Навигация по сайту

Навигация по сайту

Реклама

Реклама

Яндекс.Метрика

Патология канальцев. Нарушения реабсорбции и секреции


При прохождении по системе канальцев клубочковый фильтрат подвергается значительным изменениям. Это происходит вследствие наличия в канальцах процессов диффузии, реабсорбции и секреции, а также поступления в провизорную мочу веществ, которые синтезируются в канальцевых клетках.

Процессы, происходящие в канальцах, являются исключительно сложными и могут быть описаны пока лишь схематически. Клетки почечных канальцев обладают специализированными системами активного транспорта и переносят различные вещества из просвета нефрона в кровь (реабсорбция) или в обратном направлении (секреция) против высокого концентрационного и электрохимического градиента.

В основе реабсорбции лежат следующие механизмы:

I. Диффузия по градиенту концентрации — таким образом осуществляется пассивная реабсорбция мочевины. Мочевина — неполярное низкомолекулярное соединение — легко проникает через клеточные мембраны. Это вещество беспрепятственно фильтруется в клубочках. В проксимальных отделах нефрона вследствие реабсорбции воды мочевина концентрируется; при этом возникает через канальцевый градиент концентрации, приводящий к диффузии мочевины в кровь. Однако эта диффузия осуществляется недостаточно быстро для того, чтобы содержание ее в канальцевом фильтрате сравнялось с содержанием в плазме крови. При повышении скорости тока фильтрата в канальцах время, в течение которого мочевина может реабсорбироваться, снижается, а значит, снижается ее реабсорбция и, соответственно, возрастает та часть отфильтрованной мочевины, которая выводится с мочой. Клиренс мочевины зависит от диуреза. Таким образом, имеет место внутрипочечный круговорот мочевины.

Похожий механизм лежит в основе неионной диффузии ряда слабых органических кисло г и оснований, которые в недиссоциированном состоянии относительно хорошо растворяются в жирах и поэтому могут диффундировать через липидный слой мембран канальцевых клеток. В ионизированном же виде они хуже проникают через клетки канальцев. В результате реабсорбции воды в канальцах возникает градиент концентрации этих недиссоциированных форм, направленный в кровь, и они могут пассивно реабсорбироваться. Такой градиент может быть следствием изменения pH канальцевой мочи, от величины которого зависит степень диссоциации слабых кислот и оснований. При относительно низких значениях pH слабые кислоты находятся преимущественно в недиссоциированном виде, а основания в диссоциированном, и значит, скорость реабсорбции слабых кислот при кислой реакции мочи возрастает, а скорость выделения снижается. Напротив, скорость реабсорбции слабых оснований в этих условиях уменьшается, а скорость выделения повышается. При щелочной реакции мочи наблюдается обратная картина. При многих заболеваниях почек pH мочи существенно меняется, а значит, и меняется реабсорбция этих соединений.

Еще один механизм пассивной диффузии состоит в том, что вслед за активно переносимыми ионами через канальцевую стенку пассивно по градиенту электрохимического потенциала могут проходить некоторые ионы противоположного знака.

Таким образом, в результате активного всасывания большинства компонентов ультрафильтрата и воды пассивно реабсорбируются некоторые вещества, движущиеся вследствие диффузии и не взаимодействующие с элементами мембраны (например, мочевина, углекислота и др.).

II. Активная реабсорбция. Концентрация веществ крови за счет активного их транспорта со значительными энергетическими тратами против градиента концентрации — процесс чрезвычайно сложный. Для примера рассмотрим реабсорбцию глюкозы. Процесс обратного всасывания глюкозы является активным, осуществляется против высокого концентрационного градиента и происходит с затратой клеточного дыхания. Считают, что на стороне почечных клеток, обращенной в просвет канальца, глюкоза соединяется с гипотетическим переносчиком, который транспортирует ее в цитоплазму. Высказывалось предположение, что при этом происходит фосфорилирование глюкозы (под влиянием гексокиназы и АТФ) и образование глюкозо-6-фосфата, а в цитоплазме глюкоза освобождается и переносится через базальную часть клетки в кровь. По другой гипотезе ферментом, участвующим в переносе глюкозы через мембрану является мутаротаза. Однако обе эти гипотезы пока недостаточно обоснованы.

Глюкоза полностью реабсорбируется из канальца до тех пор, пока количество молекул носителя и скорость их движения к мембране обеспечивают перенос всех поступивших в просвет канальца молекул глюкозы. Экскреция глюкозы начинается лишь тогда, когда ее концентрация в плазме возрастает столь значительно, что количество профильтровавшейся глюкозы превышает реабсорбционнную способность канальцев.

Активной реабсорбции в канальцах подвергаются белок, аминокислоты, органические кислоты (аскорбиновая, мочевая, лимонная, яблочная и др.), натрий, фосфаты и др.

Процесс активной реабсорбции требует следующих условий: а) ряда ферментов, б) достаточного количества донаторов энергии, в) целостности клеточных мембран, их способности к проницаемости, г) наличия переносчиков.

Для каждого вещества, подвергающегося активной реабсорбции, существует своя величина максимальной реабсорбции, которая характеризует при стандартных условиях исследования полную загрузку всех мембранных переносчиков, от которых зависит транспорт этих веществ. Для глюкозы эта величина равна 375±79,7 мг/мин у мужчин и 303±55,3 мг/мин у женщин.

Степень реабсорбции данного вещества можно вычислить, определив его клиренс одновременно с фильтрационным клиренсом инулина:
Патология канальцев. Нарушения реабсорбции и секреции

Отсюда следует, что каждое ультрафильтрующееся вещество, клиренс которого ниже клиренca инулина, подвергается реабсорбции в канальцах. Так, например, процент реабсорбции мочевины, клиренс которой равняется 75 мл, будет
Патология канальцев. Нарушения реабсорбции и секреции

Вещества же, клиренс которых больше клиренса инулина (как-то фенолрот — Кфенолрота = 500; гиппуровая кислота — Кгип.к-ты = 600), не только не реабсорбируются, но даже активно секретируются почкой в мочу.

Выпадение ферментов, катализирующих активную реабсорбцию, и анатомический дефект канальцевых клеток приводят к появлению в моче в повышенном количестве целого ряда веществ:

1) белка — протеинурия. Процесс фильтрации первичной мочи происходит через мембрану почечного клубочка, основным компонентом которой является m. basilans с порами 50 А. Все вещества, частицы которых имеют размер менее 50 А, фильтруются через мембрану, поэтому белки с молекулярной массой 70 000 (размер частиц менее 50 А) проходят через m. basilaris. К таким белкам относятся ряд альбуминов, гемоглобин, диастаза мочи. Белки, выводимые мочой, представляют собой лишь небольшую часть фильтруемых белков. Основная их масса реабсорбируется в проксимальном извитом канальце. В норме менее 150 мг белка ежедневно удаляется с мочой. Поскольку 1 л плазмы содержит 60—80 г белка, такое малое количество выделяемого белка свидетельствует об исключительно высокой эффективности почечных механизмов, препятствующих потере белков из кровеносного русла. Протеинурия возникает при полном или частичном выпадении реабсорбции этих белков с мол. массой ниже 70 000. Высчитано, что за счет такого выпадения организм может потерять до 50 г белка за сутки (суточная потребность человека в белке 120 г). Этого количества достаточно для объяснения даже максимальных протеинурий. Однако появление в моче белков с мол. массой дo 300 000 свидетельствует о повышении и проницаемости.

Следует заметить, что в моче содержатся и другие белки, помимо тех, что фильтруются в клубочке. Они образуются в мочевом тракте и составляют примерно 50% всех белков мочи. Их основным представителем является крупный гликопротеид, называемый белком Тамма-Хорсфалля. Он секретируется клетками толстой восходящей петли Генле и является главным белковым компонентом гиалиновых цилиндров, которые находятся в нормальной моче.

Таким образом, протеинурия является патологией реабсорбции, но в ряде случаев здесь имеется и патология фильтрации;

2) глюкозы — глюкозурия. При повышении сахара сыворотки крови свыше 7,7 мМ/л (1,4 г/л или 140 мг%) сахар и без всякой патологии почек появляется в моче — это так называемый «почечный порог» для глюкозы. Это явление наблюдается при сахарном диабете.

При почечной глюкозурии выпадает механизм активной реабсорбции глюкозы;

3) аминокислот в повышенном количестве — аминоацидурия;

4) фосфатов — гиперфосфатурия — и кальция (т.к. кальций пассивно связан с фосфатами) — т.е. речь идет о рахите. Рахит, зависящий от нарушения ферментативных звеньев реабсорбции фосфатов и кальция, носит название «почечного рахита» и не поддается лечению витамином «Д» — «Д-резистентный рахит»;

5) синдром потери солей — натрия, калия, хлора и т.д.

Таковы основные формы нарушения активной реабсорбции в канальцах.

III. Пиноцитоз — еще один механизм реабсорбции, который наиболее выражен по отношению к белкам. Через клубочковую мембрану может фильтроваться небольшое количество белка (10—100 мг на 1 л фильтрата) альбуминов плазмы. В то же время в конечной моче белков практически не содержится. В клетках проксимальных канальцев белки захватываются путем пиноцитоза и в дальнейшем подвергаются распаду при участии лизосом и исчезают из клеток. Согласно подсчетам, таким образом реабсорбируется примерно до 30 мг белка в 1 мин. При повреждениях клубочковой мембраны этот механизм не справляется с реабсорбцией белков и они появляются в моче — протеинурия.

Процессы реабсорбции регулируются нейроэндокринной системой. Так под действием альдосгерона увеличивается реабсорбция натрия и секреция калия и ионов водорода. Антидиуретический гормон отвечает за реабсорбцию воды. Паратгормон снижает реабсорбцию фосфата в канальцах, увеличивает реабсорбцию кальция, тормозит реабсорбцию натрия, HCO3 и секрецию Н+. Кальциотонин уменьшает реабсорбцию фосфата и повышает скорость экскреции кальция.

Нарушения процессов реабсорбции могут быть:

1) ренальными

— поражение канальцевых структур,

— нарушение активного транспорта (может быть относительная канальцевая недостаточность — при сахарном диабете концентрация глюкозы в крови возрастает настолько, что канальцевые ферменты не способны обеспечить полную ее реабсорбцию, хотя и работают с напряжением; и абсолютная — поражение ферментных систем, ответственных за транспорт [например, аминокислот, при синдроме Фалькони нарушаются транспортные системы, что приводит к аминоацидурии, глюкозурии, фосфатурии, нарушается выведение ионов водорода и солей мочевой кислоты] или их фармакологическая блокада лекарствами или токсинами);

2) экстраренальными — в результате нарушения нейроэндокринной регуляции

— несахарный диабет,

— надпочечниковая недостаточность,

— нарушение функций паращито видных желез.

О нарушении реабсорбционной способности можно судить по таким показателям, как появление белка в моче, появление в моче глюкозы, по плотности мочи (плотность 1012—1014 обозначают как гипостенурию, если удельный вес мочи приближается к удельному весу клубочкового фильтрата— 1010 и остается фиксированным на низкой цифре в разных суточных порциях мочи, говорят о изостенурии).

Активная секреция. В настоящее время в проксимальном отделе нефрона обнаружены три транспортные системы, активно секретирующие различные (преимущественно инородные) вещества. Одна из них отвечает главным образом за секрецию органических кислот (парааминогиппуровой кислоты, йодсодержащих рентгеноконтрастных веществ типа диотраста, пенициллина, красителя фенолового красного и др.), вторая — за секрецию относительно сильных органических оснований (тетраэтиламмония, N-метилникотинамида и т.д.), третья — за секрецию этилендиаминтетрацетата (ЭДТА). Активно секретируются Н+, пассивно NH3. В дистальном канальце секретируются активно H+, K+, пассивно NH3.

Кроме перечисленных веществ, в канальцах секретируются гистамин, разнообразные красители, лекарственные вещества.

Патология секреции чрезвычайно редка. У детей описана наследственная патология — бикарбонатный диабет (имеется неполноценность эпителия, нейроэндокринные расстройства).

Последствия нарушения секреции:

— задерживаются кислые вещества, развивается выделительный ацидоз — в результате либо задержки, либо повышенной потери K+r могут наблюдаться расстройства сердечной деятельности;

— нарушение секреции фосфатов и кальция — отмечаются нарушения в костном-мышечной системе.

Нами представлены лишь элементы патологии нефронов - они довольно редко бывают изолированы, обычно комбинируются друг с другом, образуя столь количественно и качественно богатую патологию.

Можно выделить три класса почечных дисфункций:

1. Масса действующих нефронов сохранена. Сюда относятся изолированные нарушения отдельных процессов, комбинированные их нарушения и нарушения отдельных процессов, вызывающие сдвиги отдельных параметров внутренней среды. Эта патология описана выше при разборе отдельных нарушений почечных функций.

2. Расстройства, характеризующиеся умеренным понижением массы действующих нефронов — по сути те же нарушения, что и в первой группе, но протекают на фоне уменьшения количества функционирующих нефронов.

3. Резкое уменьшение массы действующих нефронов, при котором

— изменения регулируемых почками показателей гомеостаза соответствуют уменьшению массы функционирующих нефронов;

— резко доминирует какой-то сдвиг со стороны внутренней среды (например, метаболический ацидоз, гиперкалиемия, гиперазотемия).

Нарушения функций почек могут быть грубо разделены на две группы: одни наблюдаются при заболеваниях, имеющих определенно клубочковое происхождение, другие же — при заболеваниях, возникающих вследствие нарушения деятельности канальцев. Однако при большинстве заболеваний почек имеется сочетание поражения клубочков и канальцев.