Glomerularna filtracija

Katere sile vplivajo na glomerulno filtracijo?

Le majhen del, približno 1/5 (20%) krvi, ki vstopi v ledvične glomerule, je podvržen procesu filtracije; preostalih 4/5 skozi eferentno arteriolo doseže peritubularni kapilarni sistem. Če bi bila vsa kri, ki vstopa v glomerul, filtrirana, bomo v eferentni arterioli našli dehidrirano maso plazemskih beljakovin in krvnih celic, ki ne morejo več pobegniti iz ledvic .

Ledvice lahko po potrebi spreminjajo odstotek volumna plazme, filtrirane skozi ledvične glomerule; ta zmogljivost je izražena z izrazom filtracijska frakcija in je odvisna od te formule:

Frakcija filtracije (FF) = Glomerularna hitrost filtracije (GFR) / Frakcija pretoka ledvične plazme (FPR)

V filtracijskih procesih poleg anatomskih struktur, analiziranih v prejšnjem poglavju, pridejo v poštev tudi zelo pomembne sile: nekateri temu procesu nasprotujejo, drugi so mu naklonjeni, poglejmo jih podrobneje.

Hidrostatični tlak krvi, ki teče v glomerularnih kapilarah, spodbuja filtracijo, zato pobeg tekočine iz fenestriranega endotelija proti Bowmanovi kapsuli; ta pritisk je odvisen od pospeška gravitacije krvi, ki ga povzroča srce, in žilne prehodnosti, toliko višji kot je arterijski tlak, večji je potisk krvi na stene kapilar, torej pri hidrostatičnem tlaku. Kapilarni hidrostatični tlak (Pc) je približno 55 mmHg.
Koloidno-osmotski (ali preprosto onkotski) tlak je povezan s prisotnostjo plazemskih beljakovin v krvi; ta sila nasprotuje prejšnji, tako da tekočino potegne proti notranjosti kapilar, z drugimi besedami, nasprotuje filtraciji. Ko se koncentracija beljakovin v krvi poveča, se onkotski tlak poveča in ovira pri filtriranju; obratno, pri krvni revščini pri beljakovinah je onkotski tlak nizek in filtracija višja Koloidno-osmotski tlak krvi, ki teče v glomerularnih kapilarah (πp), je približno 30 mmHg
Hidrostatični tlak filtrata, nakopičenega v Bowmanovi kapsuli, prav tako nasprotuje filtriranju. Tekočina, ki se filtrira iz kapilar, mora v resnici nasprotovati tlaku tistega, ki je že prisoten v kapsuli, kar jo ponavadi potisne nazaj.
Hidrostatični tlak (Pb), ki ga povzroča tekočina, nabrana v Bowmanovi kapsuli, je približno 15 mmHg.

Če dodamo zgoraj opisane sile, se izkaže, da je filtriranju naklonjen neto ultrafiltracijski tlak (Pf), ki je enak 10 mmHg.

Količina tekočine, filtrirane v časovni enoti, se imenuje hitrost glomerularne filtracije (GFG) .Predvidoma je povprečna vrednost GF 120-125 ml / min, kar je približno 180 litrov na dan.

Stopnja filtracije je odvisna od:

Neto ultrafiltracijski tlak (Pf): posledica ravnotežja med hidrostatičnimi in koloidno-osmotskimi silami, ki delujejo skozi filtrirne ovire.

ampak tudi iz druge spremenljivke, imenovane

Koeficient ultrafiltracije (Kf = prepustnost x filtrirna površina) v ledvicah 400 -krat večji kot pri drugih žilnih okrožjih; odvisno od dveh komponent: filtrirne površine, to je površine kapilar, ki so na voljo za filtriranje, in prepustnosti vmesnika, ki ločuje kapilare od Bowmanove kapsule

Za določitev pojmov, izraženih v tem poglavju, lahko trdimo, da je zmanjšanje hitrosti glomerularne filtracije lahko odvisno od:

zmanjšanje števila delujočih glomerularnih kapilar
zmanjšanje prepustnosti delujočih glomerularnih kapilar, na primer zaradi nalezljivih procesov, ki spodkopavajo njihovo strukturo
povečanje tekočine v Bowmanovi kapsuli, na primer zaradi prisotnosti urinarnih ovir
zvišanje koloidnega osmotskega krvnega tlaka
zmanjšanje hidrostatičnega tlaka krvi, ki teče v glomerularne kapilare

Med naštetimi so za uravnavanje hitrosti glomerularne filtracije dejavniki, ki so najbolj podvrženi spremembam, torej podvrženi fiziološkemu nadzoru, koloidno-osmotski tlak in predvsem krvni tlak v glomerularnih kapilarah.

Koloidno-osmotski tlak in glomerularna filtracija

Prej smo poudarili, da je koloidno-osmotski tlak znotraj glomerularnih kapilar enak približno 30 mmHg. V resnici ta vrednost ni konstantna v vseh odsekih glomerula, ampak se z gibanjem od sosednjih segmentov do aferentne arteriole poveča ( začetek kapilar, 28 mmHg) do tistih, ki se zbirajo v eferentni arterioli (konec kapilar, 32 mmHg). Pojav je enostavno razložiti na podlagi progresivne koncentracije beljakovin v plazmi v glomerularni krvi, ki je posledica njegove odvzem tekočin in topljenih snovi, filtriranih v prejšnjih odsekih glomerula.Zato se s povečanjem hitrosti filtracije (GFG) postopoma povečuje onkotski tlak glomerularne krvi (zaradi pomanjkanja večjih količin tekočin in topljenih snovi).

Povečanje onkotskega tlaka je poleg GFR odvisno tudi od tega, koliko krvi doseže glomerularne kapilare (del pretoka ledvične plazme): če le malo doseže, se koloidno-osmotski tlak v večji meri poveča in obratno.

Na koloidno-osmotski tlak torej vpliva filtracijska frakcija:

Frakcija filtracije (FF) = Glomerularna hitrost filtracije (GFR) / Frakcija pretoka ledvične plazme (FPR)

Povečanje filtracijske frakcije poveča stopnjo povečanja koloidno-osmotskega tlaka vzdolž glomerularnih kapilar, medtem ko ima zmanjšanje nasprotni učinek. stopnjo filtracije in / ali zmanjšanje deleža ledvičnega pretoka plazme.

V normalnih pogojih ledvični pretok krvi (FER) znaša približno 1200 ml / min (približno 21% srčnega utripa).

Na koloidno-osmotski tlak vpliva tudi

Koncentracija beljakovin v plazmi (ki se poveča v primeru dehidracije in se zmanjša v primeru podhranjenosti ali težav z jetri)

Več plazemskih beljakovin v krvi, ki prispejo v glomerule, večji je koloidno-osmotski tlak v vseh segmentih glomerularnih kapilar.

Krvni tlak in glomerularna filtracija

Videli smo, kako se hidrostatični tlak, to je sila, s katero se kri potiska ob stene glomerularnih kapilar, povečuje z naraščanjem arterijskega tlaka.

V resnici so ledvice opremljene z učinkovitimi kompenzacijskimi mehanizmi, ki lahko vzdržujejo konstantno hitrost filtracije v širokem razponu vrednosti krvnega tlaka. Če te samoregulacije ni, bi razmeroma majhno zvišanje krvnega tlaka (s 100 na 125 mmHg) povzročilo povečanje GFR za približno 25% (s 180 na 225 l / dan); z nespremenjeno reabsorpcijo (178,5 l / dan) bi se izločanje urina povečalo s 1,5 l / dan na 46,5 l / dan, s popolno izčrpanostjo krvnega volumna, na srečo se to ne zgodi.

Kot prikazuje graf, če se povprečni arterijski tlak nahaja znotraj vrednosti med 80 in 180 mmHg, se hitrost glomerularne filtracije ne spremeni. Ta pomemben rezultat se najprej doseže z uravnavanjem deleža ledvičnega pretoka plazme (FPR), nato s popravljanjem količine krvi, ki prehaja skozi ledvične arteriole.

Če se odpornost ledvičnih arteriol poveča (arteriole se skrčijo in pustijo manj krvi), se glomerularni pretok krvi zmanjša
Če se odpornost ledvičnih arteriol zmanjša (arteriole se razširijo, kar omogoča več krvi), se glomerularni pretok krvi poveča

Učinek arteriolarne odpornosti na hitrost glomerularne filtracije je odvisen od tega, kje se ta odpornost razvije, zlasti od tega, ali razširitev ali zožitev lumena posode vpliva na aferentne ali eferentne arteriole.

Če se odpornost ledvičnih arteriol, ki vplivajo na glomerulus, poveča, manj krvi teče za obstrukcijo, zato se zmanjša glomerularni hidrostatični tlak in zmanjša stopnja filtracije.
Če se odpornost eferentnih ledvičnih arteriol na glomerulus zmanjša, se pred obstrukcijo poveča hidrostatični tlak in s tem se poveča tudi hitrost glomerularne filtracije (podobno kot delno zamašitev gumijaste cevi s prstom, opazimo, da je gorvodno od "oviranje stene cevi nabrekne zaradi povečanja hidrostatičnega tlaka vode, ki potisne tekočino ob stene cevi).

Povzetek koncepta s formulami

Odpornost aferentnih arteriol Različna odpornost na arteriole ↓ R → ↑ Pc in ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ Pc in ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc in ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ Pc in ↓ VFG (↑ FER)

R = upor arteriole - Pc = kapilarni hidrostatični tlak -

GFR = hitrost glomerularne filtracije - FER = ledvični pretok krvi

Za zaključek poudarjamo, kako je povečanje GFR zaradi povečanja upora eferentnih arteriol veljavno le, če je to povečanje upora skromno. Če primerjamo eferentno arteriolarno upornost z dotikom, opazimo, da ko zapremo pipo - povečanje odpornosti toka - hitrost glomerularne filtracije se poveča. V določenem trenutku, ko še naprej zapiramo pipo, GFR doseže največji vrh in se počasi začne zmanjševati; to je posledica povečanja koloidno -osmotskega tlaka glomerularna kri.