Патологическая физиология почек
Патологическая физиология [Учебник для студентов мед. вузов]Н. Н. Зайко, Ю. В. Быць, А. В. Атаман и др. К.: "Логос", 1996
Нарушение функций канальцев
Нарушения канальцевых функций, сопровождающиеся изменением гомеостаза или избирательным нарушением парциальных функций канальцев, называются тубулярной недостаточностью (тубулярный синдром).
По происхождению тубулярная недостаточность может быть наследственно обусловленной (в ее основе лежит дефект ферментных систем, ответственных за реабсорбцию или секрецию определенных веществ) и приобретенной. Основными причинами приобретенной тубулярной недостаточности являются перенапряжение процессов реабсорбции вследствие избытка реабсорбируемых веществ в первичной моче; угнетение ферментных систем токсическими веществами, лекарственными препаратами; расстройство гормональной регуляции ферментативных процессов и механизмов транспорта веществ в канальцах; структурные изменения в канальцах нефронов воспалительной и дистрофической природы, возникающие вследствие нарушения кровообращения, прямых токсических влияний, дисметаболических нарушений,- действия инфекционных агентов.
Нарушения реабсорбции ионов натрия и воды. Увеличение реабсорбции ионов натрия и воды может возникать:
1. При избыточной продукции альдостерона — гормона коры надпочечных желез, стимулирующего реабсорбцию ионов натрия в канальцах нефронов и секрецию ионов калия (в обмен на ионы натрия). Усиление реабсорбции ионов натрия как за счет осмотического градиента, так и вследствие стимуляции выделения вазопрессина влечет за собой усиление реабсорбции воды. В результате возникают накопление натрия и воды во вне- и внутриклеточном пространстве, гиперволемия, отеки, гипокалиемия. При значительной потере ионов калия возникают дистрофические изменения в эпителии канальцев и снижение чувствительности его к вазопрессину, в результате чего задержки воды может и не быть из-за полиурии.
2. В олигоанурической стадии острой недостаточности почек. Предполагается, что при этом в проксимальной части канальцев нефронов резко усиливается пассивная диффузия воды в строму почек из-за высокой концентрации в ней мочевины.
3. При увеличении секреции Н+ (усиление ацидо- и аммониогенеза при ацидозе).
Основными причинами уменьшения реабсорбции ионов натрия и воды являются следующие.
1. Нарушение гормональной регуляции, которое может возникнуть вследствие недостаточного образования альдостерона или блокирования его действия с помощью диуретических средств типа спиронолактонов (искусственных аналогов прогестерона). Характерными для этих состояний, кроме пониженной реабсорбции ионов натрия и воды, является задержка калия в организме, повышенное выделение натрия с мочой, низкая относительная плотность мочи. Вследствие увеличения диуреза возможно развитие гипогидратации. Уменьшение реабсорбции ионов натрия и воды может возникнуть также при врожденной нечувствительности канальцев нефронов к альдостерону. Уменьшение реабсорбции воды происходит при недостаточной продукции вазопрессина, влияющего на водопроницаемость стенки дистальной части канальцев нефронов и собирательных почечных трубочек. Для данного состояния характерно выделение большого количества мочи с низкой относительной плотностью (diabetus insipidus — несахарное мочеизнурение). Существует также нефрогенная форма несахарного мочеизнурения, характеризующаяся пониженной чувствительностью канальцевого эпителия к вазопрессину.
2. Нарушение процессов ацидо- и аммониогенеза, при котором уменьшение реабсорбции натрия в канальцах почек обусловлено снижением секреции в мочу ионов водорода и аммония.
3. Угнетающее действие некоторых ингибиторов метаболизма на реабсорбцию ионов натрия. К ним принадлежат уабаин, тормозящий натрийзависимую АТФазу и активный транспорт ионов натрия из клеток в околоканальцевую межклеточную жидкость; ртутные диуретики, блокирующие сульфгидрильные группы ферментов, участвующих в активном транспорте ионов; диамокс, который, ингибируя карбоангидразу, нарушает тем самым канальцевую секрецию ионов водорода и их замену на ионы натрия. На этом принципе основано применение диамокса в качестве диуретика.
4. Повышение содержания в первичной моче осмотически активных веществ (глюкозы, мочевины), которые, удерживая воду в просвете канальцев, ограничивают ее реабсорбцию (осмотический диурез).
5. Денервация почки или введение адреноблокаторов.
6. Воспалительные, дистрофические, атрофические и некротические изменения эпителия канальцев и окружающей межуточной ткани, которые приводят к наиболее тяжелым нарушениям реабсорбции ионов натрия. Проявляются они понижением или полной потерей способности канальцевого аппарата концентрировать и разводить мочу. Первое состояние называется гипостенурией (относительная плотность мочи в зависимости от характера питания и водного режима колеблется около 1,010, что соответствует величине относительной плотности первичной мочи), второе — изостенурией (относительная плотность мочи равна 1,010 и не изменяется под влиянием водно-пищевого режима). При нормальной функции канальцев нефронов относительная плотность мочи колеблется в широком диапазоне — от 1,002 до 1,035 и более — благодаря способности почек ограничивать реабсорбцию воды в условиях водной нагрузки или, наоборот, усиливать всасывание воды в условиях сухоядения, Гипо- и изостенурия нередко сочетается с повышенным диурезом. Такая полиурия способствует выведению из организма "шлаков". Основные клинические и патофизиологические проявления ее обусловлены гиповолемией и гипокалиемией.
Если же при наличии гипо-, изостенурии развивается олигурия, то расстройства почечных функций и гомеостатических констант принимают более тяжелый характер.
Нарушение реабсорбции белка. Возникающая при нарушении реабсорбции белка тубулярная протеинурия может быть двух типов: 1) связанная с нарушением реабсорбции белка; 2) обусловленная поступлением в мочу белковых молекул из разрушенных клеток канальцев.
Первый тип тубулярной протеинурии наблюдается при отравлении кадмием, фенацетином, при гипоксии, ожогах, при гипервитаминозе D, трансплантации почек, септицемии, при острой недостаточности почек, при синдроме Фанкони (см. ниже), дисметаболических поражениях почек. Характеризуется невысоким содержанием в моче альбуминов и наличием преимущественно низкомолекулярных белков (до 70000) (селективная протеинурия). Поскольку в нормальных условиях эпителий канальцев осуществляет практически полную реабсорбцию указанных белков, то их появление в моче считается признаком избирательного (селективного) нарушения механизма реабсорбции.
При тяжелых формах поражения канальцевого аппарата, характеризующихся наличием грубых дистрофических изменений клеток канальцев, в моче появляются белки с большой относительной молекулярной массой (свыше 70 000). Такую протеинурию рассматривают как неселективную. В механизме ее возникновения имеет значение нарушение способности эпителия канальцев подвергать ферментативному расщеплению крупномолекулярные белки, попавшие в мочу через поврежденный клубочковый фильтр[1].
При втором типе тубулярной протеинурии в моче могут появляться гиалиновые, эпителиальные восковидные и зернистые цилиндры. Белковую основу цилиндров составляет уропротеин Тамма — Хорсфалла, продуцируемый эпителием извитых канальцев. Зернистые и восковидные цилиндры, как правило, являются признаком органического поражения почечной паренхимы.
Нарушение реабсорбции глюкозы проявляется в виде глюкозурии — выделения глюкозы с мочой. Глюкозурия внепочечного происхождения возникает во всех случаях гипергликемии, превышающей "почечный порог", — 8,8 — 10 ммоль/л (160 — 180 мг %). Почечная глюкозурия проявляется на фоне нормального или даже пониженного уровня глюкозы в крови. Наблюдается при хронических заболеваниях почек, интоксикации свинцом, ртутью, ураном, а также как наследственная аномалия, передающаяся по доминантному типу.
Основным механизмом почечной глюкозурии является снижение активности (приобретенные формы) или генетически обусловленный дефицит ферментов (гексокиназа, глюкозо-6-фосфатаза), обеспечивающих канальцевую реабсорбцию глюкозы.
В эксперименте почечную глюкозурию воспроизводят с помощью флоридзина — ингибитора фосфорилирования в клетках канальцев нефронов. Выраженные формы почечной глюкозурии сопровождаются полиурией, возникающей по механизму осмотического диуреза.
Нарушения реабсорбции неорганического фосфата и кальция. Наследственный фосфатный почечный диабет. Проявляется значительным повышением суточной экскреции фосфатов и вследствие этого снижением уровня их в плазме крови; нормальным или слегка пониженным уровнем кальция в крови, повышенной кальциурией; деминерализацией костей; различными формами рахита (у детей) и остеомаляции (у взрослых), резистентными к лечению большими дозами витамина D. В большинстве случаев заболевание имеет наследственный характер.
Фосфатный почечный диабет характеризуется первичным поражением проксимальной части канальцев нефронов в отношении их способности реабсорбировать фосфаты или повышением чувствительности канальцев нефронов к паратирину (псевдогиперпаратиреоидизм).
Наследственная остеодистрофия (псевдогипопаратиреоидизм) характеризуется такими же изменениями в крови, как и истинный гипопаратиреоз, — гипокальциемией, гиперфосфатемией. Однако применение паратирина не устраняет эти изменения и не повышает экскрецию фосфатов с мочой вследствие резистентности канальцев нефронов к действию гормонов. Считают, что такая резистентность обусловлена отсутствием или дефектом соответствующих рецепторов к паратирину в канальцах нефронов.
Нарушение реабсорбции аминокислот проявляется аминоацидурией — повышенным выделением свободных аминокислот с мочой (норма около 1,1 г/сут). Возможно нарушение транспортного механизма одной или нескольких аминокислот. Аминоацидурия характеризуется ренальной или экстраренальной тубулярной дисфункцией, может быть генетически обусловленной (первичная) или приобретенной (вторичная).
Ренальная аминоацидурия развивается на фоне нормального или пониженного (в зависимости от продолжительности и выраженности аминоацидурии) содержания аминокислот в плазме крови.
Основным механизмом возникновения ренальной аминоацидурии является наследственно обусловленный дефицит ферментов или коферментов, участвующих в транспорте аминокислот. Описаны наследственные тубулярные синдромы, характеризующиеся цистинурией, глицинурией и др. Большинство из них сопровождается симптомами мочекаменной болезни и ее осложнений.
Аминоацидурия экстраренального происхождения в некоторых случаях является следствием наследственных заболеваний обмена веществ и вторичного поражения канальцев в связи с увеличенным содержанием в крови аминокислот (фенилкетонурия, лейциноз, гиперпролинемия, гиперглицинемия, цистиноз, оксалоз и др.). Нарушение реабсорбции аминокислот вызвано недостаточностью ферментов из-за "перегрузки" транспортного механизма или токсического действия на почки продуктов промежуточного обмена.
При этом могут наблюдаться нарушения ацидо-, аммониогенеза, водно-электролитного обмена, протеинурия, глюкозурия, кальцийурия. Нередкими являются кальцификация различных структур почек (нефрокальциноз), развитие почечнокаменной болезни.
Аминоацидурия может развиваться также как следствие усиленного катаболизма белков, нарушения промежуточного обмена аминокислот в условиях гипоксии, голодания, дефицита никотиновой к ислоты, витаминов группы В, при ожоговой болезни, при обширном инфаркте миокарда, тяжелых поражениях печени. Ее возникновение связано с гипераминоацидемией и "перегрузкой" транспортного механизма канальцев нефронов.
Комбинированные тубулопатии. Анатомическая близость и определенная биохимическая общность (энергозависимость процесса) механизмов, обеспечивающих реабсорбцию глюкозы, фосфатов, аминокислот, способствуют появлению сочетанных нарушений указанных канальцевых функций и соответствующих тубулярных синдромов. Наиболее известные из них — глюкофосфатный диабет, глюкозурия с аминоацидурией, сочетанное нарушение реабсорбций аминокислот и гидрокарбонатов, фосфатов и некоторых аминокислот. Самым сложным по проявлению и тяжелым по клиническому течению является синдром Фанкони. Для этого генетически обусловленного состояния характерно одновременное нарушение реабсорбции глюкозы, фосфатов, гидрокарбонатов, аминокислот, а также развитие канальцевого ацидоза (вследствие потери гидрокарбонатов) и гипокалиемии. В некоторых случаях наблюдаются нарушение концентрационной способности почек и обезвоживание организма вследствие осмотического диуреза. Как правило, это состояние сопровождается гипофосфатемическим рахитом с нормокальциемией, резистентным к лечению витаминами группы D.
Клиническую картину, близкую к таковой при синдроме Фанкони, наблюдали при интоксикации солями тяжелых металлов (ртуть, свинец, уран).
Нарушения канальцевой секреции. Ведущим тубулярным синдромом, в основе которого лежит нарушение канальцевой секреции, является канальцевый ацидоз.
Основной механизм развития канальцевого ацидоза — торможение аммонио- и ацидогенеза и секреции Н+ в канальцах нефронов, что затрудняет взаимозависимую реабсорбцию Na+ и гидрокарбонатов и выведение из организма кислых продуктов в виде титруемых кислот.
Конкретные причины и механизмы торможения секреции ионов водорода при канальцевом ацидозе не установлены. Полагают, что он возникает при нарушении ферментативных процессов цикла Кребса и недостаточности канальцевой глутаминазы, участвующей в образовании аммиака из глутамина.
Чаще всего канальцевый ацидоз является следствием тубулоинтерстициального синдрома — особой формы поражения почек, для которой характерно развитие атрофии эпителия канальцев нефронов, в основном дистальной части их, в сочетании с выраженным склерозом стромы и нарушением основных канальцевых функций в ответ на различные токсические, метаболические, физические (ионизирующая радиация) и инфекционные воздействия.
Нарушение секреции мочевой кислоты сопровождается повышением концентрации в крови мочевой кислоты и ее солей (гиперурикемия) и развитием почечной формы подагры. Соответствующий дефект является наследственно обусловленным и передается по доминантному типу.
Нарушение секреции чужеродных веществ (лекарственных — антибиотики, красящих — фенолрот, йодсодержащих контрастных препаратов). Наблюдается при поражениях почек с выраженным тубулоинтерстициальным синдромом. Задержка в крови в связи с нарушением секреции некоторых чужеродных веществ, в частности пенициллина и продуктов его превращения, может сопровождаться токсическими проявлениями.
[1] Неселективная протеинурия свидетельствует о повреждении всего нефрона — повышении проницаемости клубочковой мембраны и повреждении эпителия канальца.
