Клиренс почек это. Почечный клиренс
Клиренс – показатель коэффициента или скорости очищения биологических жидкостей, тканей организма от веществ, перерождаемых в процессе биотрансформации, уровня перераспределения и выведения из организма человека. Таким образом, почечный клиренс – нормативный показатель, характеризующий выделительную функцию почек. Различается клиренс мочевины, креатинина, инулина, цистатина C.
Механизмы выделения почек и их характерные особенности
- Фильтрация. Определяется кровотоком, способностью органов поддерживать функции фильтрации. Большинство препаратов имеет низкий показатель молекулярной массы, поэтому обладает высокой степенью фильтрации от плазмы в клубочках. Нормативный показатель инсулина СКФ 125-130 мл/мин.
- Активная секреция. Канальцы почек оснащены двумя системами, выделяющими препараты: для органических кислот и органических оснований. Обе системы работают методом активной транспортировки против градиента концентрации. Определение показателя базируется на выявлении максимальной скорости секреции и общим объемом мочи. Нормативный показатель фильтрации и полной секреции соответствует почечному клиренсу плазменного типа (650 л/мин).
- Реабсорбция. Процесс продолжается по всему почечному каналу и зависит от полярности лекарственных средств. Реабсорбции подвержены неполярные и липофильные медикаменты, показатель определяется первичной величиной pH и ионизацией средств. Стандартное значение 130-650 мл/мин, предполагается наличие фильтрации, выделения и частичной повторной реабсорбции лекарственных средств.
На почечный клиренс влияет масса факторов:
- употребление нескольких лекарственных препаратов;
- почечная недостаточность;
- высокий уровень содержания лекарственных соединений в крови;
- гломерулонефрит – воспаление почечных клубочков, отвечающих за фильтрацию и абсорбцию лекарственных средств;
- снижение уровня содержания сывороточного белка, связывающего медикаментозные препараты;
- увеличение уровня свободной фракции средств лекарственного свойства в плазме;
- скорость почечного кровотока;
- объем выделяемой мочи;
- показатель максимальной скорости работы секреторных функций.
Зависимость уровня выделительной особенности от физико-химических показателей медикаментов
![](https://i0.wp.com/lecheniepochki.ru/wp-content/uploads/2017/05/2-221-700x525.jpg)
Разделяется несколько признаков зависимости:
- Общие:
- полярные – не реабсорбируются;
- неполярные – реабсорбируются;
- ионные – секретируются;
- неионные – не подвергаются секреторной функции.
При исследовании выделяются следующие характеристики клиренса:
- Вещества неполярного неионогенного типа подвержены фильтрации в несвязанных формах, подвержены реабсорбции, не секретируются. Уровень выделения медикаментов показывается в низкой градации и определяется объемом выделяемой мочи, несвязанной фракцией лекарства в крови.
- Полярные вещества неионогенного типа подвержены фильтрации только в несвязанной форме, не подвергаются реабсорбции, секретированию. Уровень клиренса определяется динамикой протекания гломерулярной фильтрации.
- Неполярные в неионной форме ионизированные в моче вещества активно подвергаются фильтрации, реабсорбции, секреции. Норматив клиренса определяется несвязанной в крови фракцией лекарственных препаратов, той же фракцией ионизированной в моче и общим объемом урины.
- Вещества полярные неионизированного вида ионизированные в урине фильтруются, не реабсорбируются, активно секретируются. Клиренс почек выявляется по скорости гломерулярной фильтрации, почечного кровотока и показателем скорости секреции по максимальным данным.
Изменение почечного клиренса лекарственных средств: что влияет?
Что касается факторов, оказывающих воздействие на почечный клиренс, то их несколько:
- Скорость взаимодействия почечной секреции, трансформации средств биохимического типа, ферментативные индукционные явления;
- Патологии почек: деструкция кровотока, поражения острого, хронического порядка, длительные динамические заболевания органов;
- Заболевания почек: циррозы первичного/алкогольного типа, гепатиты, гепатомы;
- Патологии ЖКТ, эндокринной системы;
- Отсутствие в организме ферментов ацетилирования, индивидуальная непереносимость препаратов.
Клиренс – очень важный параметр, обязательный для выяснения при любых почечных патологиях. Он необходим для подбора правильного лечения, обеспечения лучшего терапевтического эффекта и минимизации побочных воздействий лекарственных препаратов.
Важно! Обычно измерения включены в большинство стандартных биохимических анализов, однако иногда для пациентов с больными почками назначается отдельный анализ определяющий клиренс креатинина, для чего нужна суточная порция мочи и плазмы.
Особенности выведения лекарств у детей
Оба экскреторных процесса в почках новорожденных осуществляются в значительно меньшей степени, чем у более старших детей и взрослых. Меньшая скорость клубочковой фильтрации (30-40% у доношенных новорожденных от таковой у взрослых) объясняется особым строением клубочков почек, меньшим процентом объема сердечного выброса, поступающего в почки, более низким артериальным давлением, большей резистентностью почечных сосудов. Меньшая секреция в канальцах почек (20-30% от уровня взрослых у доношенных новорожденных) связана с незрелостью соответствующих систем активного транспорта кислот и оснований. Скорость клубочковой фильтрации по экскреции инулина достигает уровня таковой у взрослых к 2,5-5 мес. Канальцевая секреция по элиминации парааминогиппуровой кислоты становится равной таковой у взрослых в возрасте 7 мес. Следует помнить, что нарушения кровоснабжения, доставки кислорода к почкам (из-за сердечной, дыхательной недостаточности или падения артериального давления) отрицательно сказываются на выделительной функции почек, и чем моложе ребенок, тем в большей степени.
Медленные процессы фильтрации и секреции являются причиной замедленной экскреции многих ЛС почками у новорожденных и детей первых месяцев жизни, более длительного, чем у взрослых, поддержания их постоянной концентрации в плазме крови. Однако менее развитый процесс активной реабсорбции в этом возрасте может отчасти способствовать ускоренному выведению отдельных веществ.
Скорость элиминации лекарственного средства пропорциональная его концентрации в плазме крови, при этом коэффициент пропорциональности называется клиренсом. Клиренс – мера способности организма элиминировать лекарство. Он представляет собой соотношение скорости элиминации (V) к концентрации (С) лекарства в биологических жидкостях (CL=V/C). Этот показатель выражается в литрах в час (л/час). Скорость элиминации лекарственного вещества определяет почечный клиренс. Скорость метаболизма лекарств определяет метаболический клиренс.
Период полувыведения (Т1/2) – время, в течение которого концентрация препарата в плазме уменьшается вдвое. Этот показатель не полностью отражает процесс выведения лекарственных веществ, т.к., например, при снижении кровотока в почках или недостаточности механизмов всасывания лекарств возможно снижение объёма распределения и клиренса лекарственного вещества, а период полувыведения может не измениться. В таком случае ориентация только на этот показатель может привести к передозировке препарата.
Основная цель фармакокинетических исследований – это количественный анализ и описание процессов всасывания, распределения, метаболизма и выведения лекарственных веществ из организма. Использование указанных данных о препарате, зная его метаболический и экскреторный клиренс, врач может обеспечить оптимальное дозирование лекарственного вещества каждому больному. Подбор самого препарата определяется, прежде всего, его механизмом действия (специфичность эффекта) и токсичностью (безопасность использования), что будет рассмотрено в разделе, посвящённом фармакодинамике лекарственных средств.
Глава 3
Почечный клиренс
Цели
Студент понимает суть термина, если:
1 Может дать определение клиренса.
2
Может
указать критерии, которым должно отвечать вещество,
клиренс которого можно использовать для определения ско
рости клубочковои фильтрации; указать, какие вещества ис
пользуются для определения скорости клубочковои фильтра
ции
и эффективного почечного кровотока.
3 Может назвать данные, необходимые для расчета клиренса.
4 После предоставления необходимой информации может рас-
5
После
сравнения С
)п
(или скорости фильтрации) со скоростью
секреции может указать, подвергается исследуемое вещест
во реабсорбции или секреции.
6
После
считать
чистую скорость реабсорбции или секреции для любо
го вещества.
7
После
предоставления необходимой информации может рас
считать
экскретируемую фракцию любого вещества.
8 Знает , как определить скорость клубочковои фильтрации по
Сигеа. И ОПИСЫВавТ ОГрЭНИЧвНИЯ ДЗННОГО МвТОДЭ.
9
Описывает ограничения С Сг как меры скорости клубочковои
фильтрации.
10 Вычерчивает кривую, отражающую динамическое равновесие между Р Сг и С Сг или Р игв а и Сцгеа! предсказывает изменения пока-
Зателей Р Сг и Р игеа после получения информации о динамике
Скорости клубочковой фильтрации; знает ограничения данно го метода исследования, в частности в отношении мочевины.
Метод исследования, известный как клиренс, чрезвычайно полезен при оценке функционирования почек как в лабораторных условиях, так и в клинике. Концеп ция клиренса представляет трудности для понимания, поэтому перед описанием концепции клиренса мы приведем пример - определение скорости клубочковой фильтрации, который послужит наглядной иллюстрацией.
Определение скорости клубочковой фильтрации
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 концентра ции 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 кон центрации IV в фильтрате, умноженной на объем профильтрованной жидкости, поступившей в капсулу Боумена. Поскольку IV фильтруется свободно, концент рация IV в фильтрате такая же, как концентрация IV в плазме артериальной крови / V Объем плазмы, профильтровавшейся в единицу времени, называется скоро стью клубочковой фильтрации (СКФ). Отсюда
Обоснованность приведенного расчета зависит от следующих характеристик IV :
1. Свободно фильтруется в почечном тельце.
2. Не реабсорбируется.
3. Не секретируется.
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 вво дите 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 ско рость 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 инули на (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 челове ка, 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 относитель но 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 об разом 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 фильтра ции.
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.
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. Соответст венно
С in= СКФ.
Каков клиренс глюкозы? Глюкоза, как и инулин, свободно фильтруется в почеч ном тельце, поэтому вся глюкоза, содержащаяся в гломерулярном фильтрате, первично поступает из плазмы в канальцы. Но в отличие от инулина вся про фильтровавшаяся глюкоза затем в норме реабсорбируется, т. е. она вся целиком возвращается в плазму. В итоге рассматриваемый объем плазмы не теряет глюко зу; таким образом, клиренс глюкозы равен нулю.
Давайте рассмотрим другой пример - с неорганическим фосфатом (для удоб ства допустим, что фосфат плазмы Р Р04 полностью фильтруется). Используем следующие физиологические величины:
СКФ = 180 л/сут.
U ро 4 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 фос фата 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 вре мени. Иначе говоря, клиренс фосфата - это объем плазмы, необходимый для экс креции 20 ммоль, т. е. того объема, который полностью очищается от фосфата.
Результаты исследований показали, что концентрация фосфата в плазме рав на 1 ммоль/л. Поэтому для того чтобы обеспечить выведение экскретируемого количества фосфата, необходимо
![](https://i1.wp.com/sinref.ru/000_uchebniki/03200medecina/982_fiziologiya-pochek-a-vander-2000/000/003_582image034.jpg)
Величина клиренса показывает, какому объему полностью очищенной плазмы со ответствует экскреция массы данного вещества. Соответственно Сро 4 = 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 фос фата 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 мень ше, чем клиренс инулина, то имеет место канальцевая реабсорбция данного веще ства. Здесь перед нами другим способом доказанное положение о том, что если масса экскретируемого вещества в моче меньше, чем масса того же вещества, про фильтровавшегося за тот же отрезок времени, то имеет место канальцевая реаб сорбция 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, напри мер) необходимо при расчетах принимать во внимание в большей степени фильтрующуюся из плазмы концентрацию вещества, чем общую плазменную концент рацию, рассчитанную по формуле клиренса.
Как соотносится величина клиренса креатинина у человека и величина кли ренса 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 ве щества. Но это обобщение иным образом повторяет утверждение о том, что если экскретируемая масса вещества превышает профильтровавшуюся массу, то долж на иметь место секреция данного вещества.
Другими веществами, секретируемыми проксимальными канальцами, явля ются органические анионы; один из них - парааминогиппурат (ПАТ). ПАГ так же 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 являет ся 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 ЭПП 2 , 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 достиг нет уровня, при котором максимальная способность канальцев уже будет превы шена, то они не смогут секретировать весь ПАГ, и ПАГ не будет полностью из влекаться 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 % профильтро вавшейся 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 ско рости 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 ограничить ся простым умножением на 2. Тем не менее: клиренс мочевины легко определить клинически, этот метод можно использовать, по крайней мере, для ориентировоч ной оценки скорости клубочковой фильтрации. Клиренс креатинина является, конечно, более надежным способом определения скорости клубочковой фильтра ции, однако нужно напомнить, что и он не абсолютно точен, в частности, из-за секреции креатинина.
Количественное определение канальцевой
реабсорбции и секреции с использованием
методики клиренса
Следует повторить, что если метод (определение С 1п) пригоден для расчета скорости клубочковой фильтрации, то можно определить, реабсорбирует и/или секретирует полностью нефрон рассматриваемое вещество. Если клиренс вещест ва (при использовании в расчетах фильтрующейся из плазмы концентрации вещества) меньше, чем клиренс инулина, то в данном случае должна иметь место чистая реабсорбция; если клиренс вещества больше, чем клиренс инулина, то имеет место чистая секреция.
Почему мы использовали определение «чистый» в изложенном выше утверж дении? Некоторые вещества могут подвергаться одновременно и реабсорбции, и секреции (см. главу 4). Поэтому обнаружение того, что клиренс профильтровав шегося вещества меньше, чем клиренс инулина, однозначно указывает на наличие реабсорбции, не отвергая, однако, вероятность секреции; секреция тоже может иметь место, но она может скрываться при интенсивной реабсорбции. Аналогич но свидетельства наличия сильно выраженной секреции (С х > С 1п) не опроверга ют возможности процесса реабсорбции, выраженной в значительно меньшей сте пени, чем секреция.
Расчет величины чистой реабсорбции или секреции в единицах массы за про межуток времени для любого вещества приведен в следующем уравнении:
экскретируе-
фильтруемая секретируе- реабсорбируе-
мая масса ве- = масса вещест-
+ мая масса мая масса ве
щества
ва
X
вещества
X
щества
X
Концентрация креатинина и мочевины в плазме как показатель динамики СКФ
|
(СКФхР х)
Обратите внимание, реабсорбированная масса и секретированная масса веществ не могут быть непосредственно измерены, их величины варьируют, но составляют однозначную величину, получаемую после определения профильтровавшегося и экскретированного вещества. Положительные величины (профильтровалось > > экскретированы) показывают чистую реабсорбцию, а отрицательные величины (профильтровалось < чем экскретировано) - чистую секрецию.
Рассчитать степень чистой реабсорбции или чистой секреции можно и другим путем, с помощью определения экскретируемой фракции (ЕР). ЕР показывает, -какую часть профильтровавшегося вещества составляет экскретируемая фрак ция:
масса экскретированная масса профильтровавшаяся
Экскретируемая фракция.
Таким образом, например, ЕР Х, равная 0,23, означает, что в целом экскретируемое количество вещества X составляет 23 % от профильтровавшейся массы вещества X ; отсюда следует, что 77 % профильтровавшегося вещества X реабсорбировано. ЕР Х, равная 1,5, означает, что экскретирУется на 50 % больше вещества X , чем фильтруется; т. е. имеет место секреция 3 .
Концентрация креатинина и мочевины
в плазме как показатель динамики скорости
клубочковой фильтрации
Как описано ранее, клиренс креатинина весьма близок к скорости клубочковой фильтрации и поэтому является важным клиническим показателем:
На практике тем не менее гораздо чаще определяют только концентрацию креа тинина в плазме и используют этот показатель как индикатор скорости клубочковой фильтрации. Этот подход обосновывается тем фактом, что большая часть экскретируемого креатинина лопадает в канальцы в результате фильтрации. Если мы проигнорируем небольшую массу вещества, которое секретируется, то мы обнаружим великолепную обратно пропорциональную зависимость между концент рацией креатинина в плазме и скоростью клубочковой фильтрации, что наглядно показывает следующий пример.
78
В норме у здорового человека концентрация креатинина в плазме составляет 10 мг/л. Она постоянна, поскольку каждый день весь продуцируемый креатинин экскретируется. Внезапно наступает устойчивое снижение скорости клубочковой фильтрации на 50 %, что вызвано закупоркой почечной артерии тромбом. В этот день в почке у пациента профильтруется"только 50 % от того количества креати нина, которое профильтровалось в течение предыдущего дня, и экскреция креатинина также уменьшится на 50 %. (Мы игнорируем в данном случае небольшое количество секретируемого креатинина.) В результате у пациента возникает положительный баланс креатинина и уровень креатинина в плазме увеличивается, так как не произошло изменений в образовании креатинина. Но несмотря на устойчивое уменьшение скорости клубочковой фильтрации на 50 % уровень креатинина плазмы не продолжает увеличиваться неопределенно; более того, он ста билизируется на уровне 20 мг/л, т. е. уровне, в 2 раза превышающем исходный. С этого момента пациент вновь способен экскретировать креатинин с нормальной скоростью, причем последняя остается постоянной. Этот факт объясняется тем, что уменьшение скорости клубочковой фильтрации на 50 % уравновешивается удвоением уровня креатинина плазмы, при этом количество фильтрующегося креатинина вновь соответствует норме:
исходное физиологическое профильтро- * л, ол . олл /
„ * =10 мг/л х 180 л/сут = 1800 мг/сут;
состояние:
вавшиися
Новое устойчивое состояние: креатинин = 20 мг/л х 90 л/сут = 1800 мг/сут.
Это очень важный момент, в новом устойчивом состоянии экскреция креатинина соответствует норме за счет удвоения концентрации креатинина в плазме. Иначе говоря, экскреция креатинина остается ниже нормы до тех пор, пока креатинин в плазме не увеличится настолько, насколько уменьшилась скорость клубочковой фильтрации.
Что будет, если скорость клубочковой фильтрации упадет до 30 л/сут? И в этом случае задержка креатинина будет наблюдаться до тех пор, пока не установится новое устойчивое состояние, т. е. до тех пор, пока человек не будет снова фильтровать 1800 мг/сут.
Каким же будет в этом случае уровень креатинина в плазме?
1800 мг/сут - Р Сг х 30 л/сут; Р Сг = 60 мг/л.
Теперь ясно, почему однократное определение уровня креатинина в плазме явля ется рациональным показателем скорости клубочковой фильтрации (рис. 3-2).
Этот показатель не отличается абсолютной точностью по трем причинам. (1) Некоторая часть креатинина секретируется. (2) Невозможно узнать точно первоначальный уровень креатинина в момент, когда скорость клубочковой фильтрации была нормальной. (3) Продукция креатинина не может оставаться абсолютно неизменной.
Поскольку освобождение от мочевины происходит путем фильтрации, сходный вариант анализа покажет, что концентрация мочевины в плазме может слу жить индикатором скорости клубочковой фильтрации. Однако этот показатель гораздо менее точен, чем показатель уровня креатинина в плазме, поскольку кон центрация мочевины в плазме в норме довольно широко варьирует; она зависит
невого катаболизма, кроме того, имеет значение и то, что мочевина в различной степени реабсорбируется. (Тот факт, что мочевина реабсорбируется, мешает ис пользованию ее в качестве показателя, так как на долю реабсорбции не приходит ся всегда фиксированный процент от профильтровавшейся массы вещества.)
Вопросы для изучения: 17-25.
Примечания
1 К сожалению, несоответствие увеличивается, когда величина скорости клубочковой фильтрации слишком мала, поскольку секретированный креатинин становится значимой фракцией экскретируемого креатинина.
Следует повторить, что С РАН является мерой ЭПП, а не ОПП, поскольку часть ПАГ ус
кользает от фильтраций и секреции. Однако мы можем определить количество вещества, которое избежало этих процессов, вычислив концентрацию ПАГ в плазме почечной вены. Затем мы можем рассчитать ОПП, включив данную величину в следующее уравнение:ОПП
80
Это уравнение основано на законе сохранения вещества: то, что поступает по почечной ар
терии, должно быть выведено по почечной вене и с мочой.Обратите внимание, что при использовании инулина для определения скорости клу-бочковой фильтрации формула для определения экскретируемой фракции представляет собой всего лишь отношение 1/х/С 1п:
Более того, приняв во внимание тот факт, что объем мочи (
V ) одинаков для обоих клиренсов, мы можем вычислить экскретируемую фракцию, опустив в формуле V :
Допустим, что полученная величина равна примерно 0,6, т. е. около 60 % профильтровавшегося () остается в конце проксимального канальца. Это означает, что 40 % профильтровавшегося <2 будет реабсорбироваться в проксимальном канальце,
Для оценки процессов, происходящих в петле Генле, нужно получить образец жидко
сти из самого начального участка дистального извитого канальца и соотношение, харак терное для него, сравнить с таким же показателем в конце проксимального канальца. Оно оказалось равным 1,1. Сравним его с 0,6 конечного отдела проксимального канальца, и это указывает, что ( I секретировалось в петле. Таким же образом образец жидкости, получен ный из конечных отделов дистального извитого канальца, можно сравнить с образцом, взятым из начального участка дистального канальца, что позволит определить чистый вклад в процесс транспорта веществ дистального извитого канальца, и т. д.Подробности
Клиренс
– объём крови, «очищаемый» от данного вещества в единицу времени.
Если вещество (в данном случае – инулин - полисахарид, получаемый из растений и абсюлютно не реабсорбируемый в почках):
- свободно проходит вместе с жидкостью в просвет канальца, т.е. оно полностью фильтруется в той же концентрации, в какой оно было в плазме крови;
- не всасывается и не секретируется в почечном канальце;
- не метаболизируется в организме и в почке,
его клиренс = скорости клубочковой фильтрации .
Если вещество подвергается реабсорбции (глюкоза)
, его клиренс меньше, чем клиренс инулина
Если вещество подвергается секреции
(ионы калия), его клиренс больше, чем клиренс инулина
Скорость клубочковой фильтрации (СКФ).
Используется определение клиренса инулина.
Клиренс
– коэффициент очищения плазмы крови от инулина (мл/мин). Инулин (полимер фруктозы) вводится внутривенно. Инулин фильтруется в почечных клубочках, не реабсорбируется и не секретируется в канальцах. Все количество инулина, которое профильтровалось, выводится с конечной мочой. Зная концентрацию инулина в плазме крови, количество конечной мочи и концентрацию инулина в конечной моче, можно рассчитать объем плазмы, который профильтровался в клубочках (т.е.объем первичной мочи). Это и есть показатель скорости клубочковой фильтрации.
СКФ(клиренс инулина) = (конц.инулина в моче Х объем конечной мочи) / конц.инулина в плазме крови.
В норме СКФ = 100-120 мл/мин
Объем почечного кровотока.
Используется определение клиренса парааминогиппуровой кислоты (ПАГ) . ПАГ вводится внутривенно . ПАГ фильтруется в почечных клубочках, не реабсорбируется и дополнительно секретируется в канальцы из околоканальцевых капилляров. Таким образом, весь объем протекающей плазмы очищается от ПАГ за время однократной циркуляции крови через почки. Зная концентрацию ПАГ в плазме крови, количество конечной мочи и концентрацию ПАГ в конечной моче, можно рассчитать объем плазмы, который протекал через почки (т.е.плазмоток за минуту).
Плазмоток (клиренс ПАГ) = (конц.ПАГ в моче Х объем конечной мочи) / конц. ПАГ в плазме крови.
В норме плазмоток = 600 мл/мин
.
Примечание: Зная показатель гематокрита, можно рассчитать объем почечного кровотока за минуту.
Почечный клиренс - это мера объема плазмы крови, которая очищается от лекарственного вещества в единицу времени почками: Cl (мл/мин) = U × V/P, где U - концентрация ЛС в мл мочи, V – объем мочи, выделяемой в мин и P = концентрация ЛС в мл плазмы.
Механизмы почечного клиренса и их характеристика:
1. Фильтрация : ЛС, выделяемое Только фильтрацией {инсулин} будет иметь клиренс, равный СКФ (125-130 мл/мин)
Определяется: почечным кровотоком, несвязанной фракцией ЛС и фильтрационной способностью почек.
Большинство препаратов имеет низкие молекулярные массы и поэтому свободно фильтруется от плазмы в клубочке.
2. Активная секреция : ЛС, выделяемое Фильтрацией и полной секрецией {парааминогиппуриевая кислота}, будет иметь клиренс, равный почечному плазменному клиренсу (650 мл/мин)
Почечный каналец содержит две транспортных системы , которые могут выделить препараты в ультрафильтрат, одна для органических кислот и другая для органических оснований. Эти системы требуют энергии для активного транспорта против градиента концентраций; они – место конкуренции за переносчика одних лекарственных веществ с другими.
Определяется: максимальной скоростью секреции, объемом мочи
3. Реабсорбция : значения клиренса между 130 и 650 мл/мин предполагают, что ЛС Фильтруется, выделяется, и частично повторно реабсорбируется
Реабсорбция происходит на протяжении всего почечного канала и зависит от полярности ЛС, реабсорбируются неполярные, липофильные.
Определяется: величиной рН первичной и ионизацией ЛС
Ряд таких показателей как Возраст, совместное употребление нескольких лекарственных препаратов, болезни значительно влияют на почечный клиренс:
А) почечная недостаточность ® уменьшение клиренса ЛС® высокий уровень ЛС в крови
Б) гломерулонефрит ® потеря сывороточного белка, который обычно был доступен и связывал ЛС ® увеличение уровня свободной фракции ЛС в плазме
Факторы, влияющие на почечный клиренс лекарств. Зависимость клиренса от физико-химических свойств лекарственных средств.
Факторы, влияющие на почечный
Cl :А) гломерулярная фильтрация
Б) скорость почечного кровотока
В) максимальная скорость секреции
Г) объём мочи
Д) фракция несвязанная в крови
Зависимость почечного клиренса от физико-химических свойств ЛВ:
Общие закономерности: 1) полярные ЛС не реабсорбируются, неполярные – реабсорбируются 2) ионные ЛС секретируются, не ионные – не секретируются.
I. Неполярные неионогенные вещества: фильтруются только в несвязанных формах, не секретируются, реабсорбируются
Почечный клиренс мал и определяется: а) фракцией ЛС, несвязанной в крови б) объемом мочи
II. Полярные неионогенные вещества: фильтруются в несвязанной форме, не секретируют, не реабсорбируются
Почечный клиренс высокий, определяется: а) фракцией ЛС, несвязанной в крови б) скоростью гломерулярной фильтрации
III. Ионизированные в моче неполярные в неионной форме: фильтруются, активно секретируются, неполярные реабсорбируются
Почечный клиренс определяется: а) фракцией ЛС, несвязанной в крови б) фракцией ЛС, ионизированной в моче в) объемом мочи
IV. Ионизированные в моче полярные в неионизированном виде: фильтруются, активно секретируются, не реабсорбируются
Почечный клиренс определяется: а) почечным кровотоком и скоростью гломерулярной фильтрации б) максимальной скоростью секреции
Печеночный клиренс лекарств, его детерминанты и ограничения. Энтерогепатический цикл лекарственных средств.
Механизмы печеночного клиренса:
1) метаболизм (биотрансформация) путем окисления, восстановления, алкилирования, гидролиза, коньюгации и т. д.
Основная стратегия метаболизма ксенобиотиков: неполярные вещества ® полярные (гидрофильные) метаболиты, выводимые с мочой.
2) секреция (выведение нетрансформированных веществ в желчь)
Только полярные вещества с молекулярной массой > 250 активной транспортируются в желчь (органические кислоты, основания).
Детерминанты печеночного клиренса:
А) Скорость кровотока в печени
Б) Максимальная скорость экскреции или метаболических превращений
В) Km – константа Михаэлиса
Г) Несвязанная с белком фракция
Ограничения печеночного клиренса:
1. Если Vmax/Km велико → Cl печ = скорости кровотока в печени
2. Если Vmax/Km средние величины → Cl = сумма всех факторов
3. Если Vmax/Km мало → Cl печ мал, ограничен
Энтерогепатический цикл ЛС - Ряд препаратов и продуктов их превращения в значительном количестве выводится с желчью в кишечник, откуда частично выводится с экскрементами, а частично - Повторно всасывается в кровь , вновь попадает в печень и выводится в кишечник.
Печеночная элиминация препаратов может быть значительно изменена Болезнью печени, возрастом, диетой, генетикой, продолжительность назначения лекарственных средств (например, вследствие индукция печеночных ферментов), и других факторов.
Факторы, изменяющие клиренс лекарственных веществ.
1. Взаимодействия ЛС на уровне: почечной секреции, биохимической трансформации, явлений ферментативной индукции
2. Болезни почек: нарушения кровотока, острые и хронические поражения почек, исходы длительных почечных заболеваний
3. Болезни печени: алкогольный цирроз, первичный цирроз, гепатиты, гепатомы
4. Болезни ЖКТ и эндокринных органов
5. Индивидуальная непереносимость {отсутствие ферментов ацетилирования – непереносимость аспирина}