A_D_Ado_-_Patologicheskaya_fiziologia_2000_g

Выполнение сложных почечных функций прежде всего зависит от состояния почечного кровотока. Почки получают 2 0 — 2 5 % крови от минутного объема сердца; нормальный почечный кровоток составляет 1100 мл/мин (плазмоток — 600 мл/мин).

В капиллярах клубочков, куда притекает более 1 л крови каждую минуту, происходит важнейший процесс — ультрафильтрация: отделение каждую минуту 100—120 мл гломерулярного фильтрата от 600 мл плазмы.

Стенка гломерулярных капилляров функционирует как пористая мембрана, регулирующая образование ультрафильтрата плазмы, свобод-

ного от белков и клеток. Процесс ультрафильтрации происходит под вли-

янием эффекта разности гидростатического давления (45 мм рт.ст.), создаваемого работой сердца, величины гидростатического давления в боуменовой капсуле (10 мм рт.ст.) и онкотического давления в плазме гломерулярных капилляров (20 мм рт.ст.). Взаимоотношение этих показателей отражаетуравнение:

CK0 = Kf-Puf,

где СКФ — скорость клубочковой фильтрации, Kf — коэффициент ультрафильтрации, Puf — общее фильтрационное давление, зависящее, в свою очередь, от баланса сил Старлинга, действующий через капилляры клубочка, поэтому

где P_ — гидростатическое давление в боуменовом пространстве (или

дс

проксимальных канальцах) и nqc — онкотическое давление в плазме гломерулярных капилляров.

Таким образом, общее фильтрационное давление поддерживается на относительно низком уровне, однако высокая скорость гломерулярной фильтрации определяется высоким показателем коэффициента ультрафильтрации, который зависит от площади фильтрующей поверхности и гидравлической проводимости мембраны гломерулярных капилляров. Эти два последних параметра могут варьировать в зависимости от физиологических условий, контрактильных свойств мезангия и характера патологических процессов в клубочках (например, облитерации клубочков).

Избирательная проницаемость фильтрационного барьера зависит от особых свойств гломерулярной базальной мембраны — ее способности ограничивать пассаж органических веществ плазмы, имеющих определенный молекулярный радиус (эффективный молекулярный радиус), так что вещества с молекулярной массой свыше 50 000 фильтруются в незначительных количествах и наряду с этим базальная мембрана в большей степени ограничивает фильтрацию анионов, чем катионов, так что создается высоко плотный анионный слой (барьер).

Из боуменовой капсулы клубочковый фильтрат переходит в систему канальцев, где подвергается значительным изменениям. В разных сегментах канальцев почек с различной интенсивностью осуществляются процессы реабсорбции воды и растворенных в ней веществ первичной

548

мочи и наряду с этим — процессы сёкреции в просвет канальцев некоторых веществ из крови околоканальцевых капилляров. Характер процессов канальцевой реабсорбции и канальцевой секреции в значительной степени определяется от состава и объема внеклеточной жидкости, т.е. почки в зависимости от потребности организма регулируют состав его внутренней среды.

24.1. Нарушение клубочковой фильтрации

Снижение скорости клубочковой фильтрации (ниже 70 мл/мин) является одним из основных показателей нарушения функций клубочков.

Снижение скорости клубочковой фильтрации может быть вызвано разными патологическими процессами в паренхиме почек, а также внепочечными факторами.

Снижение скорости клубочковой фильтрации наблюдается при диффузном повреждении клубочкового аппарата почек при острых и хронических воспалительных процессах в клубочках (гломерулонефриты разного генеза, системные болезни, васкулиты). Хронические прогрессирующие заболевания почек, сопровождающиеся гибелью нефронов и

нефронов, когда развивается хроническая почечная недостаточность. Однако в некоторых случаях резкое снижение СКФ (до 10 мл/мин)

возможно и при сохранении массы функционирующих нефронов, но в ус-

ловиях внезапного прекращения притока крови к паренхиме почек или

токсических влияний (при некоторых формах острой почечной недостаточности).

но, что при гидростатическом давлении в мочевых путях 40—50 мм рт.ст. фильтрационное давление становится равным нулю. Повышать внутриканальцевое давление могут процессы, вызывающие нарушение оттока мочи и повышение давления в мочевыводящих путях и боуменовой капсуле (стриктуры мочеточника, гипертрофия предстательной железы, множественные камни в почечной лоханке). Обструкция канальцев продуктами распада клеток или цилиндрами, наблюдаемая при токсическом или ишемическом повреждении канальцев (при острой почечной недостаточности) приводит к снижению СКФ.

Снижение кровотока в почках и СКФ может развиться под влиянием внепочечных факторов — стеноза почечной артерии, абсолютного или относительного снижения объема крови (кровотечение или падение сократительной функции сердца).

Увеличение симпатической активности уменьшает почечный кровоток и СКФ, поскольку почки богато иннервированы адренергическими

549

нервными окончаниями, однако симпатическое влияние на почечный кровоток у здоровых людей сглаживается механизмами авторегуляции, и поэтому проявляется главным образом при острых ситуациях — резких болевых ощущениях (почечная и печеночная колика, оперативные вмешательства).

В тоже время не всегда снижение скорости клубочковой фильтрации следует рассматривать как признак патологии почек. У здоровых людей умеренное снижение почечного кровотока и СКФ возможно в вертикаль-

ном положении тела, при физической нагрузке, перегревании и возрастной инволюции.

Последствием значительного снижения СКФ может быть снижение суточного количества мочи. Если у взрослого пациента количество мочи за сутки не превышает 400 мл, это обозначают термином «олигурия», при выделении за сутки не более 100 мл мочи используюттермин «анурия».

Олигурия чаще возникает при острых воспалительных процессах в почках, острой почечной недостаточности или терминальной стадии хронической почечной недостаточности; анурия — при обструкции мочевых путей.

Поскольку на кровоток почек оказывают влияние нервные и гормональные факторы, снижение диуреза может иногда наблюдаться и у здоровых людей, например, при испуге, травме.

При заболеваниях почек, сопровождающихся снижением СКФ, возможно накопление в крови веществ, выведение которых обусловлено клубочковой фильтрацией.

Это прежде всего мочевина и креатинин (азотистые шлаки). Повышение в крови уровня азотистых шлаков обозначаюттермином «азотемия». При резком уменьшении функционирующих нефронов в крови накапливаются вещества, называемые «уремическими токсинами».

Последствием снижения СКФ может быть также нарушение состава внеклеточной жидкости, с задержкой натрия и воды, накоплением водородных ионов и развитием гиперкалиемии.

В то же время не всегда тяжесть р а ^ р о й с т в гомеостаза коррелирует со степенью снижения СКФ. Например, при остром повреждении клубочкового фильтра (остром нефритическом синдроме) нередко наблюдают повышение азотистых шлаков в крови, а также значительную задержку натрия, хотя при этом не определяется заметного снижения СКФ. При медленно прогрессирующих формах поражения почек в течение длительного периода может обнаруживаться лишь умеренное снижение СКФ и сохраняться постоянство гомеостаза, несмотря на значительное уменьшение массы функционирующих нефронов.

Отсутствие постоянных закономерностей между степенью снижения СКФ и тяжестью повреждения нефрона объясняется индивидуальными особенностями адаптационных возможностей почек.

550

Увеличение скорости клубочковой фильтрации возможно при бе-

ременности, снижении онкотического давления плазмы, введении солевых растворов, а также при повышении тонуса выносящей артериолы и расслаблении приводящей артериолы (например, при сахарном диабете).

Скорость клубочковой фильтрации в клинике определяют по клиренсу веществ. Клиренс (С) — объем плазмы, очищенной почками от какоголибо вещества, в единицу времени, рассчитывают по формуле:

где U и Р — концентрация тест-вещества в моче и плазме соответственно, V — величина минутного диуреза.

Вэтих целях можно использовать вещества, специально вводимые

вкровь (например, инулин), либо определять клиренс по выведению циркулирующих в крови эндогенных веществ (креатинин).

Уздоровых людей средняя скорость клубочковой фильтрации после коррекции площади поверхности тела составляет 130±18 мл/мин у мужчин и 120±14 мл/мин — у женщин.

24.2. Нарушение функций канальцев

Выделение расстройств, связанных с нарушением функций канальцев, является условным, поскольку в функциональном отношении канальцевая система почек тесно связана с клубочками, и патологические расстройства чаще следуют за нарушением функций нефрона в целом, но некоторые показатели можно рассматривать как результат преимущественного нарушения функций канальцев.

К таким расстройствам относятся, например, нарушение функций концентрирования и разведения мочи, экскреции натрия и калия, водородных ионов, хотя следует учитывать, что эти функции обеспечиваются влиянием многих факторов и прежде всего интенсивностью почечного кровотока, кровоснабжением мозгового слоя, нервными гормональными влияниями, а также функционированием транспортных систем канальцевого аппарата.

Нарушение реабсорбции натрия. Почки — главный орган, регулирующий общее содержание натрия в организме. Объем внеклеточной жидкости в основном зависит от общего содержания натрия и сопровождающих его анионов, поэтому любому изменению содержания натрия сопутствует параллельное изменение объема внеклеточной жидкости, что позволяет поддерживать постоянство осмоляльности плазмы. При физиологических условиях 65—80 % фильтруемого натрия вместе с сопровождающими натрий анионами и водой реабсорбируется в проксимальных канальцах, так что соотношение воды и растворенных веществ в просвете канальца остается постоянным и изотоничным плазме.

натрия принимают участие несколько факторов: скорость клубочковой

551

фильтрации, состояние физических,сил, регулирующих функцию проксимальных канальцев, гормоны, влияющие на транспорт натрия в канальцах.

В норме изменение количества фильтруемого натрия коррегируется соответствующим изменением реабсорбции натрия (клу6оч*<о-ка~ нальцевый баланс). Эта закономерность может нарушаться при патологических процессах, снижающих прежде всего общую фильтрующую поверхность, при увеличении проницаемости клубочкового фильтра и соответственно уменьшении коэффициента ультрафильтрации, или при поражении интерстиция почки.

Например, значительная задержка натрия, наблюдаемая при остром нефритическом синдроме, неадекватна степени падения скорости клубочковой фильтрации. Предполагается, что в этом случае увеличение реабсорбции натрия связано с понижением гидростатического давления в венозных перитубулярных капиллярах. Сходным механизмом можно объяснить задержку натрия при застойной сердечной недостаточности.

При уменьшении массы нефронов и увеличении нагрузки на остаточ-

ные функционирующие нефроны баланс натрия может сохраняться несмотря на значительное снижение СКФ (до 25 мл/мин). Механизмы адаптации

остаточных нефронов к избытку натрия не полностью выяснены. Придается значение влиянию предсердного натрийуретического пептида на процессы реабсорбции натрия.

Повреждение систем транспорта натрия в проксимальных каналь-

цах (например, при острой почечной недостаточности) приводит к выраженному расстройству реабсорбции натрия и увеличению его экскреции.

Патологические процессы в интерстиции почки — анатомическая

деформация или воспалительные процессы — снижают реабсорбцию натрия в собирательных трубках в связи с потерей чувствительности клеток этого сегмента нефрона к альдостерону.

Избыток альдостерона при опухоли надпочечника — синдроме Кон-

на — увеличивает реабсорбцию натрия в дистальных канальцах и собирательных трубках. Увеличение секреции или высвобождения альдостерона с последующей задержкой натрия отмечено и при других заболеваниях: нефротическом синдроме (некоторых вариантах), легочном сердце, циррозе печени, декомпенсированных пороках сердца (вторичный альдостеронизм). В то же время полагают, что при этих заболеваниях механизм задержки натрия связан с участием нескольких гормонов. Так, при легочном сердце и декомпенсированных пороках сердца (митральном стенозе) характер реабсорбции натрия определяется соотношением влияний альдостерона и предсердного натрийуретического пептида.

Активация симпатической системы (например, при гиповолемии)

может оказывать прямой антинатрийуретический эффект, способствуя увеличению реабсорбции натрия. Это влияние опосредуется не только через активацию системы ренин-альдостерон, но и путем прямой стимуляции реабсорбции натрия в проксимальных канальцах и восходящем сегменте петли Генле.

552

Нарушение концентрирований и разведения мочи. Способность

почек концентрировать или разводить мочу — главный фактор, определяющий постоянство осмоляльности внеклеточной жидкости (примерно 285 mosm/кг воды). Участие почек в регуляции состава внеклеточной жидкости демонстрируется, например, при сопоставлении количества протекающей через почки жидкости и количества выделенной мочи — каждую минуту в почках отделяется 120 мл клубочкового фильтрата, в течение 1 часа — 7200 мл, в течение суток — 172 800 мл, объема мочи за сутки составляет 1 л или немногим более, т.е. человек выделяет менее 1 % фильтруемой жидкости. Концентрирование и разведение мочи обеспечиваются

прежде всего деятельностью противоточной поворотной системы, функ-

ционирование которой зависит от участия ряда факторов:

•анатомического расположения нефронов в почечном сосочке (нисходящий и восходящий сегменты петли Генле, собирательные трубки и vasa recta расположены в области высокого осмотического градиента интерстиция);

•активного транспорта натрия хлорида из восходящего отдела колена петли Генле;

•функции противоточной поворотной множительной системы петли Генле;

•способности кортикальных и медуллярных собирательных трубок отвечать на АДГ изменением проницаемости для воды;

•противоточного поворотного обмена с помощью кровеносных сосудов, позволяющего поддерживать градиент концентрации веществ в почечном сосочке.

Расстройство функции противоточной поворотной системы может быть связано как с патологией почек, так и с влиянием внепочечных факторов.

Анатомическая деформация мозгового слоя, т.е. главного «субст-

рата» противоточной поворотной системы (например, гидронефроз,

длительная обструкция мочевыводящих путей, интерстициальные процессы в почках), может способствовать понижению чувствительности клеток собирательных трубок к антидиуретическому гормону (АДГ) в связи с понижением осмотического градиента мозгового слоя, и, таким образом, Обусловить нарушение реабсорбции воды и выделение мочи низкой осмоляльности. Выделение мочи за сутки свыше 2,5 л обозначают термином

«полиурия».

Нарушение реабсорбции воды может быть обусловлено внепочеч-

нымипричинами. Так, недостаток секреции АДГ, наблюдаемый при патологии гипофиза, вызывает синдром, называемый «несахарнымдиабетом», который характеризуется выделением большого количества мочи (8—10 л в сутки).

Сходное расстройство возникает при токсическом действии лития на клетки канальцев, когда развивается синдром нефрогенного несахарного диабета в связи с потерей чувствительности клеток собирательных трубок кАДГ.

553

Увеличение кровотока в мозговом слое почек сопровождается по-

нижением осмотического градиента интерстИция с последующим расст-

ройством максимальной концентрационной функции и развитием полиурии. Этот фактор может влиять на характер реабсорбции воды при колебаниях артериального давления: при повышении АД наблюдается полиурия (при относительно сохранной структуре паренхимы почки), поскольку сосуды мозгового слоя в меньшей степени, чем кортикальные способны к авторегуляции.

Нарушение способности к осмотическому концентрированию

мочи возможно при деструкции конечного отдела сосочка почки в связи расстройством деятельности нефронов с длинной петлей Генле, что снижает концентрационную функцию. Указанные изменения наблюдаются при анальгетической нефропатии.

При потере массы нефронов и развитии хронической почечной недостаточности снижается способность канальцевой системы как к разведению, так и концентрированию мочи.

В связи с уменьшением массы нефронов в канальцевой жидкости остаточных нефронов повышается концентрация мочевины, сульфатов, фосфатов, препятствующих эффективному транспорту натрия и воды, что вызывает та к н аз ы в а ем ы й

Нарушение способности почек концентрировать и разводить мочу при хронической почечной недостаточности проявляется стабилизацией осмо- /шрности мочи, которая становится равной осмолярности плазмы, лишенной белка (1008—1010). Это расстройство называютизостенурией.

Последствием этого нарушения является развитие полиурии, которая может проявляться выделением 3 — 4 л мочи в день, но не достигать таких величин, как при несахарном диабете.

Полиурия по принципу «осмотического диуреза» наблюдается также при сахарном диабете, когда избыток глюкозы в крови и в клубочковом фильтрате, а затем в просвете канальца увеличивает осмолярность канальцевой жидкости.

Концентрационную способность почек в определенной степени характеризует осмоляльность мочи, т.е. концентрация в ней растворенных веществ веществ. Осмоляльность мочи можно анализировать по изменению температуры замерзания. Метод основан на том факте, что осмоляльность мочи 10ОО mOsm/кг Н20 снижаеттемпературу замерзания воды на 1,86 °С. Перед исследованием накануне целесообразно ограничить потребление воды. Осмометр должен быть откалиброван 1 раз в день по стандартным растворам известной осмоляльности.

Упрощенный показатель осмоляльности мочи — удельный вес мочи, однако при оценке величин удельного веса мочи следует учитывать степень гидратации. Например, если у здорового человека удельный вес мочи 1005 свидетельствует о нормальной функции разведения мочи, то в ус-

554

ловиях дегидратации этот показатель указывает на нарушение концентрационной способности почек.

Нарушение экскреции калия. Калий, поступающий в канальцы путем клубочковой фильтрации, почти весь реабсорбируется в проксимальных канальцах и петле Генле. Появление калия в моче обусловлено секрецией его клетками дистального отдела нефрона, преимущественно собирательными трубками. Поскольку интенсивность выведения калия с мочой не определяется скоростью гломерулярной фильтрации, баланс калия редко нарушается при хронических заболеваниях почек, за исключением терминальных состояний, когда развивается гиперкалиемия.

Выведение калия с мочой увеличивается под влиянием альдостерона, что является одним из важных диагностических тестов при первичном альдостеронизме. Альдостерон усиливает процесс секреции калия клетками дистальных канальцев и способствует усилению выведения калия. Увеличение выведения калия с мочой наблюдается при болезни Кушинга, а также при вторичном кушингоидном синдроме (например, при длительном приеме стероидных гормонов), длительном применении диуретиков, некоторых редких болезнях канальцевого аппарата — почечном дистальном канальцевом ацидозе.

Нарушение реабсорбции глюкозы и аминокислот. Глюкоза почти полностью реабсорбируется клетками проксимальных канальцев и обычно не обнаруживается в моче. Перенос глюкозы из просвета канальца через мембрану щеточной каемки происходите помощью переносчика, требующего обязательного присутствия иона натрия, т.е.

служит натриевый насос базолатеральных мембран.

При повышении концентрации глюкозы в крови (например, при сахарном диабете), интенсивность реабсорбции глюкозы возрастает, однако полное всасывание будет происходить до тех пор, пока эффективна работа специализированных переносчиков, транспортирующих глюкозу во внеклеточную жидкость.

Как только концентрация профильтровавшейся глюкозы превысит реабсорбционную способность канальцев или их транспортный максимум — Т т , глюкоза появляется в моче, возникает глюкозурия.

Однако в дальнейшем глюкозурия может снижаться или даже исчезать, несмотря на высокий уровень сахара в плазме: подобная закономерность наблюдается при длительном течении сахарного диабета и развитии гломерулосклероза, ограничивающего фильтрацию глюкозы и, таким образом, уменьшающего «загрузку» канальцев.

Различают также почечнрю глюкозурию, которая является либо следствием повреждения канальцев, (например, при ртутном отравлении, иногда при нефротическом синдроме), применения мочегонныхсредств, блокирующих карбоангидразу, либо — ферментативной недостаточности канальцев, обусловливающей нарушение транспорта глюкозы. Содержание сахара в крови при почечной глюкозурии в большинстве случаев остается нормальным.

555

Аминокислоты фильтруются в клубочках, и у здорового человека почти полностью реабсорбируются в проксимальных канальцах. Экскреция аминокислот чаще всего увеличена при наследственных дефектах транспортных систем клеток канальцев. Классическим примером нарушения транспорта аминокислот почечными канальцами является цистинурия, приводящая к развитию цистиновых камней. Расстройство канальцевых функций при интерстициальных нефритах, например кадмиевой интоксикации, приводит к нарушению реабсорбции аминокислот в проксимальных канальцах.

Нарушение процессов ацидо* и аммониогенеза. В норме кислот- но-основной гомеостаз поддерживается ежедневной экскрецией почками кислотной нагрузки, которая возникает в связи с метаболизмом пищевых белков. Ионы водорода экскретируются в форме титруемых кислот и в большей степени в форме аммония. Интенсивность секреции ионов водорода в канальцах регулируется объемом циркулирующей крови, скоростью клубочковой фильтрации, а также рН артериальной крови и альдостероном.

При потере массы функционирующих нефронов и развитии хронической почечной недостаточности экскреция аммония снижается при падении скорости клубочковой фильтрации ниже 40 мл/мин. Это сопровождается накоплением ионов водорода в крови и развитием метаболического ацидоза.

Хронический метаболический ацидоз в свою очередь может вызвать увеличение интерстициальной инфильтрации и ускорение прогрессирования патологии почек.

При заболеваниях почек, характеризующихся выраженными изменениями канальцевого аппарата (хронические интерстициальные заболевания почек), также нарушаются секреция ионов водорода и образования аммония, что способствует понижению щелочного резерва и развитию ацидоза, несмотря на относительное нерезкое снижение скорости клубочковой фильтрации.

Неспособность почечных канальцев секретировать ионы водорода или реабсорбировать бикарбонаты, несмотря на нормальные показатели скорости клубочковой фильтрации, характерный показатель почечного канальцевого ацидоза, включающего две группы заболеваний — дистальный почечный канальцевый ацидоз и проксимальный почечный канальцевый ацидоз.

При дистальном почечном канальцевом ацидозе нарушается функция канальцев подкислять мочу, что обусловлено неспособностью терминальной части нефрона к регуляции нормального Н+-градиента. Это приводит к снижению экскреции аммония и титруемых кислот.

Предполагается, что эти расстройства связаны с дефектом специфических канальцевых транспортных систем. Наряду с наследственно обусловленным вариантом заболевания это нарушение может наблюдаться как синдром при некоторых заболеваниях: гипергаммаглобулинемии, хроническом активном гепатите, первичном гиперпаратиреозе, обструктивных уропатиях и др., но как синдром развивается редко.

556

При проксимальном почечном канальцевом ацидозе нарушается способность канальцев реабсорбировать бикарбонаты — НС03\ Заболевание может быть наследственно обусловленным (болезнь Вильсона, цистиноз), но может быть синдромом при некоторых системных болезнях (амилоидоз, множественная миелома и др.). В терапевтической практике проксимальный почечный канальцевый ацидоз наблюдается при приеме мочегонных средств, блокирующих угольную ангидразу (диакарб, в меньшей степени гипотиазид).

При проксимальном канальцевом ацидозе может нарушаться транспорт ионов водорода и веществ, реабсорбируемых в проксимальных канальцах: глюкозы, фосфатов, мочевой кислоты, аминокислот. Комплекс таких расстройств называют синдромом Фанкони. Для проксимального почечного канальцевого ацидоза нехарактерны гиперкальциноз и нефролитиаз.

24.3. Изменение состава мочи

Понятие «патологически измененная моча» используется при об-

наружении в свежевыделенной моче белка, увеличения содержания эритроцитов, лейкоцитов, а также эритроцитарных и лейкоцитарных цилиндров.

Здоровый человек выделяет 150—200 мг белка, 60 % которого составляют белки сыворотки, главным образом альбумины, и 40 % гликопротеин Tamm-Horsfall, секретируемый клетками восходящего сегмента петли Генле; в небольшом количестве в нормальной моче содержится секреторный IgA. В нормальной моче белок обычно не находят рутинными методами.

Появление белка в моче свыше установленной нормы обозначают тер-

мином« протеинурия» .

Четыре основных механизма могут обусловливать развитие протеинурии:

•Изменение проницаемости гломерул, способствующее повышенной фильтрации сывороточных белков, особенно альбумина.

•Нарушение реабсорбции белков в канальцах.

•Фильтрация белков с измененной структурой или низкомолекулярных белков, если их количество превышает реабсорбционные способности канальцев.

•Повышенная секреция уроэпителиальных мукопротеинов и секреторных IgA.

Протеинурию, возникшую вследствие повреждения гломерулярного

фильтра, называют гломерулярной протеинурией.

Два основных фактора способствуют увеличению проницаемости гломерул.

• Непосредственное повреждение фильтрационного барьера патологическим процессом (например, гломерулонефрит), ведущее к изменению градиента трансмембранного давления и/или потере полиани-

557