Функція нирок і сечовипускання

                                                                      

ВСТУП

У нирках відбувається процес фільтрування через клубочкові капіляри у ниркові канальці рідини, що нагадує за складом плазму крові (клубочкова фільтрація). Під час проходження клубочкового фільтрату через канальці його об’єм зменшується, а хімічний склад суттєво змінюється завдяки процесам канальцевої реабсорбції (зворотного всмоктування води і розчинених у ній речовин) та канальцевої секреції (секреції речовин у канальцеву рідину), внаслідок яких утворюється сеча, що надходить до ниркової миски. Порівняльна характеристика складу плазми крові та сечі відображає ці процеси, що полягають в елімінації шлаків та збереженні води, електролітів і деяких важливих продуктів обміну речовин (табл. 38-1). Крім того, склад сечі може значно змінюватись, що дає змогу багатьом механізмам гомеостазу підтримувати сталість складу ПКР. Кількість води та різноманітних речовин у сечі коливається в значних межах. З ниркової миски сеча потрапляє в сечовий міхур, а звідти виводиться завдяки акту сечовипускання. Нирки також відіграють роль ендокринних органів. Вони продукують кініни (див. Розділ 31) і 1,25-дигідроксихоле-кальциферол (див. Розділ 21), а також утворюють і секре-тують ренін та еритропоетин (див. Розділи 24 і 27).

                                                                                                                                                                  

ФУНКЦІЙНА АНАТОМІЯ Нефрон

Кожна структурна одиниця нирки (нефрон) утворена окремим нирковим канальцем і відповідним йому клу-

Таблиця 38-1. Концентрація деяких фізіологічно важливих речовин у сечі та плазмі крові

Речовина

Концентрація в

Відношення

С/П

сечі (С)

плазмі (ГІ)

Глюкоза, мг/дл

0

100

0

Na+, мекв/л

90

150

0,6

Сечовина, мг/дл

900

15

60

Креатинін, мг/дл

150

1

150

бочком. Розмір нирок у представників різних біологічних видів визначений кількістю нефронів, які вони містять. У кожній нирці людини є близько 1,3 мільйона нефронів. Складові частини нефрона схематично показані на рис. 38-

1. З правого боку рис. 38-2 зображено довгасту і тонку будову нефронів.

Клубочок, який має близько 200 мкм у діаметрі, утворюється внаслідок інвагінації капілярних петель у розширений сліпий кінець нефрона (капсулу Шумлянського-Боумена). Капіляри є розгалуженням аферентної (при-ноеної) артеріоли; кров з них збирається в еферентну (виносну) артеріолу, яка має дещо менший діаметр (див. рис.

38-1 і 38-2). У капсулі Шумлянського-Боумена кров відокремлена від клубочкового фільтрату двома шарами клітин: ендотелієм капілярів та особливим епітелієм капсули, що складається з подоцитів (див. нижче), які огортають клубочки. Ці прошарки відокремлені один від одного базальною мембраною. Між базальною мембраною та ендотелієм містяться зірчасті за формою клітини, що одержали назву мезангіальних клітин. Вони подібні до перицитів — клітин, що виявляються в стінках капілярів по всьому організму. Мезангіальні клітини особливо часто трапляються в проміжках між двома сусідніми капілярами, у цих ділянках базальна мембрана утворює спільну для обох капілярів оболонку (рис. 38-3). Мезангіальні клітини мають скоротливу здатність і беруть участь у регулюванні клубочкової фільтрації (див. нижче). Вони також виконують секрецію різноманітних речовин, зв’язують цирку -лювальні імунні комплекси, чим зумовлюють захворювання клубочків.

Ендотелій клубочкових капілярів фенестрованої будови, пори — діаметром 70-90 нм.

Клітини епітелію (подоцити) мають численні псевдо-події, які переплітаються (див. рис. 38-3), утворюючи фільтраційні щілини вздовж стінки капілярів. Ці щілини мають розмір близько 25 нм і кожна з них вкрита тонкою мембраною. Базальна мембрана не містить видимих щілин або пор.

У нормі клубочкова мембрана без перешкод пропускає незаряджені молекули діаметром до 4 нм, проникнення молекул діаметром понад 8 нм практично неможливе. Однак на здатність молекул проникати в капсулу Шумлянського-Боумена впливає не лише їхній розмір, а й

42 367-2

Рис. 38-1. Схема юкстамедулярного нефрона. Зображено головні гістологічні характеристики клітин, що утворюють кожну частину нефрона.

електричний заряд (див. нижче). Загальна площа ендотелію клубочкових капілярів у людини становить 0,8 м2.

Головні характеристики клітин, що утворюють стінки канальців, відображені на рис. 38-1. Проте у всіх сегментах канальців наявні певні підтипи клітин і анатомічні відмінності між ними корелюють з відмінністю у функції (див. нижче).

Проксимальний звивистий канадець у людини має довжину близько 15 мм і діаметр 55 мкм. Його стінки утворені одним шаром клітин, які переплітаються між собою і сполучені апікальними щільними з’єднаннями. Між основами клітин є розширення позаклітинного простору, які називають латеральними міжклітинними проміжками. Стінки клітин, повернені у просвіт канальця, містять так звану щіточкову облямівку, названу так завдяки наявності численних мікроворсинок розміром 1,0×0,7 мкм.

Звивиста частина проксимального канальця (pars соп-vulata) переходить у пряму (pars recta), яка утворює першу частину петлі Генле (див. рис. 38-1 та 38-2). Проксимальний канадець закінчується у тонкому сегменті низхідного коліна петлі Генле, яке містить плоский епітелій, що складається з розріджених плоских клітин. Нефрони, клубочки яких розміщені в зовнішній частині кіркового шару нирки (кіркові нефрони), мають короткі петлі Генле, тоді як нефрони, клубочки яких розташовані в юкстагломе-

рулярній частині кіркового шару нирки (юкстагломеру-лярні нефрони), мають довгі петлі, що проходять вниз до ниркових пірамід. У людини лише 15% нефронів мають довгі петлі. Загальна довжина тонкого сегмента петлі коливається в межах 2-14 мм. Вона закінчується товстим сегментом висхідної петлі, довжина якого близько 12 мм. Клітини товстого висхідного коліна мають кубічну форму. Вони багаті на мітохондрії, у базальній пластинці клітинної мембрани цих клітин численні інвагінації.

Товсте висхідне коліно петлі Генле досягає клубочка нефрона, з якого починається канадець, і проходить близько до його аферентної й еферентної артеріол. Стінки при-носних артерій містять юкстагломерулярні клітини, які продукують ренін. У цій ділянці епітелій клубочка гістологічно модифікований. Він утворює щільну пляму (macula densa). Юкстагломерулярні клітини, щільна пляма і мезангіоцити, розташовані біля них, одержали загальну назву юкстагломерулярного апарату (див. рис. 24-4).

Довжина дистального звивистого канальця близько 5 мм. Його епітелій має меншу товщину, ніж епітелій проксимального канальця і, хоч тут наявна деяка кількість мікроворсинок, та нема чітко вираженої щіточкової облямівки. Дистальні канальці зливаються, утворюючи збірні трубочки, які мають довжину близько 20 мм і проходять через кірковий та мозковий шари нирки й відкриваються у ниркову миску через верхівки ниркових пірамід. Епітелій збірних трубочок складається з головних клітин (Р-клі-тини, від англ. principal cells) і вставних клітин (І-клі-тини, від англ. intercalated cells). Головні клітини, які переважають за кількістю, порівняно високі та містять мало органел. Вони беруть участь у реабсорбції Na+ та води під впливом вазопресину. Вставні клітини, що наявні у невеликій кількості в збірних трубочках, а також у дистальних канальцях, містять більше мікроворсинок, цитоплазматичних міхурців та мітохондрій. Вони виконують секрецію йонів Н+ і транспортування НС03~. Загальна довжина нефронів зі збірними трубочками коливається від 45 до 65 мм.

До клітин нирки, що мають секреторну функцію, належить не лише юкстагломерулярні клітини, а й деякі клітини в інтерстиційній тканині мозкової речовини нирки. Ці клітини називають мозковими інтерстиційними клітинами типу І. Вони містять ліпідні включення і, можливо, секретують простагландини, переважно ПГЕ2 (див. Розділ 17). Крім того, ПГЕ2 також секретують клітини збірних трубочок, а простациклін (ПГІ2), як і інші простагландини, — артеріоли та клубочки.

                                                                                                                                                                  

Кровоносні судини

Нирковий кровообіг схематично показаний на рис. 38-

2. Аферентні артеріоли — це короткі прямі гілки міжчас-точкових артерій. Кожна з них поділяється на множинні капілярні гілочки, які формують пучок клубочкових судин. Капіляри зливаються, утворюючи еферентну артеріолу, яка, відповідно, розгалужується на капіляри, що постачають кров’ю канальці (перитубулярні капіляри). Капіляри в подальшому утворюють міжчасточкові вени. Отже, артеріальні сегменти між клубочками та канальцями становлять портальну систему. Клубочкові капіляри — це єдині капіляри в організмі людини, що дренують в артеріоли.

ФУНКЦІЯ НИРОК І СЕЧОВИПУСКАННЯ / 643

КШ

змш

вмш

Рис. 38-2. Нирковий кровообіг у собаки. У загальних рисах він ідентичний до кровообігу у нирках людини. Структура судинного русла зображена у спрощеному вигляді. Ліворуч у збільшеному вигляді зображено деталі будови нефрона. Правовуч показано складові частини нефрона зі збереженням геометричних співвідношень між ними; АА — аферентні артеріоли; КШ — кірковий шар; ЗТ — збірна трубочка; ЕА — еферентна артеріола; К — клубочок; ВМШ — внутрішній мозковий шар; ЗМШ — зовнішній мозковий шар; ПВЗК — проксимальний відділ звивистого канальця; ПС — прямі судини. Дистальні звивисті канальці та збірні трубочки виокремлені кольором (відтворено за дозволом з Beeuwkes R III: The vascular organization of the kidney. Annu Rev Psysiol 1980;42:531).

.Проксимальний А ^к/ каналеЧь Капсула

Еритроцити

Подоцит

Мезангіальна клітина

Відростки подоцита

Еферентна артеріола

Базальна

мембрана клубочка Простір Боумена

Юкстагломерулярні

клітини

Нервові волокна

\ Аферентна k артеріола

Дистальний каналець / Гладкі м’язи

Щільна пляма

Мезангіальна

клітина

Цитоплазма

ендотеліальної

клітини

С Базальна пластинка Ендотелій

Рис. 38-3. Структурні деталі клубочка: А — зріз через судинний полюс, що показує капілярні петлі; В — співвідношення між мезангіальними клітинами і подоцитами в клубочкових капілярах; С — фільтраційні щілини у базальній мембрані, що утворені подоцитами, і співвідношення між нею та ендотелієм капілярів; D — збільшений рис. С, де показано відростки подоцитів. Розмита субстанція на їхній поверхні — клубочковий поліаніон.

Крім того, еферентні артеріоли містять мало гладких м’язових волокон.

Капіляри, які збирають кров від кіркових нефронів, утворюють перитубулярну мережу, тоді як еферентні артеріоли, які відходять від юкстамедулярних клубочків, впадають не лише в перитубулярну мережу, а також у судини, що формують шпилькоподібні петлі (прямі судини). Ці петлі заглиблюються в ниркові піраміди разом з петлями Генле (див. рис. 38-2).

Низхідні прямі судини мають нефенестрований ендотелій, у якому містяться системи транспортування сечо

вини, а висхідні прямі — фенестрований ендотелій, що відповідає їхній функції, тобто збереженню розчинених речовин (див. нижче).

Еферентна артеріола кожного клубочка поділяється на капіляри, які постачають кров’ю велику кількість різних нефронів. Отже, каналець кожного нефрона отримує кров не лише винятково від еферентної артеріоли цього нефрона. У людей загальна площа ниркових капілярів приблизно відповідає загальній площі канальців, тобто близько 12 м2. Об’єм крові, що міститься в ниркових капілярах у будь-який момент часу, становить 30-40 мл.

ФУНКЦІЯ НИРОК І СЕЧОВИПУСКАННЯ / 645

                                                                                                                                                                  

Лімфатичні судини

Нирки мають добре розвинену лімфатичну мережу. Відтік лімфи відбувається через грудну лімфатичну протоку у вени грудної клітки.

                                                                                                                                                                  

Капсула

Ниркова капсула тонка, але щільна. Якщо нирка набрякає, то капсула обмежує поширення об’ємного процесу, внаслідок чого збільшується тканинний тиск (нирковий інтерстиційний тиск). Це призводить до зменшення швидкості клубочкового фільтрування, а також, як уважають, сприяє посиленню та збільшенню тривалості анурії в разі гострої ниркової недостатності (див. Розділ 33).

                                                                                                                                                                  

Іннервація ниркових судин

Ниркові нерви супроводжують ниркові судини до їхнього входження у нирку. Вони містять велику кількість пост-гангліонарних симпатичних нервових і багато аферентних волокон. Деяке значення має і холінергічна іннервація, яку виконує блукаючий нерв, однак її функція ще детально не з’ясована. Симпатичну прегангліонарну іннервацію забезпечують переважно нижні грудні та верхні поперекові сегменти спинного мозку. Тіла постгангліонарних нейронів містяться у симпатичному гангліонарному ланцюгу, у верхньому брижевому ганглії та вздовж ниркової артерії. Симпатичні волокна проходять передусім до аферентних та еферентних артеріол, проксимальних та дистальних ка-нальців та юкстагломерулярних клітин (див. Розділ 24). Крім того, простежується добре виражена норадренергічна іннервація товстого висхідного коліна петлі Генле.

Волокна від больових рецепторів, які зумовлюють біль у разі захворювань нирок, проходять паралельно до симпатичних еферентних волокон і входять у спинний мозок у складі грудних та верхніх поперекових дорсальних корінців. Уважають, що інші аферентні ниркові нерви зумовлюють так званий реноренальний рефлекс, який полягає у послабленні активності еферентних нервів в одній нирці з підвищенням тиску в сечоводі іншої. Це призводить до посилення екскреції Na+i води.

                                                                                                                                                                  

НИРКОВИЙ КРОВООБІГ

крові, і вона не метаболізує, не накопичується в нирці і нирка її не синтезує, а також якщо ця речовина сама по собі не впливає на кровоплин.

Нирковий плин плазми можна визначити в разі довен-ного введення /?-аміногіпурової кислоти (ПАГК) та визначення її концентрації в сечі й плазмі крові. ПАГК фільтрується через клубочки і секретується клітинами канальців так, що її екстракційний показник (різниця концентрації в артеріальній крові і концентрації в венозній крові нирки, поділена на концентрацію в артеріальній крові) є високим. Наприклад, якщо ПАГК уводять у невеликих дозах, то 90% ПАГК, розчиненої в артеріальній крові, виводиться за один цикл проходження крові через нирку. Отже, набув поширення метод, згідно з яким нирковий плин плазми обчислюють просто діленням концентрації ПАГК у сечі на концентрацію ПАГК у плазмі крові, нехтуючи її рівнем у венозній крові нирки. Замість плазми артеріальної крові можна використовувати плазму венозної крові, яку технічно значно легше визначити, адже концентрація ПАГК у венозній крові практично така ж, як і в плазмі артеріальної крові, що надходить до нирки. Значення, яке одержують у цьому разі, треба називати ефективним нирковим плином плазми (ЕНПП), наголошуючи, що рівень контрольної речовини в плазмі ниркової венозної крові не визначали. У людей ЕНПП становить у середньому 625 мл/хв:

ЕНПП=?НАГкхУ

ППАГК

де СПАГК — концентрація ПАГК у сечі; ППАГК — концентрація ПАГК у плазмі крові; V — нирковий кровоплин, мл/хв; ЕНПП — ефективний нирковий плин плазми (кліренс ПАГК).

Наприклад,

14×0,9 .

ЕНПП= =630 мл/хв.

0,02

Зазначимо, що ЕНПП, визначений таким способом, фактично є кліренсом ПАГК. Поняття кліренсу детально розглянуто нижче.

ЕНПП можна перевести у нирковий плин плазми:

                                                                                                                                                                  

Кровоплин

У дорослої людини в стані спокою нирки одержують близько 1,2-1,3 л крові за 1 хв, що становить майже 25% від хвилинного об’єму (див. табл. 32-1). Нирковий кровоплин можна виміряти за допомогою електромагнітних флоуметрів або застосування до нирки принципу Фіка (див. Розділ 29). Цей принцип полягає у вимірюванні кількості певної речовини, що надходить за одиницю часу, поділеної на черезнирковий артеріовенозний градієнт концентрації цієї речовини. Оскільки нирка фільтрує плазму крові, то нирковий плин плазми дорівнює кількості речовини, що екскретується за одиницю часу, поділеній на артеріовенозний Градієнт концентрації цієї речовини, бо під час проходження через нирки кількість еритроцитів практично не змінюється. Як еталон можна використовувати будь-яку речовину, якщо технічно можливо виміряти її концентрацію в плазмі артеріальної крові та плазмі ниркової венозної

нпп =

ЕНПП

ЕП

630 _,nft

= 700 мл/хв, 0,9

де НПП — нирковий плин плазми; ЕНПП — ефективний нирковий плин плазми; ЕП — екстракційний показник (для ПАГК він становить у середньому 0,9).

Знаючи нирковий плин плазми, можна легко обчислити нирковий кровоплин за такою формулою:

НКП = НППх 1 =700х 1 =1273 мл/хв,

1-Hct 0,55

де НКП — нирковий кровоплин; НПП — нирковий плазмо-плин; Hct — гематокрит (45%).

                                                                                                                                                                  

Тиск у ниркових судинах

Тиск у клубочкових капілярах було виміряно прямо в дослідах на щурах, він виявився значно нижчим, ніж

передбачали на підставі непрямих вимірювань. Середній системний артеріальний тиск становить 100 мм рт. ст., тиск у капілярах клубочків — близько 45 мм рт. ст. Різниця артеріального тиску по різні боки клубочка становить лише 1-3 мм рт. ст., проте в еферентній артеріолі простежується подальше зниження тиску, отже, тиск у пери-тубулярних капілярах становить близько 8 мм рт. ст. Тиск у нирковій вені дорівнює приблизно 4 мм рт. ст. Значення Градієнтів тиску у людини і в приматів практично однакові, в обох цих біологічних видів тиск у клубочкових капілярах становить близько 40% від центрального артеріального тиску.

                                                                                                                                                                  

Регулювання ниркового кровоплину

Норадреналін звужує ниркові судини, у разі довенного введення він найвираженіше впливає на міжчасточкові артерії й аферентні артеріоли. Дофамін синтезується в нирках і зумовлює розширення ниркових судин та посилене виділення натрію з сечею. Ангіотензин II має судинозвужувальну дію, яка на еферентних артеріолах виявляється яскравіше, ніж на аферентних. Простагландини посилюють кровоплин у кірковій речовині нирки і послаблюють — у мозковій речовині. Ацетилхолін також має здатність розширювати ниркові судини. Дієта з високим вмістом білка теж сприяє підвищенню тиску в клубочкових капілярах, що призводить до посилення ниркового кровоплину.

                                                                                                                                                                  

Функції ниркових нервів

Стимулювання ниркових нервів посилює продукування реніну шляхом прямого впливу норадреналіну на -адренергічні рецептори юкстагломерулярних клітин (див. Розділ 24) і збільшує реабсорбцію натрію, можливо, внаслідок прямої дії норадреналіну на клітини ниркових каналь-ців. Проксимальні та дистальні канальці і товсте висхідне коліно петлі Генле мають багату іннервацію. Якщо у дослідах на тваринах ниркові нерви посилено подразнювати, то першою реакцією-відповіддю буде підвищення чутливості юкстагломерулярних клітин (табл. 38-2), за яким настає посилення секреції реніну, потім підвищується рівень реабсорбції Na+ і, зрештою, — ниркова вазоконстрик-ція, яка призводить до зменшення швидкості клубочкової фільтрації і ниркового кровоплину. Все ще не з’ясоване питання, через які рецептори відбувається вплив на реабсорбцію натрію: а- чи Р-адренергічні або, можливо, через обидва типи рецепторів. Невідома ще фізіологічна роль ниркових нервів у метаболізмі Na+, хоча відомо, що більшість ниркових функцій у пацієнтів, яким пересадили нирки, є нормальними, незважаючи на те, що трансплантовані нирки набувають функційної іннервації лише через досить тривалий проміжок часу.

Посилене стимулювання симпатичних норадренергіч-них нервів нирок призводить до значного послаблення ниркового кровоплину. Цей ефект відбувається через а,-адренергічні рецептори і менше — через постсинаптичні а2-адренергічні рецептори. У стані спокою в ниркових нервах людини та лабораторних тварин підтримується певний сталий тонічний рівень імпульсів. Коли центральний артеріальний тиск знижується, то активність барорецепторних нервів призводить до вазоконстрикції, у тому числі і в нирках. Нирковий кровоплин також зменшується під час фізич-

Таблиця 38-2. Реагування нирки на дозоване подразнення ниркових нервів1

Частота електрости-мулювання ниркових нервів, Гц

к

Рівень секреції реніну

ш

2 2

а о

і- У

ге о і о

2 і

,01

-Q 0Q ге і- о m

* у а ц о н S ю £ m > ^

З 5 €■

>5

S

ш

о

о.

s

X

0,25

0,50

1,0

2,50

Немає впливу на базальні показники; підвищення секреції реніну спричинене подразниками нервової природи

Без впливу на екскрецію натрію з сечею підвищується швидкість клубоч-кового фільтрування, нирковий кровоплин

Підвищується зі зниженням екскреції натрію з сечею та без зміни швидкості клубочкового фільтрування чи ниркового кровоплину

Підвищується зі зниженням екскреції натрію, швидкості клубочкового фільтрування та ниркового кровоплину

о

о

4

о о

о о

0 0

4 4

S

ц

с

о

03

о

а

1 Відтворено за дозволом з DiBona GF: Neural control of renal function: Cardiovascular implications. Hypertention 1989; 13:539).

них навантажень і менше — під час переходу з горизонтального положення у вертикальне.

                                                                                                                                                                  

Авторегулювання ниркового кровоплину

У випадку середніх значень артеріального тиску (90-220 мм рт. ст. у собак) опір ниркових судин змінюється так, що нирковий кровоплин є порівняно незмінним (див. рис. 38-4). Авторегулювання за цим типом простежується також і в інших органах, причиною цього є декілька факторів (див. Розділ 31). Ниркове авторегулювання також характерне для денервованих та ізольованих нирок, які піддають штучній перфузії, однак хімічні речовини, що паралізують гладку мускулатуру судин, пригнічують її. Безсумнівно, частковою причиною цього є скоротлива реакція гладкої мускулатури стінки аферентних артеріол, що піддаються розтягненню. Деяку роль, ймовірно, відіграє також NO. За низького перфузійного тиску важливішим стає ангіотензин II, який звужує просвіт еферентних артеріол, підтримуючи сталість швидкості клубочкового фільтрування. Це вважають причиною ниркової недостатності, що інколи виникає у пацієнтів з послабленим кровопостачанням нирки, які приймають медикаменти з групи інгібіторів ангіотензиноперетворювального ензиму.

ФУНКЦІЯ НИРОК І СЕЧОВИПУСКАННЯ / 647

Артеріальний тиск, мм рт. ст.

одиницю часу надходити в сечу лише внаслідок фільтрування конкретного об’єму плазми крові, що містить цю речовину. Отже, якщо позначити цю речовину літерою X, то ШКФ буде дорівнювати концентрації X у сечі (Сх), помноженій на нирковий кровоплин за одиницю часу V і поділеній на концентрацію X у плазмі крові Пх:

шкф=ЬС1^

пх

Цю величину називають також кліренсом речовини X. Значення Пх, звичайно, однакове в усіх відділах артеріального кола, і якщо речовина X не метаболізується у тканинах, то рівень речовини X у плазмі артеріальної крові можна замінити її рівнем у плазмі периферійної венозної крові.

Рис. 38-4. Авторегулювання у нирках.

                                                                                                                                                                  

Нирковий кровоплин та поглинання кисню

Головною функцією кіркового шару нирок є фільтрування значних об’ємів крові через клубочки, саме тому кровоплин через кірковий шар нирок порівняно інтенсивний і з крові в цьому разі поглинається мало кисню. Нирковий кровоплин становить близько 5 мл/хв на 1 грам ниркової тканини (порівняно з 0,5 мл/хв на 1 грам речовини мозку), а артеріовенозний градієнт концентрації кисню для нирки в цілому — лише 14 мл/л крові порівняно з 62 мл/л для мозку і 114 мл/л для серця (див. табл. 32-1). Значення Р02 у кірковому шарі нирки — близько 50 мм рт. ст. З іншого боку, для підтримання осмотичного градієнта в мозковому шарі нирки достатньо порівняно низького кровоплину. Отже, немає нічого дивного в тому, що кровоплин у зовнішній частині мозкового шару нирки становить близько

2,5 мл/г/хв, а у його внутрішній частині — 0,6 мл/г/хв.

Однак тут постійно відбуваються складні метаболічні процеси, зокрема, реабсорбція натрію у товстому висхідному коліні петлі Генле (див. нижче), отже, у мозковому шарі нирки поглинається порівняно велика кількість кисню крові. Значення Р02 у мозковому шарі нирки становить близько 15 мм рт. ст. Це зумовлює чутливість мозкового шару до гіпоксії, якщо кровоплин зменшується. Регулювання за допомогою N0, простагландинів та великої кількості пептидів серцево-судинної системи завдяки пара-кринному впливу підтримує баланс між зниженням рівня кровообігу та метаболічними потребами конкретної ділянки тканини.

                                                                                                                                                                  

КЛУБОЧКОВЕ ФІЛЬТРУВАННЯ

                                                                                                                                                                  

Вимірювання швидкості клубочкового фільтрування

Швидкість клубочкового фільтрування (ШКФ) у людей і тварин можна виміряти, визначаючи екскрецію та рівень у плазмі крові конкретної речовини, яка вільно фільтрується через клубочки, не секретується і не реабсор-бується у канальцях. Кількість такої речовини повинна за

                                                                                                                                                                  

Речовини, які використовують для вимірювання ШКФ

Головні вимоги до таких речовин: вони повинні вільно фільтруватись у клубочках, не реабсорбуватись і не секре-туватись у канальцях, не бути токсичними і не метаболі-зуватись в організмі. Інулін, полімер фруктози з молекулярною масою 5200 Да, що міститься в екстрактах деяких сортів жоржин, повністю відповідає цим критеріям, його широко застосовують для визначення ШКФ як у людини, так і в лабораторних тварин. Застосовують також різноманітні радіоізотопи, такі як 51Cr-EDTA, однак інулін є стандартною речовиною для таких досліджень. У практичній медицині спочатку довенно струминно вводять навантажувальну дозу інуліну, а потім інулін уводять крапельно для підтримання сталості його рівня в плазмі артеріальної крові. Після того, як інулін рівномірно розподілиться в рідких середовищах організму, за чітко виміряний проміжок часу збирають сечу а також беруть на дослідження кров пацієнта. Визначають концентрації інуліну в сечі і плазмі та обчислюють значення кліренсу (КІН).

Приклад. Для СІН = 35 мг/мл; V = 0,9 мг/мл; П = 0,25 мг/мл маємо

К,н =

Є|Н х V П,н

35×0,9

0,25

= 126 мл/хв.

У собак, котів, кролів та багатьох інших ссавців для визначення ШКФ можна також використовувати кліренс креатиніну, однак у приматів, зокрема людини, деяка кількість креатиніну секретується в канальцях і може бути піддана реабсорбції. Крім того, методика визначення креатиніну в плазмі крові за низьких рівнів креатиніну дає значні похибки тому, що в цьому разі, крім самого креатиніну, враховують невеликі кількості інших складників плазми крові. Незважаючи на це, визначення кліренсу ендогенного креатиніну широко застосовують у клінічній практиці. Ці значення є досить близькі до значень ШКФ, одержаних з застосуванням інуліну, бо хоча значення С х V завищені внаслідок канальцевої секреції, значення П також завищені завдяки неспецифічним хромогенам, і похибки взаємно нівельовані. Кліренс ендогенного креатиніну легко визначати, він є важливим показником функції нирок, однак у тих випадках, коли потрібне точне визначення ШКФ,

недоцільно покладатись на метод з взаємним компенсуванням похибок.

                                                                                                                                                                  

Нормальні показники ШКФ

ШКФ у нормальної людини середньої маси тіла становить близько 125 мл/хв. Це значення досить чітко корелює з площею поверхні тіла, проте у жінок воно на 10% нижче, ніж у чоловіків, незважаючи на поправку щодо площі поверхні тіла. Значення 125 мл/хв відповідає 7,5 л/год, або 180 л/добу, тоді як нормальний об’єм сечі становить близько 1 л/добу. Отже, в нормі понад 99% фільтрату реаб-сорбується. За швидкості клубочкового фільтрування 125 мл/хв нирки за добу відфільтровують об’єм рідини, що в чотири рази перевищує загальний об’єм рідини в організмі, у 15 разів — об’єм позаклітинної рідини і в 60 разів -об’єм плазми крові.

                                                                                                                                                                  

Регулювання ШКФ

Фільтрування через капіляри клубочків визначають ті ж фактори, що впливають на фільтрування через будь-які інші капіляри (див. Розділ ЗО), тобто площа капілярного ложа, проникність капілярів та різниця гідростатичного та осмотичного тисків по різні боки стінки капіляра. Для кожного нефрона справджується закон:

ШКФ = Кф[(РккК)-(71КК -тск)1»

де Кф — коефіцієнт клубочкового фільтрування (добуток гідравлічної провідності стінки капіляра (тобто його проникності) на площу ефективної фільтраційної поверхні); Ркк — середній гідростатичний тиск у клубочкових капілярах; Рк — середній гідростатичний тиск у канальці; тскк -осмотичний тиск плазми в клубочкових капілярах; тік -осмотичний тиск плазми у канальцевому фільтраті.

                                                                                                                                                                  

Проникність

Проникність клубочкових капілярів приблизно в 50 разів більша, ніж проникність капілярів скелетних м’язів. Електрично незаряджені речовини з діаметром молекули до 4 нм вільно проходять через капілярні мембрани, а ступінь фільтрування електрично незаряджених молекул діаметром понад 8 нм близький до нуля (рис. 38-5). Для молекул з проміжними значеннями діаметра швидкість фільтрування обернено пропорційна до діаметра молекули. Однак сіалопротеїни в стінці капілярів клубочка мають негативний заряд, а дослідження негативно та позитивно заряджених декстранів свідчать про те, що негативний заряд сприяє відштовхуванню негативно заряджених молекул у крові; унаслідок цього фільтрування негативно заряджених молекул діаметром до 4 нм більш ніж удвічі повільніше, аніж нейтральних молекул такого ж розміру Це, мабуть, пояснює той факт, що концентрація в клубоч-ковому фільтраті альбуміну (ефективний діаметр молекули близько 7 нм) становить лише 0,2% його концентрації в плазмі, хоча на підставі одного лише розміру молекули можна було б сподіватись значно більшого значення (молекула альбуміну в крові має негативний заряд). Фільтрування позитивно заряджених речовин дещо швидше, ніж нейтрально заряджених. Кількість білка у сечі в нормі — до 1000 мг/л, і його джерелом переважно є не клубочковий

Рис. 38-5. Вплив електричного заряду на кліренс декстранів з різним розміром молекули. Негативний заряд клубочкової мембрани сповільнює проходження негативно заряджених молекул (аніонні декстрани) та полегшує проходження позитивно заряджених (катіонні декстрани) (відтворено за дозволом .з Brenner ВМ, Beeuwkes R: The renal circulations. Hosp Pract [July] 1978;13:35).

фільтрат, а клітини канальців, що злущуються в їхній просвіт. Наявність значної кількості альбуміну в сечі називають альбумінурією. У разі нефритів різноманітної етіології в стінках клубочків виникають множинні негативні заряди, і в цьому випадку альбумінурія простежується навіть без зміни розміру пор у мембранах.

Неспроможність білків плазми до дифузії через капілярні мембрани зумовлює так званий ефект Доннана (див. Розділ 1), що полягає у розподілі полівалентних катіонів: концентрація аніонів у клубочковому фільтраті на 5% більша, ніж у плазмі крові, а концентрація полівалентних катіонів, відповідно, — на 5% менша. Однак у більшості випадків цим ефектом можна знехтувати і вважати склад фільтрату ідентичним до плазми крові.

                                                                                                                                                                  

Вільям Ф. Ґанонґ. Фізіологія людини