Има ли нужда човек от два бъбрека Universit; t Хайделберг
Защо хората имат два бъбрека не е въпросът, който засяга предимно Вилхелм Криз и колегите му от Института по анатомия и клетъчна биология, но техните изследвания също могат да дадат отговор на това. Учените са насочени към много специален тип клетки, "малките клетки на краката". Те гарантират, че бъбреците само отделят нежелани вещества правилно, но те също така образуват своята ахилесова пета. Ако по някаква причина те загинат, те не могат да бъдат заменени. С два бъбрека природата е създала резервна възглавница, така да се каже. Следователно донорите на бъбреци рискуват сами да страдат от бъбречна недостатъчност?
В цивилизованите страни става разбира се в съзнанието на хората, че бъбреците могат да намалят своята функция в хода на живота и че настъпва бъбречна недостатъчност. Оцеляването е възможно чрез заместване на бъбречната функция или чрез редовно измиване на кръв, диализа, или чрез трансплантация на здрав бъбрек. Допустимо е роднини и медицинска страна да дарят бъбрек, така че донорът и реципиентът да могат да продължат да живеят само с един бъбрек. Това не намалява продължителността на живота на донора или поне няма доказателства за противното, а за реципиента, живеещ с бъбрек на близък роднина, е най-добрата от всички възможни терапии.
И двете части на нефрона, бъбречното тяло и бъбречните каналчета се държат много различно, когато са повредени в хода на болестите. Бъбречните тубули могат да се възстановят добре дори след големи увреждания и обикновено напълно възстановяват своята функционалност - по време на периода на регенерация обаче почти винаги е необходима диализа, за да се преодолее пропастта. От друга страна, бъбречните корпускули могат да възстановят уврежданията само в ограничена степен и мъртвият гломерул не може да бъде заменен. Нещо повече, с нейната смърт, свързаната бъбречна тубула се дегенерира, а заедно с нея и целият нефрон.
За да разберем хроничната бъбречна недостатъчност, трябва да попитаме: Защо бъбречните корпускули имат толкова лоша регенеративна способност? Моята работна група в Института по анатомия и клетъчна биология се занимава с този въпрос от около пет години и стигнахме до извода, че много специален тип клетки в бъбречните корпускули, „стъпалните клетки“ или подоцитите, е решаващото слабо място. Това става ясно, когато се разгледа по-отблизо структурата и функцията на бъбречните корпускули. За да се филтрира кръвта и да се образува първичната урина, трябва да бъдат изпълнени определени изисквания: Кръвното налягане трябва да е достатъчно високо, за да прокара течността през капилярната стена в чашата. Капилярната стена, която функционира като филтърна мембрана, трябва да е пропусклива за водата и малките молекулни вещества, разтворени във водата, но непроницаема за кръвните протеини и разбира се за кръвните клетки, които не трябва да се екскретират.
Филтърната мембрана се състои от три части: от кръвната страна на "съдов ендотел", който има големи отворени пори. Следва "базовата мембрана", (извънклетъчна) мрежа от различни структурни протеини, главно колаген. От страна на урината клетъчният слой на "малките клетки на краката" ограничава филтъра. Тези силно диференцирани клетки имат разширения, с които клетката е закотвена в базалната мембрана. Процесите на едната клетка се захващат между тези на другата, без никога да се докосват. Те оставят празнина помежду си, така наречената „филтрационна цепка“, която е покрита от урината от тънък (извънклетъчен) покриващ слой, „цепната мембрана“. Течността се натиска през процепа. Това означава, че "първичната урина" не трябва да преминава през вътрешността на клетката по пътя си през филтъра; това е единственият начин да се разбере високата пропускливост на филтъра.
Решаващата, но и най-уязвимата структура на филтърната мембрана е клетката на крака. Той има две задачи, първо механична: Всяка артерия и всяка артериола - това е най-малката артерия, предшестваща капиляра - има тръбно яке, изработено от гладки мускули, което противодейства на разширяването на артерията от налягането на кръвта. Наляганията във филтърните капиляри на бъбречното тяло са само малко по-ниски, отколкото в горните артериоли. Тук стъпалните процеси на подоцитите поемат функцията на мускулните клетки. Процесите на стъпалата съдържат съкратителна система, „мускулен апарат“, чийто тон противодейства на разширяването на капилярите. В допълнение, крачната клетка определя пропускливостта на филтъра чрез образуването на филтриращите прорези и процепната мембрана. Ако филигранната структура на филтриращите слотове бъде унищожена по някаква причина, филтърът губи своята селективност, т.е. той вече не може да задържа веществата, които не трябва да се филтрират, протеините се екскретират в урината.
Решаващото значение на стъпалната клетка за чувствителността и ограничения регенеративен капацитет на бъбречното тяло е доказано експериментално в няколко статии. Важно беше да се осъзнае, че подоцитите наистина влизат в клетъчното делене, но не могат да го доведат до края. Въпреки че ядрото се дели, последващото клетъчно делене не се случва. Всеки опит за клетъчно делене води в най-добрия случай до би- или полинуклеарна клетка. Освен това ядреното делене, митозата, поставя клетките на краката в рискова ситуация. Той трябва да разтвори части от клетъчния си скелет, за да образува рамка, "вретеното", което е особено необходимо за митоза. В същото време той трябва да продължи да поддържа капиляра срещу кръвното налягане, въпреки че други подоцити могат да го представят само частично. Следователно всяко демонтиране на цитоскелета винаги крие риск да не може да устои на нарастващите сили на кръвното налягане и да позволи патологичното разширяване на капиляра. По този начин клетката на крака рискува да бъде механично напрегната в излишък и с определена вероятност за отказ.
Както вече казахме, за филтрирането са необходими относително високи налягания. Средното кръвно налягане при възрастни е около 100 mm Hg; това е налягането в големите артерии. В началото на артериолите кръвното налягане е около 70 mm Hg и след това рязко пада към капилярите; хидростатичното налягане в нормалните телесни капиляри е между 30 и 15 mm Hg. От друга страна, в гломерулните капиляри хидростатичното налягане все още преобладава от 55 до 45 mm Hg. Ако налягането в гломерулните капиляри падне под стойност от 45 mm Hg, филтрацията спира много бързо на, т.е., наляганията на определеното ниво са абсолютно необходими за филтриране. От друга страна, всяко повишаване на кръвното налягане в гломерулните капиляри над и над този диапазон много бързо се превръща в опасност, тъй като стъпалните процеси са по-слаби от мускулните клетки на артериолите. Следователно налягането в бъбречните корпускули трябва да се регулира много прецизно, достатъчно високо, за да се осъществи филтрацията, но не твърде високо, за да не се повредят тънките, пропускливи капилярни стени. Тази „разходка по въже“ характеризира структурата и функцията на бъбречното тяло: висока селективна пропускливост, но въпреки това устойчива.
Твърде високото капилярно налягане в бъбречните корпускули означава опасност. Както знаем днес, системното кръвно налягане, което обикновено се измерва на пациента, не е напълно безопасно регулирано на определено ниво, но физиологично се колебае за кратко нагоре и надолу. Краткото увеличение може да засегне и бъбречното тяло. През повечето време това няма последствия. Критично става само когато повишеното кръвно налягане се предава трайно върху бъбречното тяло, макар и отслабено. Аларменото ниво възниква, ако в хода на бъбречно заболяване, кръвното налягане, необходимо за филтрация, вече не е зададено толкова точно, както обикновено, ако твърде високото налягане засяга бъбречните корпускули, дори само временно, а самите структури са атакувани от болестния процес.
Каквито и да са вредните ефекти върху бъбречните корпускули в отделни случаи, подоцитът винаги е засегнат в крайна сметка, именно решаващата клетка ограничава регенерацията на бъбречното тяло след преодоляване на опасността. Подоцитът може по този начин да се сравни с нервна клетка, която също не може да бъде заменена; загубата им става очевидна в напреднали стадии, но не води до смърт. Ако, от друга страна, броят на нефроните падне под минимум, възниква животозастрашаваща ситуация, която в крайна сметка може да бъде управлявана само чрез диализа или трансплантация.
С нарастващата средна възраст на хората, хроничната бъбречна недостатъчност все повече се превръща в ограничаващо живота заболяване в световен мащаб. Заместителните терапии, трансплантациите и преди всичко редовната диализа са изключително скъпи, вече представляват значително натоварване на здравните бюджети по целия свят и разходите ще продължат да нарастват. Броят на пациентите, които изпитват хронична бъбречна недостатъчност всяка година и се нуждаят от лечение, се удвоява на всеки осем години в САЩ, а ситуацията в Германия вероятно ще бъде много подобна. В допълнение, тъй като лечението става все по-успешно, продължителността на живота на тези с хронично бъбречно заболяване се увеличава, увеличавайки още повече общия брой пациенти на диализа и трансплантация. Хроничната бъбречна недостатъчност вече се превърна в най-скъпото заболяване във вътрешните болести. Следователно всички изследователски усилия са оправдани, за да се разбере по-добре болестният процес.
Автор:
Професор доктор. Вилхелм Криц, Институт по анатомия и клетъчна биология, Im Neuenheimer Feld 307, 69120 Хайделберг,
Телефон (06221) 54 86 80