Физиология почек (стр. 10 )

Электрический заряд является вторым по значимости фактором, определяю­щим фильтруемость макромолекул. Для любой исходной величины заряда, от­рицательно заряженные макромолекулы фильтруются в меньшей степени, а положительно заряженные макромолекулы — в большей степени, чем электро­нейтральные молекулы. Дело в том, что поверхность всех компонентов фильтра­ционного барьера (клеточная эндотелиальная выстилка, базальная мембрана и

43

поверхностный слой на подоците) содержат фиксированные полианионы, кото­рые отталкивают отрицательно заряженные макромолекулы во время процесса фильтрации.

Поскольку подавляющее число белков плазмы несет почти только отрица­тельные электрические заряды, это препятствие в виде электрического заряда иг­рает очень важную ограничительную роль, увеличивая значимость барьера, кото­рый реагирует только на величину молекулы. (Например, когда электронейтраль­ный декстран с величиной молекулы, близкой к величине молекулы альбумина, назначается экспериментальным животным, то оказывается, что они (молекулы декстрана) фильтруются на 5—10 %, т. е. значительно больше, чем соответствую­щие 0,02 % молекул альбумина). При определенной форме патологии почки, ког­да почечное тельце становится «проницаемым» по отношению к белкам, это про­исходит, поскольку на мембранах исчезает отрицательный заряд.

Следует указать, что отрицательный заряд на фильтрирующих мембранах служит препятствием только по отношению к макромолекулам, но не по отноше­нию к неорганическим ионам или низкомолекулярным органическим растворен­ным веществам.

В конечном итоге следует заметить, что определенные низкомолекулярные растворенные вещества, которые в другой ситуации могут быть профильтрованы полностью, в реальности частично связаны с крупными белками плазмы; та часть молекул, которая будет связана с альбумином, не будет фильтроваться через стенку клубочка.

Концентрация такого вещества в боуменовой капсуле будет равняться не аб­солютной концентрации в плазме, но концентрации в плазме вещества, не связан­ного с белком. Например, 40 % кальция э плазме связано с белком и, таким обра­зом, концентрация кальция в гломерулярном фильтрате составляет 60 % от его концентрации в плазме. (Такие примеры являются основанием для использова­ния слов «большая часть» в первом предложении раздела.)

Скорость движения жидкости при фильтрации в любом участке капиллярно­го русла в организме определяется гидравлической проницаемостью стенки ка­пилляров, площадью их поверхности и результирующим фильтрационным дав­лением (РФД), действующим через стенку капилляров:

скорость фильтрации - гидравлическая проницаемость х площадь поверхности х

х РФД.

Поскольку трудно вычислить площадь поверхности капиллярного русла, то пара­метр, называемый фильтрационный коэффициент (К^), используется для опре­деления результата взаимодействия гидравлической проницаемости и площади поверхности3. Показатель РФД является алгебраической суммой гидростатиче­ского давления и осмотического давления, обусловленного белком — онкотичё-ское давление (или коллоидно-осмотическое) — по обе стороны стенки капилля­ра, Применяя эти расчеты к гломерулярным капиллярам, получим:

44

РФД= (Рgс+Пвс) (Рвс + Пgс)

силы, способствую - силы, препятствую­
щие фильтрации щие фильтрации

где Рgсс — клубочково-капиллярное гидростатическое давление; Пвс ~~ онкотическое давление жидкости в боуменовой капсуле; РВС — гидростатическое давление в боуменовой капсуле; Пgс ~ онкотическое давление в плазме клубочковых капилляров.

Поскольку белка в боуменовой капсуле практически нет, то величину Пвс можно принять равной нулю и не учитывать в наших расчетах (рис. 2-1). Учитывая ска­занное, уравнение для расчета скорости клубочковой фильтрации можно предста­вить таким образом:

СКФ=

Kf

(гидравлическая про-

ницаемость х площадь

поверхности тела)

РФД

(Pgc-Pвс~ Пgс)

Величина гидростатического давления в гломерулярных капиллярах и боумено - вой капсуле у человека не поддается прямым методам измерения. В то же время некоторые результаты непрямых исследований дают возможность предположить,

45

46

что соответствующие показатели у человека, вероятно, сходны с теми, что полу­чены у собаки. Эти величины представлены в табл. 2-1 и на рис. 2-2 вместе с ве­личинами гломерулярно-капиллярногЪ онкотического давления.

Известно, что гидростатическое давление меняется очень незначительно в различных отделах клубочка; это происходит потому, что самая большая величи­на поперечной площади сечения гломерулы создает только весьма незначитель­ное сопротивление движению жидкости.

Очень важно обратить внимание, что онкотическое давление в капиллярах гломерулы меняется совсем немного по длине гломерулы; поскольку фильтрат практически лишен белка, то в ходе фильтрационного процесса осуществляется перенос воды, но не белка из плазмы, тем самым увеличивается концентрация белка и отсюда онкотическое давление в непрофильтровавшейся плазме, остав­шейся в гломерулярных капиллярах4. В значительной степени из-за этого суще­ственного увеличения онкотического давления чистое фильтрационное давление снижается существенно по направлению от начала к кошту гломерулярных. ка­пилляров, и средняя величина его примерно равна 17 мм рт. ст.5 То, что такой ве­личины давления достаточно, чтобы обеспечить фильтрацию 180 л жидкости в сутки, связано в основном с тем фактом, что гидравлическая проницаемость и, следовательно, К/ в гломерулярных капиллярах на несколько порядков выше, чем во внепочечных капиллярах.

Величина скорости клубочковой фильтрации не является постоянной и мо­жет существенно колебаться при различных физиологических состояниях и при патологии. Если все остальные факторы остаются неизменными, любая динамика величин показателей Щ, Рсо Рвс и Пес будет также вести к изменению величины, скорости клубочковой фильтрации. В то же время «все другие факторы» также не остаются постоянно неизменными, и поэтому другие одновременно протекаю­щие события могут противодействовать влиянию специфического фактора, кото­рый учитывался в анализе. Фраза «стремится к...» в последующей дискуссии от­ражает этот факт.

В табл. 2-2 представлена суммарная информация о материале^ описанном в оставшейся части данного раздела. По сути данный материал дает повод для ана­лиза в попытке понять, как патология или вазоактивные химические мессендже-ры и лекарства изменяют скорость клубочковой фильтрации.

В этом контексте следует отметить, что главная причина уменьшения скоро­сти клубочковой фильтрации при патологии почек не изменение указанных пара­метров в пределах отдельного нефрона, а гораздо более простая — уменьшение числа функционирующих нефронов.

Кf. Изменение Кf может быть вызвано патологией клубочков или лекарствами, но этот показатель также контролируется в ходе обычных физиологических про­цессов целой серией химических мессенджеров. Механизм неизвестен, но одна вероятная гипотеза заключается в том, что эти мессенджеры вызывают сокраще­ние гломерулярных мезангиальных клеток, что в результате уменьшает площадь гломерулярной поверхности и Кf. Это уменьшение величины Kf влечет за собой снижение СКФ 6.

47

рgс» Клубочково-капиллярное давление отражает взаимодействие почечного артериального давления, сосудистого сопротивления афферентной - артериолы (КА) и сопротивления эфферентной артериолы (КЕ) (рис. 2-3). Первое (не пока­зано на рис. 2-3) изменение почечного артериального давления будет вызывать уменьшение клубочково-капиллярного давления в одноименном направлении (но по соображениям, описанным позднее в этой главе, данная динамика будет минимальной). Второе (рис. 2-ЗБ) при каждом данном значении почечного арте­риального давления увеличение показателя КА (благодаря спазму афферентной артериолы) будет сопровождаться снижением клубочково-капиллярного давле-ния, просто вызывая большее падение давления между почечными артериями и гломерулярными капиллярами. Напротив, снижение КА (в результате расшире­ния афферентной артериолы) будет весТи к росту клубочково-капиллярного дав­ления. Третье (рис. 2-ЗВ) и более сложное для зрительного восприятия — это на - блюдение, что изменение в КЕ также вызывает динамику клубочково-капилляр-

48

Почечный кровоток и клубочковая фильтрация

1ломерулярная фильтрация

49

ного давления, но эти изменения противоположны тем, что вызваны изменением КА. Таким образом, увеличение КЕ (благодаря сокращению эфферентной артерио-лы) вызывает повышение клубочково-капиллярного давления. Так происходит, по­скольку эфферентная артериола располагается после гломерулы, так что сужение эфферентной артериолы вызывает задержку крови в гломерулярных капиллярах, увеличивая клубочково-капиллярное давление. Аналогично снижение КЕ (в ре­зультате расширения эфферентной артериолы) снижает клубочково-капиллярное давление. Также будет ясно, что когда КА и К. Е будут изменяться одновременно и однонаправленно (т. е. оба увеличиваться или уменьшаться), то это вызывет про­тивоположное воздействие на клубочково-капиллярное давление (рис. 2-ЗГ). Когда они изменяются в противоположных направлениях, они оказывают адди­тивное воздействие на клубочково-капиллярное давление.

Теперь давайте вспомним факторы, регулирующие почечный кровоток, и по­смотрим, насколько противоположным образом ситуация меняется для данного параметра; для ПК изменение КА и КЕ в одном направлении вызывает аддитивное воздействие на почечный кровоток, в то время как изменение в противоположных направлениях ведет к обратному эффекту.