Почки представляют собой парные бобовидные органы, расположенные забрюшинно, играющие ключевую роль в поддержании внутренней среды организма. Основной функциональной единицей почки является нефрон, который состоит из клубочка (гломерула) и трубчатой системы: проксимального извитого канальца, петли Генле, дистального извитого канальца и собирательной трубки. Каждый компонент выполняет специфические функции по фильтрации, реабсорбции и секреции веществ, обеспечивая гомеостаз жидкостей и электролитов.
Ключевое значение имеет система микроциркуляции почек: кровоток через приносящую артериолу, клубочек и выносящую артериолу регулируется вазоконстрикторными и вазодилататорными механизмами, влияющими на скорость клубочковой фильтрации (СКФ) и поддержание артериального давления.
Почки обеспечивают точный контроль объема и осмолярности внеклеточной жидкости. Протонные и водные каналы (аквапорины) регулируют реабсорбцию воды под действием гормонов, таких как вазопрессин (АДГ). При его высоких концентрациях вода активно реабсорбируется в собирательных трубках, концентрируя мочу и предотвращая гиповолемию. При низком уровне АДГ образуется диуретическая моча, что способствует выведению избыточной жидкости.
Поддержание осмолярности осуществляется через контрградиентный механизм петли Генле, где солевой градиент между восходящей и нисходящей частью петли обеспечивает эффективное концентрирование мочи без существенных потерь воды.
Почки активно регулируют концентрацию ионов натрия, калия, кальция, магния и хлора. Реабсорбция натрия и выделение калия осуществляется в дистальных канальцах под влиянием альдостерона, что обеспечивает поддержание объема плазмы и мембранного потенциала клеток.
Кислотно-основное равновесие поддерживается через выделение протонов (H⁺) и реабсорбцию бикарбонатов (HCO₃⁻). Интеркалированные клетки собирательных трубок секретируют H⁺ при ацидозе и реабсорбируют HCO₃⁻, одновременно выделяя аммиак, что повышает буферные способности мочи. Нарушение этих процессов приводит к метаболическому ацидозу или алкалозу.
Почки удаляют продукты азотистого обмена: мочевину, креатинин, мочевую кислоту, а также метаболиты лекарственных препаратов и эндогенные токсины. Реабсорбционно-секреторная система нефрона обеспечивает избирательное выведение веществ в зависимости от их концентрации в плазме и потребностей организма.
Почки участвуют в эндокринной регуляции через ренин-ангиотензин-альдостероновую систему (РААС), продуцирование эритропоэтина и активацию витамина D. Ренин, выделяемый юкстагломерулярными клетками, инициирует каскад, регулирующий артериальное давление и баланс натрия. Эритропоэтин стимулирует эритропоэз при снижении кислородной насыщенности тканей. Гидроксилирование витамина D в почках обеспечивает кальциевый и фосфорный обмен, критически важный для костной ткани.
Почки обладают миогенной и тубулогломерулярной регуляцией, позволяющей поддерживать стабильную СКФ при колебаниях артериального давления. Механизм миогенной реакции основан на сокращении гладких мышц при повышении давления, предотвращая гиперфильтрацию. Тубулогломерулярная обратная связь через макула денса оценивает натрий хлор в дистальном канальце и регулирует тонус артериолы, корректируя фильтрацию.
Почки участвуют в обмене белков, углеводов и липидов. Они способны синтезировать глюкозу через глюконеогенез при голодании, участвуют в аминокислотном обмене, обеспечивая детоксикацию аммиака и поддержание азотистого баланса. Также почки регулируют концентрацию липидов, участвуя в метаболизме липопротеинов и влияя на сосудистый гомеостаз.
Нарушение функции почек ведет к дисбалансу жидкости, электролитов, кислотно-основного состояния и токсикозу. Хроническая почечная недостаточность сопровождается гиперкалиемией, ацидозом, анемией и нарушением минерализации костей. Острые поражения нефронов могут быть вызваны ишемией, токсинами или инфекциями, что приводит к острой почечной недостаточности и требует интенсивного мониторинга водно-электролитного состояния.
Функции почек интегрированы с работой сердечно-сосудистой, эндокринной и дыхательной систем, что обеспечивает адаптацию организма к изменяющимся условиям и сохранение гомеостаза.