Potrebuje človek dve obličky? t Heidelberg
Prečo majú ľudia dve obličky, to nie je otázka, ktorá sa primárne týka Wilhelma Kriza a jeho kolegov z Ústavu pre anatómiu a bunkovú biológiu, ale ich výskum môže poskytnúť aj odpoveď. Vedci sa zameriavajú na veľmi zvláštny typ buniek, „bunky malých nôh“. Zaisťujú, aby obličky iba správne vylučovali nežiaduce látky, ale tvoria si tiež achillovú pätu. Ak z akýchkoľvek dôvodov zahynú, nemožno ich nahradiť. S dvoma obličkami si príroda vytvorila takpovediac rezervný vankúš. Vyvolávajú darcovia obličky riziko, že sami zlyhajú?
V civilizovaných krajinách sa stalo samozrejmosťou vedomia ľudí, že obličky môžu v priebehu života znižovať svoje funkcie a dochádza k zlyhaniu obličiek. Prežitie je možné vymeniť za funkciu obličiek, a to buď pravidelným umývaním krvi, dialýzou alebo transplantáciou zdravých obličiek. Je prípustné, aby príbuzní a zdravotná stránka darovali obličku, takže darca a príjemca môžu naďalej žiť iba s jednou obličkou. Nezkracuje to dĺžku života darcu, alebo aspoň neexistujú dôkazy o opaku. Pre príjemcu je pokračovanie života s obličkami blízkeho príbuzného zďaleka najlepšou zo všetkých možných terapií.
Obe časti nefrónu, obličkový teliesko a obličkové kanáliky, sa správajú veľmi odlišne, keď sú poškodené v priebehu chorôb. Obličkové tubuly sa môžu dobre zotaviť aj po rozsiahlom poškodení a zvyčajne úplne obnovia svoju funkčnosť - v období regenerácie je však takmer vždy na prekonanie medzery nevyhnutná dialýza. Na druhej strane obličkové telieska môžu opraviť poškodenie iba obmedzene a mŕtvy glomerulus sa nedá nahradiť. Navyše, s jeho zánikom degeneruje súvisiaci tubul obličiek a s ním aj celý nefrón.
Aby sme pochopili chronické zlyhanie obličiek, musíme si položiť otázku: Prečo majú obličkové telieska také zlé regeneračné schopnosti? Moja pracovná skupina v Ústave pre anatómiu a bunkovú biológiu sa touto otázkou zaoberá asi päť rokov a dospeli sme k záveru, že veľmi zvláštnym typom bunky v obličkových telieskach, „bunkách nôh“ alebo podocytoch, je zásadné slabé miesto. Je to zrejmé, keď sa bližšie pozrieme na štruktúru a funkciu obličkových teliesok. Aby bolo možné filtrovať krv a tvoriť primárny moč, musia byť splnené určité podmienky: Musí existovať dostatočne vysoký krvný tlak, aby sa tekutina dostala cez kapilárnu stenu do pohára. Stena kapiláry, ktorá funguje ako filtračná membrána, musí byť priepustná pre vodu a malé molekulové látky rozpustené vo vode, ale nepriepustná pre krvné bielkoviny a samozrejme pre krvné bunky, ktoré by sa nemali vylučovať.
Filtračná membrána sa skladá z troch častí: na krvnej strane „vaskulárneho endotelu“, ktorý má veľké otvorené póry. Potom nasleduje „bazálna membrána“, (extracelulárna) sieť rôznych štrukturálnych proteínov, hlavne kolagénu. Na strane moču obmedzuje filter bunková vrstva „buniek malých nôh“. Tieto vysoko diferencované bunky majú rozšírenia, pomocou ktorých je bunka ukotvená v bazálnej membráne. Procesy jednej bunky sa zachytávajú medzi procesmi druhej bez toho, aby sa navzájom dotkli. Nechávajú medzi sebou medzeru, takzvanú „filtračnú štrbinu“, ktorá je na strane moču pokrytá tenkou (extracelulárnou) krycou vrstvou, „štrbinovou membránou“. Kvapalina je stlačená cez štrbinu. To znamená, že „primárny moč“ nemusí na svojej ceste filtrom prechádzať vnútrom bunky; iba tak pochopíte vysokú priepustnosť filtra.
Rozhodujúcou, ale aj najzraniteľnejšou štruktúrou filtračnej membrány je bunka chodidla. Má dve úlohy, najskôr mechanickú: Každá tepna a každá arteriol - to je najmenšia tepna, ktorá predchádza kapiláre - má tubulárny plášť z hladkých svalov, ktorý pôsobí proti expanzii tepny tlakom krvi. Tlak vo filtračných kapilárach obličkového telieska je len o málo nižší ako v predných arteriolách. Tu procesy nôh podocytov preberajú funkciu svalových buniek. Procesy chodidla obsahujú kontraktilný systém, „svalový aparát“, ktorého tón pôsobí proti rozšíreniu kapilár. Bunka chodidla navyše určuje permeabilitu filtra tvorbou filtračných štrbín a štrbinovej membrány. Ak je filigránová štruktúra filtračných štrbín z nejakého dôvodu zničená, filter stráca svoju selektivitu, to znamená, že už nedokáže zadržať látky, ktoré by sa nemali filtrovať, bielkoviny sa vylučujú močom.
Rozhodujúci význam bunky nohy pre citlivosť a obmedzenú regeneračnú kapacitu obličkového telieska bol experimentálne dokázaný v niekoľkých prácach. Bolo dôležité si uvedomiť, že podocyty vstupujú do bunkového delenia, ale nemôžu to viesť až do konca. Aj keď sa jadro rozdeľuje, k následnému deleniu buniek nedochádza. Akýkoľvek pokus o bunkové delenie vedie v najlepšom prípade do dvoj- alebo viacjadrových buniek. Okrem toho jadrové delenie, mitóza, stavia bunky chodidla do rizikovej situácie. Musí rozpustiť časti svojej bunkovej kostry, aby vytvorila kostru, „vreteno“, ktoré je zvlášť potrebné pri mitóze. Zároveň by mal pokračovať v podpore kapiláry proti krvnému tlaku, hoci iné podocyty ju môžu predstavovať iba čiastočne. Akákoľvek demontáž cytoskeletu preto vždy predstavuje riziko, že nebude schopný odolať rozširujúcim sa silám krvného tlaku a umožní patologickú expanziu kapiláry. Pri tom hrozí, že bunka malých nôh bude nadmerne mechanicky namáhaná as určitou pravdepodobnosťou poruchy.
Ako už bolo povedané, na filtráciu sú potrebné pomerne vysoké tlaky. Priemerný krvný tlak u dospelých je asi 100 mm Hg; to je tlak vo veľkých tepnách. Na začiatku arteriol je krvný tlak asi 70 mm Hg a potom prudko klesá smerom k kapiláram; hydrostatické tlaky v normálnych kapilárach tela sú medzi 30 a 15 mm Hg. V glomerulárnych kapilárach naopak hydrostatické tlaky stále prevažujú nad 55 až 45 mm Hg. Ak tlak v glomerulárnych kapilárach klesne pod hodnotu 45 mm Hg, filtrácia sa veľmi rýchlo zastaví na, to znamená, že tlaky na stanovenej úrovni sú pre filtráciu nevyhnutne potrebné. Na druhej strane, akékoľvek zvýšenie krvného tlaku v glomerulárnych kapilárach nad a nad týmto rozsahom sa veľmi rýchlo stáva nebezpečným, pretože procesy chodidla sú slabšie ako svalové bunky arteriol. Tlak v obličkových telieskach musí byť preto regulovaný veľmi presne, dostatočne vysoký, aby došlo k filtrácii, ale nie príliš vysoký, aby nedošlo k poškodeniu tenkých, priepustných stien kapilár. Táto chôdza po lane charakterizuje štruktúru a funkciu obličkového telieska: vysoká selektívna permeabilita, napriek tomu odolná.
Príliš vysoký kapilárny tlak v obličkových telieskach znamená nebezpečenstvo. Ako dnes vieme, systémový krvný tlak, ktorý sa zvyčajne meria na pacientovi, nie je úplne bezpečne regulovaný na určitej úrovni, ale fyziologicky kolíše krátko nahor a nadol. Krátke zvýšenie môže mať vplyv aj na teliesko obličiek. Väčšinou to nemá žiadne následky. Kritickým sa stáva až vtedy, keď sa zvýšený krvný tlak permanentne prenáša na obličkové teliesko, aj keď oslabené. Úroveň alarmu existuje, ak v priebehu ochorenia obličiek prestane byť požadovaný krvný tlak potrebný na filtráciu nastavený tak presne, ako je obvyklé, ak príliš vysoký tlak ovplyvňuje obličkové telieska, hoci len dočasne, a samotné choroby sú napadnuté chorobným procesom.
Nech už sú škodlivé účinky na obličkové telieska akékoľvek, v jednotlivých prípadoch sú vždy ovplyvnené, vždy je ovplyvnený podocyt, je to rozhodujúca bunka, ktorá obmedzuje regeneráciu obličkových teliesok po prekonaní nebezpečenstva. Podocyt sa tak môže porovnávať s nervovou bunkou, ktorá sa tiež nedá nahradiť; ich strata je zrejmá v pokročilých štádiách, ale nevedie k smrti. Ak počet nefrónov naopak klesne pod minimum, nastane život ohrozujúca situácia, ktorú je možné v konečnom dôsledku zvládnuť iba dialýzou alebo transplantáciou.
S rastúcim priemerným vekom ľudí sa chronické zlyhanie obličiek stáva čoraz viac chorobou obmedzujúcou život na celom svete. Náhradné terapie, transplantácie a predovšetkým pravidelná dialýza sú mimoriadne drahé, už teraz predstavujú značnú záťaž pre rozpočty na zdravotníctvo na celom svete a náklady budú stále stúpať. Počet pacientov, ktorí každý rok pociťujú chronické zlyhanie obličiek a vyžadujú si liečbu, sa v USA zdvojnásobuje každých osem rokov a situácia v Nemecku bude pravdepodobne veľmi podobná. Okrem toho, ako je liečba stále úspešnejšia, zvyšuje sa dĺžka života pacientov s chronickým ochorením obličiek, čím sa celkový počet pacientov na dialýze a transplantáciách ešte zvyšuje. Chronické zlyhanie obličiek sa už stalo najdrahšou chorobou v internom lekárstve. Preto je všetko výskumné úsilie oprávnené, aby bolo možné lepšie pochopiť chorobný proces.
Autor:
Prof. Dr. Wilhelm Kriz, Ústav pre anatómiu a bunkovú biológiu, Im Neuenheimer Feld 307, 69120 Heidelberg,
Telefón (06221) 54 86 80