Физиология. Вазифалари ва усуллари. Тиббиётдаги аҳамияти. ҚИСҚача тарихи. ҚЎЗҒалувчан тўҚималар физиологияси

Сийдик ҳосил бўлиш жараёни
Ҳозирги замон физиологияси сийдик ҳосил бўлишини уч жараён – фильтрация, реабсорбция ва секреция натижасид деб ҳисоблайди. Буйрак коптокчаларида сийдик ҳосил бўлишининг бошланғич қисми – оқсилсиз суюқлик (бирламчи сийдик) нинг қон плазмасидан Шумлянский-Боумен капсуласига фильтрланиб ўтиши содир бўлади. Сўнг бу суюқлик каналчалар бўйлаб оқади ва ундаги сув ҳамда эриган моддалар турли тезлик билан қайта сўрилади (каналча реабсорбцияси). Учинчи жараён – каналчалар секрецияси- нефрон эпителийси ҳужайраларнинг қон ва тўқима суюқликларидан баъзи моддаларни олиб, каналчаларга ўтказишидан иборат. Каналчалар секрециясининг бошқа варианти нефрон ҳужайраларида синтезланган янги органик моддалар ва NH₄⁺, H⁺ ни каналчаларга чиқаришдан иборат. Бу жараёнлардан ҳар бирининг тезлиги организм ҳолатига боғлиқ тарзда бошқарилади.
Баъзи моддалар чиқарилишида учала жараён қатнашади. Масалан, К⁺, сийдикчил, сийдик кислотаси экскрециясида фильтрация, реабсорбция ва секреция қатнашади. Баъзи моддалар олдин фильтрланади, кейин қисман ёки тўла реабсорбцияланади (Na⁺,Cl^–, глюкоза). Креатинин ва параамингиппур кислотаси (ПАГ) фильтрланади ва секрецияланади.
Коптокча капиллярларидаги қонда гидростатик босим одатда 70 мм сим. уст. га, плазма оқсиллари онкотик босими 30 мм сим. уст. га ва копток капсуласидаги фильтрат гидростатик босими 20 мм сим. уст. га тенг. Фильтрация фақатгина копток капиллярларидаги қон босими плазма оқсиллари онкотик босими ва капсуладаги суюқлик босими йиғиндисидан катта бўлганда содир бўлади. Демак, коптокдаги фильтрация тезлигини аниқлайдиган самарали фильтрацион босим (70 мм сим. уст. - 30 мм сим. уст - 20 мм сим. уст.) 20мм сим. уст. га тенг. Мана шу босимлар фарқи таъсири остида қон плазмасидаги сув ва қуйи молекулали моддалар копток фильтри орқали фильтрланади. Бу фильтрловчи мембрана уч қатлам: эндотелиал ҳужайралар, базал мембрана ва эпителиал ҳужайралар –подоцитлардан иборат бўлиб, эндотелий ҳужайралари жуда юпқалашган, уларнинг 30% юзасини қоплаб айланма ёки овал тешиклар жойлашган. Копток капиллярлари умумий юзаси 1,5м кв\100 г буйрак тўқимасига ётади. Базал мембрана ва подоцитлар орасидаги тешикчалар диаметри 5-6 нм дан катта бўлмаган молекулаларни ўтказади. Нефрон капсуласи бўшлигига инулин, тухум альбумининг 20%, гемоглобиннинг 3%, зардобдаги альбуминнинг 0,01% дан камроғи ўтади. Базал мембранадаги манфий зарядли молекулалар ҳам оқсилларнинг фильтрланишига қаршилик кўрсатади. Шунинг учун одатда фильтратда оқсил деярли бўлмайди. Лекин тешикчалар катталиги ўзгарувчан бўлганлиги сабабли хатто соғлом одамда бирламчи сийдикда бир оз оқсил бўлиши мумкин. Шумлянский капсуласи бўшлигидан микропипетка ёрдамида олинган фильтрат осмотик жиҳатдан фаол моддалар, глюкоза, сийдикчил, сийдик кислотаси, креатинин в.б. концентрацияси бўйича плазмага яқиндир.
Одам ва ҳайвонларда коптокчадаги фильтрация тезлигини тозаланиш тамойилига асосланиб ҳисоблайдилар. Қонга фруктоза полимерии – инулин юборадилар, у сувда эркин эрийди ва коптокчаларда тўла фильтрланади, каналчаларда унинг миқдори ўзгармайди – кайта сўрилмайди ва секреция қилинмайди. Вақт бирлигида буйрак томонидан ажратилган инулин миқдори бўйича қоннинг қайси ҳажми бу моддадан тозалангани ҳисоблаб топилади. Коптокчалар фильтрацияси ҳажми қон плазмасининг инулиндан тозаланиши – клиренсига тенг.
Бошқа моддалар клиренсини инулин клиренси билан таққослаб, бу моддаларнинг сийдик билан чиқарилишида иштирок этувчи жараёнларни аниқлаш мумкин. Агар мазкур модда клиренси инулин клиренсига тенг бўлса, демак бу модда фақат фильтрланади. Агар модда клиренси инулин клиренсидан катта бўлса, демак бу модда нафақат фильтрация орқали, балки секреция орқали ҳам чиқарилади.Модда клиренси инулин клиренсидан кичик бўлса, фильтрациядан сўнг бу модда реабсорбция қилинади.
Клиникада коптокчалар фильтрацияси тезлигини аниқлаш учун қондаги концентрацияси стабил бўлган эндоген метаболит креатининдан фойдаланадилар. Креатинин қондан асосан коптокчалардаги фильтрация орқали чиқарилади, аммо у бир оз миқдорда секреция ҳам қилинади. Шунинг учун креатинин клиренси инулин клиренсидай аниқ эмас. Шунга қарамасдан креатинин клиренсидан клиникада кенг миқёсда фойдаланадилар, чунки уни аниқлаш учун вена қон томирларига хеч нима юбориш керак эмас.
Нормада эркакларда коптокчалардаги фильтрация тезлиги 125мл\мин, аёлларда -110мл\мин ни ташкил этади.
Қон плазмаси таркибидаги куйи молекулали моддалар фильтрациясидан сўнг организм учун қимматли бўлган моддалар реабсорбцияси содир бўлади. Одам буйракларида бир кеча-кундузда 180лгача фильтрат ҳосил бўлади, аммо 1-1,5л сийдик ажратилади, суюқликнинг қолган қисми каналчаларда кайта сўрилади. Микропипетка ёрдамида нефроннинг турли қисмларидан суюқлик олиш ва уни тахлил қилиш билан ҳайвонлар устида ўтказилган тажрибалар буйрак каналчаларида моддалар реабсорбцияси жойини аниқлаш имконини беради. Нефроннинг проксимал сегментида аминокислоталар, глюкоза, витаминлар, оқсиллар, микроэлементлар ҳамда натрий, бикарбонатлар ва хлорнинг кўпчилик қисми тўла реабсорбцияланади. Нефроннинг бундан кейинги қисмларида фақат ионлар ва сув сўрилади.
Ҳажм ва энергетик сарф жиҳатидан натрий ва хлор реабсорбцияси энг каттадир. Сув ва бошқа моддалар реабсорбциясидан сўнг Генле қовузлоғига фильтратнинг 1\3 қисми келади. Нефрон қовузлоғида натрийнинг 25%, дистал эгри каналчада 9% қайта сўрилади ва 1% га яқини сийдик билан чиқарилади. Сўнгги сийдикда натрий концентрацияси қон плазмасидагига нисбатан 140 марта пасайиши мумкин. Шу билан бирга калий қайта сўрилмайди, балки унинг ортиқча миқдори секрецияланади. Шундай қилиб, нефроннинг дистал сегменти ва йиғувчи найлар сўнгги сийдик миқдори ва унинг осмотик концентрациясини бошқаришда муҳим роль ўйнайди.
Ҳозирги замон тадқиқотларининг кўрсатишича нефроннинг проксимал ҳам дистал сегментларида реабсорбция эфферент асаб толаларидан келган импульслар ва физиологик фаол моддалар таъсирида бошқарилади. Проксимал каналчаларда сув реабсорбцияси осмотик фаол моддалар реабсорбциясига боғлиқ, чунки сув осмотик градиент бўйича шу моддалар кетидан ҳаракатланади. Дистал каналчалар сўнгги қисмлари ва йиғувчи найчаларда улар деворининг сувга нисбатан ўтказувчанлиги антидиуретик гормон томонидан бошқарилади.
АДГ сув реабсорбциясининг 15% ни бошқаради, бу сувнинг факультатив реабсорбцияси дейилади ва дистал каналчаларда содир бўлади. Сувнинг доимий (облигат) реабсорбцияси бирламчи фильтратнинг 85% ни ташкил этади ва АДГ бўлмаганда ҳам проксимал каналларда кечади. Сувнинг факультатив ўзгарувчан реабсорбцияси каналчалар девори осмотик ўказувчанлиги, осмотик градиент катталиги ва суюқликнинг каналда ҳаракатланиш тезлигига боғлиқ. Буйрак каналчаларида турли моддалар ташилишининг тавсифида чиқарилиш бўсағаси тушунчаси муҳимдир. Чиқарилиш бўсағаси модданинг қондаги шундай концентрациясики, бундай кўрсаткичда модда тўла реабсорбцияланиши мумкин эмас. Амалда организм учун биологик муҳим моддалар чиқарилиш бўсағасига эга. Чунончи, глюкозанинг сийдик билан чиқарилиши (глюкозурия) қонда унинг миқдори 160-180 мг%дан ёки 10 ммоль\л дан ошганда бошланади.
Чиқарилиш бўсағаси бўлмаган моддалар уларнинг плазмадаги ҳар қандай концентрациясида ҳам тўла чиқарилади. Бундай моддаларга полисахарид инулин ва олти атомли спирт маннитол мисол бўлади.
Турли моддаларнинг каналчаларда қайта сўрилиши фаол ва нофаол транспорт билан таъминланади. Агар модда электрокимёвий ва концентрацион градиентга қарши реабсорбцияланса, жараён фаол транспорт дейилади. Фаол ташилишнинг икки тури: бирламчи фаол ва иккиламчи фаол ташилиш ажратилади. Модда электрокимевий градиентга қарши ҳужайра метаболизми энергияси ҳисобига ташилса, бирламчи фаол ташилиш дейилади. АТФ энергиясидан фойдаланадиган Na⁺, К⁺ – АТФ аза ферменти иштирокида ташиладиган Na⁺ транспорти бунга яққол мисол бўла олади. Модданинг концентрацион градиентга қарши, аммо ҳужайра энергиясини бевосита шу жараёнга сарфланмасдан ташилишига иккиламчи фаол дейилади. Бу усул билан ташиладиган глюкоза ва аминокислоталар каналча деворидаги ҳужайрага махсус ташувчига ва Na⁺ га бириккан холда (ташувчи +органик модда + Na⁺) киради.
Сув, СО_2­, мочевина ва баъзи ионлар нофаол транспорт механизми орқали реабсорбцияланади. Дистал эгри каналчаларда Сl^– ионлари электрокимёвий градиент, сув эса осмотик градиент бўйича сўрилади. Сувнинг сўрилиш тезлиги каналча деворининг осмотик ўтказувчанлиги ва унинг иккала томонидаги осмотик фаол моддалар концентрацияси фарқига боғлиқ. Сув нефроннинг барча бўлимларида реабсорбцияланади. Проксимал эгри каналчаларда барча сувнинг 2\3 қисми реабсорбцияланади. Сувнинг 15% яқини Генле қовузлоғларида ва 15% дистал эгри каналчалар билан йигувчи найчаларда реабсорбцияланади.Сувнинг кайта сурилиши осмотик фаол моддалар: глюкоза, аминокислоталар, оқсиллар, натрий, калий, кальций, хлор ионлари ташилиши ҳисобига нофаол амалга ошади. Осмотик фаол моддалар реабсорбцияси пасайганда сув реабсорбцияси ҳам камаяди. Ниҳоявий сийдик таркибида глюкоза бўлиши диурезни ошиб кетишига –
полиурияга олиб келади.
Молекуляр биологик соҳасидаги ютуқлар нефрон турли қисмларидаги ҳужайралар хусусияти ва хатто бир ҳужайра мембранаси хоссалари турлича бўлишини кўрсатди. Каналча бўшлигига қараб турган апикал мембрана ва ҳужайрааро суюқлик ювиб турган базал ва ён мембрана моддалар ташилишида турлича қатнашадилар.
Фильтрланиб турган глюкоза каналча проксимал бўлими ҳужайралари томонидан амалда тула реабсорбцияланади. Одатдаги шароитда бир кеча-кундузда глюкозанинг жуда оз миқдори фильтрланади (130мг яқин). Глюкозанинг қайта сўрилиши концентрацион градиентга қарши содир бўлади. Проксимал каналча ҳужайрасининг апикал мембранасида глюкоза ташувчи модда ва Na⁺ ионлари билан бирикиб, цитоплазмага ўтади. Мембрана танлаб ва бир томонлама ўтказувчан бўлганлиги сабабли глюкозани қайтиб каналчага чақирмайди. Глюкозанинг ҳужайрадан қонга ўтиши базал мембрана орқали пассив механизм ёрдамида амалга ошади.
Аминокислоталар ва оқсиллар проксимал каналчаларда иккиламчи фаол ташилиш орқали реабсорбцияланади. Соғлом одамда бир кеча-кундузда 20-75 мг оқсил фильтрланиши мумкин, унинг ҳаммаси реабсорбцияланади. Оқсил каналча ҳужайрасига пиноцитоз орқали ўтади. Буйрак каналчалари эпителийси оқсилни фаол бириктириб олади. Лизосомадаги протеолитик ферментлар иштирокида оқсил парчаланади ва базал мембрана орқали қонга ўтади. Оқсилларнинг ҳаммаси ҳам гидролизланмайди, уларнинг бир қисми ўзгармаган ҳолда қонга ўтади. Бу жараён фаол бўлиб, энергия сарфини талаб қилади. Сийдикда оқсил пайдо бўлиши протеинурия дейилади. Протеинурия физиологик шароитларда ҳам, масалан, оғир жисмоний ишдан сўнг пайдо бўлиши мумкин. Протеинурия асосан патологик ҳолатларда буйрак хасталикларида кузатилади.
Каналчалардаги реабсорбция катталиги модданинг коптокчаларда фильтрланган миқдори билан сийдик билан ажратилган миқдори орасидаги фарқ билан аниқланади. Проксимал каналчалар реабсорбция қобилиятини баҳолашда глюкоза ташилиши максимал катталиги (Тmg) муҳим моҳиятга эга. Уни аниқлаш учун қонга глюкоза юбориб, унинг қондаги концентрациясини сийдикда анчагина миқдорда пайдо бўладиган даражагача оширадилар. Тmg катталиги глюкоза транспорти тизимининг тўла ишга солинишини тавсифлайди. У эркакларда ўртача 375мг\мин, аёлларда 303 мг\мин га тенг. Патология шароитида бу рақамлар пасаяди ва проксимал каналчалар реабсорбция қобилияти камайгани ёки ишлаётган нефронлар сони камайганини кўрсатади.
Сийдикчил коптокчаларда эркин фильтрланади ва сийдикнинг концентрланиш механизмларида муҳим ўрин тутади. Проксимал каналчаларда сийдикчилнинг бир қисми сийдик концентрланиши оқибатида вужудга келган концентрация градиенти ҳисобига нофаол реабсорбцияланади. Унинг қолган қисми йиғувчи найчаларга етиб келади. Йигувчи найчаларда АДГ таъсири остида сув реабсорбцияси ошади. АДГ сийдикчил учун ҳам найчалар девори ўтказувчанлигини оширади ва сийдикчил буйракнинг мағиз моддасига ўтиб, бу ердаги осмотик босимнинг таҳминан 50% ни ташкил этади. Интерстициал тўқимадан сийдикчил концентрацион градиент бўйича Генле қовузлоғи ичига диффузияланиб ўтади ва дистал каналчалар ҳамда йиғувчи найчаларга қайтиб ўтади. Шундай қилиб, сийдикчилнинг буйрак ичида айланиб юриши содир бўлади. Концентрацияси паст сийдик чиқарилганда нефроннинг дистал бўлимида сув сўрилиши тўхтайди ва сийдикчил кўпроқ чиқарилади. Демак, сийдикчил экскрецияси диурезга боғлиқ.
Кучсиз органик кислоталар ва асослар реабсорбцияси уларнинг қандай шаклдаги — ионлашган ёки ионлашмаганлигига боғлиқ. Кучсиз асослар ва кислоталар ионлашган ҳолатда реабсорбцияланмайди ва сийдик билан чиқарилади. Асосларнинг ионланиш даражаси нордон муҳитда ошади, шунинг учун улар нордон сийдик билан катта тезликда чиқарилади. Кучсиз кислоталар эса ишкорий сийдик билан тезрок чиқарилади. Бунинг аҳамияти жуда катта, чунки кўпчилик доривор моддалар кучсиз кислота ёки кучсиз асослардир. Шунинг учун ацетилсалицилат кислотаси ёки фенобарбитал (кучсиз кислоталар) билан заҳарланганда ишкорий эритмалар юбориш керак, шунда бу кислоталар ионлашган ҳолатга ўтиб организмдан тезроқ чиқарилади. Кучсиз асосларни тезроқ чиқариш учун қонга нордон маҳсулотлар юборилади ва сийдик нордонлашувига эришилади.
Алмашинув маҳсулотлари ва ёғ моддаларнинг организмдан чиқарилишида уларнинг концентрацион ёки электрокимёвий градиентга қарши қондан каналчалар бўшлигига секрецияланиши катта аҳамиятга эга. Секреция органик асослар ва ионларнинг тезлик билан чиқарилишига имкон яратади. Органик кислоталар ва асослар проксимал каналчаларда, ионлар дистал каналчалар ва йиғувчи найчаларда секрецияланади. Организм учун ёт бўлган моддалар, чунончи антибиотиклар (пенциллин), рентген контрас моддалар (диодраст), бўёқлар в.б. моддалар ҳам каналчалардаги секреция орқали чиқарилади. Секрецияловчи транспорт механизмлари адаптация қобилиятига эга, яъни қон оқимига модда узоқ муддат тушиб турса, оқсил синтези ҳисобига ташувчи тизимлар сони аста-секин кўпаяди. Бу маълумотларга беморни, масалан, антибиотиклар билан даволаганда эътибор бериш керак. Қоннинг антибиотикдан тозаланиши ошиб бориши сабабли керакли даволовчи концентрацияни таъминлаб туриш учун доривор модда дозасини ошириб бориш керак.
Органик кислоталар секрецияси мезанизмини парааминогиппур кислота (ПАГ) нинг буйраклар томонидан чиқарилиши мисолида кўриб чиқамиз. ПАГ одам қонига юборилганда унинг организмдан чиқарилиши коптокчалардаги фильтрация ва каналчалардаги секрецияга боғлиқ. Проксимал каналча ҳужайралари мембранасидаги А ташувчи ПАГ билан комплекс ҳосил қилади. А-ПАГ комплекси мембрананинг ички юзасида парчаланиб, ПАГ ни ажратади ва ташувчи А яна ПАГнинг янги молекуласи билан бирикиш қобилиятига эга бўлади. Ташувчи А молекулалари сони ташилиши керак бўлган ПАГ молекулалари сонига тенглашганда ПАГ ташилишининг максимал тезлиги кузатилади. Ҳужайра ичига киритилган ПАГ цитоплазмадан апикал мембранага ўтади ва ундан канал бўшлигига чиқади.
Органик асослар (масалан, холин) секрецияси нефроннинг проксимал қисмида содир бўлади. К⁺ ионлари реабсорбциядан ташқари секреция ҳам қилинади, секреция нефрон сўнгги қисмлари ва йиғувчи найчалар ҳужайраларида амалга ошади. Калий ҳужайрааро суюқликдан каналча ҳужайрасига Na⁺, K⁺ – АТФ-аза ферменти иштирокида ташилади. Бунда калий цитоплазмага киради, натрий эса ҳужайрадан чиқади. Калий секрецияси унинг ҳужайра ичидаги концентрацияси, апикал мембрананинг калий ўтказувчанлиги ва электрокимёвий потенциали градиентига боғлиқ. Организмда калий етишмаганда унинг секрецияси тўхтаб қолади, у фақат реабсорбцияланади.
Дистал бурама каналчаларда натрий, калий ионлари ва б. моддалар сўрилиши давом этади. Дистал каналчаларда Na⁺ ва К⁺ ионлари реабсорбцияланиш миқдори доимий (мажбурий реабсорбция) бўлмай, ўзгарувчандир (факультатив реабсорбция).
Генле қовузлоғининг тушувчи (проксимал) қисмида сув сўрилади, бу ердаги ҳужайралар натрий ионларини ўтказмайди. Қовузлоқнинг кўтарилувчи (дистал) қисмидаги ҳужайралар фақат Na⁺ ионларини фаол реабсорбция қила олади, аммо сувни ўтказмайди.
Гиппур кислотаси ва аммиак каби сийдик билан ажратиладиган ҳамда ренин, простагландинлар, глюкоза каби қонга сўриладиган моддалар буйракда ҳосил бўлади. Гиппур кислотаси каналчалар ҳужайраларида бензой кислота ва гликоколдан синтезланади. Ажратиб олинган буйрак устида ўтказилган тажрибаларда буйрак артериясига бензой кислота ва гликокол эритмаси юборилганда сийдикда гиппур кислота пайдо бўлади. Каналчалар ҳужайраларида аминокислоталар, асосан глутамин дезаминланганда, амин гуруҳидан аммиак ҳосил бўлади. Аммиакнинг энг кўп қисми сийдикка ўтади, лекин у қисман базал плазматик мембрана орқали қонга ўтади, буйрак венасида буйрак артериясидагига нисбатан аммиак кўпроқ бўлади.
Осмотик концентрацияси қонникидан баланд бўлган сийдик ҳосил қилиш қобилиятига фақат гомойотерм – иссиқ қонли хайвонлар эга. Кўп физиологлар бу жараён физиологик механизмини аниқлашга интилганлар. Фақатгина ХХ асрнинг 50 йилларида осмотик жиҳатдан концентрланган сийдик ҳосил бўлишини нефроннинг буриб тескари оқизувчи тизими билан боғловчи гипотеза асосланди.
Организмдаги сув баланси ҳолатига қараб буйрак суюлтирилган ёки концентрланган сийдик ажратади. Сийдикнинг осмотик жиҳатдан концентрланишида каналчалар ҳамма бўлимлари, мағиз моддадаги томирлар ва интерстициал тўқима иштирок этади. Коптокчаларда ҳосил бўлган 100 мл фильтратнинг 2\3 қисми проксимал эгри каналчалар охиригача реабсорбцияланади. Каналчалардаги суюқликда осмотик фаол моддалар концентрацияси фильтратдагига тенг. Шундан сўнг каналчадаги суюқлик пўстлоқ қатламидан мағиз моддага Генле қовузлоғининг пастга тушувчи қисмига ўтади ва буйрак сўрғичи чуққисига оқиб боради, у ерда каналча 180 градус С га бурилади ва сийдик қовузлоғнинг кўтарилувчи қисмига ўтади, бу қисм тушувчи қисмга параллель жойлашган, сув уларнинг биридан иккинчисига бевосита ўтади.
Қовузлоқ турли қисмларининг функционал моҳияти бир хил эмас. Қовузлоқ тушувчи қисмининг девори сувни ўтказади, кўтарилувчи қисми эса сувни ўтказмайди, ундаги ҳужайралар натрий мусбат ва хлор манфий ионларини канал ичидан тўқима суюқлигига ташийди ва тўқима суюқлигидаги осмотик босим шу сабабли баланддир. Қовузлоқнинг сўнгги қисмида фильтрат ҳажми кичраяди ва осмотик босим ошади. Шундай қилиб, организмда сув етишмовчилиги бўлса, ёки организм сувсизланса –дегидратация ҳолатида юксак концентрланган сийдик чиқарилишида ўзаро параллель жойлашган Генле қовузлоғининг кўтарилувчи ва тушувчи тиззалари ҳамда йиғувчи найчалар хал қилувчи аҳамиятга эга. Бу каналчаларда суюқлик турли (ўзаро тескари) йўналишда оқади ва улар биргаликда буйракларнинг буриб тескари оқизувчи тизимини ташкил этади.
Нефрон қовузлоғи ва дистал каналчалар фаолияти туфайли одам буйраги организмда сув кўп бўлганда катта ҳажмдаги гипотоник сийдик ажратади, сув етишмаганда оз миқдордаги конценрланган сийдик ажратади.