Sinh lý hệ thận niệu

Màng lọc cầu thậnb/ Tế bào biểu mô cầu thận - Khung xương: là hệ thống cấu trúc sợi + Ngoài 2 chức năng tĩnh – nâng đỡ, động – quá trình sống tb, trong bm cầu thận phải đáp ứng với “thác

Trang 1

CHỨC NĂNG TẠO NƯỚC TIỂU VÀ BÀI XUẤT CÁC SẢN PHẨM CHUYỂN HÓA

Quá trình lọc tại

cầu thận

Quá trình vận chuyển các chất tại ống lượn gần

Quá trình vận chuyển các chất tại quai Henle

Quá trình vận chuyển các chất tại phần xa của

nephron

Trang 2

QUÁ TRÌNH LỌC TẠI CẦU THẬN

Sự chênh áp hai bên màng lọc

Áp suất siêu lọc của cầu thận

Áp suất thủy tĩnh của mao mạch cầu thận

Áp suất keo huyết tương và áp suất thủy tĩnh khoang Bowman

Đặc điểm huyết động học cầu thận Liên hệ

Trang 3

1 Nguyên lý siêu lọc

- Siêu lọc: sự di chuyển của nước qua màng bán thấm dưới tác dụng của sự chênh lệch áp lực, cho phép các phân tử nhỏ đi qua hạn chế các đại phân tử như protein huyết tương

- 2 điều kiện để xảy ra quá trình siêu lọc:

(1) Nephron: màng lọc cầu thận(2) Áp suất siêu lọc: sự chênh lệch áp lực giữa 2 bên màng lọc (giữa mao mạch cầu thận và khoang Bowman)

- Độ lọc cầu thận GFR: lượng dịch lọc qua cầu thận trong 1 phút

+ Bình thường, GFR = 125mL/phút = 180 L/24 giờ

+ 99% tái hấp thu ở ống thận, còn 1% = 1,8 L/24 giờ trở thành nước tiểu chính thức

Trang 4

2 Màng lọc cầu thận a/ Cấu trúc: gồm 3 lớp

Lớp tế bào nội mô mao mạch

cầu thận

Lớp màng đáy (lớp màng nền cầu thận

GBM)

Lớp tế bào có chân (Lớp biểu mô tạng trong bao Bowman)

điện âm -> chậm sự di chuyển

các phân tử tích điện âm

- Là một lớp mỏng chất nền ngoại bào

- 4 thành phần chính:

laminincollagen type IVnidogen/entactinproteoglycan

-> hàng rào chọn lọc các phân tử đi qua

Trang 5

2 Màng lọc cầu thận a/ Cấu trúc – bệnh lý

- Bệnh thận màng nền mỏng (bệnh tiểu máu gia đình lành tính)

+ 6 gen qui định collagen type IV trong màng nền từ COL4A1 đến COL4A6 nằm thành từng cặp kiểu đối đầu trên 3 NST 13, 2 và X qui định trên 6 chuỗi alpha

+ Phát hiện một màng nền mỏng tại các cầu thận thông qua sinh thiết thận (chẩn đoán I)

+ Tiên lượng tốt, chức năng thận bình thường, tiểu máu vi thể đơn độc, protein niệu âm+ Chẩn đoán phân biệt với bệnh tiểu máu nguồn gốc cầu thận (bệnh thận IgA và hội chứng Alport)

- Bệnh thận IgA: ít gặp tiền sử gia đình, tiểu máu tái phát thường xuyên

- HC Alport: tiền sử gia đình suy thận, có trường hợp bị khiếm thính, nam dễ mắc hơn

nữ giới do di truyền trên NST X

Trang 6

2 Màng lọc cầu thận

b/ Tế bào biểu mô cầu thận

- TB biểu mô cầu thận

+ Yếu tố quyết định trong quá trình gây xơ hóa cầu thận và suy thận mạn tính

+ Trong quá trình tạo cầu thận, biến đổi từ tb biểu

mô cổ điển thành tb trung mô biệt hóa cao+ Cách thức tb biểu mô quấn quanh mao mạch cầu thận = tb chu mạch trong thần kinh trung ương

Trang 7

- Khung xương: là hệ thống cấu trúc sợi

+ Ngoài 2 chức năng (tĩnh – nâng đỡ, động – quá trình sống tb), trong bm cầu thận phải đáp ứng với “thách thức độc đáo” của màng lọc (tạo hình dạng xác định phù hợp với khả năng di động của các chân giả)

+ Sự sắp xếp khung xương trong chân giả:

(1) giúp chân bám vào mao mạch cầu thận (2) giữ cho khe lọc ở trạng thái mở(3) cho phép diễn ra đáp ứng co giãn, thích nghi với áp lực căng của mao mạch

cầu thận trong quá trình lọc

- Hiện tượng lọc cầu thận: là một quá trình động, vừa phải có độ bền cơ học, vừa phải có tính linh hoạt

Trang 8

màng khe SD

+ Integrin: giúp CG neo lên lớp màng nền cầu thận, quan trọng I là 𝛼3/b1-integrin và

a/b-dystroglycan Hệ thống CG đan xen phức tạp tạo thành mạng lưới xung quanh các mao mạch cầu thận

+ Vai trò chính: tạo ra một đòn bẫy điều hòa trạng thái mở của các lỗ lọc

Trang 9

+ Yếu tố quyết định cấu thành nên hàng rào chọn lọc kích thước tại cầu thận, cho phép nước cùng các chất hòa tan đi qua, hạn chế thất thoát các đại phân

tử (protein huyết tương)

Trang 10

- Nephrin

+ Là thành phần quan trọng I trên màng khe, có vai trò điều hòa hoạt động khung

xương actin trong các chân giả của tb biểu mô

+ Thuộc loại protein xuyên màng týp I, tạo nên cấu trúc như hình dây kéo, giữa các dây kéo này là các lỗ hình chữ nhật

+ 2 chức năng: cấu trúc và dẫn truyền tín hiệu

+ Phần nội bào: giàu serine và tyrosine Kích thích ngoại bào làm xúc tác enzyme Fyn kinase (Src kinase), gây phosphoryl hóa vùng tyrosine (nephrin) -> huy động các phân

tử protein truyền tín hiệu Nck -> tập hợp các vi sợi actin theo mô hình phụ thuộc Nck

Trang 11

b/ Tế bào biểu mô cầu thận – bệnh lý

- Bệnh lý cầu thận là những bệnh lý liên quan đến màng lọc cầu thận, quan trọng I là

sự tổn thương chân giả của các tb biểu mô, đặc biệt là hệ thống khung xương actin, các protein trên màng khe SD, biểu hiện qua sự xóa các chân giả

- Bệnh cầu thận: tổn thương cấu trúc và chức năng của bộ máy cầu thận

+ Trong nước tiểu, hồng cầu (+), trụ hồng cầu (+), protein niệu (+)

+ Theo nguyên nhân gồm bệnh cầu thận nguyên phát và bệnh cầu thận thứ phát

+ 3 hội chứng: HC thận hư, HC viêm vi cầu thận, bất thường nước tiểu không triệu

Trang 12

- HC thận hư: tình trạng tổn thương, xóa chân giả -> mất nhiều protein qua nước tiểu

+ Lâm sàng:

• Phù toàn thân kèm tiểu ít, tăng lipid máu, tiểu lipid, tăng đông

• Protein niệu > 3,5 g/1,73m3 hoặc > 3 g/24h (quan trọng I)

• Giảm albumin máu < 3g/dL hoặc protid toàn phần < 6 g/dL

Trang 13

- HC viêm cầu thận: đặc trưng bởi tiến trình viêm

+ 2 cơ chế: (1) Kháng thể kháng cấu trúc cầu thận (Goodpasture – KT kháng màng)

(2) Lắng đọng phức hợp KN – KT tại cầu thận (Lupus – PH DNA-nucleosome)

+ Lâm sàng:

• Tiểu máu nguồn gốc cầu thận (quan trọng I)

• Trụ hồng cầu trong nước tiểu; tiểu đạm không cố định

• Suy thận với giảm GFR hay thiểu niệu ( nước tiểu < 400 ml/24h); giữ muối (tăng huyết

áp, phù)

- BT nước tiểu không triệu chứng: tiểu máu đơn độc hoặc TM đơn độc kéo dài, phát

hiện qua xét nghiệm nước tiểu

Trang 14

2 Màng lọc cầu thận c/Tính thấm của màng lọc cầu thận

- Hệ số khuếch tán DC: tỷ số nồng độ của 1 chất trong dịch lọc (dịch trong khoang

Bowman)/ nồng độ của chất đó trong huyết tương

+ DC=1 -> được lọc hoàn toàn (glucose, nước, inulin)

+ DC=0 -> không thấm qua màng lọc; albumin và hemoglobin ~ 0 -> tính thấm giới hạn

- So sánh với dịch lọc cầu thận với dịch kẽ tế bào (huyết tương)

• DLCT có các thành phần giống với DKTB, nhưng không chứa các tb máu (hồng cầu, bạch cầu) và hàm lượng protein thấp (gây nên thăng bằng Donnan)

> 4%

Trang 15

2 Màng lọc cầu thận c/Tính thấm của màng lọc cầu thận

- Phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và điện tích; trong đó, kích thước là yếu tố quan trọng I ảnh hưởng đến khả năng lọc

+ Hình dạng: hình dài, mảng dễ thấm qua hơn hình cầu

+ Điện tích: lớp màng nền tích điện âm do acid sialic , sialoprotein và heparan sulfate (lớp màng nền); glycoxcalyx (lớp tb có chân và bề mặt nội mô) Đẩy các phân tử cùng điện tích (protein huyết tương tích điện âm)

+ Kích thước: màng lọc chứa các ống có đường kính 7,5-10nm

• Phân tử có trọng lượng <10 kDa không gắn protein -> được lọc một cách tự do

• Phân tử có trọng lượng >10 kDa -> qua màng lọc rất hạn chế

Trang 16

2 Màng lọc cầu thận c/Tính thấm của màng lọc cầu thận – bệnh lý

A Tiểu đạm

- Đặc trưng: protein nước tiểu >150mg/24h

- Cơ chế: khi có nhiều protein được lọc qua cầu thận, biểu mô ống lượn gần sẽ thực bào một lượng lớn protein nhằm tái hấp thu trở lại máu -> gây độc tế bào -> tăng biểu hiện các yếu tố hoạt mạch và hóa ứng động -> thiếu máu cục bộ, viêm, xơ hóa

mô kẽ

- Vi đạm niệu (một dạng tiểu đạm):

• Định nghĩa: sự bài xuất albumin niệu 30-300 mg/ngày

• Dấu hiệu sớm của tổn thương thận ở bệnh nhân đái tháo đường và tăng huyết áp

Trang 17

A Tiểu đạm

- 3 nguyên nhân

Trước

thận

Nhiều protein nhỏ trong máu vượt qua khả năng tái hấp thu của ống thận

Vd: Đa u tủy làm tăng sản xuất protein Bence-Jones

Tại

thận

Gồm rối loạn chức năng ống thận hoặc cầu thận

- RLCN ống thận: kém tái hấp thu protein kích thước nhỏ

- RLCN cầu thận (hội chứng thận hư và viêm cầu thận): lỗ lọc giãn rộng, đạm niệu chủ yếu albumin

Sau

thận Viêm nhiễm, tổn thương niệu (nhiễm trùng tiểu, sỏi thận)

Trang 18

B Tiểu máu

- Là tình trạng hiện diện quá nhiều hồng cầu trong nước tiểu

- Định nghĩa: hiện diện > 2 HC/1 quang trường HPF trong nước tiểu ly tâm

- Phân loại: Tiểu máu vi thể: quan sát KHV hoặc cặn Addis

Tiểu máu đại thể: nước tiểu màu trà, cola, hồng hoặc đỏ

- Que dipstick: test nhạy, phát hiện 1-2 hồng cầu/1 quang trường HFP; âm tính => loại trừ tiểu máu

- Chẩn đoán phân biệt:

Tiểu máu đơn độc kéo dài (không kèm đạm niệu, suy thận và trụ hồng cầu) gồm bệnh thận IgA, bệnh thận màng nền mỏng và HC Alport

Trang 19

Trang 20

3 Sự chênh áp hai bên màng lọc: động học của quá trình siêu lọc tại cầu thận

a/ Áp suất siêu lọc của cầu thận UP

- Phụ thuộc vào sự cân bằng giữa các áp suất thủy tĩnh và áp suất keo tác động lên màng lọc cầu thận theo định luật Starling

- Áp suất siêu lọc UP: bằng hiệu số giữa áp suất đẩy và áp suất đối kháng đối

kháng trong quá trình lọc

GFR = Kf x UP = Kf x (PGC – PBS – COP)

• PGC: áp suất thủy tĩnh mao mạch cầu thận là động lực chính đẩy dịch qua màng lọc vào

khoang Bowman, phụ thuộc vào huyết áp ĐM hệ thống và sự bơm máu của tim

• PBS (áp suất thủy tĩnh trong khoang Bowman) và COP (áp suất keo tạo bởi protein trong mao

mạch cầu thận) có tác dụng chống lại quá trình lọc

• Lượng protein dịch lọc không đáng kể -> bỏ qua áp suất keo trong khoang Bowman

Trang 21

b/ Áp suất thủy tĩnh của mao mạch cầu thận

- PGC ít thay đổi khi huyết áp dao động trong khoảng khá rộng (80-180mmHg) nhờ vào hoạt động tự điều hòa dòng máu thận (RBF)

• Huyết áp < 80mmHg -> PGC giảm

• Huyết áp < 40-50mmHg -> quá trình lọc dừng lại

 Vô niệu là một trong những dấu hiệu cổ điển cần theo dõi ở bệnh nhân shock tim hoặc shock mất máu

Trang 22

3 Sự chênh áp hai bên màng lọc: động học của quá

trình siêu lọc tại cầu thận

b/ Áp suất thủy tĩnh của mao mạch cầu thận

- Một số hormon và hệ TK giao cảm làm thay đổi đường kính tiểu ĐM ra/vào tại cầu thận

• Giãn TĐM vào -> tăng RBF, PGC, GFR

• Co TĐM vào -> giảm RBF, PGC, GFR

• Giãn TĐM ra -> tăng RBF, giảm PGC

• Co TĐM ra -> giảm RBF, tăng PGC, co nhẹ GFR tăng,

co mạnh GFR giảm do giảm đáng kể RBF

Trang 23

3 Sự chênh áp hai bên màng lọc: động học của quá trình siêu lọc tại cầu

thận

c/ Áp suất keo huyết tương và áp suất thủy tĩnh khoang Bowman

- PBS: phụ thuộc lượng dịch lọc qua cầu thận và mức độ tái hấp thu ống thận

• Tắc nghẽn đường tiết niệu (sỏi, u chèn niệu quản, phì tuyến tiền liệt) -> áp suất trên vị trí tắc tăng cao -> GFR giảm

• Nếu ức chế tái hấp thu nước ở ống thận (dùng thuốc lợi tiểu) -> áp suất ống thận càng tăng -> GFR giảm

- COP: có tác động chống lại quá trình lọc

• Truyền tĩnh mạch lượng lớn nước muối đẳng trương -> nồng độ protein, COP giảm -> GFR tăng

• Chỉ có lượng dịch nhỏ lọc qua cầu thận -> COP tăng -> quá trình lọc dừng lại -> GFR tăng

Trang 24

d/ Đặc điểm huyết động học cầu thận

- Đặc trưng: áp suất thủy tĩnh mao mạch luôn được giữ ở mức cao, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình siêu lọc

(1) Động mạch thận xuất phát trực tiếp từ ĐM chủ bụng -> PGC ( 55 mmHg) luôn cao hơn so với

những nơi khác trong cơ thể (cơ xương 25 mmHg)

(2) Cầu thận cấu tạo từ nhiều quai mạch song song -> kháng lực mạch luôn được giữ ở mức thấp ->

áp suất giảm rất ít dọc theo chiều dài mao mạch cầu thận

Trang 25

d/ Đặc điểm huyết động học cầu thận

- Quá trình siêu lọc làm cô đặc protein -> COP tăng cao ở đoạn cuối mao mạch cầu

thận -> xu hướng chống lại quá trình lọc

• Thực tế, PGC > COP ở toàn bộ hệ thống MM cầu thận -> quá trình lọc luôn duy trì

• Tại cơ xương, dòng dịch đi từ mạch vào cơ đến lúc nào đó dừng lại -> đổi chiều thành tái hấp thu (dù áp suất keo thấp) -> kháng lực mạch trong cơ xương luôn cao -> áp suất thủy tĩnh giảm dần từ đầu đến cuối mao mạch

- Độ lọc cầu thận luôn giữ ở mức cao ( 180L/24h) trội hơn hẳn các giường mao mạch khác trong cơ thể do:

(1) Tổng diện tích màng lọc lớn (1,5 m 2 ), mật độ lỗ lọc trên 1 đơn vị diện tích cao

(2) Áp suất thủy tĩnh mao mạch cầu thận luôn cao hơn so với các nơi khác -> chênh áp 2 bên màng lọc -> thuận lợi cho quá trình siêu lọc

Trang 26

d/ Đặc điểm huyết động học cầu thận – bệnh lý

- Bệnh thận mạn (CKD)

• Tình trạng giảm GFR mạn tính kéo dài hàng tháng đến hàng năm không hồi phục

• Giai đoạn cuối: thận không còn thực hiện chức năng bình thường, hội chứng ure huyết cao (do tích tụ độc chất), rối loạn nước điện giải, thậm chí tử vong

• Để kéo dài cuộc sống, phải chọn 1 trong 3 phương pháp thay thế thận: (1) ghép thận, (2) thẩm phân phúc mạc, (3) thận nhân tạo

Trang 27

- Bệnh thận mạn (CKD)

• Tình trạng giảm GFR mạn tính kéo dài hàng tháng đến hàng năm không hồi phục

• Giai đoạn cuối: thận không còn thực hiện chức năng bình thường, hội chứng ure huyết cao (do tích

tụ độc chất), rối loạn nước điện giải, thậm chí tử vong

• Để kéo dài cuộc sống, phải chọn 1 trong 3 phương pháp thay thế thận: (1) ghép thận, (2) thẩm

phân phúc mạc, (3) thận nhân tạo

- Ghép thận

• Phương pháp gần với sinh lý nhất trong thay thế thận

• Ưu điểm: BN có chế độ sinh hoạt gần như bình thường

• Nhược điểm: kinh phí lớn, kỹ thuật cao, nguồn cho hạn chế, nguy cơ thải ghép, tác dụng phụ của thuốc chống thải ghép

Trang 28

Trang 29

• 2 cơ chế chính: cơ chế khuếch tán, cơ chế siêu lọc

• Cơ chế khuếch tán do sự chênh lệch nồng độ 2 ngăn K+, ure, creatinin khuếch tán từ máu vào dịch lọc HCO3-, Ca2+ khuếch tán từ ngăn dịch sang máu

• Cơ chế siêu lọc: nước được đẩy ra nhờ áp suất thủy tĩnh, kéo theo các chất hòa tan

• Nhược điểm: nguy cơ đông máu, tác dụng phụ của thuốc kháng đông, huyết động học không ổn định, tắc cầu nối động tĩnh mạc sau 1 thời gian dài sử dụng (nhất là bệnh lý mạch máu), thường xuyên kiểm tra tại bệnh viện 3 lần/tuần

Trang 30

4 Điều hòa lưu lượng máu thận và độ lọc cầu thận

- Lưu lượng máu qua thận (RBF) rất cao khoảng 1,2 L/phút, chiếm ¼ cung lượng tim

- Lưu lượng máu giảm dần từ vùng vỏ thận đến vùng tủy thận -> nhằm duy trì độ lọc cầu thận GFR hiệu quả

- Các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng máu thận

• Yếu tố nội tại (sự tự điều hòa)

• Yếu tố bên ngoài (thần kinh và nội tiết)

- Điều hòa lưu lượng máu tại thận cũng chính là điều hòa độ lọc cầu thận GFR -> duy trì ổn định 125 mL/phút/1,73 m2

• GFR giảm -> sản phẩm chuyển hóa ứ đọng lại trong cơ thể

• GFR tăng -> không kịp tái hấp thu -> cơ thể mất nhiều chất

Trang 31

a/ Điều hòa tự động lưu lượng máu thận

- Cơ chế điều hòa ngược cầu ống: tăng huyết áp -> tăng GFR -> tăng NaCl đến vết đặc -> tăng tái hấp thu Na+ và giải phóng ATP bởi vết đặc -> ATP chuyển hóa thành ADP, AMP, adenosine trong mô kẽ cầu thận -> Adenosine kết hợp với thụ thể tiểu

ĐM vào gây

(1) Co cơ trơn ĐM vào

(2) Giảm tiết renin từ tb cận cầu thận -> giãn tiểu ĐM ra và các mạch máu khác -> giảm RBF và

huyết áp -> GFR về mức bình thường

• Lưu ý: có thể thay đổi theo hoạt động của renin tại chỗ, nhưng tác nhân gây co tiểu ĐM vào là angiotensin II Sự co tiểu ĐM ra giống các mạch máu khác trong cơ thể, chịu tác động của hệ renin - angiotensin

Trang 32

- Mục đích của cơ chế điều hòa ngược cầu ống: kiểm soát lượng Na+ đến ống lượn xa, vùng có khả năng rất hạn chế trong tái hấp thu Na+ -> giảm mức độ ảnh hưởng của huyết áp lên sự bài xuất Na+

Trang 34

- Cơ chế co cơ trơn thành tiểu ĐM vào: tăng áp suất thủy tĩnh gây căng thành mạch -> mở kênh ion nhạy cảm với sự kéo căng (protein Degenerin trong tb cơ trơn) -> khử cực màng -> mở kênh Ca2+ nhạy cảm điện thế VGCC -> tăng

nồng độ Ca2+ nội bào -> co cơ trơn tiểu ĐM vào -> giảm RBF Và GFR về mức bình thường

Trang 36

b/ Điều hòa lưu lượng máu qua hai thận bởi thần kinh và nội tiết

- Tình trạng căng thẳng stress -> co mạch thận -> giảm RBF, GFR

- Sự co mạch: là cơ chế cấp cứu, tăng kháng lực mạch ngoại biên, tăng huyết áp, cải thiện tưới máu (quan trọng tại não và tim)

- Các chất gây co mạch thận: adenosine, angiotensin II, endothelin, epinephrine,

norepinephrine, thromboxan A2, vasopressin

- Các chất gây giãn mạch thận: ANP, dopamine, histamin, kinin, NO, prostaglandin E2

và I2

Trang 37

b/ Điều hòa lưu lượng máu qua hai thận bởi thần kinh và nội tiết

- Tăng hoạt động giao cảm/ tăng nồng độ angiotensin II -> prostaglandin giãn mạch tại chỗ -> ổn định RBF -> ngăn ngừa tổn thương thận

Thuốc kháng viêm NSAIDs ức chế tổng hợp các phân tử prostaglandin -> co mạch tại chỗ -> ứ muối nước trong dịch ngoại bào

Trang 38

QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT TẠI ỐNG LƯỢN GẦN

Quá trình vận

chuyển các chất

tại ống lượn gần

2 Tái hấp thu Na+ và K+

3 Tái hấp thu glucose

4 Tái hấp thu acid amin và protein

5 Tái hấp thu các chất hòa tan khác

6 Tái hấp thu nước

7 Bài tiết H+ và NH3

Trang 39

- Dịch lọc cầu thận được vận chuyển qua hệ thống ống thận của nephron gồm: ống lượn gần -> quai Henle -> ống lượn xa -> ống góp -> bể thận

Trang 40

1 Tế bào biểu mô của ống lượn gần

- Nhiều ty thể -> thích hợp vận chuyển nhiều chất khác nhau

- Tại bờ bàn chải có các vi nhung mao -> tăng diện tích tiếp xúc -> thuận lợi quá trình trao đổi với dịch ống

- Quá trình tái hấp thu chủ yếu xảy ra ở ống lượn gần (65%)

- Tái hấp thu

• Hoàn toàn: glucose, protein, acid amin, acetoacetat, vitamin

• Một phần: Na+, K+, Cl-, HCO3-, nước, ure

- Mức lọc cầu thận và mức tái hấp thu có sự cân bằng, mức tái hấp thu luôn giữ 65% mức lọc -> phòng ngừa sự quá tải ở các giai đoạn sau của ống thận

Tiêu đề	Chức năng tạo nước tiểu và bài xuất các sản phẩm chuyển hóa
Chuyên ngành	Sinh lý học
Thể loại	Giáo trình

Định dạng
Số trang	144
Dung lượng	4,5 MB