Патологическая физиология почек

ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ПОЧЕК

Причины, вызывающие нарушения функций  почек:

1) расстройства нервной и эндокринной  регуляции функций почек;

2) нарушение кровоснабжения почек  (атеросклероз, шоковые состояния);

3) инфекционные заболевания почек  (пиелонефрит, очаговые нефриты);

4) аутоаллергические повреждения  почек (диффузный гломерулонефрит);

5) нарушение оттока мочи (образование  камней, сдавление мочеточников  и пр.);

6) поражения почек при тяжело  протекающих инфекционных заболеваниях  и интоксикациях (сепсис, холера, отравление солями тяжелых металлов);

7) врожденная аномалия почек  (гипоплазия, поликистоз);

8) наследственный дефект ферментативных  систем канальцев (синдром Фанкони  и др.).

Нарушение диуреза

За сутки у взрослых людей  количество выделяемой мочи (суточный диурез) составляет около 1,5 л (от 1 до 2 л).

Уменьшение суточного количества мочи называется олигурией, а полное прекращение мочеотделения – анурией. Увеличенное образование мочи называется полиурией.

Возбуждение корковых клеток обычно приводит к полиурии, а их торможение – к олигурии. Описаны случаи полного прекращения мочеотделения у людей, перенесших чрезвычайную психическую травму.

При различных поражениях гипоталамуса и гипофиза (кровоизлияния, опухоли, травмы черепа) диурез может увеличиваться  или уменьшаться.

Подавление секреции антидиуретического гормона (АДГ) приводит к выраженной полиурии. Полиурия возникает потому, что при недостаточности АДГ  нарушается обратное всасывание воды в дистальных канальцах и собирательных  трубках (факультативная реабсорбция).

Может возникнуть болевая анурия. С различных рефлексогенных зон (кожа, кишечник, мочеточники, мочевой  пузырь) возможно рефлекторное торможение мочеотделения. Механизм возникновения  рефлекторной болевой анурии сложен, участвуют нервные и гуморальные  факторы. При болевом раздражении возбуждается симпатическая нервная система, выбрасываются в кровь гормоны – адреналин и АДГ. Под влиянием избытка адреналина повышается тонус почечных артериол, что ведет к падению клубочковой фильтрации. Избыток АДГ способствует более интенсивной реабсорбции в канальцах. В конечном итоге снижается диурез вплоть до анурии.

Помимо адреналина и АДГ, на диурез оказывают влияние и другие гормоны. Увеличение диуреза при гиперфункции щитовидной железы связано с тем, что гормон тироксин усиливает фильтрацию в почечных клубочках. Такое же действие оказывает гидрокортизон – глюкокортикоидный гормон надпочечников. При избытке альдостерона (минералокортикоидный гормон надпочечников) отмечается полиурия. Возникновение ее связано, по-видимому, с торможением секреции АДГ, а также интенсивным выделением калия, вместе с которым теряется вода.

Нарушение фильтрации, реабсорбции и секреции

Ультрафильтрация плазмы с образованием первичной мочи осуществляется в  клубочках почек.

Фильтрующая мембрана клубочка состоит из трех слоев: эндотелия капилляров, базальной мембраны и эпителиальных клеток внутренней части капсулы, которые называются подоцитами. Подоциты имеют отростки, плотно упирающиеся в базальную мембрану.

Фильтрующая мембрана клубочка способна пропускать почти все имеющиеся в плазме крови вещества с молекулярным весом ниже 70 000, а также небольшую часть альбуминов.

Фильтрация в клубочках происходит под влиянием фильтрационного давления (ФД).

ФД = 75 – (25 + 10) = 40 мм рт. ст., где 75 мм рт. ст. – гидростатическое давление в капиллярах клубочков, 25 мм рт. ст. – онкотическое давление белков плазмы; 10 мм рт. ст. – внутрипочечное давление. Фильтрационное давление может варьировать в пределах 25 – 50 мм рт. ст. Фильтрации подвергается примерно 20 % плазмы крови, протекающей по капиллярам клубочков (фильтрационная фракция).

Для выявления фильтрационной способности  почек пользуются определением показателя очищения. Показателем очищения, или клиренсом (от англ. «to clear» – очищать), называется объем плазмы крови, который полностью освобождается почками от данного вещества за 1 мин. Клиренс определяют по эндогенным веществам (например, эндогенному креатинину) и экзогенным веществам (инулину и др.).

Снижение фильтрации. Уменьшение количества образующейся первичной мочи зависит от ряда внепочечных и почечных факторов:

1) падение артериального давления;

2) сужение почечной артерии и  артериол;

3) повышение онкотического давления  крови;

4) нарушение оттока мочи;

5) уменьшение количества функционирующих  клубочков;

6) повреждения фильтрующей мембраны.

Уменьшение площади фильтрации. У взрослого человека число клубочков  в обеих почках превышает 2 млн. Сокращение количества функционирующих клубочков (хронический нефрит, нефросклероз) приводит к значительным ограничениям площади фильтрации и уменьшению образования первичной мочи, что является наиболее частой причиной уремии.

Поверхность фильтрации в клубочках  может снижаться в связи с  повреждениями фильтрующей мембраны, причинами которых могут быть:

1) утолщение мембраны за счет пролиферации клеток эндотелиального и эпителиального слоев, например, при воспалительных процессах;

2) утолщение базальной мембраны  вследствие осаждения на ней  противопочечных антител;

в) прорастание фильтрующей мембраны соединительной тканью (склерозирование клубочка).

Увеличение клубочковой фильтрации наблюдается при:

1) повышении тонуса отводящей  артериолы;

2) уменьшении тонуса приводящей  артериолы;

3) понижении онкотического давления  крови.

Спазм выносящей артериолы и  увеличение фильтрации отмечаются при введении малых доз адреналина (адреналовая полиурия), в начале развития нефрита и в начальной стадии гипертонической болезни.

Тонус приводящей артериолы может  уменьшаться рефлекторно вследствие ограничения циркуляции крови на периферии тела, например, при лихорадке (увеличение диуреза в стадии подъема температуры).

Усиление фильтрации, обусловленное  падением онкотического давления, отмечается при обильном введении жидкости или  вследствие разжижения крови (во время  спадения отеков).

Нарушение канальцевой реабсорбции

Эпителиальные клетки канальцев обладают высокоспециализированными функциями, они содержат различные ферменты, участвующие в активном транспорте веществ из канальцев в кровь (реабсорбция) и из крови в просвет  канальцев (секреция). Эти процессы протекают активно с использованием кислорода и расходованием энергии расщепления АТФ.

К наиболее общим механизмам нарушения  канальцевой реабсорбции относятся:

1) перенапряжение процессов реабсорбции  и истощение ферментных систем  вследствие избытка реабсорбируемых веществ в первичной моче;

2) падение активности ферментов  канальцевого аппарата (наследственный  дефект ферментов или действие  ингибиторов);

3) повреждения канальцев (дистрофия,  некроз, уменьшение числа функционирующих  нефронов) при расстройстве кровоснабжения или заболевании почек.

Реабсорбция глюкозы. Глюкоза проникает в эпителий проксимальных канальцев, подвергаясь процессу фосфорилирования под влиянием фермента гексокиназы. На противоположном конце эпителия, прилегающего к канальцевым капиллярам, фермент фосфатаза дефосфорилирует глюкозу-6-фосфат и глюкоза всасывается в кровь.

При гипергликемиях различного происхождения (панкреатический диабет, алиментарная гипергликемия) через клубочки фильтруется  много глюкозы и ферментативные системы не способны обеспечить ее полную реабсорбцию. Глюкоза появляется в моче, возникает глюкозурия.

Глюкозурия может явиться следствием повреждения эпителия канальцев  при заболеваниях почек или некоторых  отравлениях, например, лизолом, ртутными препаратами.

Реабсорбция белка. В первичной моче содержится до 30 мг альбумина, а всего за сутки фильтруется через клубочки 30 – 50 г белка. В окончательной моче белок практически отсутствует. В нормальных условиях белок полностью реабсорбируется в проксимальном отделе канальцев путем микропиноцитоза, подвергаясь в дальнейшем ферментативному гидролизу.

Появление белка в моче называется протеинурией. Чаще обнаруживается альбуминурия – выделение с мочой альбумина. Временная альбуминурия может встречаться  у здоровых людей после напряженной физической работы, при длительных походах («маршевая альбуминурия»). Постоянная протеинурия является признаком заболевания или повреждения почек.

Реабсорбция аминокислот. У взрослых людей выделяется с мочой около 1,1 г свободных аминокислот. Повышенное по сравнению с нормой выделение аминокислот называется аминоацидурией.

Аминоацидурия возникает при наследственном дефекте ферментов, обеспечивающих всасывание аминокислот в почечных канальцах, и при заболеваниях почек, сопровождающихся повреждением канальцевого аппарата. Выделение аминокислот увеличивается также при усиленном распаде белков в организме, например, при больших ожогах и при некоторых заболеваниях печени.

Реабсорбция натрия и хлора. За сутки выделяется с мочой около 10 – 15 г хлористого натрия. Остальное количество всасывается обратно в кровь. Процесс всасывания хлоридов в проксимальных канальцах определяется активным переносом натрия. Снижение реабсорбции натрия приводит к истощению щелочных резервов крови и нарушению водного баланса. Для нормального всасывания натрия в дистальном отделе канальцев необходим гормон альдостерон, который активирует фермент сукцинатдегидрогеназу, участвующую в транспорте натрия через клетку.

Если секреция альдостерона недостаточна или его действие тормозится под  влиянием ингибиторов (альдоктан), реабсорбция  натрия снижается. При хроническом  воспалительном процессе (пиелонефрит) падает чувствительность клеток канальцев  к альдостерону; при этом теряется много соли, воды и может наступить обезвоживание.

Наряду с участием альдостерона, в реабсорбции натрия большая  роль принадлежит процессам ацидогенеза  и аммониогенеза. При нарушении  этих процессов почки перестают  выполнять весьма ценную физиологическую функцию по поддержанию постоянства рН крови.

Реабсорбция воды и концентрационная способность почек. Из 120 мл фильтрата всасывается обратно за 1 мин около 119 мл воды (96 – 99 %). Из этого количества примерно 85 % воды всасывается в проксимальном отделе канальцев и петле Генле (обязательная реабсорбция), 15 % – в дистальных канальцах и собирательных трубках (факультативная реабсорбция).

Обязательная реабсорбция воды может значительно падать при  нарушении всасывания глюкозы или  натрия, так как эти вещества, создавая высокое осмотическое давление, увлекают за собой воду, и наступает полиурия. Таков механизм полиурии при сахарном диабете и назначении мочегонных средств, блокирующих ферменты, участвующие в транспорте натрия и хлора.

Факультативная реабсорбция воды подавляется при недостатке АДГ (антидиуретического гормона), так как без него клетки канальцев становятся непроницаемыми для воды. Избыточная секреция АДГ сопровождается олигурией вследствие интенсивного всасывания воды.

Несахарное мочеизнурение встречается как наследственное заболевание, не поддающееся лечению АДГ в связи с отсутствием реакции почечных канальцев на этот гормон.

В здоровых почках осуществляется интенсивная  реабсорбция воды из канальцев, благодаря  особым механизмам осмотического концентрирования мочи (противоточная система).

У здорового человека удельный вес  мочи при обычной диете не ниже 1,016 – 1,020 и колеблется в зависимости  от приема пищи и воды в пределах 1,002 – 1,035.

Неспособность почек концентрировать  мочу называется гипостенурией. Удельный вес ее при гипостенурии не превышает 1,012 – 1,014 и в течение суток колеблется незначительно. Гипостенурия при относительно достаточной функции клубочков ыедет к развитию ранней стадии хронического нефрита, пиелонефрита.

Грозным признаком является изостенурия, когда удельный вес мочи приближается к удельному весу клубочкового фильтрата (1,010) и остается фиксированным на низкой цифре в разных суточных порциях мочи (монотонный диурез). Изостенурия свидетельствует о нарушении канальцевой реабсорбции воды и солей, о потере способности почек концентрировать и разводить мочу. В результате деструкции или атрофии канальцевого эпителия канальцы превращаются в простые трубки, проводящие клубочковый фильтрат в почечные лоханки. Сочетание изостенурии с олигурией является показателем тяжелой недостаточности функции почек.

Нарушение канальцевой  секреции

При заболеваниях почек нарушаются процессы секреции в канальцах и  все вещества, выделяемые путем секреции, накапливаются в крови.

Нарушение секреции мочевой кислоты встречается как наследственный дефект. Накопление в крови мочевой кислоты и мочекислых солей приводит к развитию так называемой почечной подагры. Усиленная секреция калия отмечается при избытке гормона альдостерона и при употреблении мочегонных средств, ингибиторов фермента карбоангидразы, содержащегося в эпителии канальцев. Потеря калия (калиевый диабет) приводит к гипокалиемии и тяжелым расстройствам функций.

Избыток паратгормона способствует интенсивной  секреции и потере фосфатов (фосфатный  диабет), возникают изменения в костной системе, нарушается кислотно-щелочное равновесие в организме.

Почечнокаменная болезнь

Почечнокаменная болезнь является одним из видов нарушения выделения  солей почками. Причина этого  заболевания изучена недостаточно. Камнеобразованию в почках способствует ряд факторов: нарушение минерального обмена, инфицирование мочевых путей, застой мочи, травмы почек, недостаток в пище витаминов А и D, наследственный дефект обмена веществ (оксалоз).