Механизмы работы почек при синдроме Бартера: что происходит внутри

Синдром Бартера представляет собой группу редких наследственных заболеваний почек, при которых нарушается их способность реабсорбировать (всасывать обратно) соль. Понимание того, какие именно механизмы работы почек при синдроме Бартера дают сбой, является ключом к осознанию сути этого состояния. В основе лежит генетический дефект, который «ломает» тонкие процессы транспорта ионов в почечных канальцах. Это приводит к целой цепи последствий: потере электролитов с мочой, обезвоживанию и сложным гормональным изменениям, которые организм запускает в попытке компенсировать нарушения.

Что такое синдром Бартера: краткий обзор

Синдром Бартера — это не одно заболевание, а собирательное название для нескольких генетически обусловленных тубулопатий. Тубулопатии — это патологии, связанные с нарушением функции почечных канальцев, которые являются частью нефрона, основной структурной единицы почки. В норме почки фильтруют кровь, образуя первичную мочу, из которой затем в канальцах всасывается обратно в кровь всё необходимое: вода, глюкоза, аминокислоты и важнейшие ионы (электролиты), такие как натрий, калий, хлор, кальций и магний. При синдроме Бартера этот механизм обратного всасывания солей нарушен. В результате организм теряет с мочой критически важные вещества, что и определяет клиническую картину заболевания. Главными последствиями этой «утечки» становятся гипокалиемия (низкий уровень калия в крови) и метаболический алкалоз (смещение кислотно-щелочного баланса крови в щелочную сторону).

Ключевой участок поражения: толстый восходящий отдел петли Генле

Чтобы понять суть синдрома Бартера, необходимо представить, как устроен нефрон. Одной из его важнейших частей является петля Генле, которая имеет восходящий и нисходящий отделы. Именно в толстом восходящем отделе петли Генле (ТВОПГ) происходит основное событие, нарушенное при большинстве типов этого синдрома. Этот участок можно сравнить с мощной насосной станцией. Его клетки активно перекачивают ионы натрия, калия и хлора из мочи обратно в ткани почки, а оттуда — в кровь. За эту работу отвечает сложный белковый комплекс, главный из которых — натрий-калий-2-хлоридный котранспортер (NKCC2). Он, как единый механизм, захватывает сразу три иона (один натрия, один калия и два хлора) и переносит их через мембрану клетки. Именно слаженная работа миллионов таких «насосов» в ТВОПГ позволяет организму удерживать соль и, как следствие, воду.

Поломка на молекулярном уровне: дефект транспортных белков

Причиной синдрома Бартера является мутация в гене, который кодирует один из белков, участвующих в транспорте ионов в толстом восходящем отделе петли Генле. В зависимости от типа синдрома, «ломается» разный белок, но результат схож: транспорт солей останавливается или значительно ослабевает. Если представить котранспортер NKCC2 в виде насоса, то при синдроме Бартера I типа этот насос просто не работает из-за дефектной конструкции. При других типах могут быть сломаны вспомогательные каналы, например, калиевый канал ROMK, который должен возвращать калий обратно в просвет канальца для поддержания работы основного насоса. Без этой «подпитки» калием основной транспортер NKCC2 также останавливается. В итоге соль (хлорид натрия) не может покинуть почечный каналец, остается в моче и в больших количествах выводится из организма, увлекая за собой воду.

Цепная реакция в организме: как развивается каскад нарушений

Первичная «поломка» в петле Генле запускает целый каскад компенсаторных, но в конечном счете вредных для организма реакций. Организм пытается исправить ситуацию, но из-за основного дефекта лишь усугубляет дисбаланс. Вот как это происходит поэтапно:

• Потеря солей и воды. Из-за неработающих транспортеров в ТВОПГ почки не могут реабсорбировать натрий и хлор. Эти ионы остаются в моче, повышая ее осмотическое давление и увлекая за собой воду. Это приводит к полиурии (увеличенному объему мочи) и хроническому обезвоживанию (гиповолемии).
• Активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС). В ответ на снижение объема циркулирующей крови и низкое поступление натрия в специальный отдел нефрона (macula densa) почки начинают усиленно вырабатывать гормон ренин. Ренин запускает ренин-ангиотензин-альдостероновую систему — мощный механизм, направленный на удержание натрия и воды в организме.
• Развитие гипокалиемии и метаболического алкалоза. Конечный продукт активации РААС — гормон альдостерон. Он действует на конечные отделы нефрона, заставляя их клетки усиленно всасывать натрий. Однако этот процесс не бесплатен: в обмен на каждый ион натрия клетка должна выделить в мочу ион калия или ион водорода. Поскольку из-за дефекта в петле Генле в конечные отделы поступает аномально много натрия, альдостерон работает в авральном режиме. Это приводит к массивной потере калия (развивается тяжелая гипокалиемия) и ионов водорода (формируется метаболический алкалоз).
• Нарушение обмена кальция и магния. Нормальная работа толстого восходящего отдела петли Генле создает положительный электрический потенциал в просвете канальца, который «выталкивает» ионы кальция и магния в кровь. При синдроме Бартера этот механизм нарушается, что ведет к избыточному выведению кальция с мочой (гиперкальциурия) и снижению уровня магния в крови (гипомагниемия).

Сравнение основных типов синдрома Бартера по механизму действия

Хотя клинические проявления разных типов синдрома могут быть схожи, в их основе лежат мутации различных генов, что приводит к поломке разных звеньев одного и того же процесса. Понимание этих различий важно для точной диагностики. В таблице ниже представлены основные типы заболевания и их молекулярные механизмы.

Почему при синдроме Бартера не повышается артериальное давление

Один из парадоксов синдрома Бартера — это нормальное или даже пониженное артериальное давление, несмотря на чрезвычайно высокую активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, которая в норме мощно повышает давление. Этот феномен объясняется несколькими причинами. Во-первых, первичный дефект — массивная потеря соли в петле Генле — настолько силен, что все попытки РААС удержать натрий и воду в дистальных отделах нефрона оказываются недостаточными. Организм постоянно находится в состоянии легкого или умеренного обезвоживания, что не дает давлению подняться. Во-вторых, клетки почек в ответ на хроническую стимуляцию начинают вырабатывать большое количество простагландинов — веществ, которые расширяют сосуды и тем самым снижают артериальное давление. Это своего рода защитный механизм, который противодействует эффектам ангиотензина II, но он также вносит свой вклад в общую картину заболевания.

Список литературы

1. Клинические рекомендации «Синдром Бартера у детей». Разработчик: Союз педиатров России. — Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2016.
2. Нефрология: национальное руководство / под ред. Н. А. Мухина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. — 720 с.
3. Шабалов Н. П. Детские болезни: Учебник для вузов. 9-е изд., перераб. и доп. В 2 томах. Том 2. — СПб.: Питер, 2020. — 736 с.
4. Al-Dahhan J, Haycock GB, Chantler C, Stimmler L. Sodium homeostasis in Bartter's syndrome. Arch Dis Child. 1984;59(5):445-451.
5. Brenner & Rector's The Kidney / ed. by Karl Skorecki, Glenn M. Chertow, Philip A. Marsden, Maarten W. Taal, Alan S.L. Yu. 11th ed. — Elsevier, 2020. — 3096 p.
6. Kleta R, Bockenhauer D. Bartter syndromes and other salt-losing tubulopathies. Nephron Physiol. 2006;104(2):73-80.