Гломерулна филтрация

Какви сили влияят на гломерулната филтрация?

Само малка част, около 1/5 (20%) от кръвта, която влиза в бъбречните гломерули, преминава през процеса на филтрация; останалите 4/5 достигат до перитубуларната капилярна система през еферентната артериола.Ако цялата кръв, влизаща в гломерула, е филтрирана, в еферентната артериола ще открием дехидратирана маса от плазмени протеини и кръвни клетки, които вече не могат да избягат от бъбреците .

При необходимост бъбрекът има способността да променя процента на плазмения обем, филтриран през бъбречните гломерули; този капацитет се изразява чрез термина филтрационна фракция и зависи от тази формула:

Филтрационна фракция (FF) = скорост на гломерулна филтрация (GFR) / фракция на бъбречния плазмен поток (FPR)

В процесите на филтриране, в допълнение към анатомичните структури, анализирани в предишната глава, влизат в действие и много важни сили: някои се противопоставят на този процес, други го предпочитат, нека ги разгледаме подробно.

• Хидростатичното налягане на кръвта, течаща в гломерулните капиляри, благоприятства филтрацията, следователно изтичането на течността от фенестрирания ендотел към капсулата на Боуман; това налягане зависи от ускорението на гравитацията, наложено върху кръвта от сърцето и от съдовата проходимост, толкова по -високо е артериалното налягане, толкова по -голям е натискът на кръвта върху стените на капилярите, следователно при хидростатично налягане. Капилярното хидростатично налягане (Pc) е приблизително 55 mmHg.
• Колоидно-осмотичното (или просто онкотично) налягане е свързано с наличието на плазмени протеини в кръвта; тази сила се противопоставя на предишната, привличайки течността към вътрешността на капилярите, с други думи, тя се противопоставя на филтрацията.Когато концентрацията на протеини в кръвта се увеличава, онкотичното налягане се увеличава и препятствието за филтриране; обратно, при бедна на кръв в протеините онкотичното налягане е ниско и филтрацията по-висока.Колоидно-осмотичното налягане на кръвта, течаща в гломерулните капиляри (πp) е около 30 mmHg
• Хидростатичното налягане на филтрата, натрупано в капсулата на Боуман, също се противопоставя на филтрацията. Течността, която се филтрира от капилярите, всъщност трябва да се противопостави на налягането на вече присъстващото в капсулата, което има тенденция да я изтласква.
  Хидростатичното налягане (Pb), оказвано от течността, натрупана в капсулата на Боуман, е около 15 mmHg.

Като добавим силите, описани по -горе, се оказва, че филтрирането се благоприятства от нетното ултрафилтрационно налягане (Pf), равно на 10 mmHg.

 

 

Обемът на течността, филтриран за единица време, се нарича скорост на гломерулна филтрация (GFG). Очаква се средната стойност на GF е 120-125 ml / min, равна на около 180 литра на ден.

Скоростта на филтрация зависи от:

• Нетно ултрафилтрационно налягане (Pf): в резултат на баланса между хидростатичните и колоидно-осмотичните сили, действащи през филтриращите бариери.

но и от втора променлива, наречена

• Коефициент на ултрафилтрация (Kf = пропускливост x филтрираща повърхност), в бъбреците 400 пъти по -висок от този на другите съдови области; зависи от два компонента: филтриращата повърхност, т.е. повърхността на капилярите, достъпна за филтриране, и пропускливостта на интерфейса, който отделя капилярите от капсулата на Боуман

За да поправим концепциите, изразени в тази глава, можем да заявим, че намаляването на скоростта на гломерулна филтрация може да зависи от:

• намаляване на броя на функциониращите гломерулни капиляри
• намаляване на пропускливостта на функциониращите гломерулни капиляри, например поради инфекциозни процеси, които разрушават тяхната структура
• увеличаване на течността, съдържаща се в капсулата на Боуман, например поради наличието на уринарни пречки
• повишаване на колоидното осмотично кръвно налягане
• намаляване на хидростатичното налягане на кръвта, която тече в гломерулните капиляри

Сред изброените, с цел регулиране на скоростта на гломерулна филтрация, факторите, които са най-податливи на промени, следователно подложени на физиологичен контрол, са колоидно-осмотичното налягане и най-вече кръвното налягане в гломерулните капиляри.

Колоидно-осмотично налягане и гломерулна филтрация

Преди това подчертавахме, че колоидно-осмотичното налягане вътре в гломерулните капиляри е равно на около 30 mmHg. В действителност тази стойност не е постоянна във всички участъци на гломерула, но се увеличава с преместването от съседните сегменти към аферентната артериола ( начало на капилярите, 28 mmHg) до тези, които се събират в еферентната артериола (край на капилярите, 32 mmHg). Явлението е лесно обяснимо въз основа на прогресивната концентрация на плазмени протеини в гломерулната кръв, резултат от лишаване от течности и разтворени вещества, филтрирани в предишните участъци на гломерула.По тази причина, тъй като скоростта на филтрация (GFG) се увеличава, онкотичното налягане на гломерулната кръв се увеличава постепенно (като се лишават от по -големи количества течности и разтворени вещества).

В допълнение към GFR, повишаването на онкотичното налягане зависи и от това колко кръв достига до гломерулните капиляри (част от бъбречния плазмен поток): ако достигне малко, колоидно-осмотичното налягане се увеличава в по-голяма степен и обратно.

Следователно колоидно-осмотичното налягане се влияе от филтрационната фракция:

• Филтрационна фракция (FF) = скорост на гломерулна филтрация (GFR) / фракция на бъбречния плазмен поток (FPR)

Увеличаването на филтрационната фракция увеличава скоростта на нарастване на колоидно-осмотичното налягане по гломерулните капиляри, докато намаляването има обратен ефект. Както се очаква и потвърждава формулата, за да се увеличи филтрационната фракция, се увеличава в скоростта на филтрация и / или намаляване на фракцията на бъбречния плазмен поток.

При нормални условия бъбречният кръвен поток (FER) възлиза на приблизително 1200 ml / min (приблизително 21% от сърдечния дебит).

Колоидно-осмотичното налягане също се влияе от

• Концентрация на плазмени протеини (която се увеличава в случай на дехидратация и намалява в случай на недохранване или проблеми с черния дроб)

Колкото повече плазмени протеини има в кръвта, пристигащи в гломерулите, толкова по-голямо е колоидно-осмотичното налягане във всички сегменти на гломерулните капиляри.

Кръвно налягане и гломерулна филтрация

Видяхме как хидростатичното налягане, силата, с която кръвта се притиска към стените на гломерулните капиляри, се увеличава с увеличаването на артериалното налягане.

В действителност, бъбрекът е оборудван с ефективни компенсаторни механизми, способни да поддържат скоростта на филтрация постоянна в широк диапазон от стойности на кръвното налягане. При липса на това саморегулиране, относително малките повишения на кръвното налягане (от 100 до 125 mmHg) биха довели до повишаване с около 25% на СКФ (от 180 до 225 l / ден); при непроменена реабсорбция (178,5 л / ден) екскрецията на урината би се увеличила от 1,5 л / ден до 46,5 л / ден, с пълно изчерпване на кръвния обем.За щастие това не се случва.

Както е показано на графиката, ако средното артериално налягане остане в рамките на стойности между 80 и 180 mmHg, скоростта на гломерулната филтрация не се променя. Този важен резултат се постига първо чрез регулиране на фракцията на бъбречния плазмен поток (FPR), след това чрез коригиране на количеството кръв, което преминава през бъбречните артериоли.

• Ако резистентността на бъбречните артериоли се увеличи (артериолите се свиват, което позволява по -малко преминаване на кръв), гломерулният кръвен поток намалява
• Ако резистентността на бъбречните артериоли намалее (артериолите се разширяват, позволявайки преминаването на повече кръв), гломерулният кръвен поток се увеличава

Ефектът на артериоларната резистентност върху скоростта на гломерулна филтрация зависи от това къде се развива тази резистентност, по -специално дали разширяването или стесняването на лумена на съда засяга аферентните или еферентните артериоли.

• Ако резистентността на бъбречните артериоли, свързани с гломерула, се увеличи, по -малко кръв тече по течението на запушването, поради което се намалява хидростатичното налягане на гломерулата и скоростта на филтрация намалява.
• Ако резистентността на еферентните бъбречни артериоли към гломерула намалее, преди обструкцията хидростатичното налягане се увеличава и с това се увеличава и скоростта на гломерулна филтрация (това е като частично запушване на гумена тръба с пръст, забелязва се, че нагоре по течението на „запушването на стените на тръбата се подува поради увеличаване на хидростатичното налягане на водата, което изтласква течността към стените на тръбата).

Обобщаване на концепцията с формули

 

Резистентност на аферентни артериоли Ефективна артериолна резистентност ↓ R → ↑ Pc и ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ Pc и ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc и ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ Pc и ↓ VFG (↑ FER)

R = съпротивление на артериолите - Pc = капилярно хидростатично налягане -

GFR = скорост на гломерулна филтрация - FER = бъбречен кръвен поток

 

В заключение подчертаваме как увеличаването на GFR поради увеличаване на съпротивлението на еферентните артериоли е валидно само когато това увеличение на съпротивлението е умерено. - увеличаване на съпротивлението на потока - скоростта на гломерулната филтрация се увеличава. В определен момент, продължавайки да затваряте крана, GFR достига максимален пик и бавно започва да намалява; това е следствие от увеличаването на колоидно -осмотичното налягане на гломерулната кръв.

Други статии на тема „Гломерулна филтрация - скорост на филтрация“

1. Бъбречен гломерул
2. Бъбречни бъбреци
3. Реабсорбция на бъбреците и глюкозата
4. Бъбрек и баланс на вода и сол
5. Нефрон
6. Регулиране на гломерулната артериална резистентност