Chính sự tiến triển tương đối chậm của suy giảm chức năng thận trong bệnh thận đái tháo đường và thực tế là chỉ một phần người bệnh đái tháo đường tiến triển đến bệnh thận do đái tháo đường; đã dẫn đến các nghiên cứu về cấu trúc thận để xem liệu điều này có thể cung cấp đầu mối về cơ chế bệnh sinh và sự tiến hóa của bệnh?
Cấu trúc thận và mức lọc cầu thận
Diện tích lọc bề mặt của mao mạch cầu thận là yếu tố cấu trúc chủ yếu quyết định mức lọc cầu thận. Các nghiên cứu cắt ngang ở người bệnh đái tháo đường typ 1 thấy rằng thể tích gian mạch có tương quan nghịch, còn thể tích cầu thận có tương quan thuận với diện tích bề mặt của màng đáy cầu thận và mức lọc cầu thận. Hơn nữa, trong bệnh thận ở giai đoạn nặng, số lượng cầu thận xơ hóa toàn bộ có tương quan âm tính với mức lọc cầu thận (số lượng cầu thận/1 thận là từ 0,3 – 1,4. 106 ở người bình thường). Như vậy các yếu tố quyết định của mức lọc cầu thận là:
- Diện tích lọc bề mặt của mao mạch, diện tích này phụ thuộc vào thể tích cầu thận và mức độ nở rộng của gian mạch.
- Số lượng cầu thận có hoạt động chức năng phụ thuộc vào số lượng ban đầu trừ đi số cầu thận bị xơ hóa toàn bộ.
Thể tích cầu thận tăng lên lúc xuất hiện đái tháo đường và có thể trở về bình thường nhờ điều trị insulin ở những động vật đái tháo đường thực nghiệm, vẫn có những tranh luận nghi ngờ rằng liệu sự tăng kích thước cầu thận có phải là yếu tố nguy cơ đối với sự phát triển bệnh thận sau này hay không?. Các nghiên cứu trên cầu thận được phân lập đã chứng minh rằng thể tích cầu thận có thể thay đổi đột ngột khi có những thay đổi về áp lực tưới máu.
Mặc dù có những bất cập đó, hiện tượng tăng kích thước cầu thận thấy trong giai đoạn sớm của đái tháo đường vẫn đáng được chú ý và hầu như chắc chắn đây là bằng chứng phản ánh của sự có mặt của tăng áp lực nội cầu thận và tăng lọc.
ở giai đoạn bệnh thận lâm sàng nặng, tăng kích thước cầu thận là một đáp ứng thích nghi với quá trình giãn nở của gian mạch và xơ cầu thận. Trong hoàn cảnh này, tăng kích thước là để bảo tồn mức lọc cầu thận. Qua nghiên cứu mô bệnh học còn cho thấy người bệnh đái tháo đường typ 2 có bệnh thận lâm sàng có các cầu thận lớn hơn rất nhiều so với người mắc bệnh đái tháo đường typ 1, mặc dù ở họ có cùng một mức lọc cầu thận. Có thể vì nhiều người bệnh mắc đái tháo đường typ 2 có tăng huyết áp trước khi bệnh thận nặng phát triển (khác hoàn toàn với đái tháo đường typ 1), cũng có thể là áp lực nội cầu thận có thể thấp hơn ở những người có tăng huyết áp như một kết quả của bệnh cầu thận. Người không mắc đái tháo đường có tăng huyết áp vô căn thì áp lực mao mạch nội cầu thận bình thường. Như thế, bất kỳ tác động cơ học nào lên gian mạch sẽ được giảm đi bởi sản xuất chất nền ít hơn, cầu thận ít cứng hơn và như thế cho phép sự tăng kích thước thích nghi lớn hơn đối với sự giảm diện tích bề mặt lọc.
Những thay đổi về thể tích kẽ cũng có liên quan đến mức lọc cầu thận. Kết luận này được rút ra từ cả trong các nghiên cứu sinh thiết cắt ngang và nghiên cứu tiến cứu quá trình tiến triển của bệnh. Tuy nhiên sự tương quan nói chung yếu hơn so với thể tích gian mạch. Ở những người mắc bệnh đái tháo đường typ 2, những thay đổi này thường chiếm ưu thế và rõ rệt hơn so với đái tháo đường typ 1. ớ mức độ nặng, các tổn thương kẽ liên quan chặt chẽ với mức lọc cầu thận, nhưng chúng không tương quan chặt với sự giãn nở gian mạch. Như thế những thay đổi cấu trúc này có thể có những tác động khác nhau lên quá trình tiến triển của bệnh thận ở các giai đoạn khác nhau dẫn đến những sự khác biệt giữa đái tháo đường typ 1 và typ 2.
Cấu trúc thận và tốc độ bài xuất albumin
Tăng tốc độ bài xuất albumin (AER) trong đái tháo đường có thể liên quan đến những thay đổi nhẹ trong thành phần và cấu trúc của màng đáy cầu thận. Những thay đổi này khó quan sát thấy. Có khả năng là sự giảm hoặc pha loãng heparan sulfat proteoglycan liên quan đến tích tĩnh điện dương làm tăng nhẹ AER, làm xuất hiện microalbumin niệu. Bằng phương pháp nhuộm “cuprolinic blue”, người ta đã phát hiện ra sự phân tán và mất các vị trí tích anion trên màng đáy cầu thận của những người bệnh đái tháo đường có microalbumin niệu.
Khi AER tăng đến mức có biểu hiện bệnh thận lâm sàng, sự phát triển của các mạch nối tắt (shunt) dẫn đến giảm chức năng màng đáy cầu thận về khả năng chọn lọc kích thước của các đại phân tử lưu hành trong tuần hoàn. Cấu trúc tương ứng của các shunt này chưa được rõ. Có nhiều giả thuyết về sự hình thành các shunt này. Ví dụ:
- Nó có thể là sự thoát quản toàn thể của màng đáy cầu thận ngoại vi, hậu quả của sự phá vỡ hàng rào collagen do sự tích luỹ chất nền.
- Nó cũng có thể là kết quả của sự tăng sinh các mạch máu mới hoặc sự phát triển của màng đáy cầu thận mỏng.
- Nó cũng có thể thậm chí xuất phát từ giao diện của hệ thống gian mạch-niệu mà phát triển tăng lên, khi bệnh cầu thận đã rõ ràng, đặc biệt ở những người bệnh đái tháo đường typ 1.
Các nghiên cứu cắt ngang ở cả 2 typ của đái tháo đường phát hiện thấy mối tương quan dương tính giữa bể rộng của màng đáy cầu thận và AER. Trong một nghiên cứu dọc trên những người bệnh đái tháo đường typ 1, thấy có sự thay đổi của bề rộng màng đáy cầu thận tương quan với thay đổi về AER trong 2-3 năm; người ta cũng thấy rằng bề rộng màng đáy cầu thận lúc ban đầu có giá trị như một yếu tố dự báo tiên lượng của AER tới 6 năm sau.
Nghiên cứu siêu cấu trúc chi tiết hơn cho thấy rằng những thay đổi về bề rộng của các mấu chân biểu mô cũng tương quan với AER. Điều này được cho là một đáp ứng thích nghi trong nỗ lực làm hẹp và ngắn khe lọc giữa các mấu chân tiếp giáp. Gần đây hơn, một sự giảm số lượng các tế bào có chân (thượng bào) đã được tìm thấy ở những người bệnh đái tháo đường typ 1 và typ 2 có bệnh thận lâm sàng, nhưng những phát hiện này lại không thấy ở những người bệnh đái tháo đường typ 1 có microalbumin niệu. Có những vấn đề lớn về phương pháp, liên quan đến đánh giá số lượng các thượng bào ở người, những thay đổi về số lượng và chức năng thượng bào hiện đang là đôi tượng của những nghiên cứu sâu hơn. Hy vọng khi có kết quả của những nghiên cứu này vai trò của các thượng bào trong sinh bệnh học thận sẽ trở lên rõ ràng hơn trong tương lai.
Các nghiên cứu cắt ngang trên một thuần tập lớn người bệnh đái tháo đường typ 1 đang tiếp tục cho thấy có sự chồng chéo về bệnh cầu thận giữa những người có AER bình thường, người có microalbumin niệu và người có bệnh thận lâm sàng. Trong khi nhóm sau cùng này hầu như luôn tìm được các tổn thương gian mạch rõ ràng, thì một số người dù có bệnh cầu thận nặng nhưng chức năng thận về AER lại bình thường. Những người có microalbumin niệu nói chung có tăng thể tích gian mạch, đặc biệt nếu họ có tăng huyết áp.
Những kết quả này gây ra sự tranh luận sôi nổi về tầm quan trọng của các tổn thương cầu thận đối với sự phát triển và tiến triển của bệnh thận. Một trường phái đề xuất rằng các tổn thương này là kết quả không tránh khỏi của chính đái tháo đường- như vậy các tổn thương về cấu trúc là không quan trọng? Quan điểm đối kháng cho rằng vì một số người có microalbumin niệu thoái triển về mức bình thường; có nghĩa là suy thận phải là kết quả không tránh khỏi của mất nephron, nên sự tiến triển về cấu trúc phải là rất quan trọng. Những thay đổi bệnh học như dày màng đáy cầu thận, tăng nhẹ chất nền của gian mạch có thể là hậu quả của tác động lâu dài của tăng đường máu. Đây có thể xem là đặc điểm sớm cho những người sẽ tiến triển đến suy thận. Vì sinh thiết thận vẫn chủ yếu là một thủ thuật thực nghiệm trong chăm sóc đái tháo đường thường quy, vì thế định lượng AER vẫn là chỉ số đánh giá tiến triển lâm sàng quan trọng nhất.
Những thay đổi ống-kẽ thận cũng tương quan với AER và có thể là hậu quả của tăng lạm dụng protein ở những người có bệnh thận nặng.
