Почечный кровоток и механизмы его регуляции

За минуту через почки проходит около 1200 мл крови или в расчете на 100 г массы почки — 400 мл крови в минуту, Это самый большой удельный кровоток в организме, пре­вышающий, например, кровоток в печени в 4 раза. Естественно, такая интенсивность кро­вотока обусловлена не только высокой потребностью почки в кислороде, но и функцией почки: для образования мочи необходимо провести фильтрацию, объем которой достигает 150—180 л/сутки. Это может быть обеспечено лишь в том случае, если за сутки через поч­ки будет проходить примерно 1,2 л х 1440 минут = 1728 литров крови за сутки.

Почечный кровоток принято делить на два типа: корковый кровоток — примерно 80— 90% всего почечного кровотока и мозговой кровоток— 10—20% всего кровотока. Корко­вый кровоток обеспечивает фильтрацию в почечных клубочках, а мозговой кровоток спо­собствует процессу реабсорбции и регуляции осмотически активной среды в интерстиции, что важно для процесса концентрации мочи в собирательных трубках.

Корковый кровоток поддерживается на постоянном уровне, даже если системное давле­ние варьирует от 70 до 180 мм рт. ст. Это обеспечивается, во-первых, миогенным механиз­мом: когда давление в почечной артерии повышается и создается угроза значительного по­вышения коркового кровотока, гладкие мышцы сосудов почки сокращаются и просвет этих сосудов сохраняется постоянным. Наоборот, при падении давления тонус гладких мыши сосудов почки уменьшается, просвет возрастает, поэтому, несмотря на снижение кровяно­го давления, интенсивность почечного кровотока сохраняется постоянной.

Когда давление в почечных сосудах снижается меньше 70—80 мм рт. ст. и создается угроза для прекращения фильтрации, вступает в регуляцию ренин-ангиотензиновая систе­ма: при снижении давления повышается продукция ренина юкстагломерулярными клетка­ми, в результате чего возрастает концентрация ангиотенэина-1, а затем ангиотензина-ІІ, который вызывает повышение периферического сопротивления и рост артериального дав­ления, а в конечном итоге — нормализацию кровяного давления в сосудах почки. Ангио-

тензин-И одновременно повышает продукции) альдостерона, что способствует реабсорб-ции натрия и воды и повышению ОЦК, а косвенно — нормализации артериального давле­ния. Одновременно при чрезмерной выработке ангиотензина-П в почках продуцируются простагландины и брадикинин, которые обладают вазодилаторным эффектом, что в конеч­ном итоге препятствует чрезмерному повышению артериального давления и способствует нормализации интенсивности почечного кровотока. :

Интенсивность мозгового кровотока, в основном, зависит от величины артериального давления. Поэтому при повышении артериального давления интенсивность мозгового кро­вотока возрастает. Это приводит к тому, что из интерстиция мозгового слоя начинают вы­мываться осмотически активные вещества, в результате чего способность почек концент­рировать мочу (см. подробнее ниже) резко уменьшается, возрастает диурез.

Оценка коркового кровотока представляет собой важную клиническую задачу. Она ре­шается путем определения коэффициента очищения, или клиренса, для таких веществ как парааминогиппуровая кислота, от которой кровь очищается примерно на 92% при одно­кратном прохождении через почки, или йодсодержащее рентгеноконтрастное вещество типа диадраст, от которого при однократном прохождении кровь очищается примерно на 90%. Очищение от этих веществ происходит как за счет процесса фильтрации, так и за счет про­цесса секреции.

Расчет ведется следующим образом: количество вещества (например, ПАГ), перешед­шего за минуту в конечную мочу (произведение объема конечной мочи в минуту на концен­трацию данного вещества в конечной моче, т. е. V х U_паг), равно количеству данного вещест­ва, приходящего к почке за одну минуту — произведению объема плазмотока (С) на кон­центрацию ПАГ в плазме (Рмг), т. е. С ^х P«r. Исходя из этого соотношения, коэффициент очищения для ПАГ равен:

Например, концентрация парааминогиппуровой кислоты в плазме крови составляет 0,02 мг/мл; концентрация этой же кислоты в конечной моче — 2,53 мг/мл, объем конечной мочи — 1 мл/мин. В этом случае количество ПАГ, перешедшей за 1 минуту в конечную мочу составляет — 2,53 х 1 мл = 2,53 мг. Следовательно, такое же количество должно подойти к почке с плазмой. С учетом, что концентрация ПАГ в плазме = 0,02 мг/мл, то С *» 2,53/0,02 = 126,5 мл/мин. Таков клиренс парааминогиппуровой кислоты, или такое количество плаз­мы освобождается от нее за 1 минуту, и таков объем плазмотока. Если гематокрит, к приме­ру, равен 45%, то в этом случае объем кровотока через почки составляет (123 х 100):55=230 мл/мин. Этот показатель в конкретном примере свидетельствует о том, что плазмоток и кровоток через корковую часть почки у данного пациента снижены.

КЛУБОЧКОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ

Гломерулярная фильтрация, или просто фильтрация, — начальный и основной этап об­
разования мочи. Скорость фильтрации зависит от эффективного фильтрационного давле­
ния, которое определяется согласно известной модели Стерлинга, объясняющей процесс
фильтрации в капиллярах. .

Фильтрация определяется, с одной стороны, величиной гидростатического давления, способствующего выходу жидкости из капилляра, а с другой стороны, величиной онкотиче-ского давления, создаваемого растворенными в плазме крупномолекулярными белками, которые препятствуют выходу жидкости из капилляров. Противодействует процессу фильт­рации гидростатическое давление, которое может иметь место за пределами капилляра. В почечных капиллярах клубочка величина гидростатического (капиллярного) давления вследствие близкого расположения почки от брюшной аорты достигает 70 мм рт. ст., вели­чина онкотического давления—• в среднем 30 мм рт. ст., а величина гидростатического дав­ления ультрафильтрата плазмы составляет 20 мм рт. ст. Таким образом, эффективное филь-

Рис. 99. Взаимодействие давлений, участвующих в фильтрации мочи.

I — гидростатическое давление, II — онкотическое, III — внутрипочечное давление, IV — фильтрационное давление.

трационное давление составляет 70 - 30 - 20=20 мм рт. ст. Этого давления достаточно, чтобы за 1 минуту образовалось 120 мл ультрафильтрата, или первичной мочи, у мужчин и около 110 мл/мин — у женщин.

При изменении величины гидростатического давления внутри капилляра, онкотическо-го давления или давления ультрафильтрата неизбежно меняется и объем фильтрата. Паде­ние артериального давления приводит к его уменьшению, а повышение артериального дав­ления сопровождается его ростом.

Фильтрация осуществляется через фильтрационную поверхность, которая представле­на тремя структурами: 1) эндотелием капилляров, 2) базальной мембраной, 3) эпителиаль­ными клетками висцерального листка капсулы Боумена-Шумлянского (подоцитами).

Эндотелиальные клетки капилляров клубочков приспособлены для процесса фильт­рации — здесь имеются огромные поры диаметром до 40—100 нм, которые пропускают практически все крупные частицы крови, включая белки, за исключением форменных эле­ментов крови — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Основным барьером для фильт­рации является базальная мембрана, которая отделяет эндотелиальные клетки капилля­ров от подоцитов. Базальная мембрана представляет собой трехслойную структуру, тол­щиной до 300 нм, в которой имеются поры. Их диаметр, вероятно, не превышает 8 нм, поэтому частицы, имеющие размер больше 8 нм, не должны проходить через базальную мембрану. Эти поры изнутри содержат анионные локусы, которые препятствуют вхожде­нию в такую пору отрицательно заряженных частиц, в том числе белков, несущих на себе эти частицы.

Дополнительным фильтром служат подоциты — эпителиальные клетки висцерального листка капсулы. Между ножками этих клеток имеются диафрагмы, пронизанные порами. Вероятно, диаметр этих пор тоже не превышает 8 нм, и поры содержат анионы. Все это вместе приводит к тому, что в норме при обычном кровотоке проницаемость белка резко ограничена. Крупные молекулы белка закупоривают поры и за счет наличия на белках ани­онных зарядов не подпускают к порам более мелкие молекулы белка.

Таблица 19. Диаметр, молекулярная масса и очищение (в % к инулину)

Вещество	Мол. масса	Диметр, им	Очищение,%
инулин		2,96
миоглобин		3,76
яичный альбумин		5,46
гемоглобин		6,36
сывороточный
альбумин			меньше 0,01

Сравним диаметры молекул, проходимость которых для. фильтрационного барьера аб­солютная: воды — 0,20 нм, мочевины — 0,32 нм, глюкозы — 0,72 нм.

Если вещество имеет молекулярную массу больше 80000, то оно абсолютно непроходи­мо через фильтрационную поверхность почки в нормальных условиях.

Если пора теряет анионные локусы, что, например, бывает при нефропатиях, нефритах, то она становится проницаемой для многих белков.

Известны вещества, которые способствуют восстановлению анионных локусов на филь­трационной мембране. Таким веществом, например, является гепарин. Есть вещества, ко­торые, наоборот, уменьшают их наличие на фильтрационной поверхности, например, анти­биотики.

Итак, в процессе фильтрации вместе со 120—110 мл воды фильтруются все низкомоле­кулярные вещества, которые свободно проходят через фильтрационную поверхность, за исключением большей части белков и форменных элементов крови. Поэтому ультрафильт­рат напоминает по концентрации веществ плазму. Так, в плазме и фильтрате концентрация ионов такова: натрий —140—143 ммоль/л; калий — 4,5; кальций — 2,5; магний — 1; хлор — 165; бикарбонаты — 26; фосфаты —1,1; сульфаты — 0,5; глюкоза — 5,5; мочевина — 5; аминокислоты — 2,5—3,5 ммоль/л.