УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2010, том 41, № 3, с. 28-43
УДК 612.46.121
ИНКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧКИ © 2010 г. Ю. В. Наточин, А. А. Кузнецова
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
Участие почек в поддержании постоянства параметров внутренней среды организма связано с образованием в ней физиологически активных веществ. Они являются компонентами системы регуляции водно-солевого обмена, артериального давления, свертывания крови, эритропоэза. Анализируются механизмы нормализации почками концентрации гормонов в крови, модуляции действия гормонов.
Ключевые слова: ренин, адреномедуллин, брадикинин, дофамин, тромбопоэтин, простагландины, 1,25(ОН)2-витамин Б3, уродилатин, эритропоэтин.
Основная функция почки - гомеостатическая, иными словами, обеспечение постоянства состава и объема жидкостей внутренней среды [1, 14, 17, 132]. Это назначение почки достигается соче-танной экскреторной и инкреторной её деятельностью. Во многом работа почек связана с выделением из организма избытка органических и неорганических веществ, чужеродных и токсических соединений. Деятельность почек обеспечивает стабилизацию осмоляльности плазмы крови (осморегулирующая функция), поддержание постоянного объема крови и внеклеточной жидкости (волюморегулирующая функция), сохранение на стабильном уровне концентрации каждого из ионов в плазме крови (ионорегулирующая функция), во многом от почек зависит поддержание на строгом уровне рН крови (регуляция кислотно-основного состояния) [24]. Сказанное выше связано с той стороной работы почек, которая обеспечивается гломерулярной фильтрацией, канальцевой реабсорбцией и секрецией в просвет нефрона различных веществ. Но есть еще одна форма работы почки, в основе которой лежит секреция в кровь физиологически активных веществ, её относят к неэкскреторным функциям почек [19, 24, 25, 33].
ПОЧКА КАК ИНКРЕТОРНЫЙ ОРГАН
Почему используется термин инкреторная, а не эндокринная функция, когда речь идет об образовании регуляторных веществ в почке? Физиологически активные вещества, действующие местно или в ряде случаев и на клетки различных органов и тканей, выделяют не только
клетки специальных желез внутренней секреции, но и кишечника, сердца, жировой ткани человека. Можно принять, что специализированная функция, следствием которой служит секреция гормонов, принадлежит эндокринным железам. Почки не относятся к эндокринным железам, но в них вырабатывается ряд физиологически активных веществ. Они влияют на кроветворение (эритро-поэтин), обмен кальция (активные формы витамина Б3), свертывание крови, образование кровяных пластинок (тромбопоэтин), артериальное давление (ренин), эндотелин, брадикинин, объем крови (ренин - ангиотензин - альдостероновая система), осуществляют модуляцию, т.е. меняют силу эффекта ряда регуляторов, обеспечивают тонкую адаптацию действия пептидных гормонов на клетки.
Строгость определения необходима. В книге "Физиология эндокринной системы", которая была издана в 2008 г. в серии "Лучший зарубежный учебник", предложено несколько вариантов классификации гормонов [26]. Согласно химической природе, гормоны разделены на три группы: производные отдельных аминокислот, пептиды и белки, стероиды. В любом из перечисленных случаев физиологический эффект определяется взаимодействием гормона и клетки эффекторно-го органа. В этой книге рассматриваются классические эндокринные железы и неклассические "эндокринные органы", почка в их числе. Среди гормонов упоминается ренин, но ренин - это фермент. Если его отнести к продуктам инкреторной функции почки, противоречий нет, если называть гормоном, то возникает трудность противоречия с определением данного термина.
Небольшой экскурс в историю физиологии и медицины поможет лучше оценить функциональное и клиническое значение работы почки, связанной с образованием и секрецией физиологически активных веществ. В учебниках физиологии XIX в. и первой половины ХХ в. нет упоминания об инкреторной функции почек, встречается лишь указание, что в её ткани вырабатывается вещество, влияющее на кровяное давление [2]. В то же время интуитивный подход истинных клиницистов не прошел мимо ряда симптомов, которые характерны для больных с патологией почки. Достаточно вспомнить анемию брайтиков (анемию при хронической болезни Брайта - хроническом гломерулонефрите), которая была известна уже в XIX в., гипертонию при тяжелых формах стеноза почечных артерий [16, 21]. "Для хронического нефрита характерна анемия с уменьшением количества гемоглобина и эритроцитов" [22, с. 385].
Экспериментальная модель для изучения этого явления была разработана в XX в., когда Голдблатт и соавт. [73] установили, что кровяное давление у собак постепенно повышалось, развивалось патологическое состояние - гипертензия при частичной односторонней констрикции почечной артерии в условиях, когда вторая почка была удалена. В 1947 г. в лучшем учебнике по физиологии тех лет в главе, посвященной почке, указано, что в ней при ограничении кровоснабжения образуются вещества, способствующие стойкому и длительному повышению артериального давления. Однако "в настоящее время нет никаких указаний на физиологическое значение гипертензина, как фактора, участвующего в создании сосудистого тонуса" [2, с. 464].
Во второй половине XX в. был достигнут большой прогресс в заместительной терапии болезней почек, после того как была применена искусственная почка и стал использоваться многолетний гемодиализ, что выявило новые, неведомые ранее грани работы здоровых почек. У пациентов на гемодиализе был обнаружен ряд патологических состояний, что позволило понять, используя клинический опыт, роль почек не только как органа выделения, но и важнейшего источника синтеза в ней физиологически активных веществ, влияющих на процессы в костном мозге, регуляцию объема крови, её свертывание, содержание в ней эритроцитов, артериальное давление, баланс в организме кальция, натрия, калия, воды. В настоящее время ясно, что каждый функциональный параметр, упомянутый в предыдущем предложении, в той или иной степени зависит от
вырабатываемых в почке отдельных физиологически активных веществ.
Возникает естественный вопрос, почему в эволюции позвоночных сложилась связь почек с регуляцией такого числа неэкскреторных функций в организме. Ответ, вероятно, может быть найден в филогенетической истории почек. Почка, неф-рон исходно были органом выделения, но у рыб почка являлась не только органом, состоящим из клеток клубочков и канальцев, но и средоточием кроветворной лимфоидной ткани [11, 111]. В дальнейшей эволюции позвоночных кроветворение стало уделом костей, в почке в мезонеф-росе амфибий, метанефросе рептилий, птиц и млекопитающих практически нет кроветворной ткани. Однако когда кроветворная ткань стала развиваться в кости, вероятно, почка, перестав быть кроветворным органом, не утратила связи с процессом кроветворения, что сопровождалось сохранением влияния почек на процесс кроветворения, выработкой в них эритропоэтина. Подобный анализ может быть распространен и на ряд других форм инкреторной функции почек и показана связь с преобразованием её функций в процессе эволюции, возможные причины такого явления будут обсуждаться ниже.
Почка млекопитающих получает до 25% минутного объема крови, поступающей при систоле в аорту, артериальную систему. Это исключительно высокий уровень органного кровотока. Почка человека, млекопитающих имеет кровоснабжение только от аорты по почечной артерии. Иная картина у морских костистых рыб, амфибий, рептилий и птиц - у них кровоснабжение почки двойное, часть крови поступает в нее по артерии, часть крови притекает к почке по воротной вене ренопортальной системы [12, 111]. Не касаясь сравнительно-физиологических аспектов этого явления, подчеркнем, что в почке человека в её юкстагломерулярном аппарате имеется уникальная возможность контроля объема и состава крови, поступающей в почку. При уменьшении кровоснабжения почки (например, при стенозе почечной артерии), при снижении уровня кислорода в крови (например, в состоянии анемии), при уменьшении притока крови к почке из-за гипово-лемии почка быстро реагирует секрецией веществ, восстанавливающих ощущаемой ею дисбаланс. К числу секретируемых в кровь физиологически активных веществ относится ренин, эритро-поэтин, сказанное выше объясняет выбор почки как стратегически важного органа стабилизации объема и состава внеклеточной жидкости, внутренней среды организма, поскольку её структуры могут воспринимать состояние ключевых пара-
метров объема и состава крови и реагировать на это изменением секреции факторов, регулирующих эти процессы.
Во второй половине XX в. был сделан ещё один важный шаг в анализе проблемы участия почек в регуляции состава жидкостей внутренней среды. Стало ясно, что в этом процессе на примере ренина видно участие и инкреторной, и экскреторной функций почки. Секретируемый ренин способствует отщеплению в плазме крови от ан-гиотензиногена ангиотензина I, затем образуется ангиотензин II, который стимулирует секрецию альдостерона [23, 24, 50]. Ангиотензин II относится к числу мощных вазоконстрикторов. Стимулируемая им секреция альдостерона активирует реабсорбцию в дистальном сегменте нефро-на и собирательных трубках. В итоге вовлекается вся совокупность процессов, направленных на восстановление объема крови, улучшение гемодинамики - увеличивается реабсорбция натрия, возрастает объем внутрисосудистой жидкости, ангиотензин II сужает сосуды до необходимого уровня и нормализуется артериальное давление. Тем самым сочетанный эффект реализации инкреторной и экскреторной функций гармонизирует важнейший гомеостатический параметр внутренней среды - гемодинамику, кровоснабжение.
Более того, в этой системе было найдено место и простагландинам, брадикинину, ионам кальция. Первое сообщение об эффективности блокаторов кальциевых каналов в предотвращении вазокон-стрикторных эффектов ангиотензина, норадре-налина и вазопрессина появилось в 1977 г. [65]. В том же году было показано, что аденилилцикла-за, стимулируемая простагландином Е2,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.