Механізми сечоутворення
Мочеутворення здійснюється за рахунок трьох послідовних процесів:
1. клубочкової фільтрації (ультрафільтрації) води та низькомолекулярних компонентів із плазми крові в капсулу ниркового клубочка з утворенням первинної сечі;
2. канальцевої реабсорбції - процесу зворотного всмоктування речовин, що профільтрувалися, і води з первинної сечі в кров;
3. канальцева секреція – процесу перенесення з крові в просвіт канальців іонів та органічних речовин.
Фільтрація води та низькомолекулярних компонентів із плазми крові в порожнину капсули відбувається через клубочковий, або гломерулярний, фільтр. Гломерулярний фільтр має 3 шари: ендотеліальні клітини капілярів, базальну мембрану та епітелій вісцерального листка капсули, або підоцити. Ендотелій капілярів має пори діаметром 50-100 нм, що обмежує проходження формених елементів крові (еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів). Основним бар'єром для фільтрації є базальна мембрана. Пори у базальній мембрані становлять 3 – 7,5 нм. Ці пори зсередини містять негативно заряджені молекули (аніонні локуси), що перешкоджає проникненню негативно заряджених частинок, зокрема білків. Третій шар фільтра утворений відростками підоцитів, між якими є щілинні діафрагми, які обмежують проходження альбумінів та інших молекул з великою молекулярною масою. Ця частина фільтра також має негативний заряд. Легко фільтруватися можуть речовини з молекулярною масою не більше 5500, абсолютною межею для проходження частинок через фільтр в нормі є молекулярна маса 80 000. Таким чином, склад первинної сечі обумовлений властивостями гломерулярного фільтра. У нормі разом з водою фільтруються всі низькомолекулярні речовини, за винятком більшої частини білків таформених елементів крові. В іншому склад ультрафільтрату близький до плазми.
При нефропатіях, нефритах пори втрачають негативний заряд, що призводить до проходження крізь них багатьох білків. Такі речовини, як гепарин, сприяють відновленню аніонних локусів, а антибіотики навпаки зменшують їх наявність.
Основним фактором, що сприяє процесу фільтрації, є тиск крові (гідростатичний) у капілярах клубочків. До сил, що перешкоджають фільтрації, відноситься онкотичний тиск білків плазми крові та тиск рідини в порожнині капсули клубочка, тобто первинної сечі. Отже, ефективний фільтраційний тиск є різницею між гідростатичним тиском крові в капілярах і сумою онкотичного тиску плазми крові і внутрішньониркового тиску. Таким чином, фільтраційний тиск становить: 70 (30+20) = 20 мм рт.ст.
Кількісною характеристикою процесу фільтрації є швидкість клубочкової фільтрації, яка визначається шляхом порівняння концентрації певної речовини у плазмі крові та сечі. Для цього використовуються речовини, які є фізіологічно інертними, нетоксичними, що не зв'язуються з білками в плазмі крові, не реабсорбуються в ниркових канальцях і виділяються із сечею лише шляхом фільтрації. Такою речовиною є полімер фруктози інулін. В організмі людини інулін не утворюється, тому для вимірювання швидкості клубочкової фільтрації вводять внутрішньовенно. Виміряна за допомогою інуліну швидкість клубочкової фільтрації називається також коефіцієнтом очищення від інуліну або кліренсом інуліну.
Кліренс показує, який обсяг плазми (мл) очистився повністю від цієї речовини за 1 хв.
Порівнюючи кліренси інших речовин із кліренсом інуліну, можнавизначити процеси, що у виділенні цих речовин із сечею. Якщо кліренс речовини дорівнює кліренсу інуліну, отже ця речовина лише фільтрується. Якщо кліренс речовини більший за кліренс інуліну, значить ця речовина виділяється не тільки за рахунок фільтрації, але й секреції. Якщо кліренс речовини менший за кліренс інуліну, то речовина після фільтрації реабсорбується.
У клініці визначення швидкості клубочкової фільтрації зазвичай використовують ендогенний метаболіт креатинін, концентрація якого у крові досить стабільна. Креатинін видаляється з крові переважно шляхом клубочкової фільтрації, але в дуже малих кількостях він секретується, тому його кліренс – менш точний показник, ніж кліренс інуліну. Проте він широко використовується в клініці, так як для його вимірювання не потрібне внутрішньовенне введення.
У нормі у чоловіків швидкість клубочкової фільтрації становить 125 мл/хв, а в жінок – 110 мл/хв.