Koje sile utječu na glomerularnu filtraciju?
Samo mali dio, oko 1/5 (20%) krvi koja ulazi u bubrežni glomeruli prolazi kroz proces filtracije; preostale 4/5 dosežu peritubularni kapilarni sustav kroz eferentnu arteriolu. Ako se cijela krv koja ulazi u glomerul, filtrira, u eferentnoj arterioli ćemo naći dehidriranu skupinu proteina plazme i krvnih stanica, koje više ne mogu pobjeći iz bubrega.
Kada je potrebno, bubreg ima sposobnost mijenjanja postotka volumena plazme filtriranog kroz bubrežni glomeruli; ta se sposobnost izražava izrazom frakcija filtracije i ovisi o toj formuli:
Filtracijska frakcija (FF) = brzina glomerularne filtracije (VFG) / udio bubrežnog plazma (FPR)
U filtracijskim procesima, pored anatomskih struktura analiziranih u prethodnom poglavlju, također se pojavljuju vrlo važne sile: neke se suprotstavljaju tom procesu, druge favoriziraju, vidimo ih detaljno.
- Hidrostatski tlak krvi koji teče u glomerularnim kapilarama pogoduje filtriranju, a time i propuštanju tekućine iz fenestriranog endotelija prema Bowmanovoj kapsuli; ovaj pritisak ovisi o ubrzanju gravitacije na srcu i vaskularnoj prohodnosti, tako da što je veći arterijski tlak i veći je potisak krvi na stijenkama kapilara, dakle pri hidrostatskom tlaku. Kapilarni hidrostatski tlak (Pc) je oko 55 mmHg.
- Koloidno-osmotski tlak (ili jednostavno onkotski) povezan je s prisutnošću proteina plazme u krvi; ova sila se suprotstavlja prethodnoj, podsjećajući na tekućinu prema unutrašnjosti kapilara, drugim riječima, ona se suprotstavlja filtraciji. Kako se povećava koncentracija proteina u krvi, povećava se onkotski tlak i opstrukcija filtracije; obrnuto, u krvi siromašnoj proteinima, onkotski tlak je nizak, a filtracija veća. Koloidno-osmotski tlak krvi koji teče u glomerularnim kapilarama (πp) je oko 30 mmHg
- Hidrostatski tlak filtrata koji se nakuplja u Bowmanovoj kapsuli također se protivi filtraciji. Tekućina koja se filtrira iz kapilara mora se zapravo suprotstaviti pritisku koji je već prisutan u kapsuli, što ga teži da ga gura unatrag.
Hidrostatički tlak (Pb) koji se nalazi u tekućini akumuliranoj u Bowmanovoj kapsuli iznosi oko 15 mmHg.
Dodavanje upravo opisanih sila pokazuje da se filtriranju preferira neto ultrafiltracijski tlak (Pf) jednak 10 mmHg.
Volumen filtrirane tekućine u jedinici vremena naziva se brzina glomerularne filtracije (VFG). Kao što se i očekivalo, prosječna vrijednost VFG je 120-125 ml / min, što je jednako oko 180 litara na dan.
Brzina filtriranja ovisi o:
- Neto ultrafiltracijski tlak (Pf): rezultat je ravnoteže između hidrostatskih i koloidno-osmotskih sila koje djeluju kroz filtracijske barijere.
ali i iz druge varijable, nazvane
- Koeficijent ultrafiltracije (Kf = permeabilnost x filtracijska površina), u bubregu 400 puta većim od ostalih vaskularnih okruga; ovisi o dvjema komponentama: površini filtriranja ili površini kapilara dostupnih za filtraciju, te propusnosti sučelja koje razdvaja kapilare od Bowmanove kapsule
Da bismo popravili pojmove izražene u ovom poglavlju, možemo reći da smanjenje brzine glomerularne filtracije može ovisiti o:
- smanjenje broja funkcionalnih glomerularnih kapilara
- smanjenje propusnosti funkcionirajućih glomerularnih kapilara, na primjer zbog infektivnih procesa koji podrivaju njihovu strukturu
- povećanje tekućine sadržane u Bowmanovoj kapsuli, na primjer zbog prisutnosti opstrukcije mokraće
- povećanje koloidno-osmotskog krvnog tlaka
- smanjenje hidrostatskog tlaka krvi koja teče u glomerularnim kapilarama
Među onima koji su navedeni, u svrhu regulacije brzine glomerularne filtracije, čimbenici koji su najviše podložni varijacijama, stoga podvrgnuti fiziološkoj kontroli, su koloidno-osmotski tlak i iznad svega krvni tlak u glomerularnim kapilarama.
Koloidno-osmotski tlak i glomerularna filtracija
Prethodno smo naglasili da je koloidno-osmotski tlak unutar glomerularnih kapilara oko 30 mmHg. U stvarnosti ova vrijednost nije konstantna u svim dijelovima glomerula, već se povećava kako se kreće od susjednih segmenata do aferentnih arteriola (početak kapilara, 28 mmHg) do onih koje se prikupljaju u eferentnoj arterioli (kraj kapilare, 32 mmHg). Fenomen se lako može objasniti na temelju progresivne koncentracije proteina plazme u glomerularnoj krvi, što je posljedica njegovog lišavanja tekućina i otopljenih tvari koje su filtrirane u prethodnim traktima glomerula. Iz tog razloga, kako se brzina filtracije (VFG) povećava, onkotski tlak glomerularne krvi progresivno raste (bez većih količina tekućina i otopljenih tvari).
Osim VFG, porast onkotskog tlaka također ovisi o tome koliko krvi doseže glomerularne kapilare (dio bubrežnog plazma): ako se malo postigne, koloidno-osmotski tlak se povećava u većoj mjeri i obrnuto.
Na koloidno-osmotski tlak stoga utječe frakcija filtracije:
- Filtracijska frakcija (FF) = brzina glomerularne filtracije (VFG) / udio bubrežnog plazma (FPR)
U normalnim uvjetima, bubrežni protok krvi (FER) iznosi oko 1200 ml / min (oko 21% srčanog volumena).
Na koloidno-osmotski tlak također utječe
- Koncentracija proteina u plazmi (koja se povećava u slučaju dehidracije i smanjuje u slučaju pothranjenosti ili problema s jetrom)
U krvi ima mnogo više proteina plazme koji dolaze do glomerula i veći je koloidno-osmotski tlak u svim segmentima glomerularnih kapilara.
Arterijski tlak i glomerularna filtracija
Vidjeli smo kako se hidrostatski tlak, tj. Sila kojom se krv gura prema zidovima glomerularnih kapilara, povećava kako se arterijski tlak povećava. To sugerira da kada se vrijednosti arterijskog tlaka povećaju, također se povećava brzina filtracije.
Kao što je prikazano na grafikonu, ako srednji arterijski tlak ostane unutar vrijednosti između 80 i 180 mmHg, brzina glomerularne filtracije se ne mijenja. Ovaj važan rezultat dobiva se najprije podešavanjem frakcije bubrežnog plazma (FPR), čime se ispravlja količina krvi koja prolazi kroz arteriole bubrega.
- Ako se otpornost arteriola bubrega poveća (arteriole postanu uže i prođe manje krvi), smanjuje se glomerularni protok krvi
- Ako se smanjuje rezistencija renalne arteriole (arteriole se šire dajući više krvi), glomerularni protok krvi se povećava
Utjecaj arteriolarne rezistencije na brzinu glomerularne filtracije ovisi o tome gdje se ta rezistencija razvija, osobito ako dilatacija ili sužavanje lumena posude utječe na aferentne ili eferentne arteriole.
- Ako se otpornost bubrežnih arteriola aferentnih na glomerulus poveća, manje krvi teče nizvodno od opstrukcije, stoga se smanjuje glomerularni hidrostatski tlak i smanjuje brzina filtracije
- Ako se rezistencija eferentnih bubrežnih arteriola na glomerulus smanji, uzvodno od opstrukcije povećava se hidrostatski tlak, a time se povećava i brzina glomerularne filtracije (to je kao djelomično okluziranje gumene cijevi prstom, primjećuje se da je uzvodno od opstrukcija zidovi cijevi nabubri zbog povećanja hidrostatskog tlaka vode, koja gura tekućinu u zidove cijevi).
Sažetak koncepta formulama
| Otpornost na arteriole afere | Efektivna otpornost na arteriole |
| ↑ R → and Pc i G VFG () FER) | ↑ R → and Pc i G VFG () FER) |
| ↓ R → and Pc i G VFG () FER) | ↓ R → and Pc i G VFG (ER FER) |
R = otpornost na arteriole - Pc = kapilarni hidrostatski tlak - VFG = brzina glomerularne filtracije - FER = protok bubrega | |
Da zaključimo, naglašavamo da je povećanje VFG zbog povećane rezistencije eferentnih arteriola valjano samo kada je to povećanje otpornosti skromno. Usporedimo li eferentnu arterijsku otpornost na slavinu, napominjemo da se pri isključivanju slavine - povećanju otpora protoka - povećava brzina glomerularne filtracije. U određenom trenutku, nastavljajući isključivati slavinu, VFG postiže maksimum i polako počinje smanjivati; to je posljedica povećanja koloidno-osmotskog tlaka glomerularne krvi.
