Σπειραματική διήθηση

Ποιες δυνάμεις επηρεάζουν τη σπειραματική διήθηση;

Μόνο ένα μικρό μέρος, περίπου το 1/5 (20%) του αίματος που εισέρχεται στα νεφρικά σπειράματα υποβάλλεται σε διαδικασία διήθησης. τα υπόλοιπα 4/5 φθάνουν στο τριχοειδές τριχοειδές σύστημα μέσω του αφαιρούμενου αρτηριδίου. Εάν φιλτραριστεί όλο το αίμα που εισέρχεται στο σπείραμα, στο αφαιρούμενο αρτηρίδιο θα βρούμε μια αφυδατωμένη μάζα πρωτεϊνών πλάσματος και κυττάρων αίματος, η οποία δεν θα μπορούσε πλέον να διαφύγει από το νεφρό Το

Όπως απαιτείται, ο νεφρός έχει την ικανότητα να μεταβάλλει το ποσοστό του όγκου πλάσματος που φιλτράρεται μέσω των νεφρικών σπειραμάτων. αυτή η ικανότητα εκφράζεται με τον όρο κλάσμα διήθησης και εξαρτάται από αυτόν τον τύπο:

Κλάσμα διήθησης (FF) = Ρυθμός σπειραματικής διήθησης (GFR) / Κλάσμα ροής πλάσματος νεφρού (FPR)

Στις διαδικασίες φιλτραρίσματος, εκτός από τις ανατομικές δομές που αναλύθηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο, παίζουν επίσης πολύ σημαντικές δυνάμεις: άλλοι αντιτίθενται σε αυτήν τη διαδικασία, άλλοι την προτιμούν, ας τις δούμε λεπτομερώς.

Η υδροστατική πίεση του αίματος που ρέει στα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία ευνοεί τη διήθηση, συνεπώς η διαφυγή του υγρού από το ενδοθήλιο που έχει διογκωθεί προς την κάψουλα του Bowman. Αυτή η πίεση εξαρτάται από την επιτάχυνση της βαρύτητας που επιβάλλεται στο αίμα από την καρδιά και από την αγγειακή βατότητα, τόσο υψηλότερη η αρτηριακή πίεση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ώθηση του αίματος στα τριχοειδή τοιχώματα, επομένως σε υδροστατική πίεση. Η τριχοειδής υδροστατική πίεση (Pc) είναι περίπου 55 mmHg.
Η κολλοειδής-οσμωτική (ή απλά ογκοτική) πίεση συνδέεται με την παρουσία πρωτεϊνών πλάσματος στο αίμα. Αυτή η δύναμη αντιτίθεται στην προηγούμενη, τραβώντας το υγρό προς το εσωτερικό των τριχοειδών αγγείων, με άλλα λόγια αντιτίθεται στη διήθηση. Όταν αυξάνεται η συγκέντρωση πρωτεΐνης στο αίμα, αυξάνεται η ογκοτική πίεση και το εμπόδιο στο φιλτράρισμα. στις πρωτεΐνες η ογκοτική πίεση είναι χαμηλή και η διήθηση υψηλότερη. Η κολλοειδής-οσμωτική πίεση του αίματος που ρέει στα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία (πp) είναι περίπου 30 mmHg
Η υδροστατική πίεση του διηθήματος που συσσωρεύεται στην κάψουλα του Bowman αντιτίθεται επίσης στη διήθηση. Το υγρό που φιλτράρεται από τα τριχοειδή αγγεία πρέπει στην πραγματικότητα να αντιτίθεται στην πίεση της ήδη υπάρχουσας στην κάψουλα, η οποία τείνει να την ωθήσει προς τα πίσω.
Η υδροστατική πίεση (Pb) που ασκείται από το υγρό που συσσωρεύεται στην κάψουλα του Bowman είναι περίπου 15 mmHg.

Προσθέτοντας τις δυνάμεις που περιγράφονται παραπάνω, προκύπτει ότι η διήθηση ευνοείται από μια καθαρή πίεση υπερδιήθησης (Pf) ίση με 10 mmHg.

Ο όγκος του υγρού που φιλτράρεται στη μονάδα χρόνου ονομάζεται ρυθμός σπειραματικής διήθησης (GFG). Όπως αναμενόταν, η μέση τιμή του GF είναι 120-125 ml / min, ίση με περίπου 180 λίτρα την ημέρα.

Ο ρυθμός διήθησης εξαρτάται από:

Καθαρή πίεση υπερδιήθησης (Pf): προκύπτει από την ισορροπία μεταξύ των υδροστατικών και κολλοειδών-οσμωτικών δυνάμεων που δρουν μέσω των φραγμών διήθησης.

αλλά και από μια δεύτερη μεταβλητή, που ονομάζεται

Συντελεστής υπερδιήθησης (Kf = διαπερατότητα x επιφάνεια φιλτραρίσματος), στο νεφρό 400 φορές υψηλότερος από αυτόν των άλλων αγγειακών περιοχών. εξαρτάται από δύο συστατικά: την επιφάνεια φιλτραρίσματος, δηλαδή την επιφάνεια των τριχοειδών που διατίθενται για διήθηση και τη διαπερατότητα της διεπαφής που χωρίζει τα τριχοειδή από την κάψουλα του Bowman

Για να διορθώσουμε τις έννοιες που εκφράζονται σε αυτό το κεφάλαιο, μπορούμε να δηλώσουμε ότι οι μειώσεις του ρυθμού σπειραματικής διήθησης μπορεί να εξαρτώνται από:

μείωση του αριθμού των σπειραματικών τριχοειδών που λειτουργούν
μείωση της διαπερατότητας των λειτουργικών σπειραματικών τριχοειδών αγγείων, για παράδειγμα λόγω μολυσματικών διαδικασιών που ανατρέπουν τη δομή τους
αύξηση του υγρού που περιέχεται στην κάψουλα του Bowman, για παράδειγμα λόγω της παρουσίας εμποδίων ούρων
αύξηση της κολλοειδούς ωσμωτικής πίεσης του αίματος
μείωση της υδροστατικής πίεσης του αίματος που ρέει στα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία

Μεταξύ αυτών που απαριθμούνται, με σκοπό τη ρύθμιση του ρυθμού σπειραματικής διήθησης, οι παράγοντες που υπόκεινται περισσότερο σε παραλλαγές, επομένως υπόκεινται σε φυσιολογικό έλεγχο, είναι η κολλοειδής-οσμωτική πίεση και κυρίως η αρτηριακή πίεση στα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία.

Κολλοειδής-οσμωτική πίεση και σπειραματική διήθηση

Προηγουμένως, υπογραμμίσαμε πώς η κολλοειδής-ωσμωτική πίεση μέσα στα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία είναι περίπου 30 mmHg. Στην πραγματικότητα αυτή η τιμή δεν είναι σταθερή σε όλα τα τμήματα του σπειράματος, αλλά αυξάνεται καθώς κάποιος μετακινείται από τα γειτονικά τμήματα. Στο προσαγωγό αρτηρίδιο ( έναρξη των τριχοειδών αγγείων, 28 mmHg) σε εκείνα που συλλέγονται στο αφαιρούμενο αρτηρίδιο (τέλος των τριχοειδών αγγείων, 32 mmHg). Το φαινόμενο εξηγείται εύκολα με βάση την προοδευτική συγκέντρωση πρωτεϊνών πλάσματος στο σπειραματικό αίμα, το αποτέλεσμα του για το λόγο αυτό, καθώς αυξάνεται ο ρυθμός διήθησης (GFG), η ογκοτική πίεση του σπειραματικού αίματος αυξάνεται προοδευτικά (στερούμενοι μεγαλύτερες ποσότητες υγρών και διαλυμένων ουσιών).

Εκτός από το GFR, η αύξηση της ογκοτικής πίεσης εξαρτάται επίσης από το πόσο αίμα φτάνει στα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία (κλάσμα της ροής του νεφρικού πλάσματος): αν φτάσει λίγο, η κολλοειδής-οσμωτική πίεση αυξάνεται σε μεγαλύτερο βαθμό και αντίστροφα.

Η κολλοειδής-οσμωτική πίεση επηρεάζεται επομένως από το κλάσμα διήθησης:

Κλάσμα διήθησης (FF) = Ρυθμός σπειραματικής διήθησης (GFR) / Κλάσμα ροής πλάσματος νεφρού (FPR)

Η αύξηση του κλάσματος διήθησης αυξάνει τον ρυθμό αύξησης της κολλοειδούς-οσμωτικής πίεσης κατά μήκος των σπειραματικών τριχοειδών αγγείων, ενώ η μείωση έχει το αντίθετο αποτέλεσμα. Όπως αναμενόταν και όπως επιβεβαιώνεται από τον τύπο, προκειμένου να αυξηθεί το κλάσμα διήθησης, αύξηση στο ρυθμό διήθησης ή / και μείωση του κλάσματος της ροής του νεφρικού πλάσματος.

Υπό κανονικές συνθήκες, η νεφρική ροή αίματος (FER) ανέρχεται σε περίπου 1200 ml / min (περίπου 21% της καρδιακής παροχής).

Η κολλοειδής-οσμωτική πίεση επηρεάζεται επίσης από

Συγκέντρωση πρωτεϊνών πλάσματος (η οποία αυξάνεται σε περίπτωση αφυδάτωσης και μειώνεται σε περίπτωση υποσιτισμού ή ηπατικών προβλημάτων)

Όσο περισσότερες πρωτεΐνες πλάσματος υπάρχουν στο αίμα που φτάνουν στα σπειράματα, τόσο μεγαλύτερη είναι η κολλοειδής-οσμωτική πίεση σε όλα τα τμήματα των σπειραματικών τριχοειδών αγγείων.

Πίεση αίματος και σπειραματική διήθηση

Είδαμε πώς αυξάνεται η υδροστατική πίεση, δηλαδή η δύναμη με την οποία το αίμα ωθείται στα τοιχώματα των σπειραματικών τριχοειδών αγγείων, καθώς αυξάνεται η αρτηριακή πίεση.

Στην πραγματικότητα, ο νεφρός είναι εξοπλισμένος με αποτελεσματικούς μηχανισμούς αντιστάθμισης, ικανούς να διατηρούν σταθερό το ρυθμό διήθησης σε ένα ευρύ φάσμα τιμών πίεσης του αίματος. Ελλείψει αυτής της αυτορρύθμισης, σχετικά μικρές αυξήσεις της αρτηριακής πίεσης (από 100 σε 125 mmHg) θα προκαλούσαν αυξήσεις περίπου 25% στο GFR (από 180 σε 225 l / ημέρα). με αμετάβλητη επαναρρόφηση (178,5 l / ημέρα) η απέκκριση ούρων θα πήγαινε από 1,5 l / ημέρα σε 46,5 l / ημέρα, με πλήρη εξάντληση του όγκου αίματος. Ευτυχώς αυτό δεν συμβαίνει.

Όπως φαίνεται στο γράφημα, εάν η μέση αρτηριακή πίεση παραμένει εντός των τιμών μεταξύ 80 και 180 mmHg, ο ρυθμός σπειραματικής διήθησης δεν αλλάζει. Αυτό το σημαντικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται πρώτα με τη ρύθμιση του κλάσματος της ροής του νεφρικού πλάσματος (FPR), στη συνέχεια με τη διόρθωση της ποσότητας αίματος που διέρχεται από τα αρτηρίδια των νεφρών.

Εάν αυξηθεί η αντίσταση των νεφρικών αρτηριδίων (τα αρτηρίδια συρρικνώνονται αφήνοντας λιγότερο αίμα), η σπειραματική ροή αίματος μειώνεται
Εάν μειωθεί η αντίσταση των νεφρικών αρτηριδίων (τα αρτηρίδια διαστέλλονται επιτρέποντας να περάσει περισσότερο αίμα), αυξάνεται η σπειραματική ροή αίματος

Η επίδραση της αρτηριακής αντίστασης στον ρυθμό σπειραματικής διήθησης εξαρτάται από το πού αναπτύσσεται αυτή η αντίσταση, ιδίως εάν η διαστολή ή στένωση του αυλού του αγγείου επηρεάζει τα προσαγωγά ή τα προσαγωγά αρτηρίδια.

Εάν αυξηθεί η αντίσταση των προσαγωγών των νεφρικών αρτηριδίων στο σπείραμα, ρέει λιγότερο αίμα κατάντη της απόφραξης, επομένως η σπειραματική υδροστατική πίεση μειώνεται και ο ρυθμός διήθησης μειώνεται.
Εάν μειωθεί η αντίσταση των εκφραστικών νεφρικών αρτηριδίων στο σπειράμα, ανάντη της απόφραξης η υδροστατική πίεση αυξάνεται και μαζί με αυτό αυξάνεται και ο ρυθμός σπειραματικής διήθησης (είναι σαν να αποκλείεται μερικώς ένας λαστιχένιος σωλήνας με ένα δάχτυλο, παρατηρείται ότι ανάντη του "η απόφραξη των τοιχωμάτων του σωλήνα διογκώνεται λόγω της αύξησης της υδροστατικής πίεσης του νερού, η οποία ωθεί το υγρό στα τοιχώματα του σωλήνα).

Συνοψίζοντας την έννοια με τύπους

Αντίσταση προσαγωγών αρτηριδίων Ισχυρή αντίσταση στα αρτηρίδια ↓ R → c Pc και VFG (↑ FER) ↑ R → c Pc και VFG (↓ FER) ↑ R → c Pc και VFG (↓ FER) ↓ R → c Pc και VFG (↑ FER)

R = αρτηριακή αντίσταση - Pc = τριχοειδής υδροστατική πίεση -

GFR = ρυθμός σπειραματικής διήθησης - FER = νεφρική ροή αίματος

Συμπερασματικά, υπογραμμίζουμε πώς η αύξηση του GFR λόγω αύξησης της αντίστασης των υποχωρητικών αρτηριδίων ισχύει μόνο όταν αυτή η αύξηση της αντίστασης είναι μέτρια. Αν συγκρίνουμε την εφεδρική αρτηριακή αντίσταση με μια βρύση, παρατηρούμε ότι καθώς κλείνουμε τη βρύση - αύξηση της αντίστασης ροής - ο ρυθμός σπειραματικής διήθησης αυξάνεται. Σε ένα ορισμένο σημείο, συνεχίζοντας το κλείσιμο της βρύσης, το GFR φτάνει σε μια μέγιστη κορυφή και αρχίζει σιγά σιγά να μειώνεται. αυτό είναι το αποτέλεσμα της αύξησης της κολλοειδούς -οσμωτικής πίεσης του το σπειραματικό αίμα.