Glomerularna filtracija i filtraciona frakcija

Glomerularna filtracija je prelazak vode i filtrabilnih supstanci iz plazme u Bowmanov prostor. Ona stvara početnu tečnost na kojoj tubuli potom obavljaju reapsorpciju i sekreciju. Brzina glomerularne filtracije, GFR, zato ne predstavlja količinu izlučenog urina: filtracija određuje ulaz u tubularni sistem, a završni urin nastaje tek poslije njegove obrade. Da bi se razumjelo koliko bubreg filtrira, potrebno je zajedno pratiti filtracionu barijeru, pritiske i dotok plazme.

Šta prelazi kroz glomerularnu barijeru

Filtracionu barijeru čine kapilarni endotel, glomerularna bazalna membrana i podociti sa filtracionim prorezima i njihovim dijafragmama. Njena selektivnost omogućava prolazak velike količine vode i malih rastvorenih supstanci, uz snažno ograničavanje prolaska krvnih ćelija i plazmatskih proteina.

Normalni filtrat ne sadrži ćelijske elemente krvi i ima veoma malo proteina. Koncentracije slobodno filtrabilnih malih supstanci, poput glukoze i mnogih jona, približne su njihovim koncentracijama u plazmatskoj vodi. Vezivanje za protein mijenja taj odnos: vezana frakcija supstance ne ponaša se kao slobodna frakcija pri filtraciji. Zato mala molekulska masa sama po sebi nije dovoljna da se zaključi da se cijela supstanca slobodno filtrira.

Hidraulička propustljivost i selektivnost za molekule nisu ista osobina. Barijera može brzo propuštati vodu, a zadržavati proteine. Ova razlika kasnije omogućava odvojeno razmišljanje o smanjenju GFR i gubitku proteinske selektivnosti.

Sile koje određuju GFR

Glomerularni kapilarni hidrostatski pritisak, PGC, potiskuje tečnost prema Bowmanovom prostoru. Hidrostatski pritisak u tom prostoru, PBS, djeluje suprotno. Onkotski pritisak plazmatskih proteina, πGC, zadržava vodu na kapilarnoj strani. Onkotski pritisak u Bowmanovom prostoru, πBS, mogao bi podsticati filtraciju, ali je normalno zanemarljiv zbog male količine proteina u filtratu.

Kf je proizvod raspoložive filtracione površine i njene hidrauličke provodljivosti. Ako se smanji površina ili provodljivost, isti neto pritisak daje manju filtraciju. PGC i πGC ne treba zamijeniti: rast prvog pogoduje filtraciji, rast drugog je ograničava.

Dok tečnost izlazi iz kapilara, proteini pretežno ostaju u plazmi. Njihova koncentracija i onkotski pritisak zato rastu duž glomerularne kapilare. Filtracija tako sama pojačava silu koja joj se suprotstavlja. To je ključna veza između protoka plazme i GFR.

Filtraciona frakcija

Renalni protok plazme, RPF, označava volumen plazme koji u jedinici vremena prolazi kroz bubrege. Razlikuje se od renalnog protoka pune krvi, jer krv uključuje i ćelijske elemente. U imenilac filtracione frakcije ulazi RPF.

Udžbenički model zdrave odrasle osobe često koristi GFR oko 125 mL/min i filtracionu frakciju približno 0,20. To nisu jednake vrijednosti za sve osobe: GFR zavisi od veličine tijela, dobi i pola. Broj je orijentir za razumijevanje velikog tubularnog opterećenja.

Kao zaseban računski primjer, izabrani GFR 110 mL/min i RPF 550 mL/min daju FF 0,20, odnosno 20%. Ako se RPF promijeni, frakcija ne mora pratiti GFR u istom smjeru. Smanjen protok uz očuvanu filtraciju povećava dio plazme koji se filtrira i jače koncentriše preostale proteine.

Aferentna i eferentna arteriola

Glomerularna kapilara nalazi se između dvije arteriole. Povećan aferentni otpor ograničava dotok, smanjuje PGC i obično smanjuje GFR. Proširenje aferentne arteriole djeluje suprotno, kada ostali uslovi ostaju približno isti.

Eferentna konstrikcija istovremeno otežava odliv i smanjuje protok plazme. Umjereno povećanje otpora može povisiti PGC i povećati ili pomoći očuvanju GFR. Ako je konstrikcija jaka, pad protoka i porast onkotskog pritiska mogu nadvladati korist višeg PGC. Zato eferentna konstrikcija nema jedan univerzalan efekat na filtraciju.

Angiotenzin II u mnogim fiziološkim uslovima ima izražen eferentni efekat. Pri smanjenoj perfuziji time pomaže održavanju glomerularnog pritiska. Njegov odgovor treba tumačiti u kontekstu ukupnog protoka i drugih vaskularnih uticaja.

Regulacija i veza sa tubulima

Miogeni odgovor suprotstavlja se rastezanju arteriolarnog zida kontrakcijom glatkog mišića. Tubuloglomerularna povratna sprega povezuje dostavu NaCl do macula densa sa arteriolarnim otporom i oslobađanjem renina. Povećana dostava može podstaći aferentnu konstrikciju, a smanjena dostava aktivirati odgovore koji pomažu povratku filtracije. Autoregulacija ublažava promjene, ali ne znači potpunu nezavisnost bubrega od cirkulacije.

Plazma poslije glomerula ulazi u peritubularne kapilare sa koncentrisanijim proteinima. Viša filtraciona frakcija može povećati njihov onkotski doprinos preuzimanju tečnosti iz intersticijuma. Tako glomerularni događaj utiče na uslove tubularne reapsorpcije.

Zapamti

• GFR opisuje nastanak filtrata, a ne završnu diurezu.
• FF poredi filtraciju sa protokom plazme i povezuje glomerul sa peritubularnim kapilarama.
• Efekat eferentne konstrikcije zavisi od toga da li preovladava rast hidrostatskog pritiska ili pad protoka.