Нарушение функций канальцев

Выделение расстройств, связанных с нарушением функций канальцев, является условным, поскольку в функциональном отношении каналь­цевая система почек тесно связана с клубочками, и патологические рас­стройства чаще следуют за нарушением функций нефрона в целом, но некоторые показатели можно рассматривать как результат преимущественного нарушения функций канальцев.

К таким расстройствам относятся, например, нарушение функций концентрирования и разведения мочи, экскреции натрия и калия, водородных ионов, хотя следует учитывать, что эти функции обеспечиваются влиянием многих факторов и прежде всего интенсивностью почечного кровотока, кровоснабжением мозгового слоя, нервными гормональными влияниями, а также функционированием транспортных систем канальце­вого аппарата.

Нарушение реабсорбции натрия. Почки — главный орган, регулирующий общее содержание натрия в организме. Объем внеклеточной жидкости в основном зависит от общего содержания натрия и сопровож­дающих его анионов, поэтому любому изменению содержания натрия сопутствует параллельное изменение объема внеклеточной жидкости, что позволяет поддерживать постоянство осмоляльности плазмы. При физи­ологических условиях 65—80 % фильтруемого натрия вместе с сопровож­дающими натрий анионами и водой реабсорбируется в проксимальных канальцах, так что соотношение воды и растворенных веществ в просвете канальца остается постоянным и изотоничным плазме.

Нарушение баланса натрия определяется в основном харак­тером влияний на реабсорбцию натрия. В регуляции реабсорбции натрия принимают участие несколько факторов: скорость клубочковой фильтрации, состояние физических .сил, регулирующих функцию прок­симальных канальцев, гормоны, влияющие на транспорт натрия в ка­нальцах.

В норме изменение количества фильтруемого натрия коррегируется соответствующим изменением реабсорбции натрия (клубочко-канальцевый баланс).

Например, значительная задержка натрия, наблюдаемая при остром нефритическом синдроме, неадекватна степени падения скорости клубочковой фильтрации. Предполагается, что в этом случае увеличение реаб­сорбции натрия связано с понижением гидростатического давления в ве­нозных перитубулярных капиллярах. Сходным механизмом можно объяснить задержку натрия при застойной сердечной недостаточности.

При уменьшении массы нефронов и увеличении нагрузки на остаточ­ные функционирующие нефроны баланс натрия может сохраняться несмот­ря на значительное снижение СКФ (до 25 мл/мин). Механизмы адаптации остаточных нефронов к избытку натрия не полностью выяснены. Придает­ся значение влиянию предсердного натрийуретического пептида на про­цессы реабсорбции натрия.

Повреждение систем транспорта натрия в проксимальных канальцах (например, при острой почечной недостаточности) приводит к выраженному расстройству реабсорбции натрия и увеличению его экскреции.

Патологические процессы в интерстиции почки — анатомическая деформация или воспалительные процессы — снижают реабсорбцию натрия в собирательных трубках в связи с потерей чувствительности клеток этого сегмента нефрона к альдостерону.

Избыток альдостерона при опухоли надпочечника — синдроме Кон­на —увеличивает реабсорбцию натрия в дистальных канальцах и собирательных трубках. Увеличение секреции или высвобождения альдостерона с последующей задержкой натрия отмечено и при других заболеваниях: нефротическом синдроме (некоторых вариантах), легочном сердце, циррозе печени, декомпенсированных пороках сердца (вто­ричный альдостеронизм). В то же время полагают, что при этих заболе­ваниях механизм задержки натрия связан с участием нескольких гормонов. Так, при легочном сердце и декомпенсированных пороках сердца (митраль­ном стенозе) характер реабсорбции натрия определяется соотношением влияний альдостерона и предсердного натрийуретического пептида.

Активация симпатической системы (например, при гиповолемии) может оказывать прямой антинатрийуретический эффект, способствуя увеличению реабсорбции натрия. Это влияние опосредуется не только через активацию системы ренин-альдостерон, но и путем прямой стимуляции реабсорбции натрия в проксимальных канальцах и восходящем сегменте петли Генле.

Нарушение концентрирования и разведения мочи. Способность почек концентрировать или разводить мочу — главный фактор, определяющий постоянство осмоляльности внеклеточной жидкости (примерно 285 mosm/кг воды). Участие почек в регуляции состава внеклеточной жидко­сти демонстрируется, например, при сопоставлении количества протека­ющей через почки жидкости и количества выделенной мочи — каждую минуту в почках отделяется 120 мл клубочкового фильтрата, в течение 1 часа — 7200 мл, в течение суток — 172 800 мл, объема мочи за сутки со­ставляет 1 л или немногим более, т.е. человек выделяет менее 1 % фильт­руемой жидкости. Концентрирование и разведение мочи обеспечиваются прежде всего деятельностью противоточной поворотной системы, функ­ционирование которой зависит от участия ряда факторов:

• анатомического расположения нефронов в почечном сосочке (нисходящий и восходящий сегменты петли Генле, собирательные труб­ки и vasa recta расположены в области высокого осмотического гра­диента интерстиция);

• активного транспорта натрия хлорида из восходящего отдела колена петли Генле;

• функции противоточной поворотной множительной системы петли Генле;

• способности кортикальных и медуллярных собирательных трубок от­вечать на АДГ изменением проницаемости для воды;

• противоточного поворотного обмена с помощью кровеносных сосу­дов, позволяющего поддерживать градиент концентрации веществ в почечном сосочке.

Расстройство функции противоточнои поворотной системы может быть связано как с патологией почек, так и с влиянием внепочечных факторов.

Анатомическая деформация мозгового слоя, т.е. главного «субстрата» противоточной поворотной системы (например, гидронефроз, длительная обструкция мочевыводящих путей, интерстициальные процес­сы в почках), может способствовать понижению чувствительности клеток собирательных трубок к антидиуретическому гормону (АДГ) в связи с по­нижением осмотического градиента мозгового слоя, и, таким образом, Обусловить нарушение реабсорбции воды и выделение мочи низкой ос­молярности.

Нарушение реабсорбции воды может быть обусловлено внепочечными причинами. Так, недостаток секреции АДГ, наблюдаемый при пато­логии гипофиза, вызывает синдром, называемый «несахарным диабетом», который характеризуется выделением большого количества мочи (8—10 л в сутки).

Сходное расстройство возникает при токсическом действии лития на клетки канальцев, когда развивается синдром нефрогенного несахарного диабета в связи с потерей чувствительности клеток собирательных трубок кАДГ.

Увеличение кровотока в мозговом слое почек сопровождается понижением осмотического градиента интерстиция с последующим расст­ройством максимальной концентрационной функции и развитием полиурии. Этот фактор может влиять на характер реабсорбции воды при колебаниях артериального давления: при повышении АД наблюдается полиурия (при относительно сохранной структуре паренхимы почки), посколь­ку сосуды мозгового слоя в меньшей степени, чем кортикальные способ­ны к авторегуляции.

Нарушение способности к осмотическому концентрированию мочи возможно при деструкции конечного отдела сосочка почки в связи расстройством деятельности нефронов с длинной петлей Генле, что сни­жает концентрационную функцию. Указанные изменения наблюдаются при анальгетической нефропатии.

При потере массы нефронов и развитии хронической почеч­ной недостаточности снижается способность канальцевой системы как к разведению, так и концентрированию мочи.

В связи с уменьшением массы нефронов в канальцевой жидкости остаточных нефронов повышается концентрация мочевины, сульфатов, фос­фатов, препятствующих эффективному транспорту натрия и воды, что вы­зывает так называемый осмотический диурез.

Нарушение способности почек концентрировать и разводить мочу при хронической почечной недостаточности проявляется стабилизацией осмолярности мочи, которая становится равной осмолярности плазмы, лишен­ной белка (1008 — 1010). Это расстройство называют изостенурией.

Последствием этого нарушения является развитие полиурии, кото­рая может проявляться выделением 3—4 л мочи в день, но не достигать таких величин, как при несахарном диабете.

Полиурия по принципу «осмотического диуреза» наблюдается также при сахарном диабете, когда избыток глюкозы в крови и в клубочковом фильтрате, а затем в просвете канальца увеличивает осмолярность каналь­цевой жидкости.

Концентрационную способность почек в определенной степени харак­теризует осмоляльность мочи, т.е. концентрация в ней растворенных ве­ществ веществ. Осмоляльность мочи можно анализировать по изменению температуры замерзания. Метод основан на том факте, что осмоляльность мочи 10ОО тОвт/кг Н20 снижаеттемпературу замерзания воды на 1,86 °С. Перед исследованием накануне целесообразно ограничить потребление воды. Осмометр должен быть откалиброван 1 раз в день по стандартным растворам известной осмоляльности.

Упрощенный показатель осмоляльности мочи — удельный вес мочи, однако при оценке величин удельного веса мочи следует учитывать степень гидратации. Например, если у здорового человека удельный вес мочи 1005 свидетельствует о нормальной функции разведения мочи, то в ус­ловиях дегидратации этот показатель указывает на нарушение концент­рационной способности почек.

Нарушение экскреции калия. Калий, поступающий в канальцы путем клубочковой фильтрации, почти весь реабсорбируется в проксималь­ных канальцах и петле Генле. Появление калия в моче обусловлено сек­рецией его клетками дистального отдела нефрона, преимущественно собирательными трубками. Поскольку интенсивность выведения калия с мочой не определяется скоростью гломерулярной фильтрации, баланс калия редко нарушается при хронических заболеваниях почек, за исклю­чением терминальных состояний, когда развивается гиперкалиемия.

Выведение калия с мочой увеличивается под влиянием альдостерона, что является одним из важных диагностических тестов при первичном альдостеронизме. Альдостерон усиливает процесс секреции калия клет­ками дистальных канальцев и способствует усилению выведения калия.

Нарушение реабсорбции глюкозы и аминокислот. Глюкоза почти полностью реабсорбируется клетками проксимальных канальцев и обыч­но не обнаруживается в моче. Перенос глюкозы из просвета канальца че­рез мембрану щеточной каемки происходите помощью переносчика, тре­бующего обязательного присутствия иона натрия, т.е. источником энергии служит натриевый насос базолатеральных мембран.

При повышении концентрации глюкозы в крови (например, при са­харном диабете), интенсивность реабсорбции глюкозы возрастает, од­нако полное всасывание будет происходить до тех пор, пока эффективна работа специализированных переносчиков, транспортирующих глюкозу во внеклеточную жидкость.

Как только концентрация профильтровавшейся глюкозы превысит реабсорбционную способность канальцев или их транспортный макси­мум — Тгп, глюкоза появляется в моче, возникает глюкозурия.

Однако в дальнейшем глюкозурия может снижаться или даже исче­зать, несмотря на высокий уровень сахара в плазме: подобная закономер­ность наблюдается при длительном течении сахарного диабета и развитии гломерулосклероза, ограничивающего фильтрацию глюкозы и, таким об­разом, уменьшающего «загрузку» канальцев.

Различают также почечную глюкозурию, которая является либо следствием повреждения канальцев, (например, при ртутном отравлении, иног­да при нефротическом синдроме), применения мочегонных средств, бло­кирующих карбоангидразу, либо — ферментативной недостаточности канальцев, обусловливающей нарушение транспорта глюкозы. Содержание сахара в крови при почечной глюкозурии в большинстве случаев оста­ется нормальным.

Аминокислоты фильтруются в клубочках, и у здорового человека почти полностью реабсорбируются в проксимальных канальцах. Экскреция аминокислот чаще всего увеличена при наследственных дефектах транс­портных систем клеток канальцев. Классическим примером нарушения транспорта аминокислот почечными канальцами является цистинурия, при­водящая к развитию цистиновых камней. Расстройство канальцевых фун­кций при интерстициальных нефритах, например кадмиевой интоксикации, приводит к нарушению реабсорбции аминокислот в проксимальных ка­нальцах.

Нарушение процессов ацидо- и аммониогенеза. В норме кислотно-основной гомеостаз поддерживается ежедневной экскрецией почками кислотной нагрузки, которая возникает в связи с метаболизмом пищевых белков. Ионы водорода экскретируются в форме титруемых кислот и в боль­шей степени в форме аммония. Интенсивность секреции ионов водорода в канальцах регулируется объемом циркулирующей крови, скоростью клу­бочковой фильтрации, а также рН артериальной крови и альдостероном.

При потере массы функционирующих нефронов и развитии хронической почечной недостаточности экскреция аммония снижается при падении скорости клубочковой фильтрации ниже 40 мл/мин. Это сопро­вождается накоплением ионов водорода в крови и развитием метаболи­ческого ацидоза.

Хронический метаболический ацидоз в свою очередь может вызвать увеличение интерстициальной инфильтрации и ускорение прогрессирования патологии почек.

При заболеваниях почек, характеризующихся выраженными изменениями канальцевого аппарата (хронические интерстициальные заболевания почек), также нарушаются секреция ионов водорода и образова­ния аммония, что способствует понижению щелочного резерва и развитию ацидоза, несмотря на относительное нерезкое снижение скорости клубоч­ковой фильтрации.

Неспособность почечных канальцев секретировать ионы водорода или реабсорбировать бикарбонаты, несмотря на нормальные показате­ли скорости клубочковой фильтрации, характерный показатель почечно­го канальцевого ацидоза, включающего две группы заболеваний — дис­тальный почечный канальцевый ацидоз и проксимальный почечный канальцевый ацидоз.

При дистальном почечном канальцевом ацидозе нарушается функция канальцев подкислять мочу, что обусловлено неспособностью терминальной части нефрона к регуляции нормального Н+-градиента. Это приводит к снижению экскреции аммония и титруемых кислот.

Предполагается, что эти расстройства связаны с дефектом специфических канальцевых транспортных систем. Наряду с наследственно обусловленным вариантом заболевания это нарушение может наблюдать­ся как синдром при некоторых заболеваниях: гипергаммаглобулинемии, хроническом активном гепатите, первичном гиперпаратиреозе, обструк­тивных уропатиях и др., но как синдром развивается редко.

При проксимальном почечном канальцевом ацидозе нарушает­ся способность канальцев реабсорбировать бикарбонаты — НС03. Заболевание может быть наследственно обусловленным (болезнь Вильсона, цистиноз), но может быть синдромом при некоторых системных болез­нях (амилоидоз, множественная миелома и др.). В терапевтической прак­тике проксимальный почечный канальцевый ацидоз наблюдается при при­еме мочегонных средств, блокирующих угольную ангидразу (диакарб, в меньшей степени гипотиазид).

При проксимальном канальцевом ацидозе может нарушаться транс­порт ионов водорода и веществ, реабсорбируемых в проксимальных ка­нальцах: глюкозы, фосфатов, мочевой кислоты, аминокислот. Комплекс таких расстройств называют синдромом Фанкони. Для проксимального почечного канальцевого ацидоза не характерны гиперкальциноз и нефролитиаз.