Бөөрний эсийн болон молекулын биологи

Мэс засал
Orgilbold bayartsogt

Бөөр нь биеийн  ялгаран хөгжил өндөртэй эрхтнүүдийн нэг юм. Үр хөврөлийн дүнд багадаа 30 өөр төрлийн эсүүдээс динамик завсрыг бүрхсэн маш олон сегментэлсэн нефронууд болон нэмчимхий капилляруудыг үүсдэг. Энэхүү эсүүд янз бүрийн физиологийн бүрдэл процессыг өөр өөрөөр зохицуулдаг. Цусны даралт болон түүдгэнцэр доторх гемодинамикыг, уусмал болон усны зөөвөрлөлт, хүчил-суурийн тэнцвэр  болон эмийн метаболит зайлуулагдахыг зохицуулахад  дотоод шүүрлийн үйл ажиллагаанд бөөр хариулж янз бүрийн механизмаар бүгдийг гүйцэтгэдэг юм. Физиологийн энэхүү өргөн үйл ажиллагааг гүйцэтгэж газар дээрх амьдрал руу усыг гадагшлуулагч болж хөгжсөн нефроны бүтэц гайхалтай билээ.

 Түүдгэнцрийн шүүлтийн зохицуулга болон шийдвэрлэх хүчин зүйлс

Хэвийн үед бөөрний цусны урсгал нь зүрхний минутын эзэлхүүний ойролцоогоор 20%-ийг буюу 1000 мл/минут цус хүлээж авдаг. Цус бөөрний өгсөх артериол түүдгэнцрийн калиллярт очисноор их хэмжээний шингэн болон уусамтгай бодис шүүгдэн нэвчиж сувганцрын шингэнг үүсгэдэг. Сувганцрын эргэн тойронд байрлаж буй хоёрдогч капиллярын сүлжээний (холтослог дах сувганцар орчмын капилляр эсвэл тархилаг дах шулуун судас) анхны сегментрүү очиж буй уруудах артериол руу түүдгэнцрийн капиллярын дистал төгсгөл нэгддэг (зураг №1A).

зураг №1

зураг №1 А, В, С

Эдгээр нефрон нь капиллярын сууриуд  гидростатик даралтыг хамтдаа зохицуулдаг уруудах артериолаар багцлагдан тусгаарлагдсан 2 капиллярын суурьт байрладаг. Эцэстээ бөөрний венийг үүсгэдэг том вен рүү нэгдэгч жижиг венүүдийн салааруу дистал капиллярууд цутгана.

Түүдгэнцрийн капиллярын ханын 2 тал дах гидростатик даралтын зөрүү түүдгэнцрийн шүүлтийг нөхцөлдүүлэгч анхдагч хүч юм. Капиллярын хөндий дах онкотик даралт нь гидростатик даралтын зөрүүг тэнцвэржүүлэгч, филтрацийн эсрэг тул шүүгдэхгүй плазм уургийн концентрациар тодорхойлогддог. Онкотик даралт түүдгэнцрийн капиллярын уртын дагуу нэмэгдэж уруудух атрериолд хүрэхэд филтраци үүсгэгч хүч “тэг” болдог. Бөөрөн дэх плазмын урсгалын ойролцоогоор 20% нь Боумэйны зай руу шүүгддэг, мөн түүдгэнцрийн шүүлтийн хурдыг бөөрөн дэх плазмын урсгалд харьцуулсан харьцаа шүүлтийн фракцыг тодорхойлдог. Хэд хэдэн хүчин зүйлс, олонх нь гемодинамикын хүчин зүйлс физиологийн нөхцөлд шүүлтийн зохицуулгад оролцдог.  Түүдгэнцрийн шүүлт бөөрний артерийн даралтаар өөрчлөгддөг хэдий ч хамаарал нь түүдгэнцрийн шүүлтийн хурдаа (ТШХ) өөрөө зохицуулж буй үед цусны даралтын  физиологийн хэлбэлзэлтэй шугаман бус байдаг. Түүдгэнцрийн шүүлтийн өөрийн зохицуулгыг бүгд өгсөх болон уруудах артериолын тонусыг зохицуулдаг дараах 3 үндсэн хүчин зүйл үүсгэдэг.

  1. Өгсөх артериол дах ургал мэдрэлийн судас урвалжит (миоген) рефлекс
  2. Сувганцар түүдгэнцрийн эргэх холбоо болон
  3. Уруудах артериолын аниотензин II зуучлалт судас агшилт

Миогений рефлекс нь бөөрний цусны урсгал өөрчлөгдөхийн эсрэг анхны эгнээний хамгаалалт юм. Бөөрний перфузийн цочмог өөрчлөгдөлт нь өгсөх артериол рефлексээр тэлэгдэх эсвэл агшсны үр дүнд даралтыг бууруулах эсвэл нэмэгдүүлэх болно. Энэхүү феномен нь систолын даралтын гэнэтийн өөрчлөгдөлтөөс түүдгэнцрийн капиллярыг хамгаалахад тусалдаг билээ.

Сувганцар-түүдгэнцрийн эргэх холбоо нь рефлексээр өгсөх артериолын тэлэгдэл эсвэл агшилтаар сувганцрын урсгал болон шүүлтийн хурдыг өөрчилдөг. Генлийн гогцооны өгсөх өргөн хэсэгт байрласан ууссан бодисын концентраци болон сувганцрын урсгалыг мэдрэгч macula densa (нягт толбо) гэж нэрлэдэг хэсгийн өвөрмөц эсүүдийн тусламжтайгаар сувганцар-түүдгэнцрийн эргэх холбооны зохицуулга явагддаг.

Сувганцрын урсгал их байх нь шүүлтийн хэмжээ зохисгүйгээр ихэсснийг илтгэх тул нягт толборуу (зураг №1B) уусамтгай бодис очилт ихсэн ТШХ-ыг үүсгэж буй өгсөх артериолын судсыг агшааснаар сувганцрын ачааллыг хэвийн болгодог.

Нягт толбоны уусамтгай дохионы нэг бүрэлдэхүүн бол NaCL-ийн эргэн шимэгдэлт ихэссэн үед эсээс ялгарсан аденозин трифосфат (АТФ) юм. АТФ нь эсийн гаднах зайд метаболизд орсноор өгсөх артериолын судсыг хүчтэй агшаагч аденозин үүсгэдэг.

Шүүлтийн хурд унасан үед нягт толбонд очих уусамтгай бодисын хэмжээ буурч сувганцар-түүдгэнцрийн хариу үйлдэл цуцснаар өгсөх артериол тэлэгдэж, түүдгэнцрийн шүүлт хэвийн болдог. Азотын оксид (NO) буурахад Ангиотензин II болон ROS (reactive oxygen species) нэмэгдэх нь сувганцар-түүдгэнцрийн эргэх холбоо юм.  Бөөрний цусан хангамж буурсан нөхцөлд юкстагломерулар аппарат (зураг №1B) гэж нэрлэдэг хэсэг дэх нягт толбоны өгсөх артериолд ойр хана дах мөхлөгт эсүүдээс ренин ялгардаг. Ренин нь уураг задлагч фермент бөгөөд ангиотензиногеныг ангиотензин I –руу хувиргаж задалдаг, үүний дараагаар ангиотензин хувиргагч ферментээс (ACE) ангиотензин I нь ангиотензин II болж задардаг (зураг№1C). Ангиотензин II нь уруудах артериолын судсыг агшааж түүдгэнцрийн гидростатик даралтыг нэмэгдүүлснээр буурсан филтрацийг нэмэгдүүлж хэвийн болгодог.

Бөөрний сувганцрын зөөвөрлөлтийн механизм

Бөөрний сувганцар нь нефроны морфологи болон үйл ажиллагааны хувьд өндөр ялгаран хөгжсөн эпителүүдээс бүрддэг (зураг №2). Сувганцрын янз бүрийн хэсгүүдэд эгнэсэн эсүүд зэрэгцээ хажуу мембранаараа нягт холбоосоор өөр хоорондоо холбогдож нэг эгнээ үүсгэдэг. Сувганцрын эргэн тойрон дах завсрын эдийн зайгаас сувганцрын хөндийг тусгаарласан хоригийг нягт холбоос үүсгэдэг, мөн тусгаарлаж буй эсийн 2 талын мембранууд: сувганцрын хөндий талын оройн (apical) мембран болон завсрын эдийн талын суурин талын (basolateral) мембран байдаг. Өөрөөр хэлбэл бөөрний эпителүүд туйлжсан эсүүд юм. мембраны уургууд нь ижил бус үүрэгтэй ялангуяа зөөвөрлөх процесст зуучилдаг уургууд нефроноор шингэн болон уусмал бодисуудын хөдлөлзүйн механизмд шууд оролцдог.

Уусамтгай бодисыг эпител зөөвөрлөх

Эпителийн зөөвөрлөлтийн 2 төрөл байдаг. Ууссан бодисын болон шингэнийг эсийн  зөөвөрлөлт гэж нэрлэдэг шахуурга, суваг эсвэл зөөвөрлөгчөөр зуучлагдан оройн болон суурин талын мембранаар хөндлөн зөөдөг. Эс хооронд дамжуулах замыг “эс орчмын зөөвөрлөлт” (cellular transport) гэж нэрлэдэг. Эс хоорондын зөөвөрлөлт нь бүрэн бус нягт холбоосоор явагддаг. Зарим эгнээний эсүүд (leaky epithelia буюу эсэргүүцэл багатай эпитель) эс орчмын зөөвөрлөлт хийдэг бөгөөд эдгээр эсүүд ойрын сувганцарт давамгай байдаг, харин бусад эсүүд нь илүү бат бөх нягт холбоостой (tight epithelia буюу эсэргүүцэл өндөртэй эпитель) байдаг бөгөөд эдгээр эсүүд дистал хэсэгт тухайлбал цуглуулах сувганцарт илүү байдаг. Эсэргүүцэл багатай эпителиүд шингэнийг маш ихээр шимэхэд илүү зохицсон байдаг бол эсэргүүцэл ихтэй эпителиүд зөөвөрлөлтийг зохицуулах болон хянахад илүү чиглэж боловсорсон байдаг.

Зураг №2 А, В, С

Зураг №2

Зураг №2: А. Ойрын сувганцрын эсүүд В. Генлийн гогцооны өгсөх өргөн хэсгийн хэв шинжит эсүүд C. Холын тахир сувганцрын эсүүд D. Нефроны ерөнхий байдал E. Холтослогийн цуглуулах цоргоны эсүүд F. Тархилаг доторх цоргоны хэв шинжит эсүүд

Мембраны зөөвөрлөлт

Эсийн мембраныг ус болон усанд уусамтгай бодисыг нэвчүүлдэггүй гидрофоб липидүүд бүрдүүлдэг. Эсийн мембранаар ус болон усанд уусамтгай бодисуудын нэвчилт мембраны тусгай ангийн интеграл уургийн тусламжтай үүнд: суваг, шахуурга болон зөөвөрлөгчөөр явагддаг. Эдгээр өөр өөр механизмууд зөөвөрлөлтийн идэвхиэрээ өвөрмөц хэлбэрүүдээр зуучлагддаг үүнд: идэвхтэй зөөвөрлөгч (шахуурга), идэвхгүй зөөвөрлөгч (суваг), болон хоёрдогч идэвхтэй зөөвөрлөгч (котранспорт) багтдаг.

Идэвхтэй зөөвөрлөлт АТФ-ийн гидролизоор бодисын солилцооны энерги үүсгэхийг шаарддаг. Идэвхтэй зөөвөрлөлтийн шахуурга бол ион-шилжүүлэгч АТФ-аз юм үүнд: убкуитин (ubiquitous) Na+/K+ -АТФ-аз, Н+-АТФ-аз, болон Ca2+ -АТФ-аз багтдаг. Идэхтэй зөөвөрлөгч нь эсийн мембраны 2 талд ионы ижил бус концентраци үүсгэдэг бөгөөд химийн градентын эсрэг ионыг зөөвөрлөдөг.

Энгийн нэвчилтээр мембраны уургуудаар ууссан бодисын хөдлөлзүйг идэвхгүй зөөвөрлөлт гэж нэрлэдэг. Энэхүү идэвхжил нь мембраны сонгомол нэвчүүлдэг уургуудаар үүсгэгдсэн сувгаар зуучлагддаг, мөн зохистой концентрацийн зөрүү буюу электрохимийн потенциалаар мембраны 2 талын ус болон ууссан бодисын хөдлөлзүйг үүсгэдэг. Ж нь: бөөрөнд усны суваг (aquaporins), К+ суваг, эпителийн Na+ суваг, болон CL суваг. Зарим нэвчилт энгийн зөөвөрлөгчөөр зуучлагдсан идэвхгүй зөөвөрлөлтийн өвөрмөц хэлбэрүүдийг carriers эсвэл uniporters гэж нэрлэдэг. Ж нь: гексоз зөөвөрлөгч тухайлбал сувганцрын эсүүд GLUT2 зуучлалт глюкозыг зөөвөрлөгч агуулдаг. Хурдан бодисын солилцооны үед цитоплазмд илүү бага ба эсийн гаднах шингэнд илүү их байх глюкозын концентрацийн зөрүүг эдгээр зөөвөрлөгчид нөхцөлдүүлдэг. Бусад зөөвөрлөгчид эсийн мембраны талруу эсрэг (антипорт буюу солигч) эсвэл ижил (симпорт буюу котранспорт) аль аль нь 2 буюу түүнээс олон ион/ууссан бодисыг зөөдөг.

 Нефроны сегментал үйл ажиллагаа

Нефроны анатомын сегмент тус бүр давтагдашгүй онцлог байдаг бөгөөд ус болон ууссан бодисын сонгомол зөөвөрлөлтийн өвөрмөц үйл ажиллагаа явуулдаг (зураг №2).

Ойрын сувганцар

Сийвэнгээс шүүгдэн гарсан натри болон усны ойролцоогоор 60% -нь төдийгүй шүүгдэн гарсан бикарбонатын 90% нь, мөн ихэнх чухал тэжээлийн бодисууд тухайлбал глюкоз, амин хүчлүүд ойрын сувганцарт эргэн шимэгддэг. Ойрын сувганцарт эсийн болон эс орчмын зөөвөрлөх механизм аль аль нь байдаг. Ойрын сувганцрын эсүүдийн оройн мембран “brush border” гэж нэрлэдэг нягт байрлалтай бичил сормууслагтай тул эргэн шимэх талбай төдий чинээ ихэсдэг, мөн нүхтэй нягт холбоос (leaky tight junctions)-той тул шингэнийг эргэн шимэх өндөр боломж бүрдсэн байдаг.

Эдгээр нягт холбоос нь эс завсрын латерал зай руу шингэн болон уусамгай бодисыг оруулснаар сувганцрар ормын капилляр руу шимэгдэх нөхцлийг бүрдүүлдэг.

Ийнхүү ойрын сувганцраар их хэмжээний шингэн шимэгдэх нь сувганцар орчмын капилляр дах бага гидростатик даралт болон өндөр онкотик даралтаар үүсгэгддэг. Уруудах артериолын тонусын өөрчлөлтөөр эргэн шимэгдэлтийн өөрчлөлтийн харьцаа  үүсэх нь ТШХ-ын физиологийн зохицуулга буюу Түүдгэнцэр-сувганцрын тэнцвэр юм. Ж нь: ангиотензин II-р уруудах артериолын судас агшснаар түүдгэнцрийн капиллярын гидростатик даралт нэмэгддэг боловч сувганцар орчмын капиллярын дарлат бага байдаг. Энэ үед ихэссэн ТШХ болон филтрацийн фракци нь түүдгэнцрийн капиллярын төгсгөлд онкотик даралтыг нэмэгдүүлдэг. Эдгээр өөрчлөлт буурсан гидростатик болон ихэссэн онкотик даралт нь сувганцар орчмын капилляраар шингэн шимэгдэлтийн хүчийг нэмэгдүүлдэг.

Ойрын сувганцрын эсээр зөөвөрлөгддөг ихэнх уусамтгай бодис суурин гадаргуун Na+/K+-ATP-аз –ийн идэвхиэр Na+ концентрацийн зөрүүг тогтворжуулж хосолж зөөгддөг (зураг 2А). Энэхүү идэвхтэй зөөвөрлөлтийн механизм нь эс доторх Na+-ийн концентрацийг бага байлгснаар Na+-ийн хэт өндөр градиентыг хэвээр хадгалдаг. Уусамтгай бодисын эргэн шимэгдэлт нь Na+ хамааралт зөөвөрлөгчөөр (тухайлбал Na+ глюкоз болон Na+ -фосфат хам зөөвөрлөгч) Na+-н градиент рүү хамт зөөгддөг. Суурин болон оройн мембран аль алинд байдаг идэвхтэй сонгомол усны суваг (aquaporin-1)-аар эсийн бүрдүүлсэн боломжийн дагуу эс орчмын замаар (paracellular route) усны эргэн шимэгдэлт бас явагддаг.

Ойрын сувганцрын эсүүд карбоангидраз хамааралтай механизмаар бикарбонатыг эргүүлэн шимдэг. Шүүгдэн гарсан бикарбонат нь Na+/H+ солигчоор хөндий рүү дамжсан протоноор эхлээд титрлэгддэг. Сормууслаг гадаргуу дах карбон ангидразагаар карбонхүчил метаболизмд орж  карбон диоксид болон ус үүсгэдэг. Уусамтгай карбон диоксид нь эс рүү нэвчиж цитоплазмын карбон ангидразаар устай нэгдэж дахин карбон хүчил үүсгэдэг. Эцэст нь эсийн доторх карбон хүчил бикарбонатын анион болон чөлөөт протон руу диссоциацлагдаж, мөн суурин талын Na+/HCO3− хам зөөвөрлөгчөөр эсээс гардаг. Сийвэнгийн төвшин физиологийн хэвийн хэмжээнээс (24–26 meq/L) ихэссэн үед энэхүү процесс ханаснаар шээсээр бикарбонат ялгардаг. Карбонангидраз дарангуйлагч тухайлбал шээс хөөх бүлгийн ацетазоламид ойрын сувганцарт бикарбонатын эргэн шимэгдэлтийг хориглосноор шээсийг суурьлаг болгодог.

Ойрын сувганцрын анхны сегментээр хлор бага шимэгддэг, мөн сувганцрын шингэнээс бикарбонатын анион зайлуулагдахад энд CL  концентраци тэнцвэржүүлж нэмэгддэг. Сувганцрын хөндий доторх CL -н концентраци өндөр болоход ойрын сувганцрын сегментийн төгсгөл хэсэг дэх эсийн оройгоор эфиртэй солигдож хлор эргэн шимэгдэнэ. Хөндийн эхлэлд протон диссоциацлагдаж эс рүү оройн мембранаар буцаж идэвхигүйгээр нэвчснээр саармаг формик хүчил үүсгэхэд H+ (Na+/H+ солигчоор үүсгэгддэг) –р эфирийн анион титрлэгдсэнээр дахин ашиглагддаг. Базолатералаар CL гарах нь K+/Cl− хам зөөвөрлөгчөөр зуучлагддаг юм (зураг №2А).

Глюкозын эргэн шимэгдэлт ойрын сувганцрын төгсгөлөөр бараг бүрэн явагддаг. Эсийн оройн мембраны Na+ глюкоз хам зөөвөрлөгчийн тусламжтай эсрүү орж цааш эсийн базолатерал мембраны глюкоз зөөвөрлөгчийн тусалмжтай нэвчиж капилляр руу гардаг. Сийвэнгийн глюкозын төвшин хэт өндөр болоход (180–200 мг/дл) энэхүү процесс ханаж шээсээр глюкоз ялгардаг тухайлбал хяналтгүй чихрийн шижин.

Органик хүчил (карбоксилат анион) болон сууриудыг (ихэнхдээ анхдагын амин катион) янз бүрийн өвөрмөц зөөвөрлөгчид шимдэг. Органик анионууд эдгээр системээр зөөвөрлөдөг үүнд: урат, кетоацид анион, мөн хэд хэдэн уураг-холбогдсон эмүүд (пенициллин, цефалоспорин, болон салицилат) түүдгэнцэрт шүүгдэггүй. Пробенецид бөөрөөр анион ялгаралтыг дарангуйлснаар оселтамивир болон пенециллин төст эмүүдийн сийвэнд хадгалагдах концентрацийг нэмэгдүүлдэг. Ойрын сувганцраар органик анион үүнд: янз бүрийн биоген амин трансметтарууд (допамин, ацителхолин, эпинефрин, норэпинефрин, болон гистамин) болон креатинин ялгардаг. АТФ- хамааралт зөөвөрлөгч Р-гликопротейн нь мембраны сормууслаг гадаргууд хамгийн их экспресслэгддэж эмийг ялгаруулдаг үүнд: циклоспорин, дигоксин, такролимус, болон хавдрын эмчилгээний эмүүд багтана. Циметидин болон триметоприм төст эмүүд органик катионы замаар эндогений нэгдлүүдтэй өрсөлдөж зөөгддөг. Эдгээр эмүүд ТШХ-ыг өөрчилдөгүй ч сийвэнгийн креатинины төвшинг нэмэгдүүлдэг.

Ойрын сувганцарт Na+-хамааралт болон Na+-үл хамааралт зөөвөрлөлтийн тогтолцооны тодорхой ангиуд амин хүчлүүдийг үр дүнтэй эргэн шимдэг билээ. Эдгээр зөөвөрлөгчид амин хүчлийн бүлэг бүрт өвөрмөц юм. Ж нь: цистин, лизин, аргинин, болон орнитин нь SLC3A1 болон SLC7A9 генүүдээр кодлогддог 2 уургаас бүрдэж буй тогтолцоогоор зөөвөрлөгддөг. SLC3A1 болон SLC7A9 генүүдийн аль алиных нь мутаци тохиолддог бөгөөд үр дүнд нь эдгээр амин хүчлийн эргэн шимэгдэлт буурснаар цистейнури эмгэг үүсдэг. Пептид дааврууд тухайлбал инсулин болон өсөлтийн даавар, бетта2-глобулин, альбумин, болон бусад жижиг уургууд ойрын сувганцарт эндоцитозын замаар шимэгдэж хүчиллэг эндоцитын лизосомоор задлагддаг. Эдгээр цэврүүний хүчилшилт нь цэврүүний H+-ATФ-аз болон Cl− суваг хамааралтайгаар явагддаг.  Cl− сувгийн ген (CLCN5)-ийн мутацийн улмаас эндоцитын цэврүүний хүчилшилт буурдаг Дентийн өвчний үед бага молекулт жинт протейнури үүсдэг. Бөөрний ойрын сувганцарт глютаминаас аммониагенез нь  цуглуулах сувганцраар NH4 + байдлаар ялгарах H+-ын ялгаралт сувганцрын шингэний үндсэн буферыг үүсгэдэг. Эсийн калийн төвшин аминогенезийг сөргөөр зохицуулдаг, бас гипоальдостерогизмын улмаас сийвэнгийн К+ өндөр болсон нөхцөлд аминогенез буурснаар бөөрний сувганцрын IV хэлбэрийн ауидоз үүсэх нөхцлийг бүрдүүлдэг.

Генлийн гогцоо

Генлийн гогцоо нь эсийн морфологи болон анатомийн байрлалаараа ялгаатай боловч үйл ажиллагааны хувьд хамааралтай уруудах нарийн хэсэг, өгсөх нарийн хэсэг хэсэг, мөн өгсөх өргөн хэсэг гэсэн 3 үндсэн хэсгээс тогтдог. Түүдгэнцрээс шүүгдэн гарсан NaCl хлорын ойролцоогоор 15–25% нь Генлийн гогцоонд үндсэндээ өгсөх өргөн хэсгээр эргэн шимэгддэг юм. Генлийн гогцоо нь countercurrent multiplication гэж нэрлэгддэг үйл явц болох тархиллагийн гипертоник завсрын эдийг үүсгэхэд оролцсноор шээсний концентрацид чухал үүрэгтэй билээ. Генлийн гогцоо нь шээс хөөх илүү хүчтэй эмүүдийн үйлдлийн талбай, бас магни болон калцийн эргэн шимэгдэлтэнд оролцдог.  Уруудах нарийн хэсэг идэхвтэй усны суваг (aquaporin-1) ихээр экспреслэдэг тул усыг маш сайн нэвчүүлэх чанартай. Харин өгсөх гогцоонд ус нэвчүүлэлт маш бага байдгаар ялгаатай. Өгсөх өргөн хэсгийн эсүүд оройн мембрандаа Na+/K+/2Cl− хам зөөвөрлөгч, суурин мембрандаа Cl− болон Na+/K+-ATФ-аз агуулдаг тул давсыг идэвхтэйгээр өндөр төвшинд зөөвөрлөдөг (зураг №2B).   Na+/K+/2Cl− хам зөөвөрлөгчид гогцоонд үйлчилдэг шээс хөөх эмүүдийн эн тэргүүний бай билээ. Сувганцрын К+-н концентраци энэхүү сувагт хязгаарлагч субстрат (сувганцрийн К+ концентраци сийвэнтэй ижил ойролцоогоор 4 meq/L) боловч зөөвөрлөгчийн идэвхи нь оройн мембраны К+ сувгаар К+ -г дахин ашиглаж үйл ажиллагаагаа хадгалж үлддэг.  Генлийн гогцооны өгсөх өргөн хэсэгт тохиолддог удамшлын эмгэг тохиолддог үүнд: Na+/K+/2Cl− хам зөөвөрлөгч, (NKCC2), оройн мембраны K+ суваг (KCNJ1), эсвэл суурин мембраны Cl− суваг (CLCNKB, BSND), эсвэл калци мэдрэг рецепторын (CASR)-ийн бүрэлдэхүүнийг кодолж буй ялгаатай 5 генийн аль нэгт мутац үүссний улмаас давс алдагдснаар гипокалиеми, бдоисын солилцооны суурьшил илэрдэг Барттерийн хам шинж (Bartter’s syndrome) үүсдэг.

Эс орчмын зайгаар диваленттай (Mg2+ болон Ca2+) ионуудыг зөөвөхөд завсрын эд рүү хөндийгөөс оруулах эерэг электростат үүсгэхэд мөн Калийг дахин ашигладаг. Суурин мембранд дах Калци мэдрэг G-уураг хослолт рецептор (CaSR) нь цагираг АМФ эсвэл эйкосанойдуудын дохионы механизмыг ашиглаж өгсөх өргөн хэсэгт NaCL –ийн эргэн шимэгдэлтийг зохицуулдаг. Энэхүү рецептор нь сийвэнгийн калцийн төвшин болон бөөрөөр ялгарах калцийн төвшинг хамтад нь хянадаг юм. Гэвч CaSR-ийн удамшлын мутацийн үед Генлийн гогцооны өгсөх өргөн хэсэг эсийн гаднах калцид хариулах чадваргүй болдог учраас удамшлын гиперкалциемийн гипокалциури үүсдэг ажээ.

Нягт холбоосны бүрдлийн трансмембран байрлалтай CLDN16 энкодлогддог парацеллин-1 уургийн мутацийн үед гиперкалциури болон нефрокалциноз бүхий удамшлын гипомагнеземи үүсдэг бөгөөд энэхүү уургийг Генлийн гогцооны өргөн хэсэгт эсийн ойролцоох зайгаар ион дамжилтыг зохицуулах үүрэгтэй гэж үздэг.

Генлийн гогцоо тархилагийн гипертоник завсрын эдийг бий болгосноор цуглуулах цоргоны тархилаг дотор байрласан хэсгээс усны эргэн шимэгдэлтийг өдөөнө. Генлийн гогцоо (уруудах болон өгсөх эсэргүүцэл) болон ваза ректа (vasa recta – гогцоог бүрхсэн тархиллаг дах сувганцар орчмын капиллярууд) гэсэн 2 эсрэг урсгалын тогтолцоо тархилагийн гипертоник завсрын эдийг үүсгэдэг. Эдгээр 2 тогтолцооны эсрэг чиглэлийн урсгал нь тархилаг доторх гипертоник орчинг хадгалахад тусалдаг. Өгсөх өргөн хэсэгт NaCL –ийн эргэн шимэгдэж эхлэх анхны процесс явагдах бөгөөд усгүйгээр зөвхөн NaCL шимэгдснээр тархилагийн завсрын эдийн осмосыг нэмэгдүүлж өгөх болно. Уруудах нарийн хэсэгт усны нэвчилт маш их учраас уруудах сувганцар доторх шингэний болон завсрын эдийн осомос тэнцүү. Тархилгийн завсрын эдийн осмос дээд хэмжээнд байхын тулд цуглуулах сувганцраас шээгийг (urea) шимж дахин ашиглах шаардлагатай байдаг.

Холын цуглуулах сувганцар (distal convoluted tubules)

Түүдгэнцрээр шүүгдсэн ойролцоогоор NaCL-ийн 5% нь холын цуглуулах сувганцарт эргэн шимэгддэг. Энэхүү сегмент усыг багахан нэвчүүлдэг нягт хучуур эсүүдээс тогтдог. Суурин талын мембрандаа Na+/K+-ATФ-аз болон Cl− суваг, оройн мембрандаа цахилгаан саармаг тиазид мэдрэг Na+/Cl− хам зөөвөрлөгч агуулдаг тул NaCL-ийг хамгийн их зөөвөрлөдөг (зураг №2C). Оройн Ca2+ сонгомол суваг (TRPV5) болон суурин талын Na+/Ca2+ солигчийн тусламжтайгаар холын цуглуулах сувганцарт калци эргэн шимэгддэг. Ca2+ эргэн шимэгдэлт паратиройд даавраар өдөөгддөгбөгөөд Na+-н эргэн шимэгдэлтэй урвуу хамааралтай юм. Оройн Na+/Cl− хам зөөвөрлөгчийг хориглоход эсийн доторх Na+ буурснаар суурин мембраны Na+/Ca2+ солигчоор болон оройн мембранаар Ca2+-н идэвхгүй оролт тус тус ихсэх болно.

Оройн мембраны Na+/Cl− хам зөөвөрлөгчийн SLC12A3 энкодонд мутаци үүсэж үйл ажиллагаа нь алдагдснаар гипокалциури болон гипокалиемийн суурьшилтай холбоотой давс алдагддаг эмгэгийг Гителманы хам шинжийг (Gitelman’s syndrome) үүсгэдэг. WNK киназ (WNK-1 болон WNK-4) –г кодолж буй генийн мутаци нь гиперкалиеми бүхий удамшлын гипертензээр онцлогтой Гордоны хам шинж (Gordon’s syndrome) буюу хуурамч гипоальдостеронизм II хэв шинжийг (pseudohypoaldosteronism type II) үүсгэдэг. Учир нь WNK киназ сувганцарт хэд хэдэн ионы зөөвөрлөлтийн идэвхжилд нөлөөлдөг билээ. Энэхүү мутаци холын сувганцар дах оройн мембраны Na+/Cl− хам зөөвөрлөгчийн хэт идэвхжил үүсгэдэг тул гипертензи болон эсийн гаднах эзэлхүүний ихсэлт, давсны эргэн шимэгдэлтийг нэмэгдэхэд хүргэдэг. Цуглуулах сувганцрын оройн мембраны К+ -г сувгийн ялгаруулах идэвхжлийг бууруулснаар гиперкалиеми үүсгэж болзошгүй. Mg2+-ийг нэвчүүлдэг ионы сувгийг TRPM6 энкодод мутаци үүсснээр гипокалциеми бүхий удамшлын гипомагнеземийн шалтгаан болох нь бий. TRPM6 болон TRPM7 уургийн молекул бүрдэл нь холын дистал сувганцарт Mg2+-ийн эргэн шимэгдэлтэнд шийдвэрлэх үүрэгтэй.

Цуглуулах цорго

Цуглуулах цорго нь шээсний найрлагын эцсийн зохицуулагч юм. Үндсэн 2 хэсэгт хуваагддаг: холтослог дах цуглуулах цорго болон тархилаг доторх цуглуулар цорго, эдгээр хэсгүүд түүдгэнцрээр шүүгдсэн Na+-ийн 4-5%-ийг эргэн шимэх бололцоотой бөгөөд давс болон усны тэнцвэрт оролцдог дааврын зохицуулгад чухал хэсэг билээ. Холтослогийн цуглуулах цорго нь өндөр эсэргүүцэлтэй 2 (үндсэн болон бусад) төрлийн эсийг агуулдаг. Үндсэн эсүүд нь ус, Na+-ийг эргэн шимэх, мөн K+-ийг ялгаруулах үндсэн үүрэгэй, мөн альдостерон, К+ хадгалагч, төдийгүй минералкортикойд рецептор антагонистын (ж нь: спиринолактон) үйлдлийн талбай болдог эсүүд юм. Бусад эсүүд нь альдостероныг хүлээн авдаг, бикарбонатын эргэн шимэгдэлт болон хүчлийг ялгаруулдаг А үелэлийн эсүүд, болон хүчлийн эргэн шимэгдэлт болон бикарбонатын эргэн шимдэг В үелэлийн эсүүд байдаг.

Бараг бүр зөөвөрлөлт үндсэн болон үелсэн эсүүдийн аль алиных нь эсийн замаар зуучлагддаг. Үндсэн эсүүд нь амилорид мэдрэгээр оройн мембранаар Na+-ийг идэвхгүй оруулдаг бол суурин талын мембраны Na+ сувгаар (ENaC)  Na+/K+-ATФ-аз тусламжтайгаар гаргадаг (зураг №2E). Энэхүү Na+ эргэн шимэгдэх үйл явц альдостероноор нарийн зохицуулагддаг ч ENaC-ийн эсийн гаднах хэсэг нь янз бүрийн уураг задлагч ферментээр задлагдснаар физиологийн идэвхжил бий болдог ж нь: нефротик өвчтний сувганцрын шингэн рүү плазмин гарч EnaC-ийн эсийн гаднах хэсгийг задалж идэвхжүүлснээр Na биедбаригдах шалтгаан болдог. Альдостерон эсийн суурин талын мембранаар эс рүү орж цитоплазмын минералкортикойд рецептортой холбогдсноор бөөмрүү шилжин генийн транскрипцийг өдөөсний дүнд Na+ эргэн шимэгдэлт болон K+ ялгаралтыг ихэсгэдэг.

ENaC-ийн идэвхжил бүхий мутацийн үед Na+ эргэн шимэлт нэмэгдэх болон гипокалиеми, гипертензи, бодисын солилцооны алкалоз (Liddle’s syndrome) үүсдэг. Кали хадгалагч шээс хөөх эм болох амилорид болон триамтерен EnaC хориглосноор Na+ эргэн шимэгдэлтийг бууруулдаг.

Үндсэн эсүүд оройн мембраны калийн сувгаараа К+-ийг ялгаруулдаг. К+-ийн ялгаралтыг хэд хэдэн хүч зохицуулдаг. Хамгийн чухал нь Na+/K+-ATФ-аз бөгөөд эсийн доторх K+ хэмжээ өндөр үед сувгийн шингэн рүү K+-ийг ялгауулж концентрацийн зөрүүний зохистой байдлыг бүрдүүлдэг. Хамт зөөгдөх анионгүйгээр Na+ -ийн эргэн шимэгдэлт К+-ийн ялгаралттай сөрөг хамааралтайгаар явагддаг. Na+ -н эргэн шимэгдэлт хориглогдсон үед К+-ийг ялгаруулагч хүчний цахилгаан бүрэлдэхүүн (electrical component) үгүй болдог тул үүгээр кали-хадгалагч шээс хөөх эмийн эмчилгээний үед шээсээр К+ алдагдал үүсдэггүйг тайлбарладаг.

Альдостерон Na+-ийн эргэн шимэгдэлтийг нэмэгдүүлэхийн тулд илүү цахилгаан сөрөг нөхцлийг бүрдүүлэх зорилгоор калийн сувгийн идэвхжил болон тоог нэмэгдүүлснээр  К+-ийн ялгарлыг сөдөөгч хүч болдог.

Үндсэн эсүүд бас вазопрессинд хариулж усны нэвчимхий чанарыг нэмэгдүүлснээр усны эргэн шимэгдэлтэнд бас оролцдог.

Үелсэн эсүүд Na+ эргэн шимэгдэлтэнд оролцдоггүй боловч хүчил-суурийн ялгаралтанд зуучилдаг. Эдгээр эсүүд идэвхтэйгээр H+АТФ-аз  (протон шахуурга)-аар H+-ийг зөөвөрлөх, болон Cl−/HCO3− солих гэсэн 2 хэлбэрээр зөөвөрлөдөг. Үелэлийн А хэв шинжийн эсүүд оройн мембрандаа хүчил ялгаруулах протоны шахуургатай бол суурин талын мембрандаа бикарбонатыг эргэн шимдэг Cl−/HCO3− анион солигчтой байдаг (зураг №2E): H+-ATФаз шахуургын тоог альдостерон нэмэгдүүлэх үйлдэлтэй бөгөөд заримдаа бодисын солилцооны суурьшил үүсэхэд оролцох нь бий.

Харин үелэлийн В хэв шинжийн эсүүд суурин талын мембрандаа хүчил эргэн шимэх протоны шахуургатай бол оройн мембрандаа бикарбонатыг ялгаруулагч анион солигчтой байдаг.  Ацидемийн нөхцлийг засахд бөөрний цуглуулах цоргон дах үелэлийн А хэв шинжийн эсүүд H+ -ийг ихээр ялгаруулж, харин HCO3− -ийг илүү үүсгэдэг бол суурьшилтыг засахад эсрэгээр үелэлийн В хэв шинжийн эсүүд давамгай үүрэгтэй оролцдог. Энэхүү дасан зохицолд генсин (hensin) гэж нэрлэдэг эсийн гаднах уураг зуучилдаг.

Тархилаг доторх цуглуулах цоргоны эсүүд холтослогийн цуглуулах цоргоны үндсэн эсүүдтэй зарим талаараа төстэй юм. тэдгээр нь оройн мембрандаа  Na+ эргэн шимдэг болон K+ шүүрүүлдэг Na+ болон K+ -н сувагтай байдаг (Зураг №2F). Тархилаг доторх цуглуулах цоргоны эсүүд вазопрессин хамааралт цусны сувагтай (оройн мембрандаа aquaporin-2, суурин талын мембрандаа aquaporin-3 болон -4). Шээс хөөх даавар вазопрессин нь эсийн суурин талын мембраны аденилатциклаза бүхий G-уураг хослолт V2 рецептортой холбогдож эс доторх цагираг АМФ-г нэмэгдүүлснээр эс доторх дараалсан дохиог дамжуулдаг.

Энэхүү дараалсан дохио нь тархилаг доторх цуглуулах цоргоны эсүүдийн оройн мембранд усны суваг байрлахыг идэвхжүүлснээр усыг нэвчүүлэх чанар нь нэмэгддэг. Үүний дүнд ус эргэн шимэгдэх болон шээс концентрацилагддаг билээ.

Тархилаг доторх цуглуулах сувганцрын эсүүдээр натри эргэн шимэгдэх нь тосгуурын натри-уретик пептид эсвэл бөөрний натри-уретик пептид (urodilatin) гэж нэрлэгддэг натриуретик пептидүүдээр дарангуйлагддаг. Тосгуурын натриуретик пептид цусны эзэлхүүн ихэссэн үед тосгуурын миоцитүүдээс ялгардаг, бол уродилатин нь бөөрний сувганцрын хучуур эсүүдээс ялгардаг. Эдгээр натриуретик пептидүүдийн рецептор тархилаг доторх цуглуулах цоргоны эсүүдийн оройн болон суурин талын мембраны аль алинд нь байдаг бөгөөд гуанилат циклазаг идэвхжүүлж цитоплазмын цагираг ГМФ-ыг нэмэгдүүлдэг.

Үүний дүнд эдгээр эсүүдийн оройн мембраны Na+ сувгийн идэвхжилийг бууруулснаар Na+-ийн эргэн шимэгдэлтийг багасгаж натриурезийг үүсгэдэг.

Тархилаг доторх цуглуулах цорго нь хөндийгөөс шээгийг (urea) зөөвөрлөн завсрын эд рүү оруулснаар тархилагийн завсрын эдийн гипертоник байдлыг үүсгэхэд оролцдог байна. энэ нь өмнө дурьдагдсан шээгийн дахин ашиглалт юм.


Эх сурвалж:


  • Harrison’s Nephrology and Acid-Base Disorders, 2nd Edition