Почки представляют собой парные органы, расположенные забрюшинно, с выраженной корково-мозговой дифференциацией. Корковое вещество содержит многочисленные клубочки и проксимальные канальцы нефронов, обеспечивая фильтрацию плазмы и начальную реабсорбцию воды и электролитов. Мозговое вещество формирует петли Генле и собирательные трубочки, где осуществляется концентрация мочи. Нефрон, функциональная единица почки, состоит из клубочка, капсулы Боумена и системы канальцев, обеспечивающих последовательные этапы обработки первичной мочи.
Почки осуществляют тонкую регуляцию водно-электролитного баланса. Проксимальные канальцы реабсорбируют до 65–70% натрия, воды и глюкозы, регулируя осмотическое давление. Петля Генле формирует осмотический градиент, обеспечивающий концентрацию мочи в зависимости от гидратационного статуса организма. Дистальные канальцы и собирательные трубочки под действием гормонов, таких как альдостерон и вазопрессин, регулируют окончательный состав мочи, контролируя выделение калия, натрия и воды.
Фильтрация крови через клубочки формирует первичную мочу, содержащую воду, электролиты, метаболиты и продукты азотистого обмена, включая мочевину и креатинин. Почечная экскреция поддерживает гомеостаз метаболитов и предотвращает накопление токсических соединений. Транспортные системы проксимальных канальцев активно секретируют органические анионы и катионы, включая лекарственные вещества и метаболиты ксенобиотиков, обеспечивая детоксикацию организма.
Почки играют ключевую роль в поддержании кислотно-щелочного баланса крови. Проксимальные канальцы осуществляют реабсорбцию бикарбоната, удаление водородных ионов, а дистальные канальцы с участием межклеточных тип-А и тип-В клеток регулируют экскрецию протонов и аммония. При необходимости почки компенсируют дыхательные нарушения, корректируя pH крови через изменение состава мочи.
Почки синтезируют и секретируют ряд гормонов и биологически активных веществ. Ренин, секретируемый юкстагломерулярным аппаратом, запускает ренин-ангиотензин-альдостероновую систему, регулируя артериальное давление и водно-солевой баланс. Эритропоэтин стимулирует продукцию эритроцитов в костном мозге в ответ на гипоксию. В почках также происходит активация витамина D (кальцитриол), регулирующего кальциево-фосфорный обмен и минеральную плотность костей.
Почки участвуют в метаболизме белков, углеводов и липидов. В проксимальных канальцах происходит глюконеогенез из глицерина, аминокислот и лактата, особенно в условиях голодания. Катаболизм аминокислот сопровождается образованием мочевины и аммония, участвующих в поддержании азотистого гомеостаза. Кроме того, почки обеспечивают метаболическую инактивацию биологически активных веществ, включая гормоны и пептиды.
Почки активно участвуют в обезвреживании свободных радикалов и токсических соединений. Проксимальные канальцы содержат ферменты системы глутатион-S-трансферазы, каталазы, супероксиддисмутазы, обеспечивая детоксикацию как эндогенных, так и экзогенных соединений. Этот механизм предотвращает повреждение клеток и поддерживает функциональную целостность органа.
Почки взаимодействуют с сердечно-сосудистой системой, регулируя объем циркулирующей крови и артериальное давление. Взаимодействие с печенью обеспечивает совместное поддержание азотистого обмена и метаболизм ксенобиотиков. Скелетная система зависит от почечной регуляции кальция и фосфора через активный витамин D и паратиреоидный гормон. Гомеостаз крови, кислотно-щелочной баланс и электролитный состав непосредственно контролируются через комплексные почечные механизмы, обеспечивая выживание организма в изменяющихся условиях окружающей среды.