Filtracja w Ciałku Nefronu: Definicja i Znaczenie
- Szczegóły
Układ wydalniczy ma za zadanie usuwać produkty przemiany materii z naszego organizmu. Układ wydalniczy składa się głównie z nerek i pęcherza moczowego. Te pierwsze filtrują z krwi mocznik i inne produkty przemiany materii, które są następnie dodawane do moczu w pęcherzu.
Ważne są także inne narządy, takie jak wątroba, które przetwarzają toksyny, ale wprowadzają ich odpady z powrotem do krwi, dlatego też tak potrzebne są nam nerki filtrujące krew, aby nie gromadziły się w niej toksyczne substancje. Oprócz tego układ wydalniczy ma również kluczowe znaczenie w utrzymaniu wewnętrznej homeostazy.
Warto w tym miejscu dodać, że na poszczególne elementy układu wydalniczego mogą wpływać inne układy organizmu, takie jak układ mięśniowy i kostny (np. nerki wydzielają hormon, który nakazuje kościom produkować więcej czerwonych krwinek). Nieprawidłowe działanie układu wydalniczego może doprowadzić do niebezpiecznych konsekwencji. Nagromadzenie mocznika we krwi może prowadzić do wyniszczającego wstrząsu toksycznego.
Budowa Układu Wydalniczego
Układ wydalniczy składa się z:
- nerek;
- pęcherza moczowego;
- moczowodów;
- cewki moczowej.
Nerki - Główny Narząd Układu Wydalniczego
Nerki są głównym narządem ludzkiego układu wydalniczego. Każda osoba ma parę nerek. Znajdują się one po każdej stronie kręgosłupa na poziomie wątroby. Są one chronione przez żebra i mięśnie grzbietu, a w przypadku dorosłego człowieka mają 5-7 cm szerokości, 10-12 cm długości i ważą około 120-170g.
Przeczytaj także: Ciałko nerkowe i filtracja
Każda z nerek zbudowana jest z części wewnętrznej, zwanej rdzeniem nerki, oraz części zewnętrznej, zwanej korą nerki. Rdzeń nerki składa się ze stożkowanych struktur zwanych piramidami. Szczyt każdej piramidy tworzy brodawkę nerkową składającą się z ujść cewek zbiorczych. Piramidy oddzielone są słupami nerkowymi określanymi jako kolumny Bertina.
Nerki zbudowane są z nefronów, a każda z nich ma ich aż 1 milion. Podstawowe funkcje nefronów to przeprowadzanie sekrecji oraz procesu wydalania. Każdy nefron składa się z dwóch części: kłębuszka nerkowego i kanalika nerkowego.
Nefron - Podstawowa Jednostka Funkcjonalna Nerki
Nefrony są podstawowym elementem strukturalno-funkcjonalnym nerek. To one odpowiadają za filtrację, zagęszczanie moczu i resorpcję zwrotną wody, jonów i związków organicznych. Zaburzenie ich funkcjonowania na skutek cukrzycy, nadciśnienia czy zmian miażdżycowych stanowi zagrożenie dla zdrowia, a w skrajnych przypadkach - dla życia.
Nefrony są podstawowymi jednostkami strukturalnymi i funkcjonalnymi nerki, czyli najważniejszego narządu układu moczowego. W jednej nerce znajduje się około miliona nefronów mikroskopijnej wielkości. Tak jak neuron jest podstawową jednostką układu nerwowego, tak nefron jest nią w układzie moczowym.
Nefrony zlokalizowane są w większości (80%) w korze nerki (w jej środkowej i zewnętrznej części). Ich cechą charakterystyczną są krótkie pętle Henlego (odpowiadające m.in. za zagęszczanie moczu). Nefrony odpowiadają za filtrację krwi i wytwarzanie moczu.
Przeczytaj także: Nefron: filtracja krwi
Nefrony pozwalają odzyskać i zwrócić do krwiobiegu część odfiltrowanej wody wraz z jonami (sód, potas, wapń, magnez, chlor) i związkami organicznymi (glukoza, aminokwasy i kwasy organiczne). W efekcie ze 110-220 litrów przepływającego w ciągu doby przez nefron moczu pierwotnego wydalone zostaje zaledwie 1-1,5 litra moczu ostatecznego. Odzyskiwanie wody zwiększa się przy odwodnieniu organizmu (np. w czasie upałów).
Proces Filtracji w Nefronie
Zasadniczo produkcję moczu można podzielić na dwa główne etapy. W ciałku nerkowym powstaje mocz pierwotny. To nic innego jak odfiltrowana krew, pozbawiona białek i elementów morfotycznych, czyli erytrocytów (czerwonych krwinek), leukocytów (białych krwinek) i trombocytów (płytek krwi). Mocz pierwotny poddawany jest w kanaliku nerkowym procesom resorpcji zwrotnej, zagęszczania i sekrecji.
Kłębuszek nerkowy - zbiór naczyń włosowatych utworzonych przez tętniczki doprowadzające, które absorbują białko z krwi, która przemieszcza się przez ciało ciałko Malpighiego. Różne tętniczki transportują krew z kłębuszka. Kanalik nerkowy - torebka Bowmana, która otacza kłębuszki, tworzy początek kanalika nerkowego. Ciałko Malpighiego składa się z kłębuszka i torebki Bowmana. Proksymalny kanalik zawinięty jest silnie zwiniętą strukturą w kanaliku sąsiadującym z torebką Bowmana.
Kanalik nerkowy składa się z proksymalnego kanalika krętego (który znajduje się w korze i wchłania wodę, sód i glukozę z powrotem do krwi), dystalnego kanalika krętego (który ponownie wchłania sód do krwi, a także wchłania potas i kwas z krwi) oraz pętli Henlego.
Pętla Henlego to z kolei długi kanalik w kształcie literki U, który ma ramię wstępujące i zstępujące i jest kolejną częścią kanalika. Wiele nefronów ma dystalne, zawiłe kanaliki, które uchodzą do kanału zbiorczego. Jest on głównie zaangażowany w odzyskiwanie wody i chlorku sodu z moczu. Pętla Henlego produkuje bardzo skoncentrowany mocz.
Przeczytaj także: Nefron - budowa i funkcja
Mówiąc o nefronach warto zauważyć, że wyróżnia dwa ich rodzaje, czyli nefrony korowe, znajdujące się wyżej w korze z krótką pętlą Henlego, która nie przenika do rdzenia oraz nefrony przyrdzeniowe, mające dłuższą pętlę Henlego, która biegnie głębiej w rdzeń nerki.
Filtracja Kłębuszkowa - Pierwszy Etap Formowania Moczu
Filtracja kłębuszkowa to proces fizjologiczny zachodzący w nerkach, stanowiący pierwszy etap formowania moczu. Wysoka sprawność nerek jest niezbędna do poprawnego funkcjonowania całego organizmu.
W ciałku nerkowym, a konkretnie w kłębuszku nerkowym, zachodzi proces filtracji kłębuszkowej. Krew przepływająca przez nerki zostaje przesączona w kłębuszkach, gdzie powstaje mocz pierwotny.
W kłębuszkach nerkowych krew przepływająca przez naczynia włosowate kłębuszka jest filtrowana przez barierę filtracyjną do przestrzeni moczowej torebki Bowmana, pod wpływem różnicy ciśnień hydrostatycznych.
Bariera filtracyjna składa się z trzech warstw: śródbłonka naczyń włosowatych, błony podstawnej i 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.
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.
Współczynnik Przesączania Kłębuszkowego (GFR)
Wskaźnikiem sprawności filtracji kłębuszkowej jest współczynnik przesączania kłębuszkowego (GFR - Glomerular Filtration Rate), który u zdrowej osoby dorosłej wynosi około 120-130 ml/min. Podany stopień filtracji odnosi się do ilości krwi filtrowanej w ciągu minuty. W praktyce GFR określa się, podając, jaka objętość krwi przesącza się w ciągu jednej minuty.
GFR (glomerular filtration rate) określa objętość osocza, która zostaje przesączona przez kłębuszki nerkowe w ciągu minuty. eGFR (estimated Glomerular Filtration Rate) to szacowany wskaźnik filtracji kłębuszkowej.
Wartość wskaźnika GFR najczęściej szacuje się w laboratorium, w pakiecie z oznaczeniem stężenia kreatyniny w surowicy krwi.
Jak Obliczyć GFR?
Nie można oznaczyć GFR w sposób bezpośredni. Wielkość GFR oblicza zwykle lekarz opiekujący się pacjentem, korzystając z podręcznych kalkulatorów lub stron internetowych (tzw. Obecnie coraz częściej wartość GFR podawana jest przez laboratoria oznaczające stężenie kreatyniny w surowicy. Do obliczenia GFR wykorzystują one dostępne dane pacjenta (płeć, data urodzenia) oraz oznaczone stężenie kreatyniny w surowicy.
Najlepszą metodą oszacowania GFR (eGFR) jest procedura zwana klirensem inuliny. Nie jest stosowana rutynowo ze względu na wysokie koszty i kłopotliwe wykonanie. Polega na wprowadzeniu płynu z inuliną jako markerem do żył (infuzja dożylna) a następnie pobieraniu próbek moczu w określonych przedziałach czasowych w ciągu kilku godzin.
Szacowany eGFR oblicza się głównie na podstawie stężenia kreatyniny we krwi oraz danych demograficznych, takich jak wiek i płeć. Obliczenie eGFR oparte jest na oznaczeniu kreatyniny w surowicy. Kreatynina jest produktem metabolizmu mięśni u ulega filtracji z krwi przez nerki a następnie jest wydalana z moczem we względnie stałej proporcji.
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.
Ciśnienie hydrostatyczne tętniczek kłębuszka Ciśnienie onkotyczne osocza w kłębuszku 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).
Wpływ Ciśnienia Krwi Obwodowej na Filtrację Kłębuszkową
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.
Kiedy Należy Wykonać Badanie GFR?
Wskaźnik GFR jest jednym z najlepszych wyznaczników funkcji wydalniczej nerek. Takie badanie można wykonać profilaktycznie lub przy monitorowaniu przewlekłych chorób.
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.
Za prawidłowy wynik współczynnika filtracji kłębuszkowej, uznaje się wartość ≧90 ml/min/1,73 m2 (zwykle około 120-130 ml/min/1,73 m2). Nieznacznie niższy wynik (czyli niewielkie zmniejszenie GFR) nie musi jeszcze świadczyć o upośledzeniu czynności nerek.
Tabela Interpretacji Wyników eGFR
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.
Pamiętaj, że eGFR to szacunkowo wyliczany wskaźnik przesączania kłębuszkowego w oparciu o stężenie kreatyniny w surowicy krwi.
tags: #filtracja #w #ciałku #nefronu #definicja
