Системы и аппараты очищения крови

4. СИСТЕМЫ И Аппараты очищения крови

4.1. Физиологические особенности почек

Наибольшую опасность для жизни человека представляют кардиологические и урологические заболевания. Причем эти два класса заболеваний взаимосвязаны. Одним из эффективных методов лечения этих заболеваний является очистка крови и помощь в работе почек. Главная задача почек – вывод из организма человека мочевины. Мочевина, вода и углекислый газ являются конечными продуктами обмена веществ в организме человека.

Почки – парные органы, расположенные с обеих сторон позвоночника в поясничной области брюшной (перитонеальной) полости. Масса каждой почки составляет около 150 грамм (рис. 4.1).

Рис. 4.1 – Внешний вид почек

Основные функции почек:

- удаление из организма ненужных продуктов обмена и чужеродных веществ;

- регуляция химического состава жидкостей тела путем удаления веществ, количество которых превышает текущие потребности организма;

- регуляция содержания воды в жидкостях тела и рН этих жидкостей.

Почки участвуют в сложном процессе гомеостаза, что обусловливает их тонкую сложную морфологическую структуру. Основной структурной единицей почек является нефрон (от греческого nephros – почка). В каждой почке содержится около миллиона нефронов, каждый из которых имеет длину около 3 см.

Строение нефрона представлено на рисунке 4.2 и включает следующие структуры. Приносящая артериола через мальпищево тельце переходит в выносящую. Мальпищево тельце, состоящее из клубочка и бауменовой капсулы через проксимальный извитой каналец, петлю Генле, дистальный извитой каналец выделяет фильтрат в почечный сосочек коркового вещества почки. Таким образом, кровь, поступающая в почку, последовательно проходит две капиллярные сети, расположенные одна за другой: сеть капиллярных клубочков и сеть капилляров, оплетающих почечные канальцы. Такое строение капиллярной сети почек способствует быстрому удалению из организма ненужных ему веществ.

Рис. 4.2 – Схема строения нефрона

Жидкая фракция крови проступает в нефрон через мальпищево тельце, состоящее из почечного клубочка и бауменовой капсулы. В результате фильтрации и ультрафильтрации, происходящих в клубочках из крови удаляются все вещества с молекулярной массой менее 68000 и образуется жидкость, называемая клубочковым фильтратом. Фильтрат заполняет бауменову капсулу и затем поступает в каналец нефрона. Ультрафильтрация характеризуется фильтрационным давлением (рис. 4.3), под действием которого происходит фильтрация жидкости из клубочков – это результат равнодействующей трех видов давлений:

,                                                      (4.1)

где Р_Ф – эффективное фильтрационное давление, 20 мм рт. ст.;  Р_Г – гидростатическое давление крови, 70 мм рт. ст.; Р_О – онкотическое давление, 30 мм рт. ст.; Р_ГФ – гидростатическое давление клубочкового фильтрата, 20 мм. рт. ст.

Рис. 4.3 – Направление сил фильтрационного давления

Важным показателем в урологии является скорость клубочковой фильтрации (СКФ), определяемую через секрецию инсулина, нереабсорбируемого почками:

,                                                                             (4.2)

где С – объем клубочкового фильтрата; I_С – концентрация инсулина в клубочковом фильтрате; М – объем мочи; I_m – концентрация инсулина в моче.

Следовательно, можно установить формулу СКФ:

,                                                                          (4.3)

где отношение I_m/I_с – называют клиренсом инсулина.

Клиренс показывает степень реабсорбции воды по отношению к реабсорбции вещества.

Ультрафильтрация – процесс совершенно пассивный и неизбирательный в отношении организма веществ. Вместе с «отходами» из крови удаляются вещества, необходимые для жизнедеятельности. Обратное всасывание веществ, которые могут быть использованы организмом или нужны для поддержания постоянства внутренней среды, происходит в канальцах. Одновременно в канальцах может происходить дополнительное активное выведение ненужных продуктов из окружающих капилляров.

Скорость клубочковой фильтрации стабильна. У человека образуется, в среднем, 125 мл фильтрата в минуту, при этом суточный объем выделений мочи составил порядка 180 л. Реально выделяется лишь 1.5 л. Очевидно, большая часть фильтрата реабсорбируется. Так из каждых 125 мл фильтрата, образующегося в минуту, 124 – всасывается обратно.

В результате непрерывного удаления веществ из клеток извитого проксимального канальца создается диффузионный градиент между находящимися в пространстве канальца фильтратами и клетками. Благодаря этому градиенту в клетки переходят все новые молекулы, которые затем активно транспортируются в межклеточное пространство и щели лабиринта. Весь этот процесс продолжается непрерывно.