Методы определения парциальной функции нефрона - практические навыки педиатра
Для решения вопроса об одной из основных функций почек — удалении из крови продуктов обмена веществ — в сыворотке крови определяют количественное содержание метаболитов и прежде всего азотистых веществ — мочевины, креатинина и других под общим названием остаточный (небелковый) азот. Нарушение очистительной функции почек ведет к накоплению остаточного азота в крови — азотемии. Накопление азотистых веществ в крови соответствует степени нарушения выделительной функции почек. В табл. 39 приведены возрастные нормы основных азотистых веществ в сыворотке крови у детей.
Вещество | Содержание | |
в мг % | в единицах СИ | |
Остаточный азот: | 20,5—41,0 | 14,6—29,3ммоль/л |
мочевина | 15,0—40,7 | 2,5—6,8 » |
азот мочевины | 7,0—22,0 | 5,0—15,0 » |
аминоазот | 4,5—9,5 | 3,21—6,73 » |
мочевая кислота | 2,4—5,5 | 0,14—0,33 » |
креатин | 1,0—1,5 | 0,076—0,114 » |
креатинин | 0,5—1,0 | 0,044—0,088 » |
индикан | 0,04—0,08 | 0,57—2,29мкмоль/л |
Главными составными частями остаточного азота являются мочевина (50 %) и аминокислоты (около 25 %). Другие компоненты представлены в небольшом количестве.
Определение остаточного азота в сыворотке крови.
Остаточный азот в сыворотке крови определяется классическим методом Кьельдаля или менее трудоемким и удобным методом Раппопорта и Эйхгорна. Суть последнего состоит в том, что азотистые соединения в щеточной среде вступают в реакцию с гипобромитом. Высвобождающийся при этом азот улетучивается. Не вступивший в реакцию остаток гипобромита определяется титрованием с натрия тиосульфатом. Разность между количеством гипобромита, введенного первоначально и оставшегося в среде, пропорциональна содержанию азота в пробе.
Уровень азотистых веществ в сыворотке крови может повышаться и при нормальной выделительной функции почек. Это наблюдается при так называемой экстраренальной азотемии, обусловленной обезвоживанием, рвотой, поносом. Содержание азотистых веществ в крови повышается также при обильном употреблении в пищу богатых азотом продуктов питания, усиленном распаде белков организма (после операций, при тяжелых инфекционных болезнях, острой желтой атрофии печени и др.), лечении большими дозами глюкокортикоидов и др.
Более точные сведения о выделительной функции почек дают пробы на очищение, или депурацию (клиренсы). Под клиренсом понимают количество крови (в мл), очищающейся почками от того или иного вещества в минуту. Для вычисления клиренса определяют концентрацию соответствующего вещества в моче и крови, а также количество мочи, выделившейся за минуту. Клиренс (С) исследуемого вещества находят по формуле
где U — концентрация вещества в моче- V — минутный диурез- р — концентрация вещества в плазме крови.
С помощью проб на очищение веществ, выделяемых клубочковой фильтрацией или канальцевой секрецией, можно определить три вида клиренса: 1) фильтрационный (клубочковый)- 2) смешанный фильтрационно-реабсорбционный, отражающий суммарную функцию нефрона- 3) смешанный фильтрационно-секреторный, характеризующий секреторную функцию почек и почечный плазмоток.
Состояние фильтрационной функции почек наиболее полно отражают клиренсы веществ, которые выделяются только с помощью клубочковой фильтрации (инулин, манитол, натрия тиосульфат). Близкие к клиренсам указанных веществ результаты можно получить, исследуя клиренс креатинина, который выделяется клубочками и частично секретируется канальцами.
Мочевина выделяется посредством клубочковой фильтрации, но отчасти реабсорбируется в канальцах. Натрия парааминогиппурат (ПАГ), диодраст и другие вещества выделяются с клубочковым фильтратом и в большей степени путем активной канальцевой секреции.
В педиатрической практике часто прибегают к определению фильтрационного клиренса по эндогенному креатинину, а смешанного фильтрационно-реабсорбционного— по мочевине, при необходимости рассчитать почечный плазмоток исследуют клиренс ПАГ или диодраста (кардиотраста). Секреторная функция проксимального сегмента нефрона определяется пробой с краской фенолрот.
Для получения сравнимых результатов, что особенно важно в отношении детей разных возрастов, клиренс пересчитывают на стандартную поверхность тела — 1,73 м2. Для этого поверхность тела исследуемого ребенка находят по номограмме (см. рис. 5) или вычисляют по формуле Дюбуа: ПТ= 167,2Х масса тела (кг) X длина тела (см).
Пересчет клиренса на стандартную поверхность тела производят по формуле
Клиренс выражается в миллилитрах в минуту (мл/мин).
Фильтрационный клиренс по эндогенному креатинину.
Концентрация креатинина в крови в течение суток изменяется незначительно, так как она в основном зависит от мышечной массы и не связана с характером питания. Из организма креатинин выводится почками главным образом путем фильтрации. Показатель клубочковой фильтрации, исследованной по эндогенному креатинину, у детей мало отличается от показателя, определенного по инулину. Преимущество исследования клиренса эндогенного креатинина в том, что для него не требуется введения чужеродных веществ, и в простоте метода.
Утром натощак в 8 ч ребенок опорожняет мочевой пузырь и выпивает стакан воды. Через час после этого у него берут кровь для определения уровня креатинина. Еще через час собирают мочу, причем ребенок должен максимально опорожнить мочевой пузырь. Полученное за 2 ч количество мочи измеряют и определяют концентрацию креатинина (Л). Расчет ведут по формуле
где Ки — креатинин мочи- V — диурез в минуту- Кр — креатинин плазмы.
Ориентировочно уровень клубочковой почечной фильтрации (КФ, мл/минут на 1,73 м1 поверхности тела) можно вычислить по формуле Баррата:
где 0,45 — эмпирический коэффициент- Д — длина тела, см- Ркр — концентрация креатиновых хромогенов в плазме крови, мг %.
Более точно клубочковую фильтрацию отражает исследование суточного клиренса креатинина. Кровь для исследования креатинина берут в 8 ч утра, а мочу
собирают с7до21 ч ис21 до 7 ч на следующий день. Дневной и ночной клиренс креатинина рассчитывают отдельно. В норме клиренс эндогенного креатинина равен 80—120 мл/мин.
Определение креатинина в крови. Проводят с помощью реакции Яффе, основанной на способности креатинина восстанавливать в щелочной среде пикриновую кислоту в пикраминовую. При этом появляется красновато-оранжевое окрашивание, степень которого определяют колориметрически. Для реакции берут 0,5 мл сыворотки крови и 1,5 мл насыщенного раствора пикриновой кислоты, тщательно перемешивают и ставят в кипящую водяную баню для осаждения белков. Через 15—20 с раствор снимают с бани, охлаждают и центрифугируют. Затем к 1,5 мл прозрачного надосадочного раствора добавляют 0,15 мл 10 % раствора натрия гидроксида, перемешивают и через 20 минут фотометрируют на ФЭКе с зеленым светофильтром в кювете шириной 3 мм против воды. Одновременно ставят слепой опыт, при котором таким же образом обрабатывают 0,5 мл дистиллированной воды.
Креатинин в крови рассчитывают по формуле
где Еоп — экстинция опытной пробы- Есл — экстинция слепого опыта- Ест — экстинция стандартной пробы.
У здоровых детей в сыворотке содержится 0,4— 1,2 мг % (0,035—0,06 мкмоль/л) креатинина
Определение креатинина в моче. Производится также с использованием пикриновой кислоты. В одну пробирку наливают 0,1 мл мочи и 5 мл воды, параллельно в другую для слепого опыта — 5,1 мл воды и для стандарта в третью — 0,1 л 100 мг% раствора креатинина. Вс все три пробирки добавляют по 1 мл насыщенного раствора пикриновой кислоты и по 0,2 мл 50 % раствора натрия гидроксида. Через 20 минут пробу фотометрируют на ФЭКе с зеленым светофильтром в кювете шириной 10 мм против воды.
Концентрацию креатинина в моче находят по формуле
#
Процент реабсорбции воды. В почечных канальцах его можно определить исходя из фильтрационного кли-
рейса. Количество реабсорбционной воды равно количеству клубочкового фильтрата за минуту минус количество мочи, выделенной за то же время. Расчет ведут по формуле
где Скр — клиренс креатинина.
В норме у детей реабсорбция воды в канальцах составляет 98—99 %.
Канальцевая реабсорбция. Реабсорбцию аминокислот, фосфора, калия и других веществ в почечных канальцах определяют исходя из объема фильтрации этих веществ в первичную мочу и процента реабсорбции. Фильтрационный клиренс вычисляют по формуле ван Слайка, как и клиренс эндогенного креатинина, а реабсорбцию по формуле
где Мф — количество исследуемого вещества, выделенного за минуту в составе первичной мочи (равно концентрации этого вещества в 1 мл плазмы, умноженной на объем клубочкового фильтрата в минуту)- Ми — количество исследуемого вещества, выделенного за минуту в составе окончательной мочи (это произведение минутного диуреза на концентрацию данного вещества в 1 мл мочи).
В практике часто исследуется максимальная реабсорбционная способность канальцев по глюкозе. Максимальная реабсорбция — это количество вещества, которое реабсорбируется канальцами, когда концентрация его в крови превышает пороговую величину. Так, при нормальной концентрации Глюкозы в крови она полностью реабсорбируется в почечных канальцах. Повышение уровня глюкозы в крови ведет к усилению проникновения ее в первичную мочу и росту реабсорбции в канальцах, однако до определенного порога. При повышении порога избыточная глюкоза появляется в моче.
Для исследования максимальной реабсорбции в крови искусственно поддерживается содержание глюкозы выше 500 мг%. При этом определяют клубочковую фильтрацию по эндогенному креатинину и концентрацию глюкозы в крови и моче.
Максимальную реабсорбцию глюкозы выражают в миллиграммах в минуту (мг/мин). При нормальной функции почек максимальная канальцевая реабсорбция глюкозы в зависимости от возраста следующая: у недоношенных детей — 59 ± 17,5, новорожденных — 60, грудных— 170, детей старшего возраста — 304 ±55, у мужчин — 375 ± 79,7, женщин — 303 ± 55,3 При нарушении реабсорбционной способности эпителия канальцев максимальная реабсорбция снижается.
Смешанный фильтрационно-реабсорбционный клиренс по мочевине. Методика проведения пробы такая же, как и при определении клиренса креатинина. Утром ребенок опорожняет мочевой пузырь и выпивает стакан воды. Через час у него берут кровь для определения в сыворотке мочевины и еще через час собирают мочу. Диурез находится в миллилитрах в минуту (мл/мин). Если диурез превышает 2 мл/мин, клиренс мочевины не зависит от диуреза и его вычисляют по обычной формуле. В этом случае клиренс мочевины обозначают как максимальный (С-макс). Если диурез меньше 2 мл/мин, то выделение мочевины пропорционально корню квадратному из диуреза, а клиренс именуется стандартным (Cст) и рассчитывается по формуле
При диурезе меньше 0,35 мл/минут клиренс называется минимальным (Смин) и определяется по формуле
В норме клиренс мочевины в различные возрастные периоды в зависимости от диуреза представлен в табл. 40.
Табл. 40. Клиренс мочевины, мл/минут (по И. Тодорову)
Возрастная характеристика детей | Клиренс | ||
максимальный | стандартный | минимальный | |
Новорожденный недоношенный | 10—20 | 5—15 | 3—7 |
Новорожденный доношенный | 20—40 | 10—20 | 4—12 |
Г рудной ребенок | 30-60 | 25—35 | 10—18 |
Ребенок от года до 14 лет | 55—75 | 40—60 | 15—30 |
Взрослый | 55—75 | 40—60 | 20—30 |
Определение содержания мочевины в сыворотке крови.
Содержание мочевины в сыворотке крови чаще определяется с использованием уреазы. Этот ферментный метод основан на том, что под воздействием уреазы мочевина разлагается на углекислые газ и аммиак. Реакция происходит в чашке Конвея, где выделившийся аммиак поглощается раствором борной кислоты. В конце пробу титруют 0,004 н. раствором HCI. В качестве источника уреазы применяют 10 % водный экстракт соевой муки или используют кристаллический препарат фермента.
В норме в сыворотке крови у детей раннего и старшего возраста содержится от 4 до 9 ммоль/л мочевины (в среднем 6 ммоль/л). При избыточном потреблении белковой пищи уровень мочевины в крови несколько повышается. Однако при нормальной функции почек быстро происходит нормализация. При почечной недостаточности содержание мочевины в крови нарастает. Уровень мочевины в крови снижается при нарушении мочевинообразовательной функции печени.
Содержание мочевины в моче, как и в сыворотке крови, определяют уреазным методом. Однако поскольку в моче присутствует свободный аммиак, то одновременно определяют его содержание и вносят соответствующую поправку.
Смешанный фильтрационно-секреторный клиренс.
Позволяет определить почечный кровоток и секреторную способность канальцев. Для этой цели используются вещества, выделяющиеся из крови путем клубочковой фильтрации и активной канальцевой секреции,— ПАГ, диодраст и др. При нормальной функции почек кровь полностью освобождается от этих веществ в течение одного кругооборота и клиренс их почти равен почечному плазмотоку. Под почечным кровотоком понимают количество крови (в мл), протекающее через функционирующую часть паренхимы почки в минуту. Для определения эффективного почечного кровотока необходимо знать показатели почечного плазмотока и гематокрита. Для исследования эффективного почечного плазмотока создают низкую концентрацию ПАГ в плазме (менее 5 мг %), тогда как для определения секреторной способности почечных канальцев — высокую (более 20 мг %).
Рассмотрим упрощенный вариант определения эффективного почечного кровотока (по Зарецкому). Во время исследования ребенок должен соблюдать постельный
режим. Утром натощак он выпивает 250—500 мл воды или слабого чая. В дальнейшем в течение всего периода исследования через каждые 15—30 минут ребенку дают по 50 мл слабого чая. Через час после первого приема жидкости из вены берут контрольную пробу крови и через ту же иглу вводят 20 % раствор ПАГ (или 35 % раствор диодраста), подогретый до 36—37 °С, из расчета 0,05 мл/кг. Скорость введения раствора должна быть 10 мл/мин. Через каждые 30 минут 2 раза собирают мочу и дважды берут кровь для исследования в них концентрации ПАГ. На основании полученных данных рассчитывают клиренс по формуле ван Слайка и эффективный почечный кровоток по формуле
эффективный почечный кровоток =-
где F — показатель гематокрита.
В норме эффективный почечный кровоток по ПАГ в расчете на 1,73 м2 стандартной поверхности тела в зависимости от возраста следующий (в мл/мин): новорожденные недоношенные — 50—300, новорожденные доношенные — 120—300, грудные дети — 300—650, дети старшего возраста — 360—660, мужчины — 654 ± 163, женщины 592 ± 153.
При поражении почек и нарушении кровообращения в почках почечный кровоток снижается.
Фильтрационная фракция. Характеризует, какую часть общего почечного кровотока составляет кровоток в клубочках. Зная объемы почечного кровотока и клубочкового фильтрата, можно рассчитать фильтрационную фракцию. Эта величина представляет собой отношение клиренса инулина (или эндогенного креатинина) к клиренсу ПАГ и выражается в процентах:
В норме фильтрационная фракция в зависимости от возраста следующая (в процентах): новорожденные доношенные дети — 30—50- грудные — 20—30- от года до 14 лет — 14—28- взрослые — около 20.
При первичном поражении клубочков фильтрационная фракция уменьшается, при первичных изменениях в сосудистой системе увеличивается.
Максимальная секреция ПАГ. Этот показатель применяют для характеристики активной секреции в почечных канальцах, протекающей против градиента концентрации. Определение его основано на том, что почки с помощью активной секреции увеличивают интенсивность выделения веществ параллельно росту концентрации их в крови до известного предела. Если концентрация вещества в крови превышает этот порог, дальнейшее выведение его не увеличивается, а остается постоянным, что и характеризует максимальную секрецию.
Максимальная секреция ПАГ, рассчитанная в миллилитрах в минуту на 1,73 м2 поверхности тела, в зависимости от возраста в норме составляет: новорожденные недоношенные дети — 3—40- новорожденные доношенные — 12—30- грудные — 34—90- от года до 14 лет — 55—100- мужчины — 79,8 гЬ 16,7- женщины — 77,2 ± 10,8.
При поражении почечных канальцев (пиелонефрит, отравление и др.) максимальная секреция снижается.
Проба с фенолсульфофталейком (фенолрот). Применяется для определения секреторной функции проксимального отдела нефрона.
Ребенок утром натощак выпивает 300—400 мл воды. Через 20 минут он опорожняет мочевой пузырь, после чего ему вводят внутримышечно стерильный раствор краски фенолрот в концентрации 0,006 г/мл. Детям до 6 лет вводят 0,5 мл, а от 6 до 15 лет — 1 мл указанного раствора. Через час, а затем через 2 ч после введения собирают мочу, измеряют объем порций и определяют количество выделенной краски. При нормальной секреторной функции канальцев за первый час выделяется 40—60 % фенолрот, за второй — 20—25 %. Всего в течение двух часов выделяется 60—85 % введенной краски. При патологическом процессе в области проксимальных канальцев количество выводимой краски снижается пропорционально нарушению секреторной функции почек.
Модификацией метода является введение раствора фенолрот внутривенно в количестве 10 мл с содержанием 0,006 г краски. Мочу собирают через 15, 60 и 120 минут после введения. При нормальной функции канальцев через 15 минут с мочой выделяется 25—35 %, через 60 минут — 40—60, через 120 минут — 60—80 % абсолютного количества краски.
