Кои сили влияят върху гломерулната филтрация?
Само една малка част, около 1/5 (20%) от кръвта, която влиза в бъбречните гломерули, претърпява процес на филтрация; останалите 4/5 достигат перитубуларната капилярна система чрез еферентната артериола. Ако цялата кръв, която влиза в гломерула, се филтрира, в еферентната артериола ще открием дехидратирана маса от плазмени протеини и кръвни клетки, които вече не могат да излязат от бъбреците.
Ако е необходимо, бъбреците имат способността да променят процента на плазмения обем, филтриран през бъбречните гломерули; този капацитет се изразява чрез термина фракция на филтрация и зависи от тази формула:
Филтрационна фракция (FF) = скорост на гломерулната филтрация (VFG) / фракция на бъбречния плазмен поток (FPR)
В процесите на филтриране, в допълнение към анатомичните структури, анализирани в предходната глава, също влизат в сила много важни сили: някои се противопоставят на този процес, други го подкрепят, да го видим в детайли.
- Хидростатичното налягане на кръвта, протичащо в гломеруларните капиляри, благоприятства филтрирането и следователно изтичането на течността от фенестрирания ендотел към капсулата на Боуман; това налягане зависи от ускорението на гравитацията, наложено върху кръвта от сърцето и от съдовата проходимост, така че колкото по-високо е кръвното налягане и колкото по-високо е кръвното налягане на стените на капилярите, то хидростатичното налягане. Капилярното хидростатично налягане (Рс) е около 55 mmHg.
- Колоидно-осмотичното (или просто онкотично) налягане е свързано с наличието на плазмени протеини в кръвта; тази сила се противопоставя на предишната, припомняйки течността към вътрешността на капилярите, с други думи, тя се противопоставя на филтрацията. С повишаването на концентрацията на протеина в кръвта се увеличава онкотичното налягане и филтрационната бариера; обратно, при ниско протеинова кръв онкотичното налягане е ниско и филтрацията е по-голяма. Колоидно-осмотичното налягане на кръвта, протичащо в гломерулните капиляри (πp), е около 30 mmHg
- Хидростатичното налягане на филтрата, натрупан в капсулата Bowman, също се противопоставя на филтрацията. Течността, която се филтрира през капилярите, трябва в действителност да се противопостави на налягането на вече присъстващото в капсулата, което има тенденция да го избута назад.
Хидростатичното налягане (РЬ), упражнявано от натрупаната в Bowman капсула течност, е около 15 mmHg.
Добавянето на описаните по-горе сили показва, че филтрирането се благоприятства от чистото ултрафилтрационно налягане (Pf), равно на 10 mmHg.
Обемът на филтрираната през времето единица приема името на скоростта на гломерулната филтрация (VFG). Както се очакваше, средната стойност на VFG е 120-125 ml / min, равна на около 180 литра на ден.
Скоростта на филтриране зависи от:
- Нетно ултрафилтрационно налягане (Pf): резултат от баланса между хидростатичните и колоидно-осмотичните сили, действащи през филтриращите бариери.
но също и от втора променлива, наречена
- Коефициент на ултрафилтрация (Kf = пропускливост x филтрираща повърхност), в бъбреците 400 пъти по-висока от тази на другите съдови области; зависи от две компоненти: филтриращата повърхност, т.е. повърхността на капилярите, налични за филтриране, и пропускливостта на интерфейса, който отделя капилярите от капсулата Bowman
За да фиксираме понятията, изразени в тази глава, можем да кажем, че намаляването на скоростта на гломерулната филтрация може да зависи от:
- намаляване на броя на функциониращите гломерулни капиляри
- намаляване на пропускливостта на функциониращите гломерулни капиляри, например за инфекциозни процеси, които подкопават структурата
- увеличаване на течността, съдържаща се в капсулата Bowman, например поради наличието на прегради на урината
- повишаване на колоидно-осмотичното кръвно налягане
- намаляване на хидростатичното налягане на кръвта, протичаща в гломерулните капиляри
Сред изброените, с цел регулиране на скоростта на гломерулната филтрация, факторите, които са най-обект на изменения, след това подложени на физиологичен контрол, са колоидно-осмотично налягане и най-вече кръвното налягане в гломеруларните капиляри.
Колоидно-осмотично налягане и гломерулна филтрация
Преди това ние подчертавахме, че колоидно-осмотичното налягане в гломерулните капиляри е около 30 mmHg. В действителност тази стойност не е постоянна във всички части на гломерулите, а се увеличава с преминаването от съседни сегменти към аферентната артериола (началото на капилярите, 28 mmHg) до тези, които се събират в еферентната артериола (в края на капиляри, 32 mmHg). Явлението лесно се обяснява на базата на прогресивната концентрация на плазмените протеини в гломерулната кръв, в резултат на неговото отнемане на течности и на разтворените вещества, филтрирани в предишните секции на гломерулите. По тази причина, с увеличаване на скоростта на филтрация (VFG), онкотичното налягане на гломерулната кръв се увеличава прогресивно (като се лишават от по-големи количества течности и разтворени вещества).
В допълнение към VFG, повишаването на онкотичното налягане зависи и от това колко кръв достига гломеруларните капиляри (част от бъбречния плазмен поток): ако не достигне много, колоидно-осмотичното налягане се увеличава повече и обратно.
Следователно колоидно-осмотичното налягане се влияе от филтрационната фракция:
- Филтрационна фракция (FF) = скорост на гломерулната филтрация (VFG) / фракция на бъбречния плазмен поток (FPR)
При нормални условия, бъбречният кръвен поток (RES) е приблизително 1200 ml / min (приблизително 21% от сърдечния дебит).
Колоидно-осмотичното налягане също се влияе от
- Концентрация на плазмен протеин (който се увеличава в случай на дехидратация и намалява в случай на недохранване или проблеми с черния дроб)
Много повече плазмени протеини присъстват в кръвта, достигайки до гломерулите и колоидно-осмотичното налягане във всички сегменти на гломерулните капиляри е по-голямо.
Артериално налягане и гломерулна филтрация
Видяхме как хидростатичното налягане, т.е. силата, с която се притиска кръвта към стените на гломерулните капиляри, се увеличава с увеличаване на артериалното налягане. Това предполага, че когато стойностите на артериалното налягане се увеличат, скоростта на филтрация също се увеличава съответно.
Както е показано на графиката, ако средното артериално налягане остава между 80 и 180 mmHg, скоростта на гломерулната филтрация не се променя. Този важен резултат се постига главно чрез регулиране на фракцията на бъбречния плазмен поток (FPR), като по този начин се коригира количеството на кръвта, която преминава през бъбречните артериоли.
- Ако резистентността на бъбречните артериоли се увеличи (артериолите се свиват, което позволява по-малко кръв да премине), гломеруларният кръвен поток намалява
- Ако резистентността на бъбречните артериоли намалява (артериолите се разширяват и позволяват повече кръв да премине), гломеруларният кръвен поток се увеличава
Ефектът на артериоларната резистентност върху скоростта на гломерулната филтрация зависи от това къде се развива тази резистентност, особено ако дилатацията или стесняване на лумена на съда засяга аферентния или артериолен аферент.
- Ако резистентността на бъбречните артериоли аферентни към гломерулата се увеличи, по-малко кръв тече след обструкцията, тогава гломерулното хидростатично налягане се намалява и скоростта на филтрация намалява
- Ако резистентността на еферентните бъбречни артериоли към гломерулата намалява, нагоре след обструкцията хидростатичното налягане нараства и с него се увеличава и скоростта на гломерулната филтрация (това е като частично запушване на гумена тръба с пръст, наблюдава се, че нагоре по течението Запушване Стените на тръбата се надуват чрез увеличаване на хидростатичното налягане на водата, което изтласква течността срещу стените на тръбата.
Обобщаване на концепцията с формули
| Устойчивост на аферентни артериоли | Устойчивост на еферентни артериоли |
| → R → and Pc и G VFG () FER) | → R → and Pc и G VFG () FER) |
| → R → and Pc и G VFG () FER) | → R → and Pc и G VFG () FER) |
R = съпротивление на артериолите - Pc = капилярно хидростатично налягане - VFG = скорост на гломерулната филтрация - FER = бъбречен кръвен поток | |
В заключение, ние подчертаваме, че увеличаването на VFG за увеличаване на резистентността на еферентните артериоли е валидно само когато това увеличение на резистентността е скромно. Ако сравним еферентната артериоларна устойчивост с кран, забелязваме, че при затваряне на кранчето - увеличаваща се устойчивост на потока - се увеличава скоростта на гломерулната филтрация. Веднъж в определен момент, продължаващ да затваря крана, VFG достига максимален пик и започва бавно да намалява; това е следствие от повишаването на колоидно-осмотичното налягане на гломерулната кръв.
