Glomerularna filtracija

Koje sile utječu na glomerularnu filtraciju?

Samo mali dio, oko 1/5 (20%), krvi koja ulazi u bubrežne glomerule prolazi proces filtriranja; preostalih 4/5 dospijevaju u peritubularni kapilarni sustav kroz eferentnu arteriolu. Ako je cijela krv koja ulazi u glomerulus filtrirana, u eferentnoj arterioli ćemo pronaći dehidriranu masu proteina plazme i krvnih stanica, koja više nije mogla pobjeći iz bubrega .

Prema potrebi, bubreg ima mogućnost mijenjanja postotka volumena plazme filtriranog kroz bubrežne glomerule; ovaj kapacitet izražen je pojmom filtracijske frakcije i ovisi o ovoj formuli:

Frakcija filtriranja (FF) = Brzina glomerularne filtracije (GFR) / Udio protoka bubrežne plazme (FPR)

U procesima filtracije, osim anatomskih struktura analiziranih u prethodnom poglavlju, također dolaze do izražaja vrlo važne sile: jedni se protive tom procesu, drugi ga favoriziraju, pogledajmo ih detaljnije.

Hidrostatski tlak krvi koja teče u glomerularnim kapilarama pogoduje filtraciji, pa stoga i bijeg tekućine iz fenestriranog endotela prema Bowmanovoj kapsuli; ovaj tlak ovisi o ubrzanju gravitacije koju srce nameće i o vaskularnoj prohodnosti, toliko je veći arterijski tlak, to je veći potisak krvi na stijenke kapilara, dakle pri hidrostatičkom tlaku. Kapilarni hidrostatički tlak (Pc) iznosi približno 55 mmHg.
Koloidno-osmotski (ili jednostavno onkotski) tlak povezan je s prisutnošću proteina plazme u krvi; ta se sila suprotstavlja prethodnoj, privlačeći tekućinu prema unutrašnjosti kapilara, drugim riječima, protivi se filtriranju. Kad se koncentracija proteina u krvi poveća, onkotski tlak raste i prepreka za filtriranje; obrnuto, u siromašnoj krvi u proteinima je onkotski tlak nizak, a filtracija veća. Koloidno-osmotski tlak krvi koja teče u glomerularnim kapilarama (πp) iznosi oko 30 mmHg
Hidrostatski tlak filtrata nakupljen u Bowmanovoj kapsuli također se protivi filtriranju. Tekućina koja se filtrira iz kapilara mora se zapravo suprotstaviti pritisku već prisutne u kapsuli, koja ju nastoji potisnuti natrag.
Hidrostatički tlak (Pb) koji stvara tekućina nakupljena u Bowmanovoj kapsuli iznosi oko 15 mmHg.

Dodajući gore opisane sile, ispada da filtraciji pogoduje neto tlak ultrafiltracije (Pf) jednak 10 mmHg.

Volumen filtrirane tekućine u jedinici vremena naziva se brzina glomerularne filtracije (GFG). Očekivana prosječna vrijednost GF je 120-125 ml / min, što je oko 180 litara dnevno.

Brzina filtracije ovisi o:

Neto tlak ultrafiltracije (Pf): proizlazi iz ravnoteže između hidrostatičkih i koloidno-osmotskih sila koje djeluju kroz filtracijske barijere.

ali i iz druge varijable, tzv

Koeficijent ultrafiltracije (Kf = propusnost x površina filtriranja), u bubregu 400 puta veći od onog u drugim vaskularnim područjima; ovisi o dvije komponente: površini za filtriranje, to jest površini kapilara dostupnoj za filtriranje i propusnosti sučelja koje odvaja kapilare od Bowmanove kapsule

Kako bismo popravili koncepte izražene u ovom poglavlju, možemo ustvrditi da smanjenje brzine glomerularne filtracije može ovisiti o:

smanjenje broja funkcionalnih glomerularnih kapilara
smanjenje propusnosti funkcionalnih glomerularnih kapilara, na primjer zbog infektivnih procesa koji narušavaju njihovu strukturu
povećanje tekućine sadržane u Bowmanovoj kapsuli, na primjer zbog prisutnosti urinarnih opstrukcija
povećanje koloidnog osmotskog krvnog tlaka
smanjenje hidrostatskog tlaka krvi koja teče u glomerularne kapilare

Među navedenima, u svrhu regulacije brzine glomerularne filtracije, čimbenici koji su najviše podložni varijacijama, dakle podvrgnuti fiziološkoj kontroli, su koloidno-osmotski tlak, a prije svega krvni tlak u glomerularnim kapilarama.

Koloidno-osmotski tlak i glomerularna filtracija

Prethodno smo podcrtali kako je koloidno-osmotski tlak unutar glomerularnih kapilara jednak oko 30 mmHg. U stvarnosti ta vrijednost nije konstantna u svim presjecima glomerula, već se povećava kretanjem od susjednih segmenata do aferentne arteriole ( početak kapilara, 28 mmHg) do onih koji se skupljaju u eferentnoj arterioli (kraj kapilara, 32 mmHg). Fenomen se lako može objasniti na temelju progresivne koncentracije proteina plazme u glomerularnoj krvi, što je rezultat uskraćivanje tekućina i otopljenih tvari filtriranih u prethodnim traktima glomerula. Iz tog razloga, s povećanjem brzine filtracije (GFG), onkotski tlak glomerularne krvi postupno raste (uslijed nedostatka veće količine tekućina i otopljenih tvari).

Osim GFR-a, povećanje onkotskog tlaka ovisi i o tome koliko krvi dospije u glomerularne kapilare (udio bubrežnog protoka plazme): ako dosegne malo, koloidno-osmotski tlak se povećava u većoj mjeri i obrnuto.

Na koloidno-osmotski tlak stoga utječe udio filtracije:

Frakcija filtriranja (FF) = Brzina glomerularne filtracije (GFR) / Udio protoka bubrežne plazme (FPR)

Povećanje filtracijske frakcije povećava brzinu povećanja koloidno-osmotskog tlaka duž glomerularnih kapilara, dok smanjenje ima suprotan učinak. Kako se predviđa i što potvrđuje formula, kako bi se povećala frakcija filtracije, brzinom filtracije i / ili smanjenjem udjela bubrežnog protoka plazme.

U normalnim uvjetima bubrežni protok krvi (FER) iznosi približno 1200 ml / min (približno 21% minutnog volumena srca).

Na koloidno-osmotski tlak također utječu

Koncentracija proteina plazme (koja se povećava u slučaju dehidracije i smanjuje u slučaju pothranjenosti ili problema s jetrom)

Što više proteina plazme u krvi dolazi u glomerule, to je veći koloidno-osmotski tlak u svim segmentima glomerularnih kapilara.

Krvni tlak i glomerularna filtracija

Vidjeli smo kako se hidrostatički tlak, to jest sila kojom se krv gura prema stijenkama glomerularnih kapilara, povećava s povećanjem arterijskog tlaka.

U stvarnosti, bubreg je opremljen učinkovitim kompenzacijskim mehanizmima sposobnim održavati konstantnu brzinu filtracije u širokom rasponu vrijednosti krvnog tlaka. U nedostatku ove samoregulacije, relativno mala povećanja krvnog tlaka (sa 100 na 125 mmHg) dovela bi do povećanja GFR-a za oko 25% (sa 180 na 225 l / dan); s nepromijenjenom reapsorpcijom (178,5 l / dan) izlučivanje urina bi išlo s 1,5 l / dan na 46,5 l / dan, uz potpuno iscrpljivanje volumena krvi.Srećom, to se ne događa.

Kao što prikazuje grafikon, ako se srednji arterijski tlak ostane unutar vrijednosti između 80 i 180 mmHg, brzina glomerularne filtracije se ne mijenja. Ovaj važan rezultat postiže se najprije regulacijom udjela bubrežnog protoka plazme (FPR), zatim korigiranjem količine krvi koja prolazi kroz bubrežne arteriole.

Ako se otpor bubrežnih arteriola poveća (arteriole se smanjuju propuštajući manje krvi), glomerularni protok krvi se smanjuje
Ako se otpor bubrežnih arteriola smanji (arteriole se prošire dopuštajući više krvi), glomerularni protok krvi se povećava

Učinak otpora arteriola na brzinu glomerularne filtracije ovisi o tome gdje se taj otpor razvija, osobito utječe li proširenje ili suženje lumena posude na aferentne ili eferentne arteriole.

Poveća li se otpor bubrežnih arteriola povezanih s glomerulom, manje krvi teče nizvodno od opstrukcije, stoga se smanjuje glomarularni hidrostatski tlak i smanjuje brzina filtracije.
Ako se otpor eferentnih bubrežnih arteriola smanji prema glomerulusu, uzvodno od začepljenja povećava se hidrostatski tlak, a s njim se povećava i brzina glomerularne filtracije (to je kao djelomično začepljenje gumene cijevi prstom, uočava se da uzvodno od "začepljenje stijenki cijevi nabubri zbog povećanja hidrostatskog tlaka vode koji potiskuje tekućinu prema stijenkama cijevi).

Sažimanje koncepta s formulama

Otpor aferentnih arteriola Eferentna otpornost na arteriole ↓ R → ↑ Pc i ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ Pc i ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc i ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ Pc i ↓ VFG (↑ FER)

R = otpor arteriola - Pc = kapilarni hidrostatski tlak -

GFR = brzina glomerularne filtracije - FER = bubrežni protok krvi

Zaključno, naglašavamo kako povećanje GFR -a zbog povećanja otpora eferentnih arteriola vrijedi samo kada je to povećanje otpora skromno. Usporedimo li eferentni arteriolarni otpor s slavinom, primjećujemo da dok zatvaramo slavinu - povećanje otpora protoku - brzina glomerularne filtracije se povećava. U određenom trenutku, nastavljajući zatvarati slavinu, GFR doseže maksimum i polako se počinje smanjivati; to je posljedica povećanja koloidno -osmotskog tlaka glomerularna krv.