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.
Что это такое?
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.
Факторы, меняющие скорость клубочковой фильтрации почек
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.
Проба Реберга-Тареева
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.
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.
Скорость клубочковой фильтрации по формуле MDRD
В данной формуле учитывается пол и возраст пациента, поэтому с ее помощью очень легко наблюдать как меняются почки с возрастом. Очень часто используется для диагностики нарушений функций почек у беременных. Сама формула выглядит так: СКФ = 11,33 * Crk - 1,154 * возраст - 0,203 * K, где Crk - количество креатинина в крови (ммоль/л), K - коэффициент, зависящий от пола (у женщин - 0,742). В том случае, если этот показатель в заключении анализа подан в микромолях (мкмоль/л), то его значение необходимо поделить на 1000. Главный недостаток этого метода расчета - неверные результаты при повышенной КФ.
Причины снижения и повышения показателя
Существуют физиологические причины изменения СКФ. Во время беременности уровень повышается, а когда организм стареет - понижается. Также провоцировать повышение скорости способна пища с большим содержанием белка. Если же у человека наблюдается патология почечных функций, то КФ способна как увеличиваться, так и снижаться, все зависит от конкретного заболевания. СКФ является наиболее ранним указателем нарушения функционирование почек. Интенсивность КФ снижается намного быстрее, чем теряется способность почек концентрировать мочу и в крови накапливаются азотистые шлаки.
Когда почки больны, сниженную фильтрацию крови в почках провоцируют нарушения структуры органа: снижается количество активных структурных единиц почки, коэффициент ультрафильтрации, происходят изменения в почечном кровотоке, уменьшается фильтрующая поверхность, происходит обструкция канальцев почек. Ее вызывают хронические диффузные, системные заболевания почек, нефросклероз на фоне артериальной гипертензии, острая печеночная недостаточность, тяжелая степень заболеваний сердца, печени. Кроме болезней почек, на СКФ влияют экстраренальные факторы. Снижение скорости наблюдается вместе с сердечной и сосудистой недостаточностью, после приступа сильной диареи и рвоты, при гипотиреозе, раковых заболеваниях простаты.
Повышение СКФ - более редкое явление, но проявляется при сахарном диабете на ранних стадиях, гипертонии, системном развитии красной волчанки, в начале развития нефротического синдрома. Также повысить скорость КФ способны медикаменты, которые влияют на уровень креатинина (цефалоспорин и похожие по действию на организм). Лекарство повышает его концентрацию в крови, поэтому при взятии анализа выявляются ложноповышенные результаты.
Хронические заболевания почек – это серьезная угроза для каждого 10-го жителя нашей планеты. Клубочковая фильтрация почек – это начальный и одновременно базовый процесс, разбалансирование которого может привести к возникновению серьезной нефрологической проблемы. Сложность состоит в том, что симптомы зарождающейся болезни неочевидны для обычного человека: сухость и неприятный вкус во рту, бледность, утомляемость могут свидетельствовать о самых разных проблемах в организме. Только повышенное мочеотделение, особенно ночью, должно насторожить и стать поводом для визита к урологу.
Почки и их клубочки: от нормы к патологии
Почки – важный орган, отвечающий за гомеостаз, а проще говоря, физиологическое равновесие человеческого организма. Их основная функция состоит в том, чтобы отфильтровать мочу и вывести ее из организма. За этот процесс отвечают почечные клубочки, каждый из которых представляет собой своеобразный пучок, состоящий из 50 капилляров. У взрослого человека около 1,5 млн таких клубочков и они ежедневно фильтруют от 120 до 180 литров жидкости.
Процесс почечной фильтрации носит пассивный характер и совершается под воздействием того гидростатического давления, которое создает работа сердца. Клубочек фильтрует плазму крови, очищая и процеживая ее от дефектных белков. В результате образуется так называемая первичная моча.
Самой главной характеристикой клубочковой фильтрации почек является скорость ее протекания. Она зависит как от общего состояния организма человека, так и от факторов, определяющих работу этого органа:
- величины фильтрационного давления, которое в норме должно составлять 20 мм. рт.ст. Это главный фактор, определяющий скорость фильтрации. Он действует как разность между тем давлением, которое возникает в клубочковых капиллярах и тем, которое оказывает сопротивление процессу фильтрации;
- проницаемости базальной мембраны, которая является базовой частью фильтра;
- площади капиллярной поверхности в каждом из клубочков.
Средние показатели нормальной скорости фильтрации 125 мл/мин для мужчин и 110 мл/мин для женщин – это определенный ориентир, который может быть скорректирован исходя из индивидуальных характеристик, учитывающих не только пол человека, но его возраст, массу тела, показатели крови и иные факторы. Норма клубочковой фильтрации почек, таким образом, устанавливается в процессе диагностического обследования.
Патологические изменения чаще всего связаны со снижением скорости фильтрации, реже – с ее ускорением. Но и тот и другой процесс представляет собой нарушение нормального функционирования организма и должен подлежать лечению.
Скорость почечной фильтрации – залог здоровья
Причины, нарушающие нормальную скорость фильтрации, можно разделить на 2 группы. Первая из них не связана с работой почек, а представляет собой:
- пролонгированное действие гемодинамических показателей, таких как разница давления на разных отрезках кровеносной системы или вязкости крови;
- последствия пережитого шока;
- обезвоживанием;
- гнойно-воспалительными процессами и т.д.
Поэтому в зону риска первыми попадают те, кто имеет серьезные хронические заболевания, которые могут быть не связана напрямую с работой выделительной системы.
Вторая группа, влияющая на нарушение нормальной фильтрации, связана с функционированием почек:
- уменьшение поверхности клубочка, отвечающего за фильтрацию плазмы крови;
- обструкция канальцев;
- снижение кровотока в почках;
- утолщение или, наоборот, разрыхление клубочковых мембран и т.д.
Обычно эти изменения возникают как следствие почечных патологий: пиелонефрите, поликистозе и других. Если норма клубочковой фильтрации почек снижается, то нарушается саморегулирующая функция этого органа, а это первый шаг к почечной недостаточности. Увеличение скорости фильтрации тоже представляет собой расстройство баланса и ведет к повышению диуреза, потере организмом необходимых аминокислот, глюкозы и иных веществ.
Как привести фильтрационную работу почек к равновесию? Сделать это можно только после того, как проведено обследование и поставлен соответствующий диагноз, а также назначена правильная терапия.
Первый шаг – нормализация общего состояния организма, его иммунитета, давления, поскольку именно оно провоцирует нарушение в работе почечных клубочков. Второй – «ремонт» самих почек. Нужно обратить внимание на восстановление правильной работы мелких кровеносных сосудов, из которых состоят клубочки, почечных клеток и тканей.
Лечение данной нефропатии – процесс системный и длительный, включающий в себя как применение фармакологических средств направленного действия, так и правильный распорядок дня и сбалансированное питание.
Здоровые почки – это хорошее самочувствие и превосходное настроение.
— это структурная единица почки, которая состоит из почечного тельца и почечных канальцев. В почечном тельце происходит фильтрация крови, а при помощи канальцев происходит обратное всасывание (реабсорбция). Через эту систему ежедневно по множеству раз проходит кровь, в результате вышеописанных процессов образуется первичная моча.
В дальнейшем она проходит еще несколько этапов очищения, разделяясь на воду, которая возвращается обратно в кровь, и продукты обмена, которые вместе с мочой выводятся в окружающую среду.
В конечном итоге, из 120 литров клубочкового ультрафильтрата, который проходит ежедневно через нефроны, образуется около 1-2 литров вторичной мочи. Если выделительная система здорова, образование первичной мочи и ее фильтрация проходит без каких-либо осложнений.
Для чего применяют расчет СКФ
При возникновении заболевания нефроны выходят из строя быстрее, чем успевают образовываться новые, следовательно, почки хуже справляются со своей очистительной функцией. Для того, чтобы оценить, насколько этот показатель отличается от нормальных, используют анализ скорости клубочковой фильтрации или — Тареева.
Он является одним из основных диагностических методов, который позволяют оценить фильтрационную способность почки. С его помощью можно вычислить объемы клубочкового ультрафильтрата, который образуется за определенную единицу времени.
Результаты этого анализа объединяют с показателем скорости очищения сыворотки крови от продукта распада белка — креатинина, и получают оценку фильтрационных способностей почек.
Скорость клубочковой фильтрации зависит от таких факторов:
- количества плазмы, которая проникает в почки. В норме этот 600 мл в минуту у взрослого человека;
- давления, при котором происходит фильтрация;
- площади фильтруемой поверхности.
Какие заболевания возможно диагностировать
Анализ пробы Реберга-Тареева используется при подозрении на различные патологии выделительной системы. Если эта цифра меньше нормы, это означает массовую гибель нефронов. Этот процесс может говорить об острой и хронической почечной недостаточности.
Так как СКФ может понижаться не только при повреждении структурных единиц почки, но и при сторонних факторах, такое явление наблюдается также при гипотонии, сердечной недостаточности, длительной рвоте и диарее, гипотиреозе, несахарном диабете, а также затруднении оттока мочи из-за опухоли или воспаления в мочевыводящих путях.
Повышение СКФ наблюдается при идиопатическом остром и хроническом гломерунефрите, сахарном диабете, артериальной гипертензии, некоторых аутоимунных заболеваниях.
В норме значения СКФ являются постоянными, в диапазоне 80-120 мл/мин., и лишь с возрастом этот показатель может уменьшаться по естественным причинам. Если эти цифры уменьшаются до 60 мл/мин, это свидетельствует о почечной недостаточности.
Какими формулами вычисляют СКФ
В медицине чаще всего используют значение, связанное с — этот способ считается самым простым и удобным для медицинской диагностики. Поскольку он выводится через клубочки лишь на 85-90 %, а остальная часть – через проксимальные канальцы, расчеты проводят с указанием погрешности.
Чем ниже его значение – тем, соответственно, выше скорость СКФ. Измерение прямого показателя, связанного со скоростью фильтрации инсулина, является слишком накладным для медицинской диагностики и используется в основном для научных целей.
Для проведения анализа используют кровь и мочу пациента. Особенно важно произвести забор мочи строго в отведенный промежуток времени. На сегодняшний день существует 2 варианта сбора материала:
- Собирают две часовые порции урины, в каждой пробе исследуют минутный диурез и концентрацию конечного продукта распада белка. В результате получают два значения СКФ.
- Реже используют , в котором определяют средний клиренс креатинина.
На заметку! С кровью ситуация обстоит проще – в ней остается неизменным в течении долгого времени, поэтому данную пробу берут стандартно — с утра натощак.
Стандартная формула
(up х Vn) / (Ср х Т),
где Vn – объем урины за фиксированный отрезок времени, Ср – концентрация креатинина в сыворотке крови, Т – время, за которое производится забор мочи в минутах.
Формула Кокрофта-Голта
[(140 - (количество лет) х (вес, кг)] / (72 х концентрацию креатинина в сыворотке, мг/дл)
Результат расчета по данной формуле является инстинным для взрослого мужчины, для женщин полученный результат необходимо умножить на коефициент 0, 85.
Формула клиренса криатинина
[(9,8 - 0,8) х (возраст - 20)]/ концентрацию креатинина сыворотки, мг/мин
Для женщин в этом случае также нужно применить коефициент 0,9.
Можно воспользоваться одним из онлайн-калькуляторов, который поможет рассчитать клиренс креатинина. Один из них можно найти по данной ссылке.
Так как СКФ имеет зависимость от скорости очищения плазмы крови от креатинина, его также рассчитывают вручную по формуле:
(концентрация креатинина в моче х объем мочи за определенное время)/(концентрация креатинина в плазме крови х время сбора мочи в минутах)
Таблица норм и расшифровки полученных данных
| Стадия хронической болезни почек | Описание | Значение СКФ (мл/мин/1,73 кв.м.) | Рекомендации |
|---|---|---|---|
| 1 | Нарушение работы почки с нормальной или повышенной СКФ | ≥90 | Наблюдение у , диагностика и устранение сопутствующих заболеваний, понижение риска развития осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы. |
| 2 | Нарушение функций почки с незначительным снижением СКФ | 60-89 | Исследование и устранение патологий почек, прогнозирование развития осложнений |
| 3 | Средняя степень понижения СКФ | 30-59 | Устранение нефрологических заболеваний, профилактика возможных осложнений |
| 4 | Выраженное снижение СКФ | 15-29 | Рекомендуется выбор метода и подготовка к заместительной терапии |
| 5 | Острая почечная недостаточность | ≤15 | Показана заместительная терапия |
Гемодинамика почки предопределяет мочеобразование и прежде всего КФ. У человека обе почки, масса которых меньше 0,5% массы тела, получают от 20 до 25 %; крови, выбрасываемой сердцем в минуту. Почечный кровоток у взрослого человека составляет более 1200 мл/мин на 1,73 м² поверхности тела. Из этого количества крови по сосудам коры почки протекает 91—93%, в наружное мозговое вещество поступает от 6 до 4% и во внутреннее мозговое вещество попадает менее 1%.
Кровоснабжение коры почки исключительно велико; достаточно указать, что в покое в мышце кровоток в 15 раз меньше, чем во внутреннем мозговом веществе почки. Исключительно большой почечный кровоток, высокоразвитая система его стабилизации, обуславливающая саморегуляцию в широких пределах изменения артериального давления - эти особенности развились в почке вследствие все возраставшего ее значения как гомеостатического органа, обеспечивающего стабильность состава жидкостей внутренней среды, в первую очередь плазмы крови, а тем самым и внеклеточной жидкости.
Начальный этап мочеобразования представляет собой ультрафильтрацию из плазмы крови воды и низкомолекулярных водорастворимых компонентов через фильтрующую мембрану клубочка, практически непроницаемую для белков. В минуту через обе почки у человека протекает около 660 мл плазмы крови. В клубочках из этого количества плазмы образуется приблизительно 125 мл фильтрата, поступающего в просвет канальца. У здорового человека доля плазмы, фильтруемой в клубочках, так называемая фильтрационная фракция, составляет 19%.
Кровь поступает в клубочек по афферентной артериоле, которая распадается на 20-40 капиллярных петель, сгруппированных в 5-8 долек. На пути ультрафильтрата из просвета капилляра в полость капсулы клубочка располагаются три слоя - эндотелий, базальная мембрана и эпителий висцерального листка капсулы (рис. 1). Эндотелий, кроме области ядра, истончен и пронизан отверстиями шириной от 50 до 100 нм, через которые не проникают форменные элементы, но могут свободно проходить вода и растворенные вещества.
Базальная мембрана в клубочках имеет толщину 325 нм и состоит из трех слоев - двух светлых и плотного центрального. При характеристике свойств базальной мембраны и других элементов клубочкового фильтра раньше обычно учитывали размер пор, через которые происходит ультрафильтрация. Однако оказалось, что проникновение через фильтр молекул полимеров, имеющих одинаковый размер, но разный заряд, весьма существенно различается. Так, молекулы декстрана имеют, подобно альбумину, радиус 3,6 нм. Фильтруется 11% нейтрального декстрана, 42% декстрана в катионной форме (диэтиламиноэтилдекстран), а отрицательно заряженные молекулы декстран-сульфата и альбумина практически почти не фильтруются .
Стенка капилляров клубочка, содержащая много сиаловых кислот, отрицательно заряжена, что замедляет прохождение молекул с отрицательным зарядом. В условиях патологии потеря фиксированных зарядов стенкой фильтрующего слоя гломерул может быть одной из причин протеинурии при некоторых формах заболеваний почки. Ряд катионных макромолекул (например, протамин) может вызывать структурные изменения клубочкового фильтра, устраняемые введением полианионов, таких, как гепарин.
Важнейшая роль базальной мембраны клубочка как фильтра, задерживающего проникновение белков, дополняется функцией щелевых мембран.
Со стороны капсулы к базальной мембране прикрепляются ножки подоцитов, между которыми располагаются щелевые мембраны. Они закрывают собой пространства между ножками подоцитов, имеющие в поперечном сечении размер приблизительно 4х10 нм. Внешняя поверхность щелевых мембран и отростки подоцитов покрыты слоем полисахаридов толщиной до 12 нм. Щели между ножками заполнены этим веществом и, вероятно, служат окончательным барьером на пути белковых молекул, имеющих радиус более 3,2 мм. Поры для этих молекул не определяются методом электронной микроскопии, они, по-видимому, обусловлены определенной конфигурацией макромолекул базальной и щелевой мембран, а также слоя полисахаридов.
Общая поверхность капилляров клубочков в почках человека достигает 1,6 м², суммарная поверхность пор, через которые происходит фильтрация, составляет 2-3% общей поверхности, и то время как в капиллярах мышц она занимает 0,1%. Через эти поры проходит 100% инулина, 75% миоглобина, 22% яичного альбумина, 3% гемоглобина и менее 1% сывороточного альбумина . Чтобы оценить связь между проницаемостью и размером молекул, следует привести данные об относительной молекулярной массе перечисленных веществ: инулин - 5000, миоглобин - 17000, яичный альбумин - 43500, гемоглобин - 68000, сывороточный альбумин - 69000.
Движущей силой, обеспечивающей фильтрацию в клубочках, является транскапиллярная разность гидростатического и онкотического давления.
В прямом опыте на крысах удалось в отдельных клубочках измерить силы, обеспечивающие процесс ультра фильтрации. При системном артериальном давлении 110-130 мм рт. ст. в гломерулярных капиллярах давление составляет 45-52 мм рт. ст. К силам, противодействующим фильтрации, относится коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление, создаваемое белками плазмы, не проникающими через фильтр (18-26 мм рт. ст.), и давление жидкости в капсуле клубочка (8-15 мм рт.ст.).
Тем самым эффективное фильтрационное давление, обеспечивающее процесс ультрафильтрации в клубочках, составляет в среднем 48-12-22=14 мм рт. ст. (пределы колебаний от 10 до 18 мм рт. ст.). В результате фильтрации концентрация белков в плазме крови растет, онкотическое давление повышается до 35 мм рт. ст. и на эфферентном конце капилляров клубочка эффективное фильтрационное давление снижается до нуля.
Приведенные выше данные имеют существенное значение при анализе некоторых факторов, влияющих на уровень КФ. Анурия вследствие снижения КФ развивается при падении системного артериального давления ниже 50 мм рт. ст. Уменьшение КФ наблюдается при повышении внутрипочечного давления в результате затруднения оттока мочи и в случае возрастания венозного давления в почке.
Химический анализ ультрафильтрата, полученного из капсулы клубочка, показывает, что он не содержит белков, имеет такую же, как и плазма, концентрацию осмотически активных веществ, глюкозы, аминокислот, мочевины, креатинина.
В ультрафильтрате на 5% меньше, чем в плазме, концентрация натрия, калия, но на 5% выше концентрация хлора и бикарбоната. Это обусловлено равновесием Доннана - присутствием в плазме крови отрицательно заряженных белков-анионов, не проникающих через фильтр и удерживающих часть катионов. Двухвалентные катионы существуют в плазме крови в трех формах - связанные с белком, в виде низкомолекулярных комплексов и свободных ионов.
В клубочках фильтруются низкомолекулярные комплексы и свободные ионы. Концентрация кальция в плазме крови составляет около 2,5 ммоль/л, из них 46% связаны с белками, 47,5% фильтруется в клубочках в виде ионов и 6,5% - в виде комплексов кальция с фосфатом, цитратом и др. В плазме крови в норме содержится 0,96 ммоль/л магния, 32% этого количества связаны с белком, 55% фильтруются в клубочках в виде ионов и 13% - в виде комплексов. Данные, приведенные в табл. 1, позволяют оценить количество различных веществ, фильтруемых в клубочках, реабсорбируемых и экскретируемых почкой.
Таблица 1
Концентрация в плазме крови, фильтрация, реабсорбция и экскреция воды, неорганических и органических веществ почкой человека
|
Вещество |
Концентрация в плазме крови, ммоль/л |
Количество, ммоль/24 ч |
||
|
фильтруемое |
реабсорбируемое |
экскретируемое |
||
|
Бикарбонат | ||||
|
Мочевина | ||||
Уровень КФ (регулируется как вне-, так и внутрипочечными факторами, важными для поддержания клубочково-канальцевого баланса. Неоднократно было показано, что в широком диапазоне артериального давления (от 90 до 190 мм рт. ст.) обнаруживается постоянство почечного плазмотока и КФ. Этот эффект саморегуляции проявляется в денерворованной и даже изолированной почке.
Согласно миогенной гипотезе, в основе саморегуляции лежит изменение тонуса афферентной артериолы, поскольку оно устранялось при расслаблении мышц этих сосудов папаверином. Однако эти данные ничего не говорят о том, каков механизм изменения мышечного тонуса. Исследования, выполненные в последнее десятилетие, показали, что в почке имеется система обратной связи, регулирующая скорость КФ в каждом нефроне в зависимости от объема притекающей крови и скорости реабсорбции хлорида натрия в данном нефроне. Эта функция выполняется ЮГА, который реагирует на растяжение афферентной артериолы притекающей кровью, а также на уровень реабсорбции хлорида натрия в нефроне, воспринимая концентрацию ионов в области macula densa.
В конечном счете ЮГА секретирует ренин, изменяется локальная концентрация ангиотензина, регулирующего сокращение артериол, а тем самым кровоток и КФ.
Клиническая нефрология
под ред. Е.М. Тареева
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
