Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Для клинической оценки экскреторной функции почек, складывающейся из клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции и канальцевой секреции, применяют методы визуализации и измерение почечного клиренса (от англ. clearance — очищение).

Клиренс вещества X (CX) — параметр, характеризующий выведение почками (экскрецию) из организма вещества X. Клиренс выражают в объемных единицах за единицу времени (например, в мл/мин). Другими словами, клиренс вещества X — скорость его экскреции, отнесенная к виртуальному объему крови, полностью очищенной от вещества X.

СКФ определяется путем сравнения концентрации определенного вещества в плазме крови и моче. Для этого используются вещества, которые являются физиологически инертными, нетоксичными, не связывающиеся с белками в плазме крови, не реабсорбирующиеся и не секретирующиеся в почечных канальцах и выделяющиеся с мочой только путем фильтрации. Такими веществами являются, например, полисахарид инулин, маннитол, креатинин, полиэтиленгликоль-400. Указанные свойства этих веществ определяют равную концентрацию их в плазме крови и в первичной моче, а также равное количество их в первичной и конечной моче.

Клиренс инулина. В организме человека инулин не образуется, поэтому для измерения СКФ его вводят внутривенно. Измеренная с помощью инулина СКФ называется также коэффициентом очищения от инулина, или клиренсом инулина:

(26.4)

где Син — клиренс инулина; Uин — концентрация инулина в конечной моче; V — объем мочи за 1 мин; Pин — концентрация инулина в плазме.

Сравнивая клиренсы других веществ с клиренсом инулина, можно определить процессы, участвующие в выделении этих веществ с мочой. Если клиренс вещества равен клиренсу инулина, следовательно, это вещество только фильтруется. Если клиренс вещества больше клиренса инулина, значит, это вещество выделяется не только за счет фильтрации, но и секреции. Если клиренс вещества меньше клиренса инулина, то вещество после фильтрации реабсорбируется.

Для определения СКФ в клинической практике обычно используют эндогенный метаболит креатинин, который образуется как конечный продукт обмена веществ в скелетных мышцах. Его концентрация в крови довольно стабильна. Клиренс эндогенного креатинина получил название пробы Реберга. Креатинин удаляется из крови в основном путем клубочковой фильтрации, но в очень малых количествах он секретируется, поэтому его клиренс — менее точный показатель, чем клиренс инулина. Тем не менее он широко используется в клинической практике, так как для его измерения не требуется внутривенное введение.

Креатинин образуется при обмене веществ в мышцах. Его суточная продукция зависит от общей мышечной массы и у одного и того же индивидуума колеблется в очень узких пределах, поэтому его концентрация в плазме относительно постоянна. В среднем она составляет 9 мг/л (80 мкмоль/л), хотя у людей с сильно развитой мускулатурой достигает 15 мг/мл (133 мкмоль/л), а при малой мышечной массе может не превышать 5 мг/мл (44 мкмоль/л). Креатинин удаляется из крови почти исключительно путем клубочковой фильтрации, поэтому опытный нефролог может по уровню и скорости повышения концентрации креатинина в плазме определить степень и проследить развитие почечной недостаточности.

Канальцевая реабсорбция или секреция может быть также рассчитана из показателей почечного клиренса. Для веществ, которые полностью реабсорбируются в канальцах (аминокислоты, глюкоза), клиренс равен нулю, потому что они не содержатся в конечной моче. Для веществ, которые имеют высокую скорость реабсорбции (например, ионы натрия), клиренс составляет менее 1% СКФ, или менее 1 мл/мин. Для конечных продуктов обмена, таких как мочевина, которая плохо реабсорбируется, клиренс имеет высокое значение.

В норме у мужчин СКФ составляет 125 мл/мин, а у женщин — 110 мл/мин. Однако это усредненные показатели: объем клубочковой фильтрации в течение суток колеблется. Так, в 6–9 ч он составляет 80–100 мл/мин, а в 12–15 ч — 150–180 мл/мин.

Экскреция. Экскреторную функцию почки по отношению к веществу X (UXV — скорость экскреции вещества X с мочой) определяют три фактора: скорость клубочковой фильтрации, канальцевые реабсорбции и секреция [см. формулу (26.1)].

Клиренс парааминогиппуровой кислоты (ПАГ) может быть использован для определения объема плазмы, протекающей в почках в единицу времени. ПАГ свободно фильтруется через клубочковый фильтр, не подвергается реабсорбции в канальцах, но она дополнительно выводится эпителием за счет секреции. В связи с этим клиренс ПАГ будет больше СКФ. Поскольку 90% плазмы, протекающей через почки за одну минуту, полностью очищаются от ПАГ, то ее клиренс может использоваться для определения объема плазменного тока (ППТ) в почках.

(26.5)

где СПАГ — клиренс ПАГ; UПАГ — концентрация ПАГ в конечной моче; V — объем конечной мочи; PПАГ — концентрация ПАГ в плазме.

Для вычисления фракции фильтрации (ФФ), которая представляет собой часть объема плазмы крови, прошедшей через почечный фильтр, вначале необходимо узнать величину почечного плазмотока (клиренс ПАГ) и СКФ (клиренс инулина). Если почечный плазмоток равен 650 мл/мин и СКФ = = 125 мл/мин, фракцию фильтрации вычисляют как:

ФФ = СКФ/ППТ = 125/650 = 0,19.

Канальцевая реабсорбция рассчитывается по разнице скорости фильтрации вещества и количества этого вещества, выводимого с конечной мочой. Если экскреция вещества больше, чем его фильтрация, тогда объем вещества в конечной моче будет определяться суммой клубочковой фильтрации и секрециии вещества в канальцах. В этом случае секреция вещества будет представлять разницу между содержанием его в конечной моче и величиной фильтрации в клубочках.

Из 170 л ультрафильтрата, образуемого за сутки клубочками, в виде мочи выводится только 1,5 л, а 99% реабсорбируется канальцами. Различные отделы нефрона принимают в этом процессе весьма неодинаковое участие. Основную роль здесь играет его начальный участок. В проксимальном извитом канальце всасывается обратно в кровь 65% фильтрата, реабсорбция жидкости продолжается в нисходящем колене петли Генле и прекращается в ее восходящем колене, практически непроницаемом для воды. В начальный отдел дистального извитого канальца еще поступает около 20% исходного объема фильтрата; половина этого количества всасывается в самом канальце и приблизительно столько же в системе собирательных трубочек.

Строение клеток канальцевого эпителия. Как и у всех эпителиальных клеток, способных пропускать сквозь себя электролиты и воду, строение канальцевых клеток асимметричное. Особенно четко эта асимметрия выражена в проксимальном извитом канальце, транспортная активность клеток которого самая высокая в организме. Их поверхность, обращенная в его просвет, покрыта густой щеточной каемкой, почти в 40 раз увеличивающей площадь контакта мембраны с канальцевой жидкостью. Противоположная поверхность клетки также увеличена за счет многочисленных базальных отростков, которые, переплетаясь с такими же отростками соседних клеток, образуют систему довольно широких каналов — базолатеральный лабиринт (рис. 26.5).

Рис. 26.5. Реабсорбция водных растворов веществ из просвета канальца через эпителий стенок в межклеточное вещество почки и далее — в кровь. Источник: J.E. Hall (2016)

Антидиурез и водный диурез. В проксимальном отделе нефрона объем жидкости уменьшается на один и тот же процент независимо от функционального состояния почки, то есть от того, находится она в «нормальном» состоянии антидиуреза, при котором образуется гипертоническая моча, или в состоянии водного диуреза, когда для удаления избытка воды выделяется моча, менее концентрированная, чем плазма крови. Количество выводимой воды зависит от ее реабсорбции в дистальной части нефрона и регулируется АДГ.