Клубочковая фильтрация (пассивный процесс) — начальный этап образования мочи. В почечном тельце с капиллярного клубочка в полость капсулы фильтруется плазма крови. Через почки взрослого человека проходит около 1300 мл крови в минуту. Общая фильтрационная поверхность клубочков составляет 1,5 м2. Кровь, двигаясь по сосудам почки, фильтруется в полость клубочка через поры соединительнотканной капсулы — особого фильтра, который состоит из трех слоев:
• 1й слой — эндотелий кровеносных капилляров с порами большого размера, через которые проходят все компоненты крови, кроме форменных элементов и высокомолекулярных белков;
Клубочковая фильтрация в почках
• 2й слой — базальная мембрана, которая построена из коллагеновых нитей (фибрилл), образующих молекулярное «сито» с диаметром пор ≈ 4 нм. Базальная мембрана не пропускает белки с молекулярной массой выше 50 кДа;
• 3й слой — эпителиальные клетки капсулы, мембраны которых заряжены отрицательно, что не дает возможности отрицательно заряженным белкам плазмы крови проникать в первичную мочу.
Форма трехслойных пор сложная и не соответствует форме белковых молекул плазмы крови, предотвращает проникновение нормальных белков в первичную мочу. Если структура, форма или заряд протеина изменены по сравнению с нормальной белковой молекулой, такой аномальный белок может пройти через фильтр и попасть в мочу. Это один из механизмов очищения плазмы крови от дефектных белков и восстановления ее нормального состава. При некоторых патологических состояниях проницаемость мембраны почечного фильтра повышается, что приводит к изменению состава ультрафильтрата и развития протеинурии, в первую очередь альбуминурии.
В процессе фильтрации образуется первичная моча, которая практически не содержит белков. В норме концентрация протеинов и пептидов в ней составляет 3-4 г / л. Количество низкомолекулярных небелковых соединений и ионов в первичной моче не отличается от их содержания в плазме крови. За сутки через почки человека проходит 1500 л крови и образуется около 180 литров первичной мочи (125 мл за 1 минуту). В норме скорость фильтрации в среднем составляет 125 мл / мин, это в 100 раз превышает продукцию конечной мочи.
Скорость фильтрации и количество ультрафильтрата образующегося обеспечивает эффективный фильтрационное давление. Величина его зависит от гидростатического давления крови в сосудах клубочков (в норме ≈ 70 мм рт. Ст.), Которому противодействует онкотическое давление белков плазмы крови (в норме ≈ 25 мм рт. Ст.), И гидростатическое давление ультрафильтрата в полости капсулы (в норме ≈ 15 мм рт. в.). В норме эффективный фильтрационное давление составляет: 70 — (25 +15) = 30 (мм рт. Ст.). Этот показатель можно рассчитать по формуле
ФТ = КТ (ОТ + КапсТ),
где ФТ — фильтрационное давление;
КТ — капиллярное давление;
ОТ — онкотическое давление;
КапсТ — внутришньокапсулярний давление.
Для обеспечения процесса фильтрации гидростатическое давление крови в капиллярах должен превышать сумму онкотического и внутришньокапсулярного давления.
Капиллярное давление в почках зависит не только от артериального давления, а также от соотношения просвета «приносящих» и «выносной» артериол клубочка. Диаметр «выносной» артериолы на 30% меньше, чем «приносящих», регуляцию их просвета осуществляет кининовая система. Сужение «выносной» артериолы увеличивает фильтрацию, а сужение «приносящих» артериолы снижает фильтрацию.
Снижение артериального давления или увеличение гидростатического давления в полости капсулы приводит к замедлению и даже полного прекращения образования первичной мочи (анурии).
Факторы, влияющие на клубочковой фильтрации:
• эффективный фильтрационное давление;
• площадь гломерулярной поверхности — количество нефронов работающих;
• проницаемость мембран клубочков;
• концентрация белков в плазме крови;
• состояние почечных сосудов.
Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) повышается под влиянием веществ, усиливают кровообращение в почках, или
увеличивают количество функционирующих клубочков). С возрастом скорость клубочковой фильтрации снижается.
По величине клубочковой фильтрации делают выводы о фильтрационную способность почек. СКФ определяют с помощью клиренса.
Фильтрационный клиренс (коэффициент очистки) — объем плазмы крови в миллилитрах, проходящей через почки за 1 минуту и полностью очищается от того или иного вещества.
Для определения СКФ используют вещества, которые полностью фильтруются в клубочках, НЕ метаболизируется, НЕ соединяются с белками, НЕ реабсорбируются, НЕ секретируются канальцами нефронов, легко и точно определяются. Клиренс таких соединений численно равна объемной скорости клубочковой фильтрации. Чаще всего для таких исследований используют инулин, маннитол или эндогенный креатинин.
Фильтрационный клиренс рассчитывают по формуле
ФК = Сс / Почт ∙ V ∙ 1,73,
где ФК — фильтрационный клиренс;
Сс — концентрация креатинина в моче, мг/100 мл;
Скр — концентрация креатинина в крови, мг/100 мл;
V — объем мочи, мл / мин;
1,73 м2 — площадь поверхности тела взрослого человека.
В норме СКФ равна 100-125 мл / мин (по инулином).
Вещества, которые не только фильтруются в клубочках, но и реабсорбируются или секретируются в канальцах, имеют смешанный клиренс, показывающий целостную работу почек. В зависимости от того, комбинируется фильтрация с реабсорбцией или с секрецией, различают два вида смешанного клиренса: фільтраційнореабсорбційний и фильтрацийносекрецийний.
1. В случае, если часть вещества реабсорбируется из первичной мочи в канальцах, величина смешанного фільтраційнореабсорбційного клиренса меньше величины клубочкового клиренса. Значение этого показателя тем меньше, чем эффективнее идет реабсорбция в канальцах.
Для мочевины величина смешанного клиренса равна 70. Это означает, что из каждых 125 мл ультрафильтрата в минуту от мочевины полностью освобождаются 70 мл. Определенное количество мочевины — и, что содержится в 55 мл ультрафильтрата, всасывается обратно. Клиренс глюкозы в норме равен 0, то есть глюкоза полностью реабсорбируется.
2. В случае, если в первичной мочи добавляется определенное количество вещества, секретируется в канальцах почек, величина смешанного фильтрацийносекрецийного клиренса может быть больше клубочковый клиренс. Клиренс тем больше, чем интенсивнее канальцевая секреция.
Клиренс некоторых веществ, секретируемых канальцами (парааминогипурова кислота), настолько высок, что приближается к величине почечного кровотока (количества крови, которая за минуту проходит через почки)). Клиренс этих веществ можно определить величину кровотока.
