БИОХИМИЯ ПОЧЕК.
Почка - парный орган, основной структурной единицей почек является нефрон. За 1 минуту в почках фильтруется 1000 - 1300 мл крови. Благодаря хорошему кровоснабжению, почки находятся в постоянном взаимодействии с другими тканями и органами и способны влиять на состояние внутренней среды всего организма.
ФУНКЦИИ ПОЧЕК:
1. ЭКСКРЕТОРНАЯ. Почками выводятся из организма:
а) конечные продукты катаболизма (например, такие продукты азотистого обмена, как мочевина, мочевая кислота, креатинин, а также продукты обезвреживания токсичных веществ).
б) избыток веществ, всосавшихся в кишечнике или образовавшихся в процессе катаболизма: вода, органические кислоты, витамины, гормоны и другие.
в) ксенобиотики - чужеродные вещества (лекарственные препараты, никотин).
2. ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ. Почками регулируются:
а) водный гомеостаз
б) солевой гомеостаз
в) кислотно-основное состояние
3. МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ.
а) участие в углеводном, белковом, жировом обменах
б) синтез в почках некоторых биологически активных веществ: ренина, активной формы витамина D3, эритропоэтина, простагландинов, кининов. Эти вещества оказывают влияние на процессы регуляции АД, свертывания крови, на фосфорно-кальциевый обмен, на созревание эритроцитов и на другие процессы.
ЭТАПЫМОЧЕОБРАЗОВАНИЯ
Из компонентов плазмы крови почки образуют мочу и эффективно могут регулировать ее состав.
1. УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ
В процессе ультрафильтрации происходит образовние первичной мочи.
Кровь, двигаясь по сосудам почки, фильтруется в полости клубочка через поры соединительнотканной капсулы - особого фильтра, который состоит из 3-х слоев. 1-й слой - эндотелий кровеносных капилляров, который имеет поры большого размера. Через эти крупные поры проходят все компоненты крови, кроме форменных элементов и высокомолекулярных белков. 2-й слой - базальная мембрана, которая построена из коллагеновых нитей (фибрилл), образующих молекулярное “сито”. Диаметр пор - 4нм. Базальная мембрана не пропускает белки с молекулярной массой выше, чем 50кДа. 3-й слой - эпителиальные клетки капсулы, мембраны которых заряжены отрицательно, что не дает возможности отрицательно заряженным альбуминам плазмы крови проникать в первичную мочу. Форма трехслойных пор сложная и не соответствует форме белковых молекул плазмы крови. Это несоответствие предотвращает проникновение нормальных белковых молекул в первичную мочу. Если же структура, форма, заряд молекулы белка изменены по сравнению с нормальной белковой молекулой, то такой аномальный белок може пройти через фильтр и попасть в мочу. Это один из механизмов очистки плазмы крови от дефектных белков и восстановления ее нормального состава.
Таким образом, ультрафильтрат (первичная моча) в норме почти не содержит белков и пептидов (всего 3-4 г/л). Зато состав низкомолекулярных небелковых компонентов, содержание различных ионов в первичная моча такие же, как и в плазме крови. Поэтому первичную мочу иногда называют “безбелковым фильтратом плазмы крови”.
Количество образующегося ультрафильтрата зависит от величины движущей силы ультрафильтрации - гидростатического давления крови в сосудах клубочка (в норме оно составляет приблизительно 70 мм.рт.ст.).
Движущей силе ультрафильтрации противодействует онкотическое давление белков плазмы крови (около 25 мм.рт.ст.) и гидростатическое давление ультрафильтрата в полости капсулы (около 15 мм.рт.ст.).
Таким образом, движущая сила ультрафильтрации составляет:
70 - (25+15) = 30 (мм рт.ст.),
и называется эффективным фильтрационным давлением.
Энергия АТФ в процессе ультрафильтрации не затрачивается.
Понятно, что понижение артериального давления и/или увеличение гидростатического давления в полости капсулы может приводить к замедлению, а при значительных изменениях и к полному прекращению образования первичной мочи (анурия).
В результате процесса ультрафильтрации образуется первичная моча. В сутки через почки человека проходит приблизительно 1500л крови, при этом образуется около 180 литров первичной мочи (125мл за 1 минуту).
Фильтрационную способность почек оценивают путем вычисления фильтрационного клиренса (коэффициента очищения) - для этого в кровь вводят определенные вещества, которые только фильтруются, но не реабсорбируются и не секретируются (полисахарид инулин, маннитол, креатинин).
Фильтрационныйклиренс - это такой объем плазмы крови, который полностью очищается от нереабсорбируемого вещества за 1 минуту.
Фильтрационный клиренс (ФК) рассчитывают по формуле:
|
где [A] мочи - концентрация вещества в моче
[A] крови - концентрация вещества в крови
V - скорость образования мочи (мл/мин)
Единицы измерения клиренса - мл (плазмы крови)/мин. У здорового человека ФК составляет около 125 мл/мин или 180 литров в сутки, т.е. это количество первичной мочи, образующейся в сутки.
Первичная моча, содержащая все низкомолекулярные компоненты крови и небольшое количество низкомолекулярных белков, подвергается реабсорбции в проксимальном канальце.
2. РЕАБСОРБЦИЯ
Реабсорбция - это движение веществ из просвета канальца в кровь. Реабсорбции подвергаются почти все белки, попавшие в ультрафильтрат, и другие необходимые организму вещества. Поэтому суточные потери белково-пептидного компонента мочи не превышают 100-150 мг/сутки, хотя в первичную мочу может фильтроваться до 8-10 граммов белка в сутки. 85% ультрафильтрата реабсорбируется в проксимальном отделе канальца. Здесь реабсорбируются около 99% воды, необходимые организму питательные вещества (глюкоза, аминокислоты), многие минеральные компоненты, и частично - конечные продукты азотистого обмена (мочевина, мочевая кислота).
Имеются два механизма реабсорбции:
1) простая диффузия (по градиенту концентраций);
2) активный транспорт - происходит против градиента концентраций и требует затрат энергии (АТФ).
Ионы Na+ реабсорбируются с участием натриевого насоса - мембранного фермента Na,К-зависимой АТФазы. Этот фермент имеет 2 центра связывания: для натрия и для калия. После связывания с натрием и калием АТФаза меняет свою конформацию, в результате происходит перенос обоих ионов через мембрану эпителия почечных канальцев. При этом используется энергия гидролиза АТФ. Многие вещества, например глюкоза и аминокислоты, реабсорбируются в комплексе с ионами Na, т.е. энергия для переноса этих соединений выделяется в результате действия АТФ-азы. Аналогично протекает реабсорбция ионов Ca2+ и Mg2+ - в этом процессе участвует Ca2+,Mg2+-зависимая АТФаза. Кроме АТФаз в процессах активного транспорта участвуют особые транспортные белки-переносчики, которые называются транслоказами - они похожи по своим свойствам на ферменты:
- обладают способностью к избирательному связыванию с веществом, которое реабсорбируется (абсолютная и относительная избирательность);
- имеют предел работоспособности - уровень насыщаемости белка (подобно Vmax у ферментов). Он определяется не скоростью реабсорбции, а предельной концентрацией реабсорбируемого из первичной мочи вещества. Эта величина называется ПОЧЕЧНЫМ ПОРОГОМ РЕАБСОРБЦИИ. Кривая, отражающая процесс реабсорбции, похожа на кривую зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата:
Почечный порог реабсорбции равен наименьшей концентрации реабсорбируемого вещества, при которой достигается транспортный максимум реабсорбции (ТМ). Транспортный максимум характеризует состояние почечных канальцев. ТМ равен скорости транспорта вещества белком-переносчиком в условиях насыщения его переносимым веществом.
Для глюкозы, например, почечный порог реабсорбции (ППР) равен 10-12 ммоль/л. При нормальной концентрации глюкозы в крови транспортные системы еще не полностью насыщаются глюкозой, поэтому глюкоза в моче не появляется, т.е. она полностью реабсорбируется.
Существуют изотранслоказы, которые также, как изоферменты, отличаются друг от друга величиной константы Михаэлиса. Например, в начале проксимального отдела канальца, где еще велика концентрация глюкозы в фильтрате, находятся транслоказы с Км=6ммоль/л. В конце проксимального отдела, где большая часть глюкозы уже реабсорбирована, Км транслоказ равна 0.35ммоль/л. Благодаря этим транслоказам, имеющим различное сродство к глюкозе, практически вся глюкоза реабсорбируется из первичной мочи.
За сутки реабсорбируется:
- около 179 л воды;
- примерно 1 кг NaCl;
- около 340 г NaHCO3;
- около 170 г глюкозы и т.д.
3. СЕКРЕЦИЯ
Канальцевая избирательная секреция похожа на реабсорбцию, но происходит в противоположном направлении - из крови в просвет канальцев. В основном секреция протекает в дистальной части канальца.
Процесс секреции также, как и процесс реабсорбции, протекает с затратой АТФ (активный транспорт) и характеризуется величиной транспортного максимума. Эта величина может служить характеристикой белков-переносчиков, обеспечивающих транспорт веществ.
Часто реабсорбция и секреция протекают одновременно - например, секреция ионов K+ происходит под действием Na,K-зависимой АТФазы. Только K+ секретируется, а Na+ реабсорбируется. Также секретируются Н+, NH4+.
Скорость секреции можно определить по выделению из организма с мочой различных красителей, которые выводятся почками только путем секреции. Для этого красители должны быть предварительно введены в кровь.
В результате во вторичной моче в течение суток остается от 1000 до 2000 мл жидкости, в которой растворены:
- от 12 до 36 г мочевины;
- около 1 г креатинина;
- примерно 1 г аммонийных солей;
- примерно 0,5-1 г других продуктов азотистого обмена (в частности, в норме в моче могут присутствовать креатин, гиппуровая кислота, индикан и пигменты)
- примерно 5-7 г минеральных солей
- продукты обезвреживания токсических соединений (в незначительных количествах)
В процессе выполнения почками экскреторной функции обеспечивается их участие в поддержании водно-солевого баланса организма и кислотно-щелочного равновесия.
ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК
1. ВОДНО-СОЛЕВОЙ ГОМЕОСТАЗ.
Вода в организме распределена между двумя основными пространствами: внутриклеточным и внеклеточным. Распределение воды зависит от общего количества растворенных веществ, т.к. вода движется в направлении осмотического градиента. Почки участвуют в поддержании постоянного количества воды путем влияния на ионный состав внутри- и внеклеточных жидкостей.
Около 75 % ионов натрия, хлора и воды реабсорбируется из клубочкового фильтрата в проксимальном канальце благодаря упомянутому АТФазному механизму. При этом активно реабсорбируются только ионы натрия, анионы перемещаются благодаря электрохимическому градиенту, а вода реабсорбируется пассивно и изоосмотически.
2. УЧАСТИЕ ПОЧЕК В РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОГО РАВНОВЕСИЯ
Поддержание постоянного значения рН крови обеспечивается благодаря участию в этом процессе почек и буферных систем крови. Буферные системы крови не устраняют нарушений кислотно-щелочного равновесия в организме, хотя и регулируют рН крови в значительном диапазоне. Почки способны обеспечивать удаление кислотных или щелочных компонентов и тем самым нормализуют соотношение компонентов буферных систем.
Изменение рН крови и мочи может быть связано с особенностями питания человека. Пища животного происхождения, богатая анионами сильных кислот (сульфатами, фосфатами), приводит к образованию кисло-реагирующих компонентов плазмы крови. Это приводит к выделению из организма более кислой мочи. Пища растительного происхождения содержит сильные катионы (Na+,K+) и может приводить к образованию мочи щелочного характера.
Поскольку для организма особую опасность представляет ацидоз, в почках имеются специальные механизмы борьбы с ним:
1) СЕКРЕЦИЯ Н+
Этот механизм включает в себя процесс образования СО2 в метаболических реакциях, протекающих в клетках дистального канальца; затем образование Н2СО3 под действием карбоангидразы; дальнейшую диссоциацию ее на Н+ и НСО3- и обмен ионов Н+ на ионы Na+. Затем натрий и бикарбонатные ионы диффундируют в кровь, обеспечивая ее подщелачивание. Этот механизм проверен в эксперименте - введение ингибиторов карбоангидразы приводит к усилению потерь натрия с вторичной мочой и прекращается подкисление мочи.
2) АММОНИОГЕНЕЗ
Активность ферментов аммониогенеза в почках особенно высока в условиях ацидоза.
К ферментам аммониогенеза относятся глутаминаза и глутаматдегидрогеназа:
3) ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ
Протекает в печени и в почках. Ключевой фермент процесса - почечная пируваткарбоксилаза. Фермент наиболее активен в кислой среде - этим он отличается от такого же печеночного фермента. Поэтому при ацидозе в почках происходит активация карбоксилазы и кислореагирующие вещества (лактат, пируват) более интенсивно начинают превращаться в глюкозу, не обладающую кислыми свойствами.
Этот механизм важен при ацидозе, связанном с голоданием (при недостатке углеводов или при общем недостатке питания). Накопление кетоновых тел, которые по своим свойствам являются кислотами - стимулирует глюконеогенез. А это способствует улучшению кислотно-щелочного состояния и одновременно снабжает организм глюкозой. При полном голодании до 50% глюкозы крови образуются в почках.
При алкалозе - тормозится глюконеогенез, (в результате изменения рН угнетается ПВК-карбоксилаза) тормозится секреция протонов, но одновременно усиливается гликолиз и увеличивается образование пирувата и лактата.
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК
1) Образование активной формы витамина D3. В почках, в результате реакции микросомального окисления происходит заключительный этап созревания активной формы витамина Д3 - 1,25-диоксихолекальциферола. Предшественник этого витамина - витамин Д3, синтезируется в коже, под действием ультрафиолетовых лучей из холестерина, и затем гидроксилируется: сначала в печени (в положении 25), а затем в почках (в положении 1). Таким образом, участвуя в образовании активной формы витамина Д3, почки оказывают влияние на фосфорно-кальциевый обмен в организме. Поэтому при
заболеваниях почек, когда нарушаются процессы гидроксилирования витамина Д3, может развиться ОСТЕОДИСТРОФИЯ.
2) Регуляция эритропоэза. В почках вырабатывается гликопротеин, названный почечным эритропоэтическим фактором (ПЭФ или ЭРИТРОПОЭТИН). Он является гормоном, который способен оказывать воздействие на стволовые клетки красного костного мозга, которые являются клетками-мишенями для ПЭФ. ПЭФ направляет развитие этих клеток по пути зритропоэза, т.е. стимулирует образование эритроцитов. Скорость выделения ПЭФ зависит от обеспечения почек кислородом. Если количество поступающего кислорода снижается, то увеличивается выработка ПЭФ - это ведет к увеличению количества эритроцитов в крови и улучшению снабжения кислородом. Поэтому при заболеваниях почек иногда наблюдается почечная анемия.
3) Биосинтез белков. В почках активно идут процессы биосинтеза белков, которые необходимы другим тканям. Здесь синтезируются некоторые компоненты:
- системы свертывания крови;
- системы комплемента;
- системы фибринолиза.
- в почках в клетках юкстагломерулярного аппарата (ЮГА) синтезируется РЕНИН - протеолитический фермент, который участвует в регуляции сосудистого тонуса, превращая ангиотензиноген в декапептид ангиотензин- I путем ограниченного протеолиза. Из ангиотензина- I под действием фермента карбоксикатепсина образуется (тоже путем ограниченного протеолиза) октапептид ангиотензин- II. Он обладает сосудосуживающим эффектом, а также стимулирует выработку гормона коры надпочечников - альдостерона. Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия и воды в почечных канальцах - это приводит к увеличению объема крови, циркулирующей в сосудах. В результате повышается артериальное давление. Когда молекула ангиотензина- II выполнит свою функцию, она подвергается тотальному протеолизу под действием группы специальных протеиназ - ангиотензиназ. Так работает РЕНИН-АНГИОТЕНЗИН-АЛЬДОСТЕРОНОВАЯ СИСТЕМА.
Выработка ренина зависит от кровоснабжения почек. Поэтому при снижении артериального давления выработка ренина увеличивается, а при повышении - снижается. При патологии почек иногда наблюдается повышенная выработка ренина и может развиваться стойкая гипертензия (повышение артериального давления).
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система работает в тесном контакте с другой системой регуляции сосудистого тонуса: КАЛЛИКРЕИН-КИНИНОВОЙ СИСТЕМОЙ, действие которой приводит к понижению артериального давления.
В почках синтезируется белок кининоген. Попадая в кровь, кининоген под действием сериновых протеиназ - калликреинов превращается в вазоактивные пептиды - кинины: брадикинин и каллидин. Брадикинин и каллидин обладают сосудорасширяющим эффектом - понижают артериальное давление. Инактивация кининов происходит при участии карбоксикатепсина - этот фермент одновременно влияет на обе системы регуляции сосудистого тонуса, что приводит к повышению атериального давления. Ингибиторы карбоксикатепсина применяются в лечебных целях при лечении некоторых форм артериальной гипертензии (например, препарат клофеллин).
Участие почек в регуляции артериального давления связано также с выработкой простагландинов, которые обладают гипотензивным эффектом, а образуются в почках из арахидоновой кислоты в результате реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ).
4) Катаболизм белков. Почки участвуют в катаболизме некоторых белков, имеющих низкую молекулярную массу (5-6 кДа) и пептидов, которые фильтруются в первичную мочу. Среди них гормоны и некоторые другие БАВ. В клетках канальцев, под действием лизосомальных протеолитических ферментов эти белки и пептиды гидролизуются до аминокислот, которые поступают в кровь и реутилизируются клетками других тканей.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ПОЧЕЧНОЙ ТКАНИ
1. Большие затраты АТФ. Основной расход АТФ связан с процессами активного транспорта при реабсорбции, секреции, а также с биосинтезом белков.
Основной путь получения АТФ - это окислительное фосфорилирование. Поэтому ткань почки нуждается в значительных количествах кислорода. Масса почек составляет всего 0,5% от общей массы тела, а потребление кислорода почками составляет 10% от всего поступившего кислорода. Субстратами для реакций биоокисления в почечных клетках являются:
- жирные кислоты;
- кетоновые тела;
- глюкоза и др.
2. Высокая скорость биосинтеза белков.
3. Высокая активность протеолитических ферментов.
4. Способность к аммониогенезу и глюконеогенезу.
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ
Объем мочи и содержание ионов в ней регулируется благодаря сочетанному действию гормонов и особенностям строения почки.На объем суточной мочи оказывают влияние гормоны АЛЬДОСТЕРОН и ВАЗОПРЕССИН.
АЛЬДОСТЕРОН - это стероидный гормон коры надпочечников из группы минералкортикоидов, который обеспечивает усиление реабсорбции натрия из дистальной части почечного канальца благодаря активному транспорту. Особенностью действия этого гормона является то, что он начинает активно секретироваться при значительном снижении концентрации натрия в плазме крови. В случае очень низких концентраций натрия в плазме крови под действием альдостерона может происходить практически полное удаление натрия из мочи. Усиление реабсорбции натрия влечет за собой и задержку воды в организме. Гиперсекреция альдостерона (первичный альдостеронизм) приводит к задержке натрия и воды - затем развивается отек и гипертония, вплоть до сердечной недостаточности. Недостаточность альдостерона приводит к состоянию, которое характеризуется значительной потерей натрия, хлоридов и воды и уменьшению объема плазмы крови. Кроме того, в почках одновременно нарушаются процессы секреции Н+ и NH4+ и это может приводить к ацидозу.
ВАЗОПРЕССИН - пептидный гормон, синтезируемый в гипоталамусе и секретируемый из нейрогипофиза, имеет мембранный механизм действия. Этот механизм в клетках - мишенях реализуется через аденилатциклазную систему. Вазопрессин вызывает сужение периферических сосудов (артериол). В результате повышается артериальное давление. Но в почках вазопрессин повышает скорость реабсорбции воды из начальной части дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек. В результате увеличивается относительная концентрация ионов Na,Cl,Pi и общего N. Секреция вазопрессина увеличивается при повышении осмотического давления плазмы крови. Например, при повышенном потреблении соли или при обезвоживании организма. Считается, что действие вазопрессина связано с фосфорилированием белков апикальной мембраны почки, в результате чего увеличивается ее проницаемость. При поражении гипофиза, в случае нарушения секреции вазопрессина наблюдается НЕСАХАРНЫЙ ДИАБЕТ - резкое увеличение объема мочи (до 4-5 л) с низким удельным весом.
ПАРАТГОРМОН - гормон паращитовидной железы белково-пептидной природы, (мембранный механизм действия, через цАМФ) также влияет на удаление солей из организма. В почках он усиливает канальцевую реабсорбцию Са+2 и Mg+2, увеличивает экскрецию К+, фосфата, HCO3- и уменьшает экскрецию H+ и NH4+. В основном это происходит благодаря снижению канальцевой реабсорбции фосфата. Одновременно в плазме крови увеличивается концентрация кальция. Гипосекреция паратгормона приводит к обратным явлениям - увеличению содержания фосфатов в плазме крови и к снижению содержания Ca+2 в плазме.
ЭСТРАДИОЛ - женский половой гормон. Стимулирует синтез 1,25-диоксивитаминаD3, усиливает реабсорбцию кальция и фосфора в почечных канальцах.
НАТРИЙУРЕТИЧЕСКИЙ ФАКТОР (НУФ) - это пептид, который образуется в клетках предсердия и в гипоталамусе. Это гормоноподобное вещество. Клетки-мишени - клетки дистального отдела почечных канальцев. Действует через гуанилатциклазную систему - т.е. внутриклеточный посредник - цГМФ. Результатом влияния НУФ на клетки канальцев является снижение реабсорбции Na+, то есть развивается натриурия.
Физико-химические свойства нормальной мочи:
Цвет: От светлого до насыщенно-желтого, обусловлен наличием пигментов урохрома, стеркобилина (в клинике называют уробилин), уроэритрина и других пигментов. Интенсивность окраски мочи зависит от величины диуреза. Если мало мочи выделяется, то она более насыщенна, при сильном диурезе – моча светлая. При патологии цвет мочи может быть: коричневым (много уробилина и билирубина), красно–розовым (в моче кровь, гемоглобин или порфирины), зеленым (в моче много индикана при усилении гниения белков в желудочно–кишечном тракте).
Прозрачность мочи: Свежая, теплая моча – прозрачна. При охлаждении появляется слегка заметное облачко, а затем, если моча хранится в холодильнике, появляется мутность за счет неорганических солей. При патологии мутной может быть и свежая моча за счет наличия в ней клеточных элементов крови, бактерий, слизи и избытка минеральных солей.
Запах мочи: У здоровых людей напоминает запах свежего мясного бульона, или в ней присутствует оттенок запаха принятой пищи. При патологии запах мочи может стать зловонным (пиелитах, пиелонефритах, пиурии).
Относительная плотность мочи находится в пределах 1,002 – 1,035 и зависит от количества воды, поступающей в организм, а также от интенсивности потоотделения. Повышается при сахарном диабете за счет высокой концентрации глюкозы в моче (до 5 – 8%), а уменьшается при несахарном диабете (недостаток вазопрессина).
Реакция рН нормальной мочи при смешанном питании является слабокислой или кислой (рН=5,3 – 6,5). Кислый характер моче придают кислые однозамещенные фосфаты (NaH2PO4 и KH2PO4). Щелочной характер моча имеет при преобладании в ней основных двузамещенных фосфатов (Na2HPO4 и K2HPO4), а также гидрокарбонатов (NaHCO3 и KHCO3). рН мочи имеет кислую реакцию при сахарном диабете. рН мочи имеет щелочную реакцию при развитии инфекций в мочевых путях, т.к. микроорганизмы разлагают мочевину с образованием аммиака.
Основные органические компоненты мочи:
1) Мочевина - составляет 50 % общего азота мочи (30 г за сутки).
Содержание мочевины повышается при употреблении пищи, богатой белками; при заболеваниях, когда усиливается катаболизм белков (гипертиреоз, сахарный диабет).
Содержание мочевины снижается при тяжелых поражениях печени, заболеваниях почек и др.
2) Креатинин – за сутки выделяется 0,5- 2 г, что составляет 2,5-7% всего азота мочи.
Содержание креатинина повышается при лихорадочных состояниях, острых инфекциях, сахарном диабете. Содержание креатинина снижается при болезнях почек, при мышечной атрофии в старческом возрасте и при алиментарной дистрофии.
3) Мочевая кислота – выделяется за сутки около 0,7 г и является конечным продуктом распада пуриновых нуклеотидов. Содержание мочевой кислоты повышается при употреблении пищи, богатой пуринами; при гепатитах; при приеме стероидных гормонов; при сахарном диабете и др.
4) Аминокислоты – за сутки выделяется около 1,1 г за сутки. Гипераминоацидурия наблюдается при заболеваниях паренхимы печени, при тяжелых инфекционных заболеваниях, злокачественных новообразованиях, обширных травмах, гипертиреозе и других состояниях. При наследственно обусловленных заболеваниях с мочой могут выделяться аминокислоты и их производные в большом количестве (например, при фенилкетонурии в моче много фенилаланина и фенилпирувата).
Аммонийные соли – выделяется около 30 – 60 ммоль/сут. аммиака в составе аммонийных солей (хлорида аммония).
Гиппуровая кислота (бензоилглицин). Экскреция с мочой зависит только от количества принятой растительной пищи, эндогенно она не образуется. Обычно в суточной моче содержится до 5,5 ммоль.
Индикан (индоксилсерная кислота). В норме в моче следы индикана. Появляется он в ощутимых количествах при употреблении больших порций мясных продуктов и при гнилостных процессах в кишечнике.
Азотистые пигменты. С мочой выделяется продукт распада гемпротеинов — стеркобилиноген, который превращается в стеркобилин.
Безазотистые компонеты мочи
Глюкоза и другие моносахариды – моча содержит всего 0,3 – 1,1 ммоль глюкозы. Эти количества не обнаруживаются обычными лабораторными методами, поэтому считается, что в нормальной моче глюкоза отсутствует. При употреблении с пищей такого количества углеводов, при котором концентрация глюкозы в крови достигает порогового значения, т.е. порядка 8,3 – 8,8 ммоль/л, наблюдается пищевая глюкозурия.
Появление в моче других моносахаридов наблюдается только при патологии.
Молочная и пировиноградная кислоты. Суточная экскреция с мочой молочной и пировиноградной кислот ≈
1,1 и 0,11 ммоль соответственно.
Кетоновые тела. В норме суточная моча содержит 20 – 50 мг кетоновых тел. Эти количества не обнаруживаются
принятыми в клинике лабораторными методами.
Минеральные соли. В норме суточная моча содержит (ммоль): натрия 174 – 222, калия 61 – 79, кальция около
4,02 – 4,99, неорганического фосфора около 33.
Патологические компоненты мочи
Это прежде всего белки, глюкоза, ацетоновые (кетоновые) тела, желчные и кровяные пигменты.
Белок. В нормальной моче человека содержится минимальное количество белка, присутствие которого не может быть доказано обыкновенными качественными пробами на наличие белка. При ряде заболеваний, особенно при болезнях почек, содержание белка в моче может резко возрасти (протеинурия). Источником белка мочи являются белки сыворотки крови, а также в какой-то степени белки почечной ткани.
Протеинурии делятся на две большие группы: почечные и внепочечные. При почечных протеинуриях белки (в основном белки плазмы крови) попадают в мочу вследствие органического повреждения нефрона, увеличения размеров пор почечного фильтра, а также в результате замедления тока крови в клубочках. Внепочечные протеинурии обусловлены поражением мочевых путей или предстательной железы.
Часто употребляемое в клинической практике название «альбуминурия» (при обнаружении в моче белка) неправильно, так как с мочой выделяются не только альбумины, но и глобулины. Например, при нефрозах общее содержание белка в моче может достигать 26 г/л, при этом концентрация альбуминов 12 г/л, аглобулинов – 14 г/л.
В моче человека можно обнаружить активность ряда ферментов: липазы, рибонуклеазы, ЛДГ, аминотрансфераз, урокиназы, фосфатаз, α-амила-зы, лейцинаминопептидазы и др. Основные трудности при определении активности ферментов мочи, кроме α-амилазы и некоторых других, заключаются в необходимости сгущения (концентрирования) мочи и предотвращении ингибирования ферментов в процессе этого сгущения.
Кровь. В моче кровь может быть обнаружена либо в форме красных кровяных клеток (гематурия), либо в виде растворенного кровяного пигмента (гемоглобинурия). Гематурии бывают почечные и внепочеч-ные. Почечная гематурия – основной симптом острого нефрита. Внепочеч-ная гематурия наблюдается при воспалительных процессах или травмах мочевых путей. Гемоглобинурии обычно связаны с гемолизом и гемоглоби-немией. Принято считать, что гемоглобин появляется в моче после того, как содержание его в плазме превысит 1 г на 1 л. Гематурию диагностируют, как правило, с помощью цитологического исследования (исследование осадка мочи под микроскопом), а гемоглобинурию – химическим путем.
Глюкоза. Нормальная моча человека содержит минимальные количества глюкозы, которые не обнаруживаются обычными качественными пробами. При патологических состояниях содержание глюкозы в моче увеличивается (глюкозурия). Например, при сахарном диабете количество глюкозы, выделяемое с мочой, может достигать нескольких десятков граммов в сутки.
Иногда в моче обнаруживают и другие углеводы, в частности фруктозу, галактозу, пентозу. Фруктозурия наблюдается при врожденной недостаточности ферментов, превращающих фруктозу в глюкозу; встречаются также и врожденная пентозурия, и врожденная галактозурия.
Кетоновые (ацетоновые) тела. В нормальной моче эти соединения встречаются лишь в самых ничтожных количествах (не более 0,01 г в сутки). Они не обнаруживаются обычными качественными пробами (нитропруссидные пробы Легаля, Ланге и др.). При выделении больших количеств кетоновых тел качественные пробы становятся положительными. Это явление патологическое и называется кетонурией. Например, при сахарном диабете ежедневно может выделяться до 150 г кетоновых тел.
С мочой никогда не выделяется ацетон без ацетоуксусной кислоты, и наоборот. Обычные нитропруссидные пробы позволяют определить не только присутствие ацетона, но также и ацетоуксусной кислоты; β-оксимас-ляная кислота появляется в моче лишь при сильном увеличении количества кетоновых тел (сахарный диабет и др.).
Кетоновые тела выделяются с мочой не только при сахарном диабете, но и при голодании, исключении углеводов из пищи. Кетонурия наблюдается при заболеваниях, связанных с усиленным расходом углеводов: например, при тиреотоксикозе, кровоизлияниях в подпаутинные пространства, черепно-мозговых травмах. В раннем детском возрасте (продолжительные заболевания пищеварительного тракта (дизентерия, токсикозы) могут вызвать кетонемию и кетонурию в результате голода и истощения. Кетонурия нередко наблюдается при инфекционных заболеваниях: скарлатине, гриппе, туберкулезе, менингите. В этих случаях кетонурия не имеет диагностического значения и является вторичной.
Билирубин. В норме моча содержит минимальное количество билирубина, которое не может быть обнаружено обычными качественными пробами. Повышенное выделение билирубина, при котором обычные качественные пробы на наличие билирубина в моче становятся положительными, называется билирубинурией. Она встречается при закупорке желчного протока и заболевании паренхимы печени.
Выделение билирубина в мочу особенно сильно выражено при обтура-ционных желтухах. При застое желчи переполненные желчью канальцы травмируются и пропускают билирубин в кровяные капилляры. Если поражена паренхима печени, билирубин проникает в кровь через разрушенные печеночные клетки. Билирубинурия проявляется при уровне прямого билирубина в крови выше 3,4 мкмоль/л. Непрямой билирубин не может пройти через почечный фильтр. Это становится возможным при значительных поражениях почек.
Уробилин. В моче уробилин, точнее стеркобилин, присутствует всегда в незначительном количестве. Концентрация его резко возрастает при гемолитической и печеночной желтухах. Это связано с потерей печенью способности задерживать и разрушать мезобилиноген (уробилиноген), всосавшийся из кишечника. Напротив, отсутствие в моче уробилиногена при наличии желчных пигментов (билирубина) указывает на прекращение поступления желчи в кишечник вследствие закупорки желчного протока (см. главу 16).
Порфирины. В норме моча содержит лишь очень малые количества порфиринов I типа (до 300 мкг в суточном количестве). Однако выделение порфиринов может резко возрасти (в 10–12 раз) при заболеваниях печени и пернициозной анемии. При врожденной порфирии имеет место сверхпродукция порфиринов I типа (уропорфирина I и копропорфирина I). В этих случаях в суточном количестве мочи обнаруживается до 10 мг смеси этих порфиринов. При острой порфирии отмечается экскреция с мочой повышенных количеств уропорфирина III, копропорфирина III, а также порфобилиногена.