Глава 19

ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ПОЧЕК

Почки относятся к жизненно важным органам. Основное на­значение почек — сохранение постоянства внутренней среды (го­меостаза) организма:

1. поддержание на постоянном уровне объема внеклеточной жидкости и ее осмолярности путем влияния на размер экскреции поды и натрия;

2. регуляция содержания во внеклеточной жидкости калия, магния, кальция, фосфора, хлора и других электролитов;

3. участие в поддержании на нормальном уровне pH крови путем задержки в организме, удаления и продукции кислых и ще­лочных субстанций;

4. удаление из плазмы крови токсических и конечных про­дуктов обмена, избытка глюкозы, аминокислот, пептидов и поли- мептидов, в том числе различных гормонов, а также чужеродных неществ (лекарственные препараты, яды и пр.);

5. участие в регуляции кровяного давления и эритропоэза.

Значительная часть перечисленных функций связана с экскре­торной деятельностью почек, суммарным результатом которой яв- няется образование мочи.

19.1. Характеристика процессов, лежащих в основе работы почек

Почки выполняют свои гомеостатические функции и образуют мочу посредством процессов фильтрации составных компонентов плазмы, реабсорбции и секреции, а также синтеза ряда веществ.

Процесс фильтрации осуществляется в начальной части нефро- па — почечных клубочках, где образуется первичная моча.

Движущей силой, обусловливающей процесс фильтрации, яв­ляется фильтрационное давление, которое создается в результате разности между гидростатическим давлением в капиллярах клу­бочка (50-55 мм рт.ст.), способствующим прохождению элемен­тов плазмы крови через трехслойную мембрану в просвет капсулы Боумена, и противоположно действующими силами, создаваемы­ми онкотическим давлением плазмы крови (20—28 мм рт.ст.) и давлением в капсуле Боумена (12 мм рт.ст.).

Гидростатическое давление в капиллярах клубочка является ве­личиной, зависящей главным образом от мышечного тонуса сте­нок приводящей и отводящей артериол. Сопротивление принося­щей артериолы клубочка меняется в зависимости от системного артериального давления. Онкотическое давление плазмы крови зависит от содержания в ней белков. Давление в полости капсулы Боумена определяется проходимостью почечных канальцев и мо­чевыводящих путей; кроме того, оно зависит от внутрипочечного давления. В среднем фильтрационное давление составляет 18 мм рт.ст. Фильтрующая мембрана состоит из трех слоев: эндотелия капилляров, базальной мембраны и эпителиальных клеток (подо- цитов), покрывающих своими ножками наружную поверхность ба­зальной мембраны. Поступающий в капсулу Боумена ультрафиль­трат содержит все составные элементы плазмы крови, но почти свободен от присутствия белков.

Кроме фильтрационного давления, на объем образующегося ультрафильтрата влияет площадь фильтрации, зависящая от коли­чества функционирующих нефронов, а также гидравлическая про­водимость фильтрующей мембраны.

Скорость клубочковой фильтрации устанавливается путем определения клиренса веществ, которые в почках только филь­труются, но не реабсорбируются и не секретируются в почечных канальцах (таким, например, является полисахарид инулин). Кли­ренс (от англ. clear — очищать) соответствует объему плазмы кро­ви, который полностью очистился от данного вещества за 1 мин. Для определения клиренса необходимо установить концентрацию используемого вещества, например инулина, в моче (М) и плазме крови (К) и количество мочи (Д), выделившейся за 1 мин: Клиренс = М/К • Д [мл/мин].

Путем определения клиренса инулина было установле­но, что скорость клубочковой фильтрации составляет у мужчин 120—125 мл/мин, а у женщин — 110 мл/мин. Суточный объем клу­бочкового фильтрата равен 170—180 л. У человека в возрасте 70 лет и старше скорость фильтрации снижается наполовину.

В клинических условиях чаще прибегают к определению ско­рости клубочковой фильтрации по клиренсу эндогенного креати- нина. В норме его клиренс составляет 97—137 мл/мин для мужчин и 88—128 мл/мин для женщин из расчета на 1,73 м² поверхности тела.

Несмотря на огромный объем клубочкового фильтрата (первич­ной мочи), у человека выделяется за сутки 0,8—1,5 л окончатель­ной мочи. Такое резкое уменьшение объема выделяемой почками жидкости объясняется тем, что в почечных канальцах происходит процесс усиленной реабсорбции воды, а также электролитов, глю­козы, аминокислот и других веществ. Поступление этих веществ через стенку канальцев в интерстиций и затем в околоканальцевые капилляры осуществляется с помощью различных механизмов, та­ких, как:

1. активный транспорт веществ с затратой энергии против электрохимического или концентрационного градиента специфи­ческими переносчиками;

2. пассивный транспорт веществ по концентрационному, осмотическому или электрохимическому градиентам (таким обра­зом транспортируются вода, бикарбонаты, мочевина, ионы С1);

3. транспорт белков, осуществляемый главным образом пу­тем пиноцитоза.

Различают пороговые и беспороговые вещества. Пороговые вещества всасываются лишь до тех пор, пока их концентрация в крови не достигнет определенного уровня. К ним относятся глю­коза, аминокислоты, сульфаты, фосфаты и бикарбонаты. Всасыва­ние беспороговых веществ не зависит от их концентрации в крови. Наиболее интенсивно процессы реабсорбции происходят в прок­симальном канальце. Здесь всасывается 60—65% профильтровав­шихся воды и натрия, а также высокий процент К⁺, Са²⁺, Mg²', S0₄^2-, НР0₄²~, СГ, НС0₃ , практически полностью реабсорбиру- ются белки, витамины, аминокислоты, глюкоза, в значительном количестве — мочевина и мочевая кислота (рис. 19-1). В прок­симальном канальце всасывание электролитов и других веществ происходит с эквивалентным количеством воды, и поэтому со­держимое канальца остается изотоничным плазме. Особенностью функционирования проксимального канальца является то, что

долин

Na

Глюкоза Бикарбонат Натрий 4.

-•ПАГ

Диодраст

Мочевина*

Хлор Ч- Натрий ♦

В°Да\1

Н,0

Na‘ ■*

Пенициллин

н,оС

Мочевина

Мочевина

10

Рис. 19-1. Реабсорбция и секреция электролитов и неэлектролитов в не- фроне: 1 — клубочек; 2 — проксимальный извитой каналец; 3 — прокси­мальный прямой каналец; 4 — тонкое нисходящее колено петли Генле; 5 — изгиб петли Генле; 6 — толстое восходящее колено петли Генле; 7 — дистальный извитой каналец; 8 — связующий отдел; 9 — собиратель­ная трубка наружного мозгового вещества; 10 — собирательная трубка внутреннего мозгового вещества почки; 11 — Беллини проток. Стрелка, обращенная из просвета канальца, — реабсорбция вещества, в просвет канальца — секреция (по Е.М. Тарееву)

происходящая в нем реабсорбция пропорциональна клубочковой фильтрации: процент реабсорбции остается постоянным при лю- (>ых изменениях скорости клубочковой фильтрации, в особенности но касается Na⁺ и воды. В тонком нисходящем фрагменте петли I силе происходит реабсорбция воды и мочевой кислоты. Толстый иосходящий фрагмент петли совершенно непроницаем для воды, но здесь осуществляется активная реабсорбция электролитов (Na⁺, К\ Mg²⁺, СП.

Процессы реабсорбции продолжаются в дистальном канальце и собирательной трубочке. Здесь всасываются Na⁺, СГ, Са²⁺, Н₂0 и мочевина. Особенностью функционирования этих отделов являет­ся то, что здесь процессы реабсорбции и секреции регулируются различными гормонами и зависят от потребностей организма. Та­кой вид всасывания называется факультативным в отличие от об- шгатного типа реабсорбции в проксимальном отделе нефрона.

Наряду с реабсорбцией в канальцах осуществляются процессы секреции, т.е. активного выделения ряда веществ в канальцевую жидкость, при этом одни из выделяемых веществ образуются в са­мом почечном эпителии (Н⁺ и NH₃), а другие извлекаются эпите- нием из внеклеточной жидкости с помощью специфических транс­портных систем. В проксимальном отделе нефрона секретируются к канальцевую жидкость Н⁺, NH₃, щавелевая, мочевая и желчные кислоты, адреналин, ацетилхолин, гистамин, серотонин, тиамин, а гакже диодраст, парааминогиппуровая кислота, различные лекар- ственные вещества: пенициллин, индометацин, атропин, морфин, \инин, салициловая кислота, фуросемид и др.

В дистальном отделе канальцев происходит секреция ионов Н⁺, К¹, аммиака.

Одной из важных особенностей функционирования почек яв- ниется их способность к разведению и концентрированию мочи и зависимости от потребностей организма. Процессы разведения и концентрирования совершаются при участии петли Генле, со­бирательных трубочек, интерстиция и сосудов мозгового слоя по­чек в присутствии антидиуретического гормона (АДГ). Объем и плотность мочи у здорового человека могут колебаться в широких пределах в зависимости от количества поступившей в организм жидкости. Способность почек к концентрированию и разведению мочи устанавливается путем проведения пробы Зимницкого, а шкже проб с сухоядением и водной нагрузкой.