Почка состоит из отдельных долек, в эмбриональной жизни спаивающихся в единый орган. На разрезе простым глазом различают два слоя: корковый, желтовато-красный, и мозговой, голубовато-красный (оттенки зависят от разного кровенаполнения). Мозговое вещество состоит из отдельных мальпигиевых пирамидок, окруженных корковым веществом и опрокинутых в виде сосочков (papillae renales) в синус. Почечная лоханка располагается на уровне L1-2 и о конфигурации ее в норме и и патологии хорошее представление дает метод пиэлографии. Как орган с чрезвычайно сложным фило- и онтогенезом почки подвержены многочисленным аномалиям развития, имеющим немаловажное клиническое значение (подковообразная почка и др.; врожденное наличие лишь одной почки, по некоторым статистикам, обнаруживают у одного из тысячи трупов).
Моча по море образования ее почками поступает в лоханку и далее через мочеточник в мочевой пузырь, где скопляется и выделяется наружу при мочеиспускании. Емкость нормальной лоханки не более 10 мл, нормального мочевого пузыря—не менее 300—500 мл; число мочеиспускании в норме весьма колеблется в зависимости от пищевого режима, климатических условий, индивидуальных привычек и т. д.
Мочевыводящие пути—лоханка и мочеточник—участвуют активно в продвижении мочи благодаря сокращению лоханок и перистальтике мочеточников. Возможность обратного посту мления мочи из пузыря в мочеточник предотвращается анатомическими и физиологическими особенностями; только при патологических процессах может иметь место пузырно-мочеточниковый рефлекс. Мочеобразование регулируется и со стороны функции мочевыделения; при мочевых стазах повышение инутри-лоханочного давления ведет к нарушению почечного кровотока и тем самым к повышению общего артериального давления с последующим усилением клубочковой фильтрации.
Происходящие в мочевом пузыре пронесет, всасывания элементов мочи имеют ничтожное значение при суждении о выделительной функции мочевой системы в целом.
Анатомической и функциональной единицей тючки является нефрон, состоящий в схеме из канальца, верхний слепой конец которого инвагинирован клубочком артериальных капилляров (glomerulus); нижний конец переходит в собирательные трубки и далее, сливаясь с соседними трубками, впадает в лоханку. Шумлянский впервые описал капсулу вокруг клубочка и установил начало канальцев из клубочка. Каждая петля сосудистого клубочка тесно окружена истонченным эпителиальным слоем (капсула Шумлянского-Боумена), представляющим иннагинирован-ную стенку канальца.
Эта тонкая капсула покрывает капиллярные петли клубочков, как висцеральная брюшина покрывает брюшные органы. Тонкая стенка капилляра, проходимая в других частях тела для подно-кристаллоидного раствора, вместе с капсулой представляет мало диференцированную фильтрующую поверхность общей площадью для всех 2 млн. почечных клубочков около 50 м2.
Клетки канальцевого эпителия являются -более сложно диференцированным образованием и легко поражаются при различных вредных воздействиях. Их кровоснабжение и функция связаны с соответствующими клубочками; при выпадении клубочка поражается и весь каналец.
В обычных условиях одновременно работает только часть клубочков. Таким образом, нормальные почки имеют значительный функциональный резерв.
Почки обладают широко развитой сосудистой сетью, обеспечивающей весьма энергичное кровообращение, превосходящее кровообращение в большинстве других органов в 20 раз.
И. М. Сеченов установил весьма важную особенность кровоснабжения почек, именно: положение почек относительно аорты и нижней полой вены, обеспечивающее, благодаря большой и постоянной разнице в давлении между ними, столь значительное кровообращение в этом органе. Вес проходящей через почки за минуту крови в 27г раза превышает вес самого органа, т. е. при весе обеих почек в 300 г (по 150 г) через них за минуту протекает 750 мл Крови—столько же, сколько через нижние конечности. Другими слонами, у человека вся масса крови протекает через почки каждые 5—10 минут. Это факт большой важности, и его надо ясно представлять для суждения об активности тех процессов очищения крови от продуктов клеточного обмена, которые происходят в норме, благодаря чему так быстро выравниваются все уклонения от основных биохимических констант крови. В норме за сутки через сосуды ночек протекает 1 000 л крови или 500 л плазмы (если считать в круглых цифрах половину крови на плазму).
Роль почек как основного органа выделения продуктов обмена представляется чрезвычайно существенной для жизни организма.
Функции почек следующие:
- Собственно выделительная функция, которая сводится к удалению из крови различных веществ и неизмененном виде.
- Синтетическая и вообще внутренняя (обменная) функция.
- Функция регуляции постоянства состава плазмы крови и регуляции кислотно-щелочного равновесия, непосредственно связанная с первыми двумя функциями.
- Функция регуляции артериального давления.
Почки выделяют из крови азотистые шлаки, воду, соли, все продукты обмена, не усваиваемые или образующиеся в избытке, самые разнообразные чужеродные вещества, как краски, лекарства. Большое содержание гормонов делает мочу беременных биологически весьма активной. Наличие в моче витаминов отражает степень насыщения ими организма.
Почка превращает часть щелочных (двуметальных) фосфатов в кислые (однометальные), осуществляя выделение кислой мочи из слабо щелочной крови; кислотные радикалы выделяются с мочой в значительной степени как соли аммония (синтезируемого самой почкой), таким образом нелетучие основания (натрий) сохраняются для организма. Все это способствует постоянству актуальной реакции и щелочного резерва крови.
Выделяя в значительной концентраций азотистые шлаки, сульфаты, фосфаты и т. д., почка экономно расходует и в то же время сберегает нужные для организма количества воды и поваренной соли, что позволяет человеку обходиться сравнительно скудным водно-солевым пайком.
Выделение воды и солей может совершаться в достаточной степени и помимо и,например, у рабочих горячих цехов, которые, вследствие условий работы, вынуждены пить большие количества жидкости— до 8—10 л за рабочий день. Вся эта масса воды выделяется внепочечным путем—через кожу и легкие. При этом с потом выделяются такие большие количества поваренной соли, что организм и моча обедневают солью. Азотистые же шлаки выделяются главным образом почками, почему при определении функциональной способности почек на первом плане должно стоять изучение выделения азотистых шлаков. Другие продукты белкового обмена—фосфаты и сульфаты—также покидают организм преимущественно с мочой, поэтому при заболевании почек приходится считаться с выделением и этих веществ больной почкой.
Моча содержит азотистые шлаки и в первую очередь мочевину в значительной концентрации: в среднем 2 г на 100 мл, т. е. при средней величине суточного диуреза в 1,5 л почка выделяет за сутки 30 г мочевины. Эта концентрация мочевины в моче значительно превышает содержание ее в крови и в других жидкостях организма, она действует токсично на клетки и понижает их жизнедеятельность. Концентрация мочевины в кроен в нормальных условиях в среднем равняется только 0,03 г на 100 мл, т. е. почти в 70 раз ниже, чем в моче. Ясно, что для образования нормальной мочи с содержанием 2 г мочевины на 100 мл из слабого раствора мочевины в крови почка должна значительно сконцентрировать мочевину, именно в среднем почти в 70 раз (2,0 : 0,03). Таким образом, чтобы тем или иным путем выработать определенное количество мочи, почка должна переработать в 70 раз большее количество крови. Что касается средних суточных количеств мочи, то достаточно сказать, что то количество мочевины, которое выделяется с 1500 мл мочи, может быть получено только путем переработки огромного количества исходного материала, именно 1 500x70 = 100 000 мл, т. е. 100 л крови или, вернее, плазмы, так как моча образуется не за счет форменных элементов крови, а только за счет жидкой части—плазмы.
В отношении механизма мочеобразования в настоящее время основное значение имеет фильтрационно-реабсорбционная теория, однако несомненно имеет место и истинная секреция канальцев.
Устимонич еще в 1878 г. представил доказательства зависимости мочеобразования от концентрации веществ в притекающей к почкам крови, а Собьеранский выставил положение об активной канальцевой реабсорбции.
Можно считать твердо доказанным, что во время протекания крови по капиллярам клубочка сквозь тонкую капсулу (покрывающую «капиллярные петли клубочков, как пальцы перчаток покрывают пальцы руки») происходит отфильтровывание в полость капсулы безбелкового фильтрата плазмы в большом количестве благодаря тому гемодинамическому давлению, которое в состоянии удалить растворы кристаллоидов и свободную воду, не связанную с белками плазмы. Анатомическое подтверждение клубочковой фильтрации можно видеть в том, что vasa efferentia клубочка на 1/4—1/5 уже, чем vasa afferentia, и поэтому понятно, что как раз на уровне клубочков, действительно, может иметь место выделение весьма большого количества жидкости из крови. При прохождении по канальцам всасывается обратно весь сахар, почти полностью также (на 98—99%) вода и поваренная соль, в различном количестве—другие соли; азотистые же шлаки в своей массе обратно не всасываются, и поэтому процентное содержание мочевины по мере протекания предварительной мочи по канальцам повышается настолько, что достигает в окончательной моче высокой по сравнению с кровью концентрации.
Имеется основание допустить, что мочевина в довольно значительной степени, примерно на одну треть, все же всасывается обратно канальцами; к числу же совершенно не всасывающихся обратно в кровь веществ принадлежат из продуктов белкового обмена, вероятно, эндогенный креатинин, сульфаты, а также некоторые чужеродные вещества, например, инулин.
Согласно фильтрапионно-реабсорбционной теории, клубочковый фильтрат должен содержать все безбелковые компоненты плазмы и притом в той же концентрации, что и плазма, в том числе и сахар, которого нет в окончательной моче.
При помощи особой аппаратуры удалось пунктировать под микроскопом капсульную полость клубочка у лягушки, исследовать эту жидкость и сравнить состав ее с кровью животного и с мочой. Действительно, в содержимом капсулы найдена мочевина в такой же концентрации, как в крови, а также обнаружено присутствие сахара, которого уже нет в окончательной моче; реакция капсульной жидкости нейтральная, реакция окончательной мочи кислая, изменение реакции клубочкового фильтрата при прохождении по канальцам объясняется тем, что двуметальные фосфаты всасываются в кровь, а оставшиеся однометальные придают окончательной моче кислую реакцию. Анатомически за всасывательную функцию канальцевого эпителия говорит его морфологическое сходство (щетковидная кайма) с всасывательным эпителием кишечной стенки.
В последнее время получены убедительные данные в пользу секреции некоторых красок, диодраста, части азотистых шлаков канальцевым эпителием. Таким образом, отдельные элементы канальцевой секреции признаются и современными теориями мочеобразования. Канальцевому эпителию принадлежит, вероятно, и синтетическая функция, выполняемая почкой.
Место образования прессорного вещества почкой окончательно не установлено.
По старой теории Гейденгайна, считавшейся прежде основой для клинического суждения о нарушениях мочеобразования, главная роль в образовании мочи принадлежит канальцам, которые, благодаря секреционной силе канальцевого эпителия, активно выделяют из крови все главные составные части мочи; образующийся же в клубочках в небольшом количестве водянистый фильтрат предназначен для того, чтобы смывать этот густой канальцевый секрет и образовывать раствор—окончательную мочу.
Согласно фильтрационно-реабсорбционной теории, все процессы мочеобразования связывались только с названными двумя факторами, и полностью игнорировалась секреторная функция канальцев.
Эта теория сыграла известную роль, приблизив клинику к количественному изучению объема клубочковой фильтрации и подчеркнув большой объем процессов обратного всасывания канальцами. Однако работы последних лет, доказав наличие канальцевой секреции и регулируемого кровотока через почки, убеждают в значительной сложности работы почек: в относительности суждения о размерах работы почек без учета меняющихся условий кровоснабжения их.
Фактические размеры кровотока через почки при условии переработки 76 всей массы протекающей через почки плазмы делают приемлемым приведенное предположение о количестве обрабатываемой в клубочках плазмы. Понятно, что всякое значительное нарушение почечного кровообращения, вследствие ли артериолита и образования воспалительного экссудата в клубочках (гломерулонефриты) или вследствие склеротического запустования артериол и клубочков, а также артернолонекроза (нефроангиосклероз), должно привести вместе с уменьшением кровотока к худшему очищению крови от азотистых шлаков. Поэтому вполне обоснован плохой прогноз в смысле развития азотемической уремии при сосудистых поражениях ночек в отличие от прогноза при преимущественно канальцевых поражениях без снижения почечного кровообращения, когда гораздо слабее выражена тенденция к задержке азотистых шлаков в крови.
Поражение клубочков при легких формах липоидно нефротического синдрома весьма незначительно и только повышает проходимость почечного фильтра; более же значительные изменения капсулы характера клеточной пролиферации, склеротического запустевання или амилоидоза базальной мембраны значительно снижают клубочковую фильтрацию.
Участие почки в регуляции артериального давления изучается на твердой экспериментальной базе только в последние годы. Повышение артериального давления может ограничиваться отдельными участками почечного кровообращения. Именно путем спазма vasa eiforentia обеспечивается повышение внутриклубочкового давления, обусловливающее достаточную фильтрацию в клубочках. Подобного рода регуляция местного кровообращения известна и для других органов в периоды активной их функции. Гораздо большее принципиальное и практическое значение имеет общая стойкая артериальная гипертония, возникающая при ухудшении почечного кровотока за счет гуморального механизма. Образование при этом в почке и поступление в общий ток крови прессорных (сосудосуживающих) веществ связано, очевидно, с нарушением обмена почечной паренхимы, так что в основе этой почечной гипертонии можно видеть до известной степени изменение метаболической (обменной, внутренней) функции почек. Некоторые авторы находят возможным выдвигать гипотезу о выделении специальными клетками, расположенными около сосудистого полюса клубочка, прессорных веществ в порядке внутрисекреторного процесса.
Большое значение в эксперименте и в клинике имеет нервная регуляция почечной деятельности. Помимо богатой сосудистой иннервационной сети и сама почечная паренхима, в частности, канальцевые эпителиальные клетки обильно снабжены нервными окончаниями, открытыми Смирновым. И. П. Павлов предложил методику изучения деятельности почек с сохранением условий нервной регуляции их на целостном животном путем выведения мочеточников на кожу. Благодаря этой методике школой И. П. Павлова и К. М. Быкова было с несомненностью установлено значение корковой регуляции деятельности почек, как-то: условнорефлекторное угнетение и возбуждение диуреза в ответ на экстеро- и интерорецептивные раздражения; в эксперименте было доказано точно регулируемое влияние обстановки на деятельность почек в зависимости от типа нервной системы животного (М. А. Усиевич). Гуморальные влияния на работу почек, в том числе легко устанавливаемое в эксперименте и в клинике свойство антидиуретического гормона гипофиза задерживать выделение воды почками, несомненно также регулируются нервной системой и, в частности, корой больших полушарий.
Следует учитывать, что и водно-солевой обмен в целом, так же как уровень артериального давления, величина кровоснабжения почек и т. д., регулируется на различных звеньях сложной нойро-гуморальной системой, управляемой корой головного мозга. Это необходимо иметь в виду при анализе работы почек как в физиологических условиях, так и в патологии.