Які механізми клубочкової фільтрації?
Фільтрація плазми крові з капілярів у капсулу нефрона здійснюється завдяки градієнту тисків, який є ефективним фільтраційним тиском (ЕФТ).
Сила, яка сприяє фільтрації, є гідростатичний тиск крові в капілярах клубочка (Рк), він більший, ніж в інших капілярах, і становить 65 (за деякими авторами - 45) мм рт.ст. Причина цього та, що аферентні артеріоли – це короткі прямі гілки міжчасточкових артерій, вони мають малий опір, крім того, еферентні артеріоли мають порівняно великий опір, бо їх діаметр менший за діаметр аферентної артеріоли.
Силою, яка протидіє фільтрації, є величина онкотичного тиску плазми крові (Ро) – 25 мм рт.ст., бо білки плазми майже не проходять через базальну мембрану капілярів клубочка (нирковий фільтр) і вода за осмотичним градієнтом рухається у напрямку більшої концентрації білків плазми у капілярах.
Силою, яка також протидіє фільтрації, є величина гідростатичного тиску первинної сечі (Ркап) у капсулі нефрона, яка утворилась шляхом фільтрації, вона становить 10 мм рт.ст. Виходячи із зазначеного: ЕФТ = Рк - Ро- Ркап, а саме: ЕФТ = 65 –25 – 15 = 25 мм рт.ст.
Який склад має первинна сеча?
Склад первинної сечі за вмістом і концентрацією речовин такий самий, як і плазми крові, за винятком білків, які майже не фільтруються. Первинна сеча - це ультрафільтрат плазми крові. Ендотелій капілярів є фенестрованим, і всі речовини легко проходять через нього. Базальна мембрана є нирковим фільтром і має розмір щілин (пор) близько 4-8 нм та негативний заряд завдяки сіалопротеїнам, що утруднює фільтрацію негативно заряджених молекул. Білки плазми крові майже не фільтруються не тільки завдяки розміру їх молекул, а і тому, що білки також мають від’ємний заряд. Молекулярна маса речовин 80000 –це абсолютна межа для проходження часточок через пори базальної мембрани.
Первинна сеча, проходячи по канальцях та збірних трубочках, зазнає значних змін перед тим, як перетворитись на кінцеву сечу – зменшується її кількість і якість завдяки реабсорбції речовин і води
Скільки утворюється первинної сечі?
Швидкість клубочкової фільтрації (ШКФ) – це кількість первинної сечі, що утворюється за 1 хвилину шляхом фільтрації. Вона становить: у чоловіків – 125 мл/хв., у жінок – 110 мл/хв. на стандартну поверхню тіла (1,73 м2).
ШКФ залежить від величини ЕФТ і коефіцієнта фільтрації – КФ, який характеризує проникність базальної мембрани капілярів клубочка і кількість функціонуючих клубочків (площу фільтрації): ШКФ = ЕФТ ● КФ
Які механізми реабсорбції речовин у канальцях нефрону?
У проксимальних звивистих канальцях реабсорбуються повністю амінокислоти, глюкоза (якщо концентрація не перевищує порогову величину – 10 ммоль/л), вітаміни, мікроелементи. В цьому ж відділи реабсорбуються нeорганічні солі Na+, К+, Ca2+, Mg2+, Cl -, HCO –3, тобто ті речовини, які потрібні організму.
Механізм реабсорбції майже всіх речовин пов’язаний з реабсорбцією іонів натрію – це вторинний активний транспорт. На базолатеральній мембрані завдяки натрій-калієвим насосам відбувається активний транспорт іонів натрію.
Слідом за речовинами за осмотичним градієнтом у проксимальних звивистих канальцях здійснюється реабсорбція 2/3 води з тої, яка профільтрувалась. Це ізоосмотична реабсорбція води, бо осмотична концентрація сечі у проксимальних канальцях і в плазмі крові однакові і становлять близько 300 мосм/л.
Реабсорбція у петлі Генле здійснюються завдяки процесам, що відбуваються у низхідному і висхідному відділах петлі: низхідний тонкий і товстий висхідний відділи петлі Генле функціонують залежно один від одного – цеповоротно-протипотоковий множинний механізм,який діє таким чином:
Низхідний відділ петлімає плоский епітелій і саме тут здійснюється реабсорбція води пасивно за осмотичним градієнтом, який створюється висхідним відділом петлі нефрона. Внаслідок реабсорбції води осмотична концентрація сечі збільшується з 300 мосм/л до 1200 (1450) мосм/л у коліні петлі Генле.
Висхідний відділ петлімає циліндричний епітелій, завдяки якому здійснюється активний транспорт іонів натрію через базолатеральні мембрани епітелію і пасивний вхід іонів натрію через апікальні мембрани, поєднаний з транспортом іону калію і двох іонів хлору. Протецей відділ не пропускає воду, що призводить до зменшення осмотичної концентрації сечі (з 1200 мосм/л до 100 мосм/л), яка надходить у дистальний звивистий каналець.
У петлі Генле реабсорбується до 15-20% води. На схемі показані спрощені механізми поворотно-протипотокової множинної системи петлі Генле:
У дистальних звивистих канальцяхздійснюється реабсорбція іонів натрію та хлору і за осмотичним градієнтом відбувається реабсорбція води (до 7%), що призводить до утворення ізоосмостичної концентрації сечі.
Збірні трубочкипроходять паралельно петлям Генле через шари нирки з високою осмотичною концентрацію, що призводить до реабсорбції води (до 5%) і остаточної концентрації кінцевої сечі.
В цілому в канальцевій частині нефрону реабсорбується 99% води і виділяється 1% води з тої кількості, що профільтрувалась у капсулу нефрона.