Самое главное в физиологии почек – это клубочковая фильтрация и канальцевая реабсобрция.
Клубочковая фильтрация
Первый этап в образовании мочи, представляет собой чисто фильтрационный процесс, зависящий от разности гидростатического давления в приводящем и отводящем клубочковых сосудах, а также от осмотического давления крови. Эпителий клубочков является полупроницаемой мембраной, пропускающей воду, растворенные в ней кристаллоиды и непроницаемой для коллоидных веществ и форменных элементов крови.
Короткая почечная артерия, отходящая от аорты, почти сразу разветвляющаяся на клубочковые артерии, а также более узкий просвет отводящего клубочкового сосуда по отношению к приводящему обеспечивают значительное гидростатическое давление в приводящем клубочковом сосуде. В обычных условиях это давление составляет примерно 60% от системного давления, т. е. около 80 мм рт. ст. Рефлекторное изменение просвета приводящих и отводящих клубочковых сосудов будет оказывать влияние на величину клубочковой фильтрации.
Коллоидно-осмотическое кровяное давление, противодействующее канальцевой фильтрации, равно примерно 30 мм рт. ст. Фильтрационное давление доходит до 50 мм рт. ст., но если гидростатическое давление в капиллярах почки упадет до 30 мм рт. ст., т. е. станет равным онкотическому. то фильтрационное давление будет равно нулю и процесс образования мочи прекратится. Следовательно, при повышении гидростатического давления в канальцах почек (нарушение проходимости мочи по мочевыводящим путям) процесс фильтрации будет снижен или полностью приостановлен.
Нарушения мочеобразования могут быть связаны с поражением самой почечной паренхимы. Так, клубочковая мембрана очень чувствительна к поражающему действию гипоксии, ишемии или гиперкапнии (эпидемии). В обычных условиях почечная мембрана не пропускает белковые вещества с молекулярным весом свыше 70 000. белки с меньшим молекулярным весом проходят через мембрану. Ишемия разрушает эту избирательность и делает мембрану проницаемой для крупномолекулярных белков, например для альбумина (мол. вес 70000) и для форменных элементов крови.
Повышенная чувствительность почек к поражающему действию кислородного голодания и задержке кислых продуктов метаболизма связана с высоким уровнем обменных процессов, протекающих в почечной паренхиме. Так, почки, составляя примерно сороковую часть тела по весу, потребляют примерно 1/4 часть всего поглощенного кислорода. Такая большая энергия расходуется в основном на процессы реабсорбции, секреции, при формировании дефинитивной мочи с высоким осмотическим давлением.
Канальцевая реабсорбция
Обычно через сосуды почек протекает 20—25% всего ОЦК, т. е. 1—1,5 л в минуту, из которой около 10% по объему фильтруется через эпителий клубочков. В канальпах из образовавшегося клубочкового фильтрата около 99% объема его реабсорбируется обратно. Следовательно, из каждой 1000 мл протекающей крови образуется 1 мл окончательной мочи. В канальцах почек полностью реабсорбируются ионы натрия, хлора, кальция, бикарбоната и некоторых других. Кроме того, в состав окончательной мочи уходит около 8% ионов калия, 25% фосфатов и около 60% мочевины по отношению к их концентрации и в клубочковом фильтрате.
Концентрация хлоридов в моче в 2—5 раз, мочевой кислоты в 25—50 раз и мочевины в 60—70 раз выше плазмы. Все это указывает на то, что моча является продуктом избирательной реабсорбции, секреции канальцевого эпителия. Все вещества, находящиеся в провизорпой моче, по степени их всасывания подразделяются на пороговые и беспороговые. Пороговыми называются такие вещества, всасывание которых из канальцев в кровь прекращается, как только их уровень в плазме достигает определенной концентрации. К непороговым относятся вещества, которые совершенно не реабсорбируются. К ним принадлежат креатинин, инулин, сульфаты, ксилоза и некоторые чужеродные для организма вещества. В процессе формирования дефинитивной мочи канальцевый эпителий осуществляет огромную работу по преодолению осмотического давления веществ из клубочкового фильтрата. У здоровых людей моча может быть сконцентрирована до осмотического давления в 25 атм. Основная часть осмотического давления обеспечивается непороговыми веществами. Создаваемое ими осмотическое давление оказывает противодействие реабсорбционной активности канальцевого эпителия и удерживает воду, необходимую для выведения с мочой шлаков. Угнетение канальцевой реабсорбции (меркузал, охлаждение, отравление цианидами)-приводит к увеличению диуреза и выведению более разведенной мочи.
Водный обмен регулируется антидиуретическим гормоном задней доли гипофиза. Применяемые в клинике анестетики обычно стимулируют выделение антидиуретического гормона.
Регуляция почечного кровотока
В обычных условиях постоянство объема почечного кровотока в физиологии почек поддерживается рефлекторно за счет изменения просвета почечных сосудов из-за колебаний артериального давления. Однако при резком снижении артериального давления (кровотечение, спинномозговая анестезия, действие ганглиоблокирующих веществ, сердечно-сосудистая недостаточность) защитный механизм (расширение просвета почечных артерий) может оказаться недостаточным и почечный кровоток снизится. При кровопотерях рефлекторный спазм артериол периферии может удержать системное давление, но наступающий при этом спазм сосудов паренхиматозных органов, включительно и почек, может повести к ишемии почек. Объем почечного кровотока падает, а из-за снижения фильтрационной силы уменьшается клубочковая фильтрация.
Если кровопотеря замещена в первые 4 часа, то спазм почечных сосудов будет снят. Если замещение кровопотери произведено в более поздние сроки, то изменения в физиологии почек могут оказаться необратимыми.