Условие фильтрации плазмы крови высокое. Каскадная плазмофильтрация. К дополнительным признакам относят

13.03.2018

Каскадная фильтрация плазмы крови (DFPP) - один из самых современных методов очищения крови, применяемый в лечении ряда тяжелых, трудно поддающихся терапии заболеваний (системного атеросклероза, ИБС ; аутоиммунных заболеваний - гепатитов, ревматоидного артрита, гломерулонефрита, тиреоидита, экземы, нейродермита; сухой макулодистрофии и др.). Плазма крови, проходя через особые фильтры- мембраны, очищается от патогенных компонентов. Этот этап называется каскадной фильтрацией плазмы. Диаметр пор фильтров-мембран настолько мал, что позволяет задерживать крупные молекулы, которые, как правило, патогенны для организма, а также бактерии и вирусы. А очищенная и сохранившая все полезные для организма компоненты плазма соединяется с форменными элементами крови и возвращается в кровоток больного. Очищенная плазма крови за счет разницы концентраций способствует выходу из тканей накопленных там вредных веществ, например, холестерина из атеросклеротической бляшки. Поэтому повторные процедуры каскадной фильтрации плазмы приводят к постепенному очищению не только крови, но и тканей организма, растворению атеросклеротических бляшек.

Курс лечения состоит из 3 - 5 процедур.

Кровь в организме человека выполняет огромное число функций: транспортирует питательные вещества и кислород, обеспечивает иммунитет и постоянство внутренней среды организма, в том числе информационный гомеостаз. Поэтому изменение качественного и количественного состава крови влияет на функцию всех органов и тканей организма и наоборот.

Кровопускание, как метод лечения, было известно в самой глубокой древности индусам, а Гиппократ даже оставил целый трактат о нем. В современной медицине используют более совершенные методы коррекции компонентного состава крови.

Организм — удивительная совокупность органов и тканей, которые слаженно работают над поддержанием жизнедеятельности человека. И основным процессом, поддерживающим жизнь, является метаболизм. В результате расщепления веществ синтезируется энергия, нужная для протекания основных биологических процессов. Однако вместе с энергией образуются и потенциально вредные продукты обмена веществ. Они должны быть удалены из клетки, межклеточной жидкости и крови почками. В почках фильтрация происходит в клубочковом аппарате, особой структуре активного нефрона, в которую впадает приносящая артериола.

Особенность строения нефрона

Нефрон — совокупность клеток, образующих капсулу и клубочек с отходящими от него каналами, предназначенными для фильтрации плазмы крови и отведения мочи. Это элементарная функциональная единица почки, ответственная за мочевыделение. Нефрон состоит из клубочка, имеющего свою капсулу. В нее впадает приносящая артериола, кровеносный сосуд, по которому в клубочек поступает кровь. От приносящей артериолы отходит множество мелких артериол, которые образуют клубочек и собираются в более крупную — выносящую.

Последняя по диаметру гораздо меньше приносящей, что необходимо для поддержания высокого давления (порядка 120 мм ртутного столба) на входе. Благодаря этому повышается гидростатическое давление в клубочке, а потому практически вся жидкость именно фильтруется, а не выносится в отводящую артериолу. Только благодаря гидростатическому давлению, примерно равному 120 мм ртутного столба, существует такой процесс как почечная фильтрация. При этом в почках фильтрация крови происходит в клубочке нефрона, а ее скорость составляет почти 120 мл в минуту.

Характеристика почечной фильтрации

Скорость клубочковой фильтрации — один из показателей, по которому определяется функциональное состояние почек. Второй показатель — это реабсорбция, которая в норме составляет почти 99%. Это значит, что практически вся первичная моча, которая попала из клубочка нефрона в извитой каналец после прохождения по нисходящему канальцу, петле Генле и восходящему канальцу, всасывается обратно в кровь вместе с питательными веществами.

Приток крови к почкам осуществляется по артериям, которые в норме потребляют четверть от всего а отфильтрованная отводится по венам. Это значит, что если систолический выброс левого желудочка сердца составляет 80 мл, то 20 мл крови будет захвачено почками, а еще 20 мл — головным мозгом. Оставшиеся 50% всего обеспечивают нужды остальных органов и тканей тела.

Почки являются органами, которые забирают огромную часть кровообращения, но кровь им нужна не столько для метаболизма, сколько для фильтрации. Это очень быстрый и активный процесс, отследить скорость которого достаточно просто на примере внутривенных красителей и рентгеноконтрастных веществ. После их внутривенного введения в почках фильтрация крови происходит в клубочковом аппарате коркового вещества. И уже через 5-7 минут после попадания его можно видеть в почечной лоханке.

Фильтрация в почках

В действительности контраст проходит путь от венозного русла до легкого, затем до сердца и потом почечной артерии за 20-30 секунд. Еще за минуту он попадает в почечный клубочек, а уже через минуту по собирательным трубочкам, находящимся в пирамидках почек, собирается в почечных чашечках и выделяется в лоханку. Все это занимает примерно 2,5 минуты, но лишь на 5-7 минуте концентрация контраста в лоханке повышается до значений, позволяющих заметить экскрецию на рентгеновских снимках.

То есть фильтрация лекарств, ядов или метаболических продуктов активно проходит уже после 2,5-минутного нахождения в крови. Это очень быстрый процесс, который возможен благодаря особому строению нефрона. В почках фильтрация крови происходит в этих структурах, клубочки которых расположены в корковом веществе. В мозговом слое почек располагаются только канальцы нефрона. Потому правильно говорить, что фильтрация происходит в корковом слое органов.

Многие ошибаются, когда утверждают, что в почках фильтрация крови происходит в пирамидках. Это ошибка, так как в них располагаются в основном только собирательные трубочки нефрона, извитые, нисходящие и восходящие канальцы, а также петля Генле. Это значит, что в пирамидках основным процессом является реабсорбция и концентрация мочи, после чего она собирается и выделяется в почечную лоханку. Сама же фильтрация протекает в корковом слое почки, который богато кровоснабжается.

Особые функции почечных канальцев

В почках фильтрация крови происходит в капсулах нефронов, точнее, в гломерулярном аппарате. Здесь образуется первичная моча, которая представляет собой плазму крови без основных высокомолекулярных белков. Эпителий, который выстилает изнутри почечные канальцы, обладает особыми функциями. Во-первых, он способен всасывать воду и электролиты, возвращая ее в сосудистое русло.

Во-вторых, эпителиальные клетки могут всасывать низкомолекулярные белки, которые также будут перенесены в кровь без разрушения их структуры. В-третьих, эпителий канальцев нефрона способен самостоятельно синтезировать аминокислоты путем переаминирования и глюкозу путем глюконеогенеза из аминокислотных остатков. Но этот процесс не хаотичен, а регулируется организмом.

Это означает, что эпителиальные клетки имеют ряд рецепторов, которые принимают сигнал от медиаторных молекул, активируя либо процесс синтеза аминокислот, либо глюкозы. Четвертая особенность эпителиальной выстилки почечных клубочков — это способность всасывать моносахариды в виде глюкоза-6-фосфата.

Резюме

Почки являются органами мочевыделительной системы, в которых протекает фильтрация. Благодаря ей нефроны удаляют из крови растворимые в воде соединения, поддерживая кислотно-основное равновесие организма. Распространенным заблуждением является то, что в почках фильтрация крови происходит в извитых канальцах. На самом деле в извитой каналец из капсулы клубочка поступает уже отфильтрованная жидкость — первичная моча. В извитом клубочке основной задачей эпителия является всасывание воды и реализация концентрационной функции.

Прикроватный способ фильтрации компонентов крови имеет и свои минусы. Как говорилось ранее, в цельной консервированной крови и эритроцитарной массе практически все лейкоциты разрушаются и выделяют в среду различные биологически активные вещества, которые могут стать причиной нежелательных посттрансфузионных реакций у пациента. Остается невыясненным, в какой степени фильтры позволяют очистить кровь от разрушенных клеточных элементов и фрагментов клеточной мембраны лейкоцитов, которые обладают достаточно высокой сенсибилизирующей активностью. Необходимо обратить внимание и на то, что при хирургических операциях, где планируется большая кровопотеря, в короткие сроки требуются достаточно большие объемы компонентов крови, поэтому оптимальным является применение фильтров на этапе заготовки и переработки крови. Это позволяет выполнять процедуру очистки в стандартных условиях с соблюдением всех необходимых мер предосторожности. Такой подход позволяет по соответствующей заявке лечащего врача готовить столько доз делейкоцитированных компонентов крови, сколько необходимо для конкретного больного.

Лейкоцитарные системы фильтрации , используемые для банков крови, подразделяются на 2 типа: для фильтрации цельной крови перед разделением ее на компоненты и для фильтрации во время разделения на компоненты крови.

Перфузионный тип фильтров (используемые в линии экстракорпорального кровообращения) представлены 2 видами фильтров:
Первый - где фильтруемой средой является артериальная кровь при экстракорпоральном кровообращении (LG-6). Используется для удаления активированных лейкоцитов; максимальная скорость фильтрации - 6 л/мин при быстром заполнении и дегазации фильтра.

Второй - атериальный лейкофильтр для экстракорпорального кровообращения. Используется для создания нетурбулентного тангенциального потока, уменьшающего опасность реологического стресса и повреждения клеточных компонентов крови. Максимальная скорость фильтрации - 8 л/мин при быстром заполнении фильтра.

При фильтрации заготовленных компонентов крови используются системы для получения очищенной от лейкоцитов одной дозы тромбоконцентрата после афереза или тромбоконцентрата от 4-6 доноров, заготовленного обычным способом. Лейкоцитарные фильтры для тромбоцитов также делятся на прикроватный и банковский типы.

Трансфузии компонентов крови - эритроцитной массы, плазмы или концентратов тромбоцитов, обедненных лейкоцитами, - рекомендованы:
при повторных гемотрансфузиях для профилактики негемолитических фибрильных трансфузионных реакций;
для профилактики аллоиммунизации и рефрактерности к трансфузиям тромбоцитов;
больным с иммунодефицитом и серонегативным к цитомегаловирусу;
пациентам с гемоглобинопатиями и наследственными гемолитическими анемиями;
возможным кандидатам аллогенной и аутологичной трансплантации костного мозга;
пациентам с перспективой пересадки почек, печени и сердца;
беременным и новорожденным до 3 месяцев;
при отягощенном аллергологическом анамнезе.

Для обеспечения полноценного эффекта трансфузии (лейкоцитов) и тромбоцитов необходимо выполнять индивидуальный подбор донора с учетом выявленных у больного антител к групповым антигенам клеток и белкам плазмы и перекрестной лимфоцитотоксической пробы донорских лейкоцитов с сывороткой реципиента.

Почки, мочеточники, мочевой пузырь, уретра, у мужчин гениталии и простата, представляют систему мочевыделения, задачей которой является выработка, накопление и выделение мочи. Основную роль в это системе выполняют почки. Фильтрация крови в почках происходит с помощью множества почечных телец и канальцев (нефронов).

Каждая почка – безостановочный фильтр, который у взрослого человека обрабатывает около 1,2 л крови в минуту.

Почки выполняют следующие функции:

в них проходит процесс мочеобразования;
очищение крови, а также вывод лекарственных средств, токсинов и т. д.;
регулируют обмен электролитов;
контролируют давление и объем циркуляции крови;
поддерживают кислотно-щелочной баланс.

Почки выполняют жизненно важные функции в организме человека

Благодаря нефронам в почках происходят следующие процессы.

Фильтрация

Процесс фильтрации в почках начинается с процеживания крови через клубочковые мембраны под воздействие гидростатического давления. В результате чего происходит потеря большого количества жидкости, полезных химических веществ и шлаков. Отфильтрованные из крови вещества (первичная моча) перемещаются в капсулу Боумена. Первичная моча имеет в своем составе воду, избыточные соли, глюкозу, мочевину, креатинин, аминокислоты и другие низкомолекулярные соединения.

Скорость фильтрации почек – ее основная характеристика, которая влияет на эффективную работу органа и общее состояние здоровья.

Норма образования первичной мочи составляет 110 мл в минуту в женском организме и 125 – в мужском. Это средние показатели, которые могут изменяться в зависимости от веса, возраста и прочих физических особенностей человека.

В течение суток образуется 180 л первичной мочи.

Реабсорбция

В процессе реабсорбции осуществляется впитывание эпителиальными клетками воды, глюкозы, питательных веществ и возвращение их в кровь.

На данном этапе в кровь возвращается 178 л или 99% составляющих первичной урины. Пороговые вещества всасываются до определенной их концентрации в крови (например, глюкоза), беспороговые – полностью (например, белки).

Секреция

На данном этапе происходит секреция ионов водорода (Н+), ионов калия (К+), аммиака и некоторых лекарств. Происходят процессы секреции и реабсорбции, в результате которых первичная моча преобразовывается во вторичную в объеме от 1,5 до 2 литров в сутки.

Нарушение процесса фильтрации в почках

Фильтрационная способность почек определяется при помощи показателя очищения – клиренса. С его помощью определяется скорость очистки крови почками от определенного вещества за 1 минуту. Специалисты используют эндогенные вещества (эндогенный креатинин) и экзогенные вещества (инулин). Также необходимы данные о содержании миллиграмм-процентов вещества в плазме крове (К) и урине (М), а также минутном диурезе (D) – объем мочи, выделяемой организмом в течение 1 минуты.

Данный метод дает выявить пониженную или увеличенную фильтрацию почек.

Симптомы нарушенного процесса фильтрации

Нарушения фильтрации проявляются в:

пониженном давлении;
почечных застоях;
гиперотечности (особенно конечностей и лица);
нарушенном мочеиспускании (опорожнение мочевого пузыря происходит слишком часто или, наоборот, редко);
изменении цвета мочи;
болевом синдроме в поясничном отделе.

Причины нарушения фильтрации почек

Нарушение фильтрационной способности почек имеет причины, которые разделяют на 2 вида:

Возникновение патологии вследствие наличия серьезных хронических заболеваний, которые напрямую не влияют на мочевыделительную системы. К ним относят: шок, обезвоживание, гнойно-воспалительные процессы, различное давление в разных областях в кровеносной системе и т. д.
Почки перестают нормально фильтровать при их патологии, например: уменьшенная поверхность клубочков, пониженное кровоснабжение почек, поврежденные клубочковые мембраны, а также при обструкции канальцев. К таким изменения приводят поликистоз, пиелонефрит и другие заболевания.

Фильтрующий клубочек почки

Пониженная фильтрация почек

Снижение фильтрации почек характеризуется недостаточным количество образования первичной урины и возникает вследствие:

пониженного артериального давления. К такому состоянию приводят шоковые состояния и сердечная недостаточность, которая приводит к понижению гидростатического давления в клубочках и, как следствие, к нарушению процесса фильтрации. Сердечная декомпенсация приводит к застойным явлениям в почках, в результате чего повышается внутрипочечное давление и снижается фильтрация. Однако, почки имеют способность автоматически регулировать кровоснабжение и пониженное давление в полной мере не может влиять на работу органа;
суженная почечная артерия и артериолы (атеросклеротический стеноз). В результате данного патологического состояния уменьшается почечный кровоток и падает гидростатическое давление в клубочках. Сильное повышение давления возникает, когда приносящие артериолы имеют повышенный тонус (при рефлекторной болевой анурии, введении большой дозы адреналина, гипертонической болезни);
повышенное онкотическое давление крови в результате обезвоживания организма или введения медикаментов на основе белка в кровь способствуют падению фильтрационного давления, и в результате возникает плохая почечная фильтрация;
нарушенный отток мочи возникает при почечнокаменной болезни, гипертрофии простаты и других заболеваниях и способствует прогрессирующему увеличению внутрипочечного давления. При его достижении 40 мм рт. ст. возникает риск полного прекращения фильтрации, с последующей анурией и уремией;
уменьшенное количество работающих клубочков наблюдается при хроническом нефрите, нефросклерозе. В результате площадь фильтрации ограничена и первичная моча образовывается в меньшем количестве. Данные изменения могут свидетельствовать о повреждении фильтрующей мембраны и способствуют возникновению уремии;
поврежденная фильтрующая мембрана вызывает нарушение фильтрации органа.

Фильтрация крови в почках происходит замедлено наиболее часто при сердечной недостаточности, гипотонии и наличии опухолей, которые способствуют понижению давления в почках и способствует возникновению почечной недостаточности.

Увеличенная фильтрация почек

К данному патологическому состоянию приводят:

повышенные тонус отводящей артериолы, который возникает при попадании в организм небольшой дозы адреналина, на начальных стадиях нефрита или гипертонии;
уменьшенный тонус приводящей артериолы может возникнуть рефлекторно при ограниченном кровообращении внешней части тела (например: лихорадка приводит к увеличенному диурезу при подъеме температуры);
пониженное онкотическое давление крови из-за обильного введения жидкости или разжижение крови.

Повышенная фильтрация наблюдается также при красной волчанке и сахарном диабете, приводя к повышенному диурезу, в результате чего организм теряет необходимые аминокислоты, глюкозу и другие вещества.

Сахарный диабет – одна из причин нарушения фильтрации почек

Лечение нарушенной фильтрации крови

Схема лечения патологического состояния определяется индивидуально врачом-нефрологом в зависимости от состояния пациента и основного заболевания, с которым обязательно необходимо бороться.

Наиболее часто назначаемые специалистом лекарственные средства – Теобромин и Эуфиллин, которые являются диуретиками и позволяют улучшить фильтрацию почек.

Лечение также предусматривает соблюдение диеты. Необходимо исключить из рациона жирную, жареную, соленую и острую пищу. Употребление белка также следует ограничить. Рекомендуются вареные, тушеные или приготовленные на пару блюда. Данные ограничения актуальны как при лечении, так и в профилактических целях.

Диета имеет немаловажное значение при лечении нарушения фильтрации почек

Питьевой режим должен быть повышен до 1,2 литра жидкости в сутки. Исключение может составлять наличие отеков.

Для нормализации работы почек пользуются народными средствами. Хорошо себя зарекомендовали арбузная диета, мочегонные отвары и травяные настои, чаи:

петрушка (1 ст. ложка корней и семян) залить кипятком (0,5 л), наставить в течение нескольких часов. Употреблять по полстакана 2 раза в сутки;
корень шиповника (2 ст. ложки корней) залить кипятком, кипятить 15 мин. Выпивать 1/3 стакана трижды в день.

Также следует отказаться от алкоголя, избегать стрессов, полноценно отдыхать и принимать необходимые меры для повышения иммунитета.

Самолечение категорически запрещается. Только своевременная диагностика и лечение патологии, а также сопутствующих заболеваний при помощи специалистов могут привести к положительному результату.

Фильтрация плазмы крови осуществляется в клубочках путем диффузии растворенных в плазме веществ и воды под действием фильтрационного давления. Фильтрационное давление представляет разницу между гидростатическим давлением и противоположно направленным к нему осмотическим давлением плазмы крови. В норме фильтрационное давление составляет от 10 до 24 мм рт. ст. Процесс фильтрации пассивный, т.е. не требует затрат энергии клеткой в виде АТФ. Фильтрация возможна при колебании систолического давления крови в пределах 60-180 мм рт.ст. При более высоком и более низком давлении фильтрация снижается вплоть до полного прекращения за счет сосудистой реакции. Через гломерулярный фильтр, состоящий из 3-х слоев - эндотелия капилляров, базальной мембраны и подоцитов, проходят только гидрофильные (водорастворимые) вещества и вода. Гидрофобные (жирорастворимые) соединения в здоровых почках не фильтруются (Рис.2).

Эндотелий капилляров имеет отверстия (фенестры) диаметром 40-100 нм. Его задача - задержать форменные элементы крови. Базальная мембрана обеспечивает размероселективность за счет коллагеновых волокон и зарядоселективность для фильтруемых веществ. Благодаря наличию гепаран-сульфата на мембране формируется отрицательный заряд. Проницаемость мембраны повышается при подъеме клубочкового гидростатического давления. Отростки или ножки подоцитов (педикулы) образуют так называемую щелевую диафрагму с системой пор фильтрации 5-12 нм.

Мелкие гидрофильные молекулы независимо от наличия заряда фильтруются легко. Фильтрация макромолекул, например, белков, ограничивается относительной молекулярной массой (ОММ), формой молекулы и ее зарядом. Обычно сравнительно легко фильтруются низкомолекулярные белки с ОММ менее 70000 Д. К таким белкам относятся миоглобин (ОМН 17000), гемоглобин (ОМН 68000), a-амилаза (ОММ 48000), a 1 -, a 2 -, b 2 -микроглобулины, лизоцим и др. Белки с более высокой молекулярной массой через почечный фильтр практически не проходят, например, иммуноглобулин G (IgG, ОМН 150000 Д). Альбумин, несмотря на сравнительно низкую ОММ 65000 Д, почти не фильтруется. Альбумин, как и базальная мембрана, имеет отрицательный заряд, что эффективно препятствует фильтрации альбумина.

По мере движения плазмы по капилляру клубочка капиллярное давление плазмы падает, а онкотическое, вследствие низкой фильтрации белков, повышается, поэтому фильтрационное давление в конце клубочкового капилляра снижается.

Результатом фильтрации является образование 180-200 л первичной (провизорной) мочи, что в 4,5 раза превышает объем всей жидкости тела (Рис3). Первичная моча представляет собой жидкую часть плазмы крови, содержащей небольшое количество низкомолекулярного белка. Состав первичной мочи целиком зависит от состава плазмы крови. В первичную мочу попадают только те вещества, которые содержатся в плазме крови, поэтому ряд параметров первичной мочи совпадает с таковыми в плазме крови. Так, первичная моча имеет такой же рН (около 7,4) и такую же осмолярность (около 300 мосм/л), как и плазма крови.

Осмолярность является важным показателем как для крови, так и для мочи. Однако, если осмолярность плазмы крови можно, в большинстве случаев, рассчитать с достаточной степенью надежности, осмолярность мочи рассчитать практически невозможно, а осмометры часто недоступны, поэтому в лабораториях обычно пользуются измерением показателя, имеющего высокий коэффициент корреляции с осмолярностью. Этим показателем является плотность мочи. Плотность - это масса единицы объема вещества, она измеряется в г/л (например, 1018 г/л), или в г/мл (например, 1,018 г/мл).

Существует формула перехода от плотности к осмоляльности:

осмоляльность = 33275 х плотность - 33270

Канальцевая реабсорбция.

Первичная моча, которая является результатом клубочковой фильтрации плазмы крови, имеет характеристики, анлогичные плазме крови: такую же осмоляльность (300 мосм/кг) или плотность (1010 г/л), рН (7,4), но отличается низким содержанием белка. Объем первичной мочи составляет около 180 л, что в 4,5 раза первышает общее содержание жидкости в организме и в 40 раз объем плазмы крови. Ультрафильтрат также содержит значительное количество необходимых для организма веществ, в том числе глюкозу, аминокислоты, белок, электролиты и др. Для возвращения в организм воды и растворенных в ней веществ в проксимальных канальцах осуществляется процесс реабсорбции или обратного всасывания . Процесс реабсорбции активный, требует затрат энергии в виде АТФ, который образуется в митохондриях (МХ) канальцевого эпителия. Процесс носит название изоосмотического , так как реабсорбция в межклеточную жидкость и кровь растворенных веществ сопровождается адекватным движением воды, осмолярность мочи при этом не меняется и остается равной осмолярности плазмы крови.

Почки являются эффекторным органом регуляции водного обмена, и реабсорбция воды строго регулируется. Глюкоза реабсорбируется практически полностью, так же, как и аминокислоты, и белки. Однако белок реабсорбируется путем пиноцитоза, т.е. захватом клеткой молекул белка с последующим их расщеплением в клетке канальцевого эпителия до аминокислот, поступлением аминокислот в кровь и образованием из них в печени или другом органе новых молекул белка. Реабсорбция электролитов строго контролируется и зависит от потребностей организма (см. ниже). Водорастворимые вещества, всасывание которых не регламентировано, например, маннитол, антифриз, водорастворимые эндотоксины, фильтруются в мочу их плазмы крови и остаются в первичной моче, повышая ее осмолярность. Наличие подобных веществ увеличивает объем мочи и выведение воды из организма. В результате процессов реабсорбции объем ультрафильтрата уменьшается до 15% от исходного уровня (25-30л), рН и осмолярность (плотность) мочи не меняются.

Секреция в канальцах.

Секреция - процесс, происходящий также в проксимальных канальцах, и частично в дистальных канальцах, в результате которого ряд веществ поступает в мочу через стенку канальца нефрона. Таким путем обычно выводятся ненужные для организма вещества, содержащиеся в избытке, например, красители (метиленовая синь), рентгенконтрастные вещества, антибиотики, некоторые соли, креатинин, особенно при его высоком уровне в крови. Если вещества секретируются, то их содержание в моче представляет сумму от выведения в результате фильтрации и секреции.