Работа 1. Диурез (процесс образования мочи в почке) является результатом трех процессов: клубочковой фильтрацииФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБРАЗОВАНИЕ МОЧИ.
Диурез (процесс образования мочи в почке) является результатом трех процессов: клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции и канальцевой секреции. Клубочковая фильтрация представляет собой перенос воды и веществ с низкой молекулярной массой из плазмы, протекающей через клубочковые капилляры крови в капсулу клубочка. На этот процесс оказывают влияние: площадь фильтрационной поверхности мембраны клубочков, давление в капиллярах клубочков и коэффициент клубочковой фильтрации. Фильтрационное давление в капиллярной сети (Pf) является результатом взаимодействия гидростатического давления крови в капилляра (Pb = 70 mm Hg), онкотического давления крови (Po = 25 mm Hg), внутрикапсульного тканевого давления (Pi = 5 mm Hg), и вычисляется по формуле: Pf = Pb - (Po + Pi) Коэффициент клубочковой фильтрации составляет примерно 20% всего сердечного выброса, и его величина зависит от расширения или сужения приносящих клубочковых артериол. Цель: продемонстрировать влияние коэффициента клубочковой фильтрации, гидростатического давления крови и онкотического кровяного давления на интенсивность образования мочи. На модели нефрона (рис. 1) вы можете изменять радиус как выносящей, так и приносящей артериолы клубочка почки, а также менять величину давления на входе в клубочек. Модель рассчитывает объем получаемой за время эксперимента мочи (Urine Volume), рассчитывает гломерулярное (фильтрационное) давление (Glomerular Pressure) и т.н. показатель фильтрации (Glomerular. Filtr. Rate) Планируя эксперимент, исследуйте вклад каждого из факторов поочередно (сначала роль радиуса артериол, затем - роль давления и т.п). Для того, чтобы результаты были записаны в нужную ленту таблицы, перед запуском модели обозначайе название опыта (Data Set). Если вы меняете все показатели – опыт будет называться комбинированным (Combined)
Рис. 34. Модель нефрона для изучения влияния различных факторов на фильтрационную функцию клубочка.
Алгоритм действий: 1. По умолчанию в модели установлены следующие показатели: радиус приносящей артериолы – 0, 50; радиус выносящей артериолы – 0, 45; давление на входе – 90 mm Hg; концентрационный градиент – 1200 mosm. Нажмите «Start» и дождитесь, когда вся кровь перетечет в приемный резервуар. 2. Затем зафиксируйте результаты в таблице внизу модели, нажав кнопку «Record Data». 3. Верните кровь в исходный резервуар с помощью кнопки «Refil». 4. Обозначьте название исследования – «Afferent» в блоке «Add data set» 5. Установите нужный Вам радиус афферентной и эфферентной артериол, нажимая на кнопки (+) или (-) на модельной установке и нажмите «Start». Когда вся кровь перетечет в приемный резервуар, зарегистрируйте результат и верните кровь в исходный резервуар (Refil). 6. Обозначьте название исследования – «Pressure» в блоке «Add data set» 7. Измените давление на входе и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать его результаты и восстанавливать исходное состояние модели. 8. Обозначьте название исследования – «Combined» в блоке «Add data set» 9. Измените в нужную Вам сторону и величину давления, и радиус артериол и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать результаты в таблице. 10. Запишите все результаты в тетрадь (табл. 1) и сделайте необходимые выводы. Таблица.1 Факторы, обеспечивающие оптимальную фильтрационную функций в нефроне.
Постарайтесь ответить на следующие вопросы: 1) Как меняется объем образованной мочи при сужении выносящей артериолы? 2) Как уменьшение давления в клубочке отражается на величине показателя фильтрации и на объеме образованной мочи?
Работа 2. ВЛИЯНИЕ АЛЬДОСТЕРОНА И АНТИДИУРЕТИЧЕСКГО ГОРМОНА НА ОБРАЗОВАНИЕ МОЧИ. Альдостерон – минералокортикоидный гормон, синтезируется в клубочковой зоне коры надпочечников. Выброс альдостерона в кровь контролируется ренин-ангиотензин-альдостероновой системой. Понижение давления в клубочковых артериолах провоцирует выделение из юкста-гломерулярными клетками почек протеолитического фермента ренина. Ренин превращает плазматический ангиотензиноген в ангиотензин I, который в дальнейшем под влиянием специального агниотензин-превращающего фермента переродит в ангиотензин II. Последний стимулирует синтез и выделение альдостерона из надпочечников и повышает тонус гладкой мускулатуры кровеносных сосудов, вызывая повышение АД.. Основными эффектами альдостерона являются: - удержание ионов Na, Cl, и воды - сокращение скорости образования мочи - повышение кровяного давления Антидиуретический гормон (АДГ или вазопрессин) является нейрогормоном, который синтезируется в гипоталамусе и накапливается в задней доле гипофиза. Затем АДГ выделяется в кровоток, когда осморецепторы гипоталамуса воспринимают понижение кровяного осмотического давления, а барорецепторы аорты и сонной артерии воспринимают понижение кровяного давления. Основными эффектами АДГ являются: - удержание воды -сокращение скорости образования мочи - повышение кровяного давления. На модели нефрона в этом виртуальном эксперименте Вы не сможете изменять величину фильтрации, но, вводя в систему альдостерон или антидиуретический гормон, вы будете влиять на процессы обратной реабсорбции воды и солей в собирательной трубочке нефрона. Предусмотрена также возможность изменять реабсорбцию глюкозы из мочи в кровь (Glucose carriers). Повышение уровня глюкоза в крови, характерное для сахарного диабета, приводит к тому, что она перестает абсорбироваться в канальцах и попадает в мочу; осмотическое давление в канальцах повышается, и вода задерживается в моче. Таким образом, чем больше реабсорбция, тем меньше глюкозы остается в моче, и тем меньше ее объем. Кроме того, вы сможете, изменяя величину концентрационного градиента натрия, влиять на его концентрацию и осмотическое давление мочи. Накопление натрия в межклеточных пространствах почки меняет цвет фона, на котором изображен нефрон. Рис. 35. Модель нефрона для изучения влияния гормонов и реабсорбции глюкозы на образование мочи.
Алгоритм действий: 1. В меню «Эксперимент» откройте программу «Simulating Urine Formation» (Симуляция образования мочи). 2. По умолчанию в модели установлены следующие показатели: концентрационный градиент – 300 mosm, транспорт глюкозы (carriers glucose) = 0. 3. Обозначьте название исследования – «Gradient» в блоке «Data sets» 4. Нажмите «Start» и дождитесь, когда вся кровь перетечет в приемный резервуар. 5. Затем зафиксируйте результаты в таблице внизу модели, нажав кнопку «Record Data». 6. Очистить резервуар с мочой с помощью кнопки «Dispense». 7. Измените величину концентрационного градиента и повторите шаги 3-6. 8. Обозначьте название исследования – «Glucose» в блоке «Data sets», 9. Установите нужную Вам интенсивность обратного транспорта глюкозы в проксимальном извитом канальце нажимая на кнопки (+) или (-) в верхней части модельной установки и нажмите «Add carriers». 10. Нажмите «Start» и дождитесь, когда вся кровь перетечет в приемный резервуар. Зарегистрируйте результат и освободите резервуар с мочой (Dispense). 11. Повторите шаги 9-10 с другой величиной транспорта глюкозы. 12. Обозначьте название исследования – «Hormone» в блоке «Data sets». 13. С помощью пипетки введите в область собирательной трубочки нефрона альдострон (Aldosterone) и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать его результаты и восстанавливать исходное состояние модели. 14. С помощью пипетки введите в область собирательной трубочки нефрона антидиуретический гормон (ADH) и повторите эксперимент. Не забывайте регистрировать его результаты и восстанавливать исходное состояние модели. 15. Запишите все результаты в тетрадь (табл. и сделайте необходимые выводы. Таблица. Факторы, обеспечивающие оптимальную фильтрационную функций в нефроне.
Постарайтесь ответить на следующие вопросы: 1) Как меняется объем образованной мочи при введении альдостерона? Почему? 2) Как введение антидиуретического гомона отражается на величине показателя фильтрации и на объеме образованной мочи?
|
