|
|
Методические разработки
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ПОЧЕК
Общеизвестно, что поддержание постоянства внутренней среды организма обеспечивается рядом функциональных систем и внутренних органов, среди которых почки, система мочеобразования и мочевыделения занимают одно из ведущих мест.
Почки принимают участие б регуляции:
объема циркулирующей крови;
осмотического давления крови;
ионного баланса;
кислотно-основного состояния;
экскреции конечных продуктов азотистого обмена;
экскреции избытка органических веществ, которые
поступают в организм с пищей или образуются в процессе
метаболизма;
уровня АД;
эритропоэза;
синтеза биологически активных веществ и фермен
тов;
метаболизма белков, жиров и углеводов;
экскреции экзотоксинов.
Таким образом, разнообразие процессов, в регуляции которых принимают участие почки, обусловливает всю сложность и опасность клинических проявлений, которые возникают при развитии острой почечной недостаточности (ОПН). Ведущими симптомами в клинической картине ОПН являются признаки нарушения выделительной функции почек, которую лишь частично компенсируют другие органы.
Почки — это парный орган бобовидной формы, расположенный в забрюшинном пространстве с обеих сторон
позвоночного столба на уровне Тхи и Ц_1Г Посредине медиального края расположены почечные ворота (hilus rcnaie), через которые проходят кровеносные и лимфатические сосуды, нервы и мочеточник. Правая почка расположена ниже левой. Масса обеих почек в среднем составляет около 300—400 г, при этом масса левой почки несколько больше правой.
По структуре и связанной с ней функцией почка является трубчатой железой. Основной структурно-функциональной единицей почки является неф-рон. В каждой почке содержится около 1,2—1,3 млн нефронов.
В зависимости от локализации, размера почечных клубочков и длины петель различают суперфициальные (20—30 %), интракортикальные (60—70 %) и кжстамедуллярные (10—15 %) нефроны. Несмотря на некоторые отличия, принципиальная схема строения и функции нефронов одинаковы.
Строение нефрона:
почечное, или мальпигиево, тельце;
проксимальный извитый каналец;
петля Генле (петля нефрона);
дистальный извитый каналец;
собирательная трубочка.
Начинается нефрон с капсулы Щумлянского— Боумена, в которой расположен клубочек капилляров — почечное, или мальпигиево, тельце. Клубочек — это разветвление ветвей приносящей артериолы (vas afferens) на 20—40 капилляров, которое собирается в выносящую артериолу (vas efferens). Диаметр приносящей артериолы в два раза превышает диаметр выносящей. После выхода из клубочка эфферентная аргериола вновь разветвляется на капилляры, образуя густую сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Особенностью кровообращения юкстамедуллярного нефрона является то, что эфферентная артериола не распадается с образованием околоканальцевой капиллярной сети, а образует прямые сосуды, которые располагаются в мозговом веществе почки.
Проксимальный извитый каналец начинается от капсулы Шумлянского— Боумена и располагается в корковом веществе почки. Следующая часть нефрона — петля Генле — состоит из нисходящего и восходящего колен извитого канальца и расположена в мозговом веществе почки.
В корковом (кортикальном) веществе почки продолжается восходящая часть петли Генле, которая переходит в дистальный извитый каналец, превращающийся в собирательные трубочки.
В месте контакта дистального канальца с афферентной артериолой располагается группа клеток — так называемое плотное пятно (macula densa), которое входит в состав юкстагломерулярного аппарата (ЮГА).
Состав ЮГА:
гранулярные клетки — v. afferens (секретируют ренин);
клетки мезангия клубочка;
клетки плотного пятна (дистального канальца).
Клетки ЮГА реагируют на степень растяжения афферентной артериолы и уровень концентрации ионов натрия в моче дистального канальца.
Давление в сосудах почки на разных этапах почечного кровотока изменяется ступенчато. Недавние исследования показали, что фильтрационное давление в капиллярах клубочков составляет около 45 мм рт. ст., т. е. ниже, чем это было принято считать ранее (60 мм рт. ст.) (в капиллярах других тканей — 30— 50 мм рт. ст.).
Структура кровеносной системы почки подчиняется механизмам ауторе-гуляции почечного кровотока. Этот процесс обеспечивается наличием двух путей кровообращения в почках: большим (корковым) и малым (юкстамедул-лярным). В физиологических условиях 85—90 % крови проходит через корковые сосуды и лишь 10—15 % — через юкстамедуллярные. При определенных условиях основная масса крови может циркулировать через юкстамедуллярные сосуды — тогда этот путь становится своеобразным шунтом (шунт Труэта, J. Trueta), благодаря чему значительная часть крови не проходит через корковое вещество почки, что приводит к ее избирательной ишемизации и возникновению корковых некрозов почки. Перераспределение кровотока в почках регулируется нервно-рефлекторными и гуморальными механизмами ауторе-гуляции. Таким образом, почки способны поддерживать постоянное давление в капиллярах клубочков даже при значительных колебаниях системного АД (от 90 до 190 мм рт. ст.). При снижении АД менее 70 мм. рт. ст. происходит срыв механизмов ауторегуляции почечного кровотока, вследствие чего уменьшаются_процессы фильтрации в почечных клубочках.
По интенсивности кровоснабжения почки занимают первое место в организме среди других органов. Суммарный кровоток в них составляет 20 — 25 % ударного объема сердца. Кровоток в ткани почки из расчета на 100 г ее массы в 4 раза больше, чем в печени и тренированных мышцах, и в 8 раз больше, чем в мышце сердца.
Тонус артериол регулируют гормоны и вазоактивныс субстанции, большинство из которых образуются непосредственно в почке.
Несмотря на наличие систем ауторегуляции почечного кровообращения, во время стрессовых ситуаций кровоток в почках может изменяться до практически полного прекращения, которое сопровождается нарушением процессов мочеобразования.
Согласно современным представлениям, образование конечной мочи является результатом 3 основных процессов — фильтрации, реабсорбции и секреции.
Процессы фильтрации. Фильтрация воды и низкомолекулярных компонентов плазмы крови через клубочковый фильтр обусловлена разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (70 мм рт. ст.), суммой онкотического давления белков плазмы крови (30 мм рт. ст.) и капсу-лярного давления (20 мм рт. ст.). Эффективное фильтрационное давление (ЭФД), которое определяет скорость клубочковой фильтрации, составляет 20 мм рт. ст. (70 мм рт. ст. — 30 мм рт. ст. — 20 мм рт. ст.) и является необходимым условием для обеспечения процессов фильтрации в почках. Площадь общей поверхности капилляров клубочка составляет 1,5 м2.
Почечный фильтр состоит из 3 уровней: фенестрированного эндотелия капилляров почечного клубочка, базальной мембраны и подоцитов капсулы.
Процесс фильтрации сопровождается избирательной проницаемостью фильтра, которая зависит от размера и заряда веществ. Молекулы радиусом менее 2,5 нм и молекулярной массой менее 5500 кДа (вода, различные ионы, глюкоза, мочевина и др.) свободно проникают через этот барьер, вещества с молекулярной массой 80 000 кДа и более не могут его преодолеть. Отрица-
тельный заряд клеток эндотелия, базальной мембраны и ножек отростков по-доцитов также препятствует фильтрации некоторых молекул. Так, например, молекулы альбумина (молекулярная масса — 69 000 Дальтон, радиус — 3,6 нм), которые при физиологических значениях рН среды имеют отрицательный заряд, не проходят через почечный фильтр по причине отрицательного заряда, а не размера.
При нормальных условиях в просвет капсулы нефрона проникают: инсулин, около 22 % яичного альбумина, 3 % гемоглобина (молекулярная масса — 64 500 Дальтон), менее 0,01 % сывороточного альбумина, 75 % миоглобина. Вариабельность размера пор в клубочках обусловливает проникновение в первичную мочу незначительного количества высокомолекулярных белков даже у здорового человека, при этом прохождение объемных молекул через почечный фильтр зависит не только от размера, но и от конфигурации молекулы и ее пространственного соответствия форме поры.
Таким образом, процесс ультрафильтрации в почках происходит благодаря ЭФД и проницаемости клубочкового фильтра (высокой — для воды и ионов, низкой — для белков), которая зависит от заряда, размера веществ и формы пор.
Скорость клубочковой фильтрации у здорового человека составляет ПО— 120 мл/мин. В течение суток образуется 150—180 л фильтрата, или первичной мочи. Вся плазма крови очищается почками около 60 раз в сутки.
Процессы канальцевойреабсорбции. Следующий этап мочеобразования — это канальцевая реабсорбция, которая происходит во всех отделах нефрона. Механизмы реабсорбции имеют отличия в зависимости от отдела нефрона.
В проксимальном извитом канальце нефрона реабсорбируется 2/3 объема профильтрованной воды, полностью реабсорбируются аминокислоты, глюкоза, витамины, белки, микроэлементы, значительное количество ионов натрия, гидрокарбоната, хлора и др. В других отделах нефрона всасываются лишь ионы и вода.
Реабсорбция ионов натрия и хлора является наиболее значительным по объему и энергетическим затратам процессом. Таким образом, до петли Генле доходит около 1/3 объема профильтрованной жидкости. В петле Генле механизмы реабсорбции воды и ионов натрия и хлора существенно отличаются от таковых в других частях нефрона.
К дистальным извитым канальцам и собирательным трубочкам поступает около 15 % первичного фильтрата, при этом ионы калия не только реабсорбируются, но и секретируются при его избытке в организме.
Осмотическое концентрирование мочи. В собирательных трубочках ос-молярность мочи зависит от проницаемости их стенки для воды (регулируется вазопрессином или антидиуретическим гормоном (АДГ)) и ионов натрия (регулируется альдостероном). Также значительную роль в осмотическом концентрировании мочи играет накопление мочевины и ее внутрипочечный кругооборот. АДГ повышает проницаемость стенки собирательных трубочек в мозговом веществе почки не только для воды, но и для мочевины, которая диффундирует к нему. Это объясняет уменьшение экскреции мочевины при
 уменьшении частоты мочеиспусканий. Таким образом, дистальные сегменты нефронов и собирательные трубочки играют основную роль в регуляции объема окончательной мочи и ее осмолярности.
Важную роль в осмотическом концентрировании мочи играют прямые сосуды мозгового вещества почки, которые так же, как канальцы петли Генле, образуют противоточно-множительную систему. Благодаря особенностям их расположения: обеспечивается эффективное кровоснабжение мозгового вещества почки, но не происходит вымывание осмотически активных веществ. Значение v. Recta, как противоточного обменника, тем больше, чем медленнее в них кровоток.
Регуляция КОС. Механизм регуляции КОС почками реализуется путем секреции клетками в просвет канальцев ионов водорода с помощью фермента карбоангидразы. Общая экскреция почкой кислот состоит из 3 компонентов: выделения НСО3, титрованных кислот и NH4+. Экскреция ионов калия также тесно связана с регуляцией КОС: алкалоз сопровождается усилением выведения ионов калия с мочой, ацидоз, наоборот, уменьшением.
Процессы канальцевой секреции. Метаболические преобразования белков и нуклеиновых кислот сопровождаются образованием продуктов азотистого обмена, которые в последующем выводятся почками. Основными из них являются мочевина, мочевая кислота и креатинин. Мочевая кислота фильтруется в клубочках, реабсорбируется в канальцах и затем частично секретирует-ся в просвет нефрона. Креатинин, как и мочевина, свободно фильтруется в почечных клубочках, но с мочой выводится весь профильтрированный креатинин, тогда как мочевина частично реабсорбируется в почечных канальцах.
Важной инкреторной функцией почки является синтез эритрогенина, который преобразует неактивный эритропоэтиноген в эритропоэтин и тем самым стимулирует эритропоэз в костном мозге.
Метаболическая функция почек. Важной функцией почек является их участие в обмене белков, углеводов и липидов. Клетки проксимального канальца нефрона расщепляют белки до аминокислот, которые через базальную плазматическую мембрану транспортируются во внеклеточную жидкость, а затем в кровь, что позволяет поддерживать и восстанавливать в организме аминокислотный фонд.
В почках возможен процесс глюконеогенеза: при продолжительном голодании почки способны синтезировать половину от общего количества поступающей в кровь глюкозы.
Участие почки в липидном обмене проявляется возможностью включения свободных жирных кислот ее ткани в состав ацилглицерина и фосфолипидов.
Нервная регуляция функции почек. Функция почек, как и других внутренних органов, подчинена не только безусловно-рефлекторной регуляции, но также контролируется корой головного мозга. Известно, что прекращение мочевыделения при болевом раздражении может реализовываться условно-рефлекторным путем. Механизм болевой анурии основан на активации гипотала-мических центров, вследствие чего стимулируется секреция АДГ нейрогипо-физом. Кроме этого, повышается тонус симпатической части автономной не-
 рвной системы и усиливается секреция катехоламинов, что приводит к резкому уменьшению мочеобразования вследствие снижения клубочковой фильтрации и повышения канальцевой реабсорбции воды.
Условно-рефлекторным путем регулируется не только уменьшение, но и увеличение диуреза. Механизм условно-рефлекторной полиурии основан на проведении нервных импульсов от коры головного мозга к гипоталамусу с дальнейшим снижением секреции АДГ.
Нервной регуляции также подчинены функционирование ЮГА, процессы реабсорбции и канальцевой секреции. Афферентные нервные волокна играют существенную роль в реализации рено-ренальных рефлексов.
Процесс мочевыделения
Диурез. При нормальных условиях суточный диурез у человека составляет около 1—1,5 л. Концентрация осмотически активных веществ в моче зависит от диуреза и может варьировать от 50 до 1400 мосмоль/л, что соответствует изменению относительной плотности мочи от 1001 до 1033. Диурез уменьшается при значительном потовыделении, повышении температуры тела и окружающей среды, во время сна.
Мочевыделение. Наполнение мочевого пузыря сопровождается повышением внутрипузырного давления и растяжениям его стенок, что завершается сложным рефлекторным актом мочеиспускания.
Ведущим фактором, провоцирующим раздражение механорецепторов мочевого пузыря, является растяжение его стенок, при этом существенную роль играет скорость наполнения мочевого пузыря: при быстром наполнении им-пульсация в афферентных волокнах тазового нерва резко повышается. После опорожнения мочевого пузыря напряжение его стенок и импульсация уменьшаются. Первые позывы к мочеиспусканию у взрослого человека возникают при наполнении мочевого пузыря около 150 мл, а усиление нервных импульсов происходит при увеличении объема мочи до 300 мл.
Возрастные особенности структуры и функционирования почек. У новорожденных почечный кровоток и гломерулярная фильтрация в несколько раз меньше, чем у взрослого человека, и достигают необходимого уровня в возрасте двух лет. В почках грудного ребенка недостаточно эффективно происходит осмотическое концентрирование мочи, действие АДГ не столь значительно, что связано с незрелостью структурных элементов почек. Значительную роль в низком уровне осмотического концентрирования мочи у детей первых месяцев жизни играет высокая степень утилизации белков и обусловленная этим низкая концентрация мочевины в крови и моче, в мозговом веществе почки.
Угасание функции почек начинается в возрасте 45—50 лет, что связано со склеротическими процессами в почечных сосудах и постепенной инволюцией почечных клубочков.
ЭТИОПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ОПН
Почки, система мочеобразования и мочевыделения занимают одно из ведущих мест среди внутренних органов и систем человека, ответственных за поддержание постоянства внутренней среды организма. Нарушение или полное прекращение работы почек сопровождается клиническими симптомами и синдромами, которые отражают изменения во многих звеньях гомеостаза. Тягчайшим проявлением нарушений функционирования почек является острая почечная недостаточность (ОПН), которая является не самостоятельной нозологической единицей, а осложнением течения разнообразных патологических состояний.
Острая почечная недостаточность — это синдром, обусловленный внезапным снижением или полным прекращением функции почек и сопровождающийся олиг- и/или анурией, гиперазотемией, нарушениями ВЭБ и КОС,
Основными причинами ОПН у взрослых являются политравма и оперативные вмешательства на сердце и магистральных сосудах. Частота госпитальной ОПН составляет 30—40 %, еще 15—20 % приходится на акушерско-гине-кологическую ОПН.
Классификация
Классификация ОПН в зависимости от локализации и механизмов развития:
преренальная (гемодинамическая), обусловленная острым нарушением
почечного кровоснабжения или микроциркуляции;
ренальная (паренхиматозная), обусловленная повреждениями почеч
ной паренхимы;
постренальная (обструктивная), обусловленная острым нарушением
оттока мочи.
Классификация ОПН в зависимости от степени тяжести:
I степень (легкая) — повышение уровня креатинина в плазме крови в
2-3 раза;
II степень (средняя) — повышение уровня креатинина в плазме крови в
4—5 раз;
III степень (тяжелая) — повышение уровня креатинина в плазме крови
более чем в 6 раз.
Диагностика. Основными диагностическими критериями ОПН являются олигурия и анурия, при этом важна дифференциальная диагностика функциональной задержки мочи и сформированной ОПН. Суточный диурез при олигурии составляет менее 500 мл, при анурии — 100 мл.
Диагностика постренальной (обструктивной) олигурии не представляет трудностей. Больные жалуются на боль по ходу мочевыводящих путей, нередко приступообразного характера, которая мигрирует по степени прохождения конкремента. В моче — макрогематурия, свежие эритроциты, высокий уровень солей при нормальной или повышенной концентрации электролитов и азотистых соединений.
Сложнее дифференцировать преренальную и ренальную олигурии (табл. 1), особенно на фоне артериальной гипотензии, когда олигурия обусловлена уменьшением почечного кровотока (преренальная ОПН) или развитием на ее фоне морфологических изменений нефронов (ренальная ОПН).
Таблица 1. Диференциально-диагностические признаки преренальной и реналь-ной олиг- и анурии
г -Преренальная Ренальная
Показатель
олиг-, анурия олиг-, анурия
Относительная плотность мочи > 1012 < 1012
К онцентрация ионов натрия в моче, ммоль/л < 30 > 30
Н атрий мочи / калий мочи < 0,20 > 3,5
Мочевина мочи / мочевина плазмы крови > 20:1 < 10:1
Креатинин мочи / креатинин плазмы > 30:1 < 10:1
О смолярность мочи / осмолярность плазмы > 1,8:1 < 1,2:1
крови
Осмолярность мочи, мосм/л > 400 < 350
Маннитоловая проба Положительная Отрицательная
Почасовой диурез после внутривенной инфу- > 40 мл < 40 мл
зии 100 мл 20 % раствора маннитола
|
|
|
Скачать 2.11 Mb.