Жидкие органы

В строении почки есть сходство с легкими. В ней также имеется множество (до 1 000 000) капиллярных клубочков, каждый из которых отделен тончайшей перегородкой от полости крохотного пузырька. Общая площадь пузырьков достигает 2 м². Давление крови в капиллярах примерно 70 мм рт. ст. А внутри пузырька всего 10. Вследствие разности давлений из крови фильтруется вода, а вместе с ней и остальные растворенные в крови вещества. Однако перепонка почечных клубочков не простая, а полупроницаемая. Это значит, что через нее могут проходить вещества относительно простого строения. Так, сложные белки крови с молекулярным весом более 70 000 остаются в сосудах, а мочевина удаляется.

Первой задачей создателей искусственной почки было найти материал, сходный по свойствам с перепонкой почечных клубочков. Подходящим веществом оказался обыкновенный целлофан. Целлофановая трубка, внутри которой протекает кровь больного, и явилась основой первых моделей искусственной почки. Чтобы получить необходимую площадь фильтрации (2—3 м²), целлофановую трубку приходится делать очень длинной, до 40 м.

По фильтрующей способности уже первые модели искусственных почек не уступали настоящим. Но это только половина дела. В почках человека фильтруется из крови за одну минуту примерно 120 мл жидкости, т. е. до 180 л в сутки. Вместе с ней уходит не только мочевина, но и много других, несложных по строению, но необходимых организму веществ, таких, как натрий, калий, кальций, хлор и др. Если бы выделительная функция ограничивалась только фильтрацией, то уже через несколько минут организм оказался бы лишенным воды и этих веществ и погиб. Но это не случается потому, что раствор проходит далее длинный путь по почечным трубочкам — канальцам. Общая поверхность их достигает 6 м², а длина — 70—100 км. В канальцах происходит почти полное обратное всасывание в кровь воды и необходимых организму веществ. В результате в мочевой пузырь попадает каких-нибудь полтора, а то и меньше литра жидкости, содержащей почти одну мочевину. Хотя механизм обратного всасывания усиленно изучается, однако воспроизвести его искусственно пока не удалось.

Создатели искусственных почек пошли по пути регуляции самого процесса фильтрации. Для этого целлофановая трубка с протекающей по ней кровью погружается в бак со специальным раствором. В нем содержатся в той же концентрации, что и в крови, все необходимые вещества. Теперь молекулы их если и уходят из крови, то, по закону диффузии, тотчас заменяются равным количеством тех же молекул, передвигающихся в обратном направлении. Мочевины в растворе нет ни грамма. Поэтому она непрерывно удаляется из крови со значительной скоростью. Некоторые аппараты за 4—6 ч могут вывести ее до полукилограмма.

Аппарат «искусственная почка».

При такой энергичной диффузии концентрация мочевины по обеим сторонам мембраны может быстро уравняться, ведь концентрация ее в крови в общем невелика, всего 30 мг на 100 мл. Тогда выделение прекратится. Чтобы этого не случилось, для поглощения суточной дозы мочевины (30 г) необходимо иметь не менее 100 л поглощающего раствора. Примерно такой объем имеют баки с раствором в искусственных почках. А в некоторых случаях они снабжаются еще дополнительными резервуарами для смены раствора емкостью до 1000 л.

Итак, искусственная почка почти целиком состоит из жидкости. Это настоящий жидкий орган.

перейти к началу страницы