fyziologie

Glomerulární filtrace

Jaké síly ovlivňují glomerulární filtraci?

Pouze malá část, asi 1/5 (20%) krve, která vstupuje do glomerulu ledvin, prochází filtrací; zbývající 4/5 dosáhnou peritubulárního kapilárního systému přes eferentní arteriolu. Pokud je veškerá krev, která vstupuje do glomerulu, filtrována, v eferentní arteriole najdeme dehydratovaný shluk plazmatických proteinů a krevních buněk, který již nemůže unikat z ledvin.

V případě potřeby má ledvina schopnost měnit procento plasmatického objemu filtrovaného přes renální glomeruly; tato kapacita je vyjádřena termínem filtrační frakce a závisí na tomto vzorci:

Frakce filtrace (FF) = rychlost glomerulární filtrace (VFG) / frakce renálního plazmatického toku (FPR)

Ve filtračních procesech, kromě anatomických struktur analyzovaných v předchozí kapitole, přicházejí do hry také velmi důležité síly: někteří oponují tomuto procesu, jiní ho favorizují, podívejme se na ně detailně.

  • Hydrostatický tlak krve proudící v glomerulárních kapilárách podporuje filtraci, tedy únik kapaliny z fenestrovaného endotelu směrem k Bowmanově kapsli; tento tlak závisí na zrychlení gravitace, kterou srdce přivádí na krev a vaskulární průchodnost, takže čím větší je arteriální tlak a tím větší je tah krve na stěnách kapilár, tedy při hydrostatickém tlaku. Kapilární hydrostatický tlak (Pc) je asi 55 mmHg.
  • Koloidně-osmotický tlak (nebo jednoduše onkotický) je spojen s přítomností plazmatických proteinů v krvi; tato síla se staví proti předchozímu, odvolává kapalinu směrem dovnitř kapilár, jinými slovy je proti filtraci. Jak se zvyšuje koncentrace bílkovin v krvi, onkotický tlak a obstrukce zvyšování filtrace; naopak, v krvi chudé na proteiny je onkotický tlak nízký a filtrace větší. Koloidně-osmotický tlak krve tekoucí v glomerulárních kapilárách (πp) je asi 30 mmHg
  • Hydrostatický tlak filtrátu nashromážděného v Bowmanově kapsli také brání filtraci. Tekutina, která filtruje z kapilár, musí být ve skutečnosti proti tlaku, který je již přítomen v kapsli, který má sklon tlačit ho zpět.

    Hydrostatický tlak (Pb) vyvíjený kapalinou akumulovanou v Bowmanově kapsli je asi 15 mmHg.

Přidání právě popsaných sil ukazuje, že filtrace je zvýhodněna čistým ultrafiltračním tlakem (Pf) rovným 10 mmHg.

Objem filtrované kapaliny v jednotce času se nazývá glomerulární filtrační rychlost (VFG). Průměrná hodnota VFG je 120-125 ml / min, což je přibližně 180 litrů denně.

Rychlost filtrace závisí na:

  • Čistý ultrafiltrační tlak (Pf): je výsledkem rovnováhy mezi hydrostatickými a koloidně-osmotickými silami působícími přes filtrační bariéry.

ale také z druhé proměnné, nazvané

  • Ultrafiltrační koeficient (Kf = permeabilita x filtrační plocha), v ledvinách 400krát větší než u ostatních cévních oblastí; závisí na dvou složkách: na filtračním povrchu nebo na povrchu kapilár dostupných pro filtraci a na permeabilitě rozhraní, které odděluje kapiláry od kapsle Bowman

Pro vyřešení pojmů vyjádřených v této kapitole lze říci, že snížení rychlosti glomerulární filtrace může záviset na:

  • snížení počtu fungujících glomerulárních kapilár
  • snížení propustnosti fungujících glomerulárních kapilár, například v důsledku infekčních procesů, které podvracují jejich strukturu
  • zvýšení kapaliny obsažené v Bowmanově kapsli, například kvůli přítomnosti močových překážek
  • zvýšení koloidně-osmotického krevního tlaku
  • snížení hydrostatického tlaku krve proudícího v glomerulárních kapilárách

Mezi těmi, kteří jsou uvedeni, jsou pro účely regulace rychlosti glomerulární filtrace faktory, které jsou nejvíce vystaveny variacím, proto podléhají fyziologické kontrole, koloidně-osmotický tlak a především krevní tlak v glomerulárních kapilárách.

Koloidně-osmotický tlak a glomerulární filtrace

Dříve jsme zdůrazňovali, že koloidně-osmotický tlak uvnitř glomerulárních kapilár je přibližně 30 mmHg. Ve skutečnosti tato hodnota není konstantní ve všech úsecích glomerulu, ale zvyšuje se, když se pohybujeme z přilehlých segmentů do aferentní arterioly (začátek kapilár, 28 mmHg) k těm, které se shromažďují v efferentní arteriole (konec kapiláry, 32 mmHg). Tento fenomén lze snadno vysvětlit na základě progresivní koncentrace plazmatických proteinů v glomerulární krvi, která je výsledkem jeho deprivace kapalin a solutů filtrovaných v předchozích traktech glomerulu. Z tohoto důvodu, jak se zvyšuje rychlost filtrace (VFG), se postupně zvyšuje onkotický tlak glomerulární krve (zbavuje se větších množství kapalin a rozpuštěných látek).

Kromě VFG závisí zvýšení onkotického tlaku také na tom, kolik krve dosáhne glomerulárních kapilár (zlomek renálního plazmatického průtoku): pokud je málo dosaženo, koloidně-osmotický tlak se zvyšuje ve větší míře a naopak.

Koloidně-osmotický tlak je tedy ovlivněn filtrační frakcí:

  • Frakce filtrace (FF) = rychlost glomerulární filtrace (VFG) / frakce renálního plazmatického toku (FPR)

Zvýšení filtrační frakce zvyšuje rychlost zvýšení koloidně-osmotického tlaku podél glomerulárních kapilár, zatímco pokles má opačný účinek. Jak se předpokládalo a jak bylo potvrzeno vzorcem, aby se zvýšila filtrační frakce, je nezbytné zvýšení rychlosti filtrace a / nebo snížení frakce toku renální plazmy.

Za normálních podmínek činí průtok krve ledvinami (FER) asi 1200 ml / min (asi 21% srdečního výdeje).

Koloidně-osmotický tlak je také ovlivněn

  • Koncentrace plazmatických proteinů (která se zvyšuje v případě dehydratace a snížení v případě podvýživy nebo jaterních problémů)

V krvi přichází do glomerulu mnohem více plazmatických bílkovin a čím větší je koloidně-osmotický tlak ve všech segmentech glomerulárních kapilár.

Arteriální tlak a glomerulární filtrace

Viděli jsme, jak se zvyšuje hydrostatický tlak, to je síla, se kterou je krev tlakována proti stěnám glomerulárních kapilár s rostoucím arteriálním tlakem. To naznačuje, že když se zvýší hodnoty arteriálního tlaku, zvýší se také rychlost filtrace.

Ve skutečnosti je ledvina vybavena účinnými kompenzačními mechanismy, schopnými udržet rychlost filtrace konstantní v širokém rozsahu hodnot krevního tlaku. Při absenci této samoregulace by relativně malé zvýšení arteriálního tlaku (ze 100 na 125 mmHg) vedlo ke zvýšení o 25% u VFG (ze 180 na 225 l / d); s nezměněnou resorpcí (178, 5 l / d) by se vylučování moči pohybovalo z 1, 5 l / den na 46, 5 l / d, s úplným vyčerpáním objemu krve. Naštěstí se to nestane.

Jak ukazuje graf, pokud střední arteriální tlak zůstává v rozmezí hodnot 80 až 180 mmHg, rychlost glomerulární filtrace se nemění. Tento důležitý výsledek se získá nejprve úpravou frakce renálního plazmatického toku (FPR), čímž se koriguje množství krve procházející renálními arteriolami.

  • Pokud se zvyšuje rezistence renálních arteriol (zúžení arteriol a menší průchod krve), klesá glomerulární průtok krve
  • Pokud rezistence renálních arteriol klesá (arterioly se rozšiřují, což umožňuje větší průchod krve), zvyšuje se glomerulární průtok krve

Účinek arteriolární rezistence na rychlost glomerulární filtrace závisí na tom, kde se tato rezistence vyvíjí, zejména pokud dilatace nebo zúžení lumen cévy ovlivňuje aferentní nebo eferentní arterioly.

  • Pokud se rezistence arterií renálních arterií k glomerulu zvyšuje, snižuje se proudění krve směrem dolů za obstrukcí, čímž se snižuje glomerulární hydrostatický tlak a snižuje se rychlost filtrace.
  • Pokud rezistence eferentních renálních arteriol ke glomerulu klesá, před obstrukcí se zvyšuje hydrostatický tlak a zvyšuje se také rychlost glomerulární filtrace (je to jako částečné zakrytí gumové trubice prstem, je pozorováno, že proti proudu od ucpání stěn trubice bobtnat v důsledku zvýšení hydrostatického tlaku vody, který tlačí kapalinu proti stěnám trubky).

Shrnutí pojmu se vzorci

Aferentní rezistence arteriolOdporné arterioly
↓ R → ↑ Pc a ↑ VFG (↑ FER)↑ R → ↑ Pc a ↑ VFG (↓ FER)
↑ R → ↓ Pc a ↓ VFG (↓ FER)↓ R → ↓ Pc a ↓ VFG (ER FER)

R = rezistence arteriol - Pc = kapilární hydrostatický tlak -

VFG = glomerulární filtrace - FER = renální průtok krve

Na závěr zdůrazňujeme, že zvýšení VFG způsobené zvýšenou rezistencí eferentních arteriol je platné pouze tehdy, když je toto zvýšení rezistence mírné. Pokud porovnáme eferentní arteriální rezistenci s vodovodním kohoutkem, zjistíme, že když vypneme kohoutek, zvyšuje se odpor průtoku - zvyšuje se glomerulární filtrace. V určitém bodě, pokračujícím vypínáním kohoutku, VFG dosáhne maximálního vrcholu a pomalu začne klesat; to je důsledek zvýšení koloidně-osmotického tlaku glomerulární krve.