Welke krachten beïnvloeden glomerulaire filtratie?
Slechts een klein deel, ongeveer 1/5 (20%) van het bloed dat de renale glomeruli binnengaat, ondergaat het filtratieproces; de overige 4/5 bereiken het peritubulaire capillaire systeem via de efferente arteriole. Als al het bloed dat de glomerulus binnengaat wordt gefilterd, vinden we in de efferente arteriola een gedehydrateerde cluster van plasma-eiwitten en bloedcellen die niet langer uit de nier konden ontsnappen.
Indien nodig, heeft de nier het vermogen om het percentage plasmavolume dat wordt gefilterd door de renale glomeruli te variëren; deze capaciteit wordt uitgedrukt door de term filtratiefractie en is afhankelijk van deze formule:
Filtratiefractie (FF) = Glomerulaire filtratiesnelheid (VFG) / fractie van renale plasmastroom (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 geven er de voorkeur aan, laten we ze in detail bekijken.
- De hydrostatische druk van het bloed dat in de glomerulaire haarvaten stroomt begunstigt filtratie, dus de lekkage van de vloeistof van het gefenestreerde endotheel naar de capsule van Bowman; deze druk is afhankelijk van de versnelling van de zwaartekracht die door het hart en door de vasculaire doorgankelijkheid aan het bloed wordt opgelegd, zodat des te groter de arteriële druk en des te groter de druk van het bloed op de capillaire wanden is, dus bij hydrostatische druk. De capillaire hydrostatische druk (Pc) is ongeveer 55 mmHg.
- De colloïd-osmotische druk (of eenvoudigweg oncotisch) is gekoppeld aan de aanwezigheid van plasma-eiwitten in het bloed; deze kracht verzet zich tegen de vorige en herinnert de vloeistof aan de binnenkant van de haarvaten, met andere woorden het verzet zich tegen de filtratie. Naarmate de bloedeiwitconcentratie toeneemt, nemen de oncotische druk en de belemmering voor filtratie toe; omgekeerd, in een eiwitarm bloed is de oncotische druk laag en de filtratie groter. De colloïd-osmotische druk van het bloed dat in de glomerulaire capillairen stroomt (πp) is ongeveer 30 mmHg
- De hydrostatische druk van het filtraat opgehoopt in de capsule van Bowman verzet zich ook tegen filtratie. De vloeistof die uit de haarvaten filtert, moet feitelijk de druk weerstaan van de vloeistof die al in de capsule aanwezig is, waardoor deze meestal naar achteren wordt geduwd.
De hydrostatische druk (Pb) uitgeoefend door de vloeistof geaccumuleerd in Bowman's capsule is ongeveer 15 mmHg.
Door de hierboven beschreven krachten toe te voegen, blijkt dat de filtratie de voorkeur geniet door een netto-ultrafiltratiedruk (Pf) gelijk aan 10 mmHg.
Het volume gefilterde vloeistof in de tijdseenheid wordt glomerulaire filtratiesnelheid (VFG) genoemd. Zoals verwacht is de gemiddelde waarde van de VFG 120-125 ml / min, wat overeenkomt met ongeveer 180 liter per dag.
De filtratiesnelheid is afhankelijk van:
- Netto ultrafiltratiedruk (Pf): resulteert uit de balans 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 maal groter dan die van de andere vaatdistricten; afhankelijk van twee componenten: het filteroppervlak, of het oppervlak van de capillairen beschikbaar voor filtratie, en de permeabiliteit van de interface die de haarvaten van de Bowman-capsule scheidt
Om de concepten in dit hoofdstuk te verhelderen, kunnen we zeggen dat reducties in de glomerulaire filtratiesnelheid kunnen afhangen van:
- een vermindering van het aantal functionerende glomerulaire capillairen
- een vermindering van de permeabiliteit van de functionerende glomerulaire capillairen, bijvoorbeeld als gevolg van infectieuze processen die hun structuur ondermijnen
- een toename van de vloeistof in Bowman's capsule, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van urinaire obstructies
- een toename in colloïd-osmotische bloeddruk
- een vermindering van de hydrostatische druk van het bloed dat in de glomerulaire haarvaten stroomt
Onder de genoemde, met het doel van het reguleren van de glomerulaire filtratiesnelheid, zijn de factoren die het meest onderhevig zijn aan variaties, 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 benadrukt dat de colloïd-osmotische druk in de glomerulaire capillairen ongeveer 30 mmHg is. In werkelijkheid is deze waarde niet constant in alle delen van de glomerulus, maar neemt deze toe naarmate men van de aangrenzende segmenten naar de afferente arteriola (begin van de haarvaten, 28 mmHg) beweegt naar die die worden verzameld in de efferente arteriola (einde van de capillairen, 32 mmHg). Het fenomeen kan gemakkelijk worden verklaard op basis van de progressieve concentratie van plasma-eiwitten in het glomerulaire bloed, het resultaat van de deprivatie van vloeistoffen en opgeloste stoffen gefilterd in de eerdere tractiën van de glomerulus. Om deze reden neemt, naarmate de filtratiesnelheid (VFG) toeneemt, de oncotische druk van het glomerulaire bloed progressief toe (wordt verstoken van grotere hoeveelheden vloeistoffen en opgeloste stoffen).
Naast VFG is de toename van de oncotische druk ook afhankelijk van hoeveel bloed de glomerulaire capillairen bereikt (fractie van de renale plasmastroom): als er weinig wordt bereikt, neemt de colloïd-osmotische druk in grotere mate toe, en omgekeerd.
De colloïd-osmotische druk wordt daarom beïnvloed door de filtratiefractie:
- Filtratiefractie (FF) = Glomerulaire filtratiesnelheid (VFG) / fractie van renale plasmastroom (FPR)
Onder normale omstandigheden bedraagt de nierbloedstroom (FER) ongeveer 1200 ml / min (ongeveer 21% van de hartproductie).
De colloïd-osmotische druk wordt ook beïnvloed door de
- Plasmaproteïneconcentratie (die toeneemt in geval van uitdroging en afname in geval van ondervoeding of leverproblemen)
Er zijn veel meer plasma-eiwitten in het bloed die bij de glomeruli arriveren en hoe groter de colloïd-osmotische druk in alle segmenten van de glomerulaire capillairen.
Arteriële druk 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 geduwd, toeneemt naarmate de arteriële druk toeneemt. Dit suggereert dat wanneer de waarden van de arteriële druk stijgen, de filtratiesnelheid ook wordt verhoogd.
Zoals weergegeven in 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 verkregen door de fractie van de renale plasmastroom (FPR) aan te passen, waardoor de hoeveelheid bloed die door de renale arteriolen passeert wordt gecorrigeerd.
- Als de weerstand van de renale arteriolen toeneemt (de arteriolen worden smaller en er minder bloed passeert), neemt de glomerulaire bloedstroom af
- Als de weerstand van de renale arteriolen afneemt (de arteriolen verwijden waardoor er meer bloed kan passeren), 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 als de dilatatie of versmalling van het vatlumen de afferente of efferente arteriolen beïnvloedt.
- Als de weerstand van de renale arteriolen aan de glomerulus afneemt, stroomt er minder bloed stroomafwaarts van de obstructie, daarom wordt de glomerulaire hydrostatische druk verlaagd en neemt de filtratiesnelheid af
- Als de weerstand van de efferente renale arteriolen tot de glomerulus afneemt, stroomopwaarts van de obstructie neemt de hydrostatische druk toe en daarmee neemt ook de snelheid van glomerulaire filtratie toe (het is alsof een rubberbuis gedeeltelijk met een vinger wordt afgesloten), wordt opgemerkt dat stroomopwaarts van de obstructie de wanden van de buis zwellen als gevolg van een toename van de hydrostatische druk van het water, die de vloeistof tegen de wanden van de buis drukt).
Het concept samenvatten met formules
| Afferente arteriolen weerstand | Effectieve arteriolen resistentie |
| ↓ R → ↑ Pc en ↑ VFG (↑ FER) | ↑ R → ↑ Pc en ↑ VFG (↓ FER) |
| ↑ R → ↓ Pc en ↓ VFG (↓ FER) | ↓ R → ↓ Pc en ↓ VFG (ER FER) |
R = arteriole weerstand - Pc = capillaire hydrostatische druk - VFG = glomerulaire filtratiesnelheid - FER = renale bloedstroom | |
Om af te sluiten, benadrukken we dat de toename in VFG als gevolg van verhoogde weerstand van efferente arteriolen alleen geldig is wanneer deze toename in resistentie bescheiden is. Als we de efferente arteriële weerstand vergelijken met een kraan, merken we dat wanneer we de kraan afzetten - de stroomweerstand verhogen - de glomerulaire filtratiesnelheid toeneemt. Op een bepaald punt, doorgaan met het uitschakelen van de kraan, bereikt de VFG een maximale piek en begint deze langzaam af te nemen; dit is het gevolg van de toename van de colloïd-osmotische druk van het glomerulaire bloed.
