Роль почек в поддержании кислотно-основного равновесия

Почки обладают значительным влиянием на кислотно-основное равновесие, но оно сказывается по истечении значительно большего времени, чем влияние буферных систем крови и деятельности легких. Влияние буферных систем крови обнаружи­вается в течение 30 с. Примерно 1 — 3 мин требуется легким для того, чтобы сгла­дить наметившийся сдвиг концентрации водородных ионов в крови, около 10 — 20 ч необходимо почкам для восстановления нарушенного кислотно-основного равновесия. Основным механизмом поддержания концентрации водородных ионов в организме, реализуемым в клетках почечных канальцев, являются процессы реабсорбции натрия и секреции ионов водорода (рис. 17.3).

Этот механизм осуществляется с помощью нескольких химических процессов. Первый из них — реабсорбция натрия при превращении двузамещенных фосфато в в одн озамещенны е. Почечный фильтрат, формирующийся в клубочках, содержит достаточное количество солей, в том числе и фосфатов. Однако концентрация дву­замещенных фосфатов постепенно убывает по мере продвижения первичной мочи по почечным канальцам. Так, в крови отношение однозамещенного фосфата к двузаме-щенному составляет 1:4, в клубочковом фильтрате — 9:1; в моче, которая проходит через дистальный сегмент нефрона, 50: 1. Это объясняется избирательным всасыва­нием канальцевыми клетками ионов натрия. Вместо них из канальцевых клеток в просвет почечного канальца выделяются ионы водорода. Таким образом, двузаме-щенный фосфат Na₂HPO4 превращается в однозамещенный NaH₂PO4 и в таком виде выделяется с мочой. В клетках канальцев из угольной кислоты образуется бикарбо­нат, увеличивая тем самым щелочной резерв крови.

Второй химический процесс, который обеспечивает задержку натрия в организме и выведение излишка водородных ионов, — это превращение в просвете канальцев бикарбонатов в угольную кислоту. В клетках канальцев при реакции воды с угле­кислым газом под влиянием карбоангидразы образуется угольная кислота. Водород­ные ионы угольной кислоты выделяются в просвет канальца и соединяются там с анионами бикарбоната; эквивалентный этим анионам натрий поступает в клетки почечных канальцев. Образовавшаяся в просвете канальца Н₂СОз легко распадается на СО₂ и Н₂О и в таком виде покидает организм.

Третьим процессом, который также способствует сохранению натрия в организме,

является образование в поч кахаммиака и использование его вмесю_лругих катионов для ней трал и зации и выве дения~кйслых экви вален тов с мщой. Основным источником для этого являются процессы дезаминирования глутамина, а также окислительного дезаминирования аминокислот, главным образом глутаминовой кислоты.

Распад глутамина происходит при участии фермента глутаминазы, при этом образуются глугаминовая кислота и свободный аммиак (см. главу 11). Глутаминаза найдена в различных органах и тканях человека, однако наибольшая ее активность отмечается в ткани почек. В общем итоге соотношение между концентрацией водо­родных ионов в моче и крови может составить 800: 1, настолько велика способ­ность почек выводить из организма ионы водорода. Процесс усиливается в тех слу­чаях, когда возникает тенденция к накоплению ионов водорода в организме.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ ПОЧЕЧНОЙ ТКАНИ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ

Сложные физиологические процессы в почечной ткани протекают с постоянным потреблением большого количества энергии, получаемой в ходе метаболических реак­ций. Не менее 8—10% всего поглощаемого человеком в покое кислорода исполь­зуется на окислительные процессы, происходящие в почках. Потребление энергии на единицу массы в почках больше, чем в любом другом органе.

В корковом веществе почки ярко выражен аэробный тип обмена веществ. В моз­говом веществе преобладают анаэробные процессы. Почка относится к органам, наи­более богатым ферментами. Большинство из этих ферментов встречаются и в других органах. Так, например, ЛДГ, АсАТ, АлАТ, глутаматдегидрогеназа широко пред­ставлены как в почках, так и в других тканях. Вместе с тем имеются ферменты, которые в значительной степени специфичны для почечной ткани. К таким ферментам прежде всего относится глицин-амидинотрансфераза (трансамидиназа). Данный фер­мент содержится в тканях почек и поджелудочной железы и практически отсутствует в других тканях. Глицин-амидинотрансфераза осуществляет перенос амидиновой группы с L-аргинина на глицин с образованием L-орнитина и гликоциамина':

L-аргинин + Глицин -> L-орнитин + Гликоциамин

Эта реакция является начальным этапом синтеза креатина (см. главы 11 и 19). Глицин-амидинотрансфераза была открыта еще в 1941 г. Однако лишь в 1965 г. У. Хорнер и соавт., а затем С. Р. Мардашев и А. А. Карелин (1967) впервые отметили диагностическую ценность определения фермента в сыворотке крови при заболевании почек. Появление данного фермента в крови может быть связано либо с поражением почек, либо с начинающимся или развившимся некрозом поджелудоч­ной железы.

При различных типах и фазах заболеваний почек наибольшая активность глицин-амидинотрансферазы в сыворотке крови наблюдается при хроническом пиелонефрите в фазе нарушения азотовыделительной функции почек, а далее в убывающем порядке следуют хронический нефрит с гипертензионным и отечно-гипертензионным синдро­мами и умеренным нарушением азотовыделительной способности, хронический нефрит с изолированным мочевым синдромом без нарушения азотовыделительной функции, остаточные явления острого диффузного гломерулонефрита.

Ткань почек относится к типу тканей с высокой активностью изоферментов ЛДГ1 и ЛДГ₂. Однако при изучении тканевых гомогенатов различных слоев почек обна­руживается четкая дифференциация изоферментных спектров ЛДГ. В корковом веще­стве преобладает активность ЛДГ] и ЛДГ₂, а в мозговом — ЛДГ₅ и ЛДГ₄. При острой почечной недостаточности в сыворотке крови повышается активность анодных изоферментов ЛДГ, т. е. изоферментов с высокой электрофоретической подвижностью (ЛДГ, и ЛДГ₂).

Определенный интерес представляет также исследование изоферментов аланин-аминопептидазы (ААП). Известно, что существуют пять изоферментов ААП. В от­личие от изоферментов ЛДГ изоферменты ААП определяются в различных органах не в виде полного спектра (пять изоферментов), а чаще как один изофермент. Так, изофермент ААП] представлен главным образом в ткани печени, ААП₂ — в поджелудочной железе, ААПз — в почках, ААЩ и ААП₅ — в различных отделах стенки кишок. При повреждении ткани почек изофермент ААПз обнаруживается в крови и моче, что является специфическим признаком поражения почечной ткани.

Не менее важно в диагностике заболеваний почек исследование активности ферментов мочи, так как при острых воспалительных процессах почек прежде всего развивается повышенная проницаемость клубочковых мембран, что обусловливает выделение белка, в том числе ферментов, с мочой. В целом же сдвиги в обмене

веществ почечной ткани могут быть вызваны блокадой клубочкового кровотока, на­рушением фильтрации и реабсорбции, блокадой оттока мочи, поражением юкстагло-мерулярного аппарата, нарушением секреции и т. д.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА И СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ МОЧИ Общие свойства мочи

Количество выделяемой за сучки мочи (диурез) в норме у взрослых людей колеблется от 1000 до 2000 мл, составляя в среднем 50 — 80% от объема принятой жидкости. Суточное количество мочи ниже 500 мл и выше 2000 мл у взрослого считается патологическим. Увеличение объема мочи (полиурия) наблю­дается при приеме большого количества жидкости, употреблении пищевых веществ, повышающих диурез (арбуз, тыква и др.). При патологии полиурия отмечается при заболеваниях почек (хронические нефриты и пиелонефриты), сахарном диабете и других патологических состояниях. Большое количество мочи выделяется при неса­харном диабете (diabetes insipidus) — за сутки 15 л и более.

У м е н ь ш е н и е с у т очного ко л и ч е с т в а мочи (о л и г у р и я) наблю­дается при недостаточном приеме жидкости, лихорадочных состояниях (при этом значительное количество воды удаляется из организма через кожу), рвоте, поносе, токсикозах, осфом нефрите и т. д. В случае тяжелых поражений почечной парен­химы (при острых диффузных нефритах), мочекаменной болезни (закупорка моче­точников), отравлениях свинцом, ртутью, мышьяком; при сильных нервных потря­сениях возможно почти полное прекращение в м п с те н и. я мочи (анурия). Длительная анурия ведет к уремии.

В норме днем выделяется больше мочи, чем ночью. Соотношение между днев­ным и ночным диурезом составляет от 4: 1 до 3:1. При некоторых патологических состояниях (начальные формы сердечной декомпенсации, цистопиелиты и т. д.) моча в большем количестве выделяется ночью, чем днем- Это состояние называется

II И К Г У р И Я. {:.>.;^' '•'■.^;'

Цист мочи в норме колеблется от соломенно-желтого до насыщенного желтого. Окраска мочи зависит от содержания в ней пицментов: урохрома¹, уробилина, уро-эритрина, урозеииа и др. Щ*1 *-\^

Моча насыщенного желтого цвета обычно концентрированная, имеет высокую плотность и выделяется в относительно небольшом количестве. Бледная (соломен­ного цвета) моча чаще имеет низкую относительную плотность и выделяется в боль­шом количестве.

При патологии цвет мочи может быть красным, зеленым, коричневым и т. д., что обусловливается наличием в моче не встречающихся в норме красящих веществ. Например, красный или розово-красный цвет мочи наблюдается при гематурии и гемоглобинурии, а также после приема антипирина, амидопирина, сантонина и других лекарственных веществ. Коричневый или красно-бурый цвет встречается при высокой концентрации уробилина и билирубина в моче.

В мочу >дорового человека в очень незначительных количествах попадает стеркобилино-1сн. всасывающийся по системе геморроидальных вен. На свету и на воздухе бесцветный стерко-билинсмен окисляется в окрашенный пигмент (стеркоби.тин) (см. главу 15). Часто в клини­ческой пракшке сгеркобилин мочи неверно называют уробилином. При заболеваниях печени, когда она теряет способность разрушать всосавшийся ш тонкой кишки мезобилиноген (уро-билинотен) до ли- и грипирро.тов, в моче в большом количестве появляется уробилиноген (на cbciv и на воздухе превращается в уробилин). В таких случаях моча приобретает темный цвет.

Зеленый или синий цвет мочи отмечается при введении в организм метилено-вого синего, а также усилении процессов гниения белков в кишечнике. В последнем случае в моче появляется повышенное количество индоксилсерных кислот, которые могут разлагаться с образованием индиго.

Нормальная моча прозрачна. Мутность мочи может быть вызвана солями, кле­точными элементами, бактериями, слизью, жиром (липурия). Причину помутнения мочи можно определить либо под микроскопом (исследование осадка мочи), либо путем химического анализа.

Относительная плотность мочи у взрослого человека в течение суток колеблется в довольно широких пределах (от 1,002 до 1,035), что связано с периодическим прие­мом нищи, воды и потерей жидкости организмом (потоотделение и др.). Чаще она равна 1,012—1,020. Плотность мочи дает определенное представление о количестве растворенных в ней веществ. В сутки с мочой выделяется от 50 до 75 г плотных веществ. Приближенный расчет содержания плотного остатка в моче (в граммах на 1 л) можно произвести, умножив две последние цифры относительной плотноеш на коэффициент 2,6.

Лишь при тяжелой недостаточности почек они все время выделяют мочу с оди­наковой относительной плотностью, равной плотности первичной мочи, или ультра­фильтрата (~ 1,010).

Это состояние носит название изостенурии.

Постоянно низкое значение плотности мочи указывает на нарушение концентра­ционной функции ^! почек. Это отмечается при хроническом нефрите, первично или вторично сморщенной почке. При несахарном диабете также выделяется моча с низ­кой плотностью (1,001 — 1,004), что связано с нарушением обратной реабсорбцин йоды в канальцах. При олигурии (понижение суточного количества мочи), например при остром нефрите, моча имеет высокую плотность. Высокая плотность характерна для сахарного диабета при полиурии, в этом случае она обусловлена содержанием в моче большого количества глюкозы.

Реакция мочи (рН) в норме при смешанной пище кислая или слабокислая (рН 5,3 — 6,5)². Обычно за сутки с мочой выводится от 40 до 75 мэкв кислот. На величину рН мочи влияет характер пищи. При употреблении преимущественно мясной нищи моча имеет более кислую реакцию, при овощной диете реакция мочч щелочная.

Кислая реакция мочи у человека зависит от присутствия в ней главным образом однозамещенных фосфатов (например, КН2РО4 или Na^PO.)). В щелочной моче преобладают двузамешенные фосфаты или бикарбонаты калия либо натрия.

Резко кислая реакция мочи наблюдается при лихорадочных состояниях, сахар­ном диабете (особенно при наличии кетоновых тел в моче), голодании и т. д. Щелочная реакция мочи отмечается при циститах и пиелитах (микроорганизмы спо­собны разлагать мочевину с образованием аммиака уже в полости мочевого пузыря), после сильной рвоты, приеме некоторых лекарственных средств (например, бикарбо­ната натрия), употреблении щелочных минеральных вод и т. д.

Химический состав мочи

Плотные вещества мочи (около 60 г в суточном количестве) представлены как органическими, так и неорганическими веществами. В табл. 17.1 приведены средние данные, характеризующие содержание ряда органических и неорганических веществ в суточном количестве мочи человека при смешанном питании.

Таблица 17.1. Компоненты мочи взрослого человека

•	Содержание (в расчете на суточное	Молярное
Компонент	количество мочи)	отношение
			к содержанию -
	г/сут	ммоль/сут	в плазме крови
Натрий	3-6	130-260	0,8-1,10
Калий	1,5-3,2	38-82	7-12
Магний	0,1-0,2	4,2-8,4	4-5
Кальций общий	0,1-0,25	2,5-6,2	0,8-1,5
Азот аммиака	0,5-1,0	36-71	2000-3500
Хлорид (СГ)	3,6-9.0	100-250	0,8-2
Фосфор неорганический	0,9-1,3	29-45	22-29
Мочевая кислота	0,2-1,2	1,2-7,1	4-16
Мочевина	20-35	333-583	50-80
Креатинин:
у мужчин	1,0-2,0	8,8-17,7	70-98
у женщин	0,8-1,8	7,1-15,9	66-80
Индикан	0,01-0,012	0,047-0,056	10-30

Всего в моче в настоящее время обнаружено свыше 150 химических ингредиен­тов. Далее представлены данные лишь о наиболее важных компонентах мочи чело­века в норме и при некоторых патологических состояниях.

Органические вещества мочи

Мочевина составляет большую часть органических веществ, входящих в состав мочи. В среднем за сутки с мочой взрослого человека выводится около 30 г моче­вины (от 12 до 36 г). Общее количество азота, выделяемое с мочой за сутки, колеблется от 10 до 18 г, из них при смешанной пище на долю азота моче­вины приходится 80 — 90 %. Количество мочевины в моче обычно повышается при употреблении пищи, богатой белками, при всех заболеваниях, сопровождающихся усиленным распадом белков тканей (лихорадочные состояния, опухоли, гипертиреоз, диабет и т. д.), а также приеме некоторых лекарственных веществ (например, ряда гормонов). Содержание выделяемой с мочой мочевины уменьшается при тяжелых поражениях печени (печень является основным местом синтеза мочевины в организме), заболеваниях почек (особенно когда нарушается фильтрационная способность почек), а также применении инсулина и др.

Креатинин также является конечным продуктом азотистого обмена. Он образуется в мышечной ткани из фосфокреатина. Суточное выделение креатинина для каждого человека — величина довольно постоянная и отражает в основном его мышечную массу. У мужчин на каждый 1 кг массы тела за сутки выделяется с мочой от 18 до 32 мг креатинина, а у женщин — от 10 до 25 мг. Эти цифры мало зависят от белко­вого питания. В связи с этим определение суточной экскреции креатинина с мочой во многих случаях может быть использовано для контроля полноты сбора суточной мочи.

Креатин в норме в моче взрослых людей практически отсутствует. Он появляется в ней либо при употреблении значительных количеств креатина с пищей, либо при патологических состояниях. Как только уровень креатина в сыворотке крови дости­гает 0,12 ммоль/л, креатин появляется в моче.

В первые годы жизни ребенка возможна «физиологическая креатинурия». По-види­мому, появление креатина в моче у детей в раннем возрасте связано с усиленным синтезом креатина, опережающим развитие мускулатуры. Некоторые исследователи к физиологическим явлениям относят и креатинурию стариков, которая возникает как следствие атрофии мышц и неполного использования образующегося в печени креатина. Наибольшее содержание креатина в моче наблюдается при патологических

состояниях мышечной системы и прежде всего при миопатии, или прогрессирующей мышечной дистрофии.

Д. Л. Фердман (1957), Дж. Дрейфус и С. Шапиро (1962) считают, что креатин в моче (креатинурия) больных миопатией может появляться в результате нарушения в скелетной мускулатуре процессов его фиксации (удержания) и фосфорилирования. Если нарушен процесс синтеза фосфокреатина, то не образуется и креатинин; содержание последнего в моче резко снижается. В результате креатинурии и нарушения синтеза креатинина резко повышается креа-

/количество креатина + количество креатинина \ „ тиновыи показа гель мочи-----------------------------------------------------------. В норме этот по-

\ количество креатинина )

казатель близок к 1,1.

Известно также, что креатинурию можно наблюдать при поражениях печени, са­харном диабете, эндокринных расстройствах (гипертиреоз, аддиссонова болезнь, акро­мегалия и др.), инфекционных заболеваниях.

Аминокислоты в суточном количестве мочи составляют около 1,1 г. Соотноше­ние между содержанием отдельных аминокислот в крови и моче неодинаково. Кон­центрация той или иной аминокислоты, выделяемой с мочой, зависит от ее содер­жания в плазме крови и степени ее реабсорбции в канальцах, т. е. от ее клиренса. В моче выше всего концентрация глицина и гистидина, затем глутамина, аланина, серина.

Гипераминоацидурия встречается при заболеваниях паренхимы печени. Это объясняется нарушением в печени процессов дезаминирования и трансаминиро-вания. Наблюдается гипераминоацидурия также при тяжелых инфекционных забо­леваниях, злокачественных новообразованиях, обширных травмах, миопатии, коматоз­ных состояниях, гипертиреозе, лечении кортизоном и АКТГ и других состояниях.

Известны также нарушения обмена отдельных аминокислот. Многие из этих заболеваний носят врожденный, или наследственный характер (см. главу 11). При­мером может служить фенилкетонурия. Причина заболевания — наследственно обусловленный недостаток фенилаланин-4-монооксигеназы в печени, вследствие чего метаболическое превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин блокировано. Результатом этого является накопление в организме фенилаланина и его кетопроиз-водных и их появление в большом количестве в моче. Обнаружить фенилкетонурию очень просто с помощью хлорида железа: спустя 2 — 3 мин после добавления в мочу нескольких капель раствора хлорида железа появляется оливково-зеленая окраска.

Другим примером может служить алкаитонурия (синоним: гомогентизину-рия). При алкаптонурии в моче резко увеличивается концентрация гомогентизиновой кислоты — одного из метаболитов обмена тирозина. В результате моча, оставленная на воздухе, резко темнеет. Причина нарушений метаболизма при алкаптонурии состоит в недостатке оксидазы гомогентизиновой кислоты. Для качественного и коли­чественного определений гомогентизиновой кислоты в моче применяют тест восста­новления серебра на фотографических пластинках.

Известны также врожденные заболевания: гиперпролинемия (возникает в результате недостатка фермента пролиноксидазы и как следствие — пролинурия); гипервалинемия (врожденное нарушение обмена валина, что сопровождается резким повышением концентрации валина в моче); цитруллинемия (врожденное нарушение цикла образования мочевины, обусловленное недостатком фермента арги-нинсукцинат-синтетазы, с мочой выделяется увеличенное количество цитруллина) и др.

Мочевая кислота является конечным продуктом обмена пуриновых оснований. За сутки с мочой выделяется около 0,7 г мочевой кислоты. Обильное потребление пищи, содержащей нуклеопротеины, вызывает через некоторое время увеличенное выделение с мочой мочевой кислоты экзогенного происхождения. И, наоборот, при питании, бедном пуринами, выделение мочевой кислоты снижается до 0,2 г в сутки.

Повышенное выделение мочевой кислоты наблюдается при лейкемии, полиците-

мии, гепатитах и подагре. Содержание мочевой кислоты в моче повышается также при приеме ацетилсалициловой кислоты и ряда стероидных гормонов.

Наряду с мочевой кислотой в моче всегда содержится небольшое количество пуринов как эндо-, так и экзогенного происхождения.

Гиппуровая кислота в небольшом количестве всегда определяется в моче чело­века (около 0,7 г в суточном объеме). Она представляет собой соединение глицина и бензойной кислоты. Повышенное выделение гиппуровой кислоты отмечается при употреблении преимущественно растительной пищи, богатой ароматическими соеди­нениями, из которых образуется бензойная кислота.

В 1940 г. А. Квик и А. Я. Пытель ввели в клиническую практику гиппуровую пробу (проба Квика —Пытеля). При нормальных условиях клетки печени обезврежи­вают введенную бензойную кислоту (больной принимает после легкого завтрака 3 — 4 г бензоата натрия), соединяя ее с глицином (см. главу 15). Образовавшаяся гиппуровая кислота выводится с мочой. В норме при проведении пробы Квика —Пытеля с мочой выводится 65 — 85% принятого бензоата натрия. При поражении печени образование гиппуровой кислоты нарушается, поэтому количество последней в моче резко падает.

Безазотистые органические компоненты мочи — это щавелевая, молочная и лимон­ная (цитрат), а также масляная, валериановая, янтарная (сукцинат), Р-оксимасляная, ацетоуксусная и другие кислоты. Общее содержание органических кислот в суточном количестве мочи обычно не превышает 1 г.

В норме содержание каждой из этих кислот в суточном объеме мочи исчисляется миллиграммами, поэтому количественно определять их очень сложно. Однако выве­дение многих из них при тех или иных состояниях увеличивается и тогда их проще обнаружить в моче. Например, при усиленной мышечной работе повышается уровень молочной кислоты, количество цитрата и сукцината увеличивается при алкалозе.

Дата добавления: 2014-12-27