Які сили впливають на клубочкову фільтрацію?
Лише невелика частина, приблизно 1/5 (20%) крові, що надходить у ниркові клубочки, проходить процес фільтрації; решта 4/5 потрапляють до перитубулярної капілярної системи через еферентну артеріолу. Якщо вся кров, що надходить у клубочок, була відфільтрована, у еферентній артеріолі ми виявимо зневоднену масу білків плазми крові та клітин крові, які більше не могли виходити з нирки .
При необхідності нирка має можливість змінювати відсоток об’єму плазми, фільтрованої через ниркові клубочки; ця ємність виражається терміном фільтраційної фракції і залежить від цієї формули:
Фракція фільтрації (FF) = швидкість клубочкової фільтрації (GFR) / частка потоку плазми нирок (FPR)
У процесах фільтрації, крім анатомічних структур, проаналізованих у попередньому розділі, також діють дуже важливі сили: одні проти цього процесу, інші - за нього, давайте розглянемо їх детальніше.
- Гідростатичний тиск крові, що тече в капілярах клубочків, сприяє фільтрації, отже, витікання рідини з фенестрованого ендотелію до капсули Боумена; цей тиск залежить від прискорення сили тяжіння, що накладається на кров серцем та прохідністю судин, настільки, чим вище артеріальний тиск, тим більший тиск крові на стінки капілярів, отже, при гідростатичному тиску. Капілярний гідростатичний тиск (ПК) становить приблизно 55 мм рт.
- Колоїдно-осмотичний (або просто онкотичний) тиск пов'язаний з наявністю білків плазми крові; ця сила протидіє попередній, тягне рідину до внутрішньої сторони капілярів, іншими словами, проти фільтрації. Коли концентрація білка в крові збільшується, онкотичний тиск зростає і перешкода для фільтрації; навпаки, у бідній крові в білках онкотичний тиск низький, а фільтрація вища.
- Гідростатичний тиск фільтрату, накопиченого в капсулі Боумена, також протистоїть фільтрації. Рідина, яка фільтрується з капілярів, повинна фактично протистояти тиску того, що вже є в капсулі, що має тенденцію відштовхувати її назад.
Гідростатичний тиск (Pb), що діє на рідину, накопичену в капсулі Боумена, становить близько 15 мм рт.
Додавши описані вище сили, виявляється, що фільтрації сприяє чистий тиск ультрафільтрації (Pf), рівний 10 мм рт.
Обсяг рідини, відфільтрованої за одиницю часу, називається швидкістю клубочкової фільтрації (ГФГ). За прогнозами, середнє значення ГФ становить 120-125 мл / хв, що дорівнює приблизно 180 літрам на добу.
Швидкість фільтрації залежить від:
- Чистий тиск ультрафільтрації (Pf): результат балансу між гідростатичними та колоїдно-осмотичними силами, що діють через фільтраційні бар’єри.
але також з другої змінної, що називається
- Коефіцієнт ультрафільтрації (Kf = проникність x поверхня фільтрації) у нирках у 400 разів вища, ніж у інших судинних округах; залежить від двох компонентів: фільтруючої поверхні, тобто площі поверхні капілярів, доступної для фільтрації, і проникності межі розділу, що відокремлює капіляри від капсули Боумена
Щоб виправити концепції, викладені в цьому розділі, можна стверджувати, що зменшення швидкості клубочкової фільтрації може залежати від:
- зменшення кількості функціонуючих капілярів клубочка
- зниження проникності функціонуючих капілярів клубочків, наприклад, через інфекційні процеси, які підривають їх структуру
- збільшення рідини, що міститься в капсулі Боумена, наприклад, через наявність сечових перешкод
- підвищення колоїдного осмотичного артеріального тиску
- зниження гідростатичного тиску крові, що надходить у капіляри клубочка
Серед перерахованих, з метою регулювання швидкості клубочкової фільтрації, найбільш схильними до зміни факторами, що піддаються фізіологічному контролю, є колоїдно-осмотичний тиск і, насамперед, артеріальний тиск у капілярах клубочка.
Колоїдно-осмотичний тиск і клубочкова фільтрація
Раніше ми підкреслювали, що колоїдно-осмотичний тиск всередині капілярів клубочка дорівнює приблизно 30 мм рт.ст. Насправді це значення не є постійним у всіх відділах клубочка, але зростає при переміщенні від суміжних сегментів до аферентної артеріоли ( початок капілярів (28 мм рт. дефіцит рідин і розчинених речовин, відфільтрованих у попередніх трактах клубочка. З цієї причини зі збільшенням швидкості фільтрації (ГФГ) онкотичний тиск клубочкової крові поступово зростає (позбавляючись більшої кількості рідин і розчинених речовин).
Крім ШКФ, підвищення онкотичного тиску залежить також від того, скільки крові досягає клубочкових капілярів (частка потоку плазми нирок): якщо воно досягає мало, колоїдно-осмотичний тиск збільшується більшою мірою, і навпаки.
Тому на колоїдно-осмотичний тиск впливає фракція фільтрації:
- Фракція фільтрації (FF) = Швидкість клубочкової фільтрації (GFR) / Фракція ниркового плазмового потоку (FPR)
За нормальних умов нирковий кровотік (ФЕР) становить приблизно 1200 мл / хв (приблизно 21% серцевого викиду).
На колоїдно-осмотичний тиск також впливає
- Концентрація білків плазми крові (що збільшується у разі зневоднення та зменшується у разі недоїдання або проблем із печінкою)
Чим більше білків плазми в крові надходить до клубочків, тим більший колоїдно-осмотичний тиск у всіх сегментах капілярів клубочка.
Артеріальний тиск і клубочкова фільтрація
Ми бачили, як гідростатичний тиск, тобто сила, з якою кров притискається до стінок капілярів клубочка, зростає зі збільшенням артеріального тиску.
Як показано на графіку, якщо середній артеріальний тиск залишається в межах від 80 до 180 мм рт. Ст., Швидкість клубочкової фільтрації не змінюється. Цей важливий результат досягається спочатку регулюванням частки ниркового плазмового потоку (ФПР), потім шляхом корекції кількості крові, яка проходить через ниркові артеріоли.
- Якщо опір ниркових артеріол збільшується (артеріоли зменшуються, пропускаючи менше крові), клубочковий кровотік зменшується
- Якщо опір ниркових артеріол знижується (артеріоли розширюються, дозволяючи пропускати більше крові), клубочковий кровотік збільшується
Вплив артеріолярного опору на швидкість клубочкової фільтрації залежить від того, де цей опір розвивається, зокрема, чи впливає розширення або звуження просвіту судини на аферентну або еферентну артеріолу.
- Якщо опір ниркових артеріол, що відносяться до клубочка, зростає, менше крові тече за обструкцією, отже, зменшується гідростатичний тиск у клубочках і зменшується швидкість фільтрації.
- Якщо опір еферентних ниркових артеріол до клубочка зменшується, перед течією обструкції підвищується гідростатичний тиск, а разом з цим зростає і швидкість клубочкової фільтрації (це подібно до часткової закупорки гумової трубки пальцем, спостерігається, що вище за течією "перешкода стінок трубки набухає через збільшення гідростатичного тиску води, що штовхає рідину на стінки трубки).
Узагальнення поняття за допомогою формул
R = опір артеріол - Pc = капілярний гідростатичний тиск -
ШКФ = швидкість клубочкової фільтрації - ФЕР = нирковий кровотік
На закінчення ми підкреслюємо, що збільшення ШКФ через збільшення опору еферентних артеріол є дійсним лише тоді, коли це збільшення опору є скромним. - збільшення опору потоку - швидкість клубочкової фільтрації збільшується. У певний момент, продовжуючи перекривати кран, ШКФ досягає максимального піку і повільно починає зменшуватися; це наслідок збільшення колоїдно -осмотичного тиску клубочкової крові.
Інші статті на тему "Гломерулярна фільтрація - швидкість фільтрації"
- Нирковий клубочок
- Нирки нирок
- Реабсорбція нирок і глюкози
- Баланс нирок і солі та води
- Нефрон
- Регуляція гломерулярного артеріального опору
