Представим себе вещество (обозначим его буквой IV), которое свободно фильтруется в почечном тельце (но не секретируется), не реабсорбируется и не метаболизируется в канальцах. Тогда

масса экскретируемого вещества \У ₌ масса фильтруемого вещества \У /3-1)
время                                            время

Поскольку масса любого растворенного вещества равна произведению концентра­ции растворенного вещества, умноженной на объем растворителя, то

где

V — концентрация IV в моче;

V — объем мочи в единицу времени.

Соответственно масса профильтровавшегося IV равняется произведению кон­центрации IV в фильтрате, умноженной на объем профильтрованной жидкости, поступившей в капсулу Боумена. Поскольку IV фильтруется свободно, концент­рация IV в фильтрате такая же, как концентрация IV в плазме артериальной крови /V Объем плазмы, профильтровавшейся в единицу времени, называется скоро­стью клубочковой фильтрации (СКФ). Отсюда

Обоснованность приведенного расчета зависит от следующих характеристик IV:

1. Свободно фильтруется в почечном тельце.

2. Не реабсорбируется.

3. Не секретируется.

Определение скорости клубочковой фильтрации

71

4. Не синтезируется в канальцах.

5. Не расщепляется в канальцах.

Полисахарид инулин (не инсулин) полностью соответствует приведенным 'выше требованиям и может быть использован для определения скорости клубоч­ковой фильтрации. Проанализируем некую гипотетическую ситуацию (рис. 3-1). Для определения скорости клубочковой фильтрации у вашего пациента вы вво­дите инулин со скоростью, достаточной для того, чтобы поддерживать концентра­цию в плазме постоянной на уровне 4 мг/л. В течение 1 часа получен объем мочи, равный 0,1 л с концентрацией инулина 300 мг/л. Как мы можем рассчитать ско­рость клубочковой фильтрации у данного пациента?

                                               СКФ=(Uin*V)/Pin

.

Если бы инулин не отвечал какому-нибудь из перечисленных выше критериев, то его использование не обеспечивало бы точность измерения скорости клубочковой фильтрации. Если бы инулин секретировался, то какое из следующих утвержде­ний было бы правильным?

Расчетная скорость клубочковой фильтрации выше истинной скорости

клубочковой фильтрации. Расчетная скорость клубочковой фильтрации ниже истинной скорости

клубочковой фильтрации.

Справедливо первое утверждение, поскольку масса экскретированного инули­на (числитель в уравнении расчета скорости клубочковой фильтрации) будет складываться из профильтровавшегося и секретированного инулина, что в сумме больше, чем только профильтровавшийся инулин.

К сожалению, определение скорости клубочковой фильтрации с помощью инулина затруднительно, поскольку инулин не представлен в организме челове­ка, и его нужно вводить в вену на протяжении нескольких часов с постоянной скоростью. По этой причине в клинической практике часто используется для оп­ ределения скорости клубочковой фильтрации эндогенное вещество креатинин. Креатинин образуется из мышечного креатина и поступает в кровь с относитель­но постоянной скоростью. Этим обусловлено то, что его концентрация в крови изменяется мало в течение суток (24 часов), поэтому требуется только одно ис­следование крови и 24-часовая порция мочи.

Определяемая СКФ=(Ucr*V)/Pcr

В данном уравнении скорость клубочковой фильтрации обозначена как опреде­ляемая, так как креатинин человека не отвечает всем 5 критериям: он секретиру-ется в канальцах. Поэтому определяемая величина скорости клубочковой фильт­рации больше истинного показателя. Тем не менее погрешность не очень велика (около 10 % у человека, находящегося в физиологических условиях), поскольку масса секретируемого вещества относительно мала *. Далее мы опишем, каким об­разом без каких-либо исследований мочи определение уровня только одного кре-атинина плазмы может быть использовано для расчета скорости клубочковой фильтрации, правда, еще менее точно. В дальнейшем будет также описано, как можно использовать мочевину для измерения скорости клубочковой фильтра­ции.

Определение клиренса

Когда мы описывали, как можно использовать инулин для определения ско­рости клубочковой фильтрации (и креатинин для ее расчета), то мы фактически описывали методику, известную как клиренс.

Сначала мы сформулируем определение клиренса. Клиренс вещества — это объем плазмы, который полностью очищается от вещества почками за единицу времени. Каждое вещество плазмы имеет свою собственную величину клиренса; единица измерения — объем плазмы, подвергающийся очищению за определён­ное время.

Определение клиренса

73

Давайте рассмотрим этот метод применительно к инулину. Определенный объем плазмы теряет свой инулин полностью за время прохождения через почку; т. е. определенный объем плазмы «очищается» от инулина. Для инулина этот объем равен скорости клубочковой фильтрации, поскольку в гломерулярном фильтрате, возвращающемся в кровь, совершенно не остается инулина (инулин не реабсорбируется), а также поскольку плазма, которая не профильтровалась, не теряет свой инулин (инулин не секретируется). Поэтому объем плазмы, равный скорости клубочковой фильтрации, полностью очищается от инулина. Этот объем называется клиренсом инулина и обозначается символом С_1п. Соответст­венно

Сin=СКФ.

Каков клиренс глюкозы? Глюкоза, как и инулин, свободно фильтруется в почеч­ном тельце, поэтому вся глюкоза, содержащаяся в гломерулярном фильтрате, первично поступает из плазмы в канальцы. Но в отличие от инулина вся про­фильтровавшаяся глюкоза затем в норме реабсорбируется, т. е. она вся целиком возвращается в плазму. В итоге рассматриваемый объем плазмы не теряет глюко­зу; таким образом, клиренс глюкозы равен нулю.

Давайте рассмотрим другой пример — с неорганическим фосфатом (для удоб­ства допустим, что фосфат плазмы Р_Р04 полностью фильтруется). Используем следующие физиологические величины:

СКФ = 180 л/сут.

Uро₄ V= 20 ммоль/сут.

Каков будет клиренс фосфата в данном случае?

Профильтровавшийся фосфат равен 180 ммоль/сут (180 л/сут х 1 ммоль/л). Это и есть клиренс фосфата? Нет. Клиренс не обозначает массу профильтровав­шегося вещества. Действительно, он не является массой профильтровавшихся в клубочках фосфатов, клиренс — всегда объем в единицу времени. Клиренс фос­фата определяется как объем плазмы, полностью очищенный от фосфата в еди­ницу времени. Равен ли в этом случае клиренс фосфата скорости клубочковой фильтрации? Нет. Конечно, профильтровавшийся фосфат содержится в клубоч-ковом фильтрате, он первоначально потерян плазмой, но большая часть его — в данном примере 160 ммоль/сут — реабсорбируется, и только 20 ммоль/сут экс-кретируется с мочой. Может быть, это и есть клиренс фосфата?

Опять нет. Клиренс фосфата определяется не как масса экскретированного вещества, но как объем плазмы, в котором содержится эта масса в единицу вре­мени. Иначе говоря, клиренс фосфата — это объем плазмы, необходимый для экс­креции 20 ммоль, т. е. того объема, который полностью очищается от фосфата.

Результаты исследований показали, что концентрация фосфата в плазме рав­на 1 ммоль/л. Поэтому для того чтобы обеспечить выведение экскретируемого количества фосфата, необходимо

74

Почечный клиренс

Величина клиренса показывает, какому объему полностью очищенной плазмы со­ответствует экскреция массы данного вещества. Соответственно Сро₄⁼ 20 л/сут,

Основная формула для определения клиренса

Из изложенного выше следует, что основная формула для расчета клиренса любого вещества X выглядит следующим образом:

где С_х — клиренс вещества X ;

U _Х — концентрация вещества X в моче;

V — объем мочеотделения в единицу времени;

Р_х — концентрация вещества X в артериальной плазме.

С_1п является мерой скорости клубочковой фильтрации просто потому, что объем плазмы, полностью очищающейся от инулина (т. е. тот объем, из которого посту­пает экскретируемый инулин), равен объему профильтровавшейся плазмы. С_Р04 должен быть меньше, чем С_1п, так как большая часть профильтровавшегося фос­фата реабсорбируется, поэтому объем плазмы, очищенной от фосфата, меньше, чем ее объем, очищенный от инулина. Таким образом, можно сделать следующее заключение: если величина клиренса свободно фильтрующегося вещества мень­ше, чем клиренс инулина, то имеет место канальцевая реабсорбция данного веще­ства. Здесь перед нами другим способом доказанное положение о том, что если масса экскретируемого вещества в моче меньше, чем масса того же вещества, про­фильтровавшегося за тот же отрезок времени, то имеет место канальцевая реаб­сорбция данного вещества.

Определение «свободно фильтрующееся» является весьма значимым в кон­тексте сделанного обобщения. Великолепным примером служит белок. Клиренс белка у человека в норме практически равен нулю, что, очевидно, меньше, чем С_1п. В то же время это нельзя счесть доказательством того, что белок реабсорбируется. Основной довод в пользу нулевого клиренса заключается в том, что белок не фильтруется. Из этого следует, что при сравнении клиренса инулина с клиренсом любого полностью или частично связанного с белком вещества (кальция, напри­мер) необходимо при расчетах принимать во внимание в большей степени фильт­рующуюся из плазмы концентрацию вещества, чем общую плазменную концент­рацию, рассчитанную по формуле клиренса.

Как соотносится величина клиренса креатинина у человека и величина кли­ренса инулина? Правильный ответ — величина клиренса креатинина выше. И инулин, и креатинин свободно фильтруются и не реабсорбируются; поэтому объем плазмы, равный соответствующему по скорости клубочковой фильтрации (т. е. С^), полностью очищается от креатинина. Но небольшое количество креати­нина секретируется, поэтому некоторое количество плазмы — добавление к той, что фильтруется, очищается от содержащегося в ней креатинина посредством ка-

75

нальцевой секреции. Формула, по которой мы определяем величину клиренса, одна и та же для любого вещества:

                                                 Ccr=(Ucr*V)/Pcr

Сформулируем следующее обобщение. В том случае, если клиренс вещества больше, чем клиренс инулина, то имеет место канальцевая секреция данного ве­щества. Но это обобщение иным образом повторяет утверждение о том, что если экскретируемая масса вещества превышает профильтровавшуюся массу, то долж­на иметь место секреция данного вещества.

Другими веществами, секретируемыми проксимальными канальцами, явля­ются органические анионы; один из них — парааминогиппурат (ПАТ). ПАГ так­же фильтруется в гломерулах, и когда его концентрация в плазме довольно низка, практически весь ПАГ, который избегает процесса фильтрации, секретируется. Поскольку ПАГ не реабсорбируется, то часто вся плазма, поступающая с кровью к нефронам, полностью очищается от ПАГ. (Обратитесь снова к рис. 1-9, и вы увидите, что ПАГ ведет себя практически так же, как гипотетическое вещество X на данном рисунке.) Если ПАГ полностью очищается из всего объема плазмы, протекающей через почку в целом, то его клиренс будет мерой общего почечного плазмотока (ОППТ). В то же время около 10—15 % общего почечного плазмото-ка протекает через ткани, которые не способны к фильтрации и секреции (напри­мер, жировая ткань, облекающая лоханку), поэтому объем плазмы, протекающей через такие ткани, не может с помощью секреции транспортировать находящийся в ней ПАГ в просвет канальца. Клиренс ПАГ, таким образом, фактически являет­ся мерой так называемого эффективного почечного плазмотока (ЭПП), кото­рый составляет примерно 85—90 % общего почечного плазмотока. Формула для определения клиренса ПАГ выглядит так:

Коль скоро нам удалось определить ЭПП², то мы легко можем рассчитать эф­ фективный почечный кровоток (ЭПК):

где

V _с — показатель гематокрита крови, т. е. часть объема крови, которую занима -ют эритроциты.

Нужно указать, что С_РАН является мерой ЭПП только в том случае, когда кон­центрация ПАГ в плазме сравнительно невелика. Если же величина ПАГ достиг­нет уровня, при котором максимальная способность канальцев уже будет превы­шена, то они не смогут секретировать весь ПАГ, и ПАГ не будет полностью из­влекаться из плазмы, протекающей по околоканальцевым сосудам. В этом случае клиренс ПАГ нельзя будет использовать как меру ЭПП.

Клиренс мочевины С_игеа может быть рассчитан по обычной формуле:

Мочевина, как и инулин, свободно фильтруется, но примерно 50 % профильтро­вавшейся мочевины реабсорбируется; поэтому С_игеа будет составлять примерно 50 % от С_]п. Если бы масса реабсорбированной мочевины всегда составляла имен­но 50 % профильтровавшейся, можно было бы использовать С_игеа для расчета ско­рости клубочковой фильтрации? Правильный ответ — да. Ведь тогда можно было бы С_игеа умножить на 2 и получить величину скорости клубочковой фильтрации. К сожалению, реабсорбция мочевины составляет от 40 до 60 % профильтровав­шегося количества мочевины (см. об этом в главе 5), поэтому нельзя ограничить­ся простым умножением на 2. Тем не менее: клиренс мочевины легко определить клинически, этот метод можно использовать, по крайней мере, для ориентировоч­ной оценки скорости клубочковой фильтрации. Клиренс креатинина является, конечно, более надежным способом определения скорости клубочковой фильтра­ции, однако нужно напомнить, что и он не абсолютно точен, в частности, из-за секреции креатинина.