Гомеостатическая функция почек состоит в регуляции постоянства осмотического давления крови, определяемого балансом электролитов и воды в сосудистом русле, поддержанием кислотно-щелочного равновесия, интенсивности выделения отдельных веществ в мочу или изменения их реабсорбции из первичной мочи в кровь.
Регуляция кислотно-щелочного баланса. Важной гомеостатической функцией почек является их участие в регуляции рН мочи, могущим меняться от 4,5 до 8 при постоянстве рН крови. Канальцами почек секретируется ион водорода, от которого зависит образование и последующая реабсорбция бикарбоната натрия в кровь, а также связывание аммиака, образующегося в почках в процессе дезаминирования аминокислот. Когда в организме накапливается избыток ионов водорода (например, при потреблении больших количеств мясной пищи), они начинают выводиться с мочой, и моча приобретает кислый рН, а когда в организме накапливаются щелочные продукты (например, при овощной диете), то моча становится щелочной.
Регуляция осмотического давления крови и объема внеклеточной воды. Осмотическое давление крови является важным показателем гомеостазиса. Осморецепторы, реагирующие на его изменения, находятся в ядрах гипоталамуса, в печени, сердце, почках и других органах.
Реабсорбция воды увеличивается при действии антидиуретического гормона – АДГ (вазопрессина), который выделяется из гипофиза в ответ на понижение осмотического давления крови. Содержание вазопрессина в крови зависит и от суточного ритма, т. е. днем у человека его вырабатывается меньше, чем ночью (у ночных животных – наоборот). При нарушениях регуляции образования АДГ может наблюдаться никтурия – ночное выделение больших количеств мочи. При угнетении выделения вазопрессина резко возрастает диурез (более 10 – 20 л конечной мочи), и полиурия.
При снижении уровня ионов натрия в крови повышается продукция гормона альдостерона (в том числе за счет ренин-ангиотензиновой системы), который повышает активность натрий-калиевого насоса в почечных канальцах и способствует повышению реабсорбции натрия из первичной мочи. При слишком высоком уровне ионов натрия в крови повышается продукция натрийуретического гормона (атриопептина) в гипоталамусе и в предсердиях, который, наоборот, уменьшает реабсорбцию натрия в почечных канальцах и увеличивает его выделение с мочой.
Участие почек в регуляции артериального давления и общего объема крови. Почки принимают активное участие в регуляции артериального давления. Решающая роль здесь принадлежит юкстагломерулярному аппарату, продуцирующему ренин. Клетки юкстагломерулярного аппарата являются своеобразными барорецепторами, т.к. они способны реагировать на изменения кровяного давления в приносящей артериоле клубочков. Если давление в приносящей артериоле повышается, то продукция ренина снижается, а при уменьшении давления – наоборот, продукция ренина увеличивается.
Ренин действует на ангиотензиноген, белок, который образуется в печени и поступает в плазму крови. Ренин отщепляет от него полипептид, в результате чего образуется неактивный ангиотензин I. Далее от него отделяется ингибитор и образуется активный ангиотензин II. Ангиотензин II повышает периферическое сопротивление сосудов и таким образом повышает артериальное давление. Кроме того, под действием ангиотензина II происходит повышение образования альдостерона, а значит, происходит задержка натрия и увеличение объема циркулирующей крови. Этому также способствует вызываемое ангиотензином повышенное чувство жажды.
Участие почек в метаболизме. В почке могут подвергаться окислению глюкоза, лактат, свободные жирные кислоты и другие продукты межуточного обмена. Получаемая при этом энергия преимущественно расходуется на процессы реабсорбции. У грудных детей в почках белки, всасывающиеся с грудным молоком, расщепляются до аминокислот. В почках происходит образование аммиака, гиппуровой кислоты, при голодании именно в почках из аминокислот образуется основное количество глюкозы.
Благодаря деятельности почек происходит выделение конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ, в первую очередь, мочевины, мочевой кислоты, креатинина. Почки выделяют многие лекарственные вещества и избыток органических веществ, например, глюкозы и аминокислот. В почках образуются простагландины, брадикинин, которые обладают сосудорасширяющим действием, ренин, оказывающий сосудосуживающее действие, а также эритропоэтин, который стимулирует синтез эритроцитов.