Фильтрационная способность клубочка. Зависимость скорости клубочковой фильтрации
Фильтрационная способность клубочка обратно пропорциональна размеру частиц растворенного вещества. Мембрана клубочка толще, чем у большинства капилляров, однако она более проницаема, поэтому фильтрация жидкости происходит более интенсивно. Несмотря на высокую скорость фильтрации, проницаемость фильтра клубочков избирательна и определяется такими свойствами молекул растворенного вещества, как размер и электрический заряд.
А. Ультраструктура капилляра почечного клубочка.
Б. Поперечное сечение мембраны почечного клубочка и его основных компонентов: эндотелия капилляра, базальной мембраны и эпителия (подоцитов)
В таблице выше приведены данные по фильтрации веществ с различной молекулярной массой. Фильтрационная способность, равная 1, означает, что вещество фильтруется так же свободно, как и вода, значение же 0,75 определяет, что вещество фильтруется с интенсивностью в 75%.
Отметим, что электролиты, такие как натрий, и небольшие органические молекулы, как глюкоза, фильтруются свободно. Если значение молекулярной массы вещества приближается к альбумину, способность проходить через фильтр резко снижается, становясь равной нулю.
а) Крупные, несущие отрицательный заряд молекулы фильтруются хуже, чем положительно заряженные молекулы такого же размера. Диаметр молекулы альбумина плазмы составляет около 6 нм, тогда как предполагаемый размер пор почечного фильтра — около 8 нм (80 ангстрем). Фильтрация альбумина ограничена, поскольку его молекулы заряжены отрицательно и отталкиваются от одноименно заряженной поверхности почечного фильтра, обусловленного протеогликанами мембраны капилляров клубочка.
Влияние размера и заряда молекул декстрана на способность проникать через почечный фильтр. Фильтрационная способность, равная 1, означает, что вещество фильтруется так же свободно, как вода, тогда как значение, равное 0, определяет, что вещество не фильтруется. Декстраны представляют собой полисахариды с различной массой, которые могут производиться либо в виде нейтральных, либо отрицательно заряженных молекул
На рисунке выше показано, как наличие электрического заряда влияет на фильтрацию декстранов с различной молекулярной массой. Декстраны представляют собой полисахариды, которые производятся в виде либо нейтральных, либо отрицательно заряженных молекул. Отметим, что для всех молекул, независимо от их радиуса, положительно заряженные частицы фильтруются гораздо легче частиц, несущих отрицательный заряд. Нейтральные декстраны фильтруются интенсивнее, чем полисахариды с той же молекулярной массой, но заряженные отрицательно. Причиной различий в фильтрации является отрицательный заряд базальной мембраны и подоцитов, в значительной степени благодаря которому фильтрация крупных, отрицательно заряженных молекул, включая белки плазмы крови, ограничивается.
При некоторых заболеваниях почек базальная мембрана почечного фильтра теряет отрицательный заряд. Потеря происходит даже до выявления значительной патологии на гистологическом уровне и относится к нефропатии минимальных изменений, В результате утраты базальной мембраной отрицательного заряда в мочу путем фильтрации попадают белки с небольшой молекулярной массой, главным образом альбумин. Такое состояние носит название протеинурии, или альбуминурии.
б) Факторы, определяющие СКФ. СКФ определяется: (1) результирующим фильтрационным давлением, которое складывается из гидростатического и онкотического давлений по обе стороны мембран клубочка; (2) коэффициентом фильтрации (Кф) в клубочках. Формула выглядит следующим образом:
СКФ = Кф х Результирующее фильтрационное давление.
Сводная схема, на которой указаны силы, участвующие в клубочковой фильтрации. Приведенные приблизительные значения соответствуют показателям у здорового человека
Результирующее фильтрационное давление представляет сумму всех сил — как способствующих, так и препятствующих фильтрации. Оно определяется уровнями гидростатического и онкотического давлений по обе стороны мембраны (просим обратить внимание на рисунок выше.
Эти силы включают:(1) способствующее фильтрации гидростатическое давление в капиллярах клубочка (РK); (2) препятствующее фильтрации гидростатическое давление в капсуле Боумена (РБ); (3) препятствующее фильтрации онкотическое давление белков плазмы крови (πO); (4) способствующее фильтрации коллоидно-осмотическое давление белков в капсуле Боумена (πБ). В норме концентрация белка в первичной моче настолько мала, что этим давлением пренебрегают.
Следовательно, формула СКФ может быть выражена следующим образом:
СКФ = Кф х (РK — РБ — πO + πБ).
Нормальные значения величин, устанавливающие СКФ у человека, прямыми методами зарегистрированы не были. Несмотря на это, их можно определить косвенно — по значениям, полученным на лабораторных животных, таких как собака и крыса. Опираясь на экспериментальные данные, полагают, что факторы, способствующие и препятствующие фильтрации в почке человека, имеют следующие величины.
В зависимости от физиологического состояния организма некоторые значения могут изменяться существенно, тогда как другие, как изложено далее, изменяются лишь при патологии.
Видео физиология фильтрации в почках и поддержки осмотического давления крови - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин
