Бельмер С.В., Гасилина Т.В. РГМУ Несмотря на очевидные различия структуры и функций пищеварительной и выделительной систем, можно найти немало общего в плане их функциональной организации. Для этого есть существенные основания. Выделительная система в процессе эмбриогенеза формируется из дивертикула первичной кишки и мезенхимальной бластемы. В связи с этим она отчасти сохраняет общий план строения, функционирования и регуляции, тесную взаимосвязь в норме и патологии, равно как и общие принципы развития патологического процесса. Сопоставив пищеварительную и мочевыделительную системы, можно отметить общую схему строения, наличие эпителия с щеточной каймой и со сходными транспортными системами (транспортеры для углеводов, аминокислот, олигопептидов, ксенобиотиков, натрия и калия), сходной регуляцией функции и пролиферации (в т.ч. через соматостатин, гуанилин/урогуанилин, эпидермальный фактор роста и эндотелины), общие физиологические (всасывание/реабсорбция, секреция, моторная активность) и патологические (нарушения всасывания/реабсорбции, секреции, моторные нарушения, микробиологические и иммунологические) процессы. Изучение межсистемных параллелей позволяет представить организм, как единое целое, как систему, построенную и функционирующую по единым для всех подсистем законам. На 5-й нед. внутриутробного развития у нижнего края вольфова протока от клоаки появляется дивертикул, который дает начало будущей окончательной почке, метанефросу. В дальнейшем происходит его канализация и дихотомическое ветвление и нижняя часть выроста дает начало мочеточнику. Из первых ветвлений формируются лоханки, из последующих - чашечки и собирательные трубочки. Вокруг этих разветвлений сгущается т.н. нефрогенная мезенхима, в ней формируются сигмовидные канальцы (будущий канальцевый аппарат), один конец которого соединяется с будущими собирательными трубочками, а другой - становится вогнутым внутрь, в него врастают сосуды и формируется почечный клубочек. В последующем происходит окончательное формирование почечных структур и их дифференцировка, полностью завершающаяся уже после рождения [3]. Таким образом, наследование мочевыводящей системой черт, характерных для кишечной трубки, является вполне естественным. Сходный путь развития проходит поджелудочная железа, которая закладывается на 3-й неделе эмбрионального развития в виде двух выростов эпителиальной выстилки формирующейся двенадцатиперстной кишки. Из дивертикулов в ходе их дихотомического деления и канализации образуются протоки и ацинусы экзокринной части органа. В скоплениях клеток выростов, в которых просвет не образуется, формируются эндокринные островки. Ацинарные клетки и клетки протоков имеют общее происхождение, однако в дальнейшем первые выполняют исключительно секреторную функцию, а вторые - как секреторную, так и всасывающую [5]. Аналогичным образом закладывается печень в виде выпячивания эпителия кишечной трубки, из передней части которого формируются протоки и паренхима органа, а из заднего - желчный пузырь. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) представляет собой систему полых трубчатых органов, стенки которых построены по единому плану и состоят из слизистого, подслизистого, мышечного и серозного слоев. Основные функции ЖКТ: секреторная и переваривающая, всасывающая, моторная. Для повышения эффективности процессов переваривания и всасывания кишечник (особенно тонкая кишка) имеет значительную площадь активной поверхности, что достигается наличием складок и ворсинок слизистой оболочки и микроворсинок на апикальной поверхности энтероцитов. Энтероциты - высокие цилиндрические клетки с широкой щеточной каймой, которая состоит из микроворсинок - составляют примерно 90% популяции клеток покровного эпителия тонкой кишки. Оставшиеся почти 10% приходятся на бокаловидные клетки, продуцирующие слизь, и около 0,5% приходится на энтероэндокринные клетки. Энтероциты характеризуются сильно извитой боковой плазматической мембраной и многочисленными митохондриями. В клетках, лежащих у основания ворсинок, хорошо развиты цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума и мешочки комплекса Гольджи. Эпителиальные клетки проксимальных канальцев почек имеют цилиндрическую форму, характеризуются наличием щеточной каймы, аналогичной энтероцитам, увеличивающей площадь канальцевой поверхности и исчерченностью базальной части, связанной с наличием инвагинаций клеточной стенки и большим количеством в этой зоне митохондрий. В дистальных канальцах клетки, выстилающие внутреннюю поверхность, имеют кубовидную форму, у большинства из них имеется щеточная кайма и у всех - исчерченность базальной части. Часть цилиндрических клеток собирательных трубочек имеет ворсинки и по структуре напоминает обкладочные клетки желудка. Наконец, мочеточник, как и кишка, имеет слизистый и подслизистый слои, мышечный слой и адвентицию [1]. Основной системой всасывания глюкозы и галактозы в кишечнике так же, как и реабсорбции глюкозы и галактозы в почечных канальцах, является т.н. глюкозо-натриевый транспортер или натрий-зависимый транспортер глюкозы [37], относящийся к SGLT-семейству транспортных белков и локализующийся на апикальной мембране эпителиоцита. Вторым транспортером глюкозы является белок GLUT-семейства (точнее, GLUT-2), облегчающий диффузию глюкозы и расположенный на базолатеральной мембране энтероцита, клеток почечного канальца, а также на поверхности b-клеток поджелудочной железы [31,25]. Экспрессия указанных транспортеров определяется концентрацией глюкозы и гормональными механизмами [32]. Аминокислоты всасываются в кишечнике и реабсорбируются в почках при участии сходных Na+- и Cl- -зависимых котранспортеров и калий-зависимого обменного механизма [9]. Эпителиальные клетки тонкой кишки и почечных канальцев имеют сходные транспортные системы, предназначенные для всасывания (реабсорбции) ди- и трипептидов. Кстати, аналогичные транспортеры выявлены также у бактерий, грибов и некоторых растений, что указывает на их древнее происхождение [11]. Эпителиоциты почечных канальцев обладают способностью накапливать олигопептиды в высоких концентрациях и характеризуются высокой дипептидазной активностью, хотя в отличие от энтероцитов последняя сконцентрирована не в щеточной кайме, а внутриклеточно. Основными транспортными системами для олигопептидов в почках являются белки Pept-1 и Pept-2. Первый является низкоаффинным, но высокоактивным белком, тогда как второй - высокоаффинным, но с низкой пропускной способностью [6]. У крыс хорошо изучен транспортер Pept-1, обеспечивающий абсорбцию пептидных и подобных им ксенобиотиков (в т.ч. b-лактамных антибиотиков) в тонкой кишке и почечных канальцах [26]. Идентичные каналы транспорта натрия, чувствительные к альдостерону и играющие ключевую натрий-сохраняющую роль, существуют как в собирательных трубочках почек, так и дистальных отделах толстой кишки. В обоих органах альдостерон повышает экспрессию указанных транспортеров на апикальной поверхности соответствующих клеток. Мутация, приводящая к нарушению структуры двух из трех субъединиц этой транспортной системы (в почках и кишке), приводит к развитию синдрома Liddle, редкому случаю врожденной гипертензии [28]. Рецепторы к 1,25-дигидроксивитамину D присутствуют в кишечнике, костях и почках. Показано, что 1,25-дигидроксивитамин D стимулирует всасывание кальция как в кишечнике, так и в почках [19]. Возможно, при врожденной идиопатической гиперкальциурии, часто сочетающейся с кальциевым уролитиазом, у человека имеет место повышенная экспрессия названных рецепторов, как это было показано у экспериментальной линии крыс с гиперкальциурией [8]. Сходные транспортные системы для всасывания оксалатов существуют в почках и кишечнике. В образовании оксалатных камней, помимо нарушенной реабсорбции оксалатов из почечных канальцев, определенную роль может играть повышенное всасывание оксалатов в кишечнике, хотя это и не доказано [36]. Похожи друг на друга механизмы абсорбции фосфора в кишке и почках. При этом всасывание фосфора как в кишке, так и в почках повышается при низкофосфатной диете и снижается - при высокофосфатной [21]. Идентичные транспортные белки, обеспечивающие всасывание и реабсорбцию цинка, т.н. ZnT-1 и ZnT-2, присутствуют на мембранах энтероцитов и тубулярных клеток [22]. У человека экскреция ксенобиотиков, хорошо изученная для гепатоцитов, обеспечивается транспортными гликопротеинами типа mdr1, выявленными на люминальной поверхности транспортного эпителия печени, энтероцитов, почечных канальцев и некоторых других органов [20,27,30,34]. Mdr1 имеет определяющее значение для элиминации ксенобиотиков как кишечником, так и почками. Хорошо известно, что ураты в основном секретируются почками, однако аналогичной способностью обладают энтероциты. В почечных канальцах выявлены пути как секреции, так и реабсорбции уратов. В норме основная масса уратов экскретируется почками, однако при почечной недостаточности включаются нефункционирующие до времени транспортеры тонкой кишки [29]. Между ЖКТ и почками много общего в принципах регуляции их функции и пролиферативных процессов. Также как и в кишечнике, в почках соматостатин играет важную и во многом сходную регуляторную роль. Также как и в кишечнике, в почках он продуцируется локально, обеспечивая паракринную регуляцию многих функций, в частности, подавляя пролиферативные процессы. Кроме того, соматостатин подавляет секрецию воды и натрия, обладает вазоконстрикторным эффектом [15,33,35]. Гуанилин и урогуанилин, два сходных пептида, обладающих натрий-регулирующим действием, секретируются, соответственно, в тонкой кишке и почечных канальцах. Оба пептида действуют на рецепторы эпителиоцитов, активация которых приводит к повышению внутриклеточного уровня циклического гуанозин-монофосфата. В энтероцитах это приводит к повышению секреции в просвет кишки хлора, а вслед за ним - натрия и воды. В почечных канальцах эффектом урогуанилина является повышение секреции натрия, калия и воды. Уровень гуанилина в кишечнике повышается при увеличении потребления натрия, а уровень урогуанилина, видимо, определяется уровнем натрия в крови. Можно предположить, что гуанилин и урогуанилин образуют эндокринную ось кишечник - почки, в сочетании с другими соответствующими гормонами поддерживающую содержание натрия и воды в организме [13,14]. Эпидермальный фактор роста (ЭФР), полипептид, первоначально изолированный S. Cohen из мышиных подчелюстных желез, состоит из 53 аминокислот и идентичен урогастрону - полипептиду, выделенному из мочи. ЭФР секретируется слюнными, панкреатическими и Бруннеровыми железами. Показано, что прием пищи приводит к значительному повышению ЭФР в плазме. Сам ЭФР значительно подавляет секрецию кислоты и пепсина в желудке, однако основной эффект ЭФР - стимуляция пролиферативных (репаративных) процессов в желудочно-кишечном тракте. Повышение концентрации ЭФР в крови не сказывается на его концентрации в моче. ЭФР, стимулирующий пролиферативные процессы в почках, вырабатывается почечным эпителием, и именно он обнаруживается в моче [10]. Рецепторы к нему локализованы на базолатеральных мембранах эпителиальных клеток [16]. Как и в кишечнике, в почках ЭФР обладает митогенным эффектом в отношении эпителия [12], повышая пролиферацию, стимулируя гликолиз, пентозный цикл и подавляя глюконеогенез при снижении потребления кислорода [23]. Структурно-функциональный параллелизм неизбежно находит свое отражение в параллелизме патологических процессов, что наиболее отчетливо проявляется при рассмотрении врожденных заболеваний почек и кишечника. При первичной мальабсорбции глюкозы (врожденная глюкозо-галактозная мальабсорбция) имеет место снижение реабсорбции глюкозы в почечных канальцах. При врожденной мальабсорбции метионина нарушено всасывание этой аминокислоты в кишечнике, также как и ее реабсорбция в почках. При болезни Хартнапа, характеризующейся снижением реабсорбции триптофана и нейтральных аминокислот, можно выявить аналогичный дефект энтероцитов. При цистинурии со снижением реабсорбции цистина и основных аминокислот