Хроническая почечная недостаточность: патофизиологические и клинические особенности

Барри М.Бреннер, Дж. Майкл Лазарус (Barry M.Brenner, J.Michael Lazarus)

Хроническая почечная недостаточность: патофизиологические и клинические особенности

Хроническая почечная недостаточность: патофизиологические и клинические особенности. Часть 2

Хроническая почечная недостаточность: патофизиологические и клинические особенности. Часть 3

В отличие от способности почек восстанавливать свою функцию после перенесенной острой почечной недостаточности различных видов, рассмотренных в предшествующей главе, повреждения более стойкого характера часто бывают необратимыми. Функция органа при этом не восстанавливается, более того, происходит прогрессирующая деструкция массы нефронов. Несмотря на успешное лечение при гипертензии, обструкции и инфицировании мочевых путей и системном заболевании, многие формы повреждения почек, связанные с непрерывной потерей массы нефронов, неотвратимо переходят в хроническую почечную недостаточность (ХПН). Было показано, что снижение массы нефронов вызывает структурную и функциональную гипертрофию остающихся сохранными нефронов. Данные недавно проведенных на животных экспериментальных исследований позволяют предположить, что эта «компенсаторная» гипертрофия обусловлена адаптационной гиперфильтрацией, опосредуемой через увеличение давления и кровотока в капиллярах почечных клубочков. В конечном счете эти адаптационные изменения оказываются «дурной адаптацией», поскольку они предрасполагают к развитию склероза клубочков, создают повышенную функциональную нагрузку на менее поврежденные клубочки, что приводит в свою очередь к их окончательной деструкции.

Гломерулонефрит, в одной из его нескольких форм, служит самой распространенной причиной развития ХПН. Независимо от вызвавшей его причины, конечное влияние значительного уменьшения массы нефронов выражается в изменении функции всех систем органов в организме больного. Уремия - это термин, характеризующий клинический синдром, наблюдаемый у больных со значительным снижением функции почек. Хотя причина (ы) развития этого синдрома остается неизвестной, термин уремия был первоначально принят на основании предположения о том, что нарушения, наблюдаемые у больных с хронической почечной недостаточностью (ХПН), являются результатом задержки в крови мочевины и других конечных продуктов обмена веществ, в норме экскретируемых в мочу. Очевидно, что уремическое состояние включает в себя более обширные изменения, чем одна лишь недостаточность экскреторной функции почек, поскольку при ХПН нарушен также и ряд обменных и эндокринных функций, осуществлению которых в норме содействуют почки. Кроме того, необратимо прогрессирующее течение почечной недостаточности часто сопровождается выраженной недостаточностью питания, нарушением обмена углеводов, жиров и белков и неполноценной утилизацией энергии. Вследствие того, что понятие ХПН включает в себя более обширные изменения, чем только задержание в крови нормальных составных частей мочи, термин уремия в его современном понимании лишен каких-либо дополнительных патофизиологических оттенков значения, но употребляется для обозначения серии признаков и симптомов, связанных с ХПН, независимо от ее этиологии.

Причины развития хронической почечной недостаточности.

Проявление и степень тяжести симптомов и признаков уремии часто значительно варьируют у разных больных в зависимости, по меньшей мере частично, от степени уменьшения массы функционирующей почечной ткани, а также от скорости снижения функции почек. В относительно ранней стадии ХПН [например, когда суммарная скорость клубочковой фильтрации (СКФ) снижена до уровней не ниже 35-50% от ее нормального значения] суммарная функция почек достаточна для того, чтобы поддерживать бессимптомное течение болезни, хотя при этом почечный резерв может быть снижен. На этой стадии повреждения почек хорошо поддерживаются основы экскреторной, биосинтетической и других регуляторных функций почек. В несколько более поздней стадии ХПН (СКФ составляет около 20-35% от ее нормального значения) развивается азотемия и появляются начальные признаки почечной недостаточности. И хотя на этой стадии она протекает бессимптомно, почечный резерв снижен настолько, что любой внезапный стресс (инфекционная болезнь, обструкция мочевых путей, гипогидратация или введение нефротоксического лекарственного средства) может вызвать дальнейшее снижение функции почек, часто приводящее к появлению симптомов и признаков явной уремии. При дальнейшем снижении массы нефронов (СКФ ниже 20-25% от ее нормального значения) у больного развивается явная почечная недостаточность. Уремию можно рассматривать как конечную стадию этого неотвратимого процесса, когда многие или все неблагоприятные проявления ХПН становятся клинически очевидными. В этой главе будут рассмотрены причины и клинические характеристики нарушений различных систем органов, наблюдаемых у больных с хронической почечной недостаточностью.

Патофизиология и биохимия уремии

Роль задерживаемых в организме токсичных метаболитов. Было установлено, что сыворотка крови больных уремией оказывает токсическое воздействие на ряд биологических тест-систем. В этой связи начались исследования по выявлению вызывающих такие воздействия токсинов. Вероятнее всего, это побочные продукты обмена белков и аминокислот. В отличие от жиров и углеводов, которые в конечном итоге метаболизируются до двуокиси углерода и воды, т. е. таких веществ, которые легко экскретируются даже у больных уремией через легкие и кожу, продукты обмена белков и аминокислот экскретируются в основном через почки. Наиболее важным в количественном отношении продуктом является мочевина, на долю которой приходится около 80% или более общего количества экскретируемого в мочу азота у больных с ХПН, соблюдающих пищевой рацион, содержащий 40 г или более белка в сутки. Гуанидиновые соединения - следующие по количеству азотсодержащие конечные продукты белкового обмена; в их число входят такие вещества, как гуанидины, метил- и диметилгуанидин, креатинин, креатин и гуанидиноянтарная кислота. Как и мочевина, гуанидины образуются, по меньшей мере частично, в ходе циклического процесса обмена аминокислот. К числу других возможных токсинов, являющихся продуктами обмена аминокислот и катаболизма белка, относятся ураты и другие конечные продукты обмена нуклеиновых кислот, алифатические амины, ряд пептидов и, наконец, некоторые производные ароматических аминокислот - триптофана, тирозина и фенилаланина. Роль этих веществ в патогенезе клинических и биохимических нарушений, наблюдаемых при ХПН, неясна. Не доказана прямая корреляция между признаками уремии и концентрацией мочевины в крови. Тем не менее, хотя мочевина, вероятно, и не является основной причиной явного уремического токсикоза, ее можно считать ответственной за некоторые менее серьезные клинические нарушения, включая анорексию, недомогание, рвоту и головную боль. С другой стороны, было показано, что повышенные уровни содержания гуанидиноянтарной кислоты в плазме крови, мешая активации тромбоцитарного фактора III аденозиндифосфатом (АДФ), вносят свой вклад в нарушение функции тромбоцитов, наблюдаемое при ХПН. Креатинин, обычно рассматриваемый как нетоксичное вещество, может оказывать неблагоприятные воздействия в организме больных с уремией после превращения в более токсичные метаболиты, такие как саркозин и метилгуанидин. Имеют ли эти вещества, так же как и креатин, представляющий собой метаболический предшественник креатинина, и другие вещества, перечисленные выше, клиническое значение в патогенезе уремического токсикоза, пока не установлено.

При ХПН в организме больного происходит также задержка и азотсодержащих веществ, обладающих большей мол. массой. Предположение о токсической роли этих веществ было высказано на том основании, что состояние больных, леченных с помощью интермиттирующего перитонеального диализа, реже осложняется невропатией, чем у больных, находящихся на постоянном гемодиализе, несмотря на то, что у больных 1-й группы наблюдаются более высокие уровни содержания мочевины и креатинина в крови. Поскольку клиренс небольших молекул зависит главным образом от скорости кровотока и скорости течения диализата, которые имеют более высокие значения при гемодиализе, в то время как клиренс более крупных молекул больше зависит от площади поверхности мембраны и времени диализа, которые больше при перитонеальном диализе, этот последний вид терапии может оказаться более эффективным способом выведения из организма таких веществ, обладающих большей мол. массой. Используя различные процедуры химического разделения, несколько групп исследователей получили данные в поддержку этой «гипотезы средних молекул», наблюдая различия в химичеком составе между плазмой крови здорового человека и плазмой крови больных с уремией, заключающиеся в наличии выраженных аномальных «уремических пиков» веществ с мол. массой от 300 до 3500. Данные аминокислотного анализа позволяют предположить, что эти вещества с большей мол. массой - полипептиды. Несмотря на упомянутое выше утверждение, еще следует доказать, что эффективное выведение из организма веществ со средней мол, массой сопровождается объективным улучшением клинического состояния больного и, в частности, уменьшением проявлений невропатии. С другой стороны, в случае, если имеет место недостаточно эффективное выведение из организма веществ с меньшей мол. массой (например, мочевины), симптомы уремии часто отягчаются.

Не все эти молекулы среднего размера накапливаются в плазме крови больных с уремией только из-за снижения экскреции почками. В норме почки катаболизируют ряд циркулирующих в крови белков и полипептидов; при уменьшении массы почек эта их способность значительно снижается. Кроме того, уровни содержания в плазме крови многих полипептидных гормонов [включая паратгормон (ПГ), инсулин, глюкагон, гормон роста, лютеинизирующий гормон и пролактин] возрастают по мере прогрессирования почечной недостаточности, часто в значительной степени, не только в результате нарушения их катаболизма в почках, но также из-за повышенной эндокринной секреции.

Влияние уремии на функции клеток

То, что при ХПН состав внутриклеточной и внеклеточной жидкостей изменяется, было признано давно. Считают, что такие нарушения являются следствием, по меньшей мере частично, неполного транспорта ионов через клеточные мембраны, причем, возможно, что эти изменения транспорта ионов опосредуются через задержанные в организме уремические токсины. Сохранность объема и состава внутриклеточной жидкости зависит в большей степени от активного транспорта Nа+ из клетки во внеклеточное пространство, в результате чего внутриклеточная жидкость содержит сравнительно небольшое количество Na+ и сравнительно большое количество К+ в то время как внеклеточная жидкость характеризуется обратным соотношением. Активный транспорт Na+ является дорогим в метаболическом отношении процессом, требующим утилизации большой доли энергии основного обмена и большого потребления кислорода. Наиболее значимые последствия этого транспорта Na+ из клеток заключаются в создании разности остаточных электрических потенциалов по разные стороны клеточной мембраны (это трансклеточное электрическое напряжение ориентировано таким образом, что заряд на внутренней стороне клетки отрицателен по отношению к ее наружной стороне) и образовании механизма, усиливающего поступление К+ внутрь клеток.

У экспериментальных животных частичное угнетение этого механизма активного выхода Na+ через клеточные мембраны приводит к изменениям состава тканей и функций клеток, подобным тем, которые наблюдаются в эритроцитах, лейкоцитах, клетках скелетной мускулатуры и других тканей, взятых у больных с уремией. К числу этих изменений относятся соответственно повышенные и пониженные внутриклеточные концентрации Na+ и К+ и уменьшение величины трансклеточного электрического напряжения. Было показано, что эти изменения можно в значительной степени устранить эффективным гемодиализом. Однако, если клетки (например, эритроциты), взятые у здоровых людей, инкубировать в сыворотке крови больных с уремией, эти изменения восстанавливаются. Было показано также, что и другие нарушения клеточных функций вносят свой вклад в изменения состава тканей при уремии. Например, стимулируемая Na+ и К+ активность АТФазы снижена в эритроцитах и в клетках ткани головного мозга, взятых соответственно у страдающих уремией людей и животных. Неясно, являются ли уремические токсины, вызывающие эти нарушения клеточных функций, продуктами обмена, которые не были экскретированы, или же присутствующими в организме в норме веществами, но вследствие снижения массы почек накапливающимися в избыточном количестве.

Влияние уремии на организм больного

Какое влияние эти нарушения активного клеточного транспорта Na+ оказывают на организм больного с уремией? На основании уже рассмотренных соображений относительно патофизиологии процесса можно предположить, что при ХПН, вероятно, создаются аномально высокие внутриклеточные концентрации Na+ а следовательно, и осмотически индуцируемая гипергидратация клеток, в то время как считается, что в этих клетках имеется сравнительный недостаток К+. Неминуемые в начале заболевания недомогание, анорексия, тошнота, рвота и понос у больных с ХПН в конечном итоге приводят к развитию классической белково-калорийной недостаточности и азотистому дефициту, часто сопровождающимся значительной потерей мышечной массы и жировых отложений. Из-за сопутствующей задержки в организме воды и натрия эти потери часто остаются незамеченными до наступления поздних стадий ХПН. В то время как большая доля увеличения общего количества воды в организме при уремии является результатом увеличения объема внутриклеточной жидкости, наблюдается и увеличение объема внеклеточной жидкости. С началом проведения интермиттирующего гемодиализа или после трансплантации почки у больных часто наблюдается немедленное значительное снижение массы тела, обусловленное главным образом устранением этой гипергидратации. При успешной трансплантации почки за начальным диурезом следует период внушительного увеличения массы тела, обусловленного восстановлением мышечной массы и отложений жира до уровня, наблюдавшегося до начала заболевания. У больных, находящихся на хроническом диализе, анаболическая реакция не столь резко выражена даже в тех случаях, когда проводимая терапия считается оптимальной (главным образом речь идет о восстановлении отложений жира). Если с помощью хронического диализа мышечную массу не удается восстановить до нормы, это может быть объяснено поступлением в организм недостаточного количества белка, которое у больных с адекватным диализом следует поддерживать на уровне 0,8- 1,4 г/кг в сутки.

Уже упоминавшееся развитие дефицита внутриклеточной концентрации К+ при ХПН может быть вызвано поступлением неадекватного его количества в организм (несбалансированный пищевой рацион или чрезмерное ограничение потребления калийсодержащих продуктов лечащим врачом), большими его потерями (рвота, понос, мочегонные средства), снижением стимулированной Na+ и К+ активности АТФазы или сочетанием этих факторов. В дополнение к усилению потерь K+ с мочой (которые могут быть значительными, если объем выделяемой мочи у больных с уремией остается сравнительно нормальным), часто наблюдаемые при ХПН высокие уровни содержания альдостерона в плазме крови могут также увеличивать суммарную секрецию К+ в просвет ободочной кишки, внося тем самым свой вклад в заметные потери К+ с каловыми массами и жидкостью. Несмотря на дефицит внутриклеточной концентрации К+, уровень содержания его в сыворотке крови при ХПН сохраняется в пределах нормы или слегка повышен - чаще всего вследствие метаболического ацидоза, который индуцирует выход К+ из клеток. В дополнение к этому больные с уремией сравнительно резистентны к действию инсулина, гормона, который в нормальном состоянии увеличивает поглощение К+ скелетными мышцами.

Влияние уремии на обмен веществ

Гипотермия.

У экспериментальных животных инъекция мочи, мочевины или других задержанных в организме токсичных метаболитов может вызвать развитие гипотермии, и базальная выработка тепла снижается вскоре после нефрэктомии. Поскольку именно активный транспорт Na+ через клеточные мембраны является причиной выработки большей части энергии при основном обмене веществ, считается, что обратно пропорциональная взаимосвязь между температурой тела и степенью выраженности азотемии частично обусловлена угнетением натриевого насоса какими-то задерживаемыми в организме токсинами. Диализ обычно возвращает температуру тела к ее нормальным значениям.

Углеводный обмен.

У большинства больных с ХПН снижена способность утилизировать экзогенную глюкозу, что заключается главным образом в замедлении темпа снижения концентрации глюкозы в крови до нормы после введения ее в организм. Уровень содержания сахара в крови при его измерении натощак обычно находится в пределах нормы или лишь слегка повышен; тяжелая степень гипергликемии и/или кетоацидоз наблюдаются редко. Вследствие этого нарушение толерантности к глюкозе при ХПН обычно не требует специального лечения (отсюда и термин азотемический псевдодиабет). Поскольку выведение инсулина из плазмы крови и в конечном итоге его расщепление зависят главным образом от функции почек, то уровень содержания инсулина в циркулирующей крови у больных с уремией имеет тенденцию к увеличению. В то время как у большинства больных с уремией уровень содержания инсулина в плазме крови при измерении натощак незначительно или умеренно повышен, в ответ на введение глюкозы наблюдается резкое его повышение. Реакция на внутривенное введение инсулина у больных с ХПН тоже аномальна, а скорость утилизации глюкозы периферическими тканями часто бывает значительно сниженной. Считают, что нарушение толерантности к глюкозе при уремии обусловлено главным образом этой периферической резистентностью к действию инсулина. К числу других факторов, возможно, вносящих свой вклад в нарушение толерантности к глюкозе, относятся внутриклеточный дефицит калия, метаболический ацидоз, повышенные концентрации глюкагона и других гормонов (включая катехоламины, гормон роста и пролактин), а также несметное число потенциально токсичных метаболитов, задерживаемых в организме при ХПН. У больных, страдающих истинным инсулинзависимым диабетом, часто наблюдается снижение потребности в инсулине при прогрессирующей азотемии - феномен, не связанный только со сниженным количеством поступающих в организм калорий.

Метаболизм азота и жиров.

Имея в виду, что способность к элиминации азотсодержащих конечных продуктов катаболизма белков при ХПН резко снижена, болезнь можно рассматривать как состояние белковой интолерантности. Как упоминалось выше, считают, что накопление этих конечных продуктов азотистого обмена является ведущей причиной появления признаков и симптомов уремического токсикоза.

При уремии часто наблюдаются гипертриглицеридемия и снижение концентрации холестерина липопротеидов высокой плотности, в то время как концентрация холестерина в плазме крови обычно остается в норме. Неизвестно, ускоряет ли уремия образование триглицеридов в печени и кишечнике. Хорошо известное липогенное действие гиперинсулинизма вносит свой вклад в усиление синтеза триглицеридов. Было показано, что скорость выведения триглицеридов из циркулирующей крови, которая зависит в значительной степени от фермента липопротеидлипазы, снижена при уремии; это нарушение не удается до конца устранить посредством гемодиализа. Высокая частота преждевременного развития атеросклероза, наблюдаемая у находящихся на хроническом диализе больных, может быть связана, по меньшей мере частично, с этими нарушениями жирового обмена.

T.P. Harrison. Principles of internal medicine. Перевод д.м.н. А. В. Сучкова, к.м.н. Н. Н. Заваденко, к.м.н. Д. Г. Катковского