Система мочевыделения представляет собой органический комплекс, который занимается выработкой, накоплением и выделением мочи. Основным органом этой системы является почка. Фактически моча является продуктом, который образуется вследствие переработки плазмы крови. Поэтому моча тоже относится к органическим биоматериалам. От плазмы ее отличает лишь отсутствие глюкозы, белков и некоторых микроэлементов, а также содержание обменной продукции. Именно поэтому моча обладает таким специфическим оттенком и запахом.
Чтобы понять механизм очистки крови и образования мочи, нужно иметь представление об устройстве почки. Этот парный орган состоит из огромного количества нефронов, в которых и происходит мочеобразование.
Основными почечными функциями являются:
Мочеобразование; Очистка крови, выведение лекарств, метаболитов и пр.; Регулирование обмена электролитов; Контроль за давлением и объемом циркулирующей крови; Поддержание кислотно-щелочного баланса.
Фактически почки являются безостановочно функционирующими фильтрами, которые обрабатывают до 1,2 л крови за минуту.
Каждая почка имеет бобовидную форму. На каждой почке имеется своеобразная впадина, которую еще называют воротами. Они ведут в заполненное жировой массой пространство или пазуху. Там же располагается чашечно-лоханочная система, нервные волокна и сосудистая система. Из этих же ворот выходят вена и артерия почки, а также мочеточник.
Каждая почка состоит из множества нефронов, которые представляют собой комплекс из канальцев и клубочка. Фильтрация крови происходит непосредственно в почечном тельце или клубочке. Именно там моча отфильтровывается от крови и уходит в мочевой пузырь.
На видео строение почек
Почка как бы помещена в капсулу, под которой располагается зернистый слой, называемый корковым веществом, а под ним располагается мозговое вещество. Мозговой слой складывается в почечные пирамидки, между которыми располагаются колонны, расширяющиеся в сторону почечных пазух. На вершинах этих пирамид располагаются сосочки, которые опустошают пирамиды, выводя их содержимое в малые чашечки, затем в большие.
У каждого человека число чашечек может отличаться, хотя в целом 2-3 больших чашки разветвляются на 4-5 малых чашечек, причем одна малая чашечка обязательно окружает сосочек пирамиды. Из малой чашечки урина попадает в большую, а потом – в мочеточник и мочепузырные структуры.
Кровь поставляется в почки по почечной артерии, которая разветвляется на меньшие сосуды, затем кровь проникает в артериолы, разделяющиеся на 5-8 капилляров. Так кровь попадает в клубочковую систему, где и осуществляется процесс фильтрации.
Схема почечной фильтрации
Фильтрация в клубочках почек происходит по простому принципу:
Сначала из клубочковых мембран под гидростатическим давлением происходит отжим/фильтрация жидкости (≈125 мл/мин); Затем отфильтрованная жидкость проходит через нефроны, большая ее часть в виде воды и необходимых элементов возвращается в кровь, а остальное формируется в мочу; Средняя скорость образования мочи – порядка 1 мл/мин.
Клубочек почки производит фильтрацию крови, очищая ее от различных белков. В процессе фильтрации и происходит образование первичной мочи.
Основной характеристикой процесса фильтрации является его скорость, которая обуславливается факторами, влияющими на почечную деятельность и общим состоянием здоровья человека.
Скоростью клубочковой фильтрации называют объем первичной урины, образующейся в почечных структурах за минуту. Нормой считается скорость фильтрации 110 мл/мин у женщин и 125 мл/мин у мужчин. Эти показатели выступают своего рода ориентирами, которые подвергаются коррекции в соответствии с весом, возрастом и прочими показателями пациента.
Схема клубочковой фильтрации
За сутки нефроны отфильтровывают до 180 л первичной мочи. Вся кровь в организме за сутки успевает очиститься почками 60 раз.
Но некоторые факторы способны спровоцировать нарушение процесса фильтрации:
Снижение давления; Нарушения мочеоттока; Сужение артерии почки; Травматизация или повреждение мембраны, выполняющей фильтрующие функции; Повышение онкотического давления; Уменьшение числа «рабочих» клубочков.
Подобные состояния чаще всего становятся причиной нарушений фильтрации.
Нарушение фильтрационной деятельности определяется посредством расчета ее скорости. Определить насколько в почках ограничена фильтрация можно по различным формулам. В целом процесс определения скорости сводится к сравнению уровня определенного контрольного вещества в моче и крови пациента.
Обычно в качестве сравнительного эталона используется инулин, являющийся полисахаридом фруктозы. Его концентрацию в моче сравнивают с содержанием в крови, а затем высчитывают содержание инсулина.
Чем больше инулина в урине по соотношению с его уровнем в крови, тем больше объем отфильтрованной крови. Этот показатель еще именуют инулиновым клиренсом и рассматривают в качестве величины очищенной крови. Но как рассчитать скорость фильтрации?
Формула расчета скорости клубочковой фильтрации почек выглядит следующим образом:
СКФ (мл/мин),
где Мин – количество инулина в моче, Пин – содержание инулина в плазме, Vмочи – объем конечной урины, а СКФ – скорость клубочковой фильтрации.
Почечная деятельность также может высчитываться по формуле Кокрофта-Голта, которая выглядит так:
При измерении фильтрации у женщин, полученный результат нужно помножить на 0,85.
Довольно часто в клинических условиях при измерении СКФ используется клиренс креатинина. Подобное исследование еще называют пробой Реберга. Ранним утром пациент выпивает 0,5 литра воды и сразу опорожняет мочевой пузырь. После этого каждый час нужно мочеиспускаться, собирая мочу в разные емкости и отмечая длительность каждого мочеиспускания.
Затем исследуют венозную кровь и по специальной формуле вычисляют клубочковую фильтрацию:
Fi = (U1/p) х V1,
где Fi – клубочковая фильтрация, U1 – содержание контрольного компонента, р – уровень креатинина в крови, а V1 – длительность исследуемого мочеиспускания. По данной формуле каждый час производится расчет, на протяжении суток.
Признаки нарушения клубочковой фильтрации обычно сводятся к изменениям количественного (увеличение или уменьшение фильтрации) и качественного (протеинурия) характера.
К дополнительным признакам относят:
Понижение давления; Почечные застои; Гиперотечность, особенно в области конечностей и лица; Мочеиспускательные нарушения вроде урежения или учащения позывов, появление нехарактерного осадка или цветовые изменения; Боли в поясничной зоне Накопление в крови разного рода метаболитов и пр.
Падение давления обычно возникает при шоковых состояниях или недостаточности миокарда.
Симптомы нарушения клубочковой фильтрации в почках
Восстановить фильтрацию почек крайне необходимо, особенно если имеет место стойкая гипертония. Вместе с мочой из организма вымываются излишки электролитов и жидкости. Именно их задержка и вызывает повышение АД.
Для улучшения почечной деятельности, в частности клубочковой фильтрации, специалисты могут назначить прием препаратов вроде:
Теобромина – слабый диуретик, который за счет увеличения почечного кровотока повышает фильтрационную деятельность; Эуфиллина – тоже диуретик, содержащий теофиллин (алкалоид) и этилендиамид.
Помимо приема препаратов необходимо привести в норму общее самочувствие пациента, восстановить иммунитет, нормализовать давление и пр.
Для восстановления почечных функций необходимо также сбалансированно питаться и соблюдать распорядок дня. Только комплексный подход поможет нормализовать фильтрационную деятельность почек.
Неплохо помогают в повышение почечной деятельности и народные методы вроде арбузной диеты, шиповникового отвара, мочегонных отваров и травяных настоев, чаев и пр. Но перед тем что бы что-то делать, нужно после консультации с нефрологом.
Клубочковая фильтрация - одна из основных характеристик, отображающих деятельность почек. Фильтрационная функция почек помогает врачам в диагностике заболеваний. Скорость клубочковой фильтрации указывает, есть ли повреждения клубочков почек и степень их поражения, определяет их функциональные возможности. Во врачебной практике существует множество методов определения этого показателя. Давайте разберемся, в чем их суть и которые из них самые эффективные.
В здоровом состоянии в структуре почки насчитывается 1−1,2 миллиона нефронов (составляющие почечной ткани), которые связываются с кровотоком через кровеносные сосуды. В нефроне находится клубочковое скопление капилляров и канальцы, которые принимают непосредственное участие в образовании урины - очищают кровь от продуктов обмена и корректируют ее состав, то есть в них фильтруется первичная моча. Этот процесс называется клубочковой фильтрацией (КФ). За день фильтруются 100−120 литров крови.
Схема клубочковой фильтрации почек.
Чтобы дать оценку работе почек, очень часто используется значение скорости клубочковой фильтрации (СКФ). Она характеризует количество выработанной первичной урины за единицу времени. Норма скоростных показателей фильтрации находится в пределах от 80 до 125 мл/мин (женщины - до 110 мл/мин, мужчины - до 125 мл/мин). У людей пожилого возраста показатель ниже. Если же у взрослого человека обнаружена СКФ ниже 60 мл/мин, это первый сигнал организма о начале развития хронической почечной недостаточности.
Вернуться к оглавлению
Скорость клубочковой фильтрации определяют несколько факторов:
Скорость течения плазмы в почках - количество крови, которое притекает за единицу времени через приносящую артериолу в почечном клубочке. Нормальным показателем, если человек здоров, является 600 мл/мин (подсчет сделан на основе данных о среднестатистическом человеке, весом 70 кг).Уровень давления в сосудах. В норме, когда организм здоров, давление в приносящем сосуде выше, чем в выносящем. Иначе не происходит процесс фильтрации.Количество работоспособных нефронов. Есть патологии, которые влияют на клеточную структуру почки, вследствие чего сокращается количество дееспособных нефронов. Такое нарушение в дальнейшем вызывает сокращение площади фильтрационной поверхности, от размеров которой напрямую зависит СКФ.Вернуться к оглавлению
Достоверность пробы зависит от времени, когда был собран анализ.
Проба Реберга-Тареева исследует уровень клиренса выработанного организмом креатинина - объем крови, из которого возможно отфильтровать почками 1 мг креатинина за 1 минуту. Измерить количество креатинина можно в свернувшейся плазме и моче. Достоверность исследования зависит от времени, когда анализ был собран. Исследование зачастую проводится так: урина собирается 2 часа. В ней замеряется уровень креатинина и минутный диурез (объем урины, который образуется за минуту). СКФ рассчитывают на основе полученных значений этих двух показателей. Менее часто используется метод сбора мочи за сутки и 6-часовые пробы. Независимо от того, какую методику использует врач, у пациента сутра, пока он не позавтракал, забирают кровь из вены для проведения исследования на клиренс креатинина.
Проба на клиренс креатинина назначается в таких случаях:
болезненные ощущения в районе почек, отеки век и щиколоток;нарушение испускания мочи, урина темного цвета, с кровью;необходимо установить верную дозу медикаментов для терапии заболеваний почек;диабет 1 и 2 типа;гипертония;абдомиальное ожирение, синдром резистентности к инсулину;злоупотребление курением;сердечно-сосудистые заболевания;перед операцией;болезни почек в хронической форме.Вернуться к оглавлению
Проба Кокрофта-Голда тоже устанавливает концентрацию креатинина в сыворотке крови, но отличается от описанной выше методикой забора материалов для анализа. Проба проводится так: сутра натощак пациент пьет 1,5−2 стакана жидкости (вода, чай), чтобы активизировать выработку урины. Через 15 минут больной справляет малую нужду в унитаз, чтобы очистить мочевой пузырь от остатков образований во время сна. Далее положен покой. Через час производится первый забор мочи и фиксируется его время. Вторая порция собирается в следующий час. Между этим у пациента производится забор крови из вены по 6−8 мл. Далее по полученным результатам определяется клиренс креатинина и количество урины, которое образуется за минуту.
Для того чтобы оценить скорость клубочковой фильтрации, применяется исследование эндогенного креатинина (клиренс креатинина). Обычному человеку сложно понять смысл данного обследования. Давайте рассмотрим, в каких случаях назначается подобный анализ, а также какие патологии он способен выявить.
Данный показатель отражает, в каком состоянии находятся почки у пациента, нет ли заболеваний и как быстро органы очищают кровь от креатинина, выводя его с мочой. Говоря простым языком, исследование может выявить нарушения в работе почек, а также показать, насколько хорошо они очищают организм. Стоит помнить о том, что любое отклонение от нормы может свидетельствовать о нарушениях и патологиях, однако на одном анализе врачебное заключение не делается, и больному назначают комплексное обследование.
Для обозначения скорости клубочковой фильтрации часто применяется термин "клиренс". Он показывает, сколько плазмы крови выходит в мочу за 1 минуту. Стоит отметить, что у каждого пациента эта норма является индивидуальной, однако существуют определенные цифры, превышение или уменьшение которых уже говорит о наличии какого-либо заболевания в организме.
Во время проведения исследования определяется креатинин. Скорость клубочковой фильтрации можно рассчитать по специальной формуле. Для проведения анализа человек должен предоставить всю мочу, выделенную за сутки. Она собирается в большую банку, перед непосредственной сдачей перемешивается и сливается в небольшой контейнер, а лишнее выливается. Стоит отметить, что банку в течение суток необходимо хранить в прохладном месте. Также для полноты исследования назначают еще и сдачу венозной крови, по которой определяется уровень креатинина.
Перед прохождением исследования пациент должен придерживаться некоторых правил:
Медики обычно предупреждают, что, если во время проведения исследования были выявлены какие-либо отклонения, анализ нужно повторить.
Нужно отметить, что моча в организме начинает образовываться в клубочках почек. Так что же такое скорость клубочковой фильтрации? Анализ показывает, с какой скоростью кровь протекает через эти самые клубочки. У нормального человека она не превышает 125 мл/мин. То есть в минуту почки чистят от креатинина 125 мл крови. Нетрудно догадаться, что при падении нормального показателя образуется застой этого вещества, и показатели венепункции будут плохими.
В сыворотке крови показатель креатинина будет отличаться от нормы только в том случае, если клиренс его снизился более чем на 50 %. Конечный продукт представляет собой плазму без примеси каких-либо клеток и белка. К слову, выделенный креатинин почечными клубочками не может всасываться обратно в кровь, именно поэтому данный анализ считается очень точным и современным.
Прежде чем производить определение скорости клубочковой фильтрации, необходимо понимать, что в двух почках здорового человека содержится около 2 миллионов нефронов. Показатели креатинина в моче начинают меняться при снижении количества нефронов на четверть, а тяжелое заболевание диагностируется при падении этого показателя в среднем на 70-75 %.
Существует определенная схема, по которой рассчитывается скорость клубочковой фильтрации. Формула расчета составлена так:
С = (Км х V) / Ккр, где:
Как видно из формулы, для выявления скорости клубочковой фильтрации не достаточно сдать только одну лишь мочу. Развернутый анализ требует еще и обязательную венепункцию.
Для того чтобы провести расчет скорости клубочковой фильтрации, необходимо знать три значения и их норму: креатинин в сыворотке, креатинин в суточной моче и клиренс.
| Пол | Возраст | Нормальные показатели (мкмоль/л) |
| мужчины | от 0 до первого месяца жизни | 21-75 |
| от 1 месяца до 1 года | 15-37 | |
| от 1 года до трех лет | 21-36 | |
| от 3 до 5 лет | 27-42 | |
| от 5 до 7 лет | 28-52 | |
| от 7 до 9 лет | 35-53 | |
| от 9 до 11 лет | 34-65 | |
| от 11 до 13 лет | 46-70 | |
| от 13 до 15 лет | 50-77 | |
| от пятнадцати лет (взрослые) | 62-106 | |
| женщины | от 0 до первого месяца жизни | 21-75 |
| от 1 месяца до 1 года | 15-37 | |
| от 1 года до трех лет | 21-36 | |
| от 3 до 5 лет | 27-42 | |
| от 5 до 7 лет | 28-52 | |
| от 7 до 9 лет | 35-53 | |
| от 9 до 11 лет | 34-65 | |
| от 11 до 13 лет | 46-70 | |
| от 13 до 15 лет | 50-77 | |
| от пятнадцати лет (взрослые) | 44-80 |
Как правило, отклонение показателей клиренса от нормы выявляется случайным образом, например на плановых осмотрах, однако любой квалифицированный врач может по внешним факторам определить наличие у человека патологий, которые связаны с почками.
Итак, анализ на скорость клубочковой фильтрации почек назначается, если пациент жалуется на боли в их области, а на лице и лодыжках имеются отеки. Также подобное исследование показано гипертоникам и людям, которые отмечают у себя редкое мочеиспускание. Анализ необходим при обнаружении темной мочи или примеси в ней крови, при хронической недостаточности, синдроме Кушинга, сахарном диабете.
Безусловно, это далеко не весь перечень патологий и симптомов, когда назначается исследование клиренса, однако стоит помнить, что абсолютно любая болезнь почек и мочевыделительной системы требует прохождения данного анализа. Не стоит отказываться от такой процедуры, ведь практически все заболевания начинаются с легкой формы и человек практически не чувствует никаких отклонений и сбоев в своем организме.
Бывают такие случаи, когда скорость клубочковой фильтрации превышает нормальные показатели. Существует ряд патологий и состояний, когда отмечается данное отклонение:
Стоит отметить, что при высоком показателе клиренса креатинина врач обязан убедиться, что пациент правильно собирал, хранил и сдавал мочу. Даже если он верно выполнил все указания лечащего доктора, при отклонениях от нормы необходимо направить больного на повторный анализ. Ни один квалифицированный специалист не станет делать однозначное заключение только лишь по одному исследованию и уже тем более не станет назначать медицинские препараты.
Как правило, из-за снижения почечного кровотока падает скорость клубочковой фильтрации. Норма, если снижение показателей образовалось из-за:
Однако существует и ряд заболеваний, когда клиренс креатинина падает. Обычно это случается из-за:
Опять же, при любых отклонениях от нормы необходимо в обязательном порядке снова пройти обследование. Лечение назначается только лишь после повторного проведения анализа.
Также снижение клиренса креатинина может отмечаться и при полном отказе почек. Однако патологии, которые вызывают их отказ, как правило, обнаруживаются заранее.
Нетрудно догадаться, что для получения достоверного результата обследования пациент должен соблюдать определенные правила, которые были указаны выше. Если же он отнесся к требованиям лаборатории халатно, то показатели могут значительно отличаться от нормы и больному выпишут новое направление. Так, например, низкая скорость клубочковой фильтрации может быть обнаружена при плохом хранении биоматериала (теплое место) или его несвоевременной сдаче на исследование.
Кроме этого, результат может превышать норму или быть меньше ее, если накануне пациент активно занимался спортом. Также и некоторые лекарственные препараты могут значительно исказить результат, что будет показанием для повторного обследования. В их числе:
Не стоит забывать о том, что перед сдачей такого серьезного анализа необходимо пообщаться со специалистом относительно приема любых лекарственных препаратов.
Скорость клубочковой фильтрации - очень точное и важное обследование, поэтому существует еще несколько важных нюансов, которые необходимо учитывать при его прохождении.
Результатом клубочковой фильтрации является образование из крови первичной мочи. Образование первичной мочи происходит в капсуле нефрона. Жидкая часть крови поступает из капилляров клубочка в капсулу по многочисленным порам под действием гидростатического давления крови. Вместе с водой в капсулу профильтровываются низкомолекулярные вещества: соли, мочевина, мочевая кислота, глюкоза, аминокислоты, витамины, микроэлементы, инсулин, креатинин, индикан, уробилин и другие пигменты. Вещества, имеющие молекулярный вес более 70 тыс. углеродных единиц не могут пройти через поры между кровеносным капилляром и полостью капсулы. Поэтому белки плазмы крови не проходят в первичную мочу и притягивают к себе воду, уменьшают её фильтрацию. Кроме того, фильтрации препятствует гидростатическое давление первичной мочи в капсуле. Следовательно, эффективное фильтрационное давление равно гидростатическому давлению крови (70 мм рт. ст.) за вычетом онкотического давления крови (30 мм рт. ст.) и гидростатического давления первичной мочи: 70 – (30 + 20) = 20 мм рт. ст..
Таким образом, состав первичной мочи по содержанию неорганических и органических веществ (за исключением крупномолекулярных) полностью соответствует плазме крови.
Инсулин и креатинин не реабсорбируются обратно в кровь, и поэтому, по их концентрации в конечной мочи можно судить об интенсивности фильтрации, чем и пользуются в клинических и экспериментальных исследованиях.
Клубочковая фильтрация за счет саморегуляторных механизмов обеспечивает постоянное количество первичной мочи. Механизмы саморегуляции направлены на сохранение параметров, определяющих эффективное фильтрационное давление. Гидростатическое давление крови в капиллярах клубочка сохраняется постоянным при изменении системного давления от 70 до 180 мм рт. ст. Сохранение постоянного кровяного давления в капиллярах обусловлено сокращением или расслаблением прекапиллярных сфинктеров при изменении системного давления крови. Происходит миогенная регуляция сохранения постоянства кровотока без участия нервной системы и гормонов. Миогенная регуляция хорошо выражена в корковых нефронах и отсутствует в юкстамедуллярных нефронах, располагающихся на границе коркового и мозгового вещества почки.
Онкотическое давление является жесткой константой организма. Поэтому в условиях нормы онкотическое давление не изменяет скорость и количество образующейся первичной мочи.
Постоянство гидростатического и онкотического давления крови определяет неизменность гидростатического давления первичной мочи и, следовательно, величины эффективного фильтрационного давления.
Если же силы, способствующие образованию мочи, возрастают (увеличение гидростатического или снижение онкотического давлений крови), то это приводит к увеличению гидростатического давления первичной мочи и, как следствие, к сохранению на постоянном уровне скорости клубочковой фильтрации.
Результатом этого этапа является уменьшение на 70 % количества первичной мочи, полное обратное всасывание в кровь полезных для метаболизма веществ и выделение из крови в мочу продуктов метаболизма. Постоянство обязательной реабсорбции определяется в основном постоянством количества первичной мочи и неизменной активностью ферментов в этой части нефрона.
В проксимальных извитых канальцах реабсорбируется 70 % воды и солей. Реабсорбция катион солей (Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+) происходит против градиента концентрации, активно с использованием энергии АТФ. Отрицательно заряженные анионы притягиваются положительно заряженными катионами, и за счет электростатических сил поступают из мочи в кровь пассивно (Cl − и HCO 3 − вслед за Na + и K + ; SO 4 − , PO 4 − вслед за Ca 2+ и Mg 2+). Вода всасывается из первичной мочи в кровь пассивно вслед за солями по осмотическому градиенту.
Основной ион, определяющий осмотическое давление, и, следовательно, реабсорбцию воды, Na + входит в эпителиальные клетки пассивно, по градиенту концентрации, а затем выбрасывается активно с другой стороны клетки Na + ,K + -АТФ-азой. Суммарно, на весь переход Na + из мочи в кровь затрачивается небольшое количество энергии, так как разность потенциалов между мочой и кровью равна только 1 мВ. Это связано с особенностью заряда мембран эпителиальной клетки. Обращенная в сторону канальца нефрона апикальная мембрана имеет заряд 69 мВ, а обращенная в сторону кровеносного капилляра базальная мембрана имеет заряд 70 мВ.
Ионы K + реабсорбируются активно на апикальной мембране и затем выходят в кровь за счет диффузии. Механизмы реабсорбции Са 2+ , Mg 2+ , SO 4 − , PO 4 − сходны с механизмами реабсорбции Na + , K + и Cl − .
В проксимальных извитых канальцах полностью обратно всасываются в кровь глюкоза, аминокислоты, низкомолекулярные белки, витамины, микроэлементы. Всасывания этих веществ в кровь происходит в большинстве случаев с помощью облегченной диффузии или активно с затратой энергии макроэргических фосфатов. Облегченная диффузия заключается в переносе через апикальную мембрану в цитоплазму почечной эпителиальной клетки веществ совместно с ионами Na + . Из эпителиальной клетки в кровь вещества поступают через базальную мембрану с помощью диффузии по градиенту концентрации. Реабсорбция этих веществ может осуществляться пассивно через апикальную и базальную мембраны эпителиальных клеток при увеличении концентрации этих веществ в моче после реабсорбции воды из канальцев нефрона.
При определенной концентрации вещества в крови, которая называется порогом выведения, вещества эти, названные пороговыми не могут полностью реабсорбироваться и часть профильтровавшихся веществ оказывается в конечной моче. К пороговым веществам относится глюкоза, которая в норме (3,8 – 7,1 ммоль/л в крови) фильтруется, а затем полностью реабсорбируется. При увеличении её концентрации в крови выше значения 7,1 ммоль/л часть глюкозы не успевает реабсорбироваться. Нереабсорбировавшаяся глюкоза выделяется с мочой из организма. Выделение глюкозы с мочой называется глюкозурией.
Реабсорбция в проксимальных извитых канальцах сочетается с секрецией некоторых веществ из крови в мочу. Секреция необходима для удаления из организма с мочой высокомолекулярных продуктов обмена веществ, которые не смогли профильтроваться из крови в первичную мочу. Эпителиальные клетки активно секретируют из крови холин, парааминогиппуровую кислоту, видоизмененные молекулы лекарственных веществ.
Кроме того, эпителиальные клетки поглощают из первичной мочи глютамин и с помощью фермента глютаминазы расщепляют его на глютаминовую кислоту и аммиак. Затем аммиак выделяется в мочу и выносится из организма в виде аммонийных солей. Таким образом, азот распавшегося в организме белка выделяется с мочевиной и мочевой кислотой за счет фильтрации и в виде аммиака за счет секреции.
В эпителиальных клетках ферментом карбоангидразой расщепляется угольная кислота Н 2 СО 3 . Ионы НСО 3 − всасываются в кровь за счет электростатического притяжения их Na + и K + , что способствует щелочной реакции крови. Ионы Н + секретируются в мочу и, соединяясь с профильтровавшимися молекулами Na 2 HPO 4, удаляются с мочой в виде NaH 2 PO 4 . Удаление ионов Н + из крови с мочой предотвращает организм от закисления. Этим же объясняется кислая реакция конечной мочи (pH = 4,5-6,5).
Если на входе в проксимальный извитой каналец первичная моча практически не отличается от состава жидкой части крови, то на выходе из этой части нефрона состав мочи становится специфическим. Пороговые вещества (глюкоза, аминокислоты) перешли обратно в кровь. К моче добавились высокомолекулярные продукты обмена, аммиак и ионы Н + , которые сделали её реакцию кислой, в отличие от слабощелочной реакции крови. Кроме того, общее количество мочи значительно уменьшилось.
Постоянство результата обязательной реабсорбции и секреции в этой части нефрона определяется постоянством количества первичной мочи, постоянством почечного кровотока и неизменностью активности ферментов почечного эпителия.
Почки – это парный орган человека, который выполняет множество функций в организме. Самое краткое описание важности почек для тела человека – без этого органа невозможно поддерживать оптимальный баланс жизнедеятельности.
Почки метаболизируют продукты распада некоторых веществ (в том числе лекарственных), регулируют создание кровяных клеток, выделяют гормоны, регулирующие деятельность организма.
Первичная моча образуется при помощи фильтрации содержимого и плазмы крови, а затем, при прохождении других систем почки, образуется вторична моча, которая и выделяется из организма. Низкомолекулярная фильтрация происходит в клубочковом фильтре. При этом «отсеиваются» высокомолекулярные вещества, оставляя лишь концентрат из воды и низкомолекулярных веществ.
Клубочковая фильтрация почек ежедневно позволяет обновлять жидкость в организме по несколько раз. К примеру, среднее количество плазмы в организме – 3 литра, а средняя скорость клубочковой фильтрации почек (СКФ) – 180 л/сут. Таким образом, примерно 60 раз за сутки плазма крови проходит через почки, образуя первичную мочу. Сохранность высокой скорости клубочковой фильтрации позволяет поддерживать постоянство состава жидкостной среды организма.
Существует специальная формула, по которой определяют сохранность фильтрационной функции почек.
Она выглядит следующим образом:
СКФ = 11,33 * Crк – 1,154 * возраст – 0,203 * 0,742, где Crк – креатинин сыворотки крови, выраженный в ммоль/л.
Это не самая точная из существующих формул, существует и усовершенствованная ее версия, применяемая в аппаратных вычислениях. Однако приведенная формула довольно удобна для ручного расчета и показывает точные результаты при низких значениях СКФ:
Замедление клубочковой фильтрации происходит из-за повреждения почечных структур. В свою очередь, развитие любой почечной болезни неминуемо ведет к изменению структуры органа и отражается на его работе. На сегодняшний момент серьезной проблемой является игнорированием населения симптомов почечных заболеваний и инвалидизация вследствие запущенного течения болезни.
Самыми распространенными болезнями почек являются:
Основным методом повышения скорости клубочковой фильтрации почек является приостановление повреждения почек. Собственно, лечение основного заболевания, повреждающего почки, способно предотвратить развитие почечной недостаточности. Для эффективного выполнения клубочковой фильтрации необходимо, чтобы у пациента были здоровые сосуды, поэтому при динамике снижения скорости клубочковой фильтрации следует, прежде всего, озаботиться состоянием сосудистой системы.
К сожалению, восстановление нефронов поврежденной почки на данный момент невозможно, поэтому следствия хронических почечных болезней невозможно обратить вспять, можно только замедлить или приостановить процесс.
Для компенсирования выделительной функции почек используют процедуру гемодиализа, однако и она не до конца справляется с восстановлением равновесия в организме.
Главным условием сохранности функции почек – регулярное обследование органа и своевременное лечение заболевания. Не забывайте о том, что почка является крайне важным органом для организма и в случае болезни ее нельзя просто «вырезать» как аппендикс, да и замена ее на донорский орган представляет существенные затруднения. Лучший результат лечения почечной болезни – приостановка развития заболевания до того, как функции почек будут снижены в значительной степени.
Начальный этап мочеобразования представляет собой фильтрацию плазмы крови, протекающей по клубочковым капиллярам в капсулу почечного тельца. При этом образуется ультрафильтрат плазмы или первичная моча.
Качественный состав образовавшегося при этом фильтрата или первичной мочи определяется структурой гломерулярного фильтра (Код. 41.3.). Фильтр представляет собой многомембранную систему почечного тельца, включающую фенестрированный эндотелий, базальную мембрану и эпителиальные клетки.
1. Фенестрированный эндотелий . Отверстия диаметром до 100 нм покрытые гликокаликсом мешают проникновению форменных элементов крови и крупных молекул.
2. Базальная мембрана клубочка – трехслойный матрикс толщиной 300 нм, состоящий из веществ, продуцируемых соседними клетками. Входящие в состав базальной мембраны коллагеновые нити, образуют промежутки около 3-4 нм , выстланные гликокаликсом, что обеспечивает наименьшую проницаемость базальной мембраны из трех структур почечной мембраны.
3. Эпителиальные клетки капсулы – подоциты . Подоцит – спрутоподобная клетка, своими ножками покрывающая всю фильтрационную поверхность. Внутри ножек находятся нити актина и миозина, которые, сокращаясь и расслабляясь, работают как микронасосы, откачивая жидкость в полость капсулы. Ножки отростков соседних клеток переплетаются и создают щели размером 30–50 нм . Эти щели заняты фибриллярными структурами и гликокаликсом, уменьшающими размер щелей до 10 нм .
Следовательно, основным барьером в многомембранной системе почечного тельца является базальная мембрана.
Важно, что гломерулярный фильтр обладает избирательностью не только в отношении размера, но и заряда фильтруемых частиц. Дело в том, что поверхность всех компонентов фильтрационного барьера: и эндотелийоциты, и базальная мембрана, и поверхностный слой на подоцитах содержиат фиксированные отрицательные заряды (полианионы), которые отталкивают отрицательно заряженные макромолекулы во время процесса фильтрации. Таким образом, многомембранная система почечного тельца напоминает соковыжималку, сквозь которую легко проходит вода и низкомолекулярные вещества размером 2,5 нм, когда же размер молекулы превышает 4 нм, фильтрация становится ограниченной или невозможной.
Первичная моча отличается от крови отсутствием компонентов, размеры которых превышают поры в базальной мембране (Табл.41.7.). В первичной моче практически отсутствуют белки плазмы. Например, средний размер молекулы сывороточного альбумина составляет около 3,55 нм, тем не менее в первичную мочу попадает лишь 0,02% от его содержания в плазме. Поскольку прохождение альбумина затруднено главным образом из-за его отрицательного заряда.
Следовательно, качественный состав первичной мочи определяется
1. составом крови (так как первичная моча является ультрафильтратом плазмы)
2. характеристикой пор (прежде всего размер, а также их отрицательный заряд)
(В первичной моче отсутствуют форм.элементы крови и белки).
Количественной характеристикой фильтрации является скорость клубочковой фильтрации (СКФ). СКФ – объем первичной мочи, образующийся в единицу времени. У мужчин СКФ составляет 125 мл/мин, у женщин –110 мл/мин. В результате фильтрации за сутки образуется около 180 л ультрафильтрата. Вспомните, что во всех других капиллярах в сутки фильтруется только около 20 л.
Эффективность фильтрации поддерживается почечным кровотоком. Почечный кровоток (ПК) в среднем равен 1,1 л/мин, что составляет 20-25% минутного объема крови в покое (5 л/мин). Если нормальная величина гематокрита – 45%, то почечный плазмоток (ПП) – 605 мл/мин. Таким образом, из 605 мл плазмы, поступающей в клубочек по афферентным артериолам, профильтровывается только
125 мл, т.е. 20%. Отношение СКФ/ПП (доля плазмы, фильтруемая в клубочках) называют фильтрационной фракцией.
От чего зависит СКФ, почему образуется такой большой объем первичной мочи?
От фильтрационного градиента grad P ф = P ф /l , который является движущей силой клубочковой фильтрации.
P ф – фильтрационное давление является результирующей взаимодействия сил, способствующих и противодействующих фильтрации (Табл.41.8.).
P ф = (P гидр.крови - P гидр.первичн.мочи) – (P онк.крови - P онк.первичн.мочи)
(65 - 15) - (30 - 0) = 20 мм рт ст.
P гидр.крови в приносящей артериоле 65-70 мм рт ст. Поддержанию такого высокого давления способствуют (Код. 41.1.): меньший диаметр выносящей артериолы, что создает повышенное гемодинамическое сопротивление току крови через клубочек; близость к брюшному отделу аорты, от которого почечные артерии отходят под прямым углом в виде короткого ствола.
P гидр.первичн.мочи в капсуле почечного тельца составляет 15 мм рт ст.
P онк.крови в гломерулярном капилляре в среднем 30 мм рт ст.
P онк.первичн.мочи можно не учитывать, т.к. его величина не превышает 1 – 3 мм рт ст.
Клубочковая фильтрация имеет место лишь в том случае, если давление крови в клубочковых капиллярах выше чем суммарное давление противоположно направленных сил онкотического и гидростатического первичной мочи (Табл.41.8.).
Таким образом, можно говорить об эффективном фильтрационном давлении – давлении при котором фильтрация возможна - если алгебраическая сумма сил, способствующих фильтрации (P гидр.крови + P онк.перв.мочи) будет превышать таковую препятствующих сил (P гидр.перв.мочи + P онк.крови). Оно составляет в среднем 20 мм рт ст.
Снижение градиента фильтрации приводит к тяжелым нарушениям гомеостазиса вследствие ослабления мочеобразования.
Фильтрация через мембрану капилляров зависит также от проницаемости мембраны и от размера поверхности, через которую происходит фильтрация. Общая поверхность клубочковых капилляров в почках человека составляет 1,6 м 2 , из которых 2-3% занимает суммарная поверхность пор, в то время как в капиллярах мышц фильтрующая поверхность составляет 0,1%.
Произведение проницаемости и площади поверхности доступной для фильтрации называют коэффициентом фильтрации (К ф).
Скорость клубочковой фильтрации поэтому может быть выражена следующим уравнением:
СКФ = grad P ф х К ф
Как мы уже говорили, процессы мочеобразования тесно связаны с кровотоком. И интенсивность его, и состав крови сказываются на составе мочи. При сопоставлении состава крови и состава конечной мочи, можно судить об активности конкретного процесса, протекающего в почках, т.е. о фильтрации, реабсорбции или секреции.
Для определения СКФ пользуются клиренсовым методом. Клиренс вещества – это объем плазмы, который полностью очищается от этого вещества почками за единицу времени.
Каждое вещество плазмы имеет свою собственную величину клиренса.
Для оценки СКФ используют нетоксичные вещества, которые свободно фильтруется в клубочке, не реабсорбируется, не секретируется в канальцах и не связывается с белками плазмы крови. Таким требованиям соответствует полисахарид ИНУЛИН. Следовательно, масса инулина, экскретируемого в единицу времени почками, равна массе вещества, профильтровавшегося за тот же период, т.е. клиренс инулина равен скорости его клубочковой фильтрации.
С ин. = СКФ = [ин.] м х V м
[ин.] пл.
Инулин является наилучшим веществом для измерения СКФ, но его нужно постоянно вводить внутривенно. Поэтому в клинической практике для измерения СКФ используется клиренс эндогенного креатинина, концентрация которого в крови довольно стабильна. Определение клиренса эндогенного креатинина получил название проба Реберга.
Клиренс любого вещества можно сравнить с клиренсом инулина. При этом, - если С в-ва = С in , вещество только фильтруется;
Если С в-ва < С in , вещество фильтруется и реабсорбируется;
[в-ва] пл. х СКФ - [в-ва] м х V м
Если С в-ва > С in , вещество фильтруется и секретируется.
[в-ва] м х V м - [в-ва] пл. х СКФ
