2) лактатдегидрогеназа
3) карбоангидраза (+)
4) аспартатаминотрансфераза
Карбоангидраза — цинксодержащий фермент, катализирующий обратимое превращение углекислого газа и воды в угольную кислоту с последующим образованием ионов водорода и гидрокарбоната: CO2 + H2O ⇄ H2CO3 ⇄ H+ + HCO3−. Фермент не изменяет положение равновесия реакции, а резко ускоряет достижение равновесного состояния, что делает процесс физиологически эффективным в условиях интенсивного транспорта в нефроне.
В проксимальном канальце апикальная карбоангидраза ускоряет превращение угольной кислоты в просвете канальца в CO2 и воду. Углекислый газ диффундирует в эпителиальную клетку, где внутриклеточная карбоангидраза вновь образует H+ и HCO3−. Ионы водорода секретируются в просвет нефрона, а гидрокарбонат транспортируется через базолатеральную мембрану в кровь; благодаря этому реабсорбируется основная часть фильтруемого гидрокарбоната и поддерживается кислотно-основное равновесие.
В α-интеркалярных клетках собирательных трубок карбоангидраза обеспечивает образование H+ для его секреции в мочу и внутриклеточного HCO3−, возвращаемого в кровь. Остальные перечисленные ферменты участвуют в энергетическом обмене или обмене аминокислот и не катализируют реакции системы CO2/H2CO3/HCO3−. Поэтому правильным является выбор карбоангидразы.
| Компонент или процесс | Локализация | Функция в почке | Диагностико-физиологическое значение |
|---|---|---|---|
| Карбоангидраза II | Цитоплазма эпителиальных клеток канальцев, особенно проксимальных и α-интеркалярных | Образование H+ и HCO3− из CO2 и H2O | Участвует в реабсорбции гидрокарбоната и секреции кислотной нагрузки |
| Карбоангидраза IV | Апикальная мембрана проксимальных канальцев | Ускоряет превращение люминального H2CO3 в CO2 и воду | Обеспечивает эффективное возвращение фильтрованного HCO3− в кровь |
| Проксимальная реабсорбция гидрокарбоната | Проксимальный извитой каналец | Сопряжена с секрецией H+ и активностью карбоангидразы | Нарушение вызывает потерю HCO3− с мочой и гиперхлоремический метаболический ацидоз |
| Кислотная секреция в собирательных трубках | α-интеркалярные клетки | Секреция H+ и возврат вновь образованного HCO3− в кровь | Формирует способность почек окончательно подкислять мочу |
| Ингибирование карбоангидразы ацетазоламидом | Преимущественно проксимальный каналец | Снижает реабсорбцию HCO3− | Вызывает бикарбонатурию, повышение pH мочи и метаболический ацидоз |
| Креатинкиназа | Цитоплазма и митохондрии мышечной ткани, других энергозатратных клеток | Обратимый перенос фосфатной группы между креатином и АТФ | Не катализирует превращения угольной кислоты; используется как маркер повреждения мышц |
| Лактатдегидрогеназа и аспартатаминотрансфераза | Различные ткани; ферменты цитоплазматического и митохондриального обмена | ЛДГ участвует в обмене лактата и пирувата, АСТ — в трансаминировании аминокислот | Не обеспечивают почечную регуляцию системы H2CO3/HCO3− |
Функциональная активность карбоангидразы является одним из ключевых звеньев почечной компенсации нарушений кислотно-основного состояния. При ее фармакологическом подавлении характерны снижение концентрации гидрокарбоната плазмы, щелочная реакция мочи и гиперхлоремический ацидоз с нормальной анионной разницей. Врожденный дефицит карбоангидразы II может сочетаться с почечным канальцевым ацидозом, остеопетрозом и церебральными кальцификатами.