Тема 3: Клинико-физиологические методы исследования
мочевыделительной системы (аудиторная самостоятельная работа)
Время: 2 часа
Учебная цель:познакомиться сметодами функциональной диагностики выделительной системы. Уметь правильно интерпретировать результаты исследований для оценки физиологического состояния почек и мочевыводящих путей.
Содержание занятия
1,2 вопрос см. выше
3.Диурез в условиях водной нагрузки (водный диурез) - это реакция почек, направленная на быстрое освобождение организма от избыточной жидкости. Величина диуреза после водной нагрузки в значительной мере зависит от функционального состояния нервных центров и других звеньев нейрогормональной регуляции, ответственных за деятельность почек. Для полиурии, обусловленной водным диурезом, характерна осмолярность мочи ниже 200 мосм/кг без значительной потери солей.
Причинами длительного осмотического диуреза, имеющими важное клиническое значение, являются диабетическая гипергликемия (кетоацидоз или некетоцидотическая гиперосмолярная кома), а также длительная инфузия маннитола. Центральное место в патофизиологии этого состояния занимают характерные свойства осмотических веществ. Эти вещества, обладающие плохой проницаемостью (как маннитол, так и глюкоза), повышают осмолярность канальцевой жидкости и снижают реабсорбцию в проксимальных канальцах натрия и воды, тем самым увеличивая поступление солей и воды в дистальные отделы нефрона и вторичную мочу. В результате осмолярность мочи близка к осмолярности плазмы крови, составляя обычно 310—340 мосм/кг, и с мочой теряются большие количества хлорида натрия и воды (а также глюкоза и маннитол). Это может приводить к экстремальному уменьшению объема внеклеточной жидкости и развитию ее гипертоничности. Гипертоничность внеклеточной жидкости является результатом двух факторов:
1) наличия высоких концентраций глюкозы или маннитола и 2) нарушения концентрационной способности почек.
Оба этих фактора приводят к повышению почечных потерь воды. Эффект гипертоничности может притупляться увеличением потребления воды, которое стимулируется чувством жажды, но прогрессирующие потери солей из внеклеточной жидкости приводят к. выраженному уменьшению ее объема. Кроме того, при указанных изменениях нарушается чувствительность канальцев к АДГ. Таким образом, избыточные потери воды могут сопровождать солевой диурез и приводить к гипертоничности плазмы крови.
Обезвоживание организма, дегидратация, потеря организмом воды ниже физиологической нормы. Животные погибают при потере 20-25% находящейся в теле воды; болезненные расстройства наступают, когда потеря воды достигает 10%. Обезвоживание организма может развиться либо в результате усиленной потери воды (повторная рвота, понос, увеличенное потоотделение, обширные ожоги и др.), либо вследствие водного голодания. Усиленная потеря воды приводит к гипоосмолярному обезвоживанию организма, т. е., наряду с выделением жидкости, организм теряет значительное количество электролитов, осмотическое давление в клетках выше, чем в межтканевом пространстве, жидкость переходит в клетки, следствием чего является их отёк. Развивается т. н. водное голодание; потеря жидкости значительно превышает выделение электролитов, что приводит к развитию гиперосмолярной дегидратации: осмотическое давление в межтканевом пространстве повышается, вода из клеток переходит во внеклеточное пространство, происходит обезвоживание клеток и их гибель. Человек испытывает мучительную жажду, понижается секреция всех пищеварительных желез, происходит сгущение крови, повышение ее вязкости, что ведет к тяжелым расстройствам кровообращения, нарушается функция почек и т.д. Диурез уменьшается вплоть до анурии.
4.Измерение скорости клубочковой фильтрации. Для расчета объема жидкости, фильтруемой в 1 мин в почечных клубочках (скорость клубочковой фильтрации), используют методы и формулы, основанные на принципе очищения (иногда их называют «клиренсовые методы», от английского слова clearance — очищение). Для измерения величины клубочковой фильтрации используют физиологически инертные вещества, не токсичные и не связывающиеся с белком в плазме крови, свободно проникающие через поры мембраны клубочкового фильтра из просвета капилляров вместе с безбелковой частью плазмы. Концентрация этих веществ в клубочковой жидкости будет такой же, как в плазме крови. Эти вещества не должны реабсорбироваться и секретироваться в почечных канальцах, тем самым с мочой будет выделяться все количество данного вещества, поступившего в просвет нефрона с ультрафильтратом в клубочках. К веществам, используемым для измерения скорости клубочковой фильтрации, относятся полимер фруктозы инулин, маннитол, полиэтиленгликоль-400, креатинин.
Рассмотрим принцип очищения на примере измерения объема клубочковой фильтрации с помощью инулина
Количество профильтровавшегося в клубочках инулина (In) равно произведению объема фильтрата (СIn) на концентрацию в нем инулина (она равна его концентрации в плазме крови, РIN). Выделившееся за то же время с мочой количество инулина равно произведению объема экскретированной мочи (V) на концентрацию в ней инулина (UIn).
Так как инулин не реабсорбируется и не секретируется, то количество профильтровавшегося инулина (С∙РIn), равно количеству выделившегося (V- UIn), откуда:
СIn= UIn∙ V/ РIn
Эта формула является основной для расчета скорости клубочковой фильтрации. При использовании других веществ для измерения скорости клубочковой фильтрации инулин в формуле заменяют на анализируемое вещество и рассчитывают скорость клубочковой фильтрации данного вещества. Скорость фильтрации жидкости вычисляют в мл/мин; для сопоставления величины клубочковой фильтрации у людей различных массы тела и роста ее относят к стандартной поверхности тела человека (1,73 м ). В норме у мужчин в обеих почках скорость клубочковой фильтрации на 1,73 м2 составляет около 125 мл/мин, у женщин — приблизительно 110 мл /мин.
Измеренная с помощью инулина величина фильтрации в клубочках, называемая также коэффициентом очищения от инулина (или инулиновым клиренсом), показывает, какой объем плазмы крови освобожден от инулина за это время. Для измерения очищения от инулина необходимо непрерывно вливать в вену раствор инулина, чтобы в течение всего исследования поддерживать постоянной его концентрацию в крови. Поэтому чаще используют креатинин — естественный компонент плазмы, по очищению от которого можно было бы судить о скорости клубочковой фильтрации, хотя с его помощью скорость клубочковой фильтрации измеряется менее точно, чем при инфузии инулина.
Концентрационный показатель инулина UIn/PIn указывает, во сколько раз уменьшается объем фильтрата при его прохождении по канальцам. Эта величина имеет важное значение для ответа на вопрос о том, подвергается ли вещество реабсорбции или секретируется клетками канальцев. Если концентрационный показатель данного вещества X Ux/Px меньше, чем одновременно измеренная величина UIn/РIn, то это указывает на реабсорбцию вещества X в канальцах, если Uх/Рх больше, чем UIn/PIn, то это указывает на его секрецию. Отношение концентрационных показателей вещества X и инулина Uх/Рх :UIn/PIn носит название экскретируемой фракции (EF).
Определение величины реабсорбции в канальцах почки. Обратное всасывание веществ, или, иными словами, их транспорт (Т) из просвета канальцев в тканевую (межклеточную) жидкость и в кровь, при реабсорбции R (TRX) определяется по разности между количеством вещества X (F∙Px∙fx ), профильтровавшегося в клубочках, и количеством вещества, выделенного с мочой (UX ∙V).
TRX =F∙px.fx ─Ux∙V,
где F — объем клубочковой фильтрации, fx — фракция вещества X, не связанная с белками в плазме по отношению к его об щей концентрации в плазме крови, Р — концентрация вещества в плазме крови, U — концентрация вещества в моче.
По приведенной формуле рассчитывают абсолютное количество реабсорбируемого вещества. При вычислении относительной реабсорбции (% R) определяют долю вещества, подвергшуюся обратному всасыванию по отношению к количеству вещества, профильтровавшегося в клубочках:
% R= (1 — EFX)∙100.
Для оценки реабсорбционной способности клеток проксимальных канальцев важное значение имеет определение максимальной величины транспорта глюкозы (TmG). Эту величину измеряют при полном насыщении глюкозой системы ее канальцевого транспорта. Для этого вливают в кровь раствор глюкозы и тем самым повышают ее концентрацию в клубочковом фильтрате до тех пор, пока значительное количество глюкозы не начнет выделяться с мочой:
TmG=F∙PG-UG∙ V,
где F — клубочковая фильтрация, РG — концентрация глюкозы в плазме крови, a UG — концентрация глюкозы в моче; Тт — максимальный канальцевый транспорт изучаемого вещества. Величина ТmG характеризует полную загрузку системы транспорта глюкозы; у мужчин эта величина равна 375 мг/мин, а у женщин — 303 мг/мин при расчете на 1,73 м2 поверхности тела.
Определение величины канальцевой секреции. Секреторную функцию проксимальных канальцев измеряют с помощью веществ, которые выделяются из организма главным образом посредством канальцевой секреции. В кровь вводят ПАГ (или диодраст) вместе с инулином, который служит для измерения клубочковой фильтрации. Величина транспорта (T) органического вещества (ТSран) при секреции (S) его из крови в просвет канальца определяется по разности между количеством этого вещества, выделенным почкой (UPAH ∙V), и количеством попавшего в мочу вследствие фильтрации в (С1п-РРАН):
TSРАН = UРАН ∙ V─ СIn ∙ PРАН
Приведенная формула характеризует величину секреции вещества почкой при любом уровне загрузки секреторной системы. В то же время мерой работы секреторного аппарата почки служит его максимальная загрузка.
При условии полного насыщения секреторного аппарата ПАГ определяется величина максимального канальцевого транспорта ПАГ (ТmРАН), которая является мерой количества функционирующих клеток проксимальных канальцев. У человека Тmран составляет 80 мг/мин на 1,73 м2 поверхности тела.
5.Проба Зимницкого является наиболее простым и необременительным для больного, но, все же, ориентировочным способом оценки функционального состояния почек. Она позволяет оценить концентрационную функцию почек (т.е. способность почек к концентрированию и разведению мочи).
Сущность метода заключается в том, что пациент в течение суток собирает мочу каждые 3 часа (всего 8 порций). В лаборатории оценивают следующие показатели:
- Количество мочи в каждой из 3-часовых порций
- Относительную плотность мочи в каждой порции
- Суточный диурез (общее количество мочи, выделенное за сутки)
- Дневной диурез (объем мочи с 9 ч утра до 21 ч вечера (1-4 порции))
- Ночной диурез (объем мочи с 21 ч вечера до 9 ч утра (5-8 порции))
Нормальная концентрационная функция почек характеризуется способностью увеличения в течение суток относительной плотности мочи до максимальных значений (свыше 1020), а нормальная способность к разведению — возможностью снижения относительной плотности мочи ниже осмотической концентрации (осмолярности) безбелковой плазмы, равной 1010–1012.
Нарушение способности почек концентрировать мочу проявляется снижением максимальных значений относительной плотности, при этом ни в одной из порций мочи при пробе по Зимницкому, в том числе в ночное время, относительная плотность не превышает 1020 (гипостенурия). При этом длительное время сохраняется способность почек разводить мочу, поэтому минимальная относительная плотность мочи может достигать, как и в норме, 1005.
Уменьшение концентрационной способности почек ведет к снижению относительной плотности мочи (гипостенурии) и увеличению количества мочи (полиурии).
Нарушение способности почек к разведению. При этом осмотическая концентрация мочи приближается к осмотической концентрации безбелковой плазмы и относительная плотность мочи в течение суток колеблется в узких пределах (около 1009–1011). Ни в одной из порций мочи относительная плотность не бывает ниже этого показателя. Такое состояние получило название изостенурия. Изостенурия является более ранним признаком почечной недостаточности.
-Суточный диурез. У здорового человека в норме в течение суток выводится примерно 3/4 (65–80%) выпитой жидкости. Увеличение диуреза больше 80% выпитой за сутки жидкости у больных с застойной недостаточностью кровообращения может свидетельствовать о начале схождения отеков, а уменьшение ниже 65% — об их нарастании.
Полиурия — это обильное отделение мочи (более 2000 мл за сутки). Полиурия может быть обусловлена многими причинами:
Олигурия – это уменьшение количества выделяемой за сутки мочи.
Анурия — это резкое уменьшение (до 200–300 мл в сутки и меньше) или полное прекращение выделения мочи. Различают два вида анурии:
- Соотношение дневного диуреза к ночному
В норме у здорового человека отмечается отчетливое (примерно двукратное) преобладание дневного диуреза над ночным.
Никтурия — это равенство или даже преобладание ночного диуреза над дневным. Никтурия также является важным показателем снижения концентрационной функции почек, хотя может быть обусловлена и другими патологическими состояниями (сердечная недостаточность, несахарный диабет и т. п.).
Общий анализ мочи.
Цвет. Норма: соломенно-желтый. Изменение цвета мочи большой диагностической ценности не несёт.
Прозрачность. Норма: прозрачная. Мутная моча может становиться за счет слущивания эпителия со стенок мочеиспускательного канала или за счет примеси продуктов воспаления. Такое чаще всего случается при остром или хроническом воспалении мочевого пузыря. Реже мутной моча становиться при пиелонефрите из-за слущивания почечного эпителия.
Относительная плотность. Норма: 1008—1026 г/мл. Снижение относительной плотности мочи может быть признаком снижения функции почек. Но вообще концентрация мочи полностью зависит от питьевого режима и диеты пациента, поэтому большой диагностической ценностью этот показатель не обладает.
Реакция. Норма: нейтральная, слабокислая или слабощелочная. Изменение реакции мочи может происходить при выраженном воспалительном процессе в мочевыводящих путях или при выраженной склонности мочи к камнеобразованию.
Белок. Норма: до 0, 033 ммоль/л, следы. Повышение уровня белка в моче может происходить во время активного воспалительного процесса в мочеполовых органах, а может быть связано с нарушением функции почек при различных формах гломерулонефрита.
Глюкоза. Норма: отсутствует. Глюкоза может появляться в крови при явлениях сахарного диабета, но она может появляться и в норме при употреблении чрезмерного количества сахара и других углеводов с пищей.
Лейкоциты. Норма: мужчины — 0—3 в поле зрения, женщины — 0—6 в поле зрения. Повышение количества лейкоцитов свидетельствует о воспалительном процессе в мочеполовых органах. При остром воспалении в этом пункте может быть указано — до 100 или «покрывают все поле зрения». Чаще всего это указывает на диагноз «острый цистит» или «острый пиелонефрит».
Эритроциты. Норма: 0—1 в поле зрения. Появление эритроцитов в моче носит название гематурия. Это случается при мочекаменной болезни, травме мочеполовых органов, реже при хронических воспалительных процессах половых органов или во время приема некоторых лекарственных препаратов. В моче с низкой концентрацией (с малым удельным весом), в слабокислой или слабощелочной моче красные кровяные тельца имеют вид нежных, бледно-желтых кружков, называемые выщелоченными эритроцитами. Выщелоченные эритроциты бывают также в виде небольших обломков, что происходит часто от более длительного действия мочи на красные кровяные тельца в организме. Такие обломки называются фрагментированными эритроцитами. В концентрированной моче красные кровяные тельца сморщиваются, принимают вид звездочек, плода дурмана.
Эпителий. Норма: 3—5 в поле зрения. В большом количестве эпителиальные клетки появляются в моче при воспалительном процессе или после него. Плоский эпителий может указывать на процесс в почках, переходный — в мочевом пузыре, цилиндрический — в мочеиспускательном канале.
Бактерии. Норма: не обнаружено. Появление бактерий в моче носит название бактериурия. Это происходит при воспалительном процессе в почках, мочевом пузыре или мочеиспускательном канале.
Кристаллы. Норма: не обнаружены. Появление кристаллов в моче является признаком мочекаменной болезни. Иногда по виду кристаллов под микроскопом удается определить их химический состав — ураты, фосфаты, оксалаты. Не стоит забывать, что это лишь приблизительная оценка их химического состава. Для того, чтобы более точно оценить химический состав образующихся конкрементов, необходимо сделать специальный анализ мочи на камнеобразующие свойства.
Слизь. Норма: не обнаружено. Слизь появляется в моче при застойном процессе в почках или мочевом пузыре. Реже появление слизи сопутствует хроническому воспалительному процессу в мочевом пузыре.
Вопросы для самоподготовки
1. Количество, состав и свойства первичной мочи.
2. Количество состав и свойства конечной мочи.
3. Изменение физико-химических показателей мочи при различных функциональных состояниях (водная нагрузка, солевая нагрузка, обезвоживание).
4. Методы, позволяющие оценить процессы обеспечивающие образование мочи (фильтрацию, реабсорбцию, секрецию).
5. Методы, позволяющие оценить способность почек к концентрированию и разведению мочи.
Домашнее задание
1. Нарисовать схему мочекровяного барьера.
2. Нарисовать схему противоточно-множительной системы.
Самостоятельная работа на занятии
Таблица 3.2
| Задание | Программа действия | Ориентировочные основы действия | ||||||||||||||||
| 1. Определение скорости клубочковой фильтрации, почечного плазмотока, реабсорбции, и секреции методом очищения | Рассчитать коэффициент очищения (С) от всех приведенных в таблице веществ (по исходным данным), величину клубочковой фильтрации (F), почечного плазмотока, канальцевой реабсорбции (R) и секреции (S).
Инулин – это вещество, которое попадает в мочу только путём фильтрации, т.е. оно не реабсорбируется и не секретируется, поэтому коэффициент очищения для инулина равен величине клубочковой фильтрации (F). Следовательно, по коэффициенту очищения инулина можно определить фильтрацию всех веществ. Коэффициент очищения рассчитывается по формуле: C=O×U/P, где С - коэффициент очищения, О – диурез (мл/мин), U – концентрация вещества в моче, Р – концентрация вещества в плазме. Величина реабсорбции (R) равна: R = F×P- O×U Величина канальцевой секреции (S) равна: S = O×U - F×Р Результаты расчётов занести в таблицу. В выводе дать определение понятию очищения и объяснить, почему очищение для различных веществ неодинаково. | Коэффициент очищения показывает, какой объём плазмы полностью очищается от данного вещества в 1 мин. Скорость экскреции разных веществ существенно различается. Эти различия обусловлены тем, что экскреция разных веществ осуществляется почками разными способами. | ||||||||||||||||
| 2. Оценка клинического анализа мочи. | Проанализировать клинический анализ мочи. Сделать вывод о причинах появления в моче эритроцитов, лейкоцитов, белка, глюкозы. |
Демонстрация учебного фильма «Выделение» - 15 мин.
Вопросы для самоконтроля
1.О чём свидетельствует появление в моче эритроцитов (гематурия)?
2. О чём свидетельствует появление в моче белка (протеинурия)?
3. С чем может быть связано изменение цвета и прозрачности мочи?
4. Что такое коэффициент очищения вещества?
Тестовый контроль
1. Наличие гематурии со значительной протеинурией свидетельствует о поражении:
1) клубочков;
2) канальцев;
3) мочевыводящих путей.
2. Коэффициент очищения (клиренс) каких веществ позволяет судить об уровне фильтрации:
1) глюкоза; мочевина;
2) инулин; креатинин
3) мочевина; креатинин
3. В анализе мочи гематурия без протеинурии. О поражении каких отделов мочевыделительной системы это свидетельствует?
1) клубочков нефрона;
2) проксимальных канальцев нефрона;
3) мочевыводящих путей.
4. Клиренс креатинина равен 100 мл/мин. Оцените данный показатель. О чем он свидетельствует?
1) свидетельствует о фильтрационной способности почек, это норма;
2) это пониженный показатель, он свидетельствует об уровне фильтрации;
3) данный показатель свидетельствует о реабсорбционной способности почек, он соответствует норме.
5. К понижению количества ультрафильтрата в клубочках могут приводить:
1) снижение среднего гидростатического давления в клубочке; повышение ретроградного давления (давление ультрофильтрата) в почке вследствие нарушения проходимости в лоханке почки;
2) снижение белков плазмы крови ниже 6 л %;
3) увеличение абсорбции воды в нисходящем отделе петли Генле.
6. Наличие в моче глюкозы при нормальном её содержании в крови возможно при поражении:
1)клубочка;
2) проксимального канальца;
3) петли Генле.
7. При кровопотере диурез:
1) уменьшается;
2) увеличивается;
3) не изменяется.
8. Когда в моче появляется глюкоза?
1) при уровне глюкозы в крови 4,3 ммоль/л;
2) при увеличении фильтрационного давления;
3) при уровне глюкозы в крови до 12,0 ммоль/л.
9. Почки преимущественно участвуют в регуляции следующих процессов и констант внутренней среды организма:
1) объема крови и других жидкостей внутренней среды организма; кислотно-основного равновесия; экскреции конечных продуктов азотистого обмена, лейкопоэза;
2) артериального давления; лейкопоэза; кислотно-основного равновесия; свёртывания крови; терморегуляции; экскреции конечных продуктов азотистого обмена;
3) объема крови и других жидкостей внутренней среды организма; кислотно-основного равновесия; экскреции конечных продуктов азотистого обмена, свёртывания крови; терморегуляции; экскреции конечных продуктов азотистого обмена.
10. Повышенное содержание белков в плазме приводит:
1) к уменьшению фильтрации;
2) к увеличению фильтрации и снижению реабсорбции;
3) к повышению реабсорбции и повышению секреции.
Ответы
1 – 1; 2- 2; 3 – 3; 4 – 1; 5 – 1; 6 – 2; 7 – 1; 8 – 3; 9 – 3; 10 – 1.
Задачи
1. В моче больного периодически обнаруживаются эритроциты и белок. Каково происхождение гематурии?
2. При анализе мочи у больного обнаруживается стойкая гематурия и протеинурия. Где, по вашему мнению, находится очаг поражения?
3. При микроскопическом исследовании мочевого осадка обнаружены в большом количестве клетки переходного эпителия. О чём это свидетельствует?
4. При микроскопии мочевого осадка обнаружены клетки призматического эпителия и цилиндры. Что можно предположить у больного?
Ответы
1. В данном случае гематурия, вероятнее всего, связана с повреждением мочевыводящих путей.
2. Очаг поражения, скорее всего, находится в клубочковом аппарате почки.
3. Появление большого количества клеток переходного эпителия говорит о воспалительных процессах в лоханках или мочевом пузыре.
4. Наличие данных клеток является характерным признаком острых и хронических поражений почек (нефриты, нефрозы)
Литература
Основная:
1. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. В.М. Смирнова. – М.: Академия, 2010
2. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. А.В., Завьялова. В.М. Смирнова.- М.: «Медпресс-информ», 2009
3. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии / Под ред. С.М. Будылиной, В.М. Смирнова. М.: Издательский центр «Академия», 2005
Дополнительная:
1. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред.В.Н. Яковлева. М.: Издательский центр «Академия», 2006
2. Нормальная физиология. Учебник. / Под ред. Р.С. Орлова, А.Д. Н Орлова. М. Издателькая группа «ГЭОТАР-Медиа», 2005
3. Ситуационные задачи по нормальной физиологии; под ред.Л.Д. Маркиной. - Владивосток: Медицина ДВ, 2005
4. Физиология человека. Учебник./ Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько.- М.: Медицина, 2003
5. Руководство к практическим занятиям по физиологии / Под ред. К.В.Судакова М.: Медицина, 2002
6. Физиология человека. Учебник./ Под ред. Н.А. Агаджаняна, В.И. Циркина.-СП.: СОТИС, 2002
7. Физиология человека. Учебник./ Под ред. В.М. Смирнова. М.: Медицина, 2002