Glomerulų filtravimas

Kokios jėgos veikia glomerulų filtraciją?

Tik nedidelė dalis, apie 1/5 (20%) kraujo, patenkančio į inkstų glomerulus, filtruojama; likusieji 4/5 per eferentinę arteriolę pasiekia pilvaplėvės kapiliarų sistemą. Jei visas į glomerulus patekęs kraujas būtų filtruojamas, eferentinėje arteriolėje rasime dehidratuotą plazmos baltymų ir kraujo ląstelių masę, kuri nebegali išeiti iš inkstų .

Jei reikia, inkstai gali keisti per inkstų glomerulus filtruojamos plazmos tūrio procentą; ši talpa išreiškiama terminu filtravimo frakcija ir priklauso nuo šios formulės:

Filtracijos frakcija (FF) = glomerulų filtracijos greitis (GFR) / inkstų plazmos srauto dalis (FPR)

Filtravimo procesuose, be ankstesniame skyriuje analizuotų anatominių struktūrų, veikia ir labai svarbios jėgos: vieni šiam procesui priešinasi, kiti jam palankūs, pažiūrėkime juos išsamiau.

Glomerulų kapiliaruose tekančio kraujo hidrostatinis slėgis skatina filtravimą, todėl skysčio nutekėjimas iš fenestruoto endotelio link Bowmano kapsulės; šis slėgis priklauso nuo širdies sukeltos gravitacijos pagreičio ir kraujagyslių pralaidumo, kuo didesnis arterinis slėgis, tuo didesnė kraujo tėkmė ant kapiliarų sienelių, todėl esant hidrostatiniam slėgiui. Kapiliarinis hidrostatinis slėgis (Pc) yra maždaug 55 mmHg.
Koloidinis-osmosinis (arba tiesiog onkotinis) slėgis yra susijęs su plazmos baltymų buvimu kraujyje; ši jėga priešinasi ankstesnei, traukdama skystį į kapiliarų vidų, kitaip tariant, priešinasi filtravimui. Padidėjus baltymų koncentracijai kraujyje, padidėja onkotinis slėgis ir kliūtis filtruoti; atvirkščiai, esant prastam kraujo kiekiui baltymuose onkotinis slėgis yra žemas, o filtracija didesnė. Kraujo, tekančio į glomerulų kapiliarus, koloidinis-osmosinis slėgis (πp) yra apie 30 mmHg
Bowmano kapsulėje susikaupęs filtrato hidrostatinis slėgis taip pat prieštarauja filtravimui. Skystis, kuris filtruojasi iš kapiliarų, iš tikrųjų turi priešintis slėgio poveikiui, kuris jau yra kapsulėje, kuris linkęs ją stumti atgal.
Hidrostatinis slėgis (Pb), kurį sukelia Bowmano kapsulėje susikaupęs skystis, yra apie 15 mmHg.

Pridėjus aukščiau aprašytas jėgas, paaiškėja, kad filtravimui palankus grynasis ultrafiltracijos slėgis (Pf), lygus 10 mmHg.

Laiko vienetu filtruoto skysčio tūris vadinamas glomerulų filtracijos greičiu (GFR). Kaip ir tikėtasi, vidutinė GF vertė yra 120–125 ml / min., Lygi maždaug 180 litrų per dieną.

Filtravimo greitis priklauso nuo:

Grynasis ultrafiltracijos slėgis (Pf): atsiranda dėl pusiausvyros tarp hidrostatinių ir koloid-osmosinių jėgų, veikiančių per filtravimo barjerus.

bet ir iš antrojo kintamojo, vadinamo

Ultrafiltracijos koeficientas (Kf = pralaidumas x filtravimo paviršius), inkstuose 400 kartų didesnis nei kitų kraujagyslių rajonų; priklauso nuo dviejų komponentų: filtravimo paviršiaus, ty filtruojamų kapiliarų paviršiaus ploto, ir sąsajos, atskiriančios kapiliarus nuo Bowmano kapsulės, pralaidumo

Norėdami išspręsti šiame skyriuje išdėstytas sąvokas, galime teigti, kad glomerulų filtracijos greičio sumažėjimas gali priklausyti nuo:

veikiančių glomerulų kapiliarų skaičiaus sumažėjimas
veikiančių glomerulų kapiliarų pralaidumo sumažėjimas, pavyzdžiui, dėl infekcinių procesų, kurie pažeidžia jų struktūrą
skysčio, esančio Bowmano kapsulėje, padidėjimas, pavyzdžiui, dėl šlapimo takų kliūčių
koloidinio osmosinio kraujospūdžio padidėjimas
kraujo, tekančio į glomerulų kapiliarus, hidrostatinio slėgio sumažėjimas

Tarp išvardytų, siekiant reguliuoti glomerulų filtracijos greitį, veiksniai, kurie labiausiai kinta, todėl yra fiziologiškai kontroliuojami, yra koloidinis-osmosinis slėgis ir visų pirma kraujospūdis glomerulų kapiliaruose.

Koloidinis-osmosinis slėgis ir glomerulų filtracija

Anksčiau mes pabrėžėme, kaip koloidinis-osmosinis slėgis glomerulų kapiliaruose yra lygus maždaug 30 mmHg. Tiesą sakant, ši vertė nėra pastovi visuose glomerulų skyriuose, bet didėja judant iš gretimų segmentų į aferentinę arteriolę ( nuo kapiliarų pradžios (28 mmHg) iki tų, kurie kaupiasi eferentinėje arteriolėje (kapiliarų galas, 32 mmHg). Šis reiškinys lengvai paaiškinamas remiantis laipsniška plazmos baltymų koncentracija glomerulų kraujyje, skysčių ir tirpių medžiagų, filtruotų ankstesniuose glomerulų takuose, atėmimas. Dėl šios priežasties, didėjant filtravimo greičiui (GFG), onkotinis glomerulų kraujo spaudimas palaipsniui didėja (netekus didesnio kiekio skysčių ir tirpių medžiagų).

Be GFR, onkotinio slėgio padidėjimas taip pat priklauso nuo to, kiek kraujo pasiekia glomerulų kapiliarus (inkstų plazmos srauto dalis): jei jis pasiekia mažai, koloidinis-osmosinis slėgis didėja labiau ir atvirkščiai.

Todėl koloidinis-osmosinis slėgis priklauso nuo filtravimo frakcijos:

Filtracijos frakcija (FF) = glomerulų filtracijos greitis (GFR) / inkstų plazmos srauto dalis (FPR)

Filtravimo frakcijos padidėjimas padidina koloidinio-osmosinio slėgio padidėjimo išilgai glomerulų kapiliarų greitį, o sumažėjimas turi priešingą poveikį. Kaip tikėtasi ir kaip patvirtinta formulėje, siekiant padidinti filtravimo frakciją, filtravimo greičiu ir (arba) inkstų plazmos srauto dalies sumažėjimu.

Normaliomis sąlygomis inkstų kraujotaka (FER) yra maždaug 1200 ml / min. (Maždaug 21% širdies tūrio).

Koloidiniam-osmosiniam slėgiui įtakos turi ir

Plazmos baltymų koncentracija (kuri padidėja dehidratacijos atveju ir sumažėja esant nepakankamai mitybai ar kepenų sutrikimams)

Kuo daugiau plazmos baltymų yra kraujyje, patenkančiame į glomerulus, tuo didesnis koloidinis-osmosinis slėgis visuose glomerulų kapiliarų segmentuose.

Kraujo spaudimas ir glomerulų filtracija

Mes matėme, kaip didėjant arteriniam slėgiui didėja hidrostatinis slėgis, tai yra jėga, kuria kraujas stumiamas į glomerulų kapiliarų sieneles.

Tiesą sakant, inkstuose yra veiksmingi kompensavimo mechanizmai, galintys išlaikyti pastovų filtravimo greitį įvairiose kraujospūdžio reikšmėse. Jei šios savireguliacijos nebūtų, santykinai nedidelis kraujospūdžio padidėjimas (nuo 100 iki 125 mmHg) padidintų GFR apie 25% (nuo 180 iki 225 l per parą); su nepakitusia reabsorbcija (178,5 l per parą) šlapimo išsiskyrimas padidėtų nuo 1,5 l per parą iki 46,5 l per parą, visiškai sumažėjus kraujo kiekiui. Laimei, taip neatsitinka.

Kaip parodyta grafike, jei vidutinis arterinis slėgis išlieka 80–180 mmHg ribose, glomerulų filtracijos greitis nesikeičia. Šis svarbus rezultatas pirmiausia pasiekiamas reguliuojant inkstų plazmos srauto dalį (FPR), tada koreguojant kraujo kiekį, kuris praeina pro inkstų arterioles.

Jei inkstų arteriolių atsparumas padidėja (arterijos susitraukia, praleidžia mažiau kraujo), glomerulų kraujotaka sumažėja
Jei inkstų arteriolių atsparumas mažėja (arteriolės išsiplečia, todėl praeina daugiau kraujo), padidėja glomerulų kraujotaka

Arteriolių pasipriešinimo poveikis glomerulų filtracijos greičiui priklauso nuo to, kur šis atsparumas išsivysto, ypač nuo to, ar kraujagyslių spindžio išsiplėtimas ar susiaurėjimas turi įtakos aferentinėms ar eferentinėms arteriolėms.

Jei padidėja inkstų arteriolių atsparumas glomerulams, pasroviui nuo obstrukcijos teka mažiau kraujo, todėl sumažėja glomerulų hidrostatinis slėgis ir sumažėja filtracijos greitis.
Jei eferentinių inkstų arteriolių atsparumas glomerulams sumažėja, prieš obstrukciją padidėja hidrostatinis slėgis ir kartu padidėja glomerulų filtracijos greitis (tai tarsi piršto guminis vamzdelis iš dalies užsikimšęs). "kliūtis vamzdžio sienelės išsipučia dėl padidėjusio vandens hidrostatinio slėgio, kuris stumia skystį į vamzdžio sienas).

Sąvokos apibendrinimas formulėmis

Aferentinių arteriolių atsparumas Ryškus arteriolių atsparumas ↓ R → ↑ Pc ir ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ Pc ir ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc ir ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ Pc ir ↓ VFG (↑ FER)

R = atsparumas arterioliams - Pc = kapiliarinis hidrostatinis slėgis -

GFR = glomerulų filtracijos greitis - FER = inkstų kraujotaka

Baigdami pabrėžiame, kaip GFR padidėjimas dėl padidėjusio eferentinių arteriolių atsparumo galioja tik tada, kai šis atsparumo padidėjimas yra nedidelis.Jei palyginame eferentinį arteriolių pasipriešinimą čiaupui, pastebime, kad uždarius čiaupą - didinant pasipriešinimą srautui - glomerulų filtracijos greitis didėja. Tam tikru momentu, toliau uždarydamas čiaupą, VFG pasiekia didžiausią smailę ir lėtai pradeda mažėti; tai glomerulų kraujo koloidinio-osmosinio slėgio padidėjimo pasekmė.