Ποιες δυνάμεις επηρεάζουν τη σπειραματική διήθηση;
Μόνο ένα μικρό μέρος, περίπου το 1/5 (20%) του αίματος που εισέρχεται στα νεφρικά σπειράματα, υφίσταται τη διαδικασία διήθησης. τα υπόλοιπα 4/5 φθάνουν στο τριχοειδές τριχοειδές σύστημα μέσω του εξαγόμενου αρτηριδίου. Εάν φιλτραριστεί όλο το αίμα που εισέρχεται στο σπειροειδές, στην αποφρακτική αρτηριορία θα βρούμε ένα αφυδατωμένο σύμπλεγμα πρωτεϊνών πλάσματος και κυττάρων αίματος, το οποίο δεν θα μπορούσε πλέον να ξεφύγει από το νεφρό.
Όταν απαιτείται, ο νεφρός έχει την ικανότητα να μεταβάλλει το ποσοστό του όγκου πλάσματος που διηθείται μέσω των νεφρικών σπειραμάτων. αυτή η χωρητικότητα εκφράζεται με τον όρο διηθητικό κλάσμα και εξαρτάται από τον τύπο:
Κλάσμα διήθησης (FF) = Ποσοστό Glomerular διήθησης (VFG) / κλάσμα νεφρικής ροής πλάσματος (FPR)
Στις διαδικασίες φιλτραρίσματος, εκτός από τις ανατομικές δομές που αναλύθηκαν στο προηγούμενο κεφάλαιο, εμφανίζονται επίσης πολύ σημαντικές δυνάμεις: κάποιοι αντιτίθενται στη διαδικασία αυτή, άλλοι το ευνοούν, ας δούμε λεπτομερώς.
- Η υδροστατική πίεση του αίματος που ρέει στα τριχοειδή σπειραματοειδή ευνοεί τη διήθηση, και συνεπώς τη διαρροή του υγρού από το φαινομενικό ενδοθήλιο προς την κάψουλα Bowman. αυτή η πίεση εξαρτάται από την επιτάχυνση της βαρύτητας που επιβάλλεται στο αίμα από την καρδιά και από την αγγειακή διαπερατότητα, έτσι ώστε όσο μεγαλύτερη είναι η αρτηριακή πίεση και 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 πίεση (ή απλά ογκολογική) συνδέεται με την παρουσία πρωτεϊνών πλάσματος στο αίμα. αυτή η δύναμη αντιτίθεται στο προηγούμενο, υπενθυμίζοντας το υγρό προς το εσωτερικό των τριχοειδών, με άλλα λόγια αντιτίθεται στη διήθηση. Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση πρωτεΐνης στο αίμα, αυξάνεται η ογκοτική πίεση και η απόφραξη της διήθησης. αντίστροφα, σε ένα φτωχό με πρωτεΐνη αίμα η ογκοτική πίεση είναι χαμηλή και η διήθηση είναι μεγαλύτερη. Η κολλοειδής-οσμωτική πίεση του αίματος που ρέει στα τριχοειδή αγγεία (πρ) είναι περίπου 30 mmHg
- Η υδροστατική πίεση του διηθήματος που συσσωρεύεται στην κάψουλα Bowman αντιτίθεται επίσης στη διήθηση. Το υγρό που φιλτράρει από τα τριχοειδή αγγεία πρέπει στην πραγματικότητα να αντιτίθεται στην πίεση εκείνης που υπάρχει ήδη στην κάψουλα, η οποία τείνει να την ωθήσει προς τα πίσω.
Η υδροστατική πίεση (Pb) που ασκείται από το υγρό που συσσωρεύεται στην κάψουλα Bowman είναι περίπου 15 mmHg.
Η προσθήκη των δυνάμεων που μόλις περιγράφηκαν δείχνει ότι η διήθηση ευνοείται από μια καθαρή πίεση υπερδιήθησης (Pf) ίση με 10 mmHg.
Ο όγκος του φιλτραρισμένου υγρού στη μονάδα χρόνου ονομάζεται ρυθμός σπειραματικής διήθησης (VFG). Όπως αναμενόταν, η μέση τιμή του VFG είναι 120-125 ml / min, ίση με περίπου 180 λίτρα την ημέρα.
Η ταχύτητα διήθησης εξαρτάται από:
- Καθαρή πίεση υπερδιήθησης (Pf): που 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 μεγαλύτερη από εκείνη των άλλων αγγειακών περιοχών. εξαρτάται από δύο συνιστώσες: την επιφάνεια φιλτραρίσματος ή την περιοχή επιφανείας των τριχοειδών που είναι διαθέσιμες για διήθηση και τη διαπερατότητα της διασύνδεσης που διαχωρίζει τα τριχοειδή από την κάψουλα Bowman
Για να διορθώσουμε τις έννοιες που εκφράζονται σε αυτό το κεφάλαιο, μπορούμε να πούμε ότι οι μειώσεις του ρυθμού σπειραματικής διήθησης μπορεί να εξαρτώνται από:
- μείωση του αριθμού των τριχοειδών τριχοειδών αγγείων που λειτουργούν
- μείωση της διαπερατότητας των λειτουργικών σπειραματικών τριχοειδών, για παράδειγμα λόγω μολυσματικών διεργασιών που υπονομεύουν τη δομή τους
- μια αύξηση στο υγρό που περιέχεται στην κάψουλα του Bowman, για παράδειγμα λόγω της παρουσίας ουρητικών παρεμποδίσεων
- μια αύξηση της κολλοειδούς-οσμωτικής πίεσης του αίματος
- μείωση της υδροστατικής πίεσης του αίματος που ρέει στα τριχοειδή αγγεία
Μεταξύ αυτών που απαριθμούνται, με σκοπό τη ρύθμιση της ταχύτητας σπειραματικής διήθησης, οι παράγοντες που υπόκεινται σε παραλλαγές και ως εκ τούτου υποβάλλονται σε φυσιολογικό έλεγχο, είναι η κολλοειδής-οσμωτική πίεση και πάνω από όλα η αρτηριακή πίεση στα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία.
Κολλοειδής-οσμωτική πίεση και σπειραματική διήθηση
Προηγουμένως, τονίσαμε ότι η κολλοειδής-οσμωτική πίεση μέσα στα τριχοειδή αγγεία είναι περίπου 30 mmHg. Στην πραγματικότητα, αυτή η τιμή δεν είναι σταθερή σε όλες τις εκτάσεις του σπειραματόζωου, αλλά αυξάνει καθώς μετακινείται από τα γειτονικά τμήματα στο προσαγωγό αρτηριοειδές (αρχή των τριχοειδών αγγείων, 28 mmHg) σε εκείνα που συλλέγονται στην αποφρακτική αρτηριορία (τέλος τριχοειδή, 32 mmHg). Το φαινόμενο μπορεί εύκολα να εξηγηθεί με βάση την προοδευτική συγκέντρωση πρωτεϊνών πλάσματος στο σπειραματικό αίμα, αποτέλεσμα της στέρησης υγρών και διαλελυμένων ουσιών που έχουν διηθηθεί στις προηγούμενες οδούς του σπειραματόζωου. Για το λόγο αυτό, καθώς ο ρυθμός διήθησης (VFG) αυξάνεται, η ογκοτική πίεση του σπειραματικού αίματος αυξάνεται σταδιακά (στερούνται μεγαλύτερων ποσοτήτων υγρών και διαλελυμένων ουσιών).
Εκτός από το VFG, η αύξηση της ογκοτικής πίεσης εξαρτάται επίσης από το πόσο το αίμα φθάνει στα σπειραματικά τριχοειδή (κλάσμα της ροής του νεφρικού πλάσματος): εάν επιτευχθεί ελάχιστη κολλοειδής-οσμωτική πίεση αυξάνεται σε μεγαλύτερο βαθμό και αντίστροφα.
Συνεπώς, η κολλοειδής-οσμωτική πίεση επηρεάζεται από το κλάσμα διήθησης:
- Κλάσμα διήθησης (FF) = Ποσοστό Glomerular διήθησης (VFG) / κλάσμα νεφρικής ροής πλάσματος (FPR)
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 την
- Η συγκέντρωση πρωτεΐνης στο πλάσμα (η οποία αυξάνεται σε περίπτωση αφυδάτωσης και μειώσεις σε περίπτωση υποσιτισμού ή ηπατικών προβλημάτων)
Υπάρχουν πολλές περισσότερες πρωτεΐνες πλάσματος στο αίμα που φθάνουν στα σπειράματα και τόσο μεγαλύτερη είναι η κολλοειδής-οσμωτική πίεση σε όλα τα τμήματα των σπειραματικών τριχοειδών αγγείων.
Αρτηριακή πίεση και σπειραματική διήθηση
Έχουμε δει πως η υδροστατική πίεση, δηλαδή η δύναμη με την οποία ωθεί το αίμα στα τοιχώματα των σπειραματικών τριχοειδών αγγείων, αυξάνεται με την αύξηση της αρτηριακής πίεσης. Αυτό υποδηλώνει ότι όταν αυξάνονται οι τιμές αρτηριακής πίεσης αυξάνεται και ο ρυθμός διήθησης.
Όπως φαίνεται στο γράφημα, εάν η μέση αρτηριακή πίεση παραμένει εντός τιμών μεταξύ 80 και 180 mmHg, ο ρυθμός σπειραματικής διήθησης δεν αλλάζει. Αυτό το σημαντικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται καταρχάς με την προσαρμογή του κλάσματος της ροής νεφρικού πλάσματος (FPR), διορθώνοντας έτσι την ποσότητα αίματος που διέρχεται από τα νεφρικά αρτηρίδια.
- Εάν η αντίσταση των νεφρικών αρτηριολίων αυξάνεται (τα αρτηρίδια γίνονται στενότερα και ο ασθενής περνάει λιγότερο), η ροή του σπειραματικού αίματος μειώνεται
- Εάν η αντίσταση των νεφρικών αρτηριδίων μειωθεί (τα αρτηρίδια διαστέλλονται επιτρέποντας να περάσει περισσότερο αίμα), αυξάνεται η ροή του σπειραματικού αίματος
Η επίδραση της αρτηριακής αντοχής στην ταχύτητα σπειραματικής διήθησης εξαρτάται από το πού αναπτύσσεται αυτή η αντοχή, ιδιαίτερα εάν η διαστολή ή η στένωση του αγγειακού σωλήνα επηρεάζει τα προσαγωγικά ή αποφρακτικά αρτηρίδια.
- Εάν η αντίσταση των νεφρικών αρτηριδίων προσαυξημένη στο σπειράμα αυξάνει, λιγότερο αίμα ρέει κατάντη του εμποδίου, συνεπώς η σπειραματική υδροστατική πίεση μειώνεται και ο ρυθμός διήθησης μειώνεται
- Αν η αντίσταση των αποφραγμένων νεφρικών αρτηριολίων στο σπειροειδές μειώνεται, πριν από την απόφραξη η υδροστατική πίεση αυξάνεται και μαζί με αυτό αυξάνεται και η ταχύτητα σπειραματικής διήθησης (είναι σαν να αποφράσσεται μερικώς ένας ελαστικός σωλήνας με ένα δάκτυλο, παρατηρείται ότι ανάντη του απόφραξη των τοιχωμάτων του σωλήνα διογκώνοντας λόγω της αύξησης της υδροστατικής πίεσης του νερού, που ωθεί το υγρό στα τοιχώματα του σωλήνα).
Συνοψίζοντας την έννοια με τους τύπους
| Σχετική αντοχή των αρτηριδίων | Ευεργετική αντίσταση αρτηριδίων |
| ↓ R → ↑ Pc και ↑ VFG (↑ FER) | ↑ R → ↑ Pc και ↑ VFG (↓ FER) |
| ↑ R → ↓ Pc και ↓ VFG (↓ FER) | ↓ R → ↓ Pc και ↓ VFG (ER FER) |
R = αντίσταση αρτηριδίου - Pc = τριχοειδής υδροστατική πίεση - VFG = ρυθμός σπειραματικής διήθησης - FER = νεφρική ροή αίματος | |
Εν κατακλείδι, υπογραμμίζουμε ότι η αύξηση της VFG λόγω της αυξημένης αντοχής των αποχωρών αρτηρίων είναι έγκυρη μόνο όταν η αύξηση της αντοχής είναι μέτρια. Εάν συγκρίνουμε την απορροφητική αρτηριακή αντίσταση σε μια βρύση, παρατηρούμε ότι καθώς σβήνουμε τη βρύση - αυξάνοντας την αντίσταση ροής - αυξάνεται ο ρυθμός σπειραματικής διήθησης. Σε ένα συγκεκριμένο σημείο, συνεχίζοντας να σβήνει τη βρύση, ο VFG φτάνει σε μια μέγιστη κορυφή και αρχίζει σιγά σιγά να μειώνεται. αυτό είναι η συνέπεια της αύξησης της κολλοειδούς-οσμωτικής πίεσης του σπειραματικού αίματος.
