Пути переноса натрия в почках

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 пропорцио

нально 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.

Распределение Nа, К-АТФазы в разных отделах нефрона в общих чертах соответствует градиенту, против которого приходится транспортировать натрий. Показано, что меньше всего ее содержится в проксимальном отделе, а наибольшая активность присуща восходящему колену петли Генле. Согласно исследованиям ташкентских биохимиков (Бекмухаметова 3. У. и др., 1972; Юрасова Т. Ф., 1973; Ташмухамедов Б. А., Гагельганс А. И., 1973), общее содержание натрия в клетках нефрона нарастает в направлении от коры к сосочковой зоне; в мозговой и сосочковой зоне повышена также АТФазная активность. В клетках мозговой и особенно сосочковой зоны концентрация натрия выше, а в моче ниже, чем в проксимальных канальцах. В результате в собирательных трубках реабсорбция натрия уже через апикальную мембрану идет против концентрационного градиента. В связи с этим авторы допускают, что на апикальной мембране собирательных трубок расположен натриевый насос. Активный вход натрия сопровождается выходом ионов калия и водорода. Это соответствует предположению, сделанному Pitts еще в 1961 г.

Каким образом АТФаза стимулируется ионами? Согласно данным Skou (1965), фермент имеет 2 центра: чувствительный к натрию и калию. Молекулы фермента расположены в мембране так, что участок, активируемый калием, обращен кнаружи. В результате АТФаза стимулируется одновременным повышением концентрации натрия внутри и калия снаружи. Оптимальные концентрации натрия — 100, а калия — 20 моль/л, т. е. гораздо выше обычных. Калий можно заменить другими одновалентными катионами (литий, цезий, рубидий, аммоний), натриевый центр более специфичен. Напомним также, что для функции фермента необходимо присутствие магния (примерно 3 ммоль/л). Снижение внутриклеточного натрия, наступающее после адреналэктомии, приводит к угнетению АТФазы, а значит и к уменьшению реабсорбции натрия. Введение адреналэктомиромый калием, обращен кнаружи. В результате АТФаза и уровень внутриклеточного натрия в мозговой и сосочковой зонах (Юрасова Т. Ф., 1973).

Уже упоминалось, что строфантин угнетает активность АТФазы. При этом он действует только с наружной стороны мембраны, т. е. является антагонистом калия. В связи с этим микроинъекция строфантина в аксоплазму гигантского аксона не влияла на ионные потоки.

Перейдем к работе самой АТФазы. Показано, что сначала происходит Na-зависимое фосфорилирование фермента (энергия АТФ при этом сохраняется в виде макроэргической связи). Затем следует стимулируемый калием ионообменный процесс на наружной поверхности мембраны с последующим дефосфорилированием фермента и переносом калия к внутренней поверхности. Было предложено несколько моделей АТФазы. Общим для них является конформация фермента с использованием энергии АТФ. Согласно одной из моделей, которая по режиму работы соответствует насосу эритроцита, каждый раз 3 иона натрия обмениваются на 2 иона калия. Такой насос является электрогенным и свойствен также нервному волокну. При этом увеличивается мембранный потенциал. Если же соотношение между натрием и калием равное, то насос электронейтрален. Есть данные в пользу того, что АТФазный насос почечной клетки является электронейтральным.

Мы остановились подробно на АТФазном насосе в связи с тем, что он, во-первых, играет важную роль в реабсорбции натрия, а во-вторых, сравнительно хорошо изучен. Однако этот насос не является единственным. Даже после полной блокады Nа+, К+-АТФазы в почках реабсорбируется примерно половина профильтровавшегося натрия. В опытах с различными ингибиторами показано, что, хотя 80% энергии для проксимальной реабсорбции натрия заключено в форме АТФ, только половина транспорта натрия зависит от Na+, К+-АТФазы (Оуогу, 1973). Дальнейшего снижения реабсорбции натрия можно достигнуть с помощью ингибиторов гликолиза или транспорта электронов, что говорит о существовании второго энергозависимого натриевого насоса.

Сравнительно-физиологические исследования показали, что степень реабсорбции натрия коррелирует не только с активностью Na+, К+-АТФазы, но и в значительной, а иногда и в большей степени с активностью сукцинатдегидрогеназы (Наточин Ю. В. и др., 1975), чем подтверждаются прежние наблюдения о значении этого фермента в транспорте натрия (Гинецинский А. Г., 1961; Наточин Ю. В., Крестинская Т. В., 1961).

Из других ферментов рецептором для диуретиков, возможно, является аденилатциклаза, которая ингибируется фуросемидом и этакриновой кислотой, причем действие первого в гомогенатах коркового вещества снимается паратиреоидином или изадрином, а в мозговом веществе — вазопрессином, т. е. веществами, стимулирующими аденилатциклазу.

 Скачать реферат