Siêu lọc ở cầu thận + tái hấp thu và bài tiết ở ống thận
24
Sự lọc ở cầu thận
21% máu qua thận (1.200ml/ phút)
19% huyết tương qua màng lọc vào bao Bowman để đƣợc lọc
Lượng huyết tương lọc qua cầu thận 125 ml/ phút hay 180 lít/ ngày
99% dịch học được tái hấp thu, 1% thành nước tiểu thải ra ngoài (1-2 lít nước tiểu/ ngày)
Màng lọc cầu thận là màng siêu lọc
Huyết tương sẽ được lọc từ máu sang bọc Bowman của cầu thận qua 3 lớp
Thành của mao mạch câu thận là tế bào nội mô d= 160A0
Màng đáy biểu mô d=110 A0, tích điện âm
Thành của bao Bowman là tế bào biểu mô (epithelial cells) d = 70
A0 26
Sự lọc ở cầu thận
Sự lọc ở cầu thận
Màng lọc ngăn tất cả các phân tử có đường kính > 70Ao tương đương protein có M=70.000
Màng đáy tích điện âm mạnh (proteoglycan) -> các phân tử tích điện âm khó đi qua màng hơn phân tử không mang điện tích
Nước tiểu không chứa tế bào máu, tiểu cầu, chứa 1 ít protein trọng lƣợng phân tử thấp.
Thành phần nước tiểu
Chất tan Huyết tương Nước tiểu
Nước (L/ngày) 1,4
Chất hữu cơ(mg/dL)
Protein 3900-5000 0*
Glucose 100 0
Urea 26 1820
Acid uric 3 42
Creatinin 1 196
Ion (mEq/L)
Na+ 142 128
K+ 5 60
Cl- 103 134
HCO3- 28 14
Tỷ trọng 1.005-1.030
pH 4.5-8 28
Áp suất lọc ở cầu thận
29
Sự lọc tiểu cầu phụ thuộc
Áp suất thủy tĩnh của mao mạch tiểu cầu (50mmHg, Ph, GCP): huyết áp mao mạch, đẩy dịch qua màng lọc sang bao Bowman -> thuận lợi cho sự lọc
Áp suất thủy tĩnh của bao Bowman (10mmHg, PB, CHP):
áp suất thủy tĩnh của dịch lọc tiểu cầu -> chống lại sự lọc
Áp suất keo của protein huyết tương (30mmHg, Pk, COP): do protein máu quyết định, có tác dụng giữ nước trong mao mạch -> chống lại sự lọc
Áp suất lọc (FB) = Lực vào – Lực ra
= Sự lọc – Sự thẩm thấu = (50-10) – 30 =10 mmHg
Áp suất lọc ở cầu thận
30
GCP (Glomerular capillary pressure): Áp suất thủy tĩnh mao mạch cầu thận CHP (Capsular hydrostatic Pressure): Áp suất thủy tĩnh của Bao Bowman COP (Colloidal osmotic Pressure): Áp suất keo huyết tương
50 10
30
MỨC LỌC CẦU THẬN
(Glomerular Filtration Rate = GFR)
- Lượng huyết tương qua cầu thận của cả 2 thận trong một phút, tính bằng ml
- GFR = 125 mL/min ở một người lớn bình thường
HỆ SỐ LỌC CẦU THẬN (Filtration Coefficient Kf)
- Là thể tích huyết tương tính bằng mL được lọc qua cầu thận trong 1 phút với Pf = 1mmHg
- Kf = GFR/ Pf = 125/ 10 =12,5 ml/min/mmHg
Nhƣ vậy mức lọc cầu thận GFR phụ thuộc vào áp suất lọc cầu thận Pf
Quá trình lọc ở cầu thận
31
DÒNG MÁU QUA THẬN (Renal Blood Flow RBF) - Lượng huyết tương qua cả 2 thận trong một phút - RPF = 650 ml/min.
TỈ LỆ LỌC (Filtration Fraction FF)
- Tỷ lệ % giữa dịch lọc (GFR, ml) và lượng huyết tương (RBF, ml) qua thận trong 1 phút
- FF = GFR / RBF * 100 = 125 ml / 650 ml * 100 = 19-21%
hoặc 1/5
Quá trình lọc ở cầu thận
32
Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lọc
GCP tăng lọc tăng , COP tăng lọc giảm CHP ít có ảnh hưởng
Quá trình lọc ở cầu thận
33
Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lọc
Sự co giản tiểu động mạch vào
Mạch giãn lọc tăng, mạch co lọc giảm
Sự co tiểu động mạch ra:
Mạch co lọc tăng vì GCP tăng
Mạch co lâu lọc giảm vì dòng máu chảy chậm và COP tăng
Quá trình lọc ở cầu thận
34
Điều hòa độ lọc cầu thận
Cơ chế tự điều hòa huyết áp tại thận
Cơ chế điều hòa giãn tiểu ĐM vào:
Khi mức lọc ↓ -> tăng tái hấp thu Na+, Cl- của cành lên quai Henle và nồng độ 2 ion này tại Macula Densa ↓ -> kích thích giãn tiểu ĐM vào -> tăng lưu lượng máu vào tiểu cầu -> tăng mức lọc
Cơ chế co tiểu ĐM ra:
Khi có ít ion Na+, Cl- đến vết đặc -> tế bào cận cầu thận tiết renin -> Angiotensin II -> co tiểu ĐM ra ->
tăng áp suất ở tiểu cầu -> tăng mức lọc
HA tăng hay giảm,
GFR chỉ tăng giảm nhẹ
Quá trình lọc ở cầu thận
35
Điều hòa độ lọc cầu thận
Kích thích giao cảm: co tiểu động mạch -> giảm mức lọc
Kích thích mạnh: giảm dòng máu thận, có thể ngừng lọc tạm thời
Đáp ứng trong trường hợp stress nặng và sốc: kích thích mạnh giúp giảm dòng máu qua thận, duy trì huyết áp và cung cấp máu đến cơ quan nhƣ tim, não.
Kéo dài thời gian giảm dòng máu thận -> tổn thương thận
Quá trình lọc ở cầu thận
36
180 lít huyết tương lọc qua cầu thận / ngày
1-2 lít nước tiểu thải ra / ngày
=> 99% nước và các chất được tái hấp thu ở ống thận
Tái hấp thu ở ống thận
Một số chất tái hấp thu tại ống lƣợn gần qua
2 lớp màng:
Mặt đỉnh (tiếp xúc dịch lọc);
Mặt bên và mặt đáy của tế bào biểu mô ống (tiếp xúc dịch kẽ giữa nephron và mao mạch quanh ống)
Khoảng giữa các tế bào nephron: mối nối không thấm hay khe hở
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
38
Tái hấp thu
Protein
Glucose
Lipid
Na+ và K+
Các cation
Ure
Nước
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
TÁI HẤP THU NA+ VÀ K+
Theo cơ chế bơm Na+, K+ ở màng đáy
2 ion K+ đƣợc bơm từ dịch khe qua bờ màng đáy vào tế bào biểu mô và 3 ion Na+ đƣợc bơm từ tế bào biểu mô ra dịch khe
Nhƣng bờ lòng ống không thấm đối với ion K+ Nên nó lại quay về dịch khe qua bờ
màng đáy
Na+ ở bờ lòng ống đƣợc đƣa vào tế bào biểu mô bằng cơ chế khuếch tán đơn thuần và vận chuyển tích cực thứ phát
Na+ đƣợc tái hấp thu ở ống gần là 65%.
Kéo theo Glucose và acid amin vào tế bào
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
40
TÁI HẤP THU GLUCOSE
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
TÁI HẤP THU GLUCOSE (chỉ tái hấp thu ở ống lƣợn gần)
Tái hấp thu hoàn toàn
Theo cơ chế:
Vận chuyển tích cực thứ phát (đồng vận chuyển với Na+ nhờ chất mang)
Khuếch tán đƣợc hỗ trợ (có protein mang) ở bờ màng đáy
Tái hấp thu glucose tuỳ vào mức đường huyết.
Nồng độ ngưỡng (Threshold) của glucose trong huyết tương là 180 mg/dl.
Mức tái hấp thu tối đa glucose đối với thận (TmG) là 320 mg glucose/min
Mức đường huyết trên ngưỡng thận vẫn tăng khả năng tái hấp thu, còn trên mức TmG thì glucose sẽ bị thải hết
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
42
TÁI HẤP THU PROTEIN VÀ ACID AMIN
Protein ở dịch lọc cầu thận: chỉ có 0.03%
Protein vào tế bào theo cơ chế ẩm bào -> enzyme thủy phân thành acid amin
Protein phân tử nhỏ, acid amin: qua bờ màng đáy vào dịch khe bằng cơ chế khuếch tán đƣợc hổ trợ
Tƣ̀ dịch khe, amino acid đƣợc đƣa vào mao mạch quanh ống
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
TÁI HẤP THU CÁC ION
Các cations tái hấp thu theo cơ chế: vận chuyển tích cực
Các anions thì khuếch tán thụ động theo các cations (trừ sunfat, phosphat,
nitrat, acetat, Cl- vận chuyển tích cực)
TÁI HẤP THU URE
Tái hấp thu theo cơ chế khuếch tán thụ động do bậc thang nồng độ
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
44
TÁI HẤP THU NƯỚC
Tái hấp thu, theo áp suất thẩm thấu của các chất hoà tan (Na+, Cl- vào khoảng kẽ tạo áp lực thẩm thấu hút nước)
Chất hoà tan đƣợc tái hấp thu ở ống gần khoảng 65%,
nước cũng được tái hấp thu 65%
Dịch ống gần là dịch đẳng trương
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
TÁI HẤP THU HCO3-
99,9% đƣợc tái hấp thu,
Vận chuyển
Tích cực:
carbonic anhydrase
Một phần:
khuếch tán thụ động
HCO3- đƣợc tái
hấp thu còn H+ thải ra lòng ống
Tái hấp thu ở ống lƣợn gần
46
NHÁNH XUỐNG
Đoạn mỏng cành xuống của quai thấm mạnh với nước, ure, thấm rất ít với Na+, Cl-
Na+ ở dịch khe cao nên khuếch tán vào lòng ống.
Nước chuyển ra dịch khe, do áp suất thẩm thấu của Na+
Dịch ở chóp quai tăng từ 300mosm/l lên 1200mosm/l
Tái hấp thu nước 15% (khuếch tán thụ động)
Tái hấp thu ở quai Henle
NHÁNH LÊN
Đoạn mỏng cành lên thấm nước ít
Đoạn dày cành lên vận chuyển tích cực mạnh Na+, Cl- từ dịch ồng vào dịch kẽ, không thấm nước
Dịch từ 1200mosm/l -> 100 mosm/l
Dịch ra khỏi quan Henle: dịch nhược trương
Tái hấp thu NaCl 25%
Tái hấp thu ở quai Henle
48
80% nước; 90% chất tan được tái hấp thu trước khi đến ống lƣợn xa và ống góp
Sự tái hấp thu ở ống lƣợn xa và ống góp do hormon kiểm soát
Tái hấp thu ở ống lƣợn xa và ống góp
50
TÁI HẤP THU NA+
Na+,Cl- đồng vận chuyển tái hấp thu qua màng qua kênh Na+ và kênh Cl-
Tái hấp thu 9%-10% Na+, Cl-
Phụ thuộc hormon aldosteron. Aldosterone làm tăng tái hấp thụ Na+ và tăng bài tiết K+
Cơ chế:
Tăng tổng hợp protein mang và receptor tham gia vận chuyển tích cực Na+ và K+
Bơm Na+ K+ ATPase
Tái hấp thu ở ống lƣợn xa và ống góp
Tái hấp thu ở ống lƣợn xa và ống góp
52
TÁI HẤP THU H2O
Nước thẩm thấu dưới sự kiểm soát của hormon chống bài niệu (ADH).
Khi ADH tăng, nước thấm được qua ống lượn xa và ống góp. 19% nước được tái hấp thu chỉ còn 1%
nước bài xuất ra ngoài dưới dạng nước tiểu
Khi ADH giảm, nước không thấm -> nước tiểu bị pha loãng
Tái hấp thu ở ống lƣợn xa và ống góp
TÁI HẤP THU H2O
Tái hấp thu ở ống lƣợn xa và ống góp
54
Chất bài xuất trong nước tiểu có nồng độ cao hơn trong máu
Ure đến màng lọc cầu thận có nồng độ giống trong huyết tương. Khi thể tích dịch lọc giảm (99% nước tái hấp thu) -> nồng độ ure tăng (50% ure tái hấp thu)
Ion urat, creatinin, sulfat, phosphat, nitrat cũng đƣợc tái hấp thu nhưng ít hơn tái hấp thu nước
=> nồng độ tăng
Chất thải tích tụ trong cơ thể => độc tính
THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ CHẤT TAN TRONG NEPHRON
Một số thuốc, chất ô nhiễm môi trường, chất lạ được tái hấp thu thụ động tại thận. Các chất này tan trong lipid, không phân cực -> không đƣợc thải ra ngoài
Gan chuyển hóa các chất, liên hợp thành các phân tử thân
nước -> không được tái hấp thu -> bài tiết nhanh trong nước
tiểu
Quá trình liên hợp và bài tiết
56
Ống thận bài tiết: sản
phẩm chuyển hóa có độc tính ở nồng độ cao, thuốc, phân tử lạ và các chất
khác Ví dụ:
H+, K+, creatinin,
histamin, penicilin đƣợc vận chuyển tích cực
vào nephron.
Ure khuếch tán thụ động
Bài tiết ở ống thận
Tóm tắt cơ chế sản xuất nước tiểu
58
Tóm tắt cơ chế sản xuất nước tiểu
1. Mỗi ngày trung bình 180 lít dịch lọc tới nephron, độ thẩm thấu 300 mOsm/kg
2. 65% H20 và NaCl đƣợc tái hấp thu ở ống lƣợn gần, dịch lọc đẳng trương, độ thẩm thấu 300 mOsm/kg
3. 15% nước được tái hấp thu ở đoạn mỏng cành xuống
của quai Henle. Ở vùng đỉnh của tháp thận, độ thẩm thấu 1200 mOsm/kg, tương đương độ thẩm thấu của dịch kẽ 4. Đoạn mỏng cành lên của quai Henle không thấm nước.
NaCl khuếch tán khỏi cành lên
Tóm tắt cơ chế sản xuất nước tiểu
5. Đoạn dày cành lên của quai Henle không thấm nước, Na+
đƣợc vận chuyển tích cực vào dịch kẽ và kéo theo Cl- 6. Thể tích dịch lọc không thay đổi khi ra khỏi quai Henle, nhƣng nồng độ chất tan giảm. Dịch lọc ra khỏi có độ thẩm thấu 100mOsm/kg và 25% NaCl đƣợc tái hấp thu
7. Ống lượn xa và ống góp tái hấp thu nước và NaCl
8. Nếu có sự hiện diện của ADH, nước được thẩm thấu vào dịch kẽ. 19% nước và 9-10% NaCl được tái hấp thu
9. ≤ 1% dịch lọc được thải ra ngoài dưới dạng nước tiểu khi có ADH
60
Cơ chế duy trì gradient nồng độ vùng tủy
Nước tiểu được hình thành khi vùng đỉnh của tháp thận có độ thẩm thấu tương đương độ thẩm thấu của dịch kẽ
-> Khả năng cô đặc nước tiểu của thận phụ thuộc sự duy trì gradient nồng độ vùng tủy
Cơ chế duy trì gradient nồng độ vùng tủy
Nephron cận tủy duy trì gradient nồng độ vùng tủy do có quai Henle chọc sâu vào tủy thận
Phụ thuộc
Sự tái hấp thu chất tan từ quai Henle vào dịch kẽ,
Sự loại bỏ chất tan của vasa recta
Sự tái hấp thu nước
Nephron vùng vỏ
Nephron cận tủy Quai Henle
của
nephron vỏ
Quai Henle của
nephron cận tủy
62
Cơ chế duy trì gradient nồng độ vùng tủy
BỔ SUNG CHẤT TAN
Đoạn mỏng và đoạn dày cành lên quai Henle có vai trò quan trọng trong cơ chế tăng nồng độ dịch kẽ
Đoạn dày: bơm chủ động Na+
và các ion đồng vận chuyển vào dịch kẽ
Đoạn mỏng khuếch tán chất tan vào dịch kẽ
Cơ chế duy trì gradient nồng độ vùng tủy
Urê tạo độ thẩm thấu cao tại vùng tủy thận
Ống góp vùng tủy, cành lên và cành xuống quai Henle vùng tủy thấm Urê
Khi nước được tái hấp thu với lƣợng lớn, ở ống góp nồng độ ure trong dịch ống tăng lên ->
50% Urê khuếch tán thụ động từ lòng ống sang dịch kẽ
Tại đoạn mỏng, Urê trong dịch kẽ có nồng độ cao -> khuếch tán vào lòng ống
64
Vasa recta
Chức năng
Vận chuyển oxy và chất dinh dưỡng cho nephron vùng tủy và đào thải chất thải
Vận chuyển chất tan và nước tái hấp thu bởi nephron và ống góp mà không phá vỡ gradient nồng độ vùng tủy
Vasa recta
CƠ CHẾ TĂNG NỒNG ĐỘ NGƢỢC DÒNG
- Quai vasa recta có 2 cành:
cành lên và cành xuống, đi song song quai Henle của nephron cận tủy, có tính thấm cao
- Ngành xuống: Na+ và urê khuếch tán từ dịch kẽ vào trong máu độ thẩm thấu tăng tƣ̀ 300mosm/l lên
1200mosm/l ở chóp quai.
- Ngành lên: Na+ và urê lại
khuếch tán từ máu ra dịch kẽ tuỷ duy trì tính ưu trương cao ở vùng tuỷ.
310
66
Vasa recta
1. Nồng độ thẩm thấu máu vào đoạn xuống vasa recta 300 mOsm/kg
2. Nồng độ thẩm thấu tại đoạn xuống tăng do nước và chất tan
3. Nồng độ thẩm thấu tương đương dịch kẽ xung quanh 1200mOsm/kg
4. Nồng độ thẩm thấu tại đoạn lên giảm do nước và chất tan. Gradient nồng độ vùng tủy đƣợc duy trì
5. Chất tan đƣợc tái hấp thu từ nephron và ống góp vào đoạn xuống
6. Nước được tái hấp thu từ nephron và ống góp vào đoạn lên
7. Nồng độ và thể tích máu ra khỏi đoạn lên có độ thẩm thấu chỉ tăng nhẹ so với khi máu bắt đầu vào vasa recta do chất tan và nước tăng
67