Kādi spēki ietekmē glomerulāro filtrāciju?
Tikai neliela daļa, apmēram 1/5 (20%) no asinīm, kas nonāk nieru glomerulos, tiek filtrēta; atlikušie 4/5 sasniedz peritubulāro kapilāru sistēmu ar efferenta arteriolu. Ja visas asinis, kas nonāk glomerulos, tiek filtrētas, efferenta arteriolā atradīsim dehidratētu plazmas olbaltumvielu un asins šūnu kopu, kas vairs nevar izkļūt no nierēm.
Ja nepieciešams, nierēm ir iespēja mainīt plazmas tilpumu, kas filtrēts caur nieru glomeruliem; šī jauda ir izteikta ar filtrēšanas frakciju un ir atkarīga no šādas formulas:
Filtrēšanas frakcija (FF) = glomerulārās filtrācijas ātrums (VFG) / nieru plazmas plūsmas daļa (FPR)
Filtrēšanas procesos papildus iepriekšējā nodaļā analizētajām anatomiskajām struktūrām ir arī ļoti svarīgi spēki: daži iebilst pret šo procesu, citi to atbalsta, aplūkosim tos detalizēti.
- Glomerulārās kapilāros plūstošās asins hidrostatiskais spiediens veicina filtrēšanu, tādējādi šķidruma noplūde no fenestrētā endotēlija uz Bowman kapsulu; šis spiediens ir atkarīgs no smaguma, ko sirds un asinsvadu pacietība uzliek asinīm, paātrinājumu tā, ka jo lielāks ir arteriālais spiediens, un jo lielāks ir asinsspiediens uz kapilāru sienām, tādēļ tas ir hidrostatiskais spiediens. Kapilārā hidrostatiskais spiediens (Pc) ir aptuveni 55 mmHg.
- Koloīdās osmotiskais spiediens (vai vienkārši onkotisks) ir saistīts ar plazmas olbaltumvielu klātbūtni asinīs; šis spēks iebilst pret iepriekšējo, atsaucot šķidrumu uz kapilāru iekšpusi, citiem vārdiem sakot, tas iebilst pret filtrēšanu. Palielinoties asins olbaltumvielu koncentrācijai, palielinās onkotiskais spiediens un šķērslis filtrācijai; otrādi, asinīs esošais asinsspiediens ir vājš olbaltumvielās un filtrācija ir lielāka. Glomerulārās kapilāros (πp) plūstošā asins koloīdās osmotiskais spiediens ir aptuveni 30 mmHg.
- Bowman kapsulā uzkrāto filtrāta hidrostatiskais spiediens arī ir pret filtrāciju. Šķidrumam, kas filtrē no kapilāriem, faktiski ir jābūt pret kapsulā esošā spiediena spiedienu, kas mēdz to virzīt atpakaļ.
Bowman kapsulā uzkrāta šķidruma hidrostatiskais spiediens (Pb) ir aptuveni 15 mmHg.
Tikko aprakstīto spēku pievienošana parāda, ka filtrāciju veicina neto ultrafiltrācijas spiediens (Pf), kas vienāds ar 10 mmHg.
Filtrētā šķidruma tilpumu laika vienībā sauc par glomerulārās filtrācijas ātrumu (VFG). Kā paredzēts, VFG vidējā vērtība ir 120-125 ml / min, kas ir aptuveni 180 litri dienā.
Filtrēšanas ātrums ir atkarīgs no:
- Neto ultrafiltrācijas spiediens (Pf): rodas, līdzsvarojot hidrostatiskos un koloīdos osmotiskos spēkus, kas darbojas caur filtrēšanas barjeras.
bet arī no otrā mainīgā
- Ultrafiltrācijas koeficients (Kf = caurlaidība x filtrēšanas virsma), nierēs 400 reizes lielāks nekā pārējiem asinsvadu rajoniem; atkarīgs no divām sastāvdaļām: filtrēšanas virsmas vai filtrēšanai pieejamo kapilāru virsmas laukuma un saskarnes caurlaidības, kas atdala kapilārus no Bowman kapsulas.
Lai noteiktu šajā nodaļā izteiktos jēdzienus, varam teikt, ka glomerulārās filtrācijas ātruma samazināšanās var būt atkarīga no:
- funkcionējošo glomerulāro kapilāru skaita samazināšanās
- funkcionējošo glomerulāro kapilāru caurlaidības samazināšana, piemēram, infekcijas procesu dēļ, kas grauj to struktūru
- Bowman kapsulā esošā šķidruma palielināšanās, piemēram, urīna traucējumu dēļ
- palielinās asinsspiediens koloīdā-osmotiskā veidā
- glomerulārās kapilāros plūstošās asins hidrostatiskā spiediena samazināšanās
Starp tiem, kas uzskaitīti, lai regulētu glomerulārās filtrācijas ātrumu, faktori, kuriem visbiežāk pakļautas izmaiņas, tāpēc pakļauti fizioloģiskai kontrolei, ir koloīdās osmotiskais spiediens un, galvenais, asinsspiediens glomerulārās kapilāros.
Koloīds osmotiskais spiediens un glomerulārās filtrācijas
Iepriekš mēs uzsvērām, ka koloīdās osmotiskais spiediens glomerulārās kapilāros ir aptuveni 30 mmHg. Patiesībā šī vērtība nav nemainīga visos glomerulusa posmos, bet palielinās, kad pārvietojas no blakus esošajiem segmentiem uz afferentā arteriola (kapilāru sākums, 28 mmHg) līdz tiem, kas tiek savākti efferenta arteriolā (beigas). kapilārus, 32 mmHg). Šo parādību var viegli izskaidrot, balstoties uz progresējošo plazmas olbaltumvielu koncentrāciju glomerulārajā asinīs, izraisot šķidrumu atņemšanu un šķīdinātājus, kas filtrēti iepriekšējos glomerulusa traktos. Šā iemesla dēļ, palielinoties filtrācijas ātrumam (VFG), glomerulārās asinsrites asinsspiediens pakāpeniski palielinās (atņemot lielākus šķidrumu un šķīdinātāju daudzumus).
Papildus VFG, onkotiskā spiediena palielināšanās ir atkarīga arī no tā, cik daudz asiņu sasniedz glomerulārās kapilārus (nieru plazmas plūsmas daļa): ja maz tiek sasniegts, koloīds osmotiskais spiediens palielinās un otrādi.
Tāpēc koloido-osmotisko spiedienu ietekmē filtrācijas frakcija:
- Filtrēšanas frakcija (FF) = glomerulārās filtrācijas ātrums (VFG) / nieru plazmas plūsmas daļa (FPR)
Normālos apstākļos nieru asins plūsma (FER) ir aptuveni 1200 ml / min (aptuveni 21% no sirdsdarbības).
Koloīdo osmotisko spiedienu ietekmē arī
- Plazmas olbaltumvielu koncentrācija (kas palielinās dehidratācijas gadījumā un samazinās nepietiekama uztura vai aknu darbības traucējumu gadījumā)
Ir daudz vairāk asins plazmas olbaltumvielu, kas nonāk pie glomerulām, un jo lielāks ir koloīdās osmotiskais spiediens visos glomerulāro kapilāru segmentos.
Arteriālais spiediens un glomerulārās filtrācijas
Mēs esam redzējuši, kā palielinās hidrostatiskais spiediens, tas ir, spēks, ar kuru asinis tiek izspiests pret glomerulāro kapilāru sienām. Tas liecina, ka, palielinoties arteriālā spiediena vērtībām, palielinās arī filtrācijas ātrums.
Kā parādīts grafikā, ja vidējais arteriālais spiediens saglabājas robežās no 80 līdz 180 mmHg, glomerulārās filtrācijas ātrums nemainās. Šo svarīgo rezultātu vispirms iegūst, pielāgojot nieru plazmas plūsmas daļu (FPR), tādējādi koriģējot asins daudzumu, kas šķērso nieru arteriolu.
- Ja palielinās nieru arteriolu rezistence (arterioli kļūst šaurāki un mazāk asinīs), samazinās glomerulārās asins plūsma
- Ja samazinās nieru arteriolu rezistence (arteriolu paplašināšanās, kas ļauj vairāk nokļūt asinīs), palielinās glomerulārā asins plūsma
Arteriolārās rezistences ietekme uz glomerulārās filtrācijas ātrumu ir atkarīga no tā, kur šī rezistence attīstās, it īpaši, ja asinsvada paplašināšanās vai sašaurināšanās ietekmē afferentos vai efferentos arteriolus.
- Ja palielinās nieru arteriolu rezistence pret glomerulus, samazinās asins plūsma lejup pa obstrukciju, tāpēc samazinās glomerulārais hidrostatiskais spiediens un samazinās filtrācijas ātrums
- Ja efferentu nieru arteriolu rezistence pret glomerulus samazinās, augšup pa obstrukciju palielinās hidrostatiskais spiediens un ar to palielinās arī glomerulārās filtrācijas ātrums (tas ir līdzīgs daļēji aizsprostot gumijas cauruli ar pirkstu, tiek novērots, ka augšpusē aizsprostot caurules sienas, jo palielinās ūdens hidrostatiskais spiediens, kas nospiež šķidrumu pret caurules sienām).
Apkopojot koncepciju ar formulām
| Afferenta arteriolu rezistence | Efferent arteriolu rezistence |
| ↓ R → c Pc un ↑ VFG (↑ FER) | → R → c Pc un ↑ VFG (↓ FER) |
| → R → ↓ Pc un ↓ VFG (↓ FER) | ↓ R → ↓ Pc un ↓ VFG (ER FER) |
R = arteriola pretestība - Pc = kapilārā hidrostatiskais spiediens - VFG = glomerulārās filtrācijas ātrums - FER = nieru asins plūsma | |
Visbeidzot, mēs uzsveram, ka VFG pieaugums efferentu arteriolu paaugstinātas rezistences dēļ ir spēkā tikai tad, ja šis rezistences pieaugums ir neliels. Ja salīdzinām efferento artēriju rezistenci ar krānu, mēs atzīmējam, ka, izslēdzot krānu - palielinot plūsmas pretestību - palielinās glomerulārās filtrācijas ātrums. Noteiktā brīdī, turpinot izslēgt krānu, VFG sasniedz maksimālo maksimumu un lēnām sāk samazināties; tas ir glomerulārās asins koloidoidozes spiediena pieauguma sekas.
