При прохождении крови по клубочковым капиллярам через их стенки происходит фильтрация плазмы. В лишенном клеток ультрафильтрате присутствуют все вещества, содержащиеся в плазме (электролиты, глюкоза, фосфат, мочевина, креатинин, пептиды и низкомолекулярные белки), за исключением таких белков, как альбумин и глобулины, молекулярная масса которых превышает 68 000 Да. Фильтрат собирается в боуменовом пространстве и попадает в канальцы, где его состав меняется. Это происходит благодаря процессам секреции и реабсорбции, которые регулируются гомеостатическими механизмами. Фильтрат измененного состава покидает организм в виде мочи.
Клубочковая фильтрация осуществляется в результате приложения сил, действующих на капиллярную стенку противоположным образом. Способствующая ультрафильтрации сила (гидростатическое давление в клубочковых капиллярах) определяется системным АД и зависит от тонуса приносящих и выносящих артериол. Главная сила, противодействующая ультрафильтрации, — это он-котическое давление, создаваемое градиентом концентраций белков, которые присутствуют в плазме капилляров в высокой концентрации и почти полностью отсутствуют в ультрафильтрате боуменова пространства. На фильтрацию влияет скорость кровотока в клубочках, гидростатическое давление в боуменовом пространстве и проницаемость стенок клубочковых капилляров.
Хотя клубочковая фильтрация начинается примерно на 9-й неделе внутриутробной жизни, нормальная жизнедеятельность плода не зависит от функции почек, поскольку главным экскреторным органом в это время служит плацента. После рождения скорость клубочковой фильтрации (СКФ) прогрессивно увеличивается, пока организм продолжает расти (т. е. примерно до 18-20 лет). Чтобы облегчить сравнение СКФ у детей и взрослых, этот показатель у взрослого человека с массой тела 70 кг принято выражать в расчете на поверхность тела (1,73 м2). Однако и при таком расчете СКФ ребенка достигает взрослых значений только после 3-летнего возраста. О СКФ можно судить по уровню креатинина в сыворотке.
Креатинин образуется в процессе обмена веществ в мышцах. Его продукция относительно постоянна, а экскреция осуществляется главным образом путем фильтрации в клубочках (хотя при почечной недостаточности приобретает значение и канальцевая секреция). В отличие от концентрации азота мочевины в крови, на которую влияет степень обезвоживания и состояние азотистого баланса, уровень креатинина в сыворотке зависит прежде всего от функции почечных клубочков. Концентрация креатинина в сыворотке позволяет судить о СКФ только в равновесном состоянии. Например, в начале острой почечной недостаточности с анурией уровень креатинина может оставаться нормальным, несмотря на отсутствие почечной функции. В такой клинической ситуации по уровню креатинина в сыворотке нельзя оценивать функцию почек, так как этот уровень начинает возрастать лишь после снижения СКФ на 30-40 %.
Точное определение СКФ требует количественного измерения клиренса вещества, свободно фильтруемого через стенку капилляра и не реабсорбируемого или секретируемого в канальцах. Клиренс (Кв) вещества отражает объем плазмы, полностью очищаемый от этого вещества; он должен быть равен количеству вещества, выводимому с мочой за определенный промежуток времени, и рассчитывается по формуле:
Кв (мл/мин) = Мв (мг/мл) х V (мл/мин) / Пв (мг/мл), где Кв — клиренс вещества (в), Мв — концентрация «в» в моче, V — скорость диуреза, а Пв — концентрация «в» в плазме.
Для учета площади поверхности тела используют формулу: Клиренс с поправкой = Кв (мл/мин) х 1,73 / площадь поверхности тела (м2).
СКФ лучше всего оценивать по клиренсу инулина (полимера фруктозы с молекулярной массой примерно 5000 Да). Однако, поскольку такие определения довольно громоздки, СКФ обычно измеряют по клиренсу эндогенного креатинина. При относительно нормальной СКФ клиренс креатинина практически совпадает с клиренсом инулина. При снижении СКФ все большая часть креатинина в моче появляется за счет его секреции в канальцах, а получаемые данные завышают реальную СКФ. Поэтому при уровне креатинина в сыворотке более 2,0 мг% (180 мкмоль/л) необходимо оценивать функцию почек.
Отсутствие в клубочковом фильтрате белков плазмы, по размерам превышающих альбумин, свидетельствует об эффективности барьерной функции капиллярных стенок. Фильтрация этих и других макромолекул ограничивается главным образом их размера и зарядом.
Опыты на животных показывают, что молекулы, размер которых не превышает размер инулина, свободно фильтруются в почечных клубочках. С увеличением размера молекул фильтрация прогрессивно снижается и для веществ с размером альбумина практически прекращается. Морфологические исследования свидетельствуют о том, что фильтрационный барьер образует базальная мембрана клубочков.
Эндотелиальные клетки, базальная мембрана и эпителиальные клетки стенок клубочковых капилляров несут на себе резко отрицательный ионный заряд. Этот анионный заряд формируется двумя отрицательно заряженными молекулами: протеогликанами (гепаринсульфатом) и гликопротеидами, содержащими сиаловую кислоту. Белки крови характеризуются относительно низкой изоэлектрической точкой и несут чистый отрицательный заряд, поэтому они отталкиваются отрицательно заряженными участками стенки капилляра и не фильтруются.
Видео физиология фильтрации в почках и поддержки осмотического давления крови - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин
