Glomerulární filtrace

Jaké síly ovlivňují glomerulární filtraci?

Pouze malá část, asi 1/5 (20%) krve, která vstupuje do renálních glomerulů, prochází filtračním procesem; zbývající 4/5 se dostanou do peritubulární kapilární soustavy přes eferentní arteriol. Pokud by byla veškerá krev vstupující do glomerulu filtrována, v eferentní arteriole najdeme dehydratovanou masu plazmatických proteinů a krvinek, které již nemohly uniknout z ledviny .

Podle potřeby má ledvina schopnost měnit procento objemu plazmy filtrované ledvinovými glomeruly; tato kapacita je vyjádřena termínem filtrační frakce a závisí na tomto vzorci:

Filtrační frakce (FF) = Glomerular Filtration Rate (GFR) / Fraction of Renal Plasma Flow (FPR)

Ve filtračních procesech vstupují do hry kromě anatomických struktur analyzovaných v předchozí kapitole také velmi důležité síly: někteří se tomuto procesu brání, jiní jej upřednostňují, podívejme se na ně podrobně.

Hydrostatický tlak krve proudící v glomerulárních kapilárách podporuje filtraci, tedy únik kapaliny z fenestrovaného endotelu směrem k Bowmanově tobolce; tento tlak závisí na zrychlení gravitace, které na krev působí srdce a na průchodnost cév, čím vyšší je arteriální tlak, tím větší je tlak krve na stěny kapilár, tedy při hydrostatickém tlaku. Kapilární hydrostatický tlak (Pc) je přibližně 55 mmHg.
Koloidně-osmotický (nebo jednoduše onkotický) tlak je spojen s přítomností plazmatických proteinů v krvi; tato síla je proti té předchozí a přitahuje kapalinu dovnitř kapilár, jinými slovy je proti filtraci. Když se koncentrace bílkovin v krvi zvyšuje, zvyšuje se onkotický tlak a překážka filtrace; naopak, u krve chudé v bílkovinách je onkotický tlak nízký a filtrace vyšší Koloidně-osmotický tlak krve proudící v glomerulárních kapilárách (πp) je asi 30 mmHg
Hydrostatický tlak filtrátu nahromaděný v Bowmanově kapsli je také proti filtraci. Kapalina, která filtruje z kapilár, musí ve skutečnosti odporovat tlaku již přítomného v kapsli, která má tendenci ji tlačit zpět.
Hydrostatický tlak (Pb) vyvíjený kapalinou nahromaděnou v Bowmanově kapsli je asi 15 mmHg.

Když sečteme výše popsané síly, vyjde najevo, že filtraci zvýhodňuje čistý ultrafiltrační tlak (Pf) rovný 10 mmHg.

Objem kapaliny přefiltrované za jednotku času se nazývá rychlost glomerulární filtrace (GFG). Průměrná hodnota GF je podle očekávání 120 až 125 ml / min, což je přibližně 180 litrů za den.

Rychlost filtrace závisí na:

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

ale také z druhé proměnné, nazvané

Ultrafiltrační koeficient (Kf = propustnost x filtrační plocha), v ledvinách 400krát vyšší než u ostatních cévních oblastí; závisí na dvou složkách: filtrační povrch, tj. plocha kapilár dostupných pro filtraci, a propustnost rozhraní, které odděluje kapiláry od Bowmanovy kapsle

Abychom napravili pojmy vyjádřené v této kapitole, můžeme konstatovat, že snížení rychlosti glomerulární filtrace může záviset na:

snížení počtu fungujících glomerulárních kapilár
snížení propustnosti fungujících glomerulárních kapilár, například v důsledku infekčních procesů, které rozvracejí jejich strukturu
zvýšení tekutiny obsažené v Bowmanově kapsli, například v důsledku přítomnosti močových obstrukcí
zvýšení koloidního osmotického krevního tlaku
snížení hydrostatického tlaku krve proudící do glomerulárních kapilár

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

Koloidně-osmotický tlak a glomerulární filtrace

Dříve jsme zdůraznili, jak se koloidně-osmotický tlak uvnitř glomerulárních kapilár rovná přibližně 30 mmHg. Ve skutečnosti tato hodnota není konstantní ve všech částech glomerulu, ale zvyšuje se při pohybu od sousedících segmentů k aferentní arteriole ( začátek kapilár, 28 mmHg) na ty, které se shromažďují v eferentní arteriole (konec kapilár, 32 mmHg). Tento jev lze snadno vysvětlit na základě postupné koncentrace plazmatických proteinů v glomerulární krvi, což je výsledek deprivace kapalin a rozpuštěných látek filtrovaných v předchozích částech glomerulu. Z tohoto důvodu, jak se zvyšuje rychlost filtrace (GFG), onkotický tlak glomerulární krve se postupně zvyšuje (je zbaven většího množství kapalin a rozpuštěných látek).

Zvýšení onkotického tlaku závisí kromě GFR také na tom, kolik krve dosáhne glomerulárních kapilár (zlomek renálního plazmatického toku): pokud dosáhne malého množství, koloidně-osmotický tlak se zvyšuje ve větší míře a naopak.

Koloidně-osmotický tlak je tedy ovlivněn filtrační frakcí:

Filtrační frakce (FF) = Glomerular Filtration Rate (GFR) / Fraction of Renal Plasma Flow (FPR)

Zvýšení filtrační frakce zvyšuje rychlost nárůstu koloidně-osmotického tlaku podél glomerulárních kapilár, zatímco pokles má opačný účinek. Jak se očekávalo a jak bylo potvrzeno vzorcem, aby se zvýšila filtrační frakce, v rychlosti filtrace a / nebo snížení frakce renálního plazmatického toku.

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

Koloidně-osmotický tlak je také ovlivněn

Koncentrace plazmatických bílkovin (která se zvyšuje v případě dehydratace a klesá v případě podvýživy nebo problémů s játry)

Čím více plazmatických proteinů je v krvi přicházejících do glomerulů, tím větší je koloidně-osmotický tlak ve všech segmentech glomerulárních kapilár.

Krevní tlak a glomerulární filtrace

Viděli jsme, jak se hydrostatický tlak, tj. Síla, kterou je krev tlačena na stěny glomerulárních kapilár, zvyšuje se zvyšováním arteriálního tlaku. Filtrace.

Ve skutečnosti je ledvina vybavena účinnými kompenzačními mechanismy, schopnými udržovat konstantní rychlost filtrace v širokém rozsahu hodnot krevního tlaku. Při absenci této samoregulace by relativně malé zvýšení krevního tlaku (od 100 do 125 mmHg) způsobilo zvýšení GFR o přibližně 25% (od 180 do 225 l / den); při nezměněné reabsorpci (178,5 l / den) by se vylučování moči pohybovalo od 1,5 l / den do 46,5 l / den, s úplným vyčerpáním objemu krve.Naštěstí se to nestane.

Jak ukazuje graf, pokud střední arteriální tlak zůstane v hodnotách mezi 80 a 180 mmHg, rychlost glomerulární filtrace se nezmění. Tohoto důležitého výsledku je dosaženo nejprve regulací frakce renálního plazmatického toku (FPR), poté opravou množství krve, které prochází renálními arteriolami.

Pokud se zvyšuje odpor renálních arteriol (arterioly se zmenšují a nechává projít méně krve), glomerulární průtok krve klesá
Pokud se odpor renálních arteriol sníží (arterioly se rozšíří a umožní průchod většího množství krve), zvýší se glomerulární průtok krve

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

Pokud se zvyšuje odolnost renálních arteriol aferentních ke glomerulům, proudí za překážkou méně krve, proto je glomerulární hydrostatický tlak snížen a rychlost filtrace klesá.
Pokud se odpor eferentních renálních arteriol vůči glomerulu sníží, před překážkou se zvýší hydrostatický tlak a spolu s tím se zvýší i rychlost glomerulární filtrace (je to jako částečné uzavření gumové trubičky prstem, pozoruje se, že před „ucpání stěn trubice bobtná v důsledku zvýšení hydrostatického tlaku vody, který tlačí kapalinu proti stěnám trubice).

Shrnutí konceptu pomocí vzorců

Odolnost aferentních arteriol Eferentní rezistence arteriol ↓ R → ↑ Pc a ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ Pc a ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc a ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ Pc a ↓ VFG (↑ FER)

R = arteriolový odpor - Pc = kapilární hydrostatický tlak -

GFR = rychlost glomerulární filtrace - FER = průtok krve ledvinami

Na závěr zdůrazňujeme, jak je zvýšení GFR v důsledku zvýšení odporu eferentních arteriol platné pouze tehdy, je -li tento nárůst rezistence mírný. Porovnáme -li eferentní arteriolární rezistenci s kohoutkem, všimneme si, že když zavíráme kohoutek - zvýšení průtokového odporu - rychlost glomerulární filtrace se zvyšuje. V určitém bodě, při pokračujícím uzavírání kohoutku, dosáhne GFR maxima a pomalu začíná klesat; to je důsledek zvýšení koloidně -osmotického tlaku glomerulární krev.