Школа дијализе (I део) – Функције бубрега
ЋЕЛИЈА И МЕТАБОЛИЗАМ
Најмања функционална јединица свих живих организама је ћелија.
У људском организму постоји мноштво различитих ћелија, које формирају различита ткива и органе.
Иако се типови ћелија значајно разликују по облику и функцији, нпр. нервне ћелије и ћелије јетре, ипак све ћелије имају нека иста основна својства.
„Контролни центар“ у свакој ћелији је једро, које садржи хромозоме, тј. наследни материјал.
Једро је окружено са цитоплазмом, простором испуњеним течношћу која садржи растворене соли, беланчевине и многе друге супстанце.
То је место где се одиграва већина биохемијских реакција у људском организму.
Спољни омотач око ћелије је ћелијска мембрана, која је семипермеабилна, тј. пропусна за мање молекуле, као што су вода и уреја, али не и за веће молекуле, као што су нпр. протеини.
У свим билионима ћелија људског организма, један огроман број биохемијских реакција се одиграва у сваком моменту, производећи енергију и састављајући ћелијске компоненте из енергетских супстанци и градећи материје од компоненти достављених крвљу.
Реакције којима се нешто изграђује, ствара, формира, – су део процеса званог анаболизам.
Када се супстанце разграђују, тај процес називамо катаболизам.
Укупан збир свих ових хемијских реакција у људском организму, зове се метаболизам.
Компоненте које учествују у овим процесима означавају се као метаболити.
К Р В
Крв је комплексна течност која континуирано протиче кроз сваки део људског организма, вршећи животно важне функције:
- Главна функција крви је да буде транспортни пут у организму, нпр. кисеоник и храњиве материје доводи до сваке ћелије људског организма, а из ћелије односи угљен-диоксид и отпадне продукте.
- Омогућује унутрашњу комуникацију у организму преносећи сигналне супстанце, нпр. хормоне, од једног ткива до другог.
- Преноси многе од ћелија и фактора имунолошког система одбране организма.
Вршећи своју транспортну функцију, крв циркулише организмом захваљујући једном снажном мишићу, срцу, које пумпа крв у сложену мрежу крвних судова.
Ова мрежа се може поделити на артерије, крвне судове који одводе крв из срца, и вене, крвне судове који доводе крв до срца.
Најмањи крвни судови, који прожимају сва ткива људског организма и снабдевају сваку ћелију крвљу, зову се капилари. Они су веза артеријског система са системом вена.
Срце и крвни судови, заједно се означавају као кардиоваскуларни систем.
Крв чини приближно око 8% тежине људског организма, што значи да особа тешка 70 кг има око 5-6 литара крви.
Центрифугирањем је могуће поделити крв на њене саставне компоненте, крвне ћелије и плазму.
Плазма садржи растворене соли и протеине, али највећи део плазме је вода (92%).
Постоје три главне врсте крвних ћелија:
– црвена крвна зрнца, еритроцити, су најбројнији (4-5 милиона/мл). Она садрже беланчевину хемоглобин (црвени пигмент крви) који везује кисеоник и угљен-диоксид и служи као транспортер ова два гаса у крви.
– бела крвна зрнца, леукоцити, чине мешавину сродних ћелија (4-10 хиљада/мл), са различитим улогама у систему имунолошке одбране организма: нпр. макрофаги „прождиру“ и растачу стране честице, а Б-лимфоцити производе имуноглобулине.
– крвне плочице, тромбоцити, су најмање крвне ћелије и има их 150-400 хиљада/мл. Оне садрже супстанце важне за процес згрушавања крви, процес који се покреће чим се ове ћелије активирају озледом крвног суда.
Међу беланчевинама крви, поменимо три главна представника:
– Албумин, одржава осмотски притисак и волумен крви, чинећи да крв не излази кроз зидове крвног суда.
– Имуноглобулини (антитела) су део имунолошког, одбрамбеног система, са способношћу да идентификују стране супстанце и помогну њихову деструкцију.
– Фибриноген је беланчевина система згрушавања. У случају неке озледе, он ствара фибрин, који чини мрежу за формирање крвног угрушка (тромба).
Многе ћелије које учествују у систему имунолошке одбране организма, преносе се крвљу. Леукоцити и антитела су већ раније поменути, али значајан је и тзв. систем комплемента. Он се састоји од сродних протеина који активирају једни друге у ланчаној реакцији.
Систем коагулације (згрушавања) крви је врло сложен и обухвата тромбоците и мноштво крвних протеина које активира повреда крвног суда.
ХОМЕОСТАЗА (УРАВНОТЕЖЕЊЕ, РАВНОМЕРНОСТ)
Да би функционисале, све ћелије људског организма захтевају веома стабилно окружење. Тако једна компликована мрежа физиолошких механизама обезбеђује да, нпр. температура, концентрација електролита, pH и количина воде, се одржавају унутар веома уских граница.
Ова тенденција ка стабилности у унутрашњем окружењу, означава се као хомеостаза.
У циљу одржавања хомеостазе, сва излучивања из организма, морају увек да одговарају уношењу у организам.
У гастроинтестиналном тракту се из сварене хране и пића апсорбују вода и храњиве материје, а у плућима се узима кисеоник из унетог ваздуха.
Ове супстанце се транспортују крвљу до свих ћелија, где бивају кориштене за производњу енергије и компоненти ћелије. Крајњи продукти метаболизма, које ћелије не могу више користити, тзв. отпадни продукти, морају се излучити и однети крвљу даље од ћелија.
Крв тако садржи мешавину, храњивих материја, које треба задржати у организму, и отпадних продуката које треба избацити из организма.
Један од отпадних продуката који се ствара у великој количини, јесте угљен-диоксид, CO2: крајњи продукт који настаје када се храна, састављена од угљених-хидрата, масти и беланчевина, претвара у енергију (процес сличан сагоревању, али без пламена).
CO2се транспортује крвљу из ћелија до плућа, где се избацује путем издисања.
Ако не рачунамо CO2 и воду, која се делом такође издише преко плућа, а у одређеној количини се екскретује знојем и столицом, сви остали отпадни продукти и највећи део воде, елиминишу се бубрезима и избацују из организма мокраћом.
Измет (столица) се не може сматрати начином излучивања, него једноставно остатком који треба уклонити када све корисне материје из унетих хране и пића, буду искориштене.
Ипак један део воде нормално се уклања из организма столицом.
У закључку: обзиром да се сви отпадни продукти уклањају из организма или плућима, или бубрезима, ова два органа регулишу хомеостазу у људском организму.
ФУНКЦИЈЕ БУБРЕГА
Бубрези су витални органи за елиминацију штетних продуката метаболизма, али они такође регулишу састав телесних течности.
Додатно, они су и место производње неких важних хормона. Тако да је функција бубрега двострука: екскреторна и секреторна (излучују и луче).
Екскреторна функција бубрега је неопходна за одржавање хомеостазе у људском организму.
Бубрежна функција је есенцијална за регулацију биланса воде и електролита (растворене соли), као и за одржавање ацидо-базне равнотеже.
Даље, отпадни продукти метаболизма се требају уклонити из крви. Ту спада велики број супстанци, чији је главни представник уреа. Уреа је азотна материја, мале молекулске масе, која настаје катаболизмом протеина. Следећи значајан отпадни продукт, посебно метаболизма мишића, је креатинин. Осим природних отпадних материја, бубрези такође екскретују и стране супстанце, као што су отрови (нпр. алкохол) и лекови.
Производ бубрежне екскреције јесте мокраћа. Састав мокраће зависи од унутрашњег биланса воде, електролита и киселина, као и од метаболичког стања организма.
Нормално, мокраћа је нешто киселији раствор, који садржи 96% воде, 2% урее, и 2% других супстанци, укључујући соли и киселине. Жућкаста боја урина потиче од жучних пигмената.
Секреторне или хормонске (ендокрине) функције бубрега, подразумевају лучење три главна хормона:
– Ренин, је хормон који утиче на регулацију крвног притиска. То је беланчевина која настаје у бубрежним каналићима и ослобађа се у крв. Прекомерна продукција овог протеина, што се може десити у бубрежној инсуфицијенцији, довести ће до повишења крвног притиска. То се може анулирати применом лекова за снижавање крвног притиска.
– Еритропоетин (ЕпО), је хормон који стимулише костну срж на продукцију црвених крвних зрнаца (еритроцита). Генетским инжењерингом је сада могуће добити велике количине овог хормона из културе ћелија. Лечење еритропоетином се сматра великим напретком у побољшању стања многих бубрежних болесника, обзиром да се тиме сузбија анемија, од које пати већина ових пацијената.
– Витамин Д је неопходан за ресорпцију калцијума из хране доспеле у танко црево. Овај витамин се прво уноси храном. У бубрезима он подлеже хемијској модификацији, при чему настаје активни облик овог витамина. Недостатак овог витамина доводи до смањене ресорпције калцијума, што на дужи рок доводи до слабости костију (остеодистрофије). Бубрежним болесницима се витамин Д може давати као лек.
ОРГАНИ УРОТРАКТА
Бубрези су парни пасуљасти органи, сваки у просеку, величине песнице. Налазе се близу стражњег зида трбушне дупље, по један са сваке стране кичме.
Сваки бубрег је снабдевен крвљу преко (бубрежне) артерије реналис, која је грана главног стабла артеријске циркулације: аорте. Око 20% крви која протиче кроз аорту одлази у бубрежне артерије.
Крв напушта бубреге преко (бубрежних) вена реналис, које се уливају у доњу шупљу вену. То је велика вена која прима крв из делова тела који су испод дијафрагме и одводи ту крв назад у срце.
Мокраћа коју бубрези створе, сакупља се у бубрежној карлици, која функционише као левак.
Мокраћа континуирано тече кроз мокраћоводе (уретере) до мокраћне бешике.
Мокраћна бешика је врећа која служи као резервоар за урин.
Када се накупи 200-300 мл мокраће, тај притисак стимулише нервни систем и појављује се потреба за измокравањем; иако је капацитет бешике скоро 500 мл.
Уретра или мокраћна цев, одводи урин из бешике у спољну средину. Мушка уретра је дуга око 20 цм, док је код жена дугачка само 4 цм. То објашњава повећану склоност ка инфекцијама мокраћних путева, која постоји код жена.
АНАТОМИЈА БУБРЕГА
Бубрег је покривен танком везивном капсулом. Кора бубрега (cortex) је слој црвенкасто-смеђег ткива (дебљине 10-15 мм), које се налази одмах испод чахуре бубрега. Унутрашњи слој, медула бубрега, састоји се од 6-18 пирамида. То су светлије, браздасте структуре облика купе, чији је врх усмерен ка центру бубрега. Свака пирамида завршава у сабирном каналићу, који се празни у пелвис реналис.
Основна функционална јединица бубрега је нефрон, који је у стању самостално да ствара мокраћу. Састоји се од сложене мреже крвних капилара, која окружује завијени каналић. Процењује се да сваки бубрег има око један милион нефрона.
НЕФРОН
Процес стварања мокраће, који се одвија у сваком нефрону, може се поделити у 3 фазе: Гломерулска филтрација, тубулска реапсорпција и тубулска секреција.
- Гломерулска филтрација
Крв из бубрежне артерије улази у нефрон преко (доводне) аферентне артериоле и расипа се у мрежу капилара, бубрежни гломерул. На крају, утиче у (одводну) еферентну артериолу, која је тања, тј. ужа од доводне артериоле. Та разлика ствара хидростатски притисак у гломерулу и крвна вода се цеди у Бовманову капсулу. Ова течност у Бовмановој капсули се зове гломеруларни филтрат или примарна мокраћа и личи на плазму без протеина. У просеку 1800 литара крви протекне кроз бубреге сваких 24 часа и од тога, око 180 литара се исфилтрира у гломерулу као примарна мокраћа.
Процес филтрације је веома неселективан. Шта ће се тачно исфилтрирати зависи од пермеабилности гломерулске базалне мембране (ГБМ), која се налази између гломерулских капилара и Бовманове капсуле, и од молекулске масе супстанци. Вода и мале молекуле лако пролазе кроз ову мембрану, док велике молекуле, као што су протеини и крвне ћелије, бивају, због величине, задржани у крви.
- Тубулска реапсорпција
Из Бовманове капсуле, примарна мокраћа улази у бубрежни каналић (тубулус). Овде се већи део течности и растворених супстанци реапсорбује назад у крв перитубулских капилара, који чине једну велику мрежу и у тесном су контакту са тубулима. Овај процес, тубулска реапсорпција, је селективан и контролисан је механизмима и активног (са утрошком енергије) и пасивног транспорта. Све док се не реапсорбује 99% гломерулског филтрата.
Креатинин, који је нус-продукт катаболизма мишића, се не реапсорбује уопште. Слично, и уреа, као и урати, који су нус-производи катаболизма протеина, се веома мало реапсорбују.
А супстанце које су потребне организму, као што су глукоза, амино-киселине, витамини и бикарбонати, – нормално се потпуно реапсорбују у крв.
Електролити се апсорбују у различитим количинама, чиме се регулише биланс електролита и одржава равнотежа (хомеостаза) у организму.
Највећи део воде (99%) се такође реапсорбује у крв. Ово се дешава док примарна мокраћа протиче кроз различите делове тубула: проксимални тубул, Хенлеову петљу, дистални тубул и сабирни каналић.
- Тубулска секреција
Лекови, неке стране материје и друге нежељене супстанце које се морају уклонити у већем степену него што је то могуће филтрацијом у гломерулима, додатно се уклањају активном секрецијом из крви у тубуле.
Јон водоника (хидрогена, киселине) се секретује у тубуле и у сличном процесу се бикарбонат регенерише. Тако се одржава ацидо-базна равнотежа у организму.
У дисталном тубулу и сабирном каналићу, завршни састав урина одређују хормони, нпр. антидиуретски хормон (АДХ) и алдостерон. Мокраћа из нефрона излази преко сабирног каналића и улази у пелвис (карлицу) бубрега.
Резултат свих трију процеса јесте концентрација урина. Тако се, током проласка крви кроз бубрег, иста пречишћава, а вода, електролити и ацидо-базни статус се нормализују.
КЛИРЕНС и ЈГФ
Успешност бубрега у одржавању хомеостазе може се проценити испитивањем екскреторне функције бубрега. Поремећаји у одржавању равнотеже воде, електролита и ацидо-базног статуса, исто као и накупљање отпадних продуката метаболизма у крви, указују на слабљење бубрежне функције.
Директнији начин процене бубрежних капацитета за пречишћавање крви јесте одређивање клиренса.
Клиренс је количина крви коју бубрези потпуно очисте од неке супстанце за одређено време, (обично се изражава у мл/мин).
Математички се изражава као: К= стопа елиминације/концентрација у крви
Најчешћи начин испитивања бубрежних функција јесте процењивање (стопе, или) јачине гломерулске филтрације (ЈГФ). За ту сврху, пожељно је имати супстанцу која се потпуно филтрује у гломерулима, а уопште се не апсорбује нити секретује у каналићима. За такве супстанце клиренс (К) (мл/мин.) је једнак ЈГФ (мл/мин.).
Креатинин је нус-продукт метаболизма мишића који се већим делом уклања из крви филтрацијом у гломерулима. Да би смо израчунали клиренс креатинина, морамо знати стопу екскреције креатинина и концентрацију креатинина у крви. У клиничкој пракси се скупља 24-орочасовни урин и одреди се укупна количина урина и концентрација креатинина у њему.
Током прикупљања урина, узме се и узорак крви пацијента и одреди концентрација креатинина у плазми. Бубрези који нормално функционишу, имају клиренс креатинина, а тиме и ЈГФ, око 120 мл/мин. Са старошћу клиренс креатинина опада и око 70.-е године, он је смањен за око 50%.
Други начин процене ЈГФ, јесте испитивање клиренса стране материје, нпр. инулина, или радиоактивним изотопом обележеног 51Cr-EDTA. Ове супстанце се убризгавају у крв и њихова елиминација из крви има облик силазне криве линије. У овом случају нема потребе за прикупљањем урина.
БУБРЕЖНА ИНСУФИЦИЈЕНЦИЈА
Када бубрежне функције слабе нагло, тј. када је у питању акутна бубрежна (слабост) инсуфицијенција, то може бити привремени проблем, те се пацијент после краћег периода лечења може потпуно опоравити.
Слабије снабдевање бубрега крвљу или блокада протока урина, могу изазвати акутну бубрежну слабост.
Трауматска оштећења бубрега, нпр. у саобраћајним незгодама, такође могу смањити функционалност бубрега.
Одређене врсте упала бубрега, могу се нагло појавити и имати рапидно брз исход.
Ако се акутна бубрежна слабост настави и продужи у дуготрајну слабост бубрежних функција, то стање се тада назива хронична бубрежна слабост. Хронична бубрежна слабост може такође настати као последица постепеног слабљења бубрежних функција, током дужег временског периода. У таквим ситуацијама, бубрези су неповратно оштећени и њихова функција се више никада неће повратити.
Пацијенти са крајњим степеном болести бубрега (енгл.ЕSRD) имају ЈГФ мању од 5 мл/мин и да би преживели морају се подврћи лечењу надокнађивањем бубрежних функција (RRT), као што су трансплантација бубрега или дијализа.
Када бубрези затаје, смањује се стварање мокраће, а уринарне супстанце, тј. вода и отпадне материје се нагомилавају у организму.
Како се бубрежна слабост погоршава тако настају и поремећаји у свим системима органа: синдром који се означава као уремија.
Најчешћи симптоми су замарање при малом напору, слабљење апетита, мучнина и сврбеж коже.
Карактеристичан знак уремије је кожа боје беле кафе.
Ако се не приступи лечењу уремије, ово стање може узроковати смрт.
Главни узрок хроничне бубрежне слабости је гломерулонефритис, тј. упала гломерула. Овај појам се односи на широк спектар запаљењских обољења која погађају гломеруле.
Други важан узрок ХБИ је дуготрајна (15-20 година) шећерна болест, која повећава структурна оштећења бубрега. У циљу превенције ових промена, верује се да је од највећег значаја стриктна контрола нивоа крвног шећера.
Осим ових, постоје и бројни други узроци ХБИ.
Усходне инфекције уротракта, могу у појединим случајевима, досегнути пијелон и изазвати пијелонефритис.
Артеријска хипертензија, током дужег периода, може довести до отврдњавања малих крвних судова у бубрегу, нефроангиосклерозе.
Неке конгениталне болести доводе до деструкције ткива бубрега, таква је нпр. Полицистична болест бубрега.
ЛЕЧЕЊЕ БУБРЕЖНЕ ИНСУФИЦИЈЕНЦИЈЕ
Све до 1960. године сви пацијенти са хроничном бубрежном слабошћу су умирали због уремије.
Током последњих декада XX века са успехом се развијају разни терапијски модалитети.
Када се функције бубрега смање на 20% нормалног капацитета бубрежних функција, пацијенту се прописује специјална дијета, са смањеним садржајем беланчевина, натријума, калијума и фосфора.
Дијета која се заснива на смањеном уносу протеина, значи мању концентрацију у крви азотних нус-продуката метаболизма протеина, као што су уреа и креатинин.
Нагомилавање натријума и калијума у организму доводи до ретенције течности и срчаних аритмија.
Држањем стриктне дијете може се одложити почетак лечења дијализом.
Остале терапијске мере, оваквог, конзервативног, третмана, подразумевају примену антихипертензивних лекова, ради контроле крвног притиска, примену бикарбоната ради кориговања ацидозе и евенуално, примену прашкастих катионских адсорбера, ради превенције хиперкалијемије.
Када се функционалност бубрега смањи на само 10%, тада се не може више одлагати активно лечење: дијализом, било хемодијализом (ХД), или перитонеумском дијализом (ПД), или трансплантацијом бубрега.
Хемодијализа подразумева пречишћавање крви изван организма, вантелесно (екстракорпорално), са вештачким бубрегом.
Принцип хемодијализе је следећи: крв тече са једне стране танке мембране, а отпадни продукти кроз мембрану прелазе у циркулишућу дијализну течност, која се налази са друге стране мембране.
Типична (стандардна) хемодијализа, се врши три пута седмично, по 4 до 5 часова.
Варијанте екстракорпоралног дијализног третмана су хемофилтрација (ХФ) и хемодијафилтрација (ХДФ).
Код перитонеумске дијализе, мембрана која облаже зид трбушне дупље (трбушна марамица, лат. перитонеум) служи као замена за бубрег. Преко посебног катетера, обично се око 2 литра дијализне течности, инстилира у трбушну дупљу. Отпадни продукти метаболизма прелазе са места веће, ка месту мање концентрације, по принципима дифузије и осмозе, а то значи из крви перитонеалних капилара у дијализну течност трбушне дупље. После одређеног времена, дијализна течност се испушта из трбушне дупље и замењује свежим раствором.
За разлику од хемодијализе, перитонеумска дијализа је најчешће континуирана терапија, (CAPD), тј. пацијент све време носи (и повремено мења) дијализну течност у трбушној дупљи.
После успешне трансплантације бубрега, пацијент се може скоро сасвим вратити у нормалане животне и радне обавезе. Најчешћи проблеми у вези са трансплантацијом су: потешкоће у проналажењу одговарајућег бубрега и ризик од одбацивања истог од стране организма примаоца.
Трансплантирани бубрег може бити од живог даваоца, превасходно блиског сродника, или од умрле особе (кадаверични бубрег).
Од суштинске је важности да бубрег донора (даваоца) буде прихваћен од стране организма реципијента (примаоца).
Као и у случају трансфузија, важно је и слагање крвних група, али ткивни антигени (HLA-систем), треба да буду што подударнији.
После операције, имунолошки (одбрамбени) систем пацијента се мора супримирати, иначе ће бити јако подстакнут и активан у одбрани од страног ткива и трансплантирани бубрег ће вероватно бити одбачен. У те сврхе се обично користе снажни имуносупресивни лекови, као што су циклоспорин А и кортикостероиди.
Трансплантат (графт) се смешта у предњи доњи квадрант абдомена, изван перитонеума, а да би био довољно заштићен и доступан хирургу, односно дијагностици.
Крвни судови графта се спајају на карличне крвне судове, а уретер на мокраћну бешику.
Обично се пацијентови нефункционишући бубрези остављају на њиховом месту, тј. не уклањају се.
Данас је трансплантација бубрега веома успешна, једногодишње преживљавање графта је у више од 90% трансплантираних, када је графт добијен од живог даваоца, и у више од 70% трансплантираних, када је графт узет са кадавера.
.
DiaBloG – ST
.
Preporučujemo i ostale lekcije iz naše mini-Škole dijalize:
Школа дијализе (II део) – Транспортни принципи
Школа дијализе (III део) – Принципи дијализе
Школа дијализе (IV део) – Дијализатор
Школа дијализе (V део) – Апарат за хемодијализу
Школа дијализе (VI) део – Дијализни третман
. . .
Dijaliza 