Механизм экскреторной функции почек при нормальной и сниженной массе нефронов

Суточный объем экскретируемой мочи (около 1,5 л или приблизительно 1 мл/мин) представляет собой небольшой остаток, образующийся в результате двух во многих отношениях противоположных процессов, — ультрафильтрации 180 или более литров жидкости в сутки (приблизительно 125 мл/мин) через капил­ляры клубочков, с одной стороны, а с другой—регенерации (или реабсорбции) более 99% этого ультра фильтрата при помощи транспортных процессов, действу­ющих в почечных канальцах. Значение почек на начальном этапе этого процесса в организме человека подчеркивается тем фактом, что в состоянии покоя через них проходит около 20% минутного объема сердца, в то время как на долю самих почек приходится менее 1% массы тела. Поэтому при расчете на единицу массы ткани приток крови к почкам оказывается намного большим, чем приток крови к другим неполым органам (включая сердце, головной мозг и печень), кровенасыщение которых обычно считают достаточно обильным.

Клубочковая ультрафильтрация. Образование мочи начинается с выработки безбелкового ультрафильтрата плазмы крови. Скорость ультрафильтрации через стенки клубочковых капилляров (скорость клубочковой фильтрации, СКФ) опре­деляется тремя факторами: 1) соотношением давлений по обе стороны стенки капилляра (гидростатическое давление в капиллярах клубочков и онкотическое давление в полости их капсул способствуют фильтрации, в то время как онкоти­ческое давление в капиллярах клубочков и гидростатическое давление в полости их капсул замедляют ее); 2) скоростью тока плазмы крови через клубочки; 3) проницаемостью и величиной общей поверхности фильтрующих капилляров. Снижения СКФ можно ожидать в случаях, если: 1) понижено гидростатическое давление в клубочках (как при гипотензивном шоке); 2) повышено гидростати­ческое давление в канальцах (а следовательно, и в капсулах почечных клубочков) (окклюзия мочеиспускательного канала или шейки мочевого пузыря); 3) онкоти­ческое давление в плазме крови увеличивается до необычайно высоких значений (гемоконцентрация, обусловленная гипогидратацией; миеломная болезнь или дру­гие виды диспротеинемии); 4) снижены ток крови и плазмы через почки (следова­тельно, и через клубочки) (недостаточность кровообращения, сердечная недоста­точность) и 5) снижена проницаемость и/или суммарная фильтрующая поверх­ность (острый или хронический гломерулонефрит).

Несмотря на необычайно высокую скорость движения жидкости через стенку капилляров клубочков, все циркулирующие в крови белки плазмы, кроме белков, обладающих наименьшими размерами молекул, в норме не могут пройти через этот барьер. Молекулы, размер которых равен или менее размера молекул инсу­лина (мол. масса приблизительно 5200), в норме появляются в клубочковой моче в тех же самых концентрациях, в которых они содержатся в плазменной жидко­сти, в то время как транспорт веществ, обладающих молекулами, размер которых все в большей степени увеличивается, соответственно постепенно уменьшается и в норме достигает очень низких значений, когда размер их молекул становится равным размеру молекул альбумина плазмы крови. Считают, что основными барь­ерами при фильтрации белков служат базальная мембрана капил­ляров клубочков и щелевидные диафрагмы, соединяющие отростки смежных эпителиальных клеток на мочевой стороне стенки капилляров клубочков (см. рис. 40-1). В дополнение к этим механическим заслонкам сущест­вуют электростатические факторы, которые также задерживают фильтрацию белков плазмы, особенно альбумина. Молекула альбумина ведет себя как полианион в физиологическом растворе, и поэтому она задерживается высо­коанионными гликопротеидами, содержащимися в различных слоях стенки клу­бочков. При нарушении этих механических и электростатических барьеров, как это происходит при многих видах повреждения клубочков (гл. 222—224), коли­чество белков плазмы получает доступ в мочу.

Биологические последствия длительного снижения СКФ. Измерение суммар­ной СКФ обеих почек обеспечивает получение чувствительного и широко применя­емого показателя общей экскреторной функции почек. При нарушении экскретор­ной функции почек, как остром, так и хроническом, происходят неблагоприятные изменения одного или нескольких факторов, определяющих величину СКФ в по­раженных нефронах, что приводит к снижению общей величины СКФ. Степень этого снижения определяется суммой нарушений функций отдельных клубочков. Первоначально влияние таких нарушений СКФ единичного нефрона (СКФЕН), как бы малы они ни были, заключается в уменьшении суммарной скорости экскре­ции воды и тех растворенных в ней веществ, которые в норме содержатся в клубочковом ультрафильтрате. В стабильном состоянии такое снижение скорости фильтрации, когда оно сочетается со сравнительно сниженной скоростью экскре­ции, ведет к задержке и накоплению неэкскретированных веществ в жидкостях организма. Дальнейшее уменьшение СКФ будет увеличивать степень задержки этих веществ.

На рис. 218-1 изображены различные варианты реакции на такие нарушения процесса фильтрации. Степень снижения общей СКФ откладывают на оси абс­цисс и выражают в процентах от ее значения в норме (100%). Для различных растворенных веществ, в норме содержащихся в клубочковом фильтрате, харак­терны три основных типа реакции, представленные кривыми А, Б и В. Кривая А описывает тип реакции, наблюдаемый для таких веществ, как креатинин и моче­вина, экскреция которых в мочу в норме зависит в основном от клубочковой филь­трации, т. е. секреция не оказывает значительного влияния на уровень их экскре­ции с мочой. Поэтому по мере снижения СКФ уровень содержания в плазме крови креатинина, мочевины и других веществ, которые в норме экскретируются глав­ным образом посредством фильтрации, постепенно увеличивается, хотя и нелиней­ным образом.

Рис 218-1. Характерные типы адаптации для различных видов веществ, раство­ренных в жидкостях организма, при хронической почечной недостаточности. (Из NS. Bricker et al., in Brenner and Rector, 2d ed.)

Клиническое течение хронической почечной недостаточности (ХПН) обычно также соответствует типу реакции, описываемой кривой А. Больным с ХПН обыч­но свойственны длительный бессимптомный период «компенсации» и быстропротекающая, характеризующаяся наличием клинических симптомов терминальная фаза. Другими словами, хроническое повреждение почек, приводящее к медленно протекающей, но неотвратимой деструкции массы нефронов, вызывает постепен­ное, но умеренное повышение уровней содержания креатинина и мочевины в плазме крови, но не до значений, выходящих за пределы диапазона их нормаль­ных величин, несмотря на снижение величины суммарной СКФ вплоть до 50%. Однако при дальнейшей потере массы нефронов и снижении СКФ (даже если скорость деструкции нефронов и не будет возрастать) пределы почечного резерва будут превышены и длительное накопление растворенных веществ (кри­вая А) приводит к концентрациям этих веществ в плазме крови, превышающим диапазон их нормальных значений (см. рис. 218-1). Поскольку, как полагают, эти накапливающиеся растворенные вещества оказывают «токсическое» действие на все системы органов, то проявления ХПН в этой стадии становятся явными. Вследствие этого у больных со сниженной массой почек даже небольшое допол­нительное уменьшение общей СКФ может означать переход из состояния «ком­пенсации» к явной уремии.

Накопление растворенных веществ (кривая А) при прогрессирующей почеч­ной недостаточности продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто их внеш­нее равновесие, т.е. скорость приобретения и/или продуцирования этих веществ и скорость их экскреции станут сравнительно равными друг другу. Например, в случае креатинина, предполагая наличие постоянной скорости образования креа­тинина, снижение СКФ на 50% приведет к удвоению концентрации креатинина в плазме крови. Такая концентрация восстановит фильтрующуюся порцию креа­тинина (определяемую как СКФ, умноженную на концентрацию креатинина в. плазме крови) до уровня, существовавшего до заболевания, и скорость его экс­креции с мочой опять станет равной скорости продуцирования креатинина. К сожалению, поскольку в организме человека не существует механизмов, кото­рые могли бы увеличить экскрецию креатинина сверх этого уровня, элиминация накопленного креатинина невозможна, и его концентрация в плазме крови оста­нется вдвое выше нормы. При прогрессирующем снижении СКФ уровни креати­нина в плазме крови будут продолжать возрастать, что обусловливается как дальнейшим снижением экскреторной функции нефронов, так и задержкой кре­атинина, вызванной ранее произошедшей деструкцией последних (см. рис. 218-1). Практически до тех пор, пока скорости приобретения и продуцирования остаются близкими к постоянным, обратно пропорциональная зависимость между величи­ной СКФ и концентрациями в плазме крови таких растворенных в ней веществ, как креатинин и мочевина является достаточно надежной и предсказуемой, что позволяет использовать уровни содержания этих веществ в плазме крови в каче­стве полезных клинических показателей СКФ.

В отличие от растворенных веществ типа описываемых кривой А, уровни содержания в плазме крови таких веществ, как фосфаты, ураты, а также ионы калия (К'¹') и водорода (Н^ ), обычно не возрастают сверх диапазона их нор­мальных значений до тех пор, пока СКФ не снизится до очень низких значений (несколько процентов от нормы). При прогрессирующей почечной недостаточно­сти этот тип реакции, описываемой кривой Б на рис. 218-1, отражает участие механизмов канальцевого транспорта, вносящих свой вклад в экскрецию этих веществ. Иными словами, по мере снижения СКФ канальца способствуют экс­креции все увеличивающейся доли фильтрующейся порции этих веществ путем увеличения самой их секреции и/или посредством снижения их реабсорбции. Поэтому уровни содержания в плазме крови растворенных в ней веществ типа описываемых кривой Б возрастают в гораздо меньшей степени, чем уровни содер­жания веществ типа описываемых кривой А, поскольку при прогрессирующем уменьшении СКФ происходит увеличение как доли экскреции, приходящийся на единичный нефрон, так и фракционной экскреции. Однако, в конце концов, повышенной фракционной экскреции становится недостаточно для того, чтобы компенсировать уменьшение фильтрующейся порции этих веществ, вызываемое заметным снижением СКФ, и уровни их содержания в плазме крови возрастают сверх диапазона их нормальных значений (см. рис. 218-1). Что касается уратов, фосфатов и ионов К⁺, то повышенная фракционная экскреция обычно служит для поддержания нормальных уровней их содержания в плазме крови до тех пор, пока СКФ не снизится до значения меньшего 25% ее нормальной величины.

И наконец, концентрации в плазме крови некоторых растворенных в ней ве­ществ, таких как хлорид натрия (NCl), остаются фактически постоянными и сохраняются в диапазоне нормальных значений на протяжении всего периода протекания ХПН, несмотря на постоянное поступление этих веществ в организм в обычных количествах. Такие вещества соответствуют типу реакции, описывае­мому кривой В на рис. 218-1. Степень компенсации при этом почти полная и представляет собой основу адаптации к повреждению почек. Чтобы показать степень достигнутой адаптации, полезно сравнить экскрецию Na⁺ у человека, об­ладающего нормальной экскреторной функцией почек (СКФ равна 125 мл/мин) с экскрецией Na⁺ у больного с выраженной почечной недостаточностью (СКФ равна 2 мл/мин). Обоим разрешен пищевой рацион, содержащий 7 г поваренной соли в сутки (120 ммоль Na⁺). При концентрации ионов Na⁺ в сыворотке крови в норме, равной 140 ммоль/л, наружный баланс Na⁺ достигается у здорового человека путем экскреции приблизительно 0,5% фильтрующейся порции этих ионов. В противоположность этому для поддержания наружного баланса у боль­ного с ХПН фракционная экскреция ионов Na⁺ должна возрасти до 30%. Иными словами, обеспечение наружного баланса ионов требует, чтобы у больного с ХПН в мочу экскретировалось в сутки такое же количество Na⁺ (120 ммоль), как и у здорового человека. Учитывая, что у больного с ХПН СКФ снижается значительно, обеспечение наружного баланса может быть достигнуто только по­средством прогрессирующей трансформации процессов реабсорбции Na⁺ в остав шихся сохранными канальцах, в результате чего прогрессивно увеличивающаяся часть фильтрующейся порции Na⁺ не подвергается реабсорбции и попадает в дефинитивную мочу. Короче говоря, доля экскреции Na⁺ приходящаяся на ос­тавшийся сохранным единичный нефрон, возрастает в обратно пропорциональной зависимости от суммарной величины СКФ в оставшихся сохранными нефронах.

Механизмы канальцевого транспорта при нормальной и сниженной массе нефронов. Нарушение функции почек почти при всех формах их прогрессирующе­го поражения сопровождается прогрессирующим нарушением морфологии органа и изменением его структуры. Несмотря на эти структурные изменения, функции клубочков и канальцев в пораженной почке часто остаются столь же тесно взаи­модействующими, т. е. сохраняющими клубочково-канальцевый баланс, как и в здоровом органе, по меньшей мере до развития терминальной стадии ХПН. Лежа­щее в основе этой гипотезы интактного нефрона предположение состоит в том, что после потери массы нефронов остаточная функция почек поддерживается главным образом за счет деятельности остающихся сохранными здоровых нефро­нов, в то время как пораженные нефроны считаются переставшими функциони­ровать. Существуют убедительные данные, позволяющие предположить, что, не­смотря на прогрессирующую деструкцию нефронов, многие из механизмов, уча­ствующих в обеспечении баланса воды и растворенных в ней веществ, отличают­ся только количественно, но не качественно от соответствующих механизмов, которые, как полагают, поддерживают гомеостаз воды и растворенного в ней вещества при нормальном физиологическом состоянии. Наиболее важные аспекты этой проблемы рассматриваются ниже.

Канальцевый транспорт хлорида натрия и воды в здоровом органе. Большая часть фильтруемых в сутки воды и солей нат­рия реабсорбируется канальцами и попадает в дефинитивную мочу. Около 60% клубочкового ультрафильтрата реабсорбируется в проксимальном канальце, при­чем осмоляльность или концентрация ионов Na⁺ в неабсорбированной фракции изменяется незначительно (рис. 218-2). Иными словами, реабсорбция жидкости в проксимальном канальце происходит почти изотонично и со­провождается активным транспортом Na⁺. Поскольку Сl^– и НСО₃^– представляют собой основные анионы во внеклеточной жидкости, большая часть отфильтрован­ных ионов Na⁺ реабсорбируется с этими анионами. В начальной извитой части проксимального канальца основным анионом, сопровождающим реабсорбцию натрия, является бикарбонат. Этот процесс происходит посредством механизма обмена Na⁺/H⁺ в щеточной каемке клеток в просвете канальца и зависит как от цистоангидразы, так и от карбоангидразы щеточной каемки. Глюкоза, амино­кислоты и другие органические растворенные вещества (например, лактат) также интенсивно реабсорбируются в проксимальном извитом канальце при помощи со­путствующего транспортного процесса, связывающего поступление этих органиче­ских субстратов в клетки с ионами Na⁺. По-видимому, действуют три сопутству­ющих друг другу процесса, связывающих абсорбцию воды (т. е. объем) с абсорб­цией в проксимальном канальце растворенного в ней вещества. Во-первых, это означает, что, учитывая чрезвычайно высокую проницаемость для воды этого от­дела нефрона, наличие даже очень незначительной разницы в осмоляльности по обе стороны эпителия (т.е. гипотоничность в просвете канальца порядка 2—3 мосм, обусловленная абсорбцией растворенного вещества) может стимулировать абсорбцию воды (объема). Во-вторых, благодаря пред­почтительному абсорбированию НСО₃^– и органических растворенных ве­ществ в начальных отделах проксимального канальца концентрация этих ве­ществ будет снижаться, в то время как концентрация Сl^– будет возрастать по мере прохождения по всей длине проксимального канальца. Абсорбция воды будет осуществляться в том случае, если диффузия Na⁺ и Сl~ в соответствии с их электрохимическими градиентами будет происходить быстрее, чем обратная диффузия бикарбоната натрия в просвет канальца. И, наконец, эффектив­ный осмотический градиент (несмотря на одинаковую макроскопи­ческую осмоляльность) жидкостей, находящихся в просвете канальца и вокруг него в том случае, если эффективная осмоляльность, создаваемая Сl в просвете канальца, будет выше, чем обусловленная бикарбонатом осмоляль­ность в перитубулярной жидкости.

На скорость реабсорбции жидкости из проксимальных извитых канальцев и перитубулярного интерстиция влияют некоторые физические факторы, например гидростатическое и коллоидное осмотическое (онкотическое) давле­ние, действующее через стенки перитубулярных капилляров. Поскольку белки плазмы в клубочковых капиллярах концентрируются в процессе ультрафильтра­ции, онкотическое давление заметно возрастает по мере движения плазмы по сети клубочковых капилляров. Это ступенчатое повышение онкотического давле­ния плазмы передается почти неизмененным в перитубулярные капилляры через эфферентные артериолы. Однако в этих резистентных сосудах гидростатическое давление значительно снижается и поэтому, когда плазма достигает перитубу­лярных капилляров, онкотическое давление в них значительно превышает гидро­статическое. Поэтому силы Старлинга здесь ориентированы на погло­щение, тогда как в клубочке, где гидростатическое давление превышает онко­тическое, они ориентированы на фильтрацию. Полагают, что степень пре­вышения величины онкотического давления в сети перитубулярных капилляров и есть фактор, регулирующий суммарную скорость реабсорбции жидкости в проксимальных канальцах. Поэтому в тех случаях, когда в перитубулярных ка­пиллярах понижается онкотическое или повышается гидростатическое давление, поглощение жидкости этими капиллярами уменьшается. В результате этого жид­кость задерживается в интерстициальном пространстве, изменяя гидростатическое давление в нем и в конечном итоге замедляя выход жидкости из боковых внутри­клеточных каналов. Если нет адекватного пути дренирования, жидкость из этих каналов перетекает обратно в просвет почечного канальца и снижает суммарную реабсорбцию жидкости этим участком канальцев. Противоположные процессы развиваются в тех случаях, когда в перитубулярных капиллярах происходит увеличение онкотического давления (увеличение фильтру­ющей доли) или снижение гидростатического давления (увеличение тонуса эф­ферентных артериол). В этих условиях, увеличивается поглощение реабсорбента перитубулярными капиллярами, что ведет в конечном итоге к повышенной реабсорбции жидкости проксимальным канальцем.

В отличие от процессов в проксимальном канальце в тонкой части петли нефрона не происходит активного транспорта NaCl из просвета канальца в перитубулярную кровь. Однако, как показано на рис. 218-2, там имеет место пассивный транспорт солей. В следующем за проксимальным отделе нефро­на, в медуллярной толстой восходящей части петли неф­рона, концентрация NaCI снижена ниже уровня, отличаемого в начале этого отдела нефрона. Здесь абсорбция Сl~ осуществляется при помощи активного процесса, включающего в себя фуросемидочувствительный Na⁺:K⁺:Cl^–—со­путствующий транспортный механизм в мембране просвета канальца; при этом 50% абсорбции Na⁺ происходит пассивно и стимулируется положительным элек­трическим зарядом эпителия просвета канальца. Поскольку восходящая часть петли нефрона всегда проницаема для воды, суммарная реабсорбция NaCl не только обусловливает гипотоничность канальцевой жидкости, но и вызывает уве­личение концентрации NaCl в наружном медуллярном интерстиции (см. рис. 218-2). У животных некоторых видов антидиуретический гормон (АДГ) уве­личивает абсорбцию NaCl, но не проницаемость для воды медуллярного участка толстой восходящей части петли нефрона, хотя влияние этого гормона на указан­ный выше отдел нефрона у человека не выяснено.

В жидкости, покидающей толстую восходящую часть петли нефрона, концент­рация NaCl достаточно низка, причем это не зависит от пищевого рациона или от содержания воды в организме. Реабсорбция воды в дистальном изви­том канальце зависит от содержания воды в организме или, точнее, от наличия или отсутствия АДГ в плазме крови. При отсутствии АДГ рассматрива­емый или более дистально расположенный отделы нефрона непроницаемы для воды, и поэтому гипотоничная жидкость, поступающая в этот отдел, экскретируется в виде разведенной мочи. Естественно, что длительно происходя­щая реабсорбция соли на всем протяжении дистального извитого канальца ведет к еще большему разведению мочи. В присутствии АДГ проницаемость для воды конечного участка этого отдела нефрона возрастает, в результате чего осмоляль­ность жидкости в конечной части дистального канальца возрастает до значений, близких к осмоляльности плазмы крови. Продолжается реабсорбция NaCl из просвета канальца, преодолевающая умеренно высокие химический и электриче ский градиенты. Процесс реабсорбции NaCl в этом отделе нефрона стимулирует­ся альдостероном.

Рис. 218-2. Транспортные функции различных анатомических отделов нефрона у млекопитающих.

Реабсорбция жидкости через проксимальный каналец — изоосмотический процесс, ответ­ственный за реабсорбцию приблизительно 60% фильтруемого количества ионов Na⁺ Н₂О. Большая часть фильтруемых НСО₃^–, аминокислот и глюкозы реабсорбируется в начальном участке извитого проксимального канальца. Реабсорбция глюкозы и амино­кислот ассоциирована с транспортом Na⁺ поэтому создает отрицательный потенциал в просвете канальца. В то же время анионы НСО₃^–реабсорбируются при помощи неэлектрогенного механизма, посредством секреции ионов Н⁺. Активный транспорт этих раство­ренных веществ приводит к их трансэпителиальной концентрации и созданию эффектив­ных градиентов осмотического давления, способствующих току Н₂O из проксимального канальца в перитубулярные капилляры. Увеличение концентрации ионов Сl^– в жидко­сти, содержащейся в канальце, можно рассматривать как результат снижения концен­трации НСО₃^– в просвете канальца. Повышение в результате этого концентрации Сl^– становится фактором, определяющим наружный пассивный транспорт Сl^–, снижающий его концентрационный градиент, что приводит к возникновению положительного потенци­ала в просвете конечного участка извитого проксимального канальца. Прямые части проксимального канальца способны к активному электрогенному транспорту Na⁺, не зависящему от транспорта органического растворенного вещества. При нормальных условиях приблизительно одна треть клубочкового фильтрата попадает в нисходящую часть петли нефрона. Поскольку тонкая нисходящая часть петли нефрона неспособна к активному транспорту NaCl за пределы просвета канальца и характеризуется низкой проницаемостью для ионов Na⁺, но высокой проницаемостью для Н₂О, то Н₂О пассивно извлекается из нее по мере приближения жидкости к изгибу петли нефрона. Таким образом, в тонкую восходящую часть петли нефрона поступает гипертоническая жид­кость с повышенной концентрацией NaCl, но с меньшей концентрацией мочевины по сравнению с концентрациями в окружающем интерстиции мозгового вещества. Эта часть петли нефрона отличается от ее нисходящей части тем, что она в значительной степени непроницаема для Н₂O и мочевины, но в высокой степени проницаема для NaCl. Эти ее особенности дают возможность осуществления пассивной диффузии NaCl наружу из вос­ходящей части петли нефрона. Активный электрогенный транспорт NaCl через непрони­цаемую для воды толстую восходящую часть петли нефрона позволяет осуществить разделение растворенного вещества и воды. Вследствие этого канальцевая жидкость ста­новится разведенной, а интерстиции мозгового вещества — гипертоничным. Независимо от конечного значения осмоляльности мочи, поступающая в дистальный извитой кана­лец жидкость будет всегда гипоосмотична. В этом отделе нефрона осуществляется активная реабсорбция ионов Na⁺. Дистальный извитой каналец, за исключением терми­нальной его части, непроницаем для воды даже в присутствии АДГ. Альдостерон оказы­вает свое действие в этом отделе, увеличивая реабсорбцию Na⁺, которая в различной степени связана с секрецией К⁺ и Н⁺. Свое основное влияние АДГ оказывает в кортикаль­ных и сосочковых отделах собирающего протока. Проницаемость этих отделов для Н₂О в отсутствие АДГ очень низка, но она может значительно возрастать в присутствии последнего. Эти отделы характеризуются также активной реабсорбцией Na⁺, которая, по-видимому, зависит от присутствия минералокортикоида. В отсутствие АДГ собира­тельный проток непроницаем для воды, так что через него протекает гипотоничная канальцевая жидкость. Однако в присутствии АДГ в нем происходит интенсивная реаб­сорбция воды, приводящая к тому, что дефинитивная моча становится гипертоничной.

Кортикальный собирающий каналец обладает чрезвычайно малой проницаемостью для воды в отсутствие АДГ в то время, как в присутствии последнего его проницаемость значительно увеличивается. Чувствительность этого отдела нефрона к АДГ, по-видимому, более выражена, чем чувствительность к АДГ дистального извитого канальца. Как и дистальный извитой каналец, корти­кальный собирательный каналец обладает способностью к увеличению активной реабсорбции NaCl.

Терминальным отделом дистального нефрона служит сильно разветвленный сосочковый собирающий проток. Длительно осуществляемый тран­спорт электролитов в этом отделе приводит к образованию большой разницы в величинах концентрации ионов, обычно существующей между мочой и плазмой крови. Как и в кортикальном собирающем канальце, транспорт Na⁺, по-видимо­му, является активным, поскольку реабсорбция происходит в направлении, про­тивоположном значительным электрохимическим градиентам. Интенсивность транспорта Na⁺ в этом отделе нефрона зависит от пищевого рациона и от коли­чества Na⁺, попадающего сюда из более проксимально расположенных отделов; транспорт Na⁺ стимулируется альдостероном. Проницаемость этого отдела нефро­на для воды заметно возрастает в присутствии АДГ.

Влияние сниженной массы нефронов на транспорт хлорида натрия в остающихся сохранными нефронах. При прогрессирующей деструкции нефронов для поддержки наружного баланса NaCl требуется, чтобы фракционная экскреция соли возрастала по мере уменьшения СКФ. Весьма вероятно, что это адаптивное увеличение фракционной экскреции соли обеспечивается при помощи нескольких механизмов. При уменьшении количества функционирующих нефронов может происходить изменение величины гидростатического и онкотического давлений в перитубулярных капиллярах в направлениях, способствующих подавлению реабсорбции NaCl и воды в проксимальном канальце. Например, увеличение гидростатического давления в перитубулярных капиллярах, угнетаю­щее реабсорбцию жидкости в проксимальных канальцах, возможно при артери­альной гипертензии, которая является обычным явлением у больных с почечной недостаточностью. Аналогично можно ожидать уменьшения онкотического дав­ления в перитубулярных капиллярах при повреждении почек, как из-за уменьше­ния фильтруемой фракции, так и в результате гипоальбуминемии. Хотя у живот­ных такие изменения в перитубулярных факторах явно вызывают снижение реаб­сорбции жидкости в проксимальных канальцах в ответ на снижение величины СКФ, у человека подобные изменения с достоверностью не установлены. Альдостерон, являющийся важным фактором, определяющим величину реабсорбци Na⁺ в дистальных отделах нефрона, вероятно, нельзя рассматривать в качестве основного фактора, вызывающего снижение фракционной реабсорбции Na⁺, поскольку концентрация альдостерона в плазме крови редко уменьшается при ХПН. Кроме того, было показано, что наружный баланс Na⁺ можно сохранить с помощью введения фиксированных доз минералокортикоидных гормонов больным уремией собакам, которым была проведена двусторонняя адреналэктомия. Еще один фактор, к которому привлечено внимание в связи с его участием в подавле­нии фракционной реабсорбции Nad при ХПН, связан с накоплением растворен­ных веществ по мере снижения СКФ. Помимо накопления мочевины и креатинина, происходит также накопление в организме множества органических кислот (включая гиппураты). В норме эти вещества экскретируются как посредством фильтрации, так и канальцевой секреции; последний процесс вклю­чает в себя транспортную систему органической кислоты при участии носителей в эпителии проксимальных канальцев. Если величина СКФ снижена и уровни концентрации этих органических кислот в плазме крови возрастают, то секреция достаточного количества жидкости может сопутствовать выделению этих анионов органических кислот в просвет проксимального канальца (посредством осмоса), уменьшая тем самым реабсорбцию жидкости и даже способствуя самой секреции жидкости. Доказательства в поддержку существования такого механизма были получены при проведении исследований, в которых сыворотка крови больных уремией оказалась способной индуцировать секрецию жидкости в исследуемых in vitro изолированных проксимальных канальцах кроликов.

Было высказано .также предположение о том, что транспорт NaCl через почечные канальцы млекопитающих может регулироваться, по меньшей мере час­тично, натрийуретическим гормоном. В поддержку такой возможности были опуб­ликованы сообщения о том, что в сыворотке крови и в моче больных уремией людей и собак содержатся факторы, способные угнетать транспорт NaCl через кожу лягушки, мочевой пузырь жабы и почечный каналец крысы. Однако за на­копление натрийуретических факторов при уремии, возможно, придется распла­чиваться; «плата» за поддержание наружного баланса Na⁺ заключается в воз­можности возникновения нарушений транспорта Na⁺ через клеточные мембраны, что часто случается при запущенной почечной недостаточности. Эта возможность обсуждается подробнее в гл. 220.

Обязывающе высокая скорость экскреции растворенных веществ через остав­шийся сохранным нефрон (так называемый осмотический диурез, обусловленный мочевиной и другими задержанными веществами) также может вносить свой вклад в увеличение фракционной экскреции NaCl, примерно так, как это происхо­дит у здоровых людей после введения им нереабсорбируемых растворенных ве­ществ, таких как маннит. И наконец, при определенных формах ХПН наблюдает­ся тенденция к необычно большим потерям солей с мочой. К числу таких солеистощающих нефропатий относятся хронический пиелонефрит и другие тубулоинтерстициальные заболевания (гл. 226), так же как и поликистоз и кисты мозгового вещества. Общим для этих болезней является более выраженная деструкция мозгового вещества и интерстиция, чем повреждение кортикальной и клубочковой частей паренхимы. Поэтому в основе наблюдаемой тенденции к потерям большого количества солей при этих состояниях может лежать предпочтительное наруше­ние реабсорбционной функции канальцев, а не первичное снижение СКФ. Ряд клинических расстройств, связанных с изменением физиологических превра­щений NaCl в почках при ХПН (включая гипо- и гиперволемию, гипертензию и т. д.), обсуждаются в гл. 220.

Влияние сниженной массы нефронов на реабсорбцию воды в остающихся сохранными нефронах. Как и в случае с NaCl, по мере развития почечной недостаточности происходит прогрессирующее увеличение фракционной экскреции воды, поэтому даже у такого больного, у которого величина суммарной СКФ составляет 5 мл/мин или менее, почки обычно бывают способны поддерживать наружный водный баланс. Адаптационные изме­нения физиологических превращений воды в почечных канальцах пораженной почки играют важную роль в патогенезе нарушения способности концентриро­вать мочу и, следовательно, в развитии полиурии и никтурии (гл. 40). Для того чтобы разобраться в существе действующих механизмов, следует сравнить соот­ветствующие реакции организма здорового человека и больного уремией, наце­ленные на поддержание наружного баланса. Если принять, что у обоих индиви­дуумов пищевой рацион и количество поглощаемой жидкости одинаковы, то значения суммарной экскреции растворенных веществ и жидкости (объем) также должны быть одинаковыми. Если предположить, что обязательная соле­вая нагрузка, которая должна быть экскретирована у каждого индивиду­ума, составляет 600 мосм/сут, а осмоляльность мочи равна 300 мосм/кг, то для обеспечения экскреции суммарной солевой нагрузки каждому из них потребуется объем мочи, равный 2 л/сут. Если значения СКФ у здорового человека и у боль­ного уремией составляют соответственно 180 и 4 л/сут, то экскреция объема мочи, равного 2 л/сут, будет соответствовать у здорового человека экскреции немногим более 1% отфильтрованной воды, в то время как у больного уремией она будет соответствовать он /д. Поскольку диапазон значений осмоляльности мочи, кото­рый могут обеспечить пораженные почки (250—350 мосм/кг) намного уже, чем этот диапазон для сохранных почек (40—1200 мосм/кг), то здоровый человек способен экскретировать обязательную суточную солевую нагрузку, равную 600 моем, или в столь малом объеме мочи, как 500 мл/сут, или в столь большом, как 15 л/сут, в то время как этот диапазон для больного с почечной недостаточ­ностью составляет лишь 1,7—2,4 л/сут.

При ХПН ограниченная способность концентрировать мочу тесно взаимосвя­зана с другими признаками нарушения функции почек. Поэтому при СКФ ниже 25 мл/мин у больного почти всегда определяется изостенурия. При такой и более низкой величине СКФ осмоляльность мочи не возрастает даже при парентераль­ном введении супрамаксимальных доз АДГ; это позволяет предположить, что нарушение концентрационной способности почек связано не только с ее утратой в пораженных нефронах, но также и с нарушением в оставшихся сохранными нефронах. Как уже говорилось, снижению массы функционирующих нефронов сопутствует одновременное увеличение фракционной экскреции ряда растворен­ных веществ. Вследствие этого обеспечение диуреза растворенного вещества, приходящегося на один нефрон, требует почти изоосмотическое количество жид­кости и предотвращает выработку как гипотоничной, так и гипертоничной мочи. Вызванные заболеванием нарушения структуры мозгового вещества почек (петель нефронов, прямых каналов), нарушения кровотока в мозговом веществе почек и нарушения транспорта NaCl в восходящей части петли нефрона, несомненно, также вносят свой вклад в нарушение способности почек концентрировать мочу. И наконец, существуют данные, позволяющие предположить, что уремия сама по себе может вызывать нарушение реакции терминальных отделов нефрона на действие АДГ.

Поскольку больные с почечной недостаточностью не способны экскретировать концентрированную мочу, они должны потреблять адекватные количества жид­кости для того, чтобы обеспечить экскрецию суммарной суточной солевой нагруз­ки. По этой причине ограничение потребления жидкости может оказаться чрезвы­чайно опасным для больных с ХПН. Таким же образом нарушение способности почек к разведению мочи воспрепятствует у многих больных возможности экскре­тировать большие количества потребляемой ими жидкости. Последствия различ­ных видов нарушения экскреции воды у больных с ХПН, включая тенденции к развитию гипо- и гипернатриемии, рассмотрены в гл. 41 и 220.

Канальцевый транспорт фосфатов при нормальной и сниженной массе нефронов. При нормальных физиологических усло­виях около 80—90% фильтруе