НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИИ ПОЧЕК И ЭЛЕКТРОЛИТНОГО РАВНОВЕСИЯ

ГЛАВА 40. НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИИ ПОЧЕК

Фредерик Л. Ко (Frederik L. Сое)

Азотемия, олигурия и анурия

Азотемия

Для оценки скорости клубочковой фильтрации (СКФ) часто прибегают к помощи измерения в сыворотке концентрации мочевины и креатинина. Оба эти вещества образуются соответственно в печени и мышцах с довольно постоянной скоростью. Как отмечено в гл. 218, они полностью фильтруются в клубочках и не реабсорбируются в большом количестве в почечных канальцах. Следова­тельно, их клиренс практически может отражать СКФ. При ее уменьшении кон­центрация мочевины и креатинина в сыворотке увеличивается, т. е. возникает состояние, называемое азотемией. Креатинин служит более надежным показа­телем, чем мочевина, потому что в меньшей степени диффундирует из просвета канальца в кровь, находящуюся в околоканальцевом пространстве. Снижаться СКФ может как в отдельных, так и одновременно во всех функционирующих нефронах (табл. 40-1).

Сниженная скорость клубочковой фильтрации отдельного нефрона (СКФОН) при неизмененной функции почечного канальца. Важной реакцией почки на ин­тенсивный натрийконсервирующий стимул, такой как обезвоживание внеклеточного пространства, служит уменьшение СКФОН с последующей усиленной реабсорбцией того небольшого количества хлорида натрия и воды, которое поступает в канальцы. Развившаяся при этом азотемия называется преренальной, при которой концентрация ионов натрия в моче становится менее 20 ммоль/л (очень часто ниже 1 ммоль/л; см. табл. 40-1). В качестве дополнительного рас­четного показателя преренальной азотемии можно использовать фракционную экскрецию ионов натрия (см. гл. 219). Истощение внеклеточного объема жидкости стимулирует секрецию вазопрессина, что в свою очередь обеспечивает полную проницаемость для воды дистальных отделов канальцев и собирательных прото­ков. В связи с этим при небольшой скорости тока жидкости через петли нефрона (Генле) и собирательные протоки работа концентрирующего механизма внутрен­него слоя мозгового вещества почки (см. гл. 218) оказывается очень эффектив­ной. В результате та часть фильтрата, которая не была реабсорбирована в прок­симальных канальцах, подвергается максимальному осмотическому концентрированию. Объем мочи сокращается, и ее осмотичность достигает величины более 500 мОсмоль/л (воды). Основное количество отфильтрованного в клубочках креатинина не подвергается канальцевой реабсорбции. В связи с этим отношение концентрации этого вещества в моче (М) к его концентрации в плазме (П), т. е. отношение М/П, очень велико (40 ЕД и более). Содержание азота мочевины в крови (АМК) превышает содержание креатинина в сыворотке, поскольку мо­чевина вновь диффундирует в кровь более полно, чем креатинин. В норме отно­шение АМК к концентрации креатинина в сыворотке составляет 10:1. При обез­воживании внеклеточного пространства это отношение увеличивается. Оно может увеличиться и под влиянием не связанных с функцией почек факторов, например при употреблении антибиотиков, лечении адренокортикостероидами, кровотечении в желудочно-кишечном тракте, усиленном белковом обмене в результате травмы или ожога.

Таблица 40-1. Патофизиологические механизмы азотемии

Механизм снижения СКФ	Клинические проявления	Данные лабораторного исследования								AM К
		Олигурия	Осмотич-ность мочи, мОсмоль/кг	Уровень ионов натрия в моче, ммоль/л		Соотноше­ние кон­центрации креатинина в моче и плазме		Соотноше­ние кон­центрации азота в моче и плазме		Креатинин сыворотки
Снижение СКФОН
Почечные канальцы в норме (преренальная азотемия)	Выраженное обезвожи­вание; состояния, приводящие к отеку; действие диуретиков; системная гипотен­зия; острое заболева­ние клубочкового ап­парата; острая за­держка мочи ; непол­ная закупорка почеч­ных сосудов	Выявляется почти всегда	>500	<20		>40		>8		>10
Почечные канальцы по­вреждены (острая по­чечная недостаточ­ность)	Острый некроз каналь­цев; действие нефро-токсических веществ; гломерулонефриты с поражением каналь­цев	То же	<350	>40		<20		>2		10
Уменьшение числа не­фронов
Повышение СКФОН	Хронические тубулоин­терстициальные забо­левания почек; хи­рургическое удаление почечной ткани	Выявляется редко3	290		>40		3—10		3—10		10
Неизмененная СКФОН	Хронический диффуз­ный гломерулоне­фрит; диабетическая нефропатия	То же	100—350		10—1004		>10		>3		>10
Снижение СКФОН	Все уже перечисленные причины, которые способны снизить СКФОН, могут иметь значение и у боль­ных, у которых уменьшено число не­фронов	Определяется всег­да	290		>20		>10		<3		>10

Азот мочевины крови.

² Острая обструкция, вызывающая снижение СКФОН, обусловливает так называемую постренальную азотемию.

³ Олигурия появляется только в тех случаях, когда снижение общей СКФ достигает 5% от нормы; химические показатели мочи информативны только при олигурии.

⁴ Показатели варьируют в зависимости от диеты и величины СКФ: если она составляет 20% от нормы, то осмотическое концентрирование мочи, как правило, невозможно.

Преренальная азотемия может сопровождать любое состояние, приводящее к развитию отека, причем в ту фазу процесса, когда в тканях накапливаются вода и хлорид натрия. К заболеваниям, ведущим к развитию преренальной азотемии, следует отнести нефротический синдром и цирроз печени, сопровождаемый асци­том (см. гл. 28 и 223). Если для угнетения канальцевой реабсорбции хлорида натрия назначают диуретики, то объем выделяемой мочи и концентрация в ней ионов натрия могут быть в пределах нормы или увеличены, несмотря на снижение СКФОН в ответ на сочетание действия стимулов, обусловливающих развитие отека, с дальнейшим обезвоживанием внеклеточных пространств. Отмена препа­рата способна вызвать олигурию по мере того, как в почечных канальцах проис­ходит восстановление интенсивной реабсорбции хлорида натрия и воды. Прере­нальная азотемия сопровождает также снижение почечного кровотока, обуслов­ленного системной гипотензией, неполной закупоркой почечной артерий или вены и др. (см. гл. 127). Острая неполная обструкция мочеточника и острое поражение клубочкового аппарата тоже могут снизить СКФОН, относительно не нарушая функцию канальцев. Азотемию, вызванную острой закупоркой мочеточника, а следовательно, и снижением СКФОН, часто называют постренальной. Каждый раз, когда в результате гломерулонефрита или хронической обструкции в любом отделе мочевых путей происходит обширное поражение нефронов, исчезают та­кие явления, как высокая осмотичность мочи. Изменение отношения М/П для креатинина и мочевины, низкая концентрация ионов натрия в моче, а почки на­чинают работать так, словно число нефронов в них уменьшено.

Нарушение функции почечных канальцев. Определенные острые заболевания почек, сопровождаемые азотемией при пониженной СКФОН и одновременно ослабленной или даже полностью нарушенной реабсорбирующей функции канальцев, ведут к развитию острой почечной недостаточности. Типич­ными примерами подобных заболеваний служат острый некроз канальцев, эффект воздействия нефротоксических веществ и все формы острой тубулоинтерстици­альной патологии. Несмотря на азотемию и олигурию, концентрация ионов натрия в моче превышает 20 ммоль/л (как правило, более 40 ммоль/л). Отношение М/П для мочевины и креатинина составляет соответственно не более 2 и 20, осмотич­ность мочи — менее 350 мОсмоль/л (воды). Отношение АМК к концентрации креатинина в сыворотке не увеличивается (см. гл. 219).

Уменьшение числа нефронов и увеличенная СКФОН. Если одна из почек удалена, то вторая увеличивается в размерах, ее нефроны становятся крупнее. Повышается и СКФОН, причем до тех пор, пока величина общей СКФ не ста­нет почти равной той, которая была до удаления одной из почек. Почечные ка­нальцы перегружены фильтратом, но из-за увеличения реабсорбирующей поверх­ности, по-видимому, справляются с ним. Увеличение поверхности происходит частично за счет удлинения и утолщения канальцев, что обусловлено вовлечением в структуру большего числа клеток. Если удалить еще какое-то количество по­чечной ткани, то оставшиеся нефроны подвергнутся дальнейшему укрупнению и СКФОН вновь усилится. Однако чрезмерной перфузии почечных канальцев мешает процесс сохранения ионов натрия в организме. В то же время общая СКФ все больше становится зависимой от увеличения объема внеклеточной жидкости, причем в основном из-за того, что СКФОН увеличивается по причине не только анатомического укрупнения клубочков, но и относительно высокой скорости кровотока через эти клубочки. То, как происходит адаптация почки при уменьшении числа нефронов, подробно обсуждается в гл. 218.

Если общая СКФ, т. е. произведение усиленной СКФОН на значительно уменьшенное число нефронов, невелика, то возникает азотемия. Вследствие недо­статочной реабсорбции натрия и воды потребление их с пищей должно быть увеличено. Клинические состояния, сопровождающиеся этими явлениями, вклю­чают в себя удаление вещества почки при травме, опухоли, камне, а также при разрушении почечной ткани в результате бактериальной инфекции (туберкулез), поликистоза, медуллярной кисты и всех видов хронических тубулоинтерстициаль­ных нефропатий (см. гл. 226 и 228). При каждом из этих нарушений оставшиеся нефроны либо полностью интактны, либо ведут себя так, будто их фильтрационная способность (СКФОН) сохранена более, чем канальцевая функция.

СКФОН в условиях нормы. Несмотря на уменьшение числа ин­тактных нефронов при таких заболеваниях, как гломерулонефрит и диабетический гломерулосклероз, СКФОН, по-видимому, не увеличивается. Это происходит по­тому, что при этом местом первичного поражения является клубочек. Общая СКФ уменьшается прямо пропорционально уменьшению числа неповрежденных нефронов, так как СКФОН не увеличивается. Поскольку избыточной реабсорбционной перфузии в канальцах не происходит, натрий сохраняется в адекватном количестве. При указанных заболеваниях дополнительное воздействие факторов, снижающих СКФОН, например истощение объема внеклеточной жидкости, спо­собно вызвать олигурию, сопровождающуюся низкой концентрацией натрия в моче и отношением М/П для креатинина и мочевины, соответственно превышаю­щим 20 и 3. В сыворотке заметно увеличивается отношение концентрации моче­вины к концентрации креатинина.

Снижение СКФОН. У больных с хроническим заболеванием почек, при котором адекватная общая СКФ обеспечивается только за счет высокой СКФОН, случайная дегидратация или любая другая причина, при которой снижа­ется СКФОН, может спровоцировать олигурию и тяжелую азотемию (см. табл. 40-1, гл. 218 и 219). В этих ситуациях концентрация натрия в моче уменьшается, но не становится менее 20 ммоль/л (т. е. как у здорового человека), потому что СКФОН хотя и снизилась по сравнению с предшествующим уровнем, но все еще остается повышенной. Соотношение М/П для креатинина и мочевины, несмотря на олигурию, будет низким, обычно менее 10 и 3 соответственно. Осмотичность мочи не превысит осмотичности плазмы. В сыворотке крови отношение концентра­ции мочевины к концентрации креатинина может увеличиться, но не превысит 20. В менее критических ситуациях уменьшение СКФОН усилит азотемию и из­менит химический состав мочи в том же направлении, но в меньшей степени.

Олигурия и анурия

Олигурией называют состояние, при котором объем выделяемой мочи у взрослого человека со средней массой тела обычно не превышает 400 мл/сут и недостаточен для поддержания жизнедеятельности организма. При медленном выделении ее суточный объем трудно измерить точно, потому что отдельные абсо­лютные ошибки измерения малых объемов (50—-100 мл) в течение дня или ошибки во время сбора суточной пробы могут привести к большой погрешности расчетов.

Анурия (отсутствие выделения мочи) бывает обусловлена в основном обструкцией мочевых путей. Ее следует исключать прежде всего при проведении дифференциальной диагностики (см. гл. 230). Другой важной причиной анурии считают общую окклюзию почечных артерии и вены. Тяжелые почечные заболе­вания, например некроз коры и быстро прогрессирующий гломерулонефрит, спо­собны вызвать у взрослого анурию, но это происходит очень редко. В связи со сказанным никогда не следует выдвигать в качестве причины анурии заболевание почек до тех пор, пока не будет исключена обструкция мочевых путей или основ­ных почечных сосудов.

Классификация больных с азотемией и олигурией. При классификации пре­жде всего следует решить вопрос о том, стабильна ли и длительно существует азотемия (хроническая почечная недостаточность; см. гл. 217) или она возникла недавно и продолжает усиливаться (острая почечная недостаточность; см. гл. 219; пре- и постренальная азотемия). Если она развилась недавно и сопро­вождается олигурией, то к наиболее специфическим дополнительным исследо­ваниям, которые необходимо провести, относится определение в сыворотке кон­центрации мочевины и креатинина с одновременным определением осмотичности мочи и содержания в ней натрия, мочевины и креатинина. Снижение СКФОН при сохраненной функции канальцев происходит в том случае, когда осмотичность мочи превышает 500 мОсмоль/кг, концентрация натрия составляет менее 20 ммоль/л, соотношение М/П для мочевины и креатинина более 8 и 40 соответ­ственно, уринализ находится в пределах нормы, азот мочевины крови (АМК) более чем в 10 раз превышает концентрацию креатинина в сыворотке. Прогноз в отношении восстановления адекватной СКФ благоприятный, если причина вы­звавшая снижение СКФОН, может быть устранена. Осмотичность мочи менее 350 мОсмоль/кг, концентрация натрия более 40 ммоль/л, соотношение М/П для мочевины и креатинина менее 2 и 20 соответственно и АМК, превышающий кон­центрацию креатинина в сыворотке лишь в 10 раз, свидетельствуют об утрате канальцами своей функции и о развитии в какой-то мере острой или хронической почечной недостаточности.

Патологические включения в моче Протеинурия

Здоровый взрослый человек в сутки выделяет до 150 мг белка, причем из них только 10—15 мг приходится на альбумин. Остальное количество представлено 30 разными белками плазмы и гликопротеинами — продуктами деятельности по­чечных клеток. Среди белков, содержащихся в моче, превалирует мукопротеин Тамма—Хорсфолла. Его происхождение связано не с плазмой, а с клетками восходящего колена петли нефрона (Генле). Скорость его экскреции составляет 25 мг/сут. Ежесуточная экскреция белка с мочой в количестве более 150 мг, строго говоря, носит название патологической протеинурии, но на практике обыч­но пользуются простым термином «протеинурия». Экскрецию белка более 3,5 г/сут называют массивной протеинурией. Она, как правило, встречается в том случае, когда почечные клубочки настолько повреждены, что белки плазмы, осо­бенно альбумин, могут свободно переходить в мочу. Потеря альбумина с мочой вызывает снижение концентрации белка в сыворотке. Следующее за этим умень­шение внутрикапиллярного онкотического давления способствует развитию тка­невого отека (см. гл. 28). В сыворотке увеличивается концентрация липидов (о причинах см. в гл. 223). Совокупность массивной протеинурии, гипоальбуми­немии, отека и гиперлипидемии часто называют нефротическим синдромом. Вме­сте с тем, этот термин используют в качестве синонима для обозначения состоя­ния, при котором определяют один-единственный симптом — массивную потерю белка с мочой. Гипоальбуминемия, увеличенное количество липидов в крови и отек относятся к патофизиологическим последствиям массивной протеинурии и встречаются, когда синтез альбумина в печени, будь он в пределах нормы или даже повышен, не может компенсировать потерю с мочой указанного белка Перечисленные нарушения принято считать косвенным результатом заболевания почек.

Определение протеинурии. Протеинурию обычно диагностируют с помощью мочевых индикаторных палочек. Минимальная концентрация белка, обнаружи­ваемая с их помощью, составляет 50 мг/л. Четкое изменение цвета индикатора на одну градацию видно при содержании белка в моче, примерно равном 300 мг/л. Если моча очень разбавлена, то протеинурию легко не заметить. В связи с этим обычно исследуют утренние (наиболее концентрированные) порции мочи, полученные натощак. Индикаторы наиболее чувствительны к альбу­мину. В связи с этим можно получить отрицательный результат в тех случаях, когда в моче содержится много белка, но другого вида, или когда с мочой выделяются белковые фрагменты в. виде легких пептидных цепей. .Выявленная с по­мощью индикаторов протеинурия нуждается в дополнительном подтверждении путем измерения суточного количества белка в моче. Если эта величина превы­шает норму, тогда целесообразно определить соотношение альбумина и глобулинов, применив электрофоретическое разделение белков на ацетате целлюлозы или другие методы. Если моноклональный пик при обычном электрофорезе мочи за­ставляет думать о присутствии фрагментов иммуноглобулина (легкие - и -цепи), то для идентификации необходим иммуноэлектрофорез.

Механизмы развития протеинурии. Канальцевая протеинурия. В норме низ­комолекулярные [относительная молекулярная масса (ОММ) не менее 40000] сывороточные белки, например ₂-микроглобулин (ОММ—11600), лизоцим (ОММ— 14000), или короткие цепи белков (ОММ 22000) легко фильтруются в почечных клубочках, но в то же время настолько эффективно реабсорбируют, что с мочой выводится лишь ничтожное их количество. Заболевания, при которых избирательно повреждаются в большей степени трубочки, а не клубочки (см. гл. 226), вызывают чрезмерную экскрецию перечисленных мелких молекул белка. При этом экскреция альбумина либо совсем не увеличивается, либо если и уве­личивается, то ненамного. Результирующая протеинурия обычно составляет 1—3 г/сут. Однако отека и липидных нарушений не возникает, так как потери альбумина малы. Следствием патологического процесса может быть повышение в плазме уровня протеинов, например миоглобина, белка Бенс-Джонса (предпо­ложительно димер, состоящий из двух легких цепей) и собственно самих легких цепей. Если фильтрационная нагрузка в клубочках превышает реабсорбционную способность канальцев, то может возникнуть состояние так называемой пере­полненной протеинурии.

Рис. 40.1. Схематическое изображение структур, разделяющих просвет капилляра и «мочевого пространства» клубочка (а).

В процессе клубочковой фильтрации ультрафильтрат плазмы проникает через стенку клубочкового капилляра по отверстиям между эндотелиальными клетками, базальной мембране и диафрагмальным . щелям. Как полагают, переход макромолекул плазмы ограничивается каждой из этих структур. Кроме того, циркулирующие в крови поли­анионы (например, альбумин) задерживаются, вероятно, отрицательно заряженными гликосиалопротеинами, распределяющимися по всей стенке клубочка (затемненная область); б— электронная микрофотография тех же структур. (Представлено N. L. Gahan с разрешения В. М. Brenner, R. Becuwkes.—Hosp. Proc., 1978, Vol. 13, N7).

Клубочковая протеинурия. В норме альбумин или глобулин фильтруются через почечные клубочки в очень небольших количествах. Эндо­телиальные клетки клубочковых капилляров образуют барьер с порами диаметром около 100 нм. Он задерживает клетки и другие частицы, но большинство белков проходит через него. Базальная мембрана препятствует прохождению молекул с эффективным диаметром около 5 нм, т.е. молекул с ОММ более 100000. По­верхность базальной мембраны клубочка, контактирующей с мочой, покрыта отростками висцеральных клеток эпителия (подоциты). Отростки образуют мно­гочисленные узкие каналы, через которые молекулам, пересекающим базальную мембрану, предстоит пройти (рис. 40-1). Отрицательно заряженные молекулы, например альбумин, фильтруются с большим трудом, чем нейтральные или положительно заряженные молекулы того же размера, в связи с чем альбумин посту­пает в фильтрат в небольшом количестве. Этот избирательный эффект, по-видимому, обусловлен действием отрицательно заряженных гликопротеинов, выстилающих поверхность отростков подоцитов и влияющих на структуру матрикса базальной мембраны (см. гл. 218). Отрицательный заряд гликопротеинов обусловлен присутствием в их молекуле дикарбоксильных аминокислот, а также глутаминовой, аспартатовой и сиаловой кислот. При рН крови 7,4 или рН мочи 4,5—7,5 карбоксильные и сиаловые остатки кислот диссоциируют, создавая таким образом отрицательный заряд. Альбумин в целом тоже отрицательно заряжен. В результате отрицательно заряженные участки гликопротеинов отталкивают отрицательно заряженные участки альбумина, чем и затрудняют фильтрацию последнего.

При болезни почечных клубочков могут разрушиться эти фильтрационные барьеры. Поражение, ограниченное рамками только полианионных гликопротеинов (молекулы с несколькими отрицательно заряженными участками. — При­меч. пер.), будет скорее всего сопровождаться избирательной потерей с мочой отри­цательно заряженных белков, например альбумина, который из-за своего заряда в норме почти не фильтруется в клубочке. Обширное поражение, распространяю­щееся на всю базальную мембрану клубочков, а не только на полианионные структуры, способно привести к потере наряду с альбумином и других очень крупных по размерам белков.

Селективность протеинурии варьирует в зависимости от обширности пора­жения почечного клубочка. Однако клиническая ценность измерения этой селек­тивности полностью еще не определена. Суть подобных измерений состоит в уста­новлении части теоретически максимальной фильтрационной нагрузки, которую составляет скорость экскреции белка, равная произведению его концентрации в сыворотке на скорость клубочковой фильтрации. Полученная величина должна отражать эффективность фильтрации белка по отношению к полностью фильтруе­мому индикатору, применяемому для определения СКФ при условии, что ка­нальцевая реабсорбция и катаболизм почечного белка ничтожны. В качестве индикатора обычно используют инулин или креатинин. Наклон линии графика зависимости соотношения клиренса от ОММ различных сывороточных белков представляет собой показатель избирательной фильтрации. Более практичный вариант этого теста основан на анализе соотношения клиренса двух белков с различной ОММ, таких как IgG и трансферрин (см. гл. 223).

Обследование больного с протеинурией. В тех случаях, когда уровень про­теинурии по индикатору равен одной градации или более, следует измерить суточную экскрецию белка с мочой. Если суточная экскреция превышает 150 мг, то для определения соотношения в моче альбумина и других белков нужен электрофорез. Экскреция преимущественно глобулина указывает на поражение почечных клубочков. Суточная экскреция белка более.3,5 г характерна для нефро­тического синдрома. Менее выраженную альбуминурию называют скрытым нару­шением функции почек. Начальная последовательность приемов для оценки протеинурии представлена в общих чертах в гл. 217. Дальнейшие подробности дифференциальной диагностики приведены в гл. 223 и 224. Канальцевая про­теинурия обычно свидетельствует о врожденной или приобретенной патологии канальцев (см. гл. 228) или о тубулоинтерстициальной нефропатии (см. гл. 226). При большом количестве белка Бенс-Джонса в моче можно думать о множест­венной миеломе (см. гл. 258).