Lessons of pediatrics to physiologist and physiology to pediatrician

Full Text

Круг проблем педиатрии, которые решают сотрудники Педиатрического университета, исключительно широк; часть работ выполняется самостоятельно, некоторые из них совместно с представителями других научно-исследовательских учреждений. Примером может служить недавно опубликованная на страницах журнала «Педиатр» статья о вкладе профессора Альберта Вазгеновича Папаяна в развитие многих направлений отечественной педиатрии [7]. В настоящей работе будут рассмотрены проблемы взаимоотношения фундаментальной науки и клиники детских болезней, касающиеся нефрологии, пульмонологии, аллергологии, эндокринологии. Внимание будет уделено не пересказу или перечислению работ, их итогов, а обсуждению вопросов мотивации, рождения идей и способов решения трудных проблем патогенеза и лечения рассматриваемых форм патологии. Любой интеллектуальный труд, оригинальная статья, обзор литературы обязательно несут в себе в разной степени выраженную степень субъективизма. Он находит выражение в характере изложения, подаче материала, отборе цитируемых источников, не говоря об оценочных суждениях. Но публикация объективно отражает авторскую точку зрения, добавляя неведомые ранее детали, раскрывая логику мысли, форму реализации замысла, если автор был носителем идеи исследования. Убежден, что совместное изучение обеспечивает большую вероятность получения реального результата, поскольку в работе сочетается глубокое понимание функции, которое дает знание физиологии процесса, и тонкое чутье клинициста, богатый опыт и интуиция которого позволяют охватить многие грани явления. Одна из задач физиологии человека состоит в выяснении особенностей становления и осуществления функций в процессе развития, у детей разного возраста, оценка влияния возрастных особенностей на течение патологического процесса. В этой статье приведены результаты изучения некоторых проблем педиатрии, и они не только касаются итогов исследований, но и являются попыткой проникнуть в мотивацию проведения совместных работ сотрудников Педиатрического университета и физиологов Академии наук, взаимодействию тех, кто повседневно занимается проблемами педиатрии и физиологии, поиску путей повышения эффективности сотрудничества, возможности вовлечения в эту сферу жизни новых заинтересовавшихся интернов, ординаторов, клиницистов. Необходимость проникновения в механизмы осуществления функций живых организмов осознавалась выдающимися врачами со времен античности. Формирование физиологии как самостоятельного направления науки произошло в XVII в. и было связано с работами У. Гарвея, когда исследования стали выполняться с применением строгих правил экспериментального подхода для получения воспроизводимых результатов. С тех пор непрестанно шло углубление представлений о механизмах физиологических функций, формирование все новых ветвей физиологии как науки. В XIX и XX веках понимание природы функций обогатилось знанием своеобразия их осуществления на разных этапах индивидуального развития живых организмов, поиску подходов для понимания особенностей их нарушения в зависимости от возраста, были сформулированы общие закономерности онтогенеза, дано четкое определение биогенетического закона. Оказалось, что имеется сходство становления функций в историческом (филогенез) и индивидуальном (онтогенез) развитии существ. Более того, выяснилось, что повреждение функциональных отправлений при ряде форм патологии возвращает систему на более ранние уровни развития, наблюдается деградация функциональных отношений [12]. Исторически в отношении эволюции строения, анатомии организмов обобщения были сделаны уже в первой половине XIX в., а применительно к эволюции функций они стали формулироваться во второй половине XIX в. и начале ХХ в. После появления «Происхождения видов» Ч. Дарвина, уже в 60-е гг. XIX в., в работах Д. Писарева, Э. Геккеля новые аргументы получила и эволюционная идея, и биогенетический закон. Накапливались факты и к концу первого десятилетия ХХ века в Кембридже К. Люкас высказывает положение о взаимоотношениях филогенеза и онтогенеза как важнейших методов для получения фактов обоснования закономерностей эволюции физиологических функций. К этому времени относится и знакомство Л. А. Орбели с К. Люкасом. Завершив курс обучения в Военно-медицинской академии с отличием, Орбели получает право на зарубежную стажировку и направляется в ряд стран Европы для посещения физиологических лабораторий. Англия, Кембридж стали одной из остановок на этом пути. Леона Абгаровича увлекли мысли К. Люкаса о соотношения онтогенеза и филогенеза. Орбели вспоминает об этом почти полвека спустя в своем докладе «Основные задачи и методы эволюционной физиологии», прочитанном на 1-м совещании по эволюционной физиологии 7 марта 1956 в Ленинграде. В нем Леон Абгарович упомянул работы покойного английского физиолога Кейта Люкаса, который в 1908 г. высказал горькое сожаление, что не уделяется должного внимания изучению возникновения и происхождения функций [12]. Во время этой командировки Орбели едет в Италию на Неаполитанскую биологическую станцию, где проводились сравнительно-морфологические и сравнительно-физиологические исследования, много лет спустя там мне довелось видеть сохранившуюся запись об этом его посещении. Накопление все новых фактов позволяет утверждать, что имеется глубокая связь между формированием функций в историческом и индивидуальном развитии организмов, это обусловило создание нового направления в физиологии - эволюционной физиологии. В 1956 г. в Выборгском районе Ленинграда был организован новый институт, построены корпуса Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова АН СССР, организатором которого и первым директором стал Л. А. Орбели. За несколько десятилетий до этого события тоже на Выборгской стороне в первой трети ХХ в. создается крупный центр обследования и разработки методов лечения детей. В 1932 г. завершается его преобразование в институт и он становится высшим медицинским учебным заведением - Больница-медвуз. В марте 1932 г. в институт пришли студенты, открыты теоретические и клинические кафедры для подготовки врача-педиатра, иными словами, организован первый в стране Педиатрический медицинский институт [13]. Трудами выдающихся представителей медицины обосновывается необходимость создания оригинальной системы не только лечения, но и изучения здорового и больного ребенка. В 1932 г. руководитель Института, Ю. А. Менделева, для создания кафедры нормальной физиологии приглашает ученика акад. Л. А. Орбели, профессора Александра Григорьевича Гинецинского (1895-1962) [8]. С первых шагов развития Института было заложено понимание необходимости тесного взаимодействия фундаментальной науки, физиологии и клинических дисциплин. И особенно важно, что изначально было выражено стремление к поддержанию высокого нравственного уровня коллектива, что служит одной из традиций физиологической школы И. П. Павлова, коллективов, руководимых его учеником и преемником Л. А. Орбели, присуще и физиологическим учреждениям нашего города, и Ленинградскому педиатрическому медицинскому институту. Именно это сочетание высокой планки науки и высших нравственных принципов нашло выражение и помогло сгладить и преодолеть многие беды блокады, тех жестоких потрясений, с которыми встретилась и наука, и медицина в середине ХХ в. В 1950 г. состоялась научная сессия, посвященная физиологическому учению И. П. Павлова, вскоре много имен выдающихся представителей медицины было вовлечено в «дело врачей». Административные решения по итогам так называемой павловской сессии привели к тому, что академик Л. А. Орбели был уволен с поста директора Физиологического института им. И. П. Павлова АН СССР, член-корреспондент АМН СССР А. Г. Гинецинский тогда же в 1950 г. был снят с должности заместителя директора по научной работе того же Института, а год спустя и с должности зав. кафедрой нормальной физиологии в Педиатрическом медицинском институте. Он вынужден был уехать в Сибирь, вначале предполагалось в Красноярск, но он получил кафедру в Новосибирске по приглашению бывшего сотрудника Педиатрического института, а в те годы проректора Новосибирского государственного медицинского института проф. К. В. Ромодановского [8]. В этой, казалось бы, обстановке безысходности не перевелись смелые и благородные личности. Профессор Педиатрического института акад. АМН СССР А. Ф. Тур протянул руку помощи Л. А. Орбели, на базе его кафедры была разработана и реализована программа совместных клинико-физиологических исследований [2]. Она касалась изучения развития функций мозга ребенка, очевидно в этом были заинтересованы и клиницисты, и физиологи. Базой для проведения этих работ стала кафедра госпитальной педиатрии Ленинградского педиатрического медицинского института, которую в 1939 г. организовал А. Ф. Тур. Сотрудничество физиологов школы Л. А. Орбели и педиатров ряда кафедр Педиатрического института, ныне Педиатрического университета, охватывает длительный период. В совместных работах в 30-40-е гг. участвовали А. Г. Гинецинский и члены его кафедры (М. Г. Закс, М. М. Соколова и В. Ф. Васильева) [8] (рис. 1). Прошли два десятилетия и в начале 70-х гг. возобновились совместные исследования физиологов Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова и клиницистов Ленинградского педиатрического медицинского института, они были осуществлены кафедрой факультетской педиатрии и Лабораторией физиологии почки и водно-солевого обмена. Были начаты работы в области педиатрической нефрологии, руководство клинической частью осуществляли вначале профессор Александра Антоновна Валентинович, затем очень активно стали развиваться эти исследования, когда кафедру возглавил профессор Альберт Вазгенович Папаян (рис. 2), а после 2002 г. их продолжает профессор Надежда Дмитриевна Савенкова. За прошедшие 4 десятилетия были выполнены многие совместные исследования, в итоге защитили диссертации Л. П. Перешеина, Л. Н. Кошелева, Е. А. Жуковская, В. В. Архипов, А. А. Кузнецова и др. Главное - ясное понимание перспектив работы при совместном научном поиске клинициста и физиолога. Обсудим содержание некоторых работ, чтобы была ясна эффективность совместной работы при главенстве развивающейся, разрабатываемой научной идеи. Аннотация исследований, пересказ содержания в наш век моментального получения информации с помощью электронных средств быстро прочитать оригинальную работу. Но есть еще одна область, которая интересна читателю и не повторяет сказанного выше. Это проникновение в тайны зарождения проблемы, выяснение как появилась, родилась идея работы, развивалась мысль, этого не найдешь в сухом, тщательно отредактированном тексте опубликованных статей. Выдающийся историк, наш современник, профессор Э. И. Колчинский в своих воспоминаниях [4] рассказывает, как в 1989 г. к нему обратился член-корреспондент АН СССР Ю. И. Полянский, один из наиболее ярких биологов ХХ в., с просьбой дать рецензию на рукопись его книги «Годы прожитые». Э. И. Колчинский высказал ряд замечаний, Ю. И. Полянский согласился с ними и просил стать редактором написанной им книги. Но Э. И. Колчинский привел доводы, что историк будет тщательно исправлять даты, менять оценку событий в соответствии с архивными источниками, изменится стиль, исчезнет авторский почерк. Ю. И. согласился с аргументами Э. И. и рукопись была издана в исходном виде. Эту историю казалось важным вспомнить в начале этой статьи, учитывая нестандартный вариант предлагаемого читателю текста. В последние годы появились новые обобщения, касающиеся становления и в большей степени истории, первых шагов педиатрического института (ныне университета) в нашей стране, формирования одной из ведущих педиатрических школ Ленинграда. Они представляют собой взаимозависимые грани единого образа - наука, обучение, клиника. Во всех случаях ум, талант, душевные качества создателей педиатрического храма, имея в виду храм науки, больницу и высшую школу - все определяли выдающиеся личности, отдавшие силы и талант созданию высшей школы педиатрии. Формальные сведения можно найти в информационных изданиях, энциклопедиях, но зачастую хочется понять как возникала мысль, как она преображалась в ходе исследования, как сделать ее доступной врачам других специальностей и студентам, каким образом лучше изложить ее в лекции, и наконец, постичь, как сложившаяся система взаимоотношений сотрудников двух учреждений могла быть воспроизводимой и эффективной, каким образом в течение более четырех десятилетий взаимодействуют педиатры кафедры факультетской педиатрии Педиатрического университета и физиологи лаборатории физиологии почки Института им. И. М. Сеченова. Несколько примеров такого подхода представлены ниже. НОЧНОЙ ЭНУРЕЗ У ДЕТЕЙ Эта форма патологии весьма распространена. В ряде стран заболевание встречается у 28 % детей в возрасте от четырех лет до подросткового периода, оно неприятно, отражается на психическом состоянии, разных сторонах жизни ребенка. Клиника заболевания относительно очевидна, во время глубокого сна ночью происходит непроизвольное мочеиспускание. По медицинским канонам при этой форме патологии пациенты чаще обращаются к урологу, неврологу, реже к нефрологу. Но оказалось, что ночной энурез у детей включает несколько патогенетических форм, а потому актуальна задача выяснить ключевую причину этой формы патологии у данного пациента и тогда можно обеспечить эффективное лечение. В терапии этого заболевания используют препараты для нормализации водовыделительной функции почки, устраняющие нарушение сократительной функции мочевого пузыря, улучшающие функцию центральной нервной системы. Ни один из этих способов лечения не дает 100 %-го эффекта, потому что различны этиология и патогенез каждой формы заболевания, из-за этого лечебный эффект наблюдается у части пациентов. Исследования патогенеза и поиск эффективного лечения были начаты нами совместно с А. А. Кузнецовой и А. В. Папаяном ровно два десятилетия тому назад. Тогда считалось, что причина в нарушении циркадного ритма секреции антидиуретического гормона, представляло интерес выяснить причастность почки к развитию заболевания. Уже первые результаты выявили неожиданный факт - во время непроизвольного ночного мочеиспускания, когда растет диурез, в почке ребенка не падает, а увеличивается реабсорбция осмотически свободной воды. При стабильной скорости клубочковой фильтрации, казалось бы, трудно представить себе возможность одновременного увеличения реабсорбции осмотически свободной воды и повышения экскреции жидкости [19]. Загадку удалось решить, эффективность лечения резко повысилась, и были достигнуты лучшие в мировой практике результаты лечения. По приглашению организаторов международного симпозиума, посвященного ночному энурезу, доклад был представлен в Дании и в настоящее время это одна из наиболее часто цитируемых работ. А. А. Кузнецова защитила по итогам этих исследований кандидатскую и докторскую диссертации. Опустим из обсуждения детали работы, их можно найти в наших статьях [20], а сосредоточимся только на загадочных элементах патогенеза заболевания. Они интересны вдумчивому читателю, и могут позволить найти разгадку оптимального варианта лечения болезни. Использование методов современной физиологии включает понимание молекулярных механизмов развития и течения патологических процессов. Оказалось, что во время эпизода ночного энуреза у детей не только резко возрастает диурез, мочеобразование, но и одновременно, согласно нашим данным, в тех же пробах, иначе говоря в тот же момент, возрастает реабсорбция осмотически свободной воды. Стандартный ответ и педиатра, и физиолога, и нефролога - такого не может быть. Это парадокс - рост диуреза и возрастание реабсорбции, известно, что величина диуреза представляет собой разность между профильтровавшейся и реабсорбированной жидкостью. Одна из патогенетических форм ночного энуреза у детей вызвана снижением секреции вазопрессина ночью, это приводит к меньшей реабсорбции солей натрия в толстом восходящем отделе петли Генле и больше жидкости поступает в собирательные трубки, где тот же гормон повышает реабсорбцию осмотически свободной воды. Дисбаланс притока жидкости и реаборбции воды находит отражение в виде быстрого заполнения мочевого пузыря и наступает эпизод непроизвольного мочеиспускания. В этом случае прием десмопрессина нормализует ситуацию и не приводит к полиурии. Другой патогенетической формой ночного энуреза служит усиление продукции ночью аутакоидов, в частности простагландина Е2, которые снижают реабсорбцию натрия и воды в канальцах и тем самым повышают диурез (рис. 3). В таких случаях эффективным способом будет прием диклофенака, ингибитора фермента, обеспечивающего синтез простагландинов. Таким образом, успешное лечение, основанное на гармонизации мочеобразования и мочевыведения зависит от соотношения действия аргинин-вазопрессина и аутакоидов [18, 20]. БЕЛОК, ПОЧКИ, ГОЛОДАНИЕ Питанию детей разного возраста всегда уделялось большое внимание, в настоящее время интерес к этой проблеме возрос, увеличилось количество детей с большой массой тела, стали чаще применять лечебное ограничение рациона. В памяти жителей Ленинграда дни и месяцы блокады, тяжелейшего испытания голодом, потом пришла попытка понять, как выживали дети и взрослые в условиях малокалорийного рациона. Известно, что в условиях длительного голодания происходит неравномерная потеря массы различных органов, меньше всего страдают сердце и мозг, огромные изменения касаются мышц, печени и ряда других органов и тканей. Об этом надо непрестанно помнить и в наши дни при разгрузочных диетах, лечебном голодании. Обычная физиологическая схема рационального питания состоит в том, что полимеры пищи - пищевые белки, углеводы, липиды поступают в желудочно-кишечный тракт, в его полости и в результате полостного и пристеночного пищеварения расщепляются ферментами до мономеров, аминокислот или дипептидов, моносахаров и в таком виде всасываются в межклеточную жидкость, а затем в кровь, переносятся по телу и поступают в клетки для построения компонентов тела, новых белков. Клиницисты часто встречаются с аллергическими заболеваниями, вызванными поступлением нерасщепленных белков в кровь. Как же они проходят во внутреннюю среду, в кровь, если в кишке барьерный слой эпителия стоит на страже и не должен их пропускать? Каким образом в условиях голодания сохраняется масса одних органов (мозг, сердце) и уменьшается масса других (мышцы) при дефиците поступлении органических веществ с пищей? Обычно в экспериментах на животных для таких исследований используют радиоактивные соединения. Трудно ответить на вопрос всасывается ли белок целиком или расщепляется до аминокислот, ди- и трипептидов, затем осуществляется частично синтез с меченым компонентом белка, нельзя было исключить и включения меченых аминокислот в другие полипептиды. У нас возникла мысль использовать для решения этой задачи флюоресцентный белок, который флюоресцирует только пока не поврежден, любое изменение его исходной структуры чревато потерей флюоресценции. Нами были использованы для этих исследований зеленый и желтый флюоресцентные белки (GFP, YFP молекулярная масса ~28 кД), первый из них часто применяется для опытов в молекулярной биологии. Эти эксперименты проводил аспирант, выпускник Педиатрического института М. В. Бурмакин. Оказалось, что после введения зондом в желудочно-кишечный тракт часть этого белка в неизмененном виде поступает в клетки эпителия тонкой кишки (в них появляется зеленая флюоресценция), он всасывается в кровь, и вскоре видна яркая зеленая флюоресценция в клетках проксимального извитого канальца почек (рис. 4) [21]. У крысят первых недель жизни этот процесс более выражен, чем у взрослых животных [1]. Таким образом, экспериментально показано, что даже у здоровых организмов возможно всасывание нерасщепленных белков, они поступают в кровоток, достигают почек, фильтруются в клубочках, всасываются клетками проксимальных канальцев нефрона, в дальнейшем гидролизуются в них до аминокислот и направляются с током крови к клеткам для включения в метаболизм белков. Для педиатра в этих данных особенно существенно, что документированное всасывание нерасщепленных белков может способствовать аллергическим реакциям; выявляется важная неэкскреторная функция почек и ее роль в метаболизме белков, перераспределении образующихся аминокислот в организме. Это источник компенсаторных реакций при голодании. Именно этим механизмом можно найти объяснение сохранения работоспособности сердца и мозга у взрослых и детей во время голода, а также в период блокады Ленинграда, физиологический механизм перераспределения в организме белков от одних органов к «жизненно важным», тем самым показана исключительно существенная роль почек в обмене белков в организме. ДИУРЕТИКИ, ФУРОСЕМИД Мочегонные препараты нашли применение при различных формах патологии и у детей, и у взрослых. Лабильность водно-солевого обмена у детей хорошо известна, эффективность применения диуретиков зависит от ряда причин, естественно и от степени зрелости молекулярных механизмов, участвующих в реабсорбции ионов натрия, гормональной регуляции этого процесса. В начале 70-х гг. ХХ в. эта проблема была весьма актуальна, наша лаборатория занималась ее решением. Поэтому, когда руководство Педиатрического института и Кафедры факультетской педиатрии обратилось с просьбой о руководстве диссертацией аспирантки Л. П. Перешеиной, мною была предложена тема о формировании функции почек и действии на них диуретиков у детей первого года жизни, когда завершаются ключевые этапы формирования почки в постнатальном периоде. Это позволило выяснить, какие молекулярные механизмы транспорта ионов в почке сформированы после рождения и включаются в том или ином возрасте, а потому и какие диуретики следует применять. Наиболее эффективными после рождения оказались фуросемид и этакриновая кислота, действие которых зависело от состояния транспорта ионов в толстом восходящем отделе петли Генле. Возникли вопросы о механизмах молекулярного и клеточного действия фуросемида, формах патологии, когда он наиболее эффективен либо почка становится ареактивна к нему, а это требовало ответа на вопрос о причинах такого явления и способах его преодоления. Попытка проникнуть в суть клинических парадоксов всегда была в круге интересов широко мыслящих врачей. Об этом зачастую идет речь на клинических разборах, в диссертационных работах по клинической физиологии почки. Приведем несколько примеров физиологического решения клинических задач. Первая из них легла в основу диссертации Л. Н. Кошелевой в попытке выяснить особенности эффекта фуросемида при разных формах патологии почки [5]. Оказалось, что у взрослых и у детей снижается реакция почек на фуросемид при хронической почечной недостаточности. По мере развития почечной недостаточности все труднее становится лечить отеки, все менее эффективны диуретики, даже такой сильный, как фуросемид. Темой кандидатской диссертации Е. А. Жуковской стал ответ на вопрос о причинах снижения эффективности фуросемида при ХПН. Вначале удается преодолеть рефрактерность к фуросемиду увеличением дозы. Из-за терапевтической широты действия фуросемида она может быть увеличена с 40 мг до 1500 мг в сутки. Диссертация была посвящена решению вопроса о причине развивающейся ареактивности почек к диуретику: важно было понять нарушена ли чувствительность к фуросемиду котранспортеров, участвующих в реабсорбции Na, K, Cl, или из-за ХПН, меньше молекул фуросемида поступает к месту, где локализован котранспортер. Для решения дилеммы была реализована оригинальная форма исследования, было измерено соотношение выделения ионов Na и фуросемида, а затем рассчитано количество ионов Na, выделяемых почкой дополнительно на каждую молекулу фуросемида, блокирующую транспортер в просвете канальца почки. Если соотношение изменится, значит, иной стала чувствительность котранспортера; если же отношение Na/фуросемид в моче останется прежним, значит изменились условия поступления фуросемида в просвет нефрона к месту его действия. Были разработаны методы измерения экскреции и фуросемида, и ионов в одних и тех же пробах мочи у пациентов. В итоге - предположение о снижении уровня поступления фуросемида в просвет нефрона оказалось верным [10], и удалось наметить способ лечения. Суть его состояла в разработке способа увеличения доставки фуросемида в просвет нефрона за счет увеличения его секреции. Клиницисту важно понимать, что фуросемид повышает и экскрецию натрия, и концентрацию натрия в сыворотке крови. Такого не может быть, подумает читатель, но факт безусловен, а объяснение простое. На максимуме диуреза после введения фуросемида концентрация натрия в моче составляет около 80 ммоль/л, в сыворотке крови она равна 140 ммоль/л. Чтобы избежать гипернатриемии и гиперосмии ребенок пьёт воду и нормализуется осмоляльность крови. При острых ситуациях положение сложнее, в коматозном состоянии чувство жажды потеряно, реаниматолог должен непрерывно контролировать осмоляльность крови, чтобы предотвратить тяжелые осложнения. Аспиранты, выпускники Педиатрического института совместно с сотрудниками лаборатории участвовали в решении этой далеко не тривиальной проблемы. Надо было найти вещество, обладающее способностью вызывать натрийурез и одновременно увеличивать реабсорбцию осмотически свободной воды в почке. У человека в регуляции водного баланса основную роль играет антидиуретический гормон, аргинин вазопрессин (АВП). Он вырабатывается в нейронах супраоптического ядра и секретируется в кровь при обезвоживании, повышении осмоляльности крови. У детей функция почек по образованию высоко осмотически концентрированной мочи при действии АВП постепенно формируется в течение первого года жизни ребенка. Известно, что в процессе эволюции позвоночных способность почек при действии антидиуретического гормона к образованию осмотически концентрированной мочи возникла лишь у теплокровных, гомойотермных животных (птицы, млекопитающие), к тому же химическое строение гормона несколько изменилось. Только у млекопитающих секретируется нонапептид вазопрессин, у животных других классов, нонапептид - вазотоцин. Нас заинтересовал вопрос фундаментальной науки - почему в ходе эволюции природа сменила гормон, в чем отличия его эффекта на почку. В экспериментах, выполненных нашей аспиранткой из Китая Д. Гао, было показано, что в малых концентрациях, найденных в крови человека и у исследованных животных, АВП влияет только на реабсорбцию воды, а в опытах на крысах было выявлено у вазотоцина в той же дозе два эффекта, усиление реабсорбции воды и увеличение экскреции натрия. В исследованиях, проведенных при участии выпускников Педиатрической академии Т. А. Каравашкиной, А. С. Мариной, Д. В. Голосовой были установлены возможности резкого усиления натрийуретичекого эффекта нонапептида, расшифрован механизм этого эффекта [14, 15]. По нашему предложению был синтезирован нонапептид, устойчивый к разрушению пептидазой, что дало большую длительность его действия и привело к усилению влияния на функцию почки. При введении 0,05 наномоль на 100 г массы тела крысе дезамино-арнинин вазопрессина резко усиливается реабсорбция воды и образуется осмотически очень концентрированная моча, в той же дозе дезамино-арнинин вазотоцин вызывает два эффекта - усиливается реабcорбция воды и возрастает экскреция почкой натрия и хлора [15, 16]. По силе натрийуретического эффекта этот нонапептид превосходит действие фуросемида в эквимолярной концентрации более чем в 50 000 раз. Оба вещества и фуросемид, и нонапептид, по-видимому, реализиуют эффект через одну и ту же макромолекулу Na, K, 2Cl - котранспортер, но фуросемид делает это непосредственно из просвета нефрона, нонапептид при участии вторых мессенджеров, образующихся под его влиянием в той же клетке. Эти исследования были опубликованы в отечественных и международных журналах, получен патент для возможности разработки лекарственного препарата. ГИПОКАЛИЕМИЯ - КОГДА НАЗНАЧАТЬ ФУРОСЕМИД И АМИЛОРИД? Применение диуретиков способствует удалению избытка жидкости, воды и солей натрия, оказывает благоприятное лечебное действие, но при длительном приеме начинают выявляться побочные эффекты, гипокалиемия, жалобы на слабость. В основном механизме молекулярного эффекта фуросемида лежит блокада Na, K, 2Cl-котранспортера, что приводит к уменьшению реасорбции из просвета толстого восходящего отдела петли Генле ионов Na, K и Cl. Для лечения отеков необходимо выведение хлорида натрия, но калий должен оставаться в организме. Имеются диуретики, такие как амилорид, триамтерен, верошпирон, которые не вызывают потери ионов калия, но их салуретический и диуретический эффекты значительно слабее. Как же предотвратить избыточную потерю калия? В работе с Л. Н. Кошелевой, Е. А. Жуковской возникло предположение использовать отличия кинетики эффекта и особенности механизма действия разных типов диуретиков для уменьшения избыточной потери солей калия. Амилорид и триамтерен уменьшают секрецию калия в конечных отделах почечных канальцев, они действуют дольше фуросемида и в более дистальных частях канальца. Возникло предположение, что один из этих диуретиков надо давать за 2 ч до фуросемида и тогда можно будет избежать побочного эффекта, связанного с излишней потерей солей калия. Клинические исследования подтвердили это предположение и увеличение диуреза и натрийуреза шло без потери значительных количеств солей калия [3]. ГЛЮКАГОНОПОДОБНЫЙ ПЕПТИД 1: УЧАСТВУЕТ ЛИ ОН В РЕГУЛЯЦИИ ТОЛЬКО УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА? Физиологические исследования всегда будут востребованы, ибо они позволяют понять механизм осуществления функции в организме ребенка и взрослого. Одно из новых направлений наших исследований, в которых участвовали выпускники Педиатрического университета А. С. Марина, Е. В. Балботкина, позволили выявить новую функцию у инкретина - гормона, открытого много лет тому назад. Известно, что в регуляции концентрации глюкозы в крови участвуют три гормона - инсулин, глюкагон и глюкагоноподобный пептид 1, вырабатывающийся клетками стенки кишки. Он начинает секретироваться в кровь в тот момент, когда глюкоза всасывается эпителием тонкой кишки в кровь и он стимулирует β-клетки к скорейшему выделению инсулина для обеспечения нормогликемии. Во время опытов на животных наше внимание привлек факт, что эксенатид, применяемый в клинике миметик глюкагоноподобного пептида 1, ускоряет не только восстановление концентрации глюкозы в крови, но и обеспечивает осмотический гомеостаз, если он был изменен предварительным введением воды в желудок [17]. Возникло предположение о существовании в организме человека и животных неизвестной ранее системы предварительного оповещения после потребления воды или соли натрия для скорейшего противодействия нарушению водно-солевого гомеостаза. При обследовании взрослых и детей нами впервые было показано, что после питья воды усиливается секреция глюкагоноподобного пептида 1, а почка более эффективно выделяет воду и скорее восстанавливает водно-солевой гомеостаз [9]. Изучение этой регуляторной системы у детей представлялось весьма важным, учитывая большую ее лабильность и значение восстановления осмоляльности крови для эффективного протекания всего комплекса физиологических процессов, а также ряд таких форм патологии, как целиация. Этот пептид быстро расщепляется, поэтому в исследованиях при потреблении избытка глюкозы был использован эксенатид (Байета), у которого полупериод жизни дольше. Полученные результаты показали, что после его введения быстрей наступает нормогликемия после потребления сахара, ускоряется восстановление осмоляльности сыворотки крови, концентрации в ней ионов после поступления их избытка в организм, почка более эффективно выделяет осмотически свободную воду, соли натрия и хлора. Сложно было найти объяснение, каким же образом один и тот же гормон - глюкагоноподобный пептид 1, оказывается эффективен при регуляции концентрации различных веществ в крови, ускорении выделения почкой и воды, и натрия, и хлора. В итоге удалось выяснить молекулярный и канальцевый механизмы этих эффектов. Возникло предположение, что имеется еще один внутрипочечный способ регуляции, предложена новая формула для расчетов и обнаружено совпадение расчетных данных и результатов экспериментов. Оказалось, что в почке этот пептид меняет соотношение уровня реабсорбции между проксимальным и дистальным сегментами нефрона при постоянстве гломерулярной фильтрации [11]. Из проксимального сегмента нефрона больший объем жидкости поступает в толстый восходящий отдел дистального сегмента. В нем эта жидкость подвергается реабсорбции под влиянием гормонов, отвечающих за сиюминутное физико-химическое состояние внутренней среды организма. Это обеспечивает более быстрое восстановление водно-солевого гомеостаза. Тем самым удалось выявить новый механизм регуляции водного и электролитного обмена, показать его участие в гомеостазе у детей. Таким образом, в исследованиях нашей лаборатории и кафедры факультетской педиатрии были выявлены новые механизмы внутринефронного перераспределения жидкости, которые играют важную роль в патогенезе ночного энуреза и поддержании баланса воды и ионов в организме. ПНЕВМОНИЯ И ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН Одним из отклонений от нормы при развитии острой пневмонии является гипертермия, изменение водного обмена, у некоторых детей наблюдается снижение чувства жажды на фоне тяжелого общего состояния. Профессор кафедры факультетской педиатрии А. А. Кузнецова обратила внимание, что на фоне гипертермии, сухости кожных покровов, у пациентов нет жажды, а инфузия физиологического раствора никак не помогает пациенту. Возникло предположение, что при этом столь частом заболевании у детей нарушаются какие-то базовые компоненты регуляции водно-солевого обмена. Проведенное исследование действительно показало, что у детей при пневмонии наблюдается дегидратация, олигурия, что объяснимо при отказе от питья, но выявлено сочетание с гипонатриемией, чего не должно быть. Такое необычное сочетание симптомов могло возникнуть в результате активации осморегулирующей реакции почки в ответ на избыточную секрецию вазопрессина. Это никогда не было описано и требовался глубокий анализ патогенеза такого состояния. Оказалось, что в сыворотке крови больных детей осмоляльность была ниже нормы (она спускалась до 270 мосм/кг Н2О), уменьшена была концентрация в сыворотке ионов натрия, калия и магния, а осмоляльность мочи была очень высокой в некоторых случаях превышала 1200 мОсм/кг Н2О. Тем самым была выявлена парадоксальная картина - сочетание низкой осмоляльности сыворотки крови с гиперосмоляльностью мочи [6]. Это явление резко отличается от нормы, так как гипоосмия должна тормозить секрецию вазопрессина, у пациентов с пневмонией, напротив, этого не происходит, увеличена реабсорбция осмотически свободной воды на фоне низкого диуреза, из-за этого развивается гипоосмия и гипонатриемия. У тех же обследуемых перед выпиской, т. е. в состоянии реконвалесценции, нормализуется диурез и осмоляльность сыворотки крови. Причина симптома отсутствия жажды, нежелания пить получила обоснование - чрезмерно низкая осмоляльность сыворотки крови наряду с очень высокой осмоляльностью мочи. Это свидетельствует о высоком уровне антидиуретического гормона или подобного ему вещества в крови. Известно, что при некоторых формах патологии легких они служат источником внегипофизарной секреции этого гормона, что лежит в основе синдрома неадекватной секреции антидиуретического гормона (SIADH). Полученные данные, дают прямой ответ на вопрос о причине высокого осмотического концентрирования мочи на фоне гипоосмии при острой пневмонии и тактике ведения таких пациентов. Ясно, что насильственное питье воды в таком состоянии противопоказано. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Одной из традиций отечественной педиатрии было проведение клинико-физиологических исследований, которые способствовали углублению представлений об этиологии и патогенезе р

About the authors

Yuri Victorovich Natochin

Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of Russian Academy of Sciences

Email: natochin1@mail.ru
Dr Biol Sci, professor , Leading Scientist

References

Supplementary files