Katere sile vplivajo na glomerularno filtracijo?
Samo majhen del, približno 1/5 (20%) krvi, ki vstopi v ledvične glomerule, je podvržen procesu filtracije; preostale 4/5 dosežejo peritubularni kapilarni sistem preko eferentne arteriole. Če se vsa kri, ki vstopi v glomerul, filtrira, bomo v eferentni arterioli našli dehidrirano skupino beljakovin plazme in krvnih celic, ki ne morejo več uiti iz ledvic.
Če je potrebno, ima ledvica sposobnost spreminjanja odstotka volumna plazme, filtriranega skozi ledvične glomerule; ta zmogljivost se izrazi z izrazom filtracijske frakcije in je odvisna od te formule:
Filtracijska frakcija (FF) = hitrost glomerularne filtracije (VFG) / delež ledvičnega pretoka v ledvicah (FPR)
V filtracijskih procesih, poleg anatomskih struktur, analiziranih v prejšnjem poglavju, se pojavljajo tudi zelo pomembne sile: nekateri nasprotujejo temu procesu, drugi so naklonjeni, poglejmo jih podrobno.
- Hidrostatični pritisk krvi, ki teče v glomerularnih kapilarah, je v pomoč filtriranju, s čimer izteka tekočina iz fenestriranega endotelija proti Bowmanovi kapsuli; ta pritisk je odvisen od pospeševanja gravitacije, ki ga povzroča kri s srcem in vaskularne prehodnosti, tako da večji je arterijski tlak in večji je pritisk krvi na kapilarne stene, torej pri hidrostatskem tlaku. Kapilarni hidrostatični tlak (Pc) je približno 55 mmHg.
- Koloidno-osmotski tlak (ali preprosto onkotski) je povezan s prisotnostjo beljakovin v krvi; ta sila nasprotuje prejšnjemu, prikliče tekočino proti notranjosti kapilar, torej nasprotuje filtraciji. Z naraščanjem koncentracije beljakovin v krvi se poveča onkotski tlak in zapora filtraciji; obratno, onkotski krvni tlak je nizka in filtracija večja. Koloidno-osmotski tlak krvi, ki teče v glomerularnih kapilarah (πp), je približno 30 mmHg
- Hidrostatični tlak filtrata, ki se nabere v Bowmanovi kapsuli, nasprotuje tudi filtraciji. Tekočina, ki filtrira kapilare, mora dejansko nasprotovati tlaku, ki je že prisoten v kapsuli, ki ga nagiba nazaj.
Hidrostatični tlak (Pb), ki ga povzroča tekočina, ki se je nabrala v Bowmanovi kapsuli, je približno 15 mmHg.
Dodajanje pravkar opisanih sil kaže, da je filtracija prednostna z neto ultrafiltracijskim tlakom (Pf), ki je enak 10 mmHg.
Volumen filtrirane tekočine v enoti časa se imenuje hitrost glomerularne filtracije (VFG). Kot je bilo pričakovano, je povprečna vrednost VFG 120-125 ml / min, kar je približno 180 litrov na dan.
Hitrost filtriranja je odvisna od:
- Neto ultrafiltracijski tlak (Pf): rezultat ravnotežja med hidrostatičnimi in koloidno-osmotskimi silami, ki delujejo skozi filtracijske ovire.
ampak tudi iz druge spremenljivke, imenovane
- Koeficient ultrafiltracije (Kf = prepustnost x filtrirna površina), v ledvicah 400-krat večja kot pri drugih žilnih okrožjih; odvisna od dveh komponent: filtrirne površine ali površine kapilar, ki so na voljo za filtracijo, in prepustnosti vmesnika, ki ločuje kapilare od Bowmanove kapsule
Za določitev konceptov, izraženih v tem poglavju, lahko rečemo, da je zmanjšanje hitrosti glomerularne filtracije lahko odvisno od:
- zmanjšanje števila delujočih glomerularnih kapilar
- zmanjšanje prepustnosti delujočih glomerularnih kapilar, na primer zaradi infekcijskih procesov, ki ogrožajo njihovo strukturo
- povečanje vsebnosti tekočine v Bowmanovi kapsuli, na primer zaradi prisotnosti obstrukcij urina
- povečanje koloidno-osmotskega krvnega tlaka
- zmanjšanje hidrostatskega tlaka krvi, ki teče v glomerularnih kapilarah
Med navedenimi, zaradi regulacije hitrosti glomerularne filtracije, so faktorji, ki so najbolj podvrženi spremembam, zato podvrženi fiziološki kontroli, koloidno-osmotski tlak in predvsem krvni tlak v glomerularnih kapilarah.
Koloidno-osmotski tlak in glomerulna filtracija
Pred tem smo poudarili, da je koloidno-osmotski tlak v glomerularnih kapilarah približno 30 mmHg. V resnici ta vrednost ni konstantna v vseh odsekih glomerulov, temveč se povečuje, ko se premikamo iz sosednjih segmentov v aferentno arteriolo (začetek kapilar, 28 mmHg) do tistih, ki se zbirajo v eferentni arterioli (konec kapilar, 32 mmHg). Pojav je mogoče zlahka razložiti na podlagi progresivne koncentracije plazemskih beljakovin v glomerularni krvi, zaradi njegovega odvzema tekočin in raztopin, filtriranih v prejšnjih traktih glomerulov. Zato se s povečanjem stopnje filtracije (VFG) progresivno povečuje onkotski tlak glomerularne krvi (brez večjih količin tekočin in raztopin).
Poleg VFG je povečanje onkotičnega pritiska odvisno tudi od tega, koliko krvi doseže glomerularne kapilare (delež ledvičnega pretoka v ledvicah): če je malo doseženo, se koloidno-osmotski tlak poveča v večjem obsegu in obratno.
Na koloidno-osmotski tlak torej vpliva filtracijska frakcija:
- Filtracijska frakcija (FF) = hitrost glomerularne filtracije (VFG) / delež ledvičnega pretoka v ledvicah (FPR)
V normalnih pogojih znaša renalni krvni pretok (FER) okoli 1200 ml / min (približno 21% srčnega volumna).
Na koloidno-osmotski tlak vpliva tudi
- Koncentracija beljakovin v plazmi (ki se poveča v primeru dehidracije in zmanjša v primeru podhranjenosti ali težav z jetri)
V krvi je veliko več plazemskih beljakovin, ki dosežejo glomerule in večji je koloidno-osmotski tlak v vseh segmentih glomerularnih kapilar.
Arterijski tlak in glomerulna filtracija
Videli smo, kako se poveča hidrostatični tlak, to je sila, s katero se potisne kri proti stenam glomerularnih kapilar, s povečanjem arterijskega tlaka. To nakazuje, da se pri povišanju vrednosti arterijskega tlaka poveča tudi stopnja filtracije.
Kot je prikazano na grafu, če povprečni arterijski tlak ostane znotraj vrednosti med 80 in 180 mmHg, se hitrost glomerulne filtracije ne spremeni. Ta pomemben rezultat se najprej doseže s prilagoditvijo deleža ledvičnega pretoka v ledvicah (FPR), s čimer se popravi količina krvi, ki prehaja skozi arteriole ledvic.
- Če se odpornost arteriole ledvic poveča (arteriole postanejo ožje in preide manj krvi), se zmanjša glomerularni krvni pretok.
- Če se zmanjša odpornost arteriole ledvic (arteriole se širijo, kar omogoča prehod več krvi), se glomerularni krvni pretok poveča.
Učinek arteriolarne odpornosti na hitrost glomerularne filtracije je odvisen od tega, kje se ta odpor razvije, zlasti če dilatacija ali zožitev lumena posode vpliva na aferentne ali eferentne arteriole.
- Če se poveča odpornost ledvičnih arteriolov aferentnih na glomerul, se po obstrukciji pretaka manj krvi, zato se zmanjša glomerularni hidrostatični tlak in zmanjša hitrost filtracije.
- Če se upornost eferentne renalne arteriole proti glomerulusu zmanjša, se pred obstrukcijo poveča hidrostatični tlak, s tem pa se poveča tudi hitrost glomerularne filtracije (kot delno zaprtje gumijaste cevi s prstom; obstrukcija stene cevi nabreknejo zaradi povečanja hidrostatskega tlaka vode, ki potiska tekočino proti stenam cevi).
Povzetek koncepta z formulami
| Odpornost na arteriole | Učinkovita odpornost na arteriole |
| → R → and Pc in ↑ VFG () FER) | → R → and Pc in ↑ VFG () FER) |
| → R → and Pc in ↓ VFG () FER) | ↓ R → and Pc in ↓ VFG (ER FER) |
R = upor arteriole - Pc = kapilarni hidrostatični tlak - VFG = hitrost glomerularne filtracije - FER = ledvični pretok krvi | |
Za zaključek poudarjamo, da je povečanje VFG zaradi povečane odpornosti eferentnih arteriolov veljavno le, če je to povečanje odpornosti skromno. Če primerjamo eferentno arterijsko odpornost s pipo, ugotavljamo, da se s tem, ko izklopimo pipo - povečamo odpornost na pretok - poveča hitrost glomerulne filtracije. V določeni točki VFG, ki še naprej izklaplja pipo, doseže najvišji vrh in se počasi zmanjšuje; to je posledica povečanja koloidno-osmotskega tlaka glomerularne krvi.
