ФУНКЦІЇ ПЕЧІНКИ. МЕТАБОЛІЗМ ПОРФІРИНІВ: ОБМІН ЖОВЧНИХ ПІГМЕНТІВ, БІОХІМІЯ ЖОВТЯНИЦЬ. БІОТРАНСФОРМАЦІЯ КСЕНОБІОТИКІВ.

СЕЧОУТВОРЮВАЛЬНА ФУНКЦІЯ НИРОК. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ І ХІМІЧНИЙ СКЛАД НОРМАЛЬНОЇ СЕЧІ. ПАТОБІОХІМІЯ НИРОК. ПАТОЛОГІЧНІ КОМПОНЕНТИ СЕЧІ

 

Печінка займає центральне місце в обміні речовин завдяки анатомічному розміщенню і багатому набору ферментів.

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0902.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=tat0QYxlCbo&feature=related

ФУНКЦІЇ ПЕЧІНКИ

Поживні речовини, які всмоктувались у кишковому тракті, з кров'ю ворітної вени надходять, за винятком ліпідів, у печінку. Частина ліпідів через лімфу і загальне коло кровообігу також надходить у печінку. Тут поживні речовини піддаються певним перетворенням і постачаються через кров до всіх інших органів і тканин. Таким чином, печінка є основним органом розподілу поживних речовин в організмі, зокрема глюкози, триацилгліцеринів і кетонових тіл.

 

Роль печінки в  обміні речовин

ОБМІН ВУГЛЕВОДІВ

ОБМІН ЛІПІДІВ

ОБМІН БІЛКІВ

гліколіз

окислення жирних кислот

синтез білків, в т.ч. білків плазми крові

вступ фруктози і галактози в гліколіз

синтез триацилгліцеролів

розпад білків; утворення сечовини

ПВК перетворюється в ацетил СоА

утворення кетонових тіл

перетворення у вуглеводи і ліпіди

вихід глюкози в кров (підтримує стабільну концентрацію глюкози в крові)

синтез жирних кислот, подовження ланцюга жирних кислот, десатурація

перетворення у низькомолекулярні азотвмісні речовини

цикл трикарбонових кислот

синтез ліпопротеїнів

взаємоперетворення амінокислот

глікогеногенез

синтез фосфоліпідів

 

пентозофосфатний цикл

ліполіз

 

глюконеогенез

синтез холестеролу

 

 

У печінці синтезуються багаточисленні білки і ліпопротеїни плазми крові, низькомолекулярні біохімічно активні речовини (креатин, 25‑оксихолекальциферол, гем), холестерин, кінцевий продукт азотового обміну – сечовина.

У печінці синтезуються жовчні кислоти, утворюється і виділяється у кишечник жовч, що має значення для травлення ліпідів, виведення надлишку холестерину і деяких продуктів метаболізму в кишечник.

Печінка має особливу властивість запасати вітаміни А, D і B12. Запасів вітаміну А, достатніх для попередження його дефіциту в організмі, вистачає на 10 міс., запасів вітаміну D - на 3-4 міс., а вітаміну B12 - на рік або декілька років.

Печінка запасає залізо у вигляді феритину. У порівнянні з кількістю заліза, що є складовою частиною гемоглобіну, істотно більша його кількість депонується в печінці у вигляді феритину. Клітини печінки містять велику кількість білка апоферитину, який може з'єднуватися з залізом, утворюючи феритин.

Печінка утворює більшу частину факторів згортання крові (фібриноген, протромбін, VII і деякі інші). Для утворенням факторів коагуляції у печінці необхідний вітамін К, особливо при утворенні протромбіну і факторів VII, IX і X. При відсутності вітаміну К концентрація всіх цих чинників знижується настільки, що може запобігти згортанню крові.

Печінка знешкоджує лікарські препарати, гормони і деякі інші речовини. Роль печінки як органа з високою біохімічною активністю добре відома, особливо у зв'язку з її здатністю до детоксикації або екскреції з жовчю багатьох лікарських препаратів, включаючи сульфаніламіди, пеніцилін, ампіцилін і еритроміцин.

Гормони зазнають хімічних перетворень або виводяться печінкою, особливо тироксин і стероїдні гормони (естрогени, кортизол і альдостерон). Пошкодження печінки веде до накопичення все більшої кількості гормонів в рідких середовищах організму і в зв'язку з цим – до надмірно високої активності гормональних систем.

Таким чином, печінка виконує метаболічні, біосинтетичні, дезінтоксикаційні та екскреторні функції .

Функції печінки

ФУНКЦІЇ ПЕЧІНКИ

Травна

Розподільна

Барєрна

Антиоксидантна, детоксикаційна

Метаболічна

Активація ферментів емульгування жирів

Розподіл нутрієнтів, які всмоктались

Виведення з жовчю продуктів метаболізму

Знешкодження:

вільних радикалів;

токсинів кишок;

азотистих продуктів розщеплення білків;

алкоголю

Провідна роль в метаболізмі: вуглеводів, білків, жирів, холестерину

 

Ушкодження клітин печінки, які можуть бути спричинені інфекційними хворобами,  дією гепатотоксинів (алкоголю, хлорованих вуглеводнів, деяких ліків), гіпоксією, тривалим закупоренням жовчних шляхів, зумовлюють розлади функцій печінки. Для діагностики захворювань печінки, оцінки ефективності лікування використовують функціональні проби (тести) – біохімічні аналізи ряду показників плазми крові й сечі.

Чутливим показником ушкодження печінки є підвищена активність у плазмі аланінамінотрансферази. Фермент виділяється у кров із зруйнованих печінкових клітин (при вірусних гепатитах, хронічному активному гепатиті).

Незначне підвищення активності амінотрансферази при одночасному значному зростанні активності лужної фосфатази плазми свідчить про непрохідність жовчних проток, порушення секреції жовчі (холестаз).

При патології печінки зростає активність у плазмі мікросомного ферменту гамма-глутамілтрансферази. Активність цього ферменту також зростає при впливі алкоголю та деяких ліків, які стимулюють синтез мікросомних ферментів. Діагностичну цінність має визначення вмісту в плазмі крові альбуміну, ряду глобулінів, факторів згортання крові, які утворюються у гепатоцитах (проби на біосинтетичну функцію печінки).

Для диференціальної діагностики захворювань печінки і жовчевидільної системи, які супроводжуються жовтяницею, визначають вміст у плазмі вільного та зв'язаного білірубіну, а в сечі – білірубіну й уробіліну, оцінюють візуально колір калу та сечі.

 

Обмін вуглеводів у печінці

Всмоктуючись у кишечнику, глюкоза надходить з кров'ю ворітної вени у печінку, де більша частина її фосфорилюється з утворенням глюкозо-6-фосфату.

http://www.youtube.com/watch?v=O5eMW4b29rg&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=mmACA_eVLTE&feature=relmfu

У паренхіматозних клітинах печінки є обидва ферменти, які каталізують цю реакцію – гексокіназа і глюкокіназа, що відрізняються своїми каталітичними властивостями.

Властивості гексокінази і глюкокінази

 

ГЕКСОКІНАЗА

ГЛЮКОКІНАЗА

Розподіл в організмі

Більшість тканин

Тільки печінка

Субстратна специфічність

D-глюкоза

D-гексози (фруктоза, маноза)

Тільки D-глюкоза

Константа Міхаеліса (Км) для глюкози

Низька

(близько 10-5  моль/л)

Висока

(10-2 моль/л)

Максимальна швидкість реакції

Низька

Висока

Гальмування активності продуктом реакції – глюкозо-6-фосфатом

Так

Ні

 

При нормальній концентрації глюкози в крові ворітної вени і у клітинах печінки глюкокіназа малоактивна, а після споживання вуглеводної їжі зростають концентрація глюкози і, відповідно, активність ферменту. Швидке фосфорилювання глюкози і затримка її в печінці попереджують значне підвищення вмісту глюкози у загальному колі кровообігу (фосфорильована глюкоза не виходить із клітин у кров).

Фруктоза і галактоза також після всмоктування перетворюються у печінці в глюкозо-6-фосфат. Спадковий дефіцит ферментів перетворення фруктози і галактози у печінці зумовлює розвиток захворювань – непереносимості фруктози, фруктоземії, галактоземії.

Глюкозо-6-фосфат – ключовий проміжний продукт обміну вуглеводів – може перетворюватись у печінці різними шляхами, і вибір якогось одного із них залежить від потреб як самої печінки, так і всього організму.

 

Схема метаболізму вуглеводів у печінці.

 

1. Із глюкозо-6-фосфату синтезується глікоген, запасна форма глюкози в організмі.

Схема синтезу і розпаду глікогену в печінці.

 

У нормі вміст глікогену в печінці складає 70-100 г, при споживанні їжі, багатої вуглеводами, зростає до 150 г. Через декілька годин після прийому їжі глікоген печінки поступово розпадається до вільної глюкози для забезпечення потреби організму у вуглеводах (але стільки ж синтезується із глюкози їжі). Приблизно через 24 год голодування вміст глікогену в печінці падає майже до нуля і для забезпечення організму глюкозою буде перебігати з максимальною інтенсивністю процес глюконеогенезу.

Спадкові хвороби, пов'язані з порушенням обміну глікогену, називаються глікогенними хворобами.

Спадкові порушення обміну глікогену

СПАДКОВІ ПОРУШЕННЯ ОБМІНУ ГЛІКОГЕНУ

Тип

Назва хвороби

 Дефективний фермент

Органи і тканини

Вміст глікогену

Структура глікогену

І

Гірке

Глюкозо-6-фосфатаза

Печінка, нирки, кишечник

Підвищений

Нормальна

ІІ

Помпе

α-1,4-глюкозидаза лізосом

Всі

Підвищений

Нормальна

ІІІ

Корі

α-(1→6)- глюкозидаза

Печінка, серце, мязи, лейкоцити

Підвищений

Сильно укорочені бокові гілки

IV

Андерсена

Глікозит-(4→6)-трансфераза

Печінка, мязи, лейкоцити

Підвищений

Довгі, мало розгалужені ланцюги

V

Мак-Ардля

Фосфорилаза

Скелетні мязи

Підвищений

Нормальна

VI

Герса

Фосфорилаза

Печінка

Підвищений

Нормальна

VII

Таруї

Фосфофруктокіназа

Мязи, еритроцити

Підвищений

Нормальна

0

Льюіса

глікогенсинтаза

Печінка, нирки

Знижений

Нормальна

 

Якщо немає ферментів, що викликають мобілізацію глікогену, такі глікогенні хвороби називаються глікогенозами. Відомо декілька різновидів глікогенозів, пов'язаних з недостатністю різних ферментів. Глікогенози супроводжуються збільшенням печінки, м'язовою слабкістю, гіпоглікемією натще. Хворі діти помирають у ранньому віці.

Якщо порушується синтез глікогену (через дефект ферментів синтезу), то вміст глікогену в клітинах знижується. Такі спадкові хвороби називаються аглікогенозами. Найактивнішими проявами аглікогенозу є виражена гіпоглікемія натще (немає запасу глікогену), втрата свідомості, корчі, відставання розумового розвитку через голодування мозку. Звичайно такі діти помирають у ранньому віці.

2. Під дією глюкозо-6-фосфатази – ферменту, який знаходиться тільки у печінці, клітинах епітелію ниркових канальців і тонкого кишечника, глюкозо-6-фосфат гідролізується до вільної глюкози, яка надходить у кров і доставляється до інших тканин. Вивільнення глюкози із печінки відбувається, коли її концентрація в крові падає нижче нормального рівня (рис. 4). Завдяки цьому підтримується концентрація її у межах фізіологічної норми (3,33-5,55 ммоль/л).

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0916.jpg

Регуляція рівня глюкози в крові

 

3. Надлишок глюкозо-6-фосфату, який не використаний на утворення глюкози крові і глікогену печінки, розщеплюється шляхом гліколізу до піровиноградної кислоти і далі – до ацетил-КоА і СО2, які використовуються для синтезу жирних кислот. Із проміжного продукту гліколізу – діоксіацетонфосфату – шляхом відновлення утворюється гліцерол-3-фосфат. Жирні кислоти і гліцерол-3-фосфат використовуються для синтезу жирів (триацилгліцеринів), гліцерофосфоліпідів, які частково залишаються у печінці, а частково переносяться до інших тканин у складі ліпопротеїнів. Певна частина ацетил-КоА у печінці використовується для синтезу холестерину.

http://www.youtube.com/watch?v=6JGXayUyNVw&feature=related

4. Розпад глюкозо-6-фосфату до СО2 і Н2О постачає клітини печінки енергією. В аеробних умовах поєднання гліколізу в цитоплазмі і циклу лимонної кислоти з окиснювальним фосфорилюванням у мітохонд­ріях дає максимальний вихід – 38 моль АТФ на 1 моль глюкози.

Однак у проміжках між прийомами їжі печінка для продукції енергії окиснює переважно жирні кислоти, а не глюкозу. При надходженні змішаної їжі енергія постачається за рахунок окиснення кетокислот, що утворюються при розпаді амінокислот, і частково глюкози.

5. Частина глюкозо-6-фосфату у печінці окиснюється в пентозофосфатному циклі. Цей шлях розпаду глюкози постачає відновлений НАДФН, необхідний для реакції відновлення під час біосинтезу жирних кислот, холестерину і для реакції мікросомального окиснення, а також пентозофосфати, необхідні для синтезу нуклеотидів і нуклеїнових кислот.

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0919.jpg

Схема інтеграції пентозофосфатного циклу з гліколізом

 

Приблизно 1/3 глюкози окиснюється у печінці пентозофосфатним шляхом, а 2/3 використовується у ході реакцій гліколізу.

http://www.youtube.com/watch?v=nKgUBsC4Oyo&feature=related

 

Крім розпаду глікогену, в печінці функціонує й інший шлях утворення глюкози – глюконеогенез. Саме клітини печінки містять повний набір ферментів для синтезу глюкози із невуглеводних речовин – лактату, пірувату, амінокислот, гліцерину.

Глюконеогенез із лактату відбувається у період відновлення після інтенсивного м'язового навантаження, коли лактат, що утворюється у м'язах, надходить у печінку і перетворюється в глюкозу. Остання із печінки доставляється у м'язи і використовується для відновлення запасів глікогену.

 

Регуляція обміну вуглеводів у печінці.

Прямі лінії – метаболічні шляхи; пунктирні лінії – регуляторні впливи;

+ – активація; – – гальмування; Ін – інсулін; Гл – глюкагон; АД – адреналін;Гк – глюкокортикоїди; Жк – жирні кислоти.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0928.jpg

Взаємозвязок гліколізу і глюконеогенезу

 

Глюконеогенез із амінокислот разом із розпадом глікогену печінки забезпечують постійність рівня глюкози в крові у проміжках між споживаннями їжі. Максимальної активності глюконеогенез досягає через 1 добу вуглеводного чи повного голодування, коли запас глікогену печінки вичерпується. Тоді йде інтенсивний розпад білків тканин, в основному м'язів, і амінокислоти потрапляють у печінку, де служать субстратами для глюконеогенезу.

 

http://www.youtube.com/watch?v=PQMsJSme780&feature=related

Співвідношення між процесами розпаду і синтезу глюкози і глікогену в клітинах печінки знаходиться під контролем цілого ряду факторів регуляції, у тому числі концентрації АТФ, АДФ і АМФ, проміжних продуктів обміну і гормонів.

 

Обмін ліпідів у печінці

Ферментні системи здатні здійснювати регуляцію ліпідного обміну цілого організму. Тісно поєднані між собою процеси обміну жирів у печінці і жировій тканині. Важливе значення має постачання печінкою іншим органам і тканинам фосфоліпідів, холестерину, кетонових тіл.

В організмі людини резерви жирів локалізовані в основному в жировій тканині, а в печінці вміст їх менший 1 % від маси органа. Під час значного фізичного навантаження, стресового стану, а також голодування в жировій тканині стимулюються ліполіз і вивільнення жирних кислот. Вільні жирні кислоти потрапляють у кров і у вигляді комплексів з альбу­міном плазми розносяться до інших органів і тканин. До 50 % цих жирних кислот можуть поглинатись печінкою і використовуватись для окиснення до СО2 і Н2О, утворення кетонових тіл або синтезу триацилгліцеринів, фосфоліпідів і ефірів холестерину.

 

Схема метаболізму ліпідів у печінці.

ЛП – ліпопротеїни; ФЛ – фосфоліпіди; ЕХ – ефіри холестерину.

 

В умовах спокою і достатнього надходження в організм поживних речовин печінка отримує енергію в основному за рахунок окиснення амінокислот, а не жирних кислот. При голодуванні основним джерелом енергії стає окиснення жирних кислот до СО2 і Н2О.

Крім того, при голодуванні різко збільшується окиснення жирних кислот з утворенням кетонових тіл. Кетонові тіла утворюються у печінці, звідки переносяться кров'ю до периферичних тканин, де використовуються як джерело енергії.

Окиснення кетонових тіл відбувається у скелетних м'язах, міокарді, нирках і навіть у мозку. В цих тканинах є ферменти, які перетворюють ацетооцтову і бета-гідроксимасляну кислоти в ацетил-КоА (тобто використання кетонових тіл проходить у циклі Кребса). У самій печінці ферменти активації ацетооцтової кислоти відсутні, тому кетонові тіла там не утилізуються. Як енергетичний субстрат кетонові тіла більш ефективно конкурують з глюкозою, ніж нерозчинні у воді вищі жирні кислоти, концентрація яких у крові лімітується кількістю альбумінів.

При тривалому голодуванні споживання глюкози у мозку знижується приблизно до 25 % від початкового рівня і в цих умовах кетонові тіла служать для мозку основним джерелом енергії. Підвищений рівень кетонових тіл у плазмі крові в час голодування (близько 2 ммоль/л) розглядають як фізіологічний кетоз, а при важких формах цукрового діабету має місце патологічний кетоз, коли концентрація кетонових тіл досягає 20-30 ммоль/л.

 

 

Утворення кетонових тіл у печінці та їх використання в інших тканинах.

 

Накопичення кетонових тіл при тривалому голодуванні, цукровому діабеті, нирковій глюкозурії, тобто в умовах обмеженої утилізації вуглеводів і посиленої мобілізації жирних кислот із депо, зумовлюється недостачею оксалоацетату, який приводить до гальмування включення ацетил-КоА в цикл лимонної кислоти і направлення його на синтез кетонових тіл.

 

Важливим біосинтетичним шляхом у печінці є утворення жирних кислот і жирів (ліпогенез). Жирні кислоти синтезуються швидко і у великій кількості із ацетил-КоА, джерелом якого може бути глюкоза і амінокислоти, не використані для інших функцій.

Синтез жирних кислот стимулюється рядом регуляторних механізмів при надходженні в клітини глюкози. Зокрема, при переході організму із змішаного раціону на раціон, багатий вуглеводами і бідний ліпідами, у печінці зростає синтез ферментів, що беруть участь у біосинтезі жирних кислот (цитратліази, ацетил-КоА-карбоксилази, пальмітилсинтетази, ферментів пентозофосфатного шляху окиснення глюкози). У печінці більш інтенсивно, ніж у позапечінкових тканинах, відбуваються реакції подовження ланцюга жирних кислот й утворення мононенасичених жирних кислот із насичених. Таким чином, у печінці утворюється властивий даному виду набір жирних кислот.

Новосинтезовані жирні кислоти, а також жирні кислоти, які потрапили у печінку із хіломікронів під час травлення жирів їжі, та жирні кислоти, звільнені із жирових депо при мобілізації жирів, використовуються в гепатоцитах для синтезу жирів, фосфоліпідів, ефірів холестерину, або окиснюються.

Напрямок перетворення залежить від рівня енергії в клітинах печінки й енергетичних потреб цілого організму, концентрації жирних кислот у плазмі крові, інтенсивності обміну в позапечінкових тканинах.

Гліцерол-3-фосфат, необхідний для утворення жирів і фосфоліпідів, синтезується у печінці двома шляхами: із вільного гліцерину під дією гліцеролкінази та відновленням діоксіацетонфосфату гліцеролфосфатдегідрогеназою. Активні форми жирних кислот (ацил-КоА) взаємодіють з гліцерол-З-фосфатом з утворенням фосфатидної кислоти, яка далі використовується для синтезу триацилгліцеринів і гліцерофосфоліпідів.

У печінці може зберігатись тільки обмежена кількість жирів (менше 1 % маси органа), а їх надлишок виводиться у кров у складі ЛДНГ.

http://www.youtube.com/watch?v=x-4ZQaiZry8

http://www.youtube.com/watch?v=XLLBlBiboJI&feature=related

Схема транспорту, синтезу, розпаду жирів.

Останні надходять у капіляри позапечінкових тканин, де під дією ліпопротеїнліпази жири гідролізуються, і жирні кислоти утилізуються в клітинах. Швидкість секреції печінкою ЛДНГ відповідає швидкості їх споживання периферичними тканинами. За добу печінка виділяє в кров близько 20‑50 г жиру.

http://www.youtube.com/watch?v=hRx_i9npTDU&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=97uiV4RiSAY

Порушення виведення жирів із печінки у складі ліпопротеїнів зумовлює жирове переродження печінки. Зазначимо роль фосфоліпідів у попередженні жирової інфільтрації печінки.

Синтезовані у печінці фосфоліпіди також надходять у кров в складі ліпопротеїнів і доставляються до позапечінкових тканин для оновлення мембранних структур. При зниженні синтезу фосфоліпідів внаслідок нестачі холіну швидкість виходу жирних кислот із печінки зменшується, що сприяє накопиченню жиру. Холін і речовини, які сприяють його синтезу в печінці, зокрема амінокислота метіонін, проявляють ліпотропну активність.

Печінка відіграє центральну роль і в обміні холестерину. Вміст його в організмі підтримується на постійному рівні за допомогою регуляторних механізмів (табл. 5). У печінці синтезується близько 80 % холестерину організму. Біосинтез його регулюється за принципом негативного зворотного зв'язку. Тому при потраплянні в організм значної кількості холестерину з їжею синтез його гальмується, і навпаки. Крім того, синтез холестерину знаходиться під контролем інсуліну і глюкагону, тобто залежить від забезпечення організму поживними речовинами.

Під час транспорту із печінки до інших тканин холестерин включається у ЛДНГ, причому більша частина у формі ефірів. ЛДНГ після віддачі жиру тканинам перетворюються у плазмі в ЛНГ, які містять до 50 % ефірів холестерину. ЛНГ захоплюються клітинами різних тканин, де холестерин включається в склад мембран або використовується для утворення стероїдних гормонів чи вітаміну D. Надлишок холестерину переноситься від позапечінкових тканин до печінки у складі ЛВГ.

Виводиться холестерин із печінки в складі жовчі у кишечник. Друга частина холестерину в печінці йде на синтез жовчних кислот. Цей процес включає реакції вкорочення й окиснення бокового ланцюга з утворенням карбоксильної групи і реакцій гідроксилювання стероїдного ядра холестерину. Утворення парних жовчних кислот, тобто ­кон'югатів жовчних кислот з гліцином чи таурином, також здійснюється у печінці. Синтез жовчних кислот із холестерину регулюється за принципом негативного зворотного зв'язку, тому всмоктування жовчних кислот у кишечнику і надходження в печінку є одним із механізмів регуляції синтезу холестерину.

 

обмін білків у печінці

 

Печінка займає ключову роль в обміні білків і амінокислот.

Схема метаболізму білків і амінокислот у печінці.

ЛП – ліпопротеїни плазми крові.

 

У клітинах печінки, на відміну від інших органів, є повний набір ферментів, що беруть участь в амінокислотному обміні. Амінокислоти, що всмоктуються у кишечнику, потрапляють з кров'ю ворітної вени у печінку і використовуються тут в різних шляхах обміну (табл. 6).

 

Печінка бере участь і в метаболізмі амінокислот, що надходять за певних умов із периферичних тканин. Інтенсивно цей процес перебігає під час голодування організму. Крім того, клітини печінки (а також ряду інших органів) захоплюють білки гемолізованих еритроцитів, денатуровані білки плазми, білкові й пептидні гормони і за допомогою внутрішньоклітинних протеолітичних ферментів гідролізують їх до вільних амінокислот.

Для печінки характерна висока швидкість синтезу і розпаду білків, як тих, що функціонують у самій печінці, так і тих, що секретуються в кров. Оскільки в організмі немає резерву білків і амінокислот, подібного до резерву вуглеводів чи жирів, то у періоди недостатнього харчування деякі менш функціонально важливі білки печінки, як і ряду інших органів, розпадаються, а із амінокислот синтезуються більш необхідні в цих умовах ферменти, білки-рецептори тощо.

Швидкість їх оновлення досить висока, зокрема, щодня у печінці синтезується 12-16 г альбуміну. При ураженні паренхіми печінки настає зменшення вмісту в плазмі крові альбуміну, альфа-глобулінів, глікопротеїнів, фібриногену. Діагностично важливим є зниження вмісту насамперед трансферину, альбуміну, протромбіну, холінестерази.

Білки плазми крові

БІЛКИ ПЛАЗМИ КРОВІ, ЩО УТВОРЮЮТЬСЯ У ПЕЧІНЦІ

100 % альбуміну

близько 90 %

а1 глобулінів

75 %

а2 глобулінів

50 %

ß-глобулінів

фактори згортання крові

білки-компоненти ліпопротеїнів плазми крові

фермент холінестераза

 

Період напіврозпаду альбуміну – 20-26 днів, тому при гострих гепатитах, якщо хвороба не триває декілька тижнів, рівень альбуміну плазми залишається у межах норми. За цих умов найціннішим прогностичним показником є визначення протромбінового часу (проби на згортання крові), оскільки період напіврозпаду факторів згортання крові – тільки 5-72 год. Швидко оновлюються і внутрішньопечінкові ферменти, їх утворення індукується харчовими факторами, рядом гормонів, що, в свою чергу, впливає на обмін речовин всього організму.

Ті амінокислоти, які не використані для синтезу білків у печінці чи інших органах, піддаються катаболізму чи перетворенню в інші речовини. Амінокислоти втрачають аміно­групу в результаті прямого чи непрямого дезамінування, а утворені кетокислоти різними шляхами надходять у цикл лимонної кислоти. Після споживання білкової їжі окиснювальний розпад амінокислот служить основним джерелом енергії у печінці. Вуглецеві скелети амінокислот можуть перетворюватись у вуглеводи, жирні кислоти, кетонові тіла.

Взаємозв’язок циклу сечовини та циклу Кребса.

 

Деякі амінокислоти є глікогенними, інші – і глікогенними, і кетогенними, а виключно кетогенною є лейцин. При голодуванні чи недостатньому надходженні вуглеводів з їжею за рахунок глюконеогенезу із амінокислот підтримується нормальна концентрація глюкози в крові і, таким чином, забезпечуються глюкозою мозок, еритроцити, мозкова речовина нирок. Джерелом амінокислот для глюконеогенезу в цих умовах служить розпад білків скелетних м'язів. Дезамінування амінокислот відбувається в основному в печінці.

Виключенням є амінокислоти з розгалуженим ланцюгом (валін, лейцин, ізолейцин), які піддаються переамінуванню з альфа-кетоглутаратом у м'язовій тканині. Утворений глутамат передає аміногрупу на продукт гліколізу – піруват з утворенням аланіну. Останній переноситься кров'ю до печінки, де служить субстратом глюконеогенезу. Сукупність цих процесів розглядають як глюкозо-аланіновий цикл між м'язами і печінкою. Катаболізм м'язових білків при голодуванні активується глюкокортикоїдами і зменшенням вмісту в крові інсуліну.

У печінці токсичний аміак, продукт дезамінування амінокислот, амінів, пуринових і піримідинових основ, перетворюється у нешкідливу сечовину, яка дифундує у кров і через нирки виводиться з організму.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0922.jpg

Реакції синтезу сечовини

 

Фермент аргіназа, який каталізує заключну реакцію циклу утворення сечовини, знаходиться виключно у цитоплазмі гепатоцитів. При споживанні багатої білками їжі зростає вміст у печінці всіх ферментів циклу. При ураженнях печінки здатність її до синтезу сечовини тією чи іншою мірою знижується, що супроводжується гіперамоніємією, гіпераміноацидемією, аміноацидурією. Отруєння аміаком є важливим чинником печінкової коми.

У печінці здійснюється синтез замінних амінокислот при недостатньому їх споживанні. Таким чином, печінка може забезпечувати інші органи збалансованою сумішшю амінокислот, необхідною для синтезу білків.

Невелика кількість амінокислот перетворюється у печінці в низькомолекулярні азотовмісні речовини – пуринові і піримідинові нуклеотиди, гем, креатин, нікотинову кислоту, холін, карнітин, поліаміни. Швидкість синтезу цих речовин із амінокислот визначається потребою в них організму, а не концентрацією необхідних амінокислот. Катаболізм пуринових і піримідинових нуклеотидів також здійснюється у печінці.

 

Клініко-діагностичне значення дослідження сечовини

Підвищення концентрації в крові сечовини спостерігається при всіх видах азотемій, особливо ретенційних, і є однією з головних ознак порушення функції нирок. Із фракцій залишкового азоту раніше зростає рівень сечовини і досягає більш високих значень порівняно з іншими фракціями. Азот сечовини в організмі здорової людини становить 45—50 % фракції залишкового азоту. Вміст азоту сечовини (у %) дістав назву коефіцієнта urea ratio і обчислюється за формулою:

Цей коефіцієнт застосовують для диференційної діагностики захворювань нирок і печінки. При уремічних станах urea ratio зростає до 80—90 %, а при тяжкій патологи печінки значно зменшується. Рівень азоту сечовини у фракції залишкового азоту дає змогу оцінити характер азотемії та ступінь ЇЇ тяжкості. При гострій нирковій недостатності, а також у термінальній стадії хронічної ниркової недостатності кількість азоту сечовини у фракції залишкового азоту різко зростає, досягаючи 90—95 %, при цьому концентрація сечовини в крові перевищуватиме залишковий азот.

Підвищення рівня сечовини в крові спостерігається при серцево-судинній декомпенсації, зневодненні організму внаслідок нестримного блювання, профузних проносів, при стенозі пілоруса, непрохідності кишок, кровотечах, опіках, травматичному шоку та інших патологіях, що супроводжуються порушенням гемодинаміки і зниженням клубочкової фільтрації, а також при порушенні відтоку сечі в результаті обтурації сечівників каменем, новоутвореннями у сечовивідних шляхах, простаті.

Зниження концентрації сечовини в крові може бути відносним за рахунок розведення при гіпергідратаціях організму. Зменшення вмісту сечовини спостерігається при патології печінки, паренхіматозних і токсичних гепатитах, гострій дистрофії печінки, декомпенсованому цирозі печінки в результаті порушення сечовинотвірної функції печінки. Знижений рівень сечовини спостерігається в дітей віком до одного року, у вагітних жінок.

Зростання екскреції сечовини із сечею спостерігається при дієті з підвищеним вмістом білків, у хворих на гіпертиреоз, у післяопераційному періоді, при продукційній азотемії, у хворих з анеміями, гарячкою. Знижується екскреція сечовини в здорових дітей під час активного росту, у вагітних жінок, при білковому голодуванні, захворюваннях печінки, захворюваннях нирок і нирковій недостатності будь-якого походження.

 

Жовчоутворювальна та жовчовидільна функції печінки

Найбільш специфічним продуктом діяльності гепатоцитів є жовч, зокрема жовчні кислоти. Тому за їхнім складом можна з високою вірогідністю діагностувати функціональний стан гепатоцитів. Класичні дослідження з вивчення жовчоутворення і жовчовиділення та значення жовчі для організму були проведені І.П. Павловим та його учнями. В Україні ці питання вивчали С.Ю. Ярослав, А.С. Дячинський, В.С. Ко-зачок, Р.С. Ледяйкіна, П.С. Лященко, Б.В. Олійник та інші фізіологи і патологи.

Жовч виконує такі функції: а) емульгує ліпіди, внаслідок чого створюються оптимальні умови для дії ліпази підшлункової залози; б) активує ліпазу, сприяє гідролізу і всмоктуванню продуктів перетравлення жирів; в) бере участь у нейтралізації кислот, які надходять із шлунка у дванадцятипалу кишку; г) активує кишкові і панкреатичні протеолітичні ферменти, стимулює виділення соку підшлункової залози; д) поліпшує всмоктування жиророзчинних вітамінів (А, Д, Е, К), холестеролу; е) активує перистальтику кишок; ж) із жовчю виділяються білірубін, холестерол, лікарські препарати, отрути, тому жовч є не лише секретом, а й екскретом.

Найбільш важливим компонентом жовчі є жовчні кислоти (ЖК, холати), які за хімічною структурою є стероїдними монокарбоновими кислотами – похідними холанової кислоти, від якої вони відрізняються наявністю однієї, двох або трьох гідроксильних груп, у зв’язку з чим розрізняють моно-, ди- і тригідроксихоланові кислоти. ЖК перебувають у вигляді парних сполук з таурином і глікоколем (кон’юговані ЖК).

Синтез холатів проходить лише в печінці. Безпосереднім поперед-ником їх є холестерол. Трансформація холестеролу в первинні ЖК (холеву – ХК і хенодезоксихолеву – ХДХ) – це складний багатоступеневий процес, що відбувається в гепатоцитах при значних затратах енергії. Біосинтез холатів регулюється за типом зворотного зв’язку самими холатами, які повертаються у печінку в процесі ентерогепатичної циркуляції. Сприяють синтезу ЖК холіноміметики – ацетилхолін і карбахолін. У гепатоцитах ЖК кон’югуються з глікоколом або таурином, і у формі гліко- або таурокон’югатів вони включаються в міцелу, до складу якої, окрім них, входять основні компоненти жовчі – фосфоліпіди, холестерол, білірубін і невелика кількість білків.

У дистальній частині клубової кишки солі ЖК реабсорбуються. Цей процес настільки інтенсивний, що за один цикл печінково-кишкової циркуляції реабсорбується близько 95 % ЖК. У товстих кишках кон’югати жовчних кислот під впливом ферментів мікроорганізмів розпадаються. При цьому утворюються вільні ЖК, які частково всмоктуються і через портальну вену потрапляють у печінку. Переважна ж кількість їх під впливом мікрофлори перетворюється в різні кетопохідні холанової кислоти і виділяється з калом.

Порушення синтезу і кон’югації ЖК та секреції жовчі в людей має місце при цукровому діабеті, холангіогепатиті, гострому портальному і біліарному цирозах, холециститі. У хворих людей уміст ЖК у жовчі зменшується, а концентрація холестеролу збільшується. Це спричинює зменшення холато-холестеролового коефіцієнта (ХХК), що є важливим критерієм для прогнозування і діагностики жовчнокам’яної хвороби (холелітіазу). Найбільш значні порушення співвідношення між холатами і холестеролом спостерігаються при гострому гепатиті, гострому і хронічному холециститі, цирозі печінки. Зниження ХХК у жовчі залежить в основному від синтетичної функції печінки, тобто є показником функціональної недостатності гепатоцитів. У хворих людей порушується динамічна рівновага між гліко- і таурокон’югатами, ди- і тригідроксихолатами. Зниження останнього співвідношення є показником холестазу.

Із пігментів у жовчі переважає білівердин, який на світлі швидко окиснюється в білірубін. Іншим постійним компонентом жовчі є вільний холестерол.

 

РОЗЩЕПЛЕННЯ ГЕМОГЛОБІНУ. ЖОВЧНІ ПІГМЕНТИ

Тривалість життя еритроцитів складає 110-120 днів. Еритроцити такого віку фагоцитуються макрофагами головним чином у селезінці, а також у кістковому мозку і печінці. Гем після звільнення з гемоглобіну повторно не використовується, його порфіриновий цикл перетворюється в жовчні пігменти, які виводяться з організму.

Схема розпаду гему в тканинах організму.

 

І тільки залізо повторно застосовується для синтезу гемопротеїнів чи відкладається для запасання. Глобін гідролізується протеолітичними ферментами до амінокислот. Інші гемопротеїни (міоглобін, цитохроми, каталаза і пероксидази) розпадаються аналогічним чином.

Фермент ендоплазматичного ретикулума гемоксигеназа, за хімічною будовою є однією з ізоформ цитохрому Р-450, і супроводжується виділенням монооксиду вуглецю, каталізує першу реакцію розпаду гему – розрив метинового містка між 2 пірольними кільцями внаслідок окиснення атома вуглецю до СО. При цьому утворюється пігмент зеленого кольору – вердоглобін (холеглобін), його молекула ще містить залізо і білок-глобін.

Реакція утворення вердоглобіну

 

Подальший розпад вердоглобіну відбувається самостійно і призводить до відщеплення заліза, білкового компонента й утворення одного з жовчних пігментів – білівердину. Одночасно спостерігається перерозподіл подвійних зв'язків і атомів водню в пірольних кільцях та метинових містках. Білівердин – пігмент зеленого кольору, побудований із чотирьох пірольних кілець, зв'язаних між собою лінійно за допомогою метинових містків.

 Жовчні пігменти білівердин і білірубін.

Білівердинредуктаза відновлює білівердин до білірубіну, пігменту червоно-коричневого кольору. Частина білірубіну утворюється в печінці, а решта – в клітинах РЕС селезінки і кісткового мозку і повинна бути перенесена в печінку для подальших перетворень. Оскільки білірубін у воді малорозчинний, він транспортується кров'ю в комплексі з альбуміном (2 молекули білірубіну на 1 молекулу альбуміну).

У печінці відбувається розділення альбуміну і білірубіну. Білірубін є ліпідорозчинною речовиною і у високих концентраціях проявляє мембранотоксичність, особливо для клітин головного мозку. Детоксикація білірубіну, яка полягає в перетворенні пігменту у водорозчинну (і менш токсичну) форму — глюкуронід білірубіну, відбувається в мембранах ендоплазматичного ретикулума гепатоцитів.

Шляхом взаємодії з УДФ-глюкуроновою кислотою білірубін перетворюється в добре розчинний у воді білірубін-диглюкуронід.

Формула диглюкуронід білірубіну

 

Основна частина білірубіну екскретується в жовч у формі диглюкуронідів; при порушеннях ферментативних властивостей гепатоцитів (паренхіматозні жовтяниці) в крові хворих накопичуються переважно моноглюкуроніди білірубіну.

У сироватці крові здорової людини концентрація білірубіну низька, з межами коливань 0,1-1,0 мг % (1-10 мг/л, або 1,7-17 мкмоль/л). Цей білірубін (“загальний білірубін” сироватки крові) складається з двох фракцій:

1) вільний білірубін (складає близько 75% від загального білірубіну) — такий, що не пройшов кон’югації з глюкуроновою кислотою (некон’югований білірубін); цей білірубін знаходиться в крові у комплексі з сироватковим альбуміном;

2) зв’язаний білірубін (складає відповідно до 25% від загального білірубіну) — такий, що пройшов кон’югацію з глюкуроновою кислотою (кон’югований білірубін); ця форма секретується нормальними гепатоцитами в жовч, і лише частково, в незначній кількості надходить у кров.

Для визначення вмісту в сироватці крові людини загального білірубіну та його фракцій застосовується метод Ван ден Берга, який грунтується на використанні діазосульфанілової кислоти (діазореактив Ерліха), що при взаємодії з білірубіном утворює діазосполуку рожевого забарвлення. Оскільки вільний білірубін знаходиться в комплексі з альбуміном, він дає позитивну реакцію з діазореактивом Ерліха лише після осадження білків етанолом (“непряма реакція з діазореактивом”) і тому отримав назву непрямого білірубіну. Зв’язаний (кон’югований) білірубін дає безпосередню (“пряму”) реакцію з діазореактивом і позначається в клініко-біохімічній практиці як прямий білірубін. Зміни кількісних взаємовідношень між фракціями непрямого та прямого білірубіну плазми є важливою диференціально-діагностичною ознакою різних типів жовтяниць.

Білірубін-диглюкуронід переходить у жовч і надходить у кишечник, де бактеріальні ферменти відщеплюють глюкуронову кислоту, після чого відновлюється білірубін до уробіліногену (мезобіліногену) і стеркобіліну. Основна частина стеркобіліногену виділяється з калом, окиснюючись на повітрі до стеркобіліну. Частина уробіліногену і стеркобіліногену всмоктується в кров і виділяється нирками в сечу. При окисненні у повітрі утворюються уробілін і стеркобілін. Уробі­ліноген і стеркобіліноген не мають кольору, а уробілін і стеркобілін оранжево-жовтого кольору. В нормі доросла людина за добу виділяє приблизно 250 мг жовчних пігментів із калом і 1-2 мг із сечею, невеличка частина уробіліногену (мезобіліногену), всмоктуючись, потрапляє через портальну вену в печінку, де розщеплюється до ди- і трипіролів або знову екскретується у жовч.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: bilirme1[1]

Метаболізм жовчних пігментів

 

Основна кількість продуктів перетворення білірубіну в кишечнику – 200-300 мг/добу (близько 95% усіх тетрапірольних сполук) виводиться з організму людини у складі калових мас. Разом з тим, деяка частина жовчних пігментів та продуктів їх біотрансформації всмоктується з кишечника в кров і підлягає подальшим перетворенням.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0911.jpg

Обмін жовчних пігментів у нормі.

 

Стеркобіліноген (основна маса якого виводиться з калом у вигляді стеркобіліну) частково всмоктується в нижніх відділах товстої кишки, звідки потрапляє в загальний кровообіг через судини pl. haemorroidalis, тобто минаючи печінку. З крові цей водорозчинний стеркобіліноген екскретується в сечу у вигляді уробіліну (0-4 мг/добу); ці слідові концентрації пігменту можуть не визначатися в сечі звичайними клініко-біохімічними методами дослідження, і тому вважають, що в сечі здорової людини “уробілін”, як правило, відсутній. Мезобіліноген (уробіліноген) резорбується слизовою оболонкою тонкої кишки і через судини системи v.porta надходить у печінку, де розщеплюється ферментами гепатоцитів до дипірольних сполук, які остаточно екскретуються з організму через жовч. За умов порушення бар’єрної функції печінки (паренхіматозні жовтяниці) розщеплення мезобіліногену в печінці не відбувається, внаслідок чого цей пігмент надходить у кров і виділяється нирками також під назвою уробіліну сечі, що додається до уробіліну, який є продуктом всмоктування стеркобіліногену.

 

ПАТОБІОХІМІЯ ЖОВТЯНИЦЬ

Порушення жовчоутворювальної функції печінки виявляється у збільшенні чи зменшенні секреції жовчі, як правило, з одночасною зміною її складу. Накопичення жовчних пігментів в крові та інших рідинах організму внаслідок їх надлишкового утворення чи порушення виведення з організму надає інтенсивного забарвлення шкірі. Такий стан називається жовтяницею.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.lvrach.ru/data/321/570/1238/43.jpg

Хворий із жовтяницею.

 

Причинами порушення надходження жовчі в дванадцятипалу кишку можуть бути: 1) механічна перешкода відтоку жовчі - здавлення жовчних шляхів ззовні (пухлиною головки підшлункової залози, запаленою тканиною, рубцем) або закупорка її (каменем, гельмінтами); 2) порушення іннервації жовчних шляхів гіпер- або гіпокінетична дискінезія (наприклад, зменшення жовчовиділення при спазмі сфінктера шийки жовчного міхура); 3) зміна гуморальної регуляції жовчовиділення.

Етіологія та патогенез жовтяниць

ЖОВТЯНИЦІ

Етіологія

Ураження печінки і жовчних шляхів (гепатит, гепатоз, холецистит).

Аліментарні факори (жири, яєчний жовток, білкове голодування) деякі лікарськи рослини і препарати.

Екзогенні та ендогенні фактори, що порушують енергетичний обмін в організмі (гіпоксія, перегрівання, гіпотермія, отруєння ціанідами).

Зміна нейрогуморальної регуляції.

Патогенез

Зміна секреторної активності гепатоцитів.

Порушення реабсорбції компонентів жовчі у жовчних шляхах і кишках.

Зміни транс- та інтерцелюлярної фільтрації деяких речовин з крові в капіляри печінки.

 

Жовтяниця виникає при збільшенні в крові білірубіну вище 35 мкмоль/л і характеризується жовтим забарвленням шкіри, слизової оболонки, склери внаслідок відкладення в них жовчних пігментів.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://privivka.com.ua/images/jeltuha.gif

Забарвлення склери у хворого із жовтяницею.

 

Визначення концентрації жовчних пігментів у крові й сечі має важливе значення для диференціальної діагностики жовтяниць різного походження. Концентрація білірубіну в крові здорової людини дорівнює 8,5-20,5 мкмоль/л (5,0-12,0 мг/л), із них приблизно 75 % припадає на некон'югований білірубін, зв'язаний з альбуміном плазми.

Для визначення білірубіну використовують реакцію з діазореактивом. Некон'югований білірубін називають непрямим, тому що він утворює з діазореактивом забарвлені продукти тільки при додаванні спирту, який звільняє білірубін із комплексу з альбуміном (непряма реакція). Білірубін-глюкуронід утворює забарвлені продукти з діазореактивом відразу і тому називається прямим, а також зв'язаним, або кон'югованим. Оскільки непрямий білірубін міцно зв'язаний з альбуміном плазми, він не фільтрується в клубочках нирок і не потрапляє в сечу. Прямий білірубін фільтрується в нирках і в нормі міститься в сечі в незначній кількості.

Жовтяниці - це група захворювань, що характеризуються хоча й неоднаковими механізмами передачі інфекції й відмінностями в патогенезі, але об'єднані гепатотропністю збудників та обумовленою цим схожістю основних клінічних проявів (жовтяницею, інтоксикацією, гепатоспленомегалією).

Залежно від первинної локалізації патологічного процесу і механізму виникнення виділяють такі види жовтяниці:

1) надпечінкова (гемолітична) жовтяниця;

2) печінкова (паренхіматозна) жовтяниця;

3) підпечінкова (механічна, холестатична) жовтяниця.

При гемолітичній (надпечінковій) жовтяниці із-за посиленого розпаду гемоглобіну підвищується концентрація в крові непрямого білірубіну, порушується його транспортування до печінки. Така жовтяниця спостерігається при отруєнні деякими хімічними речовинами, зокрема сульфаніламідами, променевому ураженні, переливанні несумісної крові тощо.

Оскільки в цьому випадку зростає утворення в печінці білірубін-диглюкуроніду, то значно підвищується виділення з організму стеркобіліну й уробіліну. Білірубін у сечі не виявляється.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0914.jpg

Обмін жовчних пігментів при гемолітичній жовтяниці.

 

Печінкова (паренхіматозна) жовтяниця розвивається внаслідок ушкодження гепатоцитів, порушується синтетична (кон’югаційна) функція печінки, здатність печінки утворювати білірубін-диглюкуронід і секретувати його в жовч.

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0913.jpg

 

Обмін жовчних пігментів при печінковій жовтяниці.

 

У результаті пошкодження паренхіми печінки жовч надходить не тільки в жовчні капіляри, а й у кров, де збільшується концентрація і прямого, і непрямого білірубіну. Виведення стеркобіліну й уробіліну знижується. У сечі виявляється прямий білірубін.

Зміни  вмісту жовчних пігментів у крові, сечі і калі хворих на жовтяниці

 

Зміни  вмісту жовчних пігментів у крові, сечі і калі хворих на жовтяниці

Жовтяниця

Кров

Сеча

Кал

Білірубін непрямий

Білірубін прямий

Білірубін

Уробілін (стеркобілін)

Стеркобілін

Гемолітична

(над печінкова)

↑ або N

↑ або N

Паренхіматозна

(печінкова)

+

↓ або N

Механічна

(під печінкова)

+

Сеча, як «пиво»

– або ↓

↓ кал, як глина

Новонароджених

↓ або –

Білівердин

У нормі

75 %

25 %

4 мг/добу

300 мг/добу

Примітки: N – норма; ↑ – підвищення; ↓ – зниження; «+» – визначається ; «–» – не визначається

 

Іноді в сечі хворих на гепатит при невеликій жовтяниці (чи повній її відсутності) знаходять надзвичайно високу кількість уробіліногену (мезобіліногену), що є наслідком порушення розщеплення його в гепатоцитах до три- і дипіролів. Уробіліноген потрапляє у велике коло кровообігу і виділяється із сечею.

 Найбільш частими причинами паренхіматозної жовтяниці є вірусні гепатити А, В, С, D, Е, F, G, лептоспіроз (хвороба Вейля - Васильєва), цироз печінки, отруєння деякими гепатотропними отрутами (чотирихлористий вуглець, тетрахлоретан, сполуки миш’яку, фосфору тощо), в тому числі й деякими ліками.

Диференційна діагностика захворювань, що спричиняють паренхіматозну жовтяницю, грунтується на вивченні епідеміологічного стану, на клінічних даних, показниках лабораторного дослідження крові, сечі, калу, а також на результатах інструментальних, ультразвукових, ендоскопічних, рентгенологічних, морфологічних та інших досліджень.

При закупоренні жовчних проток і блокаді відтоку жовчі спостерігається обтураційна (підпечінкова) жовтяниця. Переповнені жовчні канальці травмуються і пропускають білірубін у кров'яні капіляри.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0912.jpg

Обмін жовчних пігментів при підпечінковій жовтяниці.

 

У крові з'являється велика кількість прямого білірубіну, в меншій мірі збільшується концентрація непрямого білірубіну. Кількість уробіліногену в сечі знижу­ється (або він повністю відсутній), а у великій кількості екскретується із сечею прямий білірубін. Через це сеча за кольором стає подібною до пива з яскраво-жовтою піною. Кал, у якому відсутні жовчні пігменти, стає сірувато-білим.

Відомі спадкові порушення надходження некон'югованого білірубіну з плазми в клітини печінки та процесу кон'югації білірубіну внаслідок дефекту глюкуронілтрансферази (синдроми Жільбера-Мейленграфта, Кріглера-Найяра). У крові хворих підвищується вміст непрямого білірубіну. Зустрічаються також спадкові гіпербілірубінемії, зумовлені переважним підвищенням у крові кон'югованого (прямого) білірубіну (синдроми Дубіна-Джонсона, Ротора). Молекулярний механізм цих захворювань невідомий.

У новонароджених дітей обмежена здатність утворювати білірубін-диглюкуронід і в крові може різко зростати концентрація непрямого білірубіну. Здатність печінки кон'югувати білірубін швидко зростає протягом перших декількох днів життя і тому жовтяниця новонароджених дітей у більшості випадків самовільно зникає.

 

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: http://www.materinstvo.ru/skins/default/public/images/articles/s1040_1162911861_1.jpg

Жовтяниця у новонародженого.

У тяжких випадках жовтяниці новонароджених, особливо недоношених, дітей білірубін проявляє токсичну дію на мозок, що може призвести до незворотних розладів нервової системи і розумової відсталості. Для лікування дітей із тяжкими гіпербілірубінеміями виконують масивне переливання крові, застосовують лікарські препарати (барбітурати), які індукують синтез у печінці глюкуронілтрансферази, опромінюють УФ світлом, яке сприяє розпаду білірубіну до водорозчинних продуктів.

Дисбактеріоз кишечника, викликаний тривалим лікуванням антибіотиками тетрациклінового ряду, також може супроводжуватись порушенням обміну жовчних пігментів. За цих умов пригнічується ріст нормальної мікрофлори кишечника, яка відновлює білірубін до стеркобіліну. Тому при дисбактеріозі виділяються з калом проміжні продукти обміну білірубіну або і сам білірубін, який окиснюється киснем повітря в білівердин зеленуватого кольору.

За підозри на наявність холестатичної жовтяниці необхідним є ультразвукове обстеження хворого з локацією печінки, жовчного міхура, жовчних шляхів для встановлення місця можливого порушення відтоку жовчі.

Специфічне обстеження, яке дозволяє провести верифікацію етіології проводиться при гострих формах у інфекційному відділенні.

Гіпербілірубінемія - провідний симптом жовтяниці. При гепатиті А, як правило, буває помірною і недовгочасною. Починаючи з 2-го тижня від початку жовтяниці, вміст білірубіну в крові зменшується і поступово нормалізується. При гепатиті В гіпербілірубінемія значна і стійка. Нерідко на 2-3-й тиж від початку жовтяниці рівень білірубіну в крові буває більш високим, ніж на першому. Період реконвалесценції при гепатиті В більш тривалий, ніж при гепатиті А. Нормалізація клінічних і біохімічних показників при гепатиті В розпочинається частіше за 3-4 тиж від початку жовтяниці.

 

Знешкодження токсичних речовин у печінці

В організм із навколишнього середовища потрапляють у невеликих кількостях різноманітні хімічні речовини, як природні, так і синтетичні, що не використовуються з пластичною метою чи для продукції енергії. Їх називають сторонніми речовинами або ксенобіотиками. До них відносяться харчові додатки, ліки, пестициди, гербіциди, інсектициди, косметичні засоби, хімічні продукти побутового користування, промислові отрути. В організмі вони можуть порушувати нормальні процеси обміну речовин, викликати отруєння і навіть смерть. Тому в процесі еволюції тварин і людини виробились механізми знешкодження (дезінтоксикації) речовин. Ці механізми полягають у метаболічних перетвореннях ксено­біотиків, які роблять їх більш водорозчинними, що пришвидшує виведення із організму через нирки. Метаболічні перетворення в основному зменшують токсичність сторонніх сполук, але у деяких випадках утворені водорозчинні речовини набувають ще більшої токсичності. Це, зокрема, стосується ряду канцерогенних речовин, які утворюються в організмі із неканцерогенних попередників.

http://www.youtube.com/watch?v=tat0QYxlCbo&feature=related

Деякі ендогенні речовини також проявляють токсичні властиво­сті і тому знешкоджуються. Це білірубін, аміак, біологічно активні ­аміни, продукти гниття амінокислот у кишечнику. Крім того, в орга­нізмі не­обхідно постійно переводити в неактивну форму гормони, меді­атори після їх дії.

Реакції знешкодження токсичних та інактивації біологічно активних речовин перебігають, головним чином, у печінці. Продукти реакцій виділяються у жовч і виводяться через кишечник або в кров і виводяться з сечею. Як правило, відносно малі молекули виділяються у сечу, а більші (типу білірубіну) – у жовч. Процес знешкодження токсичних речовин поділяють на дві фази. У першій фазі біологічної трансформації ксенобіотики піддаються реакціям окиснення, відновлення, гідролізу й іншим, в результаті чого у молекулах з'являються полярні функціональні групи (‑ОН, -СООН, -SН, -С=О, -NН2). У другій фазі до функціональної групи ксенобіотика приєднуються глюкуронова чи сірчана кислоти, амінокислоти, метильна чи ацетильна групи, трипептид глутатіон. Це так звані реакції кон'югації, вони каталізуються специфічними ферментами. Утворені кон'югати добре розчинні у воді і легко виводяться з організму. Для більшості токсичних сполук процес знешкодження включає реакції обох фаз, але у деяких випадках тільки одну фазу – першу чи другу.

 

Знешкодження токсичних речовин у печінці

ЗНЕШКОДЖЕННЯ ТОКСИЧНИХ РЕЧОВИН У ПЕЧІНЦІ

Фаза

Реакції

 

Фаза I:

Ø    гідроліз,

Ø    відновлення,

Ø    окислення.

Фаза II

Ø    глукуронування,

Ø    сульфування,

Ø    ацетилювання,

Ø    метилювання,

Ø    конюгація з глутатіоном,

Ø    кон’югація з амінокислотами

 

Реакції першої фази трансформації сторонніх речовин каталізують в основному ферменти ендоплазматичного ретикулуму печінки (ферменти мікросомального окиснення і відновлення). Мікросомальна окиснювальна система, яка включає цитохром Р450 і флавіновий фермент НАДФН-цитохром Р-450-редуктазу, каталізує реакцію гідроксилювання субстратів за рівнянням:

RН+О2+НАДФН+Н+ ® RОН+Н2О+НАДФ+

 

Схема реакцій монооксигеназної системи.

http://www.youtube.com/watch?v=3DgxjDalZW0

Ця система каталізує окиснення великої кількості субстратів, як нормальних клітинних компонентів, так і сторонніх речовин. Субстрати приєднуються до цитохрому Р‑450, тому субстратна специфічність визначається саме цим компонентом мікросомальної монооксигеназної системи, який існує у різних формах. Кожна з ізоформ цитохрому Р‑450 специфічна відносно групи тих чи інших субстра­тів. Мікросомальні монооксигенази каталізують, крім реакцій гідроксилю­вання, інші подібні за механізмом типи біологічного окиснення: епокси­ду­вання, дезалкілування, дезамінування, десульфування, сульфоокиснення.

http://www.youtube.com/watch?v=7ON7oMvNehg&feature=related

 

В ендоплазматичному ретикулумі печінки містяться флавінові ферменти, які відновлюють сторонні речовини – нітро- і азосполуки до аміносполук. Донором воднів служить НАДФН.

Метаболічні перетворення ксенобіотиків каталізуються і немікросомальними ферментами. Зокрема, мітохондріальні амінооксидази каталізують окиснювальне дезамінування амінів до відповідних альдегідів. Крім екзогенних, їх субстратами є ендогенні аміни (катехоламіни, серотонін, гістамін) та аміни, які утворюються при гнитті амінокислот у кишечнику (кадаверин, путресцин, агматин). Ряд амінооксидаз зустрічається у плазмі крові. Фермент цитоплазми алкогольдегідрогеназа каталізує окиснення первинних спиртів до альдегідів, альдегідоксидаза і альдегіддегідрогеназа перетворюють альдегіди на карбонові кислоти. Мікросомальні і немікросомальні естерази каталізують гідроліз складних ефірів і амідів. Існує багато інших метаболічних перетворень ксенобіотиків.

Другу фазу трансформації сторонніх і ендогенних біологічно активних речовин складають реакції кон'югації.

1. Приєднання глюкуронової кислоти. Активною формою її є уридиндифосфатглюкуронова кислота (УДФГК), яка синтезується за такими реакціями:

Ферменти УДФ-глюкуронілтрансферази, що знаходяться у мікросомальній фракції, каталізують перенесення глюкуронової кислоти на різні функціональні групи органічних сполук з утворенням глюкуронідів. Такі кон'югати утворюють: 1) ендогенні субстрати: білірубін, стероїдні гормони, тироксин; 2) продукти гниття білків у кишечнику: фенол, крезол, індол і скатол (після їх окиснення до індоксилу і скатоксилу); 3) сторонні сполуки.

Наприклад, реакція кон'югації УДФГК з фенолом:

Глюкуронідні кон'югати мають бета-конфігурацію. Можуть утворюватись О-глюкуроніди, N-глюкуроніди, S-глюкуроніди. У багатьох тканинах організму тварин є фермент бета-глюкуронідаза, яка гідролізує кон'югати з вивільненням глюкуронової кислоти і відповідної органічної речовини. Можливо, функцією бета-глюкуронідази тканин є регуляція гормональної активності шляхом вивільнення активних гормонів із їх неактивних кон'югатів. Білірубіндиглюкуронід під дією бета-глюкуронідази жовчі і кишки переходить у вільний білірубін.

При спадковій відсутності чи зниженій активності глюкуронілтрансферази має місце печінкова спадкова жовтяниця (синдром Кріглера-Найяра). У печінці, крові, шкірі накопичується некон'югований білірубін.

 

2. Утворення складних ефірів сірчаної кислоти. Активною формою сірчаної кислоти в організмі є 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат (ФАФС). Цитозольні ферменти сульфотрансферази каталізують перенос сульфату від ФАФС до фенолів, спиртів та амінів. У людини сульфатній кон'югації піддаються стероїдні гормони і продукти їх метаболізму, продукти гниття білка в кишечнику (фенол, крезол, індоксил і скатоксил), сторонні речовини. Більшість таких речовин можуть утворювати кон'югати однаковою мірою з глюкуроновою і сірчаною кислотами. Схема реакції сульфатної кон'югації:

ROH+ФАФС  ® R–OSO3H+ФАФ

3. Метилювання. Донором метильної групи служить S-аденозилме­тіонін. Його будова і участь у реакціях метилювання при біосинтезі різних біологічно активних речовин розглянуті у розд. 8.6. Декілька видів метилтрансфераз каталізують перенесення метильної групи від S‑аде­нозилметіоніну на такі ксенобіотики, як аміни, фенол і тіолові сполуки, а також на неорганічні сполуки сірки, селену, ртуті, арсену. Шляхом метилювання інактивуються катехоламіни, амід нікотинової кислоти (вітамін РР).

4. Ацетилювання. Цим шляхом знешкоджуються сторонні ароматичні аміни, ароматичні амінокислоти, сульфаніламідні препарати. Реакція полягає у перенесенні ацетильної групи від ацетил-КоА:

RNH2+CH3COSKoA ® RNHCOCH3+KoASH

Виявлено, що для одних осіб характерна висока швидкість ацетилювання, а для інших – низька.

5. Кон'югація з гліцином. Цей шлях знешкодження ароматичних і гетероциклічних карбонових кислот здійснюється у 2 стадії. Спочатку утворюється коензим А – похідне сторонньої карбонової кислоти, наприклад бензойної:

На другій стадії відбувається пептидна кон'югація з амінокислотою гліцином:

Кон'югат бензойної кислоти і гліцину називається гіпуровою кислотою і у невеликій кількості утворюється в організмі людини із бензойної кислоти, яка є продуктом перетворення фенілаланіну ферментами мікрофлори товстої кишки.

Для оцінки знешкоджувальної функції печінки застосовують ­пробу на синтез гіпурової кислоти (пробу Квіка-Пителя). Вона полягає у пероральному прийомі бензоату натрію і визначенні в сечі кількості гіпурової кислоти.

6. Глутатіонова кон'югація. Сторонні речовини, різні за структурою, знешкоджуються шляхом кон'югації з трипептидом глутатіоном. Цей процес включає ряд етапів. Спочатку глутатіон-трансферази каталізують взаємодію субстрату (RХ) з відновленим глутатіоном:

Від глутатіонового кон'югата відокремлюються послідовно глутамі­нова кислота і гліцин. Утворені кон'югати ксенобіотиків з цистеїном можуть виводитись з сечею або в реакції ацетилювання перетворюватись у меркаптурові кислоти, які також виводяться із сечею:

Крім сторонніх речовин, кон'югати з глутатіоном утворюють у невеликій кількості білірубін, естрадіол, простагландини і лейкотрієни.

Синтез ферментів детоксикації в печінці індукується або гальмується різними речовинами. Типовим індуктором синтезу мікросомальних ферментів є фенобарбітал (снодійний середник). Індукція ферментів мікросомального окиснення, а також ферментів кон'югації, барбітуратами й іншими препаратами зумовлює звикання до таких ліків, оскільки при повторному використанні вони швидше інактивуються. При захворюваннях печінки дезінтоксикаційна функція порушується і може розвинутись підвищена чутливість до багатьох ліків.

Синтез ферментів мікросомального окиснення стимулюють канцерогенні поліциклічні вуглеводні (3,4-бензпірен, 3-метилхолантрен). ­Метаболізм бензпірену, як і деяких інших канцерогенів, призводить до утворення кінцевих канцерогенних метаболітів, що взаємодіють з генетичним апаратом клітини і викликають пухлинну трансформацію, або до утворення неканцерогенних продуктів метаболізму. Співвідношення процесів активації і дезактивації у різних людей зумовлює індивідуальну чутливість до канцерогенних агентів, зокрема бензпірену.

 

Нирки – парний орган, призначений для підтримання постійності внутрішнього середовища організму та виділення кінцевих продуктів  обміну. Вони регулюють водно-сольовий баланс, кислотно-основну рівновагу, виділення азотових шлаків, осмотичний тиск рідин організму. Крім того, нирки беруть участь у регуляції артеріального тиску і стимулюють еритропоез.

 

Структурно-функціональні особливості нирок

У структурі ниркової тканини розрізняють зовнішній, або кірковий, шар червоного кольору та внутрішній, або мозковий, шар, що має жовто-червоне забарвлення.

Функціонально-структурною одиницею ниркової тканини є нефрон.

 

Описание: Описание: Описание: http://www.tdmu.edu.te.ua/www/tables/0413.jpg

 

http://www.youtube.com/watch?v=glu0dzK4dbU

Макроскопічна будова нирки.

Нирки - це паренхіматозний орган, що складається з речовини або паренхіми, яка в свою чергу складається з двох шарів:

1. Кіркова речовинна - світлого кольору, розміщується суцільним шаром і дає відростки в мозкову речовину - ниркові стовпи.

2. Мозкова речовина - темного кольору знаходиться всередині, представлена 12-15 нирковими пірамідами, верхівки яких направлені в ниркову пазуху, основа напрямлена до поверхні нирки.

Верхівки 2-3 пірамід з'єднуються і утворюють - нирковий сосочок, який виступає в малу ниркову чашку. Є 12 ниркових сосочків, які мають дрібні отвори, через які сеча виділяється в малі чашки.

Мікроскопічна будова нирок.

Нирка являє собою складну трубчасту залозу, трубочки якої називають нирковими (сечовими) канальцями. Вони являються складовою частиною структурно-функціональної одиниці нирки - нефрона.

У людини загальна кількість нефронів в нирці досягає в середньому 1млн. - (коркові і юкстамедулярні).

В нефроні виділяють такі відділи:  ниркове (мальпігієве) тільце складається з судинного клубочка і капсули ниркового клубочка (Шумлянського-Боумена), що оточує його (її називають ще сліпим кінцем).

Проксимальний сегмент включає прокручений каналець І порядку, і пряму частину (нисхідний відділ петлі нефрона), петля включає такі частини:

1. Нисхідна частина

2. Власне петля або коліно петлі

3. Висхідна частина

4. Дистальний сегмент, що складаються з висхідної частини петлі і покрученої частини (покручений каналець ІІ порядку).

Дистальні покручені канальці відкриваються в збірні трубочки, які зливаються утворюють загальні вивідні протоки (сосочковий канал) проходять через мозковий шар до верхівок сосочків і відкриваються на верхівках сосочків пірамід, а вони виступають в порожнину пазухи. Ниркові пазухи відкриваються в сечоводи.

 

http://www.youtube.com/watch?v=aQZaNXNroVY&feature=related

 

Існують два типи нефронів:

1. Кіркові, які знаходяться в кірковому шарі нирки. Їх частка складає 85 % від усіх нефронів нирки.

2. Юкстамедулярні нефрони (15 %), капілярні клубочки яких розташовані на межі кіркового і мозкового шарів нирки. Нирки приймають важливу участь у забезпеченні життєдіяльності організму не тільки шляхом утворення сечі певного складу, але й виділення в кров різних речовин. Здатність нирок продукувати сечу певного складу забезпечує такі функції (сечоутворюючі):

 

Функції нирок.

1. Регуляція балансу води і неорганічних іонів.

2. Видалення кінцевих продуктів обміну з крові і їх екскреція з сечею.

3. Екскреція чужорідних хімічних речовин і з'єднань, що надійшли в організм ззовні.

Крім цих функцій нирки, виділяючи в кров певні речовини, виконують такі функції (сечонеутворюючі):

1. Ендокринну (інкреторну).

2. Метаболічну.

Основна функція нирок зводиться до регуляції об'єму, осмолярності, мінерального складу і кислотно-лужного стану організму шляхом екскреції води і мінеральних електролітів в кількостях, необхідних для підтримування їх балансу в організмі і нормальної концентрації цих речовин у позаклітинній рідині. До іонів, які регулюються таким чином, відносяться натрій, калій, хлор, кальцій, магній, сульфат фосфат і іони водню.

Нирки забезпечують видалення кінцевих продуктів обміну. До таких речовин відносяться сечовина (утворюється з білків), сечова кислота (утворюється з нуклеїнових кислот), креатинін (утворюється з креатину м'язів), кінцеві продукти розпаду гемоглобіну, метаболіти гормонів т. ін.

Багато чужорідних речовин, які потрапляють в організм ззовні, екскретуються з сечею. Це ліки, харчові додатки, пестициди та ін.

У нирках виробляються активні речовини, що дозволяє розглядати їх як важливий ендокринний орган, який продукує ренін, еритропоетин, активну форму вітаміну D3.

Ренін, надходячи в кров, запускає ренін-ангіотензин-альдостеронову систему.

Секреція реніну в юкстагломерулярному апараті регулюється такими основними впливами. По-перше, величиною артеріального тиску в приносній артеріолі. Зниження тиску веде до посилення секреції реніну і навпаки. По-друге, секреція реніну залежить від концентрації натрію в сечі дистального канальця. Збільшення концентрації натрію в сечі канальця, веде до підвищення секреції реніну. По-третє, секреція реніну регулюється симпатичними нервами через бета-адренорецептори. По-четверте, регуляція здійснюється за механізмом зворотнього зв'язку через вміст у крові ангіотензину ІІ і альдостерону.

Клітини юкстагломерулярного апарату нирок продукують фермент ренін у відповідь на зниження ниркової перфузії або зростання впливу симпатичної нервової системи. Він перетворює ангіотензиноген (α2-глобулін), що синтезується в печінці, в ангіотензин І. Ангіотензин І, під впливом ангіотензинперетворюючого ферменту в судинах легень, перетворюється в ангіотензин II.

Ангіотензин-ІІ володіє сильною вазоконстрикторною дією. Це пояснюється наявністю чутливих до ангіотензину II рецепторів у прекапілярних артеріолах, які правда розміщені в організмі нерівномірно. Тому дія на судини в різних ділянках неодинакова. Системний судиннозвужуючий ефект супроводжується зменшенням кровотоку в нирках, кишках і шкірі і збільшенням його в мозку, серці і надниркових залозах. Проте дуже великі дози ангіотензину II можуть викликати звуження судин серця і мозку. Встановлено, що збільшення вмісту реніну і ангіотензину в крові посилює відчуття спраги і навпаки. Крім цього ангіотензин II безпосередньо, або, перетворившись в ангіотензин III, стимулює виділення альдостерону. Альдостерон, що виробляється в кірковому шарі надниркових залоз, володіє надзвичайно високою здатністю посилювати зворотнє всмоктування натрію в нирках, слинних залозах, травній системі, змінюючи таким чином чутливість стінок судин до впливу адреналіну і норадреналіну. Враховуючи тісний взаємозв'язок між реніном, ангіотензином і альдостероном їх фізіологічні ефекти об'єднують однією назвою ренін-ангіотензин-альдостеронова система.

Еритропоетин – це пептидний гормон, який приймає участь в регуляції продукції еритроцитів кістковим мозком. Стимулом до його секреції є зниження вмісту кисню в нирках.

Активна форма вітаміну D3 – це стероїдний гормон, який утворюється в клітинах проксимального канальця і стимулює всмоктування кальцію в кишках, суттєво посилює резорбцію кісток і активує реабсорбцію кальцію в канальцях нирок.

У нирках синтезується активатор плазміногену – урокіназа.

Крім речовин, які проявляють системну, віддалену дію, нирки виділяють фізіологічно активні речовини з переважно локальною, місцевою дією. Простагландини посилюють нирковий кровотік, натрійдіурез, зменшують чутливість клітин до вазопресину (АДГ). Фактори росту відповідають за збільшення розмірів нирки і її розвиток як в ході ембріогенезу, так і компенсаторної гіпертрофії. Кініни, зокрема брадикінін регулює нирковий кровотік, виділення натрію.

Оксид азоту (NO), що утворюється в нирках, знижує чутливість збиральних канальців до вазопресину (АДГ), сприяючи виділенню води, інгібує активність Nа+, К+-АТФ-ази в різних сегментах нефрона та вхід Nа+ в клітини збиральних трубочок.

Нирки забезпечують підтримування стабільного рівня у внутрішньому середовищі організму вуглеводів, жирів та білків. Так, у кірковій речовині висока активність новоутворення глюкози – глюконеогенезу. Збагачення організму глюкозою за рахунок глюконеогенезу в 10 разів інтенсивніше її реабсорбції. При розрахунку на 1 г кіркової речовини глюконеогенез нирок переважає печінковий.

Внутрішнє середовище організму поповнюється за рахунок синтезу в нирках фосфоліпідами, тригліцеридами та ін.

Внаслідок перетворення білків у клітинах проксимальних канальців, нирки сприяють дотриманню вмісту амінокислот у крові на належному рівні.

В  основі діяльності нирок лежать наступні механізми: 

1. Активний транспорт. У процесах виборчої реабсорбції і секреції молекули і іони активно секретуються в фільтрат або всмоктуються з нього. Так, наприклад, здійснюється всмоктування глюкози в перітубулярні капіляри, що оточують проксимальний звивистий нирковий каналець, і хлористий натрій - у товстому висхідному коліні петлі Генле. 

2. Виборча проникність. Різні ділянки нефрона мають виборчу проникністю для іонів, води та сечовини. Наприклад, проксимальні звиті ниркові канальці відносно мало проникні в порівнянні з дистальними звитими нирковими канальцями. Проникність дистальної ниркової трубки може регулюватися гормонами. 

3. Концентраційні градієнти. У результаті дії двох описаних механізмів в інтерстиціальному просторі ниркового мозкової речовини підтримуються концентраційні градієнти. 

4. Пасивна дифузія і осмос. Іони натрію і хлору, і молекули сечовини будуть дифундувати в фільтрат і з нього по концентраційному градієнту в тих ділянках нефрона, які проникні для них. А молекули води в проникних для них ділянках нефрона будуть, виходити осмотично з фільтрату в тканинну (інтерстиціальну) рідину нирки там, де ця рідина гіпертонічно. 

5. Гормональна регуляція. Водний баланс організму та екскрецію солей регулюють гормони, що діють на дистальні звивисті ниркові канальці і ниркові збірні трубки - антидіуретичний гормон, альдостерон і інші.  

6. Нирки служать головним органом виділення і головним органом осморегуляції. Їх функції включають видалення з організму непотрібних продуктів обміну і чужорідних речовин, регуляцію хімічного складу рідин тіла шляхом видалення речовин, кількість яких перевищує поточні потреби, регуляцію вмісту води в рідинах тіла (і тим самим їх обсягу) і регуляцію рН рідин. Тільки  нирки рясно забезпечуються кров'ю і гомеостатично регулюють склад крові. Завдяки цьому підтримується оптимальний склад тканинної рідини, і отже, внутрішньоклітинної рідини омиваних нею клітин, що забезпечує їх ефективну роботу. Нирки пристосовують свою діяльність до змін, що відбуваються в організмі. При цьому тільки в двох останніх відділах нефрона - в дистальних звивистих канальцях нирки і збиральної трубці нирки - змінюється функціональна активність з метою регулювання складу рідин тіла. Інша частина нефрона аж до дистального канальця функціонує при всіх фізіологічних станах однаково. Кінцевим продуктом діяльності нирок є сеча, обсяг, і склад якої варіює в залежності від фізіологічного стану організму. у нормі відокремлюється велика кількість розведеної сечі, але при нестачі в організмі води утворюється концентрована сеча.

Нирки є основним органом виділення. З їх участю відбувається виділення з організму кінцевих продуктів білкового обміну, а також води і солей.

За своєю функціональною здатністю нирки більш важливі, ніж такі органи виділення, як кишечник, шкіра, легені й печінка. Зупинка функції нирок несумісна з життям – людина помирає на 4-6 день після її відключення.

Тканина нирки містить багато води (близько 84 %), що вказує на високий рівень метаболічних процесів. Про високу інтенсивність окисних процесів у нирках свідчить значна здатність їх поглинати кисень: нирки поглинають до 10 % усього кисню, що використовується організмом. Протягом доби через нирки протікає 700-900 л крові. Основним енергетичним матеріалом для роботи нирок є вуглеводи. У нирках інтенсивно відбувається гліколіз, кетоліз, аеробне окиснення і пов'язане з ним фосфорилювання, що зумовлює найефективніше використання енергії та утворення найбільшої кількості АТФ. У кірковій речовині нирок домінує аеробний тип обміну речовин, а у мозковій – анаеробний.

У нирках на високому рівні інтенсивно відбувається обмін білків. Зокрема, досить активно перебігають процеси трансамінування і дезамінування, що супроводжуються утворенням аміаку. Головним джерелом для його утворення є розщеплення глутаміну, який потрапляє в нирки із різних тканин.

У результаті взаємодії аргініну і гліцину під впливом трансамідинази в нирках утворюється гуанідинацетат, який переноситься кров'ю в печінку, де перетворюється в креатин. Підвищення в крові активності даного ферменту спостерігається за умов ураження нирок або некрозу підшлункової залози.

Ниркова тканина багата на різні ферменти, зокрема, ЛДГ, АсАТ, АлАТ. Тут проявляють високу активність ізоферменти ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ5, але розподіл їх неоднорідний. Так, у кірковій речовині нирок переважають ЛДГ1 і ЛДГ2 форми, а в мозковій – ЛДГ3 і ЛДГ5.

Важлива роль у нирках належить ізоформам аланінамінопептидази (ААП). Існує 5 ізоформ ААП, кожна з яких є характерною для певного органа.

ААП1 зосереджена в основному в тканині печінки, ААП2 – в підшлунковій залозі, ААП3 – в нирках, ААП4 і ААП5 – в різних відділах стінки кишечника.

Поява в крові й сечі ізоферменту ААП3 вказує на пошкодження тканини нирки. При гострих запальних процесах у нирках насамперед підвищується проникність клубочкових мембран, що спричиняє появу в сечі білка, зокрема ферментів.

Регуляція діяльності нирок:

1. Нервова регуляція вегетативна нервова система регулює процесами механізму сечоутворення.

2. Гуморальна регуляція - здійснюється за рахунок гормонів - вазопресину і альдостерону.

  

Механізм сечоутворення

Сеча являє собою рідину, в якій містяться різноманітні органічні й неорганічні речовини, що виводяться з організму. Із сечею виходить надлишок води, в якій розчинені кінцеві продукти азотового обміну, продукти гниття білків, що всмоктуються в кишечнику і через кров надходять до печінки, де перетворюються на парні сполуки, мінеральні солі та сторонні для організму речовини (ксенобіотики). Це сполуки, що потрапили в організм як домішки їжі, лікувальні препарати, токсини тощо. Із сечею виділяються також гормони, вітаміни та їх похідні. Усі названі речовини можуть бути в сечі у вигляді різних продуктів перетворення їх в організмі. Вміст багатьох із них в сечі значно вищий, ніж у плазмі крові.

 

ПОРІВНЯЛЬНИЙ ВМІСТ ДЕЯКИХ РЕЧОВИН У ПЛАЗМІ  КРОВІ Й СЕЧІ:

РЕЧОВИНА

ПЛАЗМА (%)

СЕЧА (%)

вода

90-93

Не менше 98

білки

6,5-8,5

Не виявляються

цукор

0,08-0,12

Не виявляються

сечовина

0,03-0,04

0,8-3,5

сечова кислота

0,002-0,005

0,05-0,24

креатинін

0,0008-0,001

0,15-0,24

солі

0,9-1,1

0,8-1,8

 

Ці факти свідчать про те, що з крові в сечу через нирки речовини потрапляють не простою дифузією чи фільтрацією.

Тут спостерігається явище, що нагадує активне всмоктування поживних речовин у кишечнику. Отже, нирки виконують дуже складну роботу, спрямовану проти осмотичного тиску і призначену для концентрування певних речовин у сечі.

Як утворюється сеча? Три процеси, що відбуваються в нефронах, лежать в основі її виникнення: фільтрація, реабсорбція і секреція.

 

Описание: Описание: Описание: Презентация128

 

http://www.youtube.com/watch?v=aQZaNXNroVY&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=lH9IXpp5zTU

 

Клубочкова фільтрація води і низькомолекулярних компонентів плазми зумовлена різницею між гідростатичним тиском крові в капілярах клубочків (приблизно 70 мм Нg), онкотичним тиском білків плазми крові (приблизно 30 мм Нg) та гідростатичним тиском ультрафільтрату плазми крові в капсулі клубочка (приблизно 20 мм Нg). У нормі ефективний фільтраційний тиск, що спричиняє клубочкову фільтрацію, визначається за формулою

70 мм Hg – (30 мм Hg + 20 мм Hg) = 20 мм Нg.

Зрозуміло, що для проходження фільтрації необхідно, щоб сума онко­тичного тиску білків плазми крові й тиску рідини в капсулі клубочка була меншою від гідростатичного тиску крові в капілярах клубочка.

Величина гідростатичного тиску в капсулі клубочка нирок визначається, в основному, співвідношенням просвіту приносної і виносної артеріол клубочка. У нормі діаметр приносної артеріоли на 30 % більший, ніж виносної. Звуження виносної артеріоли, яке призводить до збільшення різниці в діаметрі приносної і виносної артеріол, буде збіль­шувати фільтрацію і навпаки, звуження приносної артеріоли знижує фільтрацію.

http://www.youtube.com/watch?v=lH9IXpp5zTU

 

Ті речовини, що посилюють кровообіг у нирках, а також збільшують фільтрацію в клубочках, є сечогінними чинниками (наприклад, теофілін, теобромін).

У результаті фільтрації утворюється так звана первинна сеча, в якій практично немає білка. За добу в просвіт канальців надходить 180‑200 л ультрафільтрату плазми крові. Оскільки фільтрація є пасивним процесом, то у фільтраті компоненти містяться приблизно в таких концентраціях, як і в плазмі. Тільки білки потрапляють в ультрафільтрат у дуже незначній кількості (з невисокою молекулярною масою), та й ті здебільшого реабсорбуються. Зворотному всмоктуванню не підлягають сечовина (частково), сечова кислота, креатинін, парні сполуки та інші кінцеві продукти обміну, які не потрібні організмові. Таким чином, другим чинником сечоутворення є реабсорбція.

За добу епітелій канальців зворотно всмоктує (реабсорбує) значну кількість речовин: 179 л води, 1 кг NaCl, 500 г NaHCO3, 250 г глюкози, 100 г вільних амінокислот.

http://www.youtube.com/watch?v=KINOArtDeWg&feature=related

 

Крім реабсорбції, в канальцях відбувається ще додаткова секреція лугів, кислот, деяких пігментів, лікарських речовин тощо. Внаслідок усіх цих процесів, тобто зворотного всмоктування одних речовин, концентрації інших, а також додаткової секреції, первинна сеча поступово перетворюється на вторинну. Ця сеча вже істотно відрізняється за своїм складом від плазми крові. Таким чином, завдяки переміщенню крові через нирки відбувається очищення її від різних непотрібних і шкідливих речовин. Для оцінки стану очищення організму від різних речовин використовують показник клубочкової фільтрації, так званий кліренс (очищення). Кліренс будь-якої речовини виражають кількістю мілілітрів плазми крові, яка очищається від речовин (зокрема, продуктів обміну) за 1 хв при проходженні через нирки.

Нирковий фільтр. За 1 добу в нирках людини утворюється близько 180 л первинної сечі, що відповідає утворенню за 1 хв приблизно 125 мл ультрафільтрату.

 

Утворення первинної сечі

Якщо будь-яка речовина (наприклад глюкоза) в проксимальних канальцях повністю зворотно всмоктується, то в такому випадку кліренс крові від даної речовини дорівнює нулю. І навпаки, якщо речовина (наприклад, інулін, креатинін), яка перейшла в ультрафільтрат, зворотно зовсім не всмоктується, то кліренс її, виражений в мілілітрах плазми, дорівнює величині ультрафільтрату, тобто 125 мл за 1 хв.

Практично кліренс є величиною трохи меншою, ніж 125 мл. Так, кліренс сечовини близький до 70, тобто за 1 хв від цього кінцевого продукту азотового обміну звільняється 70 мл плазми, а зворотно всмокту­ється в канальцях кількість сечовини, що міститься в 55 мл ультрафільтрату. Якщо кліренс перевищує величину 125, то це свідчить, що дана речовина не тільки фільтрується в клубочках, а й активно виділяється і секретується в канальцях. Речовинами, за якими найчастіше визначають клубочкову фільтрацію, є інулін (полімер фруктози), манітол, креатинін.

Кліренс визначають за формулою

де С – кліренс;

Кс – концентрація речовини в сечі (мг %);

Кпл – концентрація речовини в плазмі (мг %);

V – кількість сечі (мл за 1 хв).

Чітке зниження клубочкової фільтрації при запальних захворюваннях нирок (нефрити) супроводжується зменшенням виділення з організму кінцевих продуктів обміну речовин, зокрема сечовини, сечової кислоти, креатиніну та ін., що призводить до так званої азотемії.

 

Механізми реабсорбції речовин у канальцях нирок

Більша кількість первинної сечі під час переміщення по ниркових канальцях (довжина всіх ниркових канальців перевищує 100 км) віддає багато своїх компонентів назад у кров. Практично всі біологічно важливі для організму речовини реабсорбуються.

Реабсорбція відбувається або простою дифузією, або активним транспортом. Більшість речовин реабсорбується за допомогою активного транспорту, який потребує значних затрат енергії. Тому в канальцях нирок надзвичайно розвинута система активного транспорту речовин. Висока активність Na+, K+-АТФази створює Na+/K+-градієнт для вторинного активного транспорту різних речовин.

 

Описание: Описание: Описание: Презентация15

Залежно від ступеня реабсорбції в проксимальних канальцях, усі речовини діляться на 3 групи:

1. Речовини, що активно реабсорбуються.

2. Речовини, що мало реабсорбуються.

3. Речовини, що не реабсорбуються.

http://www.youtube.com/watch?v=KINOArtDeWg&feature=related

 

Активно реабсорбуються іони натрію, хлору, магнію, кальцію, вода, глюкоза та інші моносахариди, амінокислоти, фосфати неорганічні, гідрокарбонати, білки тощо.

Глюкоза і білки реабсорбуються майже стовідсотково, амінокислоти – на 93 %, вода – на 96 %, NaCl – на 70 %, решта речовин більше, ніж на половину. Іони натрію реабсорбуються епітелієм канальців з участю активного транспорту. Спочатку вони потрапляють із ниркових канальців у клітини епітелію, а звідти – в міжклітинне середовище.

За Na+ із первинної сечі пасивно рухаються Сl- та НСО3-, відповідно до принципу електронейтральності, а вода – за осмотичним градієнтом внаслідок підвищення осмотичного тиску в міжклітинному просторі. Звідси речовини проникають у кровоносні капіляри.

Глюкоза й амінокислоти транспортуються за допомогою спеціальних переносників разом з Na+, використовуючи енергію Na+-градієнта на мембрані. Са2+ і Мg2+ реабсорбується, вірогідно, з участю спеціальних транспортних АТФаз. Білок реабсорбується шляхом ендоцитозу.

Мало реабсорбується сечовина й сечова кислота. Вони переносяться простою дифузією в міжклітинне середовище, а звідси – назад у петлю Генле. До нереабсорбованих речовин відносяться креатинін, манітол, інулін та ін.

Функціональне значення різних відділів ниркових канальців у сечоутворенні неоднозначне. Низхідне і висхідне коліна петлі Генле утворюють протипротічну систему, яка бере участь у концентруванні й розведенні сечі, завдяки чому густина сечі може коливатися в межах від 1,002 до 1,030.

Рідина, що переміщується з проксимального відділу канальця (кіркова зона) в тонкий низхідний відділ петлі Генле, потрапляє в зону нирки, де концентрація осмотично активних речовин вища, ніж у корі нирки. Це підвищення осмолярної концентрації зумовлене дією товстого висхідного відділу петлі, стінка якого непроникна для води, а клітини його транспортують іони Сl- і Na+ в інтерстиціальну тканину. Стінка низхідного тонкого відділу петлі, навпаки, проникна для води і тому тут вона всмоктується за осмотичним градієнтом із просвіту канальця в оточуючу проміжну тканину нирки, тоді як осмотично активні речовини залишаються в просвіті цього відділу канальця. Чим далі від кори по прямій лінії знаходиться рідина в низхідному коліні петлі, тим вища її осмолярна концентрація. У кожній сусідній ділянці низхідного відділу петлі спостерігається незначне наростання осмотичного тиску, а вздовж петлі осмолярна концентрація збільшується від 300 мосм/л до1450 мосм/л .

Переміщення рідини по висхідному відділі петлі нефрону супроводжується реабсорбцією іонів хлору і натрію, тому в початкові ділянки дистального звивистого канальця завжди потрапляє гіпотонічна рідина. Частина води з цієї рідини за осмотичним градієнтом реабсорбується, тому осмолярна концентрація рідини в усьому відділі зростає. Рдина тут спочатку стає ізоосмолярною, а завершальне концентрування її відбувається в збірних трубочках. У результаті цього виділяється гіперосмотична сеча.

Значна роль в активному транспорті натрію із дистальних канальців в міжклітиннй простір належить гормону кори надниркових залоз  альдостерону.

Секреція альдостерону зростає, коли концентрація Nа+ в плазмі крові нижча за норму. Під дією альдостерону іони Nа+ можуть повністю реабсорбуватися із сечі. Зрозуміло, що за умов підвищення концентрації Nа+ в плазмі дія альдостерону буде незначною.

 

 

У нормі через петлю Генле проходить щоденно від 40 до 60 л води. Цей об'єм далі зменшується приблизно до 2-1,5 л, але частка реабсорбованої води може змінюватися залежно від потреб організму. В петлі Генле, дистальних канальцях і збірних трубочках відбувається диференційована реабсорбція води і розчинених у ній речовин.

http://www.youtube.com/watch?v=6x5pVoMb_vI&feature=related

У цих процесах беруть участь два механізми:

1. Активний процес у петлі Генле, що призводить до виникнення високої осмолярності в мозковому шарі нирки та низької осмолярності сечі. Цей механізм при відсутності антидіуретичного гормону (АДГ) сприяє утворенню розведеної (гіпоосмолярної) сечі.

2. Пасивний процес, який відбувається тільки при наявності АДГ і забезпечує реабсорбцію води без розчинених речовин із дистальних відділів канальців і збірних трубочок за осмотичним градієнтом. Цей механізм призводить до концентрації сечі й розбавлення плазми. Отже, при відсутності АДГ стінки дистальних відділів канальців і збірних трубок непроникні для води, осмоляльність у них не змінюється і виводиться гіпоосмоляльна сеча.

При наявності АДГ стінки дистального відділу канальців і збірних трубок стають проникними для води. Вона переміщується за осмотичним градієнтом, що спонукає концентрування сечі в міру проходження її через мозковий шар нирки. Вода реабсорбується доти, поки осмоляльність сечі не досягне такого рівня, який є в найглибшому шарі нирки, що в 4 або 5 разів вище відповідних величин для плазми крові.

На виділення нирками води та іонів Nа+ впливають також простагландини. Зокрема встановлено, що простагландини А2 і Е2 стимулюють діурез і сприяють виділенню із сечею натрію. Цю дію пов'язують з перерозподілом крові в нирці від кіркового шару до мозкового, який супроводжується гальмуванням реабсорбції Nа+.

Іони К+ реабсорбуються переважно в проксимальних канальцях, а виділяються в дистальних. Про функціонування секреторного механізму виділення іонів К+ засвідчує те, що його кліренс вищий, ніж для інуліну. Секреція К+ в дистальних канальцях здійснюється шляхом обміну на Nа+. Тільки за умов порушення реабсорбції Nа+, наприклад при недостатності кори надниркових залоз, секреція К+ знижується і може настати гіперкаліємія. Таким чином, механізм обміну Nа+– К+ можна розглядати як частину контрольованого альдостероном процесу реабсорбції Nа+ в дистальних канальцях нирки. Нормальна робота цього механізму забезпечує щоденне виділення приблизно 25 мекв К+ навіть при відсутності надходження К+ або при зниженні концентрації його в плазмі. Гіперфункція кори надниркових залоз за допомогою виділеного альдостерону спричиняє надмірну реабсорбцію Nа+, що супроводжується підвищеним виділенням К+ та загрозливим зниженням його вмісту в організмі.

В дистальних канальцях та збірних трубках іони Nа+ обмінюються не тільки на К+, але і на іони Н+ та NН4+. З цими процесами пов'язана здатність нирок підкислювати або олужувати сечу і підтримувати на сталому рівні рН крові.

В транспорті речовин у ниркових канальцях беруть участь ферменти: глутаміназа, яка функціонує в час секреції NН3+; карбоангідраза, що необхідна для обміну Н+Nа+; Nа+, К+-АТФаза, за участю якої транспортуються іони Nа+, К+ та реабсорбуються з первинної сечі амінокислоти і глюкоза.

 

Корекції осмоляльності плазми крові за умов неоднакового надходження води в організм

1. Надмірне надходження води призводить до розведення позаклітинної рідини. При цьому зниження осмоляльності гальмує утворення АДГ. Оскільки стінки збірних трубочок стають непроникними для води, то утворюється розведена сеча.

Водне навантаження спричиняє максимальний діурез, при якому ­осмоляльність на кінці збірних трубочок може дорівнювати тільки 600 мосм/л, тоді як максимум сягає 1400 мосм/л. Збільшення об'єму циркулюючої рідини посилює кровообіг у нирках, що сприяє вимиванню гіперосмотичного середовища мозкового шару нирок і поверненню частини розчинених речовин у кровообіг. Таким чином, із сечею не тільки виводиться більше води, ніж у нормі, але і більше розчинених речовин потрапляє в загальний кровообіг у результаті реабсорбції. Але гіперосмоляльність у мозковому шарі нирки, а отже, і здатність до максимального концентрування сечі можуть повністю відновитися до початкового рівня через декілька днів після припинення водного навантаження.

2. Обмеження надходження води призводить до підвищення осмоляльності плазми крові, що зумовлює утворення АДГ і створює умови для нормалізації.

 

Описание: Описание: Описание: Пр

За фізіологічних умов найбільше значення для створення нормального рівня осмоляльності клубочкового фільтрату належить натрію і зв'язаним із ним аніонам. Активне видалення натрію з проксимального відділу канальців супроводжується пасивною реабсорбцією води.

 

Ниркова регуляція тиску крові

Нирки здійснюють контроль рівня артеріального кров'яного тиску. Ряд різновидів гіпертонії людини пов'язаний із різними нирковими порушеннями.

Експериментальну гіпертонію в собак можна викликати шляхом часткової перев'язки ниркових артерій, обмежуючи тим самим нирковий кровообіг. Такий самий ефект спостерігається і за умов денервації нирки, що свідчить про гуморальний механізм даної експериментальної гіпертонії. До виникнення цієї гіпертонії має відношення фермент ренін, що виробляється ниркою. Ренін діє на білок плазми крові ангіотензиноген (альфа2‑глобулінова фракція), який синтезується в печінці, і відщеплює від нього поліпептид – ангіотензин І.

 

Доведено, що у хворих на есенціальну гіпертонію вміст реніну в плазмі підвищений. У здорових людей ренін плазми крові знаходиться в інгібованому стані завдяки дії речовин, що утворюються із серинфосфатиду. Треба підкреслити, що сам ренін не впливає на судини. Пресорна дія викликається ангіотензином ІІ, який утворюється з ангіотензину І під впливом карбоксикатепсину. Останній відщеплює від ангіотензину І дипептид. Продукт реакції – ангіотензин ІІ – має дуже сильну судинозвужувальну дію і викликає виникнення гіпертонії. Усім тканинам організму, особливо в кишечнику і нирках, притаманна висока пептидазна активність, що руйнує ангіотензин ІІ.

Утворення і виділення реніну здійснюється юкстагломерулярним апаратом для здійснення гомеостатичного контролю над артеріальним тиском (у відповідь на його зниження). Крім того, зменшення об'єму крові та позаклітинної концентрації іонів натрію або калію стимулює поза клітиною посилення синтезу і виділення реніну. Ангіотензин ІІ діє безпосередньо на надниркові залози, стимулюючи виділення альдостерону, який викликає затримку в організмі іонів натрію. Гіпертензивна дія ангіотензину ІІ регулюється також кінінами плазми, які мають здатність підвищувати проникність капілярів і розширювати судини, що спричиняє зниження артеріального тиску. Прикладом таких кінінів можуть бути калідин та брадикінін. Це пептиди, які утворюються в результаті протеолітичного розщеплення кініногену, що міститься в глобуліновій фракції плазми. Таке розщеплення можуть викликати трипсин, плазмін та інші протеолітичні ферменти тканин і рідин організму – калікреїни. Брадикінін (нонапептид) виникає під впливом калікреїну плазми, а калідин (декапептид) утворюється при дії на кініноген калікреїнів підшлункової залози й інших органів.

 

 

Калідин може перетворюватись на брадикінін за допомогою амінопептидази. Припускають, що активність ренін-ангіотензинової системи тісно пов'язана з утворенням простагландинів у нирці. Кожна з цих систем бере участь у регуляції водно-сольового обміну і тиску крові. Порушення водно-сольового обміну призводять до змін функціонування ренін-ангіотензинової системи. Синтезовані в нирках простагландини змінюють чутливість ниркових клітин до дії певних гормонів. В останні роки доведено, що в нирках синтезується також еритропоетин, який стимулює кістковомозкове кровотворення. Синтез еритропоетину зумовлюється крововтратами, шоком, гіпоксією та ін.

 

Нирки і кислотно-лужна рівновага

Разом із легеневою системою і буферними системами крові нирки підтримують на постійному рівні рН крові та інших тканин. Найшвидше реагують на зміну рН буферні системи крові (їх дія виявляється вже через 0,5-1 хв і менше), легені впливають на нормалізацію концентрації водневих іонів крові через 1-3 хв. Нормалізуюча дія нирки на зміну рН відзначається найпізніше (10-20 годин).

Визначальним механізмом підтримання концентрації водневих іонів в організмі за допомогою нирок є процеси реабсорбції натрію і секреції іонів водню. В основі їх дії лежать декілька хімічних процесів:

1. Реабсорбція іонів натрію під час перетворення двозаміщених фосфатів в однозаміщені. У процесі переміщення клубочкового фільтрату по нефрону відбувається вибіркове всмоктування клітинами канальців іонів Na+, замість яких у просвіт канальців із клітин потрапляють іони водню. Наслідком цього є перетворення двозаміщеного фосфату Na2HPO4 на однозаміщений NaН2РО4, який виділяється із сечею.

2. Затримці в організмі іонів натрію і виведенню іонів водню сприяє перетворення бікарбонатів у вугільну кислоту, яка розкладається на СО2 і Н2О під впливом ферменту карбоангідрази з утворенням вугільної  кислоти.

 

    Вугільна кислота дисоціює на аніон бікарбонату й іон водню. Далі Н+ (кислота) виноситься з клітин у канальці нефрону (за механізмом антипорту з Na+) й екскретується із сечею, а НСО3- (луг) із ниркових клітин потрапляє в кров у формі NaHCO3, знижуючи її кислотність.

3. Затримці натрію в організмі сприяє утворення в нирках аміаку і використання його для нейтралізації та винесення кислих метаболітів замість інших іонів.

Аміак у тканині нирок утворюється в результаті дезамінування глутаміну та глутамату. Розпад глутаміну відбувається під впливом ферменту глутамінази, який розкладає його до глутамінової кислоти і вільного аміаку.

 

БІОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ СЕЧІ

Сеча – це водний розчин, у якому міститься близько 200 хімічних інгредієнтів, серед яких розрізняють фізіологічні і патологічні, порогові та безпорогові.

Всього за добу з сечею дорослої людини виділяється близько 60 г речовин, з них органічних – 35 – 45 г і мінеральних – 15 – 25 г.

Об’єм добової сечі:

Діти:

 

новонароджені першого дня життя

 

– 21мл

 

1 міс

 

– 320 мл

 

1 – 2 роки

 

– 450 мл

 

2 – 5 років

 

– 520 мл

 

5 – 8 років

 

– 680 мл

 

8 – 11 років

 

– 850 мл

 

11 – 18 років

 

– 1 000 – 1 100 мл

Дорослі особи:

 

 

 

– 1 200 – 1 800 мл

 

 

Властивості й склад сечі

Кількість сечі (діурез) у здорової людини становить 1000-2000 мл на добу. Добова кількість сечі, нижча 500 мл і вища 2000 мл, у дорослої людини вважається патологічною. У чоловіків діурез трохи більший, ніж у жінок, і складає в середньому 1500-2000 мл, у жінок – 1000-1600 мл. Добовий діурез може змінюватися залежно від характеру дієти, умов праці, температури навколишнього середовища тощо.

 

Вживання великої кількості води супроводжується збільшенням діурезу до 2000-3000 мл, і навпаки, обмежене споживання води призводить до зменшення діурезу до 700 мл і навіть менше. Вживання фруктів, ягід і овочів, багатих на воду, теж посилює діурез, а сухі продукти, особливо солоні, зменшують його. Зменшується кількість сечі також при роботі в гарячих цехах, в спеку, коли людина втрачає воду переважно з потом.

ВЛАСТИВОСТІ СЕЧІ

Колір сечі

Звичайно сеча має бурштиновий або солом'яно-жовтий колір.

Головним її пігментом є урохром, що утворюється з уробіліну або уробіліногену при взаємодії їх із деякими пептидами. На колір сечі впливають і інші пігменти, зокрема уроеритрин, що, вірогідно, є похідним меланіну; уропорфірини, рибофлавін та ін. При зберіганні, очевидно, в результаті окиснення уробіліногену, сеча темніє. Така ж сеча спостерігається при екскреції білірубіну, що має місце при обтураційних жовтяницях, а також жовтяницях печінкового походження.

Концентрована сеча, що виділяється в невеликій кількості й має високу густину, виразно жовтого забарвлення.

Бліда сеча має низьку густину і виділяється у великих кількостях.

При патологічних станах сеча може набувати різних кольорових відтінків. Так, червоний або рожево-червоний колір сечі буває при гематурії, гемоглобінурії, під час приймання амідопірину, сантоніну та інших лікарських середників. Висока концентрація уробіліну і білірубіну може надавати сечі бурого або червоно-бурого відтінку. Зелений або синій колір сечі спостерігається за умов гниття білків у кишечнику, яке зумовлює утворення індоксилсірчаних кислот. Останні, розкладаючись, утворюють індиго.

 

Прозорість.

Свіжовипущена сеча є прозорою рідиною. Відстояна сеча мутніє у зв'язку з наявністю в ній муцинів та клітин епітелію слизової оболонки сечовивідних шляхів.

Помутніння сечі зумов­люється також кристаликами щавелевої кислоти (оксалатів) та сечової (уратів). При тривалому стоянні сечі випадають в осад переважно урати, які, адсорбуючи пігменти, зумовлюють її помутніння. У сечі з лужною реакцією випадають в осад фосфати кальцію і магнію. Лужний характер сечі, що відстоюється, спричиняється розкладом під впливом мікрофлори сечовини до аміаку. Останній робить сечу лужною, що призводить до випадання в осад названих солей і потемніння сечі. Сеча каламутніє і у хворих із запальними процесами сечовивідних проток, коли в сечу потрапляють гній, білок, клітини крові тощо.

Для діагностики деяких захворювань сечу підкислюють і підігрівають. Якщо після цього муть зникне, то це означає, що вона зумовлена фосфатами кальцію або магнію й уратами. Якщо ж муть не зникає, то вона, вірогідно, залежить не від солей, а викликана гноєм, епітелієм та іншими домішками.

 

Густина сечі

залежить від концентрації розчинених речовин. Протягом доби густина сечі коливається в межах від 1,002 до 1,035 г/см3, що пов'язано з періодичним прийманням їжі, води і виділенням води з орга­нізму. За добу із сечею виділяється близько 60-65 г твердих речовин, зокрема приблизно 20 г мінерального залишку. За звичайних умов густина сечі в здорової людини в середньому дорівнює 1,012-1,020.  Підвищення густини при нормальному діурезі або за поліурії спостерігається у хворих, в яких із сечею виділяються в більших кількостях органічні й неорганічні речовини. Так, у сечі хворих на цукровий діабет містяться цукор, кетонові тіла та інші речовини, що зумовлюють не тільки поліурію, а і високу густину (до 1,035). Підвищений діурез із низькою питомою масою сечі спостерігається у хворих на нецукровий діабет. При тяжкій нирковій недостатності постійно виділяється сеча з низькою густиною, близькою до первинної сечі (1,010). Такий стан називається ізо­стенурією, він вказує на порушення концентраційної функції нирок.

Низька густина сечі у хворих на нецукровий діабет (1,001-1,004) є наслідком порушення зворотної реабсорбції води в ниркових канальцях через нестачу антидіуретичного гормону.

Олігурія, що супроводжує гострий нефрит, проявляється високою густиною сечі.

 

Реакція сечі.

У нормі при змішаній їжі сеча кисла або слабо кисла (рН=5,3-6,8). Найчастіше за норму приймають сечу з рН=6. Споживання переважно м'ясної їжі й взагалі білків надає сечі кислої реакції, при овочевій їжі вона стає лужною. Кисла реакція сечі зумовлюється, головним чином, однозаміщеними фосфатами, переважно NaH2PO4 i KH2PO4. У лужній сечі переважають двозаміщені фосфати або бікарбонати калію чи натрію. Значне підвищення лужних речовин у крові супроводжується виділенням із сечею бікарбонатів, що підвищує рН сечі від 6,0 до 7,5-7,7.

Лужна реакція сечі відзначається у хворих на цистит і пієліт, що пов'язано з розкладом сечовини в сечовому міхурі й утворенням аміаку. Така ж реакція сечі буває після блювання, споживання лужних мінеральних вод тощо.

Виразно кисла реакція сечі має місце у хворих на цукровий діабет, при лихоманках та голодуванні.

Запах сечі

Свіжовипущена сеча має специфічний запах, зумовлений, головним чином, наявністю в ній летких кислот. Сеча, що зберігається при відсутності консервантів, зазнає впливу мікроорганізмів, зокрема розкладу сечовини з утворенням аміаку. Останній зумовлює різкий аміачний запах. Сеча здорових людей може мати різний запах, залежно від виду харчування. Споживання часнику, хрону, цибулі надає специфічного запаху сечі. Вживання ліків, а також деякі захворювання теж можуть надавати її специфічного запаху.

 

Кількість сечі (діурез)

Збільшення діурезу (поліурія) спостерігається при багатьох захворюваннях, а також під час застосування різних сечогінних засобів. Багато сечі виділяється у хворих на цукровий і нецукровий діабет.

Зниження добової кількості сечі (олігурія) спостерігається при лихоманці, проносах, блюванні, гострих нефритах, серцевій недостатності та ін.

Повна зупинка виділення сечі (анурія) буває при отруєнні свинцем, арсеном, сильних стресах, сечокам'яній хворобі. Тривала анурія призводить до уремії. У нормі вдень виділяється сечі в 3-4 рази більше, ніж вночі. Але деякі патологічні стани (початки серцевої декомпенсації, цукрового діабету, хвороби нирок) проявляються переважанням нічного виділення сечі над денним. Такий стан називається ніктурією.

Описание: Описание: Описание: Презентация12

 

Хімічний склад сечі

У сечі міститься велика кількість (близько 200) різних органічних і неорганічних речовин. Вони є кінцевими продуктами метаболічних процесів у нирках та інших органах і тканинах організму. Розглянемо найважливіші органічні й неорганічні речовини, що є в сечі в нормі й при патології.

 

Органічні речовини сечі

1.

Білки.

Здорова людина за добу виділяє із сечею до 30 мг білка, який звичайними лабораторними методами не виявляється. Як правило, із сечею виділяються низькомолекулярні білки плазми крові або інших тканин і органів. Серед білків можуть бути і ферменти, наприклад, пепсин, трипсин, підшлункова амілаза та ін. У сечу потрапляють і білки злущених клітин сечовивідних органів. Збільшення вмісту білків у сечі дозволяє їх відзначати звичайними лабораторними методами і свідчить про патоло­гічний стан. При цьому вміст білка в сечі збільшується переважно за рахунок білків плазми крові або клітин сечовивідних шляхів.

 

2.

Сечовина

становить основну масу органічного залишку сечі. Азот сечовини складає 80-90 % усього азоту сечі. Доросла людина за добу виділяє із сечею 20-35 г сечовини.

 

3.

Сечова кислота

За добу із сечею виводиться в середньому 0,6-1,0 г сечової кислоти. Вміст її в сечі може змінюватися залежно від характеру харчування. Зменшення виділення сечової кислоти із сечею (до 0,3-0,5 г на добу) буває в людей, що харчуються переважно вуглеводною їжею, яка не містить пуринів.

 

4.

Креатинін і креатин

У нормі із сечею доросла людина виділяє 1-2 г креатиніну за добу. Межі коливання залежать від стану мускулатури. Кількість виділеного креатиніну є сталою для кожної людини і віддзеркалює її м'язову масу. У чоловіків на кожний 1 кг маси тіла за добу виділяється із сечею від 18 до 32 мг креатиніну (креатиніновий коефіцієнт), а в жінок – від 10 до 25 мг. Креатиніновий коефіцієнт невеликий у повних і худорлявих людей, але високий в осіб із розвинутими м'язами.

 

5.

Амінокислоти.

За добу здорова людина виділяє із сечею близько 2‑3,0 г амінокислот. Виділяються із сечею як вільні амінокислоти, так і амінокислоти, що входять до складу низькомолекулярних пептидів та парних сполук. У сечі виявлено 20 різних амінокислот та багато продуктів їх обміну. Вміст амінокислот у сечі зростає при різних патологічних станах, що супроводжуються розпадом тканинних білків – у хворих з травмами, при променевій і опіковій хворобі. Зростання концентрації амінокислот у сечі є свідченням порушення функції печінки і, зокрема, пригнічення утворення білків та сечовини.

 

6.

Парні сполуки.

Гіпурова кислота (бензоїлгліцин) утворюється внаслідок сполучення в печінці й частково в нирках бензойної кислоти з гліцином. Вміст її в добовій сечі знаходиться в межах від 0,6 до 1,5 г.

 

7.

Індикан (калієва сіль індоксилсірчаної кислоти).

За добу виділяється із сечею близько 10-25 мг індикану.

8.

Органічні кислоти.

У сечі здорової людини завжди виявляють у незначних кількостях органічні кислоти: мурашину, оцтову, масляну, бета-оксимасляну, ацетооцтову та ін.

 

9.

Вітаміни

 Із сечею виділяються майже всі вітаміни, що є в організмі людини. Найбільше в сечу потрапляють водорозчинні вітаміни.

 

10.

Гормони.

У сечу завжди потрапляють гормони та продукти їх обміну. Вміст їх може змінюватися залежно від функціонального стану організму, зокрема печінки та ендокринних залоз.

 

11.

Білірубін.

Сеча здорової людини містить незначну кількість білірубіну, яку звичайними лабораторними методами не виявляють.

12.

Глюкоза.

Сеча здорової людини містить незначну кількість глюкози, яку звичайними лабораторними методами не виявляють. Підвищення кількості глюкози в сечі може спостерігатися тоді, коли вміст її в крові перевищує 8-9 мМ/л (нирковий поріг глюкози).

13.

Галактоза.

Спостерігається в сечі дітей, які харчуються переважно молоком, за умов порушення процесів травлення або послаблення перетворення галактози в глюкозу в печінці.

14.

Фруктоза.

Фруктоза рідко з'являється в сечі. Фруктозурія в помітних концентраціях буває й у здорових людей за умов споживання великої кількості фруктів, ягід, меду.

15.

Пентози.

Пентози виділяються із сечею після вживання великої кількості фруктів або фруктових соків. Багато пентоз є у вишнях, сливах і чорній смородині.

 

16.

Кетонові тіла.

В нормі добова сеча містить 20-50 мг кетонових тіл. Така кількість не виявляється методами, що застосовуються в клініках.

17.

Кров.

Поява в сечі крові (гематурія) або гемоглобіну може бути ­наслідком ураження сечовивідних шляхів або нирок.

18.

Порфірини

 У здорових людей сеча містить дуже малу кількість порфіринів І типу (до 300 мкг за добу).

 

19.

Уробілін.

Уробілін, точніше стеркобілін, завжди знаходиться в незначній кількості в сечі

 

 

Білки. Здорова людина за добу виділяє із сечею до 30 мг білка, який звичайними лабораторними методами не виявляється. Як правило, із сечею виділяються низькомолекулярні білки плазми крові або інших тканин і органів. Серед білків можуть бути і ферменти, наприклад, пепсин, трипсин, підшлункова амілаза та ін. У сечу потрапляють і білки злущених клітин сечовивідних органів. Збільшення вмісту білків у сечі дозволяє їх відзначати звичайними лабораторними методами і свідчить про патоло­гічний стан. При цьому вміст білка в сечі збільшується переважно за рахунок білків плазми крові або клітин сечовивідних шляхів. Запальні процеси нирок (гломерулонефрити) супроводжуються підвищенням проникності базальних мембран клубочків нефрону, що призводить до посилення фільтрації білків і появи їх у сечі. При нефрозах порушується реабсорбція білків у канальцях, що зумовлює вихід білків у сечу. Хворі на гломерулонефрити та нефрози за добу можуть втрачати із сечею до 20-40 г білка.

Поява білка в сечі (протеїнурія) за походженням може бути нирковою і позанирковою. Ниркові протеїнурії зумовлені органічним пошко­дженням нефронів, внаслідок чого білки плазми крові потрапляють у сечу. При цьому в сечі виявляють як альбуміни, так і глобуліни. Позаниркові протеїнурії пов'язані з ураженнями сечових шляхів або перед­міхурової залози. При патологічних станах у сечу потрапляє ряд ферментів: ліпази, амінотрансферази, рибонуклеази, амілази, фосфатази. Визначення їх активності застосовують для підтвердження діагнозів.

Сечовина становить основну масу органічного залишку сечі. Азот сечовини складає 80-90 % усього азоту сечі. Доросла людина за добу виділяє із сечею 20-35 г сечовини. Зменшення концентрації сечовини спостерігається за умов обмеження білка в раціоні, порушення функції печінки, зокрема при переродженні печінки й отруєнні її фосфором. Кількість сечовини знижується також при ацидозі, оскільки значна частина NH3 використовується для нейтралізації кислот. Разом із тим, ураження нирок (нефрити) супроводжуються погіршенням виділення сечовини в сечу і нагромадженням її у крові. У таких випадках настає отруєння організму продуктами азотного обміну (уремія).                                                                                             

Низький вміст сечовини в сечі спостерігається в період інтенсивного росту організму і за умов вживання анаболітиків.

Переважне харчування білковою їжею, а також захворювання, що пов'язані з посиленим розпадом білків (цукровий діабет, злоякісні пухлини, деякі інфекційні хвороби, що супроводжуються лихоманкою), зумовлюють підвищення рівня сечовини в сечі.

Сечова кислота. За добу із сечею виводиться в середньому 0,6-1,0 г сечової кислоти. Вміст її в сечі може змінюватися залежно від характеру харчування. Зменшення виділення сечової кислоти із сечею (до 0,3-0,5 г на добу) буває в людей, що харчуються переважно вуглеводною їжею, яка не містить пуринів.

М'ясні продукти, ікра, залозисті тканини, багаті на нуклеопротеїни, можуть служити причиною підвищення сечової кислоти в крові й сечі.

Підвищене виділення сечової кислоти є характерним для лейкозів, а також після прийняття аспірину, кортикостероїдів. Внаслідок слабкої розчинності сечової кислоти та її солей вони можуть випадати в осад у зібраній сечі, а також утворювати камінці в нижніх відділах сечовивідних шляхів. При багатьох захворюваннях, пов'язаних із порушенням обміну білків і нуклеїнових кислот, вміст сечової кислоти в крові й сечі може значно підвищуватися. Сюди відносяться насамперед подагра, опікова і променева хвороби. Виділяється сечова кислота у вигляді солей (уратів), найчастіше – у вигляді натрієвої солі.

Із сечею виділяються також проміжні продукти пуринового обміну (20-50 мг на добу): ксантин, гіпоксантин та інші. Застосування деяких лікарських речовин (теобромін, кофеїн), а також споживання значної кількості кави, какао, чаю призводять до появи в сечі метилпохідних пуринових основ.

Креатинін і креатин. У нормі із сечею доросла людина виділяє 1-2 г креатиніну за добу. Межі коливання залежать від стану мускулатури. Кількість виділеного креатиніну є сталою для кожної людини і віддзеркалює її м'язову масу. У чоловіків на кожний 1 кг маси тіла за добу виділяється із сечею від 18 до 32 мг креатиніну (креатиніновий коефіцієнт), а в жінок – від 10 до 25 мг. Креатиніновий коефіцієнт невеликий у повних і худорлявих людей, але високий в осіб із розвинутими м'язами.

Синтез креатину, з якого утворюється креатинін, відбувається в нирках і печінці. Тому при тяжких ураженнях печінки і нирок кількість креатиніну в сечі зменшується. Крім того, концентрація креатиніну в сечі може зменшуватися у хворих із послабленням білкового обміну, наприклад, при атрофії м'язів та в інших випадках.

Креатинін не реабсорбується з первинної сечі в канальцях нефронів, тому кількість виділеного креатиніну відображає величину клубочкової фільтрації і за його кількістю можна розраховувати об'єм фільтрації й об'єм реабсорбції в нирках. У ниркових хворих із порушенням фільтрації зменшується виділення креатиніну, а вміст його в крові зростає. Захворювання, при яких відбувається руйнування білків (наприклад, інфекційні хвороби, інтоксикації, викликані деякими отруйними речовинами), проявляються підвищенням вмісту креатиніну в сечі.

При втраті білкової маси тіла внаслідок тривалого негативного азотового балансу виділення креатиніну зменшується, а креатину зростає, але сумарне виділення цих двох речовин залишається в загальному постійним. Це спостерігається у хворих на цукровий діабет, гіпертиреоз, лихоманку, а також при голодуванні.

Виділення креатину в дітей більше, ніж у дорослих, аналогічно в жінок його більше виділяється, ніж у чоловіків. Посилене виділення креа­тину буває у вагітних жінок і в ранньому післяпологовому періоді.

Креатинурія має місце й у людей похилого віку як наслідок атрофії м'язів. Найбільший вміст креатину в сечі спостерігається при патоло­гіч­них станах м'язової системи, особливо при міопатії та м'язовій ди­строфії.

Амінокислоти. За добу здорова людина виділяє із сечею близько 2‑3,0 г амінокислот. Виділяються із сечею як вільні амінокислоти, так і амінокислоти, що входять до складу низькомолекулярних пептидів та парних сполук. У сечі виявлено 20 різних амінокислот та багато продуктів їх обміну. Вміст амінокислот у сечі зростає при різних патологічних станах, що супроводжуються розпадом тканинних білків – у хворих з травмами, при променевій і опіковій хворобі. Зростання концентрації амінокислот у сечі є свідченням порушення функції печінки і, зокрема, пригнічення утворення білків та сечовини.

Зустрічаються порушення обміну окремих амінокислот, що мають спадковий характер. Наприклад, фенілкетонурія, зумовлена спадковою нестачею в печінці ферменту фенілаланінгідроксилази, внаслідок чого заблоковано перетворення фенілаланіну в тирозин. Для виявлення фенілкетонурії застосовують хлорне залізо: до свіжої сечі додають декілька крапель розчину FeCl3 і через 2-3 хвилини спостерігають появу оливково-зеленого забарвлення.

До спадкових порушень обміну амінокислот відноситься й алкаптонурія, при якій у сечі різко зростає вміст гомогентизинової кислоти – проміжного продукту обміну тирозину. Сеча, виділена цими хворими, швидко темніє на повітрі.

Парні сполуки. Гіпурова кислота (бензоїлгліцин) утворюється внаслідок сполучення в печінці й частково в нирках бензойної кислоти з гліцином. Вміст її в добовій сечі знаходиться в межах від 0,6 до 1,5 г. Споживання продуктів рослинного походження, зокрема ягід і фруктів, де є багато бензойної кислоти, призводить до підвищеного виділення із сечею гіпурової кислоти. Підвищене виділення її спостерігається і за умов  посилення гниття білків у кишечнику.

У клініці з метою з'ясування функціональної здатності печінки зв'язувати токсичні речовини іноді проводять так звану пробу Квіка-Пителя, в ході якої визначають вміст гіпурової кислоти в сечі після введення стандартної кількості бензоату натрію (6 г).

Індикан (калієва сіль індоксилсірчаної кислоти). За добу виділяється із сечею близько 10-25 мг індикану. Вміст його в сечі зростає при посилен­ні процесів гниття в кишечнику, що можуть наставати при надмірному вживанні м'ясних продуктів і при послабленні функції кишечника (атонія, закрепи тощо), а також при хронічних інфекційних захворюваннях, що супроводжуються розпадом білків, наприклад туберкульоз легенів.

Органічні кислоти. У сечі здорової людини завжди виявляють у незначних кількостях органічні кислоти: мурашину, оцтову, масляну, бета-оксимасляну, ацетооцтову та ін.

Серед інших органічних речовин у сечі наявні у невеликих кількостях ліпіди (холестерин, нейтральні жири та ін.).

Вітаміни. Із сечею виділяються майже всі вітаміни, що є в організмі людини. Найбільше в сечу потрапляють водорозчинні вітаміни. У добовій порції сечі здорової людини міститься в середньому 20-30 мг аскорбінової кислоти, 0,1-0,3 мг тіаміну, 0,5-0,8 мг рибофлавіну. У сечі є також продукти обміну вітамінів.

З'ясування вмісту вітаміну С в сечі дає уявлення про забезпеченість організму цим вітаміном. У клініці застосовують спосіб визначення кількості міліграмів вітаміну С, що екскретується із сечею за 1 годину. У практично здорових людей за 1 год виділяється 1 мг аскорбі­нової кислоти.

Гормони. У сечу завжди потрапляють гормони та продукти їх обміну. Вміст їх може змінюватися залежно від функціонального стану організму, зокрема печінки та ендокринних залоз.

 У клініці широко використовують визначення 17-кетостероїдів, які є продуктами перетворень кортикостероїдів та чоловічих статевих гормонів (андрогенів). У сечі здорового чоловіка добова кількість 17-кетостероїдів становить у середньому 15-25 мг. При посиленні функції кори надниркових залоз кількість 17-кетостероїдів зростає в декілька разів.

Уробілін. Уробілін, точніше стеркобілін, завжди знаходиться в незначній кількості в сечі. Але у хворих на гемолітичну та печінкову жовтяниці вміст його значно зростає, що пов'язано з пригніченням функції печінки розкладати мезобіліноген (уробіліноген), який потрапляє з кишечника.

Призупинення надходження жовчі в кишечник внаслідок закупорки їх жовчовидільних шляхів викликає зникнення із сечі уробіліногену та появу в ній жовчного пігменту – білірубіну.

Білірубін. Сеча здорової людини містить незначну кількість білірубі­ну, яку звичайними лабораторними методами не виявляють. Поява білірубіну в сечі (білірубінурія) спостерігається при закупоренні жовчної протоки й ураженні паренхіми печінки. Якщо пошкоджується паренхіма ­печінки, то білірубін через зруйновані клітини потрапляє в кров. Підвищення концентрації прямого білірубіну в крові зумовлює появу його і в сечі. При білірубінурії сеча набуває кольору, подібного до темного пива, через ­деякий час вона стає жовто-зеленою внаслідок окиснення білірубіну в білівердин.

Глюкоза. Сеча здорової людини містить незначну кількість глюкози, яку звичайними лабораторними методами не виявляють. Підвищення кількості глюкози в сечі може спостерігатися тоді, коли вміст її в крові перевищує 8-9 мМ/л (нирковий поріг глюкози). Але в деяких випадках глюкозурія може виникати при нормальній концентрації глюкози в крові. Це так звана ниркова глюкозурія, яка є наслідком порушення зворотного всмоктування глюкози в ниркових канальцях.

Глюкозурія відзначається при цукровому і стероїдному діабеті, гіперфункції щитовидної залози, введенні кортикотропного гормону та в інших випадках. У хворих на цукровий діабет вміст глюкози в сечі може сягати 5-10 %.

Галактоза. Спостерігається в сечі дітей, які харчуються переважно молоком, за умов порушення процесів травлення або послаблення перетворення галактози в глюкозу в печінці. У немовлят галактозурія часто поєднується з лактозурією. Для визначення функціонального стану печінки в клініці іноді застосовують так звану галактозну пробу. Людині дають 40 г галактози, після чого повторно визначають її вміст у сечі. У нормі після "галактозного навантаження" виділення галактози із сечею відбувається лише в перші дві години. Ящо глікогенсинтезуюча функція печінки послаблена, то галактозурія триває 3-4 години.

Фруктоза. Фруктоза рідко з'являється в сечі. Фруктозурія в помітних концентраціях буває й у здорових людей за умов споживання великої кількості фруктів, ягід, меду. У всіх інших випадках поява фруктози в сечі може бути результатом порушення печінкового метаболізму. Фруктозурія виникає при цукровому діабеті, запаленні печінки, деяких спадкових захворюваннях.

Пентози. Пентози виділяються із сечею після вживання великої кількості фруктів або фруктових соків. Багато пентоз є у вишнях, сливах і чорній смородині.

Пентозурія відзначається при таких захворюваннях, як цукровий і стероїдний діабет, деякі інтоксикації; існує і спадкова ідіопатична пентозурія. В останньому випадку через відсутність специфічної дегідрогенази ксилулоза не метаболізується і виділяється із сечею. Клінічно хвороба нічим себе не проявляє, але. оскільки проба на цукор в сечі позитивна, то цю пентозурію можна помилково сприйняти за цукровий діабет.

Кетонові тіла. В нормі добова сеча містить 20-50 мг кетонових тіл. Така кількість не виявляється методами, що застосовуються в клініках. Деякі патологічні стани, зокрема цукровий діабет, призводять до зростання концентрації кетонових тіл у сечі, кількість їх може сягати 20-50 г і більше. Кетонурія спостерігається також при голодуванні, надмірному вживанні жирів на тлі обмеження вуглеводів, різкому послабленні серцевої діяльності, що супроводжується пригніченням процесів дихання тощо.

Кров. Поява в сечі крові (гематурія) або гемоглобіну може бути ­наслідком ураження сечовивідних шляхів або нирок. Наприклад, під час проходження камінців або крововиливів у нирки. Коли в сечу потрапляє гемоглобін (а не цілі еритроцити), то це явище називається гемогло­бінурією.

Порфірини. У здорових людей сеча містить дуже малу кількість порфіринів І типу (до 300 мкг за добу).

Поява в сечі значної кількості порфіринів (порфіринурія) спостері­гається при деяких захворюваннях печінки, кишкових кровотечах, інтоксикаціях. Зокрема, порфіринурія є характерною ознакою отруєння свинцем. Виділення порфіринів із сечею зростає у хворих на злоякісну анемію та з ураженням печінки (в 10 і більше разів). При вроджених порфіріях настає надмірне продукування порфіринів І типу (уропорфірин І, копропорфірин І). Гостра порфірія проявляється значною екскрецією із сечею уропорфірину ІІІ, копропорфірину ІІІ та порфобіліногену. Виділення копропорфірину ІІІ спостерігається також у хворих зі свинцевим отруєнням.

Мінеральні компоненти сечі

1.

Кальцій

 У добовій сечі знаходиться 0,1-0,3 г кальцію. Виділення кальцію із сечею залежить від його вмісту в крові. Припускають, що при концентрації кальцію в крові, нижчій ніж 8 мг %, виділення його із сечею майже припиняється.

2.

Магній

Магнію в добовій сечі ще менше – 0,03-0,18 г. Низький вміст магнію (і кальцію) в сечі пов'язаний зі слабкою розчинністю їх солей у воді.

 

3.

Фосфор

виділяється із сечею переважно у вигляді однозаміщених фосфатів калію чи натрію. На кількість виділених фосфатів впливає рН крові.

4.

Сірка

Сірка виділяється із сечею у вигляді сульфатів і парних сполук. Кількість сірки в сечі здорової людини (в розрахунку на іон SO42-) становить 2-3 г на добу.

 

5.

Аміак

Аміак міститься в сечі переважно у вигляді сульфату і хлориду амонію. На солі амонію припадає 3-6 % азоту сечі.

 

У добовій сечі здорової людини міститься 15-25 г мінеральних компонентів. Серед неорганічних речовин у сечі найбільше є хлориду натрію. Протягом доби він виділяється у межах від 8 до 16 г. При споживанні їжі, яка містить мало кухонної солі, концентрація хлориду натрію в сечі значно зменшується. Виділяється з організму NaCl переважно нирками. За добу через клубочки нирок проходить близько 1 кг хлориду натрію, з якого лише 1 % виводиться з організму.

Добова сеча містить 2-5 г калію. Підвищується його вміст у сечі, якщо людина харчується здебільшого рослинною їжею. Виділяються калій і натрій у вигляді хлоридів. На виведення з організму натрію і калію можуть впливати різні лікарські рослини. Так, саліцилати і кортикостероїди затримують натрій в організмі і сприяють виведенню калію.

Кальцій і магній. У добовій сечі знаходиться 0,1-0,3 г кальцію. Виділення кальцію із сечею залежить від його вмісту в крові. Припускають, що при концентрації кальцію в крові, нижчій ніж 8 мг %, виділення його із сечею майже припиняється. Це спостерігається при гіпофункції паращитовидних залоз, вагітності тощо.

Магнію в добовій сечі ще менше – 0,03-0,18 г. Низький вміст магнію (і кальцію) в сечі пов'язаний зі слабкою розчинністю їх солей у воді.

Кількість заліза, що виділяється із сечею за добу, дуже незначна (близько 1 мг). Однак вміст заліза в сечі зростає при гемолітичних анемі­ях та інших захворюваннях, які пов'язані з гемолізом.

Фосфор виділяється із сечею переважно у вигляді однозаміщених фосфатів калію чи натрію. На кількість виділених фосфатів впливає рН крові. При ацидозі (підвищенні кислотності) двозаміщені фосфати, наприклад Na2HPO4, реагують із кислотами і перетворюються в однозаміщені (NaH2PO4), які виводяться із сечею.

При алкалозі (підвищенні лужності) однозаміщені фосфати реагують з основами і перетворюються у двозаміщені, які також виділяються із сечею. Таким чином, в обох випадках вміст фосфатів у сечі збільшиться, але в першому випадку за рахунок однозаміщених, а другому – двозаміщених солей фосфорної кислоти.

Сірка виділяється із сечею у вигляді сульфатів і парних сполук. Кількість сірки в сечі здорової людини (в розрахунку на іон SO42-) становить 2-3 г на добу.

Аміак міститься в сечі переважно у вигляді сульфату і хлориду амонію. На солі амонію припадає 3-6 % азоту сечі. Споживання білкової їжі, особливо тваринних білків, може призводити до зростання вмісту солей амонію в сечі. І, навпаки, вміст цих солей зменшується за умови споживання здебільшого рослинної їжі, в якій кількість таких аніонів, як хлориди, сульфати і фосфати, знижена, а вміст катіонів кальцію підвищений.

Концентрація амонійних солей у сечі зростає тоді, коли в організмі посилюється утворення кислот (голодування, цукровий діабет та ін.), на нейтралізацію яких використовується аміак.

Утворюється аміак при дезамінуванні амінокислот, зокрема глутаміну й аспарагіну. Отже, утворений аміак відіграє важливу роль у підтриманні сталої реакції внутрішнього середовища організму, особливо за умов  ацидозу.

 

ХІМІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ СЕЧІ. ПАТОЛОГІЧНІ СКЛАДОВІ ЧАСТИНИ СЕЧІ.

РЕАКЦІЯ СЕЧІ

НЕЙТРАЛЬНА АБО СЛАБОКИСЛА (рН 5,0 — 7,0)

Кисла реакція сечі (рН<5, 0) спостерігається:

·                 за фізіологічних умов (перевантаження м'ясними продуктами);

·                 при респіраторному і метаболічному ацидозі (діабетична кома, серцева недостатність, ГНН);

·                 при гострому нефриті;

·                 при подагрі;

·                 при туберкульозі нирки;

·                 при гіпокаліємії (внаслідок збільшення виведення іонів її+ для підтримання іонної рівноваги);

·                 в результаті дії аскорбінової кислоти, кортикотропіну, хлориду амонію.

Лужна реакція сечі (рН>7,0) спостерігається при:

·                 овочевій дієті;

·                 метаболічному і респіраторному алкалозі (підвищенні кислотності шлункового соку, після сильного кислого блювання, під час розсмоктування набряків);

·                 активних запальних процесах у сечових шляхах;

·                 гіперкаліємії;

·                 хронічній нирковій недостатності;

·                 в результаті дії цитрату натрію, бікарбонатів, адреналіну, альдостерону.

 

Стійкий зсув реакції сечі в бік кислої або лужної реакції є несприятливим патогенетичним фактором. Таку реакцію слід враховувати під час хімічного, мікроскопічного й бактеріологічного дослідження сечі та за необхідності призначення хворому діуретиків або антибактеріальних засобів.

Реакція сечі (рН) залежить від кількості вільних водневих іонов Н4, що з'являються в результаті дисоціації органічних і неорганічних кислот, утворених під час катаболічних процесів в організмі.

Іони Н+ дистальною частиною ниркового канальця виділяються в сечу, де переважно зв'язуються з буферними основами, і лише невелика їх кількість виводиться із сечею у вільному стані.

 

Білок загальноприйнятими методами не визначається

25-75 мг/добу (0,017-0,050 г/л)

Протеїнурія (proteinuria) — поява білка в сечі у концентраціях, що дають можливість виявити його якісними методами:

·                                        фізіологічна (після підвищеного фізичного навантаження, емоційна, холодова, інтоксикаційна, ортостатична);

·                                        клубочкова (гломерулонефрит, гіпертонічна хвороба, вплив інфекційних та алергійних факторів, декомпенсація серцевої діяльності);

·                                        канальцева (амілоїдоз, гострий канальцевий некроз, інтерстиціальний нефрит, синдром Фанконі);

·                                        преренальна (мієломна хвороба, некроз м'язової тканини, гемоліз еритроцитів);

·                                        постренальна (при циститах, уретритах, кольпітах).

Ниркова протеїнурія зумовлена ушкодженням гломеру-лярного фільтра або дисфункцією епітелію звивистих ниркових канальців.

Виділяють селективну і неселективну протеїнурію залежно від співвідношення тих або інших плазматичних і сечових білків, їх молекулярної маси й заряду.

Селективна зустрічається при мінімальному (нерідко зворотному) порушенні гломерулярного фільтра, представлена низькомолекулярними білками (молекулярна маса не вище 68 000) — альбуміном, церулоплазміном, трансферином. 

Неселективна протеїнурія найчастіше зустрічається при досить тяжкому ушкодженні фільтра, коли починають губитися крупномолекулярні білки. Селективність протеїнурії є важливою діагностичною і прогностич­ною ознакою.

Ниркова протеїнурія може бути органічною та функціональною (фізіологічною).

Органічна ниркова протеінурія виникає при органічному ураженні нефрона. В залежності від механізму виник­нення можна окреслити певні типи органічної протеїнурії.

Клубочкова — зумовлена ушкодженням гломерулярного фільтра, виникає при гломерулонефритах і при нефропатіях, по­в'язаних із обмінними або судинними захворюваннями.

Канальцева — виникає через неспроможність канальців реабсорбувати плазмові низькомолекулярні білки, що пройшли крізь незмінений гломерулярний фільтр.

Преренальна (надмірна) — розвивається за наявності незвичайно високої плазматичної концентрації низькомолекулярного білка, що фільтрується нормальними клубочками в кількості, вищій за фізіологічну спроможність канальців до реабсорбції.

Функціональна ниркова протеїнурія не пов'язується з захворюваннями нирок і не потребує лікування. До функціональних протеїнурій відносять маршеву, емоційну, холодову, інтоксикаційну, ортостатичну (лише у дітей і тільки в положенні стоячи).

При позаниркових (постренальних) протеїнуріях білок може потрапити до сечі із сечовивідних і статевих шляхів. У таких випадках це не що інше, як домішки запального ексудату. Позаниркова протеїнурія, як правило, не перевищує 1 г/добу, часто є скороминучою. Діагностиці позаниркової протеїнурії допомагає проведення трисклянкової проби та урологічного обстеження.

Методи визначення

Кількісні методи

Метод Робертса-Стольникова

В основу методу покладено якісну пробу з азотною кислотою. Хід її описано вище. Поява тонкого кільця на межі двох рідин між 2-ю і 3-ю хвилинами після нашарування вказує на наявність у сечі 0,033 г/л білка (концентрацію білка прийнято визначати у промілле, тобто у грамах на літр). Якщо кільце з'явилося раніше, сечу слід розвести водою. Добирають таке розведення, щоб при нашаруванні її на азотну кислоту кільце з'явилося на 2-3-й хвилинах. Ступінь розведення залежить від ширини і компактності кільця та часу його появи. Концентрацію білка обчислюють, помноживши 0,033 г/л на ступінь розведення сечі.

Однак метод розведення Робертса-Стольникова недосконалий:

він суб'єктивний, трудомісткий, точність визначення концентрації білка знижується по мірі розведення сечі. Найбільш зручними в роботі й точними є нефелометричний та біуретовий методи.

РОЗРАХУНОК КІЛЬКОСТІ БІЛКА В СЕЧІ

Кількість сечі,мл

Кількість води, мл

Ступінь розведення

Кількість білка, г/л

1

1

2

0,066

1

2

3

0,099

1

3

4

0,132

1

4

5

0,165

1

5

6

0,198

1

6

7

0,231

1

7

8

0,264

1

8

9

0,297

1

9

10

0,33

 

Нефелометричний метод

Грунтується на властивості білка давати із сульфосаліциловою кислотою помутніння, інтенсивність якого пропорційна до концентрації білка.

Біуретовий метод

Враховує здатність білка давати із сульфатом міді та їдким лугом біуретовий комплекс фіолетового кольору, інтенсивність забарвлення якого прямо пропорційна кількості білка.

Визначення гемоглобіну

При масивному внутрісудинному гемолізі (інфекційному, імунному, генетичному) вільний гемоглобін фільтрується нирками, проникаючи з крові у сечу. Масивна гемоглобінурія, ушкоджуючи звивисті канальці, може призвести до гострої ниркової недостатності.

ГЛЮКОЗА

ЗАГАЛЬНОПРИЙНЯТИМИ МЕТОДАМИ НЕ ВИЗНАЧАЄТЬСЯ

0,03-0,15 г/л (0,16-0,83 ммоль/л АБО НЕ БІЛЬШЕ 0,02%)

Глюкозурія (glucosuria) — поява глюкози в сечі:

·                                        фізіологічна (при надходженні з їжею великої кількості вуглеводів, після емоційного напруження);

·                                        позаниркова (цукровий діабет, цироз печінки, панкреатит, рак підшлункової залози, тиреотоксикоз, синдром Іценко-Кушинга, феохромоцитома, черепномозкові травми, інсульти, отруєння оксидом вуглецю, морфіном, хлороформом);

·                                        ренальна (хронічні нефрити, нефрози, амілоїдоз, гостра ниркова недостатність, вагітність, отруєння фосфором, деякими лікарськими препаратами).

Для правильної оцінки глюкозурії необхідно досліджувати сечу, зібрану за добу, і обчислювати добову втрату цукру із сечею.

При нормально функціонуючих нирках глюкозурія трапляється лише тоді, коли збільшується концентрація цукру в крові, тобто при гіперглікемії. Так званий нирковий поріг глюкози  концентрація глюкози в крові, вище від якої визначається глюкозурія (8-10 ммоль/л). Концентрація глюкози в крові, як правило, не перевищує 3,3-5,5 ммоль/л (0,8-1,2 г/л).

Рідше спостерігається ниркова (ренальна) глюкозурія, пов'язана із порушенням реабсорбції глюкози в канальцях, коли глюкозурія з'являється за нормальної концентрації цукру в крові.

Методи визначення

Якісні проби

Більшість якісних проб, які використовуються для визначення глюкози в сечі, базується на редукційних властивостях альде­гідної групи глюкози. Як окислювач використовують будь-яку легко редукуючу сіль, що дає при відновленні забарвлену сполуку. До таких методів відносять проби Фелінга, Гайнеса, Ніландера, Бенедикта, глюкозооксидазну пробу.

Глюкозооксидазна проба

В основу методу покладено окислення глюкози ферментом глюкозооксидазою (нотатином). Перекис водню, що утворюється при цьому, розщеплюється іншим ферментом (пероксидазою) і окислює барвник-індикатор (похідне бензидину), змінюючи його забарвлення.

Кількісні методи:

Колориметричний метод визначення глюкози в сечі за Альтгаузеном.

Принцип методу:  при нагріванні глюкози з лугом з'являється кольорова реакція.

КЕТОНОВІ (АЦЕТОНОВІ) ТІЛА

ЗАГАЛЬНОПРИЙНЯТИМИ МЕТОДАМИ НЕ ВИЗНАЧАЮТЬСЯ

(менш як 50 мг/добу)

Кетонурія (ketonuria) — поява в сечі кетонових тіл. До кетонових тіл належать 3 сполуки: ацетон, ацетооцтова кислота і (3-оксимасляна кислота. Більша частина жирів та деякі білки сприяють утворенню кетонових тіл. Кетонові тіла швидко окислюються в тканинах до СО2 і Н2О, тому із сечею за добу виво­диться майже 20-50 мг кетонових тіл. Кетонурія може бути на­слідком підвищеного утворення кетонових тіл і наслідком пору­шення їх розпаду:

·                                        цукровий діабет (некомпенсований);

·                                        вуглеводне голодування; дієта, спрямована на зниження маси тіла;

·                                        гіперпродукція кортикостероїдів (пухлина передньої частки гіпофізу або надниркових залоз);

·                                        токсикози в дитячому віці (ацетонемічне блювання), тривалі шлунково-кишкові розлади, дизентерія.

Методи визначення

Якісні проби

Кетонові тіла в сечі існують спільно, тому роздільного їх визначення практично не роблять.

Якісні реакції на кетонові тіла стають можливими завдяки появі кольорової реакції при їх взаємодії з нітропрусидом натрію в лужному середовищі.

БІЛІРУБІН

ЗАГАЛЬНОПРИЙНЯТИМИ МЕТОДАМИ НЕ ВИЗНАЧАЄТЬСЯ

Білірубінурія (bilirubinuria) — виділення білірубіну із сечею. Білірубін — основний кінцевий метаболіт порфіринів, що видаляється з організму. Білірубін крові на 3/4 присутній у вільному стані — некон'югований (у сполученні з альбуміном). Вільний (непрямий) білірубін не розчиняється у воді і не з'являється в сечі. У печінці він кон'югує — з'єднується із глюкуроновою кислотою і таким потрапляє із жовчю до шлунково-кишкового тракту.

Зв'язаний (прямий) білірубін розчинний у воді і за порогової концентрації в крові більше 3,4 мкмоль/л виділяється нирками.

Білірубінурія вказує на:

·                 паренхіматозну (печінкову) жовтяницю (вірусний гепатит, хронічний гепатит, цироз печінки);

·                 механічну (підпечінкову, обтураційну) жовтяницю;

·                 дію токсичних речовин (алкоголю, органічних сполук, інфекційних токсинів);

·                 вторинну печінкову недостатність (серцева недостатність, пухлини печінки).

При порушенні синтезу гему в сечі з'являються проміжні продукти синтезу порфіринового кільця і продукти розпаду гемоглобіну:

    5-амінолевулінова кислота — в нормі 2-3 мг/добу;

    порфобіліноген — до 2 мг/добу;

    уропорфірини — майже 6 мг/добу;

    копропорфірини — десь 70 мкг/добу;

    протопорфірини — до 12 мг/добу.

Порфіринурія (porphyrinuria) спостерігається:

·                      при отруєннях свинцем;

·                      при апластичних анеміях, цирозах печінки, алкогольних інтоксикаціях, інфаркті міокарда, ревматизмі;

·                      після прийому лікарських препаратів (барбітурати, органічні сполуки миш'яку).

Методи визначення

Якісні проби

Більшість якісних проб на білірубін можливі завдяки перетворенню його на зеленуватий білівердин під дією окислювачів (йоду, азотної кислоти).