Filtracja kłębuszkowa glukozy: mechanizm i znaczenie kliniczne
- Szczegóły
Filtracja kłębuszkowa to proces fizjologiczny zachodzący w nerkach, stanowiący pierwszy etap formowania moczu. W kłębuszkach nerkowych, pod wpływem różnicy ciśnień hydrostatycznych, krew przepływająca przez naczynia włosowate kłębuszka jest filtrowana przez barierę filtracyjną do przestrzeni moczowej torebki Bowmana.
Bariera filtracyjna
Bariera filtracyjna składa się z trzech warstw:
- śródbłonka naczyń włosowatych,
- błony podstawnej,
- wyrostków stopowatych podocytów.
Dzięki tej strukturze, do przesączu pierwotnego przedostają się woda, elektrolity, glukoza, aminokwasy i niewielkie białka, natomiast większe cząsteczki białkowe oraz elementy morfotyczne krwi pozostają w naczyniach.
Współczynnik filtracji kłębuszkowej (GFR)
Wskaźnikiem sprawności filtracji kłębuszkowej jest współczynnik przesączania kłębuszkowego (GFR - Glomerular Filtration Rate), który u zdrowej osoby dorosłej wynosi około 120-130 ml/min. Obniżenie GFR poniżej 60 ml/min/1,73 m² utrzymujące się przez co najmniej 3 miesiące wskazuje na przewlekłą chorobę nerek.
Reabsorpcja glukozy w nerkach
W stanie fizjologicznej homeostazy ustroju glukoza jest filtrowana w kłębuszkach nerkowych. U osób zdrowych dobowa filtracja kłębuszkowa szacowana jest na około 180 l i do moczu pierwotnego przenika w przybliżeniu 180 g glukozy. Cała przefiltrowana w kłębuszkach glukoza jest reabsorbowana w cewkach nerkowych.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Do reabsorbcji sodu i glukozy z cewki nerkowej konieczna jest energia płynąca z rozkładu adenozyno-5?-trifosforanu (ATP, adenosine triphosphate) do adenozynodifosforanu (ADP, adenosine diphosphate). Z drugiej strony z komórek cewek glukoza jest transportowana do tkanki śródmiąższowej nerki przez transporter glukozy (GLUT, glucose transporter).
Reabsorpcja glukozy w cewkach nerkowych rośnie liniowo wraz ze wzrostem stężenia glukozy we krwi aż do momentu progowego, w którym dochodzi do wyczerpania rezerw. Maksymalny poziom reabsorbcji glukozy w cewkach, czyli TmG, wynosi około 375 mg/min. Maksymalna możliwość reabsorbcji glukozy jest przekroczona, jeżeli glikemia wynosi 300 mg/dl przy filtracji kłębuszkowej 125 ml/min/1,73 m2. Powyżej tej wartości glukoza nie jest w pełni reabsorbowana i pojawia się w moczu.
Kotransportery sodowo-glukozowe (SGLT)
Kotransportery sodowo-glukozowe SGLT1 i SGLT2 należą do genetycznej rodziny SLC5, które są aktywnymi kotransporterami sodu i glukozy. Są one zlokalizowane na komórkach cewek nerkowych proksymalnych po stronie luminarnej. Kotransportery SGLT2 są zlokalizowane w segmencie S1/2 cewki proksymalnej i są odpowiedzialne za reabsorpcję 80-90% filtrowanej glukozy. Z kolei kotransportery SGLT1 są zlokalizowane w segmencie S3 cewki proksymalnej i są odpowiedzialne za reabsorpcję pozostałych 10-20% glukozy.
Inhibitory SGLT2
Inhibitory kotransportera sodowo-glukozowego 2 (SGLT2) są znane od wielu lat. Znaczenia tej grupy leków poszukiwano już w XIX wieku, kiedy to wyizolowano z kory drzewa jabłoni pierwszy niespecyficzny inhibitor zarówno SGLT1, jak i SGLT2 - floryzynę. Początkowo była stosowana jako lek przeciwgorączkowy. Niestety nie znalazła zastosowania w terapii hipoglikemizującej, gdyż hamując zarówno transporter nerkowy, jak i typu 1 w jelitach wywoływała działania niepożądane w postaci biegunki osmotycznej oraz nudności i wymiotów. Pod koniec XX wieku powrócono do poszukiwania znaczenia selektywnych inhibitorów SGLT2.
Empagliflozyna, selektywny i silny inhibitor SGLT2 (IC50 = 1,3 nmol), wykazuje 5000-krotnie większą selektywność wobec SGLT2 niż SGLT1, co pozwala na specyficzne hamowanie zwrotnego wchłaniania glukozy w nerkach bez wpływu na inne transportery glukozy. U pacjentów z cukrzycą typu 2 empagliflozyna zwiększa wydalanie glukozy z moczem do około 78 g/dobę, co skutkuje istotnym obniżeniem stężenia glukozy w osoczu zarówno na czczo, jak i po posiłku. Mechanizm działania jest niezależny od funkcji komórek beta i insuliny, co minimalizuje ryzyko hipoglikemii.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Wpływ leków SGLT2 na cukrzycę
Leki z grupy SGLT2 wykazują wiele potencjalnych korzyści dla pacjentów z cukrzycą typu 1, co wynika z ich plejotropowego działania na poziomie komórkowym. Dzięki ich zastosowaniu obserwuje się nie tylko lepszą kontrolę glikemii, mniejsze zapotrzebowanie na insulinę, pożądany spadek masy ciała, ale również niskie ryzyko hipoglikemii.
W mechanizmie niezależnym od insuliny, SGLT2 udowodniły skuteczność w poprawie kontroli glikemii, masy ciała i ciśnienia krwi w przypadku leczenia T2DM. Wpływ na wczesną hiperfiltrację kłębuszkową i wydalanie białka z moczem sugerują potencjalne działanie ochronne nerek. Dzięki mechanizmowi niezależności od insuliny ryzyko hipoglikemii w przypadku ich terapii nie występuje. Biorąc pod uwagę ich korzystny efekt, w wielu aspektach stały się jednym z głównych leków w terapii cukrzycy typu 2 zarówno w monoterapii w przypadku nietolerancji metforminy, jak i w skojarzeniu z innymi lekami, w tym również insuliną.
Sprzężenie zwrotne kanalikowo-kłębuszkowe (TGF)
Sprzężenie zwrotne kanalikowo-kłębuszkowe (tubuloglomerular feedback, TGF) to jeden z kluczowych mechanizmów autoregulacji przepływu krwi przez nerki i filtracji kłębuszkowej. Proces ten zachodzi w aparacie przykłębuszkowym, obejmującym plamkę gęstą (macula densa) i komórki przykłębuszkowe (juxtaglomerular cells). Mechanizm ten polega na detekcji stężenia NaCl w płynie cewkowym przez komórki plamki gęstej w dystalnej części cewki nefronu.
Gdy przepływ krwi przez kłębuszek nerkowy wzrasta, zwiększa się ilość filtratu i przyspiesza przepływ przez cewkę, co prowadzi do zmniejszonego wchłaniania NaCl i wyższego jego stężenia w dystalnej części nefronu. W odpowiedzi na wykrycie zwiększonego stężenia NaCl, komórki plamki gęstej uwalniają czynniki parakrynne, w tym adenozynę, które powodują skurcz tętniczki doprowadzającej kłębuszka. Ten skurcz zmniejsza przepływ krwi i filtrację kłębuszkową (GFR), co stanowi negatywne sprzężenie zwrotne przywracające homeostazę. Zaburzenia sprzężenia zwrotnego kanalikowo-kłębuszkowego mogą występować w przebiegu wielu chorób nerek, w tym ostrej niewydolności nerek, nefropatii cukrzycowej czy nadciśnienia tętniczego.
Wpływ dopaminy na filtrację kłębuszkową
Dopamina, będąca katecholaminą, wykazuje złożone działanie farmakodynamiczne zależne od dawki, wpływając na receptory dopaminergiczne, β1-adrenergiczne oraz α-adrenergiczne. W dawkach niskich (0,5-2 μg/kg mc./min) stymuluje receptory dopaminergiczne, co prowadzi do zwiększenia przepływu nerkowego, filtracji kłębuszkowej, wydalania sodu oraz diurezy, co jest istotne w profilaktyce niewydolności nerek przy prawidłowym nawodnieniu pacjenta.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Podsumowanie
Filtracja kłębuszkowa glukozy jest kluczowym procesem w nerkach, regulowanym przez złożone mechanizmy i transportery. Leki z grupy inhibitorów SGLT2, takie jak empagliflozyna, wpływają na ten proces, oferując korzyści terapeutyczne w leczeniu cukrzycy.
Tabela: Wpływ empagliflozyny na różne parametry
| Parametr | Wpływ empagliflozyny |
|---|---|
| Wydalanie glukozy z moczem | Zwiększone (ok. 78 g/dobę) |
| Stężenie glukozy w osoczu | Obniżone (na czczo i po posiłku) |
| Ryzyko hipoglikemii | Minimalne |
| Masa ciała | Redukcja |
| Ciśnienie tętnicze krwi | Umiarkowane obniżenie |
tags: #filtracja #kłębuszkowa #glukozy #mechanizm
