[Sinh Lí Guyton số 27] : Mức lọc cầu thận, lưu lượng máu qua thận và sự điều hòa

 MỨC LỌC CẦU THẬN—BƯỚC ĐẦU TIÊN HÌNH THÀNH NƯỚC TIỂU

Bước đầu tiên hình thành nước tiểu là lọc số lượng lớn dịch qua mao mạch cầu thận trong khoang Bowman— khoảng 180l dịch mỗi ngày được lọc qua thận , nhưng chỉ khoảng 1lit dịch được thải ra. Phần lớn dịch này được tái hấp dịch qua thận phụ thuộc vào dịch vào. Mức lọc cầu thận cao cần tốc độ dòng chảy qua thận cao, cũng như đặc tính đặc biệt của màng lọc. Trong chương này ta sẽ trao đổi những yếu tố quyết điịnh tốc độ lọc cầu thận (GFR) và cơ chế điều hòa GFR và dòng chảy máu qua thận.

THÀNH PHẦN CỦA DỊCH LỌC CẦU THẬN

Giống như phần lớn mao mạch, mao mạch cầu thận là protein không thấm nước, do đó dịch được lọc (gọi là dịch lọc cầu thận) rất ít protein tự do và không có tế bào, gồm hồng cầu. Dịch lọc cầu thận gồm chủ yếu muối và các phân tử hữu cơ, tương tự như trong huyết thanh. Trừ một số trường hợp ngoại lệ đó là các phân tử có trọng lượng phân tử thấp như Canxi và acid béo không được lọc một cách tự do bởi chúng gắn một phần với protein huyết tương. Ví dụ gần ½ Canxi huyết tương và phần lớn acid béo được gắn protein và những phần gắn này không được lọc qua mao mạch cầu thận. .

GFR IS ABOUT 20 PERCENT OF RENAL PLASMA FLOW

GFR được quyết định bởi (1) cân bằng thủy tĩnh và áp suất keo qua màng mao mạch (2) hệ số lọc cầu thận (Kf ), phụ thuộc tính thấm mao mạch cầu thận và diện tích . Mao mạch cầu thận có tốc độ lọc cao hơn mao mạch khác vì áp lực thủy tĩnh cao hơn và Kf lớn.Người trưởng thành GFR trung bình khoảng 125 ml/min, tức là 180l dịch huyết tương được lọc qua thận,phân số lọc trung bình là 0.2, thì nghĩa là 20 %huyết tương qua thận được lọc qua màng lọc cầu thận(Figure 27-1). Phân số lọc đươc tính như sau:

MÀNG MAO MẠCH CẦU THẬN

Màng mao mạch cầu thận tương tự như các mao mạch khác, trừ gồm có 3 lớp chính (bình thường có 2): (1) lớp nội mô ,(2) màng đáy, và (3) lớp tế bào biểu mô(podocytes) bao quanh mặt ngoài của màng đáy (Figure 27-2)..3 lớp này tạo nên hang rào lọc, mặc dù là 3 lớp nhưng chúng lọc gấp hang trăm lần các màng mao mạch bình thường Với tỉ lệ lọc cao như vậy nhưng màng mao mạch cầu thận vẫn ngăn cản được protein huyết tương.

Tỉ lệ lọc cao này do cấu trúc đặc biệt của nó. Lớp nội mô có hang ngàn lỗ nhỏ, gọi là fenestrae, ,tương tự như các mao mạch có lỗ được tìm thấy ở gan, mặc dù nhỏ hơn lỗ ở gan. Tuy các lỗ này tương đối rộng, nhưng tế bào nội mô lại mang nhiều thành phần điện tích âm cố định gắn vào nên vẫn ngăn chặn được protein huyết tương đi qua

Bao quanh nội mô là màng đáy, gồm hộ thống collagen và các sợi pro­ teoglycan, là không gian rộng lớn cho lượn lớn nước và các chất hòa tan có thể lọc. Màng đáy cũng ngăn sự lọc protein huyết tương, một phần do điện tích âm rất mạnh lien quan đến proteoglycans

Phần cuối cùng là lớp tế bào biểu mô, lót bề mặt ngoài cùng của cầu thận. Những tế bào này không lien tục mà phân ngón thành những chân bám(podocytes) bám vào mặt ngoài màng đáy (see Figure 27-2). Những ngón chân ngăn cách bởi các lỗ nhỏ gọi là slit pores cho dịch lọc đi qua. Tế bào biểu mô cũng có điện tích âm ngăn hạn chế lọc protein huyết tương,. Do đó, tất cả các lớp của thành mao mạch cầu thận tạo hàng rào lọc vững chắc đối với protein huyết tương.

Khả năng lọc của chất tan tỉ lệ ngịch với kích thước của chúng.

Màng mao mạch cầu thận dày hơn các mao mạch khác, nhưng có nhiều lỗ nhỏ hơn và do đó lọc dịch tốc độ cao . Dù tốc độ lọc cao, hàng rào lọc vẫn lựa chọn những phân tử nào được lọc dựa vào kích thước và điện tích.
Table 27-1 chỉ ra kích thước phân tử và khả năng lọc khác nhau. Hệ số lọc là 1.0 nghĩa là chất được lọc là tự do như nước, hay 0,75 nghĩa là chất được lọc chỉ nhanh bằng 75% tốc độ của nước. Lưu ý các chất điện phân như Natri và thành phần nhỏ như glucose được lọc tự do. Các phân tử trọng lượng tương đương albumin, hệ số lọc giảm nhanh, xấp xỉ bằng 0..

Phân tử lớn điện tích âm được lọc khó hơn phân tử điện tích dương cùng kích cỡ

Đường kính phân tử albumin huyết tương chỉ khoảng 6 nanometers, trong khi lỗ của mao mạch cầu thận là khoảng 8 nanometers (80 angstroms). Tuy vậy Albumin vẫn bị hạn chế lọc do nó mang điện tích âm và lực đẩy tĩnh điện bởi điện tích âm proteoglycans ở thành mao mạch cầu thận.

Figure 27-3 chỉ ra tác động của điện tích đến sự lọc của các phân tử dextrans khác nhau. Dextrans là polysaccharides có thể là phân tử trung tính hoặc mang điện tích âm hoặc mang điện tích dương. Lưu ý rằng phân tử mang điện tích dương được lọc dễ dàng hơn phân tử mang điện tích âm.Dextrans trung tính được lọc dễ dàng hơn dextrans điện tích âm cùng trọng lượng. Do điện tích âm của màng đáy và tế bào biểu mô có chân giữ vai trò quan trọng để ngăn cản

Phân tử điện tích âm lớn, gồm protein huyết tương. Trong bệnh thận nào đó, điện tích âm của màng đáy bị mất trước thay đổi mô học thận, tình trạng này nói đến minimal change nephropathy. The Nguyên nhân gây việc mất điện tích âm này không rõ rang, nhưng có thể tin rằng liên quan đến phản ứng miễn dịch với T-cell bất thường tiết cytokines làm giảm anions trong mao mạch cầu thận hay podocyte proteins. Dẫn đến kết quả giảm điện tích âm của màng đáy, một số phân tử protein trọng lượng phân tử thấp, đặc biệt là albumin, được lọc và xuất hiện trong nước tiểu, tình trạng này được biết đến như là proteinuria or albuminuria. Thay đổi nhỏ bệnh học thận này phổ biến chủ yếu ở trẻ em nhưng cũng diễn ra ở người lớn, đặc biệt những người rối loạn miễn dịch.

TÍNH GFR

GFR được xác định bởi (1) tổng của áp lực thủy tĩnh và áp suất keo qua màng lọc cầu thận, tạo áp lực lưới lọc và (2) hệ số lọc Kf. Theo toán học, GFR bằng tích giữa Kf và áp lực lưới lọc:

Áp lực lưới lọc là kết quả của tổng giữa áp suất thủy tĩnh và áp lực keo, có thể hỗ trợ hoặc ngăn sự lọc qua mao mạch cầu thận (Figure 27-4). Áp lực này gồm (1) áp suất thủy tĩnh trong mao mạch cầu thận (glomerular hydrostatic pres- sure, PG), đẩy mạnh sự lọc; (2) áp lực thủy tĩnh trong khoang Bowman (PB) bên ngoài mao mạch, ngăn sự lọc; (3) áp suất keo tạo bởi protein huyết tương trong mao mạch cầu thận (πG), ngăn cản sự lọc; và (4) áp suất keo của proteins trong khoang Bowman (πB), đẩy mạnh sự lọc. (Dưới điều kiện bình thường, nồng độ protein trong cầu thận rât thấp do vậy áp lực keo trong khoang Bowman’s coi như bằng 0.) GFR có thể được tính như sau:

Giá trị GFR bình thường không đo được trực tiếp trên con người, chúng được ước lượng trên động vật như chó hay chuột. Dựa kết quả trên động vật, chúng ta có thể tin rằng chúng xấp xỉ trên con người (see Figure 27-4):

TĂNG LỌC CẦU THẬN CÓ HIỆU QUẢ TĂNG GFR

Kf phụ thuộc tính thấm của mao mạch cầu thận và diện tích bề mặt. Kf không đo đươc trực tiếp, nhưng có thể dựa trên sự phân chia tốc độ lọc của cầu thận bởi áp lực lưới lọc:

Vì tổng GFR cho cả thận là 125 ml/min và áp lực lưới lọc là 10 mm Hg, nên Kf là bằng 12.5 ml/min/mmHg. Kf cho mỗi 100 grams trọng lượng thận, trung bình khoảng 4.2 ml/min/ m mHg gấp khoảng 400 lần so với Kf các hệ mao mạch khác trong cơ thể. Kf của nhiều mô trong cơ thể trung bình chỉ khoảng 0.01 ml/ min/mm Hg mỗi 100 grams. Kf cao này phù hợp với tốc độ lọc cao của mao mạch cầu thận. Mặc dù tăng Kf éo theo tăng GFR và giảm Kf. Làm giảm GFR, nhưng thay đổi Kf hầu như chắc chắn không là cơ chế tiên phát cho việc điều chỉnh GFR hàng ngày bình thường. Một số bệnh, Kf thấp bởi giảm số lượng mao mạch cầu thận chức năng (làm giảm diện tích bề mặt lọc) hay giảm độ dày màng mao mạch cầu thận (làm giảm tính thấm.). Ví dụ trong bệnh mạn tính, như tăng huyết áp không kiểm soát và tiểu đường làm giảm Kf bởi giảm độ dày màng đáy và thâm chí bởi sự phá hủy mao mạch do đó gây ra mất mao mạch chức năng.

TĂNG ÁP LỰC THỦY TĨNH KHOANG BOWMAN GIẢM GFR

Đo trực tiếp, sử dụng micropipettes, áp lực thủy tĩnh khoang Bowman và các điểm khác trong ống gần của động vật thí nghiệm thì ước lượng áp lực khonag Bowman ở người là khoảng 18 mm Hg dưới tình trạng bình thường. Tăng áp lực thủy tĩnh trong khoang Bowman’s làm giảm GFR, ngược lại giảm áp lwucj này làm tăng GFR. Tuy nhiên, thay đổi áp lực khoang Bowman’s bình thường không tạo đáp ứng nguyên phát để điều chỉnh GFR. Trong trạng tahsi bệnh nào đó liên quan đến cấu trúc đường tiểu, áp lực khoang Bowman’s có thể tăng rõ rệt, gây ra giảm trầm trọng GFR. Ví dụ, sự kết tủa calcium hay uric acid có thể dẫn đến tạo “stones” nằm ở đường tiết niệu, thường ở niệu quản, do đó tắc dòng chảy ra, và tăng áo lực khoang Bowman’s. Điều này làm giảm GFR và thậm chí có thể gây ra ứ nước thận hydronephrosis (căng và giãn đài bể thận) và có thể tổn hại hay thậm chí phá hủy thận nếu không giải phóng chỗ tắc.

TĂNG ÁP LỰC KEO MAO MẠCH CẦU THẬN GIẢM GFR

Máu qua thận từ tiểu động mạch đến mao mạch cầu thận sau đó đến tiểu động mạch đi Nồng độ protein huyết tương tăng khoảng 20 % (Figure 27-5). Lý do cho việc tăng này vì 1/5 dịch được lọc trong khoang Bowman, mà protein huyết tương không được lọc qua cầu thận. Aps suất keo của huyết tương khi vào trong mao mạch cầu thận là 28 mm Hg, giá trị này thường lên đến khoảng 36 mm Hg khi máu đến đoạn cuối của mao mạch. Do đó, áp suất keo trung bình của protein huyết tương trong mao mạch cầu thận là khoảng giữa 28 và 36 mm Hg, hay khoảng 3 . 2 mm Hg Tiếp theo, hai yếu tố ảnh hưởng đến áp suất keo là (1) áp suất keo huyết tương động mạch và (2)phần của huyết tương được lọc bởi cầu thận (phân số lọc của cầu thận filtration fraction). Tăng áp suất keo huyết tương động mạch kéo theo tăng áp suất keo mao mạch cầu thận, quay trở lại làm giảm GFR. Tăng phân số lọc của cầu thận cũng cô đặc protein huyết tương và tăng áp suất keo cầu thận (see Figure 27-5). Vì phân số lọc được định nghĩa là GFR/lượng huyết tương qua thận, phân số lọc có thể bị tăng cũng bởi tăng GFR hay giảm lượng huyết tương qua thận. Ví dụ, giảm lượng huyết tương qua thận với giữ nguyên GFR sẽ dẫn đến tăng phấn số lọc của cầu thận, làm tăng áp suất keo mao mạch cầu thận và dẫn đến giảm GFR. Với lý do này, thay đổi lượng dòng chảy qua thận có thể ảnh hưởng GFR không phụ thuộc thay đổi áp lực thủy tĩnh. Với việc tăng lượng máu qua thận, phân số lọc thấp gây ra việc tăng chậm áp suất keo và hạn chế tác động ít nhất trên GFR. Kết quả là, ngay cả áp lực thủy tĩnh giữ nguyên, một tốc độ lớn hơn dòng máu chảy vào Cầu thận dẫn đến tăng GFRvà tốc độ thấp của dòng máu vào kéo theo giảm GFR.

TĂNG ÁP SUẤT THỦY TĨNH MAO MẠCH CẦU THẬN TĂNG GFR

Áp suất thủy tĩnh mao mạch cầu thận được ước tính khoảng 60 mm Hg trong tình trạng bình thường Thay đổi áp suất này có thể điều chỉnh được GFR. Tăng áp suất này làm tăng GFR, ngược lại giảm áp suất này làm giảm GFR. Áp suất thủy tĩnh cầu thận được xác định bởi 3 giá trị, (1) áp suất động mạch, (2) sức cản của tiểu động mạch đến, và (3) sức cản của tiểu động mạch đi. Tăng áp lwucj động mạch dẫn đến tăng áp suất thủy tĩnh cầu thận và do đó tăng GFR. (Tuy nhiên , trao đổi sau, tác động này là cơ chế điều chỉnh tự động duy trì áp lực cầu thận cố định khi áp lwucj máu dao động.) Tăng sức cản của tiểu động mạch đến kéo theo giảm áp suất thủy tĩnh cầu thận và giảm GFR (Figure 27-6). Ngược lại, giãn tiểu động mạch đến làm tăng cả áp suất thủy tĩnh và GFR. Co tiểu động mạch đi làm tăng sức cản dòng chảy ra từ mao mạch cầu thận. Cơ chế này làm tăng áp suất thủy tĩnh cầu thận

Và áp suất keo, tăng sức cản tiểu động mạch đi. Do đó, nếu co tiểu động mạch đi dữ dội (tăng nhiều hơn gấp 3 lần sức cản tiểu động mạch đi), tăng áp suất keo vượt quá áp suất thủy tĩnh mao mạch gây ra co tiểu động mạch đi. Khi điều này diễn ra, sự lọc thực sự giảm, làm giảm GFR. Tiếp đến, co tiểu động mạch đi cùng pha tác động trên GFR (Figure 27-7). Khi tiểu động mạch co vừa phải sẽ làm tăng nhẹ GFR, nhưng nếu co mạnh GFR sẽ giảm. Nguyên nhân gây giảm GFR do: Co tiểu động mạch đi mạnh sẽ làm nồng độ protein huyết tương tăng rất nhanh, làm tăng nhanh áp suất keo.. Tổng lại, co tiểu động mạch đến làm giảm GFR. Tuy nhiên, tác động của việc co tiểu động mạch đi phụ thuộc vào mức độ co, co vừa phải làm tăng GFR,nhưng co mạnh (nhiều hơn gấp 3 lần sức cản) làm giảm GFR. Table 27-2 tổng các yếu tố làm giảm GFR.
long as the increase in efferent resistance does not reduce renal blood flow too much, GFR increases slightly (see Figure 27-6). However, because efferent arteriolar con- striction also reduces renal blood flow, filtration fraction

 

DÒNG MÁU QUA THẬN

Một người nặng 70-kilogram, dòng máu chảy qua cả 2 thận là khoảng 1100 ml/min, hay khoảng 22 % lượng máu từ tim ra. Ước lượng 2 thận chiếm khoảng 0.4% tổng trọng lượng cơ thể, nhưng rõ rang thấy chúng nhận lượng máu cực kỳ cao so với các cơ quan khác . Như với các mô khác, dòng máu cung cấp cho thận dinh dưỡng và loại bỏ sản phẩm thải. Tuy nhiên, lượng dòng chảy lớn qua thận vượt quá nhu cầu này. Mục đích của dòng chảy này là cung cấp đủ huyết tương cho quá trình lọc tốc độ cao ở cầu thận, và cần thiết để điều chỉnh thể tích dịch trong cơ thể và cô đặc chất tan. Cơ chế điều chỉnh lượng máu qua thận sẽ liên kết với điều chỉnh GFR và chức năng bài tiết của thận.

DÒNG MÁU QUA THẬN VÀ SỰ TIÊU THỤ OXYGEN

Trong mỗi gram trọng lượng cơ bản, thận bình thường tiêu thụ oxygen tốc độ gấp đôi so với não nhưng có gấp 7 lần dòng chảy của não. Do đó, lượng oxy đến thận vượt quá sự trao đổi cần thiết, và hệ động-tĩnh mạch lấy oxy thấp hơn các mô khác. Phân số lọc lớn của sự tiêu thụ oxy của thận liên quan đến tốc đọ cao của hoạt động tái hấp thu chất tan ở các ống thận.Nếu dòng chảy qua thận và GFR giảm và lượng chất tan được lọc ít hơn, Lượng chất tan được tái hấp thu ít hơn và tiêu thụ oxy ít hơn. Do đó, gía trị tiêu thụ oxy tập trung vào việc tái hấp thu chất tan ở các ống thận, liên quan đến GFR và tốc độ lọc chất tan (Figure 27-8). Nếu sự lọc cầu thận hoàn toàn dừng, sự tái hấp thu chất tan cũng dừng và tiêu thụ oxy giảm đến khoảng 1/5 bình thường. Phản xạ tiêu thụ oxy còn lại là các chuyển hóa cơ bản cần thiết cho tế bào thận.

TÍNH DÒNG CHẢY QUA THẬN

Dòng chảy qua thận được xác định bởi áp lực gradient qua mạch máu thận( áp lực thủy tĩnh khác nhau giữa động mạch và tĩnh mạch thận), chia tổng sức cản mạch máu thận:

Áp lực động mạch thận là bằng áp lực động mạch hệ thống, và áp lực tĩnh mạch thận trung bình khoảng 3 đến 4 mm Hg dưới tình trạng bình thường. Tổng sức cản mạch máu qua thận được xác định bằng tổng sức cản trong các mạch máu riêng rẽ, gồm động mạch, tiểu động mạch, mao mạch, tĩnh mạch (Table 27-3). Sức cản mạch thận gồm 3 đoạn chính: động mạch gian thùy, tiểu động mạch đến, tiểu động mạch đi. Sức cản của những mạch này được điều khiển bởi hệ thần kinh giao cảm và cơ chế điều khiển tại chỗ bên trong thận sẽ trao đổi sau. Tăng sức cản của bất kỳ đoạn mạch nào trong thận cũng dẫn đến giảm lượng máu qua thận

Ngược lại, giảm sức cản mạch máu làm tăng dòng chảy qua thận nếu áp lực động mạch và tĩnh mạch duy trì không đổi. MẶc dù thay đổi áp lực động mạch có ảnh hưởng lên dòng máu qua thận, the thận có cơ chế tác động để duy trì dòng máu qua thận và GFR cố định với áp lực động mạch trong khoảng 80 và 170mmHg.

DÒNG MÁU TRONG MẠCH THẲNG TRONG TỦY THẬN CHẬM HƠN SO VỚI CHẢY TRONG VỎ THẬN .

Phần ngoài nhất của thận, vỏ thận nhận phần lớn dòng máu trong thận. Dòng máu trong tủy thận số lượng chr khoảng 1-2% tổng lượng máu thận. Máu chảy đến tủy thận bởi hệ mao mạch đặc biệt gọi là mạch thẳng. TNhững mạch này đến tủy song song với quai Henle và móc với quai Henle và quay trở lại vỏ trước khi đổ ra hệ tĩnh mạch. Cái này sẽ trao đổi ở chương 29, mạch thẳng có vai trò quan trọng trong việc cho phép thận cô đặc nước tiểu.

ĐIỀU KHIỂN SỰ LỌC CẦU THẬN VÀ DÒNG MÁU THẬN

GFR có giá trị trong sự điều khiển này gồm áp lực thủy tĩnh cầu thận và áp lực keo cầu thận Những giá trị này bị ảnh hưởng bởi hệ thần kinh giao cảm, hormones và nội tiết, và những điều khiển feedback khác ở bên trong thận.

HỆ THẦN KINH GIAO CẢM HOẠT ĐỘNG MẠNH GIẢM GFR

Tất cả mạch máu trong thận, gồm tiểu động mạch đến và đi, giàu phân bố các dây thần kinh của hệ thần kinh giao cảm. thần kinh giao cảm hoạt động mạnh làm co tiểu động mạch thận và giảm dòng chảy qua thận và GFR. Kích thích vừa hay nhẹ hệ giao cảm đã ảnh hưởng một chút lên dòng máu qua thận và GFR. Ví dụ, phản xạ hoạt động của hệ giao cảm kết quả từ giảm vừa phải trong áp lực ở receptor xoang cảnh hay động mạch chủ là gây ảnh hưởng một phần lên dòng máu qua thận và GFR. HTuy nhiên, trao đổi ở chương 28, thậm chí tăng nhẹ hoạt động giao cảm có thể gây giảm chất tan và nước bài tiết bởi tăng tái hấp thu ở ống thận. Thần kinh giao cảm thận dường như quan trọng nhất làm giảm GFR mạnh trong những rối loạn cấp tính kéo dài vài phút tới vài giờ như thiếu máu não cục bộ, hay xuất huyết trầm trọng..

HORMONAL VÀ ĐIỀU KHIỂN NỘI TIẾT CỦA TUẦN HOÀN THẬN

hormones và nội tiết có thể ảnh hưởng GFRvà dòng máu thận, được tổng hợp trong Table 27-4.
Norepinephrine, Epinephrine, và Endothelin co mạch máu thận và giảm GFR. Hor- mones co tiểu động mạch đến và đi, gây giảm GFR và dòng máu thận, gồm norepinephrine và epinephrine giải phóng từ tủy thận. Chất co mạch khác, endothelin, là một peptide mà có thể được giải phóng bởi các tế bào mạch máu nội mô bị hư hại của thận, cũng như bởi các mô khác. Vai trò tự nhiên của nội tiết tố này không hoàn toàn hiểu rõ. Tuy nhiên, endothelin có thể đóng góp để cầm máu (mất máu giảm đến mức tối thiểu) khi một mạch máu bị cắt đứt, gây tổn thương nội mạc và giải phóng co mạch mạnh này. nồng độ endothelin huyết tương cũng đang tăng lên ở nhiều trạng thái bệnh liên quan tổn thương mạch máu, chẳng hạn như nhiễm độc thai nghén của thai kỳ, suy thận c cấp, và urê huyết mãn tính, và có thể đóng góp cho co mạch thận và giảm GFR trong một số các điều kiện bệnh lý

Angiotensin II ưu tiên co tiểu động mạch đi trong hầu hết các điều kiện

Một chất co mạch thận mạnh, angiotensin II, có thể được lưu ý xem đến khía cạnh một hormone lưu hành và một nooitj tiết tố tại chỗ vì nó được hình thành trong thận và trong hệ tuần hoàn. Thụ thể cho angiotensin II có mặt trong hầu như tất cả các mạch máu của thận. Tuy nhiên, các mạch máu trước cầu thận, đặc biệt là các tiểu động mạch đến, xuất hiện các yếu tố bảo vệ sự thắt mạch do angiotensin II trung gian trong hầu hết các điều kiện liên quan với hoạt hóa của hệ thống renin angiotensin, chẳng hạn như trong một chế độ ăn uống muối thấp hoặc giảm áp lực tưới máu thận dẫn đến động mạch thận hẹp. Sự bảo vệ này là do giải phóng của các thuốc giãn mạch, đặc biệt là oxit nitric và prostaglandins, mà chống lại các hiệu ứng co mạch của angiotensin II trong các mạch máu

Các tiểu động mạch đi, tuy nhiên, rất nhạy cảm với angiotensin II. Bởi vì angiotensin II ưu tiên co tiểu động mạch đi trong hầu hết các điều kiện sinh lý, tăng angiotensin II tăng áp lực thủy tĩnh cầu thận trong khi giảm lưu lượng máu thận. Nó nên được lưu ý rằng tăng sự hình thành angiotensin II thường xảy ra trong những trường hợp liên quan đến giảm áp lực động mạch hoặc giảm thể tích, mà có xu hướng giảm GFR. Trong những trường hợp này, mức tăng của angiotensin II, bằng cách thắt động mạch đi, giúp ngăn chặn sự giảm áp lực thủy tĩnh và cầu thận GFR; cùng một lúc, tuy nhiên, giảm tưới máu thận do tiểu động mạch đi co góp phần để giảm chảy qua mao mạch quanh ống thận, do đó làm tăng tái hấp thu natri và nước, như đã thảo luận trong chương 28. angiotensin II giúp co tiểu động mạch đi, tăng tái hấp thu nước và natri làm tăng lượng máu và huyết áp trở lại. angiotensin III giúp ” điều chỉnh tự động ” GFR sẽ trao đổi ở chương sau

Endothelial-nguồn gốc từ Nitric Oxide làm giảm sức cản mạch máu thận và tăng GFR.

Một nội tiết tố làm giảm kháng lực mạch máu thận và được giải phóng bởi các tế bào nội mô mạch máu khắp cơ thể là endothelial có nguồn gốc từ nitric oxide. Một mức độ cơ bản của sản xuất oxit nitric có vẻ là quan trọng cho duy trì giãn mạch của thận vì nó cho phép thận bài tiết một lượng bình thường của natri và nước. Do đó, chính các loại thuốc ức chế sự hình thành oxit nitric tăng sức đề kháng mạch máu thận và giảm GFR và bài tiết natri niệu, cuối cùng gây ra huyết áp cao. Ở một số bệnh nhân tăng huyết áp hoặc ở bệnh nhân xơ vữa động mạch, tổn thương của các tế bào nội mô mạch máu và khiến nitric oxide Sản Phẩm có thể góp phần làm tăng sự co mạch thận và huyết áp cao

Prostaglandins và Bradykinin làm giảm sức cản mạch thận và dẫn đến tăng GFR

Hormon và nội tiết gây giãn mạch và tăng lưu lượng máu thận và GFR bao gồm các prostaglandin (PGE2 và PGI2) và bradykinin. Những chất này được thảo luận trong Chương 17. Mặc dù các thuốc giãn mạch dường như không có tầm quan trọng lớn trong việc điều tiết lưu lượng máu thận hay GFR trong điều kiện bình thường, nó có thể làm giảm tác dụng co mạch thận của các dây thần kinh giao cảm hoặc angiotensin II, đặc biệt là tác động của chúng đến hẹp các tiểu động mạch hướng tâm. Bằng cách chống lại sự co mạch của động mạch đến, các prostaglandin có thể giúp ngăn ngừa giảm quá mức GFR và lưu lượng máu thận. Trong điều kiện căng thẳng, chẳng hạn như sự suy giảm khối lượng hoặc sau khi phẫu thuật, các thuốc kháng viêm không steroid như aspirin, ức chế tổng hợp prostaglandin có thể gây ra giảm đáng kể trong GFR.

ĐIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG GFR VÀ MÁU QUA THẬN

cơ chế phản hồi nội tại đến thận bình thường duy trì lưu lượng máu thận và GFR tương đối ổn định, mặc dù huyết áp động mạch thay đổi Những cơ chế này vẫn còn hoạt động trong thận dù đã được loại bỏ khỏi cơ thể, độc lập. Đây là sự tự điều chỉnh GFR và lưu lượng máu thận (Hình 27-9). Các chức năng chính của dòng máu tự điều chỉnh  cung cấp oxy và chất dinh dưỡng ở mức độ bình thường và để loại bỏ các chất thải của quá trình chuyển hóa, bất chấp những thay đổi trong áp lực động mạch. Trong thận, lưu lượng máu bình thường là cao hơn nhiều so với yêu cầu cho các chức năng này. Các chức năng chính của tự điều chỉnh trong thận là để duy trì một GFR tương đối ổn định và cho phép điều khiển bài tiết của nước và các chất hoà tan. Các GFR bình thường vẫn tự động điều chỉnh (có nghĩa là, nó vẫn còn tương đối không đổi) bất chấp những biến động huyết áp đáng kể xảy ra trong quá trình hoạt động bình thường của một người. Ví dụ, sự giảm huyết áp xuống mức thấp 70-75 mm Hg hoặc tăng lên mức cao như 160-180 mm Hg thường thay đổi GFR thấp hơn 10 phần trăm. Nói chung, lưu lượng máu thận tự động điều chỉnh song song với GFR, nhưng GFR là hiệu quả hơn sự điều chỉnh tự động trong điều kiện nhất định.

 

DIỀU CHỈNH TỰ ĐỘNG GFR LÀ QUAN TRỌNG TRONG CHỐNG LẠI SỰ THAY ĐỔI BÀI TIẾT THẬN

Mặc dù cơ chế tự động điều chỉnh của thận không hoàn hảo, chúng làm ngăn ngừa những thay đổi có tiềm năng lớn trong GFR và bài tiết qua thận của nước và các chất hoà tan mà sẽ xảy ra với những thay đổi trong huyết áp. Người ta có thể hiểu được tầm quan trọng của định lượng tự điều chỉnh bằng cách xem xét độ lớn tương đối của sự lọc cầu thận, tái hấp thu ở ống thận, và bài tiết qua thận và những thay đổi trong bài tiết qua thận có thể xảy ra mà không có cơ chế điều hòa tự động. Thông thường, GFR là khoảng 180 L / ngày và ống thận tái hấp phụ được 178,5 L / ngày, để lại 1,5 L / ngày của chất lỏng được bài tiết trong nước tiểu. Trong trường hợp không tự điều chỉnh, tăng tương đối nhỏ huyết áp (100-125 mm Hg) sẽ gây ra một sự gia tăng 25 phần trăm tương tự trong GFR (từ khoảng 180-225 L / ngày). Nếu ống thận tái hấp thu vẫn không đổi ở 178,5 L / ngày, lưu lượng nước tiểu sẽ tăng lên 46,5 L / ngày (chênh lệch giữa GFR và tái hấp thu ở ống) tổng mức tăng trong nước tiểu là hơn 30fold. Bởi vì tổng thể tích huyết tương là chỉ khoảng 3 lít, một sự thay đổi như vậy sẽ nhanh chóng cạn kiệt thể tích máu. Trong thực tế, sự thay đổi áp lực động mạch thường gây ít nhiều ảnh hưởng đến khối lượng nước tiểu vì hai lý do: (1) tự điều chỉnh thận ngăn ngừa những thay đổi lớn trong GFR mà nếu không sẽ xảy ra, và (2) có những cơ chế thích nghi bổ sung trong ống thận mà làm gia tăng tỷ lệ tái hấp thu của chúng khi GFR tăng, một hiện tượng được gọi cân bằng cầu-ống thận (thảo luận trong Chương 28). Ngay cả với những cơ chế kiểm soát đặc biệt, thay đổi huyết áp vẫn có những ảnh hưởng đáng kể về bài tiết nước và muối; này được gọi là tiểu nhiều áp lực hoặc natriuresis áp lực, và nó là rất quan trọng trong việc điều tiết lượng chất lỏng cơ thể và huyết áp, như đã thảo luận trong Chương 19 và 30

FEEDBACK ỐNG-CẦU THẬN VÀ TỰ ĐIỀU CHỈNH GF

Thận có một cơ chế phản hồi đặc biệt liên kết thay đổi nồng độ clorua natri tại tế bào Macula densa với sự kiểm soát của sức cản tiểu động mạch thận và tự điều chỉnh của GFR. Thông tin phản hồi này giúp đảm bảo một hằng số cung cấp liên tục của natri clorua vào ống lượn xa và giúp ngăn ngừa các biến động giả trong bài tiết qua thận nếu không sẽ xảy ra. Trong nhiều hoàn cảnh, thông tin phản hồi này tự động điều chỉnh lưu lượng máu thận và GFR song song. Tuy nhiên, do cơ chế này là trực tiếp hướng tới ổn định natri clorua cung cấp đến ống lượn xa, các trường hợp xảy ra khi GFR được autoregulated tại các chi phí của việc thay đổi lưu lượng máu thận, được ttự điều chỉnh thảo luận sau. Trong trường hợp khác, cơ chế này thực sự có thể gây ra những thay đổi trong GFR để đáp ứng với những thay đổi chính trong thận natri clorua ống tái hấp thu .Cơ chế phản hồi ống-cầu thận có hai thành phần đó cùng nhau hành động để kiểm soát GFR: (1) một cơ chế phản hồi tiểu động mạch đến và (2) một cơ chế phản hồi tiểu động mạch đi. Các cơ chế phản hồi phụ thuộc vào sự sắp xếp giải phẫu đặc biệt của khu phức hợp cầu thận. (Figure 27-10). The juxtaglomerular complex consists of macula densa cells in the initial portion of the distal tubule and juxta- glomerular cells in the walls of the afferent and efferent arterioles. The macula densa is a specialized group of epithelial cells in the distal tubules that comes in close contact with the afferent and efferent arterioles. The macula densa cells contain Golgi apparatus, which are intracellular secretory organelles directed toward the arterioles, suggesting that these cells may be secreting a substance toward the arterioles.

Giảm Macula Densa Sodium Chloride gây ra giãn tiểu động mạch đến và giảm giải phóng Renin

Các tế bào macula densa cảm nhận những thay đổi về thể tích đến ống lượn xa bằng cách tín hiệu không được hiểu hoàn toàn. Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng GFR giảm chậm tốc độ dòng chảy trong quai Henle, gây tăng phần trăm tái hấp thu của tỷ lệ các ion natri và clorua giao cung cấp cho quai Henle, do đó làm giảm nồng độ natri clorua ở các tế bào macula densa. Giảm nồng độ natri clorua này khởi tạo một tín hiệu từ densa macula đó có hai tác dụng (Hình 27-11): (1) Nó làm giảm sức cản với lưu lượng máu trong tiểu động mạch đến, điều này làm tăng áp lực thủy tĩnh cầu thận và giúp GFR quay trở lại bình thường, và (2) nó làm tăng giải phóng renin từ các tế bào juxtaglomerular của các tiểu động mạch đến và đi, đó là nơi lưu trữ lớn renin. Renin giải phóng từ các tế bào này sau đó có chức năng như một loại enzyme để tăng sự hình thành của angiotensin I, được chuyển thành angiotensin II. Cuối cùng, Angio tensin II co các tiểu động mạchđi, do đó tăng áp lực thủy tĩnh cầu thận và giúp GFR trở về bình thường.

Hai thành phần của cơ chế feedback cầu-ống thận, hoạt động với nhau bằng cách cấu trúc giải phẫu đặc biệt của bộ máy juxtaglomerular, cung cấp tín hiệu phản hồi cho các tiểu động mạch cả đến và đi, tự điều chỉnh hiệu quả GFR trong những thay đổi về huyết áp. Khi cả hai cơ chế chức năng đang hoạt động với nhau, GFR chỉ thay đổi một vài phần trăm, thậm chí với những biến động lớn trong áp lực động mạch giữa các giới hạn của 75 và 160 mm Hg.

Chẹn Angiotensin II hình thành làm giảm GFR trong giảm tưới máu thận.

angiotensin II ưu tiên gây co tiểu động mạch đi giúp ngăn ngừa giảm nghiêm trọng áp lực thủy tĩnh cầu thận và GFR khi áp lực tưới máu thận rơi dưới mức bình thường. loại thuốc ngăn chặn sự hình thành của angiotensin II (các chất ức chế enzyme angiotensinconverting) hoặc ngăn chặn các hành động của  angiotensin II (angiotensin II đối kháng thụ thể) có thể gây ra giảm GFR nhiều hơn bình thường khi áp lực động mạch thận rơi dưới mức bình thường. Vì vậy, một biến chứng quan trọng của việc sử dụng các loại thuốc để điều trị bệnh nhân có tăng huyết áp do hẹp động mạch thận (tắc nghẽn một phần của động mạch thận) là có thể giảm nghiêm trọng GFR, trong một số trường hợp, gây suy thận cấp. Tuy nhiên, angiotensin II-blocking thuốc này có thể hữu ích trong nhiều bệnh nhân bị tăng huyết áp, suy tim sung huyết, và các điều kiện khác, miễn là các bệnh nhân được theo dõi để đảm bảo rằng giảm nghiêm trọng GFR không xảy ra

TỰ ĐIỀU CHỈNH MYOGENIC CỦA LƯU LƯỢNG MÁU THẬN VÀ GFR

Một cơ chế khác đóng góp vào việc duy trì một lưu lượng máu thận tương đối ổn định và GFR là khả năng của các mạch máu riêng lẻ để chống lại kéo dài khi áp lực động mạch tăng lên, một hiện tượng được gọi là cơ chế myogenic. Nghiên cứu của các mạch máu đơn (đặc biệt là các tiểu động mạch nhỏ) trên khắp cơ thể đã chỉ ra rằng chúng đáp ứng bằng cách tăng căng thành mạch bởi sự co của cơ trơn mạch máu. Sự căng của thành mạch máu cho phép tăng chuyển động của các ion canxi từ dịch ngoại bào vào trong tế bào, khiến chúng phải căng thông qua các cơ chế thảo luận trong Chương 8.Sự co này ngăn chặn căng quá mức của các thành mạch tại cùng một thời gian, bằng cách tăng kháng lực mạch máu , giúp ngăn chặn sự gia tăng quá mức trong lưu lượng máu thận và GFR khi áp lực động mạch tăng lên. Mặc dù cơ chế myogenic hoạt động ở hầu hết các tiểu động mạch đi khắp cơ thể, tầm quan trọng của nó trong lưu lượng máu thận và GFR tự điều đã được đề cập ở một số nhà sinh lý vì cơ chế áp lực nhạy cảm này không có phương tiện trực tiếp phát hiện các thay đổi trong dòng máu thận hay GFR Mặt khác, cơ chế này có thể quan trọng hơn trong việc bảo vệ thận chấn thương, tăng huyết áp. Để đáp ứng tăng huyết áp đột ngột, phản ứng co tiểu động mạch đến xảy ra trong vòng vài giây và do đó làm suy giảm truyền tải của áp lực động mạch tăng lên đến các mao mạch cầu thận.

Yếu tố khác làm tăng lưu lượng máu thận và GFR: Tăng Protein và giảm Glucose máu.

Tăng Protein và giảm Glucose máu. Mặc dù lưu lượng máu thận và GFR là tương đối ổn định trong hầu hết các điều kiện, có những trường hợp trong đó các biến này thay đổi đáng kể. Ví dụ, một lượng protein cao được biết đến để tăng cả lượng máu thận và GFR. Với một chế độ ăn uống protein cao lâu dài, chẳng hạn như một trong có chứa một lượng lớn thịt, tăng GFR và lưu lượng máu thận là do một phần vào sự tăng trưởng của thận. Tuy nhiên, GFR và lưu lượng máu thận cũng tăng 20 đến 30 phần trăm trong vòng 1 hoặc 2 giờ sau khi một người ăn lượng lớn protein Một lời giải thích có khả năng cho GFR tăng là: Một bữa ăn highprotein tăng việc giải phóng các axit amin vào máu, được tái hấp thu ở ống lượn gần. Bởi vì các axít amin và natri được tái hấp thu lại với nhau bằng các ống gần, tăng tái hấp thu acid amin cũng kích thích tái hấp thu natri ở ống gần. tái hấp thu natri này giảm giao natri để macula densa (xem Hình 27-12), mà gợi ra một phản hồi qua trung gian tubuloglomerular de nhăn trong sự kháng các tiểu động mạch hướng tâm, như đã thảo luận trước đó. Việc giảm sức đề kháng tiểu động mạch đến sau đó làm tăng lưu lượng máu thận và GFR. Điều này làm tăng GFR phép natri bài tiết được duy trì ở một mức độ gần như bình thường trong khi tăng sự bài tiết của các sản phẩm chất thải của quá trình chuyển hóa protein, như urê Một cơ chế tương tự cũng có thể giải thích sự gia tăng đánh dấu trong lưu lượng máu thận và GFR xảy ra với sự gia tăng lớn trong mức độ glucose trong máu ở những người bị bệnh tiểu đường không kiểm soát. Bởi vì glucose, như một số các axit amin, cũng được tái hấp thu cùng với natri ở ống lượn gần, tăng giao glucose đến các ống làm cho chúng hấp thu bớt natri dư thừa cùng với glucose. tái hấp thu này natri dư thừa, lần lượt, giảm nồng độ natri clorua tại densa macula, hoạt động một sự giãn nở phản hồi qua trung gian của tubuloglomerular mà có xu hướng tăng tái hấp thu natri clorua tại các ống trước khi Macula densa có xu hướng tăng lưu lượng máu thận và GFR, giúp trở lại giải phóng natri clorua ở ống lượn xa về bình thường vì vậy mà đạt tốc độ bình thường của động mạch đến và gia tăng tiếp theo trong dòng máu thận và GFR. Những ví dụ này chứng minh rằng lưu lượng máu thận và GFR bản thân nó không phải là biến chính kiểm soát bởi các cơ chế phản hồi tubuloglomerular. Mục đích chính của phản hồi này là để đảm bảo cung cấp liên tục của natri clorua vào ống lượn xa, nơi xử lý cuối cùng của nước tiểu diễn ra. Như vậy, rối loạn natri và bài tiết nước có thể được duy trì (see Figure 27-12). Một trình tự ngược lại các sự kiện xảy ra khi tái hấp thu ở ống gần được giảm. Ví dụ, khi các ống gần bị hư hỏng (mà có thể xảy ra như là kết quả của ngộ độc kim loại nặng như thủy ngân, hoặc liều lượng lớn các loại thuốc, chẳng hạn như tetracycline), khả năng của chúng để tái hấp thu natri clorua giảm. Như một hệ quả, một lượng lớn natri clorua được gửi đến các ống lượn xa và không có bồi thường thích hợp, sẽ nhanh chóng gây giảm thể tích quá mức. Một trong những phản ứng bù quan trọng dường như là một tubu loglomerular co mạch thận phản hồi qua trung gian xảy ra để đáp ứng với sự gia tăng cung cấp natri clorua vào densa macula trong những trường hợp này. Những ví dụ này một lần nữa chứng minh tầm quan trọng của việc này trở lại cơ chế trong việc đảm bảo rằng các ống lượn xa nhận được tỷ lệ thích hợp natri clorua, chất hoà tan trong ống khác, và khối lượng chất lỏng ống để một lượng thích hợp của các chất này được bài tiết trong nước tiểu.

Bài viết được dịch từ sách : Guyton and Hall text book of medical and Physiology