1.5.1.1. Гормоны как посредники регуляции

Вазопрессин (антидиуретический гормон)

Место образова­ния: передний гипотала­мус с дальнейшей транспортировкой в гипофиз. Посредник в осмотиче­ской и объемной регуля­ции.

Механизм образования вазопрессина может быть активирован изменения­ми концентрации и объема, а также рядом других факторов:

— повышение выделения свободного вазопрессина → антидиурез; под влиянием эмоциональных факторов, адренали­на, боли, никотина, барбитуратов, анестезирующих веществ, морфина, ацетилхолина;

— снижение выделения свободного вазопрессина → диурез: под влиянием алкоголя, глюкокортикоидов, хлорпромазина.

Точка приложения — nown: дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки. Вазопрессин, вероятно, влияет на проницаемость эпителия канальцев, благода­ря чему усиливается или ослабляется накопление воды.

Разрушается в почках и легких.

Альдостерон

Место образования: кора надпочечников (клубоч­ковая зона). Участвует в регуляции объема.

Механизм действия альдостерона еще до конца не извес­тен. По-видимому, регуляция объема осуществляется благо­даря изменению содержания натрия под влиянием альдо­стерона (Merz).

Точка приложения: дистальные извитые канальцы, собирательные трубочки.

Альдостерон способствует абсорбции натрия в почках и выведению калия. Он регулирует потоотделение, слюноот­деление, выработку дуоденального сока, стимулирует реабсорбцию натрия и выделение калия в толстой кишке. Аль­достерон влияет и на соотношение калия и натрия в клет­ках и внеклеточном пространстве.

Место разрушения: печень.

Клиника

Первичный альдостеронизм (Conn) наблюдает­ся при аденомах коры надпочечников с избыточной выра» боткой альдостерона, что ведет к задержке натрия, почеч­ной потере калия, полиурии, гипертонии и гипокалиемическому алкалозу. Около 40% больных с первичным альдосте-ронизмом или минзралокортикоидным синдромом по Wolff с соавт. имеют временно нормальную концентрацию калия в сыворотке. Уровень ренина снижен. Гипокалиемия и пони» жение концентрации ренина характерны для первичного альдостеронизма или минералокортикоидного синдрома (Wolff с соавт.).

Вторичный альдостеронизм наблюдается при поражении почек или почечных сосудов, при декомпенсации цирроза печени или сердечной недостаточности и влияет че­рез систему ренин — ангиотензин или церебрально (АКТЕ, гломерулотропин).

Для него характерны отеки (см. 2.1.5). Вторичный альдо­стеронизм является не только причиной, но и следствием отеков (Hegglin с соавт.: альдостерон играет значительную роль не только в возникновении отека, но и при «устано-м вившемся состоянии отека».

1.5.2. Почки

На долю почек наряду с выделением шлаков (мочевина и пр.) выпадает и поддержание гомеостаза в отношении воды,; электролитов, 'кислот и оснований.

Функция почек обеспечивается деятельностью гломерул и канальцев (рис. 27):

— в гломерулах происходит фильтрация плазмы;

— в канальцах — активное и пассивное всасывание и дальнейшее выделение жидкости.

Процессы фильтрации в клубочках

Из крови, протекающей через клубочки, фильтруется сво­бодная от белков плазма — ультрафильтрат. Его объем за­висит от эффективного фильтрующего давления (норма, 45 мм рт. ст.). Оно получается при вычитании от средне: артериального давления (85 мм рт. ст.) коллоидно-осмоти­ческого давления (25 мм рт. ст.) плюс давление внутри кап­сул (15 мм рт. ст.).

По мере падения давления в аорте и рефлекторного по­вышения почечно-сосудистого сопротивления уменьшаете; фильтрующееся количество жидкости, так же как при по­вышении внутрипочечного давления. При среднем артери­альном давлении 40 мм рт. ст. фильтрация прекращается.

Рис. 27. Функциональная анатомия почек. 1 — клубочек; 2 — проксимальный каналец; 3 — тон­кий сегмент петли Генле; 4 — широкая часть петли Генле; 5 — дистальный кана­лец; 6 — собирательная тру­бочка

Правда, анурия может развиться уже при несколько более высоких средних значениях артериального давления, а имен­но когда образующийся в незначительном количестве гломерулярный фильтрат полностью реабсорбируется, особенно под влиянием механизма Thurau (см. 3.7.1.3).

Количественные данные

Скорость почечного кровотока: 1200 мл/мин (20% систоли­ческого объема крови)

Скорость тока плазмы через почки: 650 мл/мин, при этом около 20% отфильтровывается 120 мл/мин, или 170 л/24 ч.

Из объема циркулирующей крови в течение 24 ч отфильт­ровывается из плазмы 170 л воды со значением рН, осмоляльностью и электролитным составом плазмы (незначи­тельные отклонения из-за разделения Gibbs—Donnan).

Доработка этой так называемой первичной мочи происхо­дит в канальцах.

Функция проксимального изогнутого канальца

Ультрафильтрат, образующийся в клубочках, большей ча­стью снова всасывается в проксимальном сегменте. Однако максимально он может быть реабсорбирован только в том количестве, в каком позволяют способности «леток каналь­цев («максимальная транспортная емкость канальцев»), Она отличается для различных веществ. Если переступает­ся определенный «плазменный порог», то это означает по­вышение количества соответствующего вещества, протекаю­щего чер«з канальцы в единицу времени, с перегрузкой «мак­симальной транспортной емкости канальцев».

Рис. 28. Обмен ионов в почечных канальцах.

А — реабсорбция бикарбоната натрия; Б — захват водородных ионов фосфатным бу­фером; В — образование аммиака; Г— обмен калия; К. А. — карбоангидраза; An^— — анион.

Вода пассивно следует за активно реабсорбированным натрием (обязательная реабсорбция воды).

Реабсорбция гидрокарбоната происходит по схеме на рис. 28, А. Необходимые для этого ионы водорода образуются при диссоциации угольной кислоты. Хотя большая часть ионов водорода забирается в проксимальном изогнутом ка­нальце, значение рН мочи несколько снижается. Незначи­тельный забор ионов водорода в дистальном изогнутом ка­нальце и собирательных канальцах сдвигает значение рН мочи сильнее из-за гидрокарбоната, связывающего ионы водорода.

После того как ультрафильтрат проходит через прокси­мальную систему канальцев, его объем на .выходе уменьша­ется до 15—20 л.

Дистальный изогнутый каналец и собирательные трубочки

В дистальном изогнутом канальце (так же как в собира­тельных трубочках) реабсорбируются ионы натрия и калия, а ионы калия сверх того выводятся наружу. Отдача ионов калия, происходящая в дистальном канальце, представляет собой важнейший источник калия мочи.

Натрий ответствен за электрический компонент выведения. По этой причине выделение калия связано с реабсорб-цией натрия.

Рис. 29. Процесс концентриро­вания мочи. Черные стрелки — реабсорбция натрия, белые — реабсорбция воды.

Кроме того, в дистальном изогнутом канальце происходит факультативная реабсорбция воды (влияние на объем и концентрацию мочи).

Факультативная реабсорбция воды в дистальном сегменте

15—20 л восстановленного клубочкового фильтрата, полу­ченного в начальной части дистального сегмента, должно сократиться до окончательного объема мочи. Обширные ис­следования позволили понять механизмы процессов концентрирования и разведения. Они происходят в петле Генле в дистальных сегментах собирательных трубочек, а также в интерстициальном пространстве мозгового слоя почки.

Благодаря особой микротехнике Wirz (1951, 1956) иссле­довал концентрацию мочи «а отдельных участках нефрона. Он обнаружил, что моча в проксимальных канальцах до начала тонкого восходящего колена петли Генле является изотонической. В петле Генле она еще более концентрирует­ся и приобретает наивысшую концентрацию в колене петли на уровне верхушек сосочков. В начальной части дисталь­ного изогнутого канальца, т. е. в начале толстой части пет­ли Генле, она снова гипотонична.

Разъяснить эти данные позволяют следующие представ­ления (рис. 29). В восходящей части петли Генле из мочи активно реабсорбируется натрий, а именно в области погра­ничной зоны [Ullrich et al., 1955, 1956; Ullrich, 1959]. Через межтканевое пространство эта соль диффундирует к восхо­дящей части петли Генле. В результате повышается концентрация межтканевой жидкости и мочи, которая вытекает из проксимального сегмента канальцев в петлю Генле. Это повышение концентрации развивается благодаря току мочи до верхушек сосочков, где иа каждом уровне из-за диффузион­ных процессов происходит одновременное повышение кон­центрации натрия в прилегающем межтканевом пространст­ве.

Глубина этого процесса охватывает не только колена, но и прилежащую интерстициальную ткань. Таким образом, три прохождении через восходящее колено моча концентри­руется. Концентрация повышатся от подножия пирамиды к ее вершине.

Дальнейшая обработка гипотонической мочи, поступаю­щей в конечную часть петли Генле, зависит от проницаемо­сти в дистальных изогнутых канальцах и собирательных трубочках.

Состояние жажды — антидиурез

Под влиянием секреции вазопрессина мембраны канальцев становятся более проницаемыми для воды, вследствие чего происходит изоосмотический выход воды до выравнивания ос­мотического давления в интерстициальной ткани почки, а именно в коре — до изотоничности, а в собирательных ка­нальцах в связи с прохождением через слои с повышенной концентрацией — до тоничности (Wirz).

Гипертоническая моча, таким образом, впервые образует­ся в собирательных трубочках (внутренняя пограничная зо­на).

Диурез

При незначительном количестве вазопрессина происходит малая реабсорбция воды, моча остается гипотонической и вследствие дальнейшей реабсорбции электролитов еще боль­ше разбавляется (экстремальный случай: несахарный диа­бет).

Уменьшение объема мочи, поступающей в диета л ьные изо­гнутые канальцы, происходит в коре, но первое концентри­рование— в собирательных канальцах.

Осмотический диурез

Он встречается тогда, когда содержание натрия или других веществ в ультрафильтрате очень велико и почки не спо­собны их реабсорбировать или при наличии вещества, кото­рое почки не могут реабсорбировать, например маннитола. Это препятствует концентрированию мочи в канальцах, что приводит к выделению изотоничной мочи (относительная плотность 1010). То же бывает тогда, когда работоспособность дистальных канальцев и межтканевого пространства чем-либо ограничена, например при хронических пиелонеф­ритах.

При осмотическом диурезе увеличиваются потери воды (до 60%| отфильтрованной воды, Balint) и электролитов (до 25% отфильтрованного натрия, Balint).

Рис. 30. Номограмма мочи (выведение, мэкв/сут; Geigy; * — Gofman). ТК—титрационная кислотность ТК-20— 40 мэкв*. TK+NH₄+ — общее количество выводимых водородных ионов, равное 40— 80 мэкв*, NH₄+ TK=1,0+2.5.

Концентрирование мочи и выделение растворенных веществ

Здоровые почки могут выделить избыток воды или раство­ренных веществ (электролитов, мочевины и пр.), а также сэкономить их при недостатке путем образования разбав­ленной или концентрированной мочи. Средняя отдача элект­ролитов за 24 ч представлена на рис. 30.

Количество выделенных веществ (растворенных веществ) измерено в мосммоль. Осмоляльность измерена по сниже­нию точки замерзания.

Пределы концентрационной способности почек колеблют­ся от максимальной концентрации мочи (1040) с выделени­ем растворенных веществ 1400 мосммоль/л до максималь­ного разбавления (1001) с выделением 40 мосммоль/л. Если концентрация мочи ограничивается до относительной плот­ности приблизительно 1020, то будет выведено лишь 650 мосммоль/л. Если известно соответствующее количество рас­творенного вещества, образующегося в процессе цикла об­мена веществ, а также максимально достигаемая (концент­рация мочи, то можно рассчитать, сколько необходимо мочи для выведения шлаков. Когда этого количества мочи не удается достигнуть, выводимые с ней вещества задержива­ются.

Абсолютный минимум объема мочи (максимальная кон­центрация, пища, содержащая углеводы) составляет 200 мг/м²-24 ч (Weil, табл. 9). Если при полном сгорании жиров и углеводов не образуется шлаков, то остаются про дукты разрушения белков, которые необходимо вывести. С возрастающим разрушением белков (например, при усили­вающемся стрессе, см. 3.8.2.1) увеличивается выброс рас­творенных веществ. Появление в моче растворенных ве­ществ в первую очередь зависит от обмена белка.

Образование шлаковых веществ можно ограничить, на­значив больному покой и пищу, богатую углеводами и жи­рами.

Таблица 9. Объем мочи, необходимый для выведения определенных количеств растворенных веществ при различных ее концентрациях (Weil)

Концентрация		Количество растворенных веществ
относительная плотность	Осмоляльность мочи	300 мосммоль/м2 • 24 ч (100 г уг­леводов в день; взрослый)	600 мосммоль/м2 (голод)	50 мосммоль/м1 (средняя диета)
		объемы мочи (мл/м3-24 ч)
1005	150	2000	3200	5000
1010	300	1000	1600	2500
1020	650	450	750	1150
1030	1000	300	500	750
1040	1400	200	350	500

Содержание натрия, калия, кислот и оснований в зависимости от функции почек

За 24 ч вследствие тканевого обмена веществ образуется около 30—80 мэкв ионов водорода и столько же анионов не­летучих кислот (см. 1.3.1). Задача почек состоит в выведе­нии ионов водорода, избытка анионов и образовании нового буфера взамен израсходованного в процессе забуферивания (например, ионы гидрокарбоната).

Регуляция почками кислотно-щелочного баланса состоит из выведения ионов водорода и образования ионов гидро­карбоната.

— Для поставки ионов водорода необходима карбоангидраза (см. рис. 28). Благодаря снижению карбоангидразы задерживаются отдача ионов водорода и образование ионов гидрокарбоната, а вследствие этого также реабсорбция на­трия. Это приводит к диурезу.

— Отдача ионов водорода и новообразование ионов гидро­карбоната связаны друг с другом по принципу, представлен­ному на рис. 28, А. При снижении калия развивается внутри­клеточный ацидоз, вследствие чего повышается секреция Н⁺ и возникает метаболический алкалоз (Roberts и соавт.). При алкалозе повышается отдача калия в канальцах жидкостя­ми тела (Rudiger). На основе этого можно предположить, что секреция К⁺ и Н⁺ взаимоопределяется: если повышает­ся скорость секреции одного иона, то понижается таковая другого (Davenport).

— Повышение рСО₂ плазмы повышает реабсорбцию гид­рокарбоната.

— О выведении калия судят по содержанию натрия. Та­ким образом, отдача связана с реабсорбцией натрия: избы­ток натрия повышает калийурию. Наоборот, избыток калия в пище приводит к выведению натрия (Rapoport).

— Выведение калия и реабсорбция натрия зависят от действия альдостерона: альдостерон повышает реабсорбцию натрия и выведение калия.

— Ионы бикарбоната конкурируют при реабсорбции на­трия с ионами хлора (Rtidiger).

Выводимые ионы водорода в моче определяются:

— как титруемая кислотность, особенно из-за фосфатной буферной системы (первичные/вторичные фосфаты, см. рис. 28В). Эта система является важнейшим буфером мочи. Под титруемой кислотностью понимают число мэкв щелочи, не­обходимой, чтобы рН мочи, выделившейся за 24 ч, повысить до 7,4. Титруемая кислотность относится главным образом к фосфатам; мочевая кислота, молочная кислота и прочие органические кислоты имеют второстепенное значение.

При возрастании ацидоза всегда в большей степени вы­деляются вторичные фосфаты. При рН 4,5 достигаются границы емкости фосфатного буфера, что приводит к более низ­ким значениям кислотности мочи;

— аммиаком, который образуется в канальцах из глута-мина и других аминокислот (см. рис. 28 С).

Если ионы гидрокарбоната выводятся с мочой, то снижа­ется эффективность выведения кислот.

Эффективное выведение кислот=титруемая кислотность-}-NH₄⁺ — выведение гидрокарбоната с мочой.

Благодаря выведению моноосновных фосфатов и образо­ванию аммония экономятся катионы.

При повреждении почек затрудняется выведение ионов водорода и образование аммиака, из-за чего на нейтрали­зацию образующихся анионов должны расходоваться кати­оны.

При хронических почечных заболеваниях происходит по­теря катионов (натрия, калия, кальция).

При непочечном ацидозе усиленно выводятся ионы водорода. Титруемая кислотность и NH₄⁺ повышаются. «Реаб­сорбция» гидрокарбоната полная. При алкалозах титруе­мая кислотность низкая, так же как образование NH₄⁺, вследствие этого гидрокарбонат мочи .повышается. При рН мочи 6,2 увеличивается выделение гидрокарбовата, экви­валентно образуется титруемая щелочность.