Mitkä voimat vaikuttavat glomerulaariseen suodatukseen?
Vain pieni osa, noin 1/5 (20%) munuaisten glomeruliiniin tulevasta verestä läpäisee suodatusprosessin; loput 4/5 saavuttavat peritubulaarisen kapillaarijärjestelmän efferentin arteriolin kautta. Jos kaikki glomerulukseen tuleva veri suodatetaan, efferentti arteriolassa löytyy dehydratoitu plasmaproteiinien ja verisolujen klusteri, joka ei enää pääse munuaisesta.
Tarvittaessa munuaisella on kyky muuttaa munuaisglomerulien läpi suodatetun plasman tilavuuden prosenttiosuutta; tämä kapasiteetti ilmaistaan termillä suodatusfraktio ja riippuu tästä kaavasta:
Suodatusfraktio (FF) = glomerulaarisen suodatusnopeuden (VFG) / munuaisplasmavirran (FPR) osuus \ t
Suodatusprosesseissa myös edellisessä luvussa analysoitujen anatomisten rakenteiden lisäksi tulee myös hyvin tärkeitä voimia: jotkut vastustavat tätä prosessia, toiset suosivat sitä, katsotaanpa niitä yksityiskohtaisesti.
- Glomerulaarisissa kapillaareissa virtaavan veren hydrostaattinen paine suosii suodatusta, jolloin nesteen vuotaminen fenestroituneesta endoteelistä kohti Bowmanin kapselia; tämä paine riippuu sydämen ja verisuonten läpäisevyyden aiheuttamasta veren aiheuttamasta painovoiman kiihtymisestä, niin että mitä suurempi valtimopaine ja sitä suurempi on veren työntövoima kapillaariseiniin, siis hydrostaattisella paineella. Kapillaarihydrostaattinen paine (Pc) on noin 55 mmHg.
- Kolloidi-osmoottinen paine (tai yksinkertaisesti onkootti) liittyy veriplasmaproteiinien läsnäoloon; tämä voima vastustaa edellistä, muistuttamalla nestettä kapillaarien sisäpuolelle, toisin sanoen se vastustaa suodatusta. Kun veriproteiinikonsentraatio kasvaa, onkootinen paine ja suodatuksen esteet kasvavat; päinvastoin, proteiini-huono veri onkootinen paine on alhainen ja suodatus suurempi. Glomerulaarisissa kapillaareissa (πp) virtaavan veren kolloidi-osmoottinen paine on noin 30 mmHg
- Bowmanin kapseliin kertyneen suodoksen hydrostaattinen paine vastustaa myös suodatusta. Neste, joka suodatetaan kapillaareista, on itse asiassa vastattava kapselissa jo olevan paineen, joka pyrkii painamaan sitä taaksepäin.
Bowmanin kapseliin kertyneen nesteen hydrostaattinen paine (Pb) on noin 15 mmHg.
Juuri kuvattujen voimien lisääminen osoittaa, että suodatus on edullinen, kun ultrasuodatuspaine (Pf) on 10 mmHg.
Suodatetun nesteen tilavuutta aikayksikössä kutsutaan glomerulaariseksi suodatusnopeudeksi (VFG). Kuten odotettiin, VFG: n keskiarvo on 120-125 ml / min, joka on noin 180 litraa päivässä.
Suodatusnopeus riippuu:
- Ultrasuodatuksen nettopaine (Pf): tuloksena on tasapaino suodatusesteiden läpi vaikuttavien hydrostaattisten ja kolloidiosmoottisten voimien välillä.
mutta myös toisesta muuttujasta, jota kutsutaan
- Ultrasuodatuskerroin (Kf = läpäisevyys x suodatuspinta), munuaisessa 400 kertaa suurempi kuin muiden verisuonten piirien; riippuu kahdesta osasta: suodattamiseen käytettävissä olevista kapillaarien pinta-alasta tai pinta-alasta sekä kapillaareja Bowman-kapselista erottavan rajapinnan läpäisevyydestä.
Tässä luvussa esitettyjen käsitteiden korjaamiseksi voidaan sanoa, että glomerulaarisen suodatusnopeuden väheneminen voi riippua:
- toimivien glomerulaaristen kapillaarien määrän väheneminen
- toimivien glomerulaaristen kapillaarien läpäisevyyden väheneminen esimerkiksi infektioprosessien vuoksi, jotka horjuttaisivat niiden rakennetta
- Bowmanin kapselissa olevan nesteen lisääntyminen, esimerkiksi johtuen virtsateiden esteistä
- kolloidi- osmoottisen verenpaineen nousu
- glomerulaarisissa kapillaareissa virtaavan veren hydrostaattisen paineen väheneminen
Lueteltujen joukossa glomerulaarisen suodatusnopeuden säätämiseksi tekijät, jotka vaihtelevat eniten, minkä vuoksi ne altistuvat fysiologiselle kontrollille, ovat kolloidi-osmoottinen paine ja ennen kaikkea verenpaine glomerulaarisissa kapillaareissa.
Kolloidi-osmoottinen paine ja glomerulaarinen suodatus
Aiemmin korostimme, että kolloidi-osmoottinen paine glomerulaaristen kapillaarien sisällä on noin 30 mmHg. Todellisuudessa tämä arvo ei ole vakio kaikissa glomeruluksen osuuksissa, mutta se kasvaa, kun siirrytään vierekkäisistä segmenteistä afferenttiin arteriolaan (kapillaarien alku, 28 mmHg) niihin, jotka kerätään efferenttiin arteriooliin ( kapillaareja, 32 mmHg). Ilmiö voidaan helposti selittää plasman proteiinien progressiivisen konsentraation perusteella glomerulaarisessa veressä, mikä johtuu sen poistamisesta nesteistä ja liukoista aineista, jotka on suodatettu glomeruluksen edellisissä traktissa. Tästä syystä, kun suodatusnopeus (VFG) kasvaa, glomerulaarisen veren onkoottinen paine kasvaa asteittain (menettämättä suurempia määriä nesteitä ja liuenneita aineita).
VFG: n lisäksi onkoottisen paineen nousu riippuu myös siitä, kuinka paljon veri saavuttaa glomerulaariset kapillaarit (osa munuaisplasmavirtauksesta): jos saavutetaan vain vähän, kolloidi-osmoottinen paine kasvaa enemmän ja päinvastoin.
Suodatusfraktio vaikuttaa siksi kolloidi- osmoottiseen paineeseen:
- Suodatusfraktio (FF) = glomerulaarisen suodatusnopeuden (VFG) / munuaisplasmavirran (FPR) osuus \ t
Normaaleissa olosuhteissa munuaisten veren virtaus (FER) on noin 1200 ml / min (noin 21% sydämen ulostulosta).
Kolloidi-osmoottinen paine vaikuttaa myös
- Plasmaproteiinikonsentraatio (joka lisääntyy dehydraatiossa ja vähenee aliravitsemuksen tai maksan vajaatoiminnan yhteydessä)
Vereissä on paljon enemmän plasmaproteiineja, jotka saapuvat glomeruloihin, ja mitä suurempi kolloidi- osmoottinen paine on kaikissa glomerulaaristen kapillaarien segmenteissä.
Valtimopaine ja glomerulaarinen suodatus
Olemme nähneet, miten hydrostaattinen paine, eli voima, jolla veri työnnetään glomerulaaristen kapillaarien seinämiin, kasvaa valtimopaineen kasvaessa. Tämä viittaa siihen, että kun valtimopaineen arvot kasvavat, myös suodatusnopeus kasvaa.
Kuten kuviossa on esitetty, jos valtimopaineen keskiarvo pysyy arvoissa välillä 80 ja 180 mmHg, glomerulussuodatusnopeus ei muutu. Tämä tärkeä tulos saadaan ensinnäkin säätämällä munuaisplasmavirran (FPR) osuutta, mikä korjaa munuaisten arterioolien läpi kulkevan veren määrää.
- Jos munuaisten arteriolien resistenssi kasvaa (arterioleja kapenee ja veren kulkee vähemmän), glomerulaarisen veren virtaus vähenee
- Jos munuaisten arteriolien resistenssi pienenee (arterioleja laajenee, jolloin veri kulkeutuu enemmän), glomerulaarisen veren virtaus kasvaa
Arterioolisen resistenssin vaikutus glomerulaariseen suodatusnopeuteen riippuu siitä, missä tämä resistenssi kehittyy, erityisesti jos astian lumen laajentuminen tai kaventuminen vaikuttaa afferentteihin tai efferentteihin arterioleihin.
- Jos glomerulukselle afferenttien munuaisten arterioolien resistenssi kasvaa, verenkierto on vähemmän kuin tukkeuma, joten glomerulaarinen hydrostaattinen paine pienenee ja suodatusnopeus pienenee
- Jos efferenttien munuaisten arterioolien resistenssi glomerulukselle vähenee, ennen estettä, hydrostaattinen paine kasvaa ja sen myötä myös glomerulaarisen suodatuksen nopeus kasvaa (se on kuin osittain suljettu kumiputki sormella, havaitaan, että ylävirtaan tukkeutuvat putken turvotuksen seinät johtuen veden hydrostaattisen paineen kasvusta, joka työntää nestettä putken seinämiin.
Yhteenveto konseptista kaavoilla
| Afferenttinen arterioliresistenssi | Efferentin arteriolien resistanssi |
| ↓ R → c Pc ja ↑ VFG (↑ FER) | ↑ R → c Pc ja ↑ VFG (↓ FER) |
| ↑ R → ↓ Pc ja ↓ VFG (↓ FER) | ↓ R → ↓ Pc ja ↓ VFG (ER FER) |
R = arterioliresistanssi - Pc = kapillaarinen hydrostaattinen paine - VFG = glomerulussuodatusnopeus - FER = munuaisten verenkierto | |
Lopuksi korostamme, että VFG: n lisääntyminen efferenttien arterioolien lisääntyneen resistenssin takia on voimassa vain silloin, kun tämä resistenssin kasvu on vaatimaton. Jos verrataan efferenttia valtimon resistenssiä kosketukseen, huomaamme, että kun poistamme hanan - lisäämällä virtausvastusta - glomerulussuodatusnopeus kasvaa. VFG saavuttaa suurimman huipun ja alkaa hitaasti pienentyä tietyssä vaiheessa, jolloin hanan katkaisu jatkuu; tämä on seurausta glomerulaarisen veren kolloidiosmoottisen paineen kasvusta.
