Виділення нирками води забезпечує сталість водного балансу організму і стабільне осмотичний тиск в різних рідинних секторах завдяки механізму, постійно регулюючому об'єм сечі і вміст у ній розчинених речовин.
У нормі людина щодня в змозі виділити від 0,3 до 15 л сечі (І. І. Зарецький, 1963- Merrill, 1956- 3. Віктор, 1968).
Одним з найбільш поширених методів визначення концентрації сечі є питома вага: 1001-1035 (Galambos та ін., 1964- Wolf і Pillay, 1969). Встановлено значні коливання питомої ваги в залежності від водного навантаження. Так, наприклад, після 18-годинної водної депривації питома вага становить 1022-1024 (Merrill, 1965). Глюкозурия і, меншою мірою, протеїнурія можуть збільшувати питому вагу і тим самим давати спотворені дані про концентрацію сечі. Навпаки, в умовах водного дилюції, коли досліджуваного рано вранці дають випити 1 л води, після чого він залишається в ліжку, і протягом трьох годин збирають сечу, її питома вага може знижуватися до 1002 (Storey, 1951).
Найбільш сучасним методом вивчення концентрації сечі є визначення точки-замерзання (кріоскопія), яка виражається в мосм / кг. За допомогою цього методу судять про осмоляльність сечі (Isaacson, 1959- Warchol та ін., 1965- Jacobson та ін., 1962- Jetter, 1969- Wolf і Pillay, 1969). При відсутності білка і цукру в сечі встановлена певна залежність між осмотичної концентрацією і питомою вагою Осмотичну концентрацію можна вирахувати за формулою:
Осмотична концентрація сечі (мосм / кг) = 33,3X5,
де S - останні дві цифри питомої ваги сечі (І. І. Зарецький, 1963). Relman і Levincky (1963) показали вплив вмісту глюкози, білка і
сечовини на співвідношення між осмоляльністю і питомою вагою сечовини (рис. 76).
Рис. 76. Залежність між осмоляльністю і питомою вагою сечі (по Relman і Levinsky, 1963).
Різний склад сечі позначений: немає цукру і білка (·), цукор - + + + (0), білок - + + + (•), після прийому 25 г сечовини per os (X). Лінії позначають кореляцію питомої ваги і осмоляльности для чистої глюкози і чистої сечовини.
У нормальних суб'єктів з низькою концентрацією речовин в сечі кореляція між питомою вагою і осмоляльністю хороша (Cioni та ін., 1966). Ця залежність стає слабкою при високій концентрації речовин у сечі, оскільки значну частину серед них займає сечовина та інші неіонізовані субстанції. Для даного питомої ваги є широкий круг значень осмоляльності, як це випливає з даних Jacobson та ін. (1962) (табл. 871.
Питома вага сечі протягом багатьох років використовувався для оцінки концентраційної здатності нирок. Однак наведені дані показують, що питома вага не завжди відображає дійсний зміст осмотично активних речовин у сечі. З цього випливає, що визначення осмоляльності сечі є більш точним показником концентраційної здатності нирок (Warchol та ін., 1965).
У звичайних умовах після нічної депривації води здорова людина виділяє сечу з осмотичної концентрацією 800-900 мосм / кг (Wolf, Pillay, 1969- 3. Віктор, 1968 Corsic, Radonic, 1972- Masek, 1972). Залежно від умов гідратації організму, а також функціональної здатності нирок може виділятися гипотоническая сеча з осмоляльністю до 40-80 мосм / кг (Shoen, 1961) або гіпертонічна сеча з осмоляльністю 1200-14О0 мосм / кг (Lindeman та ін., 1960).
Важливим показником, що характеризує справжню концентраційну здатність нирок, є співвідношення осмотичної концентрації сечі
(Uосм) і плазми (Росм). Максимальне значення Uосм / (Росм) = 4.
У нормальних умовах ставлення осмоляльности сечі до плазми більше 1. Воно може бути менше одиниці у разі водного діурезу після водного навантаження або при нецукровому діабеті. При хронічних захворюваннях нирок, особливо в стадії ХНН, це відношення стає меншим або рівним одиниці (Jacobson та ін., 1962- Wolf, Pillay, 1969). На показник Uосм можуть впливати: 1) вміст білка і натрію в їжі, 2) навколишня температура, 3) психічні та неврологічні розлади (Merrill, 1965).
Нами вивчалася осмотическая концентрація сечі у хворих з різними стадіями хронічної ниркової недостатності, в тому числі і перебувають на лікуванні хронічним гемодіалізом. Досліджувалася ранкова сеча після фізіологічної нічний водної депривації. Показано помірне зниження осмоляльності сечі в першу стадію ХНН, доазотеміческую фазу (креатинін крові менше 2,5 мг%) до 600-700 мосм / кг і значне зниження до 250-350 мосм / кг в кінцевій (третьої) стадії ниркової недостатності фазі розгорнутих клінічних проявів і уремічний (при рівні креатиніну крові 8 мг% і вище).
Відзначений (у разі відсутності вираженої протеїнурії) відомий паралелізм між осмоляльністю сечі і її питомою вагою.
Розраховувалося також співвідношення Uосм / (Росм, яке у випадках помірно виражених порушень концентраційної здатності нирок (ХНН - III-IIA стадії) становило 2-2,5, а при термінальній уремії (ІІІБ стадія) коливалося від 0,8 до 1,2 і у одного хворого знижувалося навіть до 0,64.
Процес виділення води нирками в даний час досить добре вивчений (А. Г. Гинецинський, 1963- Б. Д. Кравчинський, 1963- Ю. В. Наточин, 1972- Smith, 1956- Pitts, 1968).
Найголовніша роль у цьому процесі відводиться транспорту натрію і високої осмотичної активності цього іона. Зазвичай до 85-99% води, профільтрувалась в клубочках, повертається в кров'яне русло шляхом реабсорбції в канальцях. Аналогічно реабсорбції натрію, реабсорбція води здійснюється протягом усього канальцевого апарату, проте з різною інтенсивністю в тому чи іншому сегменті його. В даний час прийнято розмежовувати три транспортні системи для води, локалізовані в проксимальному сегменті, дистальному сегменті і в збірних трубках (Wesson, 1967). Спільним для всіх трьох систем є пасивна реабсорбція води по концентраційному градієнту. Фільтрат в проксимальному відділі ізоосмолярен плазмі. Ізоосмолярна зберігається при зменшенні обсягу фільтрату, що рухається уздовж проксимального сегмента, до 1 / 3-1 / 5 початкового об'єму. Отже, вода в цьому відрізку реабсорбується в строгій пропорції з розчиненими в ній речовинами (Atherton, 1972). Зменшений до 1/5 початкового об'єму ізотонічний плазмі фільтрат надходить в спадний коліно петлі Генле. У тонкому низхідному відрізку петлі Генле триває реабсорбція води по осмотичного градієнту. Високий осмотичний градієнт в мозковому шарі, особливо у вершини сосочків, виникає в результаті активної реабсорбції натрію у висхідному відрізку петлі Генле, непроникному для води. Натрій і сечовина затримуються біля вершини сосочків. Цьому сприяє убоге кровопостачання мозкового шару і уповільнений кровотік в vasa recta (Gottshalk, Mylle, 1959). Концентрація натрію і осмотичний тиск в інтерстиції нирки зростають у напрямку від коркового шару до вершини сосочків (Atherton, 1972). Рух фільтрату по низхідному відрізку петлі Генле супроводжується концентруванням фільтрату. У вершини петлі Генле осмотическая концентрація фільтрату максимальна (близько 1500 моєму), а його обсяг мінімальний. У висхідному відділі петлі Генле починається зворотний струм рідини в просвіт канальця, так як його осмоляльность вище такої в більш високо розташованих ділянках мозкового шару.
Таким чином, процес виділення води ниркою тісно пов'язаний з роботою противоточно-розмножувальної системи, що бере участь в утворенні сечі. В узагальненому вигляді це представлено на схемі (рис. 77), запропонованої Wesson (1967), який виділив також фактори, найбільш суттєві та значущі в транспорті води по нефрону:
швидкість фільтрації і склад плазми - визначають кількість і склад розчинених речовин, що надходять в проксимальний сегмент для реабсорбціі-
проксимальная канальцевая реабсорбция - визначає кількість ізотонічної рідини, що доставляється в петлю Гекла, і кількість здатного до реабсорбції хлористого натрію в цій рідини-
дистальная (або петлі Генле) реабсорбция хлористого натрію - визначає кількість води, здатної створювати водний діурез-
дистальная проникність канальця і збиральної трубки для води - визначає рівень водного транспорту з канальця під дією осмотичного концентраційного градіента-
ефективність медуллярной акумуляції розчинених речовин - представляє рівень транспорту солі (і можливо сечовини) всередину мозкової речовини, активність інтрамедулярної розподільчої системи розчинених речовин (протиточний помножувач), обсяг і розподіл струму крові в мозковій речовині.
Рис. 77. Діаграма, що показує транспорт води по нефрону.
представляють водний транспорт через проксимальний, дистальний сегменти і збірні трубки. Проксимальний і дистальний транспорт солі представлений.
Антидіуретичний гормон (АДГ) діє на водний транспорт головним чином нижче петлі Генле.
Починаючи з звивистих частини дистального сегмента нефрона, концентрація тубулярного вмісту і транспорт води залежать від дії АДГ. Хоча антидіуретичний гормон задньої долі гіпофіза діє тільки на ниркові канальці, він грає фундаментальну роль в регуляції об'єму рідин тіла і осмоляльности. Інтеграція виділення АДГ і механізму спраги є необхідною умовою для впевненого підтримки нормального складу води і осмоляльности рідин тіла (Kleeman, Fichman, 1967). Залежно від рівня виділення АДГ змінюється стан проникності дистальних відділів нефрона і створюються умови для утворення гіпо- або гіпертонічної сечі (Radice та ін., 1971).
Для кількісної оцінки осморегулірующей функції нирок були розроблені формули, засновані на принципі очищення (Smith, 1956). Освіта сечі відбувається з ультрафільтрату, що має таку ж сумарну концентрацію осмотично активних речовин, як і плазма крові. Виходячи з формули розрахунку кліренсу, отримуємо, що кількість осмотично активних речовин, що виділяються з сечею в 1 хв, дорівнює добутку хвилинного діурезу (V) на осмоляльность сечі (Uосм), У людини осмоляльністю кліренс становить зазвичай 1-3% клубочковоїфільтрації. У разі виділення сечі, ізотонічність плазмі Uосм / Pосм = 1, при цьому Cосм = V. В умовах водного діурезу нирки виділяють гіпотонічно сечу Uосм / Pосм стає менше 1.
Вода, що виводиться із сечею, умовно ділиться на дві фракції. Одна містить осмотично активні речовини в тій же концентрації, що і плазма крові, і чисельно дорівнює осмотическому кліренсу. Інша фракція води вільна від розчинених речовин, утворюється внаслідок активної реабсорбції солей через стінку ниркових канальців. Ця фракція позначається як кліренс осмотично вільної води.
При нестачі води в організмі діяльність нирок спрямована на збереження її, в цих умовах виводиться гіпертонічна по відношенню до плазми сеча. Максимальна реабсорбция осмотично вільної води при осмотическом концентрировании (С) позначається як Т і визначається різницею обсягу, в якому повинні були бути розчинені виділяються ниркою активні речовини при рівних осмоляльністю плазми і сечі, і дійсним обсягом виведеної в 1 хв сечі:
Таким чином, величини характеризують відповідно обсяг виділилася і реабсорбіровать осмотично вільної води (рис. 78). Максимальне значення СН2О у здорової людини становить 13 мл / хв, а ТЦ0 - 5мл / хв (А. Г. Гинецинський, 1964- Smith, 1956).
Виділення води при всіх нефропатиях в стадії ниркової недостатності різко порушено: виражається це насамперед у втраті нирками концентрує здатності та розвитку ізогіпостенурія (Е. Керпель-Фроніус, 1964- 3. Віктор, 1968 Merrill, 1965- Petrie, 1972- Morrison, 1966 ). Frank (1957) оцінює зниження осмоляльності сечі від 600 до 800 мосм / кг як мінімальне пошкодження, від 400 до 600 мосм / кг як помірне і зменшення осмоляльности нижче 400 мосм / кг як важке пошкодження ниркового концентрирующего механізму. Як результат нездатності концентрувати сечу при прогресуючому нирковому захворюванні кількість екскретіруемие води зростає (Ross, 1972) і розвивається поліурія. Поліурія носить постійний характер: загальна кількість сечі збільшено навіть у разі обмеження пиття. Порушується ритм виділення води (добовий «циркадний ритм»), нічна фізіологічна олігурія поступово проходить, і нічне кількість сечі може перевищувати денний діурез (розвивається ніктурія) (Petrie, 1972). Поліурія при ХНН виникає в результаті зниження канальцевої реабсорбції води (Е. Керпель-Фроніус, 1964- Ross, 1972). Існують дві теорії, що пояснюють ці зміни (Амбурже та ін., 1965).
Рис. 78. Схема, яка вказує місця утворення С H20 і про в нефроне (по Radice та ін., 1971).