План

Введение

1. Механизм транспорта натрия в почках

2. Ингибиторы карбоангидразы

Литература

Введение

Среди лекарственных веществ, влияющих на функцию почек, наибольший практический интерес представляют диуретики. К ним относятся, однако, не все вещества, усиливающие выделение мочи. Так, например, алкоголь, тормозя секрецию АДГ, может повышать диурез. Однако при этом не усиливается выделение солей, вследствие чего развивается жажда, и потери воды восполняются питьем. В связи с этим к диуретикам относят вещества, усиливающие выделение не только воды, но и электролитов и особенно натрия — основного иона, обуславливающего задержку воды в организме при отеках.

Все современные диуретики оказывают прямое влияние на почки, снижая реабсорбцию натрия из просвета канальца, что приводит к уменьшению объема внеклеточной жидкости. Однако в принципе возможно существование мочегонных средств с иной точкой приложения, например, влияющих на экстраренальные факторы, способствующих задержке натрия и воды. Элементы такого действия встретятся нам при разборе некоторых групп. До последних лет основное внимание исследователи уделяли локализации действия диуретиков в нефроне. Несмотря на обилие применявшихся методик (а может быть благодаря этому), были получены настолько противоречивые результаты, что их критический разбор является весьма трудной задачей. Складывается впечатление, что лишь некоторые диуретики имеют, бесспорно, точку приложения в нефроне, а остальные действуют в разных его отделах, судя по данным разных авторов. Молекулярные механизмы почечного транспорта электролитов начали активно разрабатываться сравнительно недавно. В связи с этим приходится с большой осторожностью строить фармакологические представления, которые быстро меняются сообразно с успехами развития смежных наук.

1. Механизм транспорта натрия в почках

Исследование транспорта натрия через клеточные мембраны имеет многолетнюю историю. При этом особенно подробно изучались возбудимые ткани. По сравнению с ними клетки почечного эпителия, специализированные на переносе многих веществ в обоих направлениях, имеют ряд особенностей, а исследование их функции — ряд трудностей.

Наиболее ярким отличием канальцевой клетки является ее полярность. Плазматическая мембрана почечной клетки в разных ее местах устроена неодинаково. Перенос веществ через апикальную мембрану, обращенную в просвет канальца, и базальную, обращенную к интерстицию, протекает различно. Состав жидкости, омывающей клетку с обеих сторон, тоже неодинаков. Транспорт натрия через апикальную (люменальную) мембрану идет по электрохимическому градиенту. В связи с этим он не нуждается в энергии. Эта мембрана проницаема для натрия и калия, но вход натрия облегчается присутствием белкового переносчика ("пермеазы"), синтез которого стимулируется альдостероном. Поскольку имеются диуретики, препятствующие действию альдостерона, мы вернемся к этому вопросу позже. Базальная (перитубулярная) мембрана проницаема для калия, но плохо проницаема для натрия. Для того чтобы преодолеть базальную мембрану против электрохимического градиента, необходим активный транспорт с затратой энергии. В связи с этим на базальной мембране существуют особые транспортные механизмы — так называемые насосы.

Ионная асимметрия внутри и вне клетки, свойственная большинству животных тканей, создает трансмембранный электрический потенциал, который в клетке почки, особенно в дистальном отделе, неодинаков на противоположных поверхностях, вследствие чего создается еще и транстубулярный потенциал. При этом внутренняя поверхность канальца по отношению к наружной несет отрицательный заряд. Это, между прочим, создает условия для диффузии калия из интерстиция в мочу, особенно в дистальном отделе нефрона. Не исключается и существование в дистальном отделе ионообменного механизма, благодаря которому калий обменивается на натрий, особенно при сниженной реабсорбции последнего в вышележащих отделах, что наблюдается при действии многих диуретиков. Еще недавно этому обмену придавали главенствующее значение, но теперь признано, что основой "секреции" калия является его пассивная диффузия, зависящая от проницаемости апикальной мембраны для калия и активного поступления его в клетку через базальную мембрану. Транспорт натрия связан с "секрецией" не только калия, но и двухвалентных катионов.

Как уже упоминалось, активный транспорт натрия требует энергетических затрат. Почки расходуют примерно 10% кислорода, поступающего в организм, и по затратам на единицу массы ткани стоят на первом месте среди других органов. Основная часть освобождающейся при этом энергии расходуется на реабсорбцию натрия. Найдена линейная зависимость между транспортом натрия и потреблением кислорода. По данным разных авторов, среднее потребление кислорода на реабсорбцию 1000 ммоль натрия составляет 36 ммоль. Эта цифра, конечно, грубо ориентировочна, так как расход энергии в разных отделах нейрона далеко не одинаков. Важнейшим субстратом для окислительного обмена в почках, особенно в корковой зоне, являются жиры. Существует прямая зависимость между транспортом натрия и потреблением жирныхкислот. В отличие от липидов, содержание гликогена в почках невелико, и поглощение глюкозы незначительно. Основная часть поступивших в почку жирных кислот не окисляется прямо, а входит в триглицеридный фонд клетки; окисляются в основном эндогенные липиды. Глицерин также усваивается корковым веществом и используется для образования триглицеридов или же неоглюкогенеза. Кроме липидов почки могут использовать для окисления и другие субстраты: молочную кислоту, пируват, трикарбоновые кислоты. Помимо окислительных процессов, источником энергии в почках является также анаэробный гликолиз, роль которого особенно заметна в мозговом веществе.

В опытах на собаках с введением цианида в почечную артерию наш сотрудник Г. Д. Аникин (1966) наблюдал значительное и быстро наступающее угнетение реабсорбции натрия в соответствующей почке, что подтверждает данные других авторов. Этот эффект коррелировал с вводимой дозой ингибитора. В меньшей степени нарастал калийурез. Увеличивалась также экскреция кальция и фосфатов. Фильтрация не изменялась. В почечной ткани нарастало напряжение кислорода, вероятно, вследствие его плохой утилизации. В нашей лаборатории также было впервые подробно исследовано влияние на функцию почки фторацетата, нарушающего, как известно, окисление в цикле Кребса. При введении ингибитора в почечную артерию (Аникин Г. Д., 1969) наблюдалось резкое одностороннее увеличение диуреза и экскреции натрия, калия, хлора и фосфатов при неизменной клубочковой фильтрации. Напряжение кислорода в почечной ткани, как и при введении цианидов, повышалось. Действие начиналось через час и достигало максимума к концу второго часа после начала инфузии. Ингибитор анаэробного гликолиза монойодацетат при инфузии в почечную артерию в дозах, не вызывающих существенных изменений фильтрации, также уменьшал реабсорбцию натрия и воды, хотя и в меньшей степени, чем рассмотренные ингибиторы дыхания (Аникин Г. Д., 19696). Цианиды и монойодацетат угнетали также транспорт натрия в модельных опытах на мочевом пузыре лягушки (Леонтьев В. Г., Наточин Ю. В., 1964). Значение окислительных процессов и анаэробного гликолиза для концентрационной функции почек, т. е. для реабсорбции натрия в мозговом веществе, было подтверждено и другими авторами.

Энергия окисления и гликолиза аккумулируется, как известно, в виде АТФ, который обеспечивает активный транспорт натрия в почках так же, как и в эритроцитах и других клетках. Так, транспорт натрия в гигантском аксоне кальмара угнетался под влиянием цианида (Ходжкин А., 1965). При этом весь АТФ распадался, а ресинтеза не было. При введении АТФ в волокно транспорт натрия тотчас возрастал пропорционально введенной дозе. Энергия АТФ реализуется с помощью различных АТФаз, отличающихся локализацией, способностью активироваться различными ионами и др.

К началу 60-х годов была установлена важная роль стимулируемой натрием и калием магний зависимой АТФазы для активного транспорта натрия в мембранах нервных волокон и эритроцитов, а затем в почках и других органах. Интересно, что в эритроцитах собаки и кошки, где концентрация натрия и калия мало отличается от таковой в плазме, а следовательно, нет активного транспорта, не содержится и Nа+K+-АТФазы (Лисовская Н. П., 1967). Этот фермент еще не получен в чистом виде, поскольку его очистка и выделение сопряжены с потерей активности. Но работа в этом направлении продолжается. Имеется сообщение об очистке и выделении фермента из наружного мозгового слоя почки собаки. В связи с этим часто пользуются выражениями "АТФазная система" или "АТФазная активность", которую, например, определяют в микросомальной фракции, содержащей плазматические и внутриклеточные мембраны. При этом присутствует и другая Мg⁺⁺-стимулируемая АТФаза, которую определяют отдельно (после ингибирования Nа⁺, К⁺-АТФазы), а затем вычитают из суммарной активности.

Nа⁺, К⁺-АТФаза не только освобождает энергию для транспорта натрия, но и является непосредственным участником этого процесса. Можно считать, что этот фермент и так называемый натрийкалиевый насос идентичны. Оба они локализованы в транспортирующей натрий мембране, оба активируются повышенной концентрацией натрия внутри клетки и калия снаружи, оба ингибируются строфантином. Снижение реабсорбции натрия при действии сердечных гликозидов протекает с одновременным уменьшением активности фермента. Интересно, что в малых концентрациях гликозиды способны повышать транспорт натрия и в то же время стимулировать АТФазу. Отмечено соответствие между скоростью переноса натрия в разных тканях и содержанием в них АТФазы. По данным Nechay и Nelson (1970), имеется линейная зависимость между реабсорбцией натрия и Na, К-АТФазной активностью. При экспериментальном нефрите авторы наблюдали снижение реабсорбции натрия и уровня фермента.

Пути переноса натрия в почках (стр. 1 из 3)

План