Glomerulaarinen suodatus

Mitkä voimat vaikuttavat glomerulussuodatukseen?

Vain pieni osa, noin 1/5 (20%) munuaisten glomeruluksiin tulevasta verestä, suodatetaan; loput 4/5 pääsevät peritubulaariseen kapillaarijärjestelmään efferentin arteriolin kautta.Jos kaikki glomerulukseen saapuva veri suodatettiin, efferentista arteriolista löydetään kuivattu massa plasman proteiineja ja verisoluja, jotka eivät enää pysty poistumaan munuaisesta .

Tarvittaessa munuaisilla on mahdollisuus muuttaa munuaisten glomerulusten läpi suodatetun plasman tilavuuden prosenttiosuutta; tämä kapasiteetti ilmaistaan termillä suodatusfraktio ja riippuu tästä kaavasta:

Suodatusfraktio (FF) = Glomerulaarinen suodatusnopeus (GFR) / Munuaisten plasman virtauksen fraktio (FPR)

Suodatusprosesseissa edellisen luvun analysoitujen anatomisien rakenteiden lisäksi myös erittäin tärkeitä voimia: jotkut vastustavat tätä prosessia, toiset suosivat sitä, katsotaanpa ne yksityiskohtaisesti.

Glomerulaarisissa kapillaareissa virtaavan veren hydrostaattinen paine suosii suodatusta, joten nesteen poistuminen ahtautuneesta endoteelistä kohti Bowmanin kapselia; tämä paine riippuu sydämen verelle aiheuttamasta painovoiman kiihtymisestä ja verisuonten läpinäkyvyydestä, niin paljon korkeampi valtimo paine, sitä suurempi veren työntö kapillaariseinämiin, siis hydrostaattisessa paineessa. Kapillaarihydrostaattinen paine (Pc) on noin 55 mmHg.
Kolloidi-osmoottinen (tai yksinkertaisesti onkoottinen) paine liittyy plasman proteiinien läsnäoloon veressä; tämä voima vastustaa edellistä, vetää nestettä kapillaarien sisäpuolelle, toisin sanoen se vastustaa suodatusta. proteiineissa onkoottinen paine on alhainen ja suodatus korkeampi.
Bowmanin kapseliin kertynyt suodoksen hydrostaattinen paine vastustaa myös suodatusta. Kapillaareista suodattavan nesteen on itse asiassa vastattava kapselissa jo olevan paineen vaikutusta, joka pyrkii työntämään sen takaisin.
Bowmanin kapseliin kertyneen nesteen aiheuttama hydrostaattinen paine (Pb) on noin 15 mmHg.

Lisäämällä edellä kuvatut voimat käy ilmi, että suodatusta suosii ultrasuodatuspaine (Pf), joka on 10 mmHg.

Aikayksikössä suodatetun nesteen tilavuutta kutsutaan glomerulaariseksi suodatusnopeudeksi (GFG), kuten odotettiin, GF: n keskiarvo on 120-125 ml / min, mikä vastaa noin 180 litraa päivässä.

Suodatusnopeus riippuu:

Ultrasuodatuksen nettopaine (Pf): johtuu suodatusesteiden läpi vaikuttavien hydrostaattisten ja kolloidi-osmoottisten voimien välisestä tasapainosta.

mutta myös toisesta muuttujasta, nimeltään

Ultrasuodatuskerroin (Kf = läpäisevyys x suodatuspinta), munuaisissa 400 kertaa suurempi kuin muilla verisuonialueilla; riippuu kahdesta osasta: suodatinpinnasta, joka on suodattamiseen käytettävissä olevien kapillaarien pinta -ala, ja rajapinnan läpäisevyydestä, joka erottaa kapillaarit Bowmanin kapselista

Tässä luvussa ilmaistujen käsitteiden korjaamiseksi voimme todeta, että glomerulusten suodatusnopeuden väheneminen voi riippua:

toimivien glomerulaaristen kapillaarien määrän väheneminen
toimivien glomerulaaristen kapillaarien läpäisevyyden heikkeneminen, esimerkiksi johtuen infektioprosesseista, jotka heikentävät niiden rakennetta
Bowman -kapselin sisältämän nesteen lisääntyminen esimerkiksi virtsateiden tukkeutumisen vuoksi
kolloidisen osmoottisen verenpaineen nousu
glomerulaarisiin kapillaareihin virtaavan veren hydrostaattisen paineen aleneminen

Lueteltujen joukossa glomerulusten suodatusnopeuden säätelemiseksi eniten vaihteluihin vaikuttavia tekijöitä, jotka ovat siksi fysiologisen valvonnan alaisia, ovat kolloidi-osmoottinen paine ja ennen kaikkea glomerulaaristen kapillaarien verenpaine.

Kolloidi-osmoottinen paine ja glomerulussuodatus

Aiemmin korostimme, kuinka kolloidi-osmoottinen paine glomerulaaristen kapillaarien sisällä on noin 30 mmHg. Todellisuudessa tämä arvo ei ole vakio kaikissa glomeruluksen osissa, mutta kasvaa, kun siirrytään vierekkäisistä segmenteistä. Afferenttiin arterioliin ( kapillaarien alku, 28 mmHg) niille, jotka kerääntyvät efferenttiin valtimoon (kapillaarien pää, 32 mmHg). glomeruluksen aiemmissa kohdissa suodatettujen nesteiden ja liuenneiden aineiden riistäminen. Tästä syystä suodatusnopeuden (GFG) kasvaessa glomerulaariveren onkoottinen paine kasvaa asteittain (ilman suurempia määriä nesteitä ja liuenneita aineita).

GFR: n lisäksi onkoottisen paineen nousu riippuu myös siitä, kuinka paljon verta saavuttaa glomerulaariset kapillaarit (murto-osa plasman virtauksesta): jos se saavuttaa vähän, kolloidi-osmoottinen paine nousee suuremmalle tasolle ja päinvastoin.

Suodatusfraktio vaikuttaa siten kolloidi-osmoottiseen paineeseen:

Suodatusfraktio (FF) = Glomerulaarinen suodatusnopeus (GFR) / Munuaisten plasman virtauksen fraktio (FPR)

Suodatusfraktion lisäys lisää kolloidi-osmoottisen paineen nousunopeutta glomerulaarisia kapillaareja pitkin, kun taas laskulla on päinvastainen vaikutus. Kuten odotettiin ja kuten kaava vahvistaa, suodatusfraktion lisääntyminen lisää suodatusnopeudessa ja / tai munuaisten plasman virtauksen jakeessa.

Normaaleissa olosuhteissa munuaisten verenkierto (FER) on noin 1200 ml / min (noin 21% sydämen tehosta).

Kolloidi-osmoottiseen paineeseen vaikuttavat myös

Plasman proteiinien pitoisuus (joka kasvaa kuivumisen yhteydessä ja pienenee aliravitsemuksen tai maksaongelmien sattuessa)

Mitä enemmän plasman proteiineja on glomeruluksiin saapuvassa veressä, sitä suurempi kolloidi-osmoottinen paine kaikissa glomerulaaristen kapillaarien segmenteissä.

Verenpaine ja glomerulussuodatus

Olemme nähneet, kuinka hydrostaattinen paine, eli voima, jolla veri työntyy glomerulaaristen kapillaarien seiniä vasten, kasvaa valtimonpaineen kasvaessa.

Todellisuudessa munuainen on varustettu tehokkailla kompensointimekanismeilla, jotka pystyvät pitämään suodatusnopeuden vakiona laajalla verenpainealueella. Ilman tätä itsesääntelyä suhteellisen pieni verenpaineen nousu (100-125 mmHg) lisäisi GFR: ää noin 25% (180-225 l / vrk); jos reabsorptio pysyy muuttumattomana (178,5 l / vrk), virtsan erittyminen kasvaisi 1,5 l: sta 46,5 l: aan päivässä, jolloin veritilavuus loppuu kokonaan, onneksi näin ei tapahdu.

Kuten kaaviosta näkyy, glomerulusten suodatusnopeus ei muutu, jos keskimääräinen valtimopaine pysyy 80--180 mmHg: n rajoissa. Tämä tärkeä tulos saavutetaan ensin säätelemällä munuaisten plasman virtausosuutta (FPR) ja sitten korjaamalla munuaisarteriolien läpi kulkevan veren määrää.

Jos munuaisten arterioolien vastus kasvaa (arteriolit kutistuvat ja päästää vähemmän verta), glomerulaarinen verenkierto heikkenee
Jos munuaisten arteriolien vastus vähenee (valtimot laajenevat, jolloin enemmän verta kulkee), glomerulaarinen verenkierto lisääntyy

Arteriolaarisen resistenssin vaikutus glomerulusten suodatusnopeuteen riippuu siitä, missä tämä vastus kehittyy, erityisesti siitä, vaikuttaako suonen ontelon laajentuminen tai kaventuminen afferentteihin tai efferentteihin arteriooleihin.

Jos munuaisarteriolien vastustuskyky glomerulukselle lisääntyy, veri virtaa vähemmän esteestä alavirtaan, minkä vuoksi glomerulaarinen hydrostaattinen paine laskee ja suodatusnopeus laskee.
Jos efferenttisten munuaisarteriolien vastustuskyky glomerulukselle vähenee, esteen yläpuolella hydrostaattinen paine nousee ja sen myötä myös glomerulusten suodatusnopeus kasvaa (se on kuin kumiputken osittainen sulkeminen sormella, havaitaan, että ylävirtaan "putken seinämien turpoaminen johtuu veden hydrostaattisen paineen noususta, joka työntää nesteen putken seinämiä vasten).

Yhteenveto käsitteestä kaavoilla

Afferenttisten arteriolien vastustuskyky Voimakas valtimoresistanssi ↓ R → ↑ Pc ja ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ Pc ja ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc ja ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ Pc ja ↓ VFG (↑ FER)

R = valtimoresistanssi - Pc = kapillaarinen hydrostaattinen paine -

GFR = glomerulusten suodatusnopeus - FER = munuaisten verenkierto

Lopuksi korostamme, kuinka efferenttisten arteriolien resistenssin lisääntymisestä johtuva GFR: n nousu on pätevä vain silloin, kun resistenssin kasvu on vaatimatonta. - lisää virtausvastusta - glomerulusten suodatusnopeus kasvaa. Jossakin vaiheessa hanan sulkeminen edelleen GFR saavuttaa huippunsa ja alkaa hitaasti laskea; tämä on seurausta kolloidi -osmoottisen paineen noususta glomerulaarinen veri.