Патофизиология почек

Фильтрационная поверхность состоит из трех слоев, как показано на рис. 5-1, Эндотелий

На внутренней поверхности этого фильтра, в контакте с кровью, находится фене- стрированный эндотелий. Отверстия диаметром примерно 70 нм пронизывают эндотелиальные клетки, выстилающие внутреннюю поверхность капилляра и об­разующие первую линию фильтрационного барьера. Эти отверстия создают лишь минимальное препятствие для белков плазмы, которые намного мельче: диамет­ры молекул альбумина и IgG равны соответственно 3,6 нм и 5,5 нм.

Существует несколько типов рецепторов и эффекторных механизмов для поддер­жания гомеостаза натрия (гл. 2). Регуляция же осмоляльности жидкостей тела или регуляция водного обмена осуществляется при участии только одного типа рецепторов, а именно — гипоталамических осморецепторов^, и лишь двумя эф- фекторными способами — путем изменения потребления воды (жажда) и выделе­ния осмотически свободной воды. Очищение от осмотически свободной воды регу­лируется антидиуретическим гормоном (АДГ).

Изменения осмоляльности жидкостей тела воспринимаются осморецепторами, расположенными в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса. Эти осморецепторы реагируют на изменения концентрации эффективных осмоти­чески активных веществ и вызывают одну из двух реакций: изменение чувства жажды или скорости мочевыделения. Одна группа осморецепторов стимулирует нервные центры, влияющие на чувство жажды. Вторая — стимулирует выделение АДГ задней долей гипофиза. Повышенная осмоляльность плазмы крови — гипер­осмия является очень мощным стимулятором как жажды, так и освобождения АДГ. Уже очень небольшие изменения осмоляльности плазмы (увеличение даже на 2 % выше нормы) достаточны для стимуляции обеих реакций. В то же время из­менение (уменьшение) объема крови обычно должно быть не менее 10 %, чтобы по­высилась концентрация АДГ в плазме. Секреция АДГ регулируется не только из­менением осмоляльности и объемом крови, но и другими факторами (табл. 1-2).

Изменения выделения АДГ, происходящие под влиянием сдвигов объема (или кровяного давления) и осмоляльности крови, могут быть взаимозависимыми. На рис. 1-2 показано соотношение концентрации АДГ в плазме (ось ординат) с осмо­ляльностью плазмы (ось абсцисс) и объемом крови (или кровяным давлением). Изменения объема крови или артериального давления влияют на уровень секре­ции АД Г двумя способами.

Эти сдвиги изменяют наклон прямой, отображающей зависимость уровня АДГ от осмоляльности. У больного с гипотонией или гиповолемией секреция АДГ в ответ на данное увеличение осмоляльности будет больше, чем у больного с нормо- тонией и нормоволемией. Изменения объема плазмы или кровяного давления смещают начальную точку выделения АДГ. Эта начальная (исходная) точка оп­ределяется как осмоляльность плазмы, при которой концентрация АДГ в плазме крови начинает превышать исходную. В норме начальная точка секреции у взрос­лого расположена между 280 и 290 мОсм/кг воды, но она может изменяться. Бе-

Скорость клубочковой фильтрации постоянно меняется, поскольку и у здо­ровых людей, и у больных величины Kf, PGc> Рве и ^сс могут меняться под воздей­ствием многих факторов. Поверхность клубочковых капилляров уменьшается при сокращении гладких мышц и клеток мезангия клубочков. Величина Kf (и, в свою очередь, скорость клубочковой фильтрации) может снижаться при стимуля­ции сокращения клеток мезангия. На величину PGC влияют три фактора: почечное артериальное давление, сопротивление афферентных артериол и сопротивление эфферентных артериол (рис. 2-5).

Повышение сопротивления афферентных артериол приводит к снижению PGC, повышение же сопротивления эфферентных артериол, напротив,— к увеличению Рос- Эфферентные артериолы особо чувствительны к ангиотензину II, под дей­ствием которого происходит их сокращение и повышение эфферентного артерио- лярного сопротивления. Повышение почечного плазмотока при постоянном PGC приводит к снижению ясс из-за более медленного увеличения концентрации кол­лоидов в клубочковом капилляре. Физиологические факторы, влияющие на ско­рость клубочковой фильтрации, перечислены в табл. 2-2.

Размер поверхности гломерулярных капилляров (Kf и gfr увеличиваются при расслаблении и уменьшаются при со­кращении мезангиальных клеток) Давление в артериях почки, сопротивление афферентных и эфферентных артериол (увеличение артериального дав­ления, уменьшение сопротивления афферентных арте­риол и увеличение сопротивления эфферентных артери­ол повышают скорость клубочковой фильтрации) Концентрация коллоидов в системном плазмотоке (увели­ченная концентрация коллоидов в плазме и уменьшенный плазмоток будут повышать nGC и уменьшать скорость клу­бочковой фильтрации)

Этот больной страдает алкогольным циррозом печени. При обследовании выявлена массивная гиперволемия с признаками асцита и отека нижних ко­нечностей вследствие портальной гипертензии. У подобных больных обычно обнаруживают гипонатриемию и истинную гипоосмию. Поскольку у таких пациентов нарушена нормальная синтетическая функция печени, у них сни­жена концентрация белков в плазме крови, в особенности альбумина плазмы. Это приводит к пониженному онкотическому давлению плазмы (гл. 2) и, как следствие, к пониженному эффективному объему циркулирующей жидкости. Таким образом, у этих больных стимулируется задержка как воды, так и натрия. Концентрация АДГ повышается в результате измене­ния точки настройки для выделения АДГ и действия стимула, зависящего от объема крови. Это приводит как к спазму сосудов, так и к увеличению реабсорбции воды в почках. В результате снижения эффективного объема крови падает скорость клубочковой фильтрации и повышается концентра­ция ренина. Ренин стимулирует образование ангиотензина II и альдостеро- на, что приводит к увеличению транспорта натрия в дистальных канальцах.

Два других клинических синдрома обычно связаны с гипонатриемией в сочета­нии с гиперволемией. При застойной сердечной недостаточности падение сердеч­ного выброса приводит к снижению эффективного кровоснабжения тканей. При нефротическом синдроме (гл. 5) больной страдает от потери белков с соответству­ющим ненормально низким содержанием альбумина и общего белка в плазме кро­ви. Этим он отличается от больного с циррозом печени, когда первичным является дефект синтеза белков. При обоих синдромах в результате снижения скорости клубочковой фильтрации и повышения концентрации альдостерона стимулиру­ется секреция АДГ и ренина, а также происходит задержка натрия в организме.

Транспорт натрия в почке регулируют несколько внешних факторов. Предсерд- пый пагприйуретический фактор выделяется из предсердий сердца при их растя­жении и увеличивает выделение натрия двумя механизмами: повышением скорос­ти клубочковой фильтрации и угнетением реабсорбции натрия в собирательных трубках мозгового слоя почки. Другое натрийуретическое вещество подобно уабаину. Это низкомолекулярное соединение образуется в гипоталамусе, посту­пает в кровоток, достигает почек и угнетает Na+,K+-ATOa3y в почках, а также в других органах. К иным веществам, играющим роль потенциальных регуляторов выделения натрия, относятся кортикостероиды, эстрогены, гормон роста и инсу­лин, усиливающие реабсорбцию натрия, а также прогестерон, паратиреоидный гормон и глюкагон, снижающие ее. Внутрипочечные факторы, образующиеся и действующие локально (например аутакоиды), включают допамин, кинины и простагландины.

Наиболее важным внепочечным фактором, регулирующим реабсорбцию нат­рия в почках, является альдостерон. Этот стероид синтезируется в клубочковой зоне коры надпочечников. В количественном выражении альдостерон регулирует реабсорбцию приблизительно 2 % общего количества фильтруемого натрия. Он действует на главные клетки собирательных трубок коры почек — на тот участок в нефроне, до достижения которого в предыдущих частях нефрона уже реабсорби- ровалось примерно 90 % фильтруемого натрия.

Альдостерон связывается с внутриклеточными рецепторами и переносится в клеточное ядро, где он стимулирует транскрипцию генов. Это приводит к синтезу белков, которые открывают натриевые каналы в апикальной мембране. Повы­шенное количество натрия входит в главные клетки и стимулирует активность NaK+-ATOa3bi базолатеральной мембраны. Усиленный транспорт калия в клет­ку через базолатеральную мембрану приводит к повышенной секреции К+ в ре­зультате выхода К+ через калиевые каналы в просвет канальцев.

Секрецию альдостерона могут регулировать факторы, не зависящие от почки: концентрация натрия в плазме крови, концентрация калия в плазме и адрено- кортикотропный гормон (АКТГ) гипофиза. Однако наиболее важной функцией альдостерона является его участие в гормональной системе, обеспечивающей коррекцию нарушений объема внеклеточной жидкости. Эта система включает ре­нин, ангиотензин II и альдостерон.

Этот больной страдает инфекционной геморрагической диареей. У него на­блюдается дефицит объема внеклеточной жидкости вследствие кровопоте- ри и поноса. Выявляется несколько симптомов уменьшения внеклеточного объема в результате потери жидкости из желудочно-кишечного тракта. Снижение объема внеклеточной жидкости — это основное проявление из­менений внутрисосудистого, интерстициального и трансцеллюлярного жидкостных компартментов.

Артериальное давление и частота пульса являются чувствительными по­казателями изменения объема внутрисосудистой жидкости. При умеренном снижении объема жидкости частота сердечных сокращений и артериаль­ное давление могут оставаться в пределах нормы. Однако при вставании у больного наблюдается
ортостатическое падение артериального давления, сопровождаемое повышением частоты сердцебиений. При резком сниже­нии объема циркулирующей крови могут наступить гипотония и шок. В количественном отношении падение систолического кровяного давле­ния более чем на 15 мм рт. ст. и повышение частоты пульса более чем на 15 ударов в 1 мин считаются соответствующими слабому и умеренному снижению объема жидкости. Снижение давления в яремных венах также помогает установить диагноз уменьшения объема жидкости. Уменьшение объема интерстициальной жидкости проявляется в виде снижения турго- ра кожи и сморщивания кожи. Потеря трансцеллюлярной жидкости про­является в виде сухости слизистых оболочек и снижения внутриглазного давления.

Данные лабораторных исследований согласуются как с диареей, так и с ре­акцией больного на уменьшение объема жидкости. Гемоглобин и гемато- критное число отражают кровопотерю. Ацидоз (гл. 4) свидетельствует о по­тере бикарбоната при поносе. Увеличение в крови концентрации как азота мочевины, так и креатинина указывает на снижение кровоснабжения по­чек. Относительно более высокое увеличение концентрации азота мочеви­ны в крови говорит о повышении реабсорбции мочевины в ответ на падение объема внеклеточной жидкости.

Симптомы, характерные для такого состояния, представлены в табл. 2-4. У данного больного источник потери внеклеточной жидкости, а именно кровотечение и понос, диагностируется легко. Но часто источник поте­ри жидкости не является очевидным, как это явствует из истории болез­ни № 2.

45-летняя женщина пришла в приемный покой после 3-дневной лихо­радки, болей в животе и желтухи. Хотя она не могла есть твердую пищу, потребление жидкости оставалось в норме. Она жаловалась на боль в пра­вом верхнем квадранте живота, вначале появлявшуюся во время еды, но затем ставшую постоянной. Наблюдалась также острая боль по средней линии живота, иррадиировавшая в спину. У больной не было рвоты или поноса. При физикальном обследовании она выглядела нездоровой, испы­тывала умеренное недомогание. Женщина весит 51 кг (нормальная масса 50 кг); артериальное давление и пульс в положении лежа равны соответ­ственно 120/70 мм рт. ст. и 90 ударам в 1 мин и в положении стоя — 105/ 60 мм рт. ст. и 125 ударам в 1 мин. Кожа и склеры желтушные. Слизистые оболочки сухие. При пальпации живота отмечена острая боль в правом верхнем квадранте. Данные лабораторных исследований: общий билиру­бин 65 мг/л (норма 2,5-15 мг/л), амилаза 250 МЕ/л (норма 23-85 МЕ/л), липаза 1000 МЕ/л (норма 40-240 МЕ/л). При ультразвуковом обследова­нии брюшной полости выявлены многочисленные камни в желчном пузы^ ре с расширением желчных протоков. Отмечен также асцит.