Filtracja Układu Krążenia: Szczegółowy Przegląd Procesu
- Szczegóły
Filtracja układu krążenia jest kluczowym procesem fizjologicznym, który zapewnia utrzymanie homeostazy w organizmie. Nerki, dzięki swojej złożonej strukturze i funkcji, odgrywają centralną rolę w tym procesie. Podstawową jednostką strukturalno-funkcjonalną nerki jest nefron, który składa się z ciałka nerkowego oraz kanalika nerkowego.
Budowa i Funkcja Nefronu
Ciałko nerkowe tworzy sieć krwionośnych naczyń włosowatych, zwanych kłębuszkiem nerkowym, który 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.
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.
Filtracja kapilarna to fizjologiczny proces, w którym płyny i substancje rozpuszczone przechodzą z krwi do przestrzeni śródmiąższowej przez ściany naczyń włosowatych. Proces ten jest kluczowym elementem wymiany płynów w organizmie i stanowi pierwszy etap tworzenia moczu w kłębuszkach nerkowych. Mechanizm filtracji kapilarnej opiera się na równowadze między ciśnieniem hydrostatycznym w naczyniach włosowatych, które wypycha płyn na zewnątrz, a ciśnieniem onkotycznym, które zatrzymuje płyn wewnątrz naczyń. Zgodnie z równaniem Starlinga, efektywne ciśnienie filtracyjne determinuje kierunek i natężenie przepływu płynów przez barierę naczyniową.
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. Zaburzenia filtracji kapilarnej mogą prowadzić do różnych stanów patologicznych, takich jak obrzęki (przy nadmiernej filtracji lub niewystarczającym powrocie limfatycznym) czy niewydolność nerek (przy zmniejszonej filtracji kłębuszkowej).
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
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.
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. Wartości GFR poniżej 30 ml/min obserwuje się w przewlekłej niewydolności nerek, a znaczny wzrost tego wskaźnika może występować podczas cukrzycowej choroby nerek.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
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.
Tabela: Czynniki wpływające na filtrację kłębuszkową
| Czynnik | Wpływ na filtrację |
|---|---|
| Ciśnienie hydrostatyczne w kłębuszkach nerkowych | Wzrost ciśnienia zwiększa filtrację |
| Ciśnienie onkotyczne osocza | Wzrost ciśnienia zmniejsza filtrację |
| Objętość krwi | Wzrost objętości krwi zwiększa filtrację |
| Stężenie sodu | Zmiany stężenia sodu wpływają na objętość płynów i filtrację |
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.
Mechaniczne Wspomaganie Krążenia (MCS)
Metody mechanicznego wspomagania krążenia (MCS) znajdują zastosowanie u chorych zarówno z ostrą, jak i przewlekłą postacią niewydolności serca, u których wyczerpano możliwości leczenia farmakologicznego lub zabiegowego. Ich celem jest częściowe lub całkowite wsparcie komór serca i zapewnienie należnej perfuzji narządowej, co pozwala przywrócić pacjentom pełną wydolność układu krążenia, przedłużając życie i skutecznie podnosząc jego dotychczasową jakość. Trzy najpopularniejsze urządzenia to kontrapulsacja wewnątrzaortalna (IABP), przezskórne urządzenia wspomagające (m.in. Impella, TandemHeart), a także żylno-tętnicze pozaustrojowe natlenianie membranowe (VA-ECMO).
Ustalenie strategii postępowania, wybór metody wspomagania oraz czasu jej użycia wymaga multidyscyplinarnego podejścia z udziałem Kardiogrupy. Opublikowane dotychczas badania naukowe nie pozwalają jednoznacznie określić, która metoda MCS jest najbezpieczniejsza i najbardziej skuteczna. Doświadczenie ośrodka oraz dostępność wydają się mieć obecnie największe znaczenie. Mechaniczne wspomaganie krążenia znajduje szczególne zastosowanie u pacjentów z ostrymi zespołami wieńcowymi powikłanymi opornym na leczenie wstrząsem kardiogennym, a także u pacjentów z ostrą niewydolnością serca o dużym potencjale odwracalności. Mogą również służyć jako zabezpieczenie przezskórnych interwencji wieńcowych wysokiego ryzyka.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
tags: #filtracja #układu #krążenia #proces
