10

Почки

Патофизиология почек.

Лекция N1.

Почки обеспечивают динамическое постоянство внутренней среды организма по многим жизненно важным показателям:

1. Почки выводят ненужные продукты обмена веществ и чужеродные вещества.

2. Почки поддерживают постоянный объем воды в кровеносном русле (соответственно во всем организме).

3. Почки отвечают за постоянство осмотической концентрации внеклеточной жидкости.

4. Контролируют электролитный состав плазмы.

5. Контролируют кислотно-основное равновесие.

6. Участвуют в регуляции АД, кроветворения, свертывания крови.

7. Участвуют в метаболизме (разрушают некоторые гормоны – инсулин, гастрин, ангиотензин, АДГ и др., участвуют в глюконеогенезе…). Нетрудно понять, что повреждение почек отражается на многих важнейших функциях организма, а полное их выключение несовмести­мо с жизнью. Главной функционально-структурной единицей почки является нефрон, состоящий из клубочка и канальцевого аппарата. Повреждение этих структур приведет к появлению ряда мочевых симптомов.

Причины и механизмы нарушения клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции.

В патологии наиболее серьезным нарушением со стороны почек является уменьшение или полное прекращение образования первичной мочи.

Причины уменьшения клубочковой фильтрации:

1. При уменьшении площади фильтрации — когда нефроны гибнут или временно выходят из строя.

2. При уменьшении гидростатического давления. Это может быть при снижении системного АД (шок, коллапс), или при нарушениях проходимости в почечных артериях (атеросклероз, спазм, тромбоз почечных сосудов).

3. При повышении онкотического давления в плазме. Например, при сгущении крови в силу обезвоживания.

4. При нарушении оттока мочи. Например, закупорка мочеточника камнем — происходит повышение давления в канальцах и, естествен­но в капсуле Шумлянского, что может вызвать уменьшение или пол­ное прекращение мочеобразования — олигурию или анурию.

Это наиболее серьёзные количественные нарушения со стороны мочи. Повреждения клубочкового фильтра вызывают и качественные изменения. Причины наиболее часто встречающегося отклонения со стороны мочи- протеинурии — (появление белка в моче; у здорового человека белка в ней почти нет):

1. Повышение проницаемости клубочкового фильтра и, прежде все­го, базальной мембраны, а также повреждение ножек подоцитов.

2. Снижение отрицательного заряда капиллярного фильтра под воз­действием иммунного комплекса, что облегчает прохождение молекул белка, тоже имеющего отрицательный заряд.

В патогенезе протеинурии принимают участие не только повреж­дение клубочкового аппарата, но и другие причины:

3. Нарушение реабсорбции белка эпителием проксимального канальца.

4. Появление в плазме аномальных белков, которые способны прони­кать через не- поврежденный фильтр.

5. Усиление продукции канальцами почечного белка (уромукоида).

Следствием повреждения клубочкового фильтра является также гематурия (эритроциты в моче) и лейкоцитурия (увеличение коли­чества лейкоцитов в моче, в норме их не более 3—5 в поле зрения).

Эти симптомы в основном связаны с патологией клубочкового аппарата.

Нарушения со стороны канальцевого аппарата тоже приводят к изменениям со стороны мочи. Необходимо вкратце вспомнить важней­шие функции почечных канальцев.

Проксимальный извитой каналец предназначен для активного возврата из первичной мочи жизненно необходимых составных эле­ментов — белки, глюкоза, аминокислоты, электролиты и прочие ком­поненты. Так как эпителий этого сегмента свободно пропускает воду в интерстиций, то вода в эквивалентном количестве пассивно всасывается вслед за реабсорбцией необходимых компонентов. Все это приводит к тому, что в просвете канальца движется изотони­ческая жидкость. Эти особенности функции позволяют понять, поче­му повреждение проксимального канальца приводит к увеличению диуреза. Как только повреждается эпителий, он перестает всасывать вещества в прежнем количестве, следовательно, их больше остается в канальцах. В эквивалентном количестве уменьшается всасывание воды. Нагрузка на оставшуюся часть нефрона резко возрастает, а так как они обладают относительно низкой реабсорбционной способ­ностью, это ведет к увеличению количества мочи — полиурии (а также к потере электролитов). Далее из проксимального канальца изоосмотичная жидкость поступает на обработку в петлю Генле, ко­торая у юкстамедуллярных нефронов, в отличие от других, вся рас­положена в мозговом веществе. В нем, в отличие от коркового, очень высокая осмотическая концентрация, которая создается пре­жде всего за счет усиленного извлечения NaCl из содержимого вос­ходящего колена петли Генле. Для воды эта часть петли Генле неп­роницаема. Это приводит к повышению осмоса в мозговом слое за счет чего создается сила, которая увлекает воду из нисходящего колена петли Генле, так что моча в восходящее колено поступает концентрированной. Из петли Генле гипотоничная жидкость перехо­дит в дистальный сегмент нефрона. Здесь и далее всасывание воды регулируется АДГ (вазопрессином), всасывание NaCl — альдостеро­ном. Далее жидкость следует в собирательные трубки, которые, пронизывая мозговой слой, попадают в условия с высокой осмотической концентрацией. Здесь, в случае необходимости, может быть извлечено максимальное количество воды, и моча будет очень кон­центрированной. Этот процесс также регулируется АДГ. В патологии или при избытке воды в организме, может уменьшиться выработка АДГ и вода не сможет проникнуть через стенку собирательной труб­ки. Мочи будет много — полиурия с низкой концентрацией (нормальный диурез – 25-30 мл/кг). Устойчи­вое повышение плотности мочи именуется гиперстенурия, устойчивое понижение – гипостенурия, когда плотность мо­чи не поднимается выше 1018 — 1020. Если плотность мочи приближается к плотности плазмы без белка и глюкозы, то есть станет равной 1010 — 12 и не меня­ется в течение длительного времени, такой симптом называется изостенурией. Это показатель неспособности почек концентрировать или разводить мочу, а это означает, что почка утратила способ­ность регулировать водный обмен, т.е. является признаком недос­таточности одной из главнейших функций почек. В этом случае го­ворят о почечной недостаточности.

Сочетание изостенурии с олигурией является одним из симпто­мов почечной недостаточности тяжелой степени. В данном случае говорят о тотальной почечной недостаточности.

Причины нарушения концентрационной способности почек.

1. Уменьшение гиперосмоса мозгового слоя почек. Это может прои­зойти в двух случаях: а) поражение эпителия канальцев (хроничес­кий нефрит, хронический пиелонефрит), вследствие чего эпителий канальцев перестает реабсорбировать электролиты и они не посту­пают в мозговой слой; б) в силу усиленного вымывания осмотически активных веществ из мозгового слоя за счет возрастания кровотока в сосудах мозгового слоя, например, из-за сброса крови из корко­вого слоя в мозговой при острой почечной недостаточности.

2. Увеличение скорости движения мочи по канальцам в силу увели­чения объема первичной мочи в каждом оставшемся нефроне. Это вы­зывает перегрузку канальцевого аппарата, эпителий которого не справляется с таким объемом работы. Подобный механизм отмечают при хроническом нефрите на стадии склерозирования почечной тка­ни, когда остается мало функционирующих нефронов.

3. Повышение осмотической концентрации первичной мочи ведет к уменьшению разницы между осмотической концентрацией мочи и мозгового слоя, что ограничивает реабсорбцию воды.

4. Снижение чувствительности канальцев к АДГ.

Этиология и патогенез гломерулонефритов.

Гломерулонефриты — это большая группа заболеваний почек, разных по этиологии, патогенезу, морфологии, клинике.

Гломерулонефрит — это воспаление почек, которое на первых этапах развивается преимущественно в клубочках в ответ на появ­ление иммунных комплексов.

В случае постоянного воспроизводства иммунных комплексов, процесс в почках приобретает хроническое течение, вовлекая все новые почечные структуры, что постепенно ведет к развитию нефросклеро­за.

Говоря об этиологии, следует прежде всего остановиться на наиболее распространенных антигенах, которые играют роль причин­ных факторов.

Экзогенные антигены — антигены нефритогенных штаммов - ге­молитического стрептококка группы А (ангины, фарингит, отит, дерматит и др.), реже антигены стафилококков, вирусов и пр., а также некоторые лекарственные препараты (препараты, содержащие золото, противодиабетические, антибиотики типа цефалоспорина), чужеродные белки.

Эндогенные антигены — антиген базальной мембраны клубочка, антиген ядра клетки при системной красной волчанке, иммуноглобу­лин при ревматоидном артрите, опухолевые антигены (миеломная бо­лезнь). Особенно подвержены возникновению гломерулонефритов лица, имеющие дефекты системы комплемента, в частности, таких его компонентов: C1q, C2r, C2, C7. И, наконец, нужно отметить, что охлаждение организма является одним из самых частых провоцирую­щих факторов.

После образования антител на соответствующий антиген изме­нения в клубочках могут разворачиваться тремя путями:

1) более распространенный — когда циркулирующие в крови иммунные комплексы, состоящие из антигена — антитела — комплемента, про­ходя через клубочек, там задерживаются;

2) иммунный комплекс может образоваться на месте в клубочке, когда циркулирующее антитело соединяется с антигеном, уже фикси­рованном в капиллярах клубочка (антиген стрептококка заряжен по­ложительно, поэтому легко внедряется в отрицательно заряженную мембрану);

3) в качестве антигена выступает элемент базальной мембраны, к которому присоединяется антитело с привлечением комплемента (этот путь встречается у 5%). Такой вариант связан с тем, что в результате нарушения метаболизма вещества базальной мембраны на­капливаются различные фрагменты базальной мембраны с измененной антигенной структурой. Этот механизм приводит, как правило, к развитию злокачественного (быстропрогрессирующего) нефрита.

Глубина проникновения иммунного комплекса будет зависеть от его размера, растворимости, электрического заряда, а также от особенностей самого организма.

Поскольку наибольшим отрицательным зарядом обладает внешний слой базальной мембраны, естественно, что даже отрицательно за­ряженные иммунные комплексы могут внедряться в толщу базальной мембраны, а нейтральные могут проходить через нее. Иммунный комплекс может располагаться субэндотелиально, интермембранозно, в мезангии или субэпителиально. В зависимости от глубины проник­новения иммунного комплекса реакция может быть преимущественно или со стороны эндотелия, либо мезангия, либо подоцитов или эпителия париетальной оболочки капсулы Шумлянского. К тому же на характе­ре этой реакции отражаются конституциональные особенности орга­низма. В клубочках могут возникнуть изменения, затрагивающие все его структуры, тогда говорят о глобальном поражении клубочка: могут быть представлены изменения лишь отдельных его структур, тогда речь идет о сегментарном поражении. Все это, в конечном итоге, и определяет разнообразие клинических проявлений и форм нефритов, а также их течение: есть острые нефриты (заканчивающи­еся, как правило, выздоровлением), есть такие, которые с самого начала будут протекать хронически и в большинстве случаев ведут к развитию ХПН, есть особо стоящие — злокачественные нефриты. Они начинаются остро и в течение нескольких месяцев (6-12мес.) ведут к развитию почечной недостаточности и гибели.

Сначала разберем, что же происходит в почках при появлении иммунных комплексов? И сделаем это на примере острого гломеруло­нефрита. Он чаще развивается в ответ на стрептококковый антиген, поэтому его так иногда и называют острый постстрептококковый гломерулонефрит. Иммунный комплекс появляется в почках уже к 6-10 дню после стрептококковой инфекции, а максимальное его ко­личество — 10-20 день.

Комплекс антиген — антитело активизирует систему комплемен­та, кининов, свертывающуюся систему.

С этого момента начинаются лавинообразные изменения в поч­ках. Так называемый мембранный атакующий комплекс комплемента (С7,8,9), образующийся после активации комплемента, вызывает лизис клеток клубочков и повреждает базальную мембрану с образова­нием в ней “трещин”.

Активизированные хемотаксические фрагменты комплемента (С3а и С5,6,7) притягивают моноциты, нейтрофилы, тромбоциты. Им­мунный комплекс и комплемент активизируют нейтрофилы и моноциты и они начинают поглощать в несколько раз больше О₂. В результате этого образуются свободные кислородные радикалы — токсические метаболиты — тоже повреждающие базальную мембрану и клетки клу­бочка как непосредственно, так и через активацию лейкоцитарных литических ферментов. Базальная мембрана повреждается также не­которыми простагландинами и лейкотриенами (метаболиты арахидо­новой кислоты, освобождающеся из мембран лейкоцитов и клеток клубочка в основном под влиянием свободных радикалов).

Кинины, вызывая контракцию эндотелиальных клеток, обнажают базальную мембрану и увеличивают ее проницаемость. И, наконец, проницаемость базальной мембраны значительно нарастает под влия­нием фактора, активирующего тромбоциты (ТАФ), который освобожда­ется из тучных клеток, нейтрофилов и моноцитов под влиянием ан­тител.

Итак, в ответ на появление в клубочке иммунного комплекса и в ответ на повреждение структур клубочка разворачивается воспа­лительный процесс.

Повреждение базальной мембраны и повышение ее проницаемости способствует протеинурии и гематурии.

Устремляющиеся сюда тромбоциты, для временного прикрытия поврежденных участков эндотелия капилляров и стимуляции пролифе­рации эндотелиальных клеток, в тоже время будут способствовать тромбообразованию. Все это нарушает микроциркуляцию, развивается гипоксия, что усугубляет повреждение. В ответ на повреждение ба­зальной мембраны и присутствие иммунного комплекса начинают свою естественную реакцию подоциты и мезангиоциты, которые участвуют в поглощении иммунных комплексов и синтезе вещества для восста­новления базальной мембраны.

При благоприятном течении острый воспалительный процесс за­канчивается репарацией клубочковых структур и выздоровлением. Но так процесс развивается не всегда.

В случае злокачественного нефрита, когда антитела действуют против базальной мембраны — она вздувается, появляются очаговые разрывы, через которые в капсулу свободно проникают эритроциты, фибриноген, а также моноциты, которые обладают тканевым тромбопластином, т.е. способствуют выпадению нитей фибрина в капсуле Шумлянского. Фибрин, наряду с тромбоцитами, лейкотриеном С₄, яв­ляется мощным стимулом пролиферации клеток, выстилающих капсулу Шумлянского. Так формируются полулуния, которые сдавливают клубо­чек, что быстро приводит к его гибели.

Другие изменения в клубочках дают повод предполагать, что течение нефрита будет хроническим.