การกรองไต

แรงอะไรที่ส่งผลต่อการกรองไต?

มีเพียงส่วนเล็ก ๆ ประมาณ 1/5 (20%) ของเลือดที่เข้าสู่ไต glomeruli ผ่านกระบวนการกรอง ส่วนที่เหลืออีก 4/5 จะไปถึงระบบเส้นเลือดฝอยในช่องท้องผ่านหลอดเลือดแดงที่ไหลออก หากเลือดทั้งหมดที่เข้าสู่โกลเมอรูลัสถูกกรองออก เราจะพบมวลที่ขาดน้ำของโปรตีนในพลาสมาและเซลล์เม็ดเลือดซึ่งไม่สามารถออกจากไตได้อีกต่อไป .

ตามความจำเป็น ไตมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรในพลาสมาที่กรองผ่าน glomeruli ของไต ความจุนี้แสดงโดยคำว่า เศษส่วนการกรอง และขึ้นอยู่กับสูตรนี้:

เศษส่วนการกรอง (FF) = อัตราการกรองของไต (GFR) / เศษส่วนของกระแสพลาสม่าของไต (FPR)

ในกระบวนการกรอง นอกเหนือจากโครงสร้างทางกายวิภาคที่วิเคราะห์ในบทที่แล้ว กองกำลังที่สำคัญมากก็เข้ามามีบทบาทเช่นกัน: บางส่วนต่อต้านกระบวนการนี้ คนอื่นชอบมัน มาดูรายละเอียดกัน

ความดันอุทกสถิตของเลือดที่ไหลเวียนอยู่ในเส้นเลือดฝอยในไตสนับสนุนการกรอง ดังนั้นการหลบหนีของของเหลวจากบุผนังหลอดเลือดที่หุ้มฟีเนสเทรตไปยังแคปซูลของโบว์แมน ความดันนี้ขึ้นอยู่กับความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่กำหนดให้กับเลือดโดยหัวใจและการแจ้งของหลอดเลือด ยิ่งความดันเลือดแดงสูงขึ้นมากเท่าใด เลือดก็จะยิ่งพุ่งไปที่ผนังเส้นเลือดฝอยมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ที่ความดันอุทกสถิต ความดันไฮโดรสแตติกของเส้นเลือดฝอย (Pc) อยู่ที่ประมาณ 55 mmHg
ความดันคอลลอยด์ออสโมติก (หรือเพียงแค่ oncotic) เชื่อมโยงกับการมีโปรตีนในพลาสมาในเลือด แรงนี้ต่อต้านแรงก่อนหน้า ดึงของเหลวไปทางด้านในของเส้นเลือดฝอย กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันต่อต้านการกรอง เมื่อความเข้มข้นของโปรตีนในเลือดเพิ่มขึ้น ความดัน oncotic จะเพิ่มขึ้นและเป็นอุปสรรคต่อการกรอง ในทางกลับกัน ในเลือดที่น่าสงสาร ในโปรตีนความดัน oncotic ต่ำและการกรองที่สูงขึ้น ความดันคอลลอยด์-ออสโมติกของเลือดที่ไหลในเส้นเลือดฝอย (πp) อยู่ที่ประมาณ 30 mmHg
แรงดันอุทกสถิตของตัวกรองที่สะสมอยู่ในแคปซูลของโบว์แมนก็ต่อต้านการกรองเช่นกัน ของเหลวที่กรองจากเส้นเลือดฝอยต้องต้านแรงดันที่มีอยู่แล้วในแคปซูล ซึ่งมีแนวโน้มที่จะดันกลับ
ความดันไฮโดรสแตติก (Pb) ที่กระทำโดยของเหลวที่สะสมอยู่ในแคปซูลของโบว์แมนคือประมาณ 15 mmHg

การเพิ่มแรงที่อธิบายข้างต้น ปรากฏว่าการกรองได้รับการสนับสนุนโดยแรงดันการกรองสุทธิ (Pf) เท่ากับ 10 mmHg

ปริมาตรของของเหลวที่กรองในหน่วยเวลาเรียกว่า glomerular filtration rate (GFG) ตามที่คาดไว้ ค่า GF เฉลี่ยอยู่ที่ 120-125 มล. / นาที เท่ากับประมาณ 180 ลิตรต่อวัน

อัตราการกรองขึ้นอยู่กับ:

Net ultrafiltration pressure (Pf): เป็นผลมาจากความสมดุลระหว่างแรงไฮโดรสแตติกและคอลลอยด์-ออสโมติกที่กระทำผ่านสิ่งกีดขวางการกรอง

แต่ยังมาจากตัวแปรที่สองที่เรียกว่า

ค่าสัมประสิทธิ์การกรองด้วยอัลตราฟิลเตรชัน (Kf = การซึมผ่าน x พื้นผิวการกรอง) ในไตสูงกว่าบริเวณหลอดเลือดอื่น 400 เท่า ขึ้นอยู่กับสององค์ประกอบ: พื้นผิวการกรองนั่นคือพื้นที่ผิวของเส้นเลือดฝอยที่สามารถกรองได้และการซึมผ่านของส่วนต่อประสานที่แยกเส้นเลือดฝอยออกจากแคปซูลของโบว์แมน

เพื่อแก้ไขแนวคิดที่แสดงในบทนี้ เราสามารถระบุได้ว่าการลดลงของอัตราการกรองไตขึ้นอยู่กับ:

ลดจำนวนการทำงานของเส้นเลือดฝอยไต
การซึมผ่านของเส้นเลือดฝอยที่ทำหน้าที่ลดลง เช่น เนื่องจากกระบวนการติดเชื้อที่ทำลายโครงสร้าง
การเพิ่มขึ้นของของเหลวที่มีอยู่ในแคปซูลของ Bowman เช่นเนื่องจากการมีสิ่งกีดขวางทางเดินปัสสาวะ
ความดันโลหิตออสโมติกคอลลอยด์เพิ่มขึ้น
การลดลงของความดันไฮโดรสแตติกของเลือดที่ไหลเข้าสู่เส้นเลือดฝอยไต

ในบรรดาปัจจัยที่ระบุไว้ เพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมอัตราการกรองของไต ปัจจัยส่วนใหญ่ที่มีการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นภายใต้การควบคุมทางสรีรวิทยา คือ แรงดันคอลลอยด์-ออสโมติก และเหนือสิ่งอื่นใดคือความดันโลหิตในเส้นเลือดฝอย

แรงดันคอลลอยด์ออสโมติกและการกรองไต

ก่อนหน้านี้ เราได้ขีดเส้นใต้ว่าความดันคอลลอยด์-ออสโมติกภายในเส้นเลือดฝอยเท่ากับประมาณ 30 mmHg อย่างไร ในความเป็นจริง ค่านี้ไม่คงที่ในทุกส่วนของโกลเมอรูลัส จุดเริ่มต้นของเส้นเลือดฝอย 28 mmHg) กับสิ่งที่สะสมในหลอดเลือดแดงที่ไหลออก (ปลายเส้นเลือดฝอย 32 mmHg) ปรากฏการณ์นี้อธิบายได้ง่าย ๆ บนพื้นฐานของความเข้มข้นของโปรตีนในพลาสมาในเลือดของไตซึ่งเป็นผลมาจากการ การกีดกันของเหลวและตัวละลายที่กรองในทางเดินก่อนหน้าของ glomerulus ด้วยเหตุนี้ เมื่ออัตราการกรอง (GFG) เพิ่มขึ้น ความดัน oncotic ของเลือดไตจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

นอกจาก GFR แล้ว การเพิ่มขึ้นของความดัน oncotic ยังขึ้นอยู่กับปริมาณเลือดที่ไปถึงเส้นเลือดฝอยในไต (เศษส่วนของกระแสพลาสมาในไต): หากถึงน้อย ความดันคอลลอยด์-ออสโมติกจะเพิ่มขึ้นในระดับสูง และในทางกลับกัน

แรงดันคอลลอยด์-ออสโมติกจึงได้รับอิทธิพลจากเศษส่วนของการกรอง:

เศษส่วนการกรอง (FF) = อัตราการกรองของไต (GFR) / เศษส่วนของกระแสพลาสม่าของไต (FPR)

การเพิ่มขึ้นของเศษกรองจะเพิ่มอัตราการเพิ่มของแรงดันคอลลอยด์-ออสโมติกตามเส้นเลือดฝอยในขณะที่การลดลงมีผลตรงกันข้ามตามที่คาดการณ์และตามสูตรที่ยืนยันแล้วเพื่อให้เศษส่วนการกรองเพิ่มขึ้นจะเพิ่มขึ้น ในอัตราการกรองและ / หรือการลดลงของการไหลของพลาสมาในไต

ภายใต้สภาวะปกติ การไหลเวียนของเลือดในไต (FER) จะอยู่ที่ประมาณ 1200 มล. / นาที (ประมาณ 21% ของการเต้นของหัวใจ)

แรงดันคอลลอยด์-ออสโมติกยังได้รับอิทธิพลจาก

ความเข้มข้นของโปรตีนในพลาสมา (ซึ่งเพิ่มขึ้นในกรณีของการขาดน้ำและลดลงในกรณีของการขาดสารอาหารหรือปัญหาตับ)

ยิ่งโปรตีนในพลาสมาในเลือดไปถึงโกลเมอรูไลมากเท่าไร ความดันคอลลอยด์-ออสโมติกก็จะยิ่งมากขึ้นในทุกส่วนของไต

ความดันโลหิตและการกรองไต

เราได้เห็นแล้วว่าแรงดันไฮโดรสแตติกซึ่งเป็นแรงที่เลือดถูกผลักไปที่ผนังของเส้นเลือดฝอยในไตนั้นเพิ่มขึ้นเมื่อความดันหลอดเลือดแดงเพิ่มขึ้น การกรอง

ในความเป็นจริง ไตมีกลไกการชดเชยที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถรักษาอัตราการกรองให้คงที่ตลอดค่าความดันโลหิตที่หลากหลาย ในกรณีที่ไม่มีการควบคุมตนเอง ความดันโลหิตที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างน้อย (จาก 100 เป็น 125 mmHg) จะทำให้ GFR เพิ่มขึ้นประมาณ 25% (จาก 180 เป็น 225 l / วัน); ด้วยการดูดซึมกลับที่ไม่เปลี่ยนแปลง (178.5 ลิตร / วัน) การขับปัสสาวะจะเพิ่มขึ้นจาก 1.5 ลิตร / วันเป็น 46.5 ลิตร / วันโดยปริมาตรเลือดหมดลงอย่างสมบูรณ์ โชคดีที่สิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น

ดังที่แสดงในกราฟ หากความดันหลอดเลือดแดงเฉลี่ยยังคงอยู่ภายในค่าระหว่าง 80 ถึง 180 mmHg อัตราการกรองของไตจะไม่เปลี่ยนแปลง ผลลัพธ์ที่สำคัญนี้ทำได้ก่อนโดยการควบคุมสัดส่วนของการไหลของพลาสมาในไต (FPR) จากนั้นจึงแก้ไขปริมาณเลือดที่ไหลผ่านหลอดเลือดแดงของไต

หากความต้านทานของหลอดเลือดแดงในไตเพิ่มขึ้น (หลอดเลือดหดตัวเพื่อให้เลือดไหลน้อยลง) การไหลเวียนของเลือดในไตจะลดลง
หากความต้านทานของหลอดเลือดแดงในไตลดลง (หลอดเลือดขยายทำให้เลือดไหลเวียนได้มากขึ้น) การไหลเวียนของเลือดในไตจะเพิ่มขึ้น

ผลของความต้านทานของหลอดเลือดแดงต่ออัตราการกรองของไตขึ้นอยู่กับว่าความต้านทานนี้พัฒนาขึ้นที่ใด โดยเฉพาะอย่างยิ่งว่าการขยายหรือการหดตัวของลูเมนของหลอดเลือดจะส่งผลต่อหลอดเลือดแดงภายในหรือภายนอก

หากความต้านทานของหลอดเลือดแดงของไตที่มีต่อ glomerulus เพิ่มขึ้น เลือดจะไหลไปด้านล่างของสิ่งกีดขวางน้อยลง ดังนั้นความดันที่หยุดนิ่งของไตจะลดลงและอัตราการกรองจะลดลง
หากความต้านทานของหลอดเลือดแดงไตที่ไหลออกต่อโกลเมอรูลัสลดลง ความดันไฮโดรสแตติกที่ต้นน้ำอุดตันจะเพิ่มขึ้น และอัตราการกรองของไตก็เพิ่มขึ้นด้วย (เช่นเดียวกับการใช้นิ้วอุดท่อยางบางส่วน จะสังเกตได้ว่าต้นน้ำของ " สิ่งกีดขวางผนังของท่อบวมเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันน้ำซึ่งดันของเหลวกับผนังของท่อ)

สรุปแนวคิดด้วยสูตร

ความต้านทานของหลอดเลือดแดงอวัยวะ ความต้านทานหลอดเลือดแดงไหลออก ↓ R → ↑ พีซี และ ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ พีซี และ ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc และ ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ พีซี และ ↓ VFG (↑ FER)

R = ความต้านทานหลอดเลือดแดง - Pc = แรงดันหยุดนิ่งของเส้นเลือดฝอย -

GFR = อัตราการกรองไต - FER = การไหลเวียนของเลือดในไต

สรุป เราขีดเส้นใต้ว่าการเพิ่มขึ้นของ GFR เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความต้านทานของหลอดเลือดแดงที่ไหลออกจะมีผลก็ต่อเมื่อความต้านทานที่เพิ่มขึ้นนี้มีความพอประมาณ หากเราเปรียบเทียบความต้านทานของหลอดเลือดแดงที่ไหลออกกับก๊อก เราจะสังเกตได้ว่าเมื่อเราปิดก๊อก - เพิ่มความต้านทานการไหล - อัตราการกรองไตเพิ่มขึ้น เมื่อปิดก๊อกน้ำอย่างต่อเนื่อง GFR จะถึงจุดสูงสุดและค่อยๆ เริ่มลดลง ซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันคอลลอยด์-ออสโมติกของ เลือดไต