Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Фильтрационный барьер (рис. 26.4) состоит из эндотелия капилляров, базальной мембраны и фильтрационных щелей между ножками подоцитов.

Эндотелиальные клетки капилляров максимально уплощены, за исключением области, содержащей ядро. Уплощенная часть клетки содержит не затянутые диафрагмой фенестры (овальные окна) полигональной формы диаметром 70 нм, суммарно занимающие примерно 30% всей поверхности эндотелия. В результате плазма крови непосредственно контактирует с базальной мембраной. Таким образом, эндотелиальная часть фильтра задерживает только клеточные элементы, но не плазму крови.

Базальная мембрана толщиной до 300 нм формируется за счет синтетической активности подоцитов и мезангиальных клеток. Основу базальной мембраны составляет мелкоячеистая сеть, образованная молекулами коллагена типа IV, ламинина и связывающего их сульфатированного гликопротеина энтактина. Отрицательно заряженные цепи гепарансульфата, входящие в состав

Рис. 26.4. Клубочковый фильтр: слева — почечный клубочек; справа — увеличенный фрагмент клубочкового фильтра. Источник: G.J. Tortora, B.H. Derrickson (2016)

протеогликанов базальной мембраны, препятствуют прохождению сквозь нее анионов, в том числе и анионных белков плазмы. Вещества с Mr <1 кД проходят через базальную мембрану свободно, <10 кД — в ограниченном количестве, а >50 кД — в ничтожных количествах.

Третий слой фильтра образован отростчатыми клетками висцерального листка капсулы Боумена — подоцитами. Своими отростками они переплетаются друг с другом и прикрепляются к базальной мембране снаружи.

Торчащие с обеих сторон в щель молекулы нефрина скрепляются друг с другом наподобие застежки-молнии и оставляют между собой свободными щелевые поры, которые едва пропускают молекулы альбумина. Ножки подоцитов (за счет актиновых микрофиламентов) в широких пределах изменяют свою толщину, что неизбежно сказывается на ширине фильтрационных щелей.

Между эндотелиальными клетками и базальной мембраной обнаружены звездчатые клетки, названные мезангиальными, которые являются аналогами перицитов в других капиллярах. Эти клетки располагаются, как правило, между петлями капилляров, обладают сократительной функцией и при сокращении могут перекрывать просвет капилляров и уменьшать фильтрующую поверхность. Эти клетки могут секретировать различные вещества, захватывать иммунные комплексы и вовлекаться в патологические процессы в клубочках.

Клетки крови задерживаются уже первым слоем фильтра — эндотелием. Это справедливо и для больших белковых молекул, поскольку in vivo поры эндотелия, вероятно, покрыты отрицательно заряженным слоем белков. Способность к фильтрации макромолекул (молекулярная масса которых около 10 000–70 000 Да) через следующие два слоя определяется не только шириной пор компонентов фильтра, но также и электрическим зарядом структур поверхностей фильтра.

Очищение фильтра обеспечивается клетками мезангиума и подоцитами клубочка, которые способны удалять высокомолекулярные отложения за счет фагоцитоза и последующего переваривания в лизосомах.

Клубочковый фильтр свободно пропускает вещества размером 4 нм и почти полностью не пропускает вещества больше 8 нм. Фильтр свободно проходят вещества с молекулярным весом 10 000 Да, проницаемость резко снижается для веществ, имеющих отрицательный заряд с молекулярным весом 70 000 Да, а электронейтральных — с весом 100 000 Да. Белки с молекулярной массой 68 000 Да проходят через фильтрующую мембрану в ничтожно малых количествах — сотые доли процента, гемоглобин проходит только в количестве 3%. Плохо фильтруются также низкомолекулярные вещества, связанные с белками плазмы крови. Ca2+, например, фильтруется лишь на 60% вследствие того, что около 40% Ca2+ связано с белками плазмы крови.

Таким образом, состав первичной мочи обусловлен свойствами гломерулярного фильтра. В норме вместе с водой фильтруются все низкомолекулярные вещества, за исключением большей части белков и форменных элементов крови. В остальном состав ультрафильтрата близок к плазме крови. Белки практически не проходят через фильтрующую мембрану, поэтому они сдерживают фильтрацию. В сутки образуется около 150–180 л фильтрата, то есть первичной мочи.

При нефропатиях, нефритах поры теряют отрицательный заряд, что приводит к прохождению через них многих белков. Такие вещества, как гепарин, способствуют восстановлению анионных локусов, а антибиотики, наоборот, уменьшают их наличие.