3. Причины и механизмы нарушения реабсорбции в проксимальных отделах почечных канальцев, последствия.

В канальцах происходят два процесса: реабсорбция и секреция. Канальцевая реабсорбция – процесс перемещения веществ через клетки почечного эпителия в околоканальцевое внеклеточное пространство. Канальцевая секреция – транспорт веществ из околоканальцевой жидкости в просвет канальцев. Транспорт веществ в канальцах осуществляется активно с участием ферментов-переносчиков и затратой энергии или пассивно путем диффузии по градиенту концентрации без затраты энергии. Транспортируемые вещества проходят через клетку транзитом и покидают ее благодаря способности диффундировать через мембрану. Ферментативные процессы транспорта субстратов через клетку зависят от концентрации субстрата в первичной моче и плазме. Постгломерулярные перитубулярные артериолы распадаются на капилляры и оплетают канальцы. Отдельные капилляры располагаются вдоль петли Генле и достигают корковой зоны. Поворотно-противоточная система в почках связана именно с этими анатомическими особенностями. Благодаря ей возможен процесс разведения и концентрации мочи в дистальных канальцах, а фильтрат сохраняется изотоническим. Гиперосмолярность в мозговом слое почек поддерживается за счет мочевины. Нарушение функций канальцевого аппарата может носить тотальный (или общий) и парциальный (или избирательный) характер и носит название тубулярной недостаточности, или тубулярного синдрома. По происхождению тубулярная недостаточность может быть приобретенной и наследственной. Наследственная тубулярная недостаточность может быть связана с дефектом ферментных систем, ответственных за реабсорбцию или секрецию определенных веществ. Причинами приобретенной тубулярной недостаточности могут быть: • перенапряжение процессов реабсорбции определенных веществ вследствие их избытка в первичной моче; • угнетение ферментных систем, обеспечивающих реабсорбцию различных веществ в канальцах (лекарственные препараты, токсические вещества и т.п.); • расстройство гормональной регуляции ферментных процессов; • структурные изменения в канальцах нефронов (воспаление, нарушения кровообращения, инфекционно-токсические и метаболические влияния). Транспорт неорганических веществ. Вода. В проксимальных канальцах реабсорбируется примерно 2/3 воды. Ее транспорт через стенку проксимальных канальцев обусловлен гидростатическим, осмотическим, онкотическим градиентами и представляет собой пассивный процесс. Реабсорбция воды в дистальных канальцах и собирательных трубках происходит под действием антидиуретического гормона. Натрий и хлор. Осмолярность плазмы крови и ультрафильтрата, в первую очередь, определяется двумя основными ионами – натрием и хлором. В суточной моче содержание натрия колеблется от 40 до 220 ммоль/л, а хлора – от 100 до 250 ммоль/л. Широкий диапазон колебаний уровня натрия и хлора в моче в течение суток свидетельствует о хорошей концентрационной функции почек. В проксимальном отделе канальцев реабсорбируется до 80-90% профильтровавшегося натрия. Он поступает в клетки канальцевого эпителия пассивно по градиенту концентрации. В клетке у базальной мембраны натрий связывается с ферментом-переносчиком (Na+/К+-АТФ-аза, зависимая от Mg2+), который транспортирует его в околоканальцевую жидкость, где концентрация натрия выше. Таким образом, активный транспорт натрия из клеток канальцевого эпителия осуществляется против градиента концентрации с затратой энергии и потреблением кислорода. В интерстициальной жидкости освободившийся от натрия переносчик соединяется с ионом калия и транспортирует его против градиента концентрации в клетку канальцевого эпителия, где происходит высвобождение [К+] и взаимодействие с очередным ионом натрия. Натрий-калиевый насос обеспечивает поддержание высокой концентрации внеклеточного натрия и внутриклеточного калия. Детальное изучение механизма действия альдостерона позволило объяснить причину латентного периода и сущность влияния диуретиков – антагонистов альдостерона (верошпирон, альдактон): они угнетают взаимодействие альдостерона с рецепторными белками в цитоплазме ядра. Транспорт ионов хлора происходит пассивно, в большей степени, вслед за натрием. Хлор в проксимальных канальцах проникает через межклеточные пространства. В восходящем отделе петли Генле хлор реабсорбируется вместе с натрием и калием при участии белковой транспортной системы, которая одномоментно перемещает в клетку по одному иону натрия, калия и двух ионов хлора. Этот транспортный белок блокируется такими препаратами, как фуросемид, буметанид, этакриновая кислота. Наиболее часто встречаются нарушения реабсорбции натрия. Известно, что за сутки реабсорбируется около 550-600 г натрия, а в конечную мочу уходит около 3,5-6 г. Нарушения реабсорбции натрия проявляются усиленным или ослабленным обратным его всасыванием. Усиление реабсорбции натрия встречается  1) при гиперальдостеронизме, 2) в олигурической и анурической стадиях острой почечной недостаточности вследствие пассивной диффузии [Na+] в проксимальной части канальцев. Чаще встречается ограничение всасывания натрия вследствие: 1) дефицита альдостерона (теряется натрий и вслед за ним вода, остается калий и ион водорода, что ведет к гипонатриемии, полиурии, гипокалиемии, натрийурии, гипостенурии и дегидратации тканей); 2) снижения чувствительности канальцев нефрона к альдостерону, что ведет к аналогичным последствиям; 3) снижения реабсорбции натрия и воды при канальцевом ацидогенезе и аммониогенезе (нарушается обмен секретируемых в мочу ионов водорода и аммония на натрий и реабсорбция его в канальцах нефрона); 4) действия ингибиторов метаболизма на реабсорбцию натрия (уабаин, действующий на натрий зависимую АТФ-азу, ртутные диуретики, диамокс); 5) денервации почки или введении адреноблокаторов; 6) повышения содержания в первичной моче осмотически активных веществ (глюкоза, мочевина и другие), которые удерживают воду в просвете канальцев и ограничивают ее реабсорбцию (осмотический диурез); 7) воспалительно-некротических, атрофически-дистрофических изменений эпителия канальцев и окружающей соединительной ткани, нарушающих обратное всасывание натрия (и воды).

Калий. Почки обеспечивают поддержание калиевого гомеостаза. В сутки в первичную мочу поступает 700-800 ммоль калия, который активно реабсорбируется клетками проксимальных и дистальных канальцев. Канальцевый транспорт калия связан с движением натрия и секрецией ионов водорода. Только 10 % профильтровавшегося калия экскретируется почками. В проксимальном отделе канальцев и петле Генле до 95 % профильтровавшегося калия реабсорбируется. Калий секретируется клетками дистальных канальцев и собирательных трубок. Причем в дистальных канальцах в одних и тех же клетках одномоментно функционируют два разнонаправленных процесса: реабсорбция и секреция калия. Эти системы обеспечивают максимальное извлечение калия из мочи при его дефиците в крови, а при избытке – выведение калия. Секреция калия в просвет канальцев происходит пассивно по градиенту концентрации и зависит от проницаемости апикальной мембраны для калия и величины электрического потенциала. Альдостерон повышает проницаемость мембраны для калия и таким образом увеличивает его секрецию. Опосредованно альдостерон влияет на секрецию калия путем активации натрий-калиевого насоса базальной мембраны, благодаря чему концентрация внутриклеточного калия повышается. Транспорт кальция регулируется паратгормоном, который суммарно повышает реабсорбцию кальция в канальцах, хотя в разных отделах канальцев он действует по-разному: в проксимальных канальцах уменьшает реабсорбцию, в дистальных канальцах и собирательных трубках оказывает стимулирующее влияние. Тирокальцитонин повышает экскрецию почками кальция, фосфора и натрия, и его действие опосредуется через рецепторы, локализующиеся в основном в восходящей части петли Генле и дистальных канальцах. В проксимальных канальцах реабсорбцию кальция стимулирует активная форма витамина D3. При нефротическом синдроме снижение образования витамина D3 в почках сопровождается стойкой гиперкальциурией и, соответственно, гипокальциемией, клинически проявляющейся остеопорозом и судорогами, а у детей даже тетанией. В меньшей степени на кальциевый гомеостаз влияет соматотропный гормон (СТГ), который усиливает кальциурез. В канальцах СТГ ингибирует реабсорбцию кальция, а также оказывает опосредованное действие, связанное с хроническим увеличением объема внеклеточной жидкости.

У больных с декомпенсированным сахарным диабетом и высокой гликемией реабсорбция бикарбонатов снижена, что ведет к гипофосфатемии. Усиливают фосфатурию осмотические диуретики (мочевина, маннитол) и ингибиторы карбоангидразы (ацетазоламид), точкой приложения которых являются проксимальные канальцы.

Проксимальная (1/3) реабсорбция глюкозы осуществляется с помощью специальных переносчиков щеточной каемки апикальной мембраны эпителиальных клеток. Эти переносчики транспортируют глюкозу, только если одновременно связывают и переносят натрий. Пассивное перемещение натрия по градиенту концентрации внутрь клеток ведет к транспорту через мембрану и переносчика с глюкозой.

Для реализации этого процесса необходима низкая концентрация натрия в эпителиальной клетке, создающая градиент концентрации между внешней и внутриклеточной средой, что обеспечивается энергозависимой работой натрий-калиевого насоса базальной мембраны.

Такой вид транспорта называют вторично активным, или симпортом, т. е. совместным пассивным транспортом одного вещества (глюкоза) из-за активного транспорта другого (натрия) с помощью одного переносчика. При избытке глюкозы в первичной моче может произойти полная загрузка всех молекул переносчиков и глюкоза уже не сможет всасываться в кровь.

Эта ситуация характеризуется понятием «максимальный канальцевый транспорт вещества» (Тм глюкозы), которое отражает максимальную загрузку канальцевых переносчиков при определенной концентрации вещества в первичной моче и, соответственно, в крови. Эта величина составляет от 303 мг/мин у женщин до 375 мг/мин у мужчин. Величине максимального канальцевого транспорта соответствует понятие «почечный порог выведения».

Почечным порогом выведения называют ту концентрацию вещества в крови и, соответственно, в первичной моче, при которой оно уже не может быть полностью реабсорбировано в канальцах и появляется в конечной моче. Такие вещества, для которых может быть найден порог выведения, т. е. реабсорбирующиеся при низких концентрациях в крови полностью, а при повышенных концентрациях — не полностью, носят название пороговых. Примером является глюкоза, которая полностью всасывается из первичной мочи при концентрациях в плазме крови ниже 10 ммоль/л, но появляется в конечной моче, т. е. полностью не реабсорбируется, при содержании ее в плазме крови выше 10 ммоль/л. Следовательно,для глюкозы порог выведения составляет 10 ммоль/л.