Filtracja w Naczyniach Włosowatych: Kluczowy Proces dla Homeostazy Organizmu
- Szczegóły
Filtracja układu krążenia jest kluczowym procesem fizjologicznym, który zapewnia utrzymanie homeostazy w organizmie. Filtracja włośniczkowa to fizjologiczny proces zachodzący w naczyniach włosowatych (kapilarach), który umożliwia wymianę substancji między krwią a płynem tkankowym. Stanowi kluczowy mechanizm dla prawidłowego funkcjonowania organizmu, zapewniając transport składników odżywczych, tlenu i produktów przemiany materii.
Mechanizm Filtracji Kapilarnych
Proces ten zachodzi dzięki różnicy ciśnień hydrostatycznych i onkotycznych po obu stronach ściany naczynia włosowatego. Ciśnienie hydrostatyczne krwi, najwyższe na końcu tętniczym kapilary (około 30-35 mmHg), sprzyja przesączaniu płynu z naczynia do przestrzeni śródmiąższowej. Na końcu żylnym kapilary ciśnienie to spada do około 10-15 mmHg, co w połączeniu z ciśnieniem onkotycznym osocza (około 25 mmHg) sprzyja reabsorpcji płynu z powrotem do naczynia.
Filtracja włośniczkowa jest regulowana przez równanie Starlinga, które uwzględnia wszystkie siły ciśnieniowe wpływające na ruch płynów przez ścianę naczynia. Zaburzenia tego procesu mogą prowadzić do obrzęków (nadmierna filtracja lub niewystarczająca reabsorpcja) lub odwodnienia tkanek (niewystarczająca filtracja lub nadmierna reabsorpcja).
Filtracja w Nerkach
W nerkach filtracja kapilarna zachodzi w kłębuszkach nerkowych, gdzie specjalna budowa naczyń i wysokie ciśnienie hydrostatyczne umożliwiają tworzenie przesączu pierwotnego. W normalnych warunkach dobowa filtracja kłębuszkowa (GFR) wynosi około 120-125 ml/min, co przekłada się na około 180 litrów przesączu na dobę, z czego większość ulega reabsorpcji w kanalikach nerkowych.
Budowa i Funkcja Nefronu
Podstawową jednostką strukturalno-funkcjonalną nerki jest nefron, zbudowany z ciałka nerkowego oraz kanalika nerkowego. Ciałko nerkowe tworzy sieć krwionośnych naczyń włosowatych, zwanych kłębuszkiem nerkowym, które otacza nabłonek - torebka kłębuszka nerkowego (torebka Bowmana). W ciałku nerkowym zachodzi proces filtracji kłębuszkowej, czyli fizycznego przesączania osocza krwi pod ciśnieniem. Funkcją kanalika nerkowego jest wyprowadzanie powstałego w wyniku filtracji moczu pierwotnego, a następnie jego dalsza przemiana w mocz ostateczny.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
W wyniku filtracji kłębuszkowej powstaje rozcieńczony mocz pierwotny, bogaty w związki drobnocząsteczkowe i sole mineralne. Wiele z substancji obecnych w moczu pierwotnym nie jest zbędnych dla organizmu. W związku z tym na dalszych etapach przemian moczu substancje te zostają zwrotnie wchłonięte do ustroju. Podobnie dzieje się z wodą, której duża objętość ulega zwrotnemu wchłanianiu z moczu pierwotnego, przez co mocz ostateczny jest bardziej zagęszczony.
Procesy Zachodzące w Nefronie
- Filtracja: Proces fizycznego przesączania osocza krwi pod ciśnieniem, w wyniku którego powstaje mocz pierwotny.
- Reabsorpcja: Powrotne wchłanianie przez kanaliki nerkowe wody i rozpuszczonych w niej substancji.
- Wydzielanie: Wydzielanie przez kanaliki nerkowe zbędnych substancji do moczu ostatecznego.
- Wydalanie z moczem: Proces fizjologiczny polegający na usunięciu nadmiaru wody i elektrolitów oraz innych zbędnych związków.
Czynniki Wpływające na Tempo Filtracji Kłębuszkowej
Filtracja kłębuszkowa osocza krwi zachodzi dzięki ciśnieniu hydrostatycznemu. Powstaje ono w wyniku wzrostu ciśnienia w tętniczkach tworzących kłębuszek nerkowy otoczony torebką Bowmana - zmniejszenie średnicy tętniczek powoduje wzrost ciśnienia. W efekcie część osocza krwi (wraz ze związkami drobnocząsteczkowymi i solami mineralnymi, ale bez komórek krwi) ulega filtracji i przenika do torebki kłębuszka, tworząc mocz pierwotny.
Szybkość oraz efektywność filtracji kłębuszkowej nie są wartościami stałymi i zależą od wielu czynników, co ostatecznie pozwala na utrzymanie równowagi osmotycznej ustroju. Dynamikę filtracji osocza krwi w ciałku nerkowym opisuje się jako efektywne ciśnienie filtracyjne (EFP), na które wpływają:
- Ciśnienie hydrostatyczne tętniczek kłębuszka
- Ciśnienie onkotyczne osocza
- Ciśnienie hydrostatyczne w torebce Bowmana
Efektywne ciśnienie filtracyjne jest różnicą między ciśnieniem hydrostatycznym tętniczek kłębuszka a sumą pozostałych dwóch wartości.
Względnie stałe ciśnienie krwi w tętniczkach kłębuszka nerkowego jest utrzymywane dzięki obecności naczyń oporowych. Zapewniają one ciągły przepływ krwi o niemalże stałym ciśnieniu, niezależnie od zmian ciśnienia krwi - nawet w szerokim zakresie. Gwarantuje to stałą i zarazem wysoką skuteczność filtracji kłębuszkowej niezależnie np. od pozycji ciała (stojącej lub leżącej). Ciśnienie hydrostatyczne tętniczek kłębuszka nerkowego może się jednak zmieniać w wyniku nadrzędnych oddziaływań nerwowych lub hormonalnych.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Innym wskaźnikiem oceny czynności nerek jest wskaźnik filtracji kłębuszkowej (GFR), który pozwala na obliczenie ilości przefiltrowanego osocza przez kłębuszki nerkowe w czasie 1 minuty. Jego wartość średnia wynosi ok. 125 ml/min.
Związek Ciśnienia Krwi Obwodowej z Tempem Filtracji Kłębuszkowej
Jedną z funkcji nerek jest utrzymywanie względnie stałej objętości krwi w układzie krążenia. Jeśli, z różnych powodów, wzrośnie objętość krwi (a przez to również jej ciśnienie), zmiana ta szybko zostanie zarejestrowana przez obwodowe oraz ośrodkowe osmoreceptory i mechanoreceptory. Następnie uruchomione zostaną mechanizmy adaptacyjne, co prowadzi do zwiększonej filtracji kłębuszkowej. Wzrośnie wskaźnik filtracji kłębuszkowej, przez co wydalane będą większe ilości moczu. Zatem wypicie dużej ilości wody w krótkim czasie spowoduje jej wchłonięcie do krążenia, co spowoduje wzrost objętości krwi obwodowej i jej ciśnienia. Bardzo szybko, za sprawą nerek, nadmiar wody zostanie wydalony z organizmu, a ciśnienie krwi wróci do normy.
Jednym z układów regulujących ciśnienie krwi jest układ renina-angiotensyna-aldosteron. Kontroluje on objętość krwi krążącej w ustroju oraz stężenia jonów sodowych i potasowych w płynach ustrojowych. Komórki ściany tętniczki doprowadzającej krew do kłębuszka nerkowego uwalniają reninę w odpowiedzi na m.in. obniżenie stężenia sodu i zmniejszenie objętości płynu pozakomórkowego. Renina bierze udział w przekształcaniu angiotensynogenu do angiotensyny I, która następnie rozkładana jest do angiotensyny II, obkurczającej naczynia krwionośne. Obkurczenie naczyń krwionośnych powoduje wzrost ciśnienia tętniczego. Angiotensyna II pobudza komórki kory nadnerczy do wydzielania aldosteronu; wzmaga on resorpcję zwrotną jonów sodu i hamuje wydalanie sodu do moczu. Razem z jonami sodowymi w ustroju zatrzymywana jest woda. Wzrost stężenia sodu w organizmie wiąże się ze wzrostem ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych.
Ocena Pracy Nerek
Filtracja kłębuszkowa (GFR) pozwala na ocenę pracy nerek. Kłębuszki to znajdujące się w nerkach maleńkie filtry, które umożliwiają usuwanie produktów rozkładu z krwi, jednocześnie nie dopuszczając do utraty ważnych białek i krwinek. Każdego dnia zdrowe nerki filtrują krew i produkują około 500 ml moczu. Podany stopień filtracji odnosi się do ilości krwi filtrowanej w ciągu minuty. Szacowana filtracja kłębuszkowa (eGFR) w przybliżeniu określa faktyczną filtrację kłębuszkową. Bezpośredni pomiar GFR jest trudny i wymaga doświadczenia personelu, dlatego GFR ocenia się aktualnie poprzez eGFR. Obliczenie eGFR oparte jest na oznaczeniu kreatyniny w surowicy. Gdy funkcja nerek obniża się mniej kreatyniny jest wydalane z moczem i jej stężenie we krwi wzrasta. Obliczenie eGFR w oparciu o stężenie kreatyniny jest racjonalnym oszacowaniem filtracji kłębuszkowej.
Kiedy Badanie Jest Wykonywane?
Uznaje się, że eGFR jest najdokładniejszym sposobem wykrywania zmian funkcji nerek. Ocenę przeprowadza się w oparciu o stężenie kreatyniny w surowicy i obliczenie filtracji zgodnie ze wzorem.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Interpretacja Wyniku eGFR
Przy pomocy eGFR wykryć można większość chorób nerek w najwcześniejszym stadium. Prawidłowe eGFR oznacza nikłe prawdopodobieństwo występowania choroby nerek, a niskie eGFR wskazuje na pewne ich uszkodzenie. Wartość eGFR poniżej < 60 ml/min sugeruje, że doszło do pewnego uszkodzenia funkcji nerek. NKF zaleca, aby wynik eGFR był interpretowany w odniesieniu do historii choroby i aktualnego stanu pacjenta.
Wg zaleceń NKF każdy powinien znać swój wynik eGFR oraz wiedzieć jak go interpretować w oparciu o następującą tabelę:
| Kategoria GFR | GFR (ml/min/1,73 m2) | Opis |
|---|---|---|
| G1 | ≥ 90 | Prawidłowa lub zwiększona czynność nerek |
| G2 | 60-89 | Łagodne zmniejszenie czynności nerek |
| G3a | 45-59 | Umiarkowane zmniejszenie czynności nerek |
| G3b | 30-44 | Umiarkowane do ciężkiego zmniejszenie czynności nerek |
| G4 | 15-29 | Ciężkie zmniejszenie czynności nerek |
| G5 | < 15 lub dializa | Niewydolność nerek |
Czynniki Wpływające na Dokładność eGFR
Obliczenie eGFR ma na celu ocenę funkcji nerek wówczas gdy jest ona, stabilna i gdy powstawanie kreatyniny pozostaje bez zmian. Jeśli stężenie kreatyniny jest oznaczane wówczas gdy funkcja nerek ulega szybkim zmianom, tak jak w ostrej niewydolności nerek, ocena filtracji kłębuszkowej w oparciu o eGFR nie jest przydatna.
eGFR może być niewiarygodny u osób, których stężenie kreatyniny znacznie odbiega od normy jak np.
Układ Wydalniczy: Klucz do Oczyszczania Organizmu
Układ wydalniczy ma za zadanie usuwać produkty przemiany materii z naszego organizmu. Składa się głównie z nerek i pęcherza moczowego. Nerki filtrują z krwi mocznik i inne produkty przemiany materii, które są następnie dodawane do moczu w pęcherzu. Inne ważne narządy to wątroba, która przetwarza toksyny, wprowadzając ich odpady z powrotem do krwi, co podkreśla rolę nerek w filtracji krwi i zapobieganiu gromadzeniu się toksycznych substancji.
Układ wydalniczy odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu wewnętrznej homeostazy. Poszczególne elementy układu wydalniczego mogą być zależne od innych układów organizmu, takich jak układ mięśniowy i kostny. Nieprawidłowe działanie układu wydalniczego może prowadzić do poważnych konsekwencji, takich jak wstrząs toksyczny spowodowany nagromadzeniem mocznika we krwi.
Budowa Układu Wydalniczego
Układ wydalniczy składa się z:
- Nerek
- Pęcherza moczowego
- Moczowodów
- Cewki moczowej
Nerki
Nerki są głównym narządem układu wydalniczego. Każda osoba ma parę nerek, znajdujących się po obu stronach kręgosłupa. Są one chronione przez żebra i mięśnie grzbietu. Nerka składa się z rdzenia nerki i kory nerki. Rdzeń nerki zawiera piramidy, oddzielone słupami nerkowymi zwanymi kolumnami Bertina.
Nerki zbudowane są z nefronów, których każda nerka ma około 1 miliona. Podstawowe funkcje nefronów to przeprowadzanie sekrecji oraz procesu wydalania. Każdy nefron składa się z dwóch części: kłębuszka nerkowego i kanalika nerkowego. Kłębuszek nerkowy to zbiór naczyń włosowatych, które absorbują białko z krwi. Kanalik nerkowy to torebka Bowmana, która otacza kłębuszki i tworzy początek kanalika nerkowego.
Kanalik nerkowy składa się z proksymalnego kanalika krętego, dystalnego kanalika krętego i pętli Henlego. Pętla Henlego to długi kanalik w kształcie literki U, który ma ramię wstępujące i zstępujące. Wiele nefronów ma dystalne, zawiłe kanaliki, które uchodzą do kanału zbiorczego. Wyróżnia się dwa rodzaje nefronów: nefrony korowe i nefrony przyrdzeniowe.
Pęcherz Moczowy
Pęcherz moczowy jest organem kontrolującym oddawanie moczu. Jest to muskularna struktura przypominająca worek, która przechowuje mocz. Średnia pojemność ludzkiego pęcherza to 400-600 ml. Pęcherz moczowy zatrzymuje mocz aż do swojej maksymalnej pojemności i wydala go w procesie oddawania moczu, gdy jest pełny.
Moczowód
Każda nerka jest połączona z miedniczką nerkową cienką i muskularną rurką. Ta rurka nazywa się moczowodem. Funkcją moczowodu jest odprowadzanie moczu z nerek do pęcherza moczowego.
Cewka Moczowa
Cewka moczowa jest rurką zbudowaną z tkanki włóknisto-mięśniowej, która wspomaga usuwanie moczu z organizmu. U mężczyzn przenosi również plemniki. Cewki moczowej strzeże zwieracz, który rozluźnia się podczas oddawania moczu.
Inne Narządy Wydalnicze
Oprócz wyżej wymienionych narządów istnieją inne narządy, które biorą udział w procesie wydalania:
- Skóra: Odgrywa rolę w wydalaniu poprzez produkcję potu przez gruczoły potowe. Pocenie eliminuje nadmiar wody i soli, a także niewielką ilość mocznika.
- Płuca: Odpowiadają za wydalanie odpadów gazowych z organizmu, głównie dwutlenku węgla.
- Wątroba: Rozkłada wiele substancji we krwi, w tym toksyny. Przekształca amoniak w mocznik, który jest filtrowany z krwi przez nerki.
- Jelito Grube: Jego główną funkcją jest eliminacja odpadów stałych, które pozostają po trawieniu żywności.
Funkcje Układu Wydalniczego
Główną funkcją układu wydalniczego jest eliminacja z organizmu odpadów, które powstają jako produkty uboczne metabolizmu. Układ wydalniczy działa w celu utrzymania homeostazy, czyli utrzymywania równowagi w ciele poprzez utrzymywanie stabilnej temperatury i równowagi płynów. Nerki filtrują krew z mocznika azotowego, soli i nadmiaru wody i wydalają je z organizmu w postaci moczu.
Filtracja krwi zachodzi w nefronach w nerkach. Miliony nefronów współpracują ze sobą, aby wchłonąć minerały, takie jak glukoza, aminokwasy, sole i umożliwić przepływ czystej krwi do innych części ciała. Mocznik i nadmiar wody są przekształcane w mocz, który jest przepuszczany do pęcherza moczowodami i wydalany z organizmu przez cewkę moczową.
Diagnostyka Układu Wydalniczego
W przypadku diagnostyki układu wydalniczego stosuje się różne rodzaje testów lub badań przesiewowych. Prawidłowe funkcjonowanie dróg moczowych wymaga koordynacji nerek, moczowodów, pęcherza moczowego i cewki moczowej, dlatego też objawy urologiczne mogą mieć wiele możliwych przyczyn.
Diagnoza układu wydalniczego będzie opierać się m.in. na pobraniu moczu i badaniach krwi. Oprócz tego stosuje się również badania obrazowe, takie jak pielogram, cystografia, tomografia komputerowa lub USG nerek, ultrasonografia prostaty/odbytnicy i angiogram nerki.
Choroby Układu Wydalniczego
Układ wydalniczy może ulec uszkodzeniu lub funkcjonować nieoptymalnie z powodu ostrego stresu lub przewlekłych stanów.
Niewydolność Nerek
Niewydolność nerek to niezdolność nerek do filtrowania odpadów z krwi i utrzymania homeostazy płynów. Schorzenie to może wynikać z cukrzycy i nadciśnienia, które mogą powodować uszkodzenie naczyń włosowatych kłębuszków nerkowych. Objawy mogą obejmować obrzęk nóg, nudności i wymioty. Poważniejsze objawy to anemia, osłabienie, senność i splątanie.
Kamienie Nerkowe
Kamienie nerkowe są małymi kryształkami zbudowanymi z minerałów i soli, które tworzą się w nerkach. Kamienie nerkowe zwykle nie dają żadnych objawów, dopóki nie przeniosą się do moczowodu, gdzie blokują przepływ moczu. Objawy mogą obejmować ból w boku, plecach, podbrzuszu lub pachwinie.
Infekcje Nerek
Infekcja nerek, znana również jako odmiedniczkowe zapalenie nerek, to rodzaj infekcji dróg moczowych, która dociera do jednej lub obu nerek. Objawy obejmują gorączkę, dreszcze, częste oddawanie moczu, uporczywe parcie na mocz, pieczenie podczas oddawania moczu, nudności i wymioty, ból brzucha, krew w moczu oraz ból pleców, boku lub pachwiny.
Infekcje Dróg Moczowych
Infekcje dróg moczowych to infekcje, które występują w nerkach, moczowodach, pęcherzu moczowym lub cewce moczowej. Są powodowane przez bakterie, które dostają się do dróg moczowych przez cewkę moczową. Objawy infekcji dróg moczowych obejmują pieczenie podczas oddawania moczu, uporczywą potrzebę oddania moczu, oddawanie małych i częstych ilości moczu, ból miednicy i mocz, który wydaje się mętny, czerwony lub jasnoróżowy.
Kłębuszkowe Zapalenie Nerek
Kłębuszkowe zapalenie nerek to zapalenie kłębuszków nerkowych, czyli maleńkich naczyń włosowatych w nerkach. Wyróżnia się przewlekłe kłębuszkowe zapalenie nerek i ostre kłębuszkowe zapalenie nerek. Wczesne objawy mogą obejmować krew w moczu, wysokie ciśnienie krwi, obrzęk kostek lub twarzy, częste oddawanie moczu w nocy lub pienisty mocz.
Profilaktyka
W celu zmniejszenia ryzyka wystąpienia problemów z układem wydalniczym warto stosować się do tych kilku wskazówek:
- Prawidłowe nawodnienie
- Zdrowa dieta
- Regularne badania
Wysoka sprawność nerek jest niezbędna do poprawnego funkcjonowania całego organizmu. Upośledzenie ich funkcji występujące w przebiegu wielu chorób prowadzi do zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej czy zmian ciśnienia krwi.
tags: #filtracja #w #naczyniach #włosowatych #definicja
