Glomerulaire filtratie

Welke krachten beïnvloeden de glomerulaire filtratie?

Slechts een klein deel, ongeveer 1/5 (20%) van het bloed dat de nierglomeruli binnenkomt, ondergaat het filtratieproces; de resterende 4/5 bereiken het peritubulaire capillaire systeem via de efferente arteriole.Als al het bloed dat de glomerulus binnenkomt zou worden gefilterd, zullen we in de efferente arteriole een gedehydrateerde massa plasma-eiwitten en bloedcellen aantreffen, die niet langer uit de nier kunnen ontsnappen .

Indien nodig heeft de nier het vermogen om het percentage plasmavolume dat door de nierglomeruli wordt gefilterd, te variëren; dit vermogen wordt uitgedrukt door de term filtratiefractie en hangt af van deze formule:

Filtratiefractie (FF) = glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) / fractie van nierplasmastroom (FPR)

In de filtratieprocessen komen, naast de anatomische structuren die in het vorige hoofdstuk zijn geanalyseerd, ook zeer belangrijke krachten in het spel: sommigen zijn tegen dit proces, anderen zijn er voorstander van, laten we ze in detail bekijken.

De hydrostatische druk van het bloed dat in de glomerulaire capillairen stroomt, bevordert de filtratie, dus het ontsnappen van de vloeistof uit het gefenestreerde endotheel naar het kapsel van Bowman; deze druk hangt af van de versnelling van de zwaartekracht die door het hart op het bloed wordt uitgeoefend en van de vasculaire doorgankelijkheid, zoveel hoe hoger de arteriële druk, hoe groter de stuwkracht van het bloed op de capillaire wanden, dus bij hydrostatische druk. De capillaire hydrostatische druk (Pc) is ongeveer 55 mmHg.
Colloïd-osmotische (of gewoon oncotische) druk is gekoppeld aan de aanwezigheid van plasma-eiwitten in het bloed; deze kracht verzet zich tegen de vorige en trekt de vloeistof naar de binnenkant van de haarvaten, met andere woorden, het verzet zich tegen filtratie. Wanneer de eiwitconcentratie van het bloed toeneemt, neemt de oncotische druk toe en het obstakel voor filtratie; vice versa, in een bloedarm in eiwitten is de oncotische druk laag en de filtratie hoger De colloïd-osmotische druk van het bloed dat in de glomerulaire capillairen (πp) stroomt is ongeveer 30 mmHg
De hydrostatische druk van het filtraat dat zich ophoopt in het kapsel van Bowman verzet zich ook tegen filtratie. De vloeistof die uit de haarvaten filtert, moet in feite de druk weerstaan van de al in de capsule aanwezige druk, waardoor deze de neiging heeft om deze terug te duwen.
De hydrostatische druk (Pb) die wordt uitgeoefend door de vloeistof die zich ophoopt in het kapsel van Bowman is ongeveer 15 mmHg.

Door de hierboven beschreven krachten toe te voegen, blijkt dat filtratie wordt begunstigd door een netto ultrafiltratiedruk (Pf) gelijk aan 10 mmHg.

Het vloeistofvolume dat in de tijdseenheid wordt gefilterd, wordt glomerulaire filtratiesnelheid (GFG) genoemd. Zoals verwacht is de gemiddelde waarde van GF 120-125 ml / min, gelijk aan ongeveer 180 liter per dag.

De filtratiesnelheid is afhankelijk van:

Netto ultrafiltratiedruk (Pf): als gevolg van het evenwicht tussen de hydrostatische en colloïd-osmotische krachten die door de filtratiebarrières werken.

maar ook van een tweede variabele, genaamd

Ultrafiltratiecoëfficiënt (Kf = permeabiliteit x filteroppervlak), in de nier 400 keer hoger dan die van de andere vasculaire districten; hangt af van twee componenten: het filteroppervlak, dat wil zeggen het oppervlak van de capillairen dat beschikbaar is voor filtratie, en de permeabiliteit van het grensvlak dat de haarvaten scheidt van het kapsel van Bowman

Om de concepten die in dit hoofdstuk worden uitgedrukt vast te stellen, kunnen we stellen dat verlagingen van de glomerulaire filtratiesnelheid kunnen afhangen van:

een vermindering van het aantal functionerende glomerulaire haarvaten
een vermindering van de permeabiliteit van functionerende glomerulaire haarvaten, bijvoorbeeld door infectieuze processen die hun structuur ondermijnen
een toename van de vloeistof in het kapsel van Bowman, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van urinewegobstructies
een verhoging van de colloïd-osmotische bloeddruk
een verlaging van de hydrostatische druk van het bloed dat in de glomerulaire haarvaten stroomt

Van de opgesomde factoren voor het reguleren van de glomerulaire filtratiesnelheid zijn de factoren die het meest onderhevig zijn aan variaties en daarom onderworpen aan fysiologische controle, de colloïd-osmotische druk en vooral de bloeddruk in de glomerulaire capillairen.

Colloïd-osmotische druk en glomerulaire filtratie

Eerder hebben we onderstreept hoe de colloïd-osmotische druk in de glomerulaire capillairen gelijk is aan ongeveer 30 mmHg. In werkelijkheid is deze waarde niet constant in alle secties van de glomerulus, maar neemt toe naarmate men van de aangrenzende segmenten naar de afferente arteriole gaat ( begin van de haarvaten, 28 mmHg) tot die welke zich verzamelen in de efferente arteriolen (uiteinde van de haarvaten, 32 mmHg). Het fenomeen is gemakkelijk te verklaren op basis van de progressieve concentratie van plasma-eiwitten in het glomerulaire bloed, het resultaat van zijn beroving van de vloeistoffen en opgeloste stoffen die in de vorige delen van de glomerulus zijn gefilterd.Om deze reden, naarmate de filtratiesnelheid (GFG) toeneemt, neemt de oncotische druk van het glomerulaire bloed progressief toe (omdat er geen grotere hoeveelheden vloeistoffen en opgeloste stoffen meer zijn).

Naast de GFR hangt de toename van de oncotische druk ook af van hoeveel bloed de glomerulaire capillairen bereikt (fractie van de renale plasmastroom): als deze weinig bereikt, neemt de colloïd-osmotische druk sterker toe en vice versa.

De colloïd-osmotische druk wordt dus beïnvloed door de filtratiefractie:

Filtratiefractie (FF) = glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) / fractie van nierplasmastroom (FPR)

De toename van de filtratiefractie verhoogt de snelheid van toename van de colloïd-osmotische druk langs de glomerulaire capillairen, terwijl de afname het tegenovergestelde effect heeft.Zoals verwacht en zoals bevestigd door de formule, om de filtratiefractie te verhogen, een toename in de filtratiesnelheid en / of een afname van de fractie van de renale plasmastroom.

Onder normale omstandigheden bedraagt de renale bloedstroom (FER) ongeveer 1200 ml/min (ongeveer 21% van het hartminuutvolume).

De colloïd-osmotische druk wordt ook beïnvloed door:

Concentratie van plasma-eiwitten (die toeneemt bij uitdroging en afneemt bij ondervoeding of leverproblemen)

Hoe meer plasma-eiwitten er in het bloed bij de glomeruli aankomen, hoe groter de colloïd-osmotische druk in alle segmenten van de glomerulaire haarvaten.

Bloeddruk en glomerulaire filtratie

We hebben gezien hoe de hydrostatische druk, dat is de kracht waarmee het bloed tegen de wanden van de glomerulaire haarvaten wordt gedrukt, toeneemt naarmate de arteriële druk toeneemt.

In werkelijkheid is de nier uitgerust met effectieve compensatiemechanismen, die in staat zijn om de filtratiesnelheid constant te houden over een breed bereik van bloeddrukwaarden. Zonder deze zelfregulering zouden relatief kleine stijgingen van de bloeddruk (van 100 tot 125 mmHg) een stijging van de GFR met ongeveer 25% opleveren (van 180 tot 225 l/dag); bij onveranderde reabsorptie (178,5 l/dag) zou de uitscheiding via de urine gaan van 1,5 l/dag naar 46,5 l/dag, bij volledige uitputting van het bloedvolume.Gelukkig gebeurt dit niet.

Zoals blijkt uit de grafiek, verandert de glomerulaire filtratiesnelheid niet als de gemiddelde arteriële druk binnen waarden tussen 80 en 180 mmHg blijft. Dit belangrijke resultaat wordt eerst bereikt door de fractie van de renale plasmastroom (FPR) te reguleren en vervolgens door de hoeveelheid bloed die door de nierarteriolen gaat te corrigeren.

Als de weerstand van de nierarteriolen toeneemt (de arteriolen krimpen waardoor er minder bloed kan stromen), neemt de glomerulaire bloedstroom af
Als de weerstand van de nierarteriolen afneemt (de arteriolen verwijden zich waardoor er meer bloed kan stromen), neemt de glomerulaire bloedstroom toe

Het effect van arteriolaire weerstand op de glomerulaire filtratiesnelheid hangt af van waar deze weerstand zich ontwikkelt, in het bijzonder of de dilatatie of vernauwing van het vatlumen de afferente of efferente arteriolen beïnvloedt.

Als de weerstand van de renale arteriolen afferente aan de glomerulus toeneemt, stroomt er minder bloed stroomafwaarts van de obstructie, waardoor de glomerulaire hydrostatische druk wordt verlaagd en de filtratiesnelheid afneemt.
Als de weerstand van de efferente nierarteriolen tegen de glomerulus afneemt, neemt stroomopwaarts van de obstructie de hydrostatische druk toe en daarmee ook de glomerulaire filtratiesnelheid (het is als het gedeeltelijk afsluiten van een rubberen buis met een vinger, men ziet dat stroomopwaarts van de " obstructie de wanden van de buis zwellen door een toename van de hydrostatische druk van het water, die de vloeistof tegen de wanden van de buis duwt).

Het concept samenvatten met formules

Weerstand van afferente arteriolen Efferente arteriole weerstand ↓ R → ↑ Pc en ↑ VFG (↑ FER) ↑ R → ↑ Pc en ↑ VFG (↓ FER) ↑ R → ↓ Pc en ↓ VFG (↓ FER) ↓ R → ↓ Pc en ↓ VFG (↑ FER)

R = arteriole weerstand - Pc = capillaire hydrostatische druk -

GFR = glomerulaire filtratiesnelheid - FER = renale bloedstroom

Tot slot onderstrepen we hoe de toename in GFR als gevolg van een toename van de weerstand van de efferente arteriolen alleen geldig is wanneer deze toename in weerstand bescheiden is.Als we de efferente arteriolaire weerstand vergelijken met een kraan, merken we dat als we de kraan sluiten - verhoging van de stromingsweerstand - de glomerulaire filtratiesnelheid neemt toe Op een gegeven moment bereikt de GFR een maximale piek en begint langzaam af te nemen, als de kraan blijft dichtdraaien, dit is het gevolg van de toename van de colloïd-osmotische druk van het glomerulaire bloed.