Obecná patofyziologie ledvin 1. Vztah mezi koncentrací látek v plazmě a jejich vylučováním v ledvinách 2. Průtok krve ledvinou a filtrace Autoregulace ledviny Glomerulární filtrační rychlost Typické patofyziologické změny RPF a GFR
2. Průtok krve ledvinou a filtrace Autoregulace ledviny Jako u všech orgánů platí i pro perfuzi ledviny Ohmova formule: P Průtok krve ledvinou = RBF = , R kde P = P a - P e a R = R a + R e R však musí být proměnlivé (tzv. autoregulace ledviny), neboť jak renální perfuze, tak GFR jsou v širokém rozmezí systémových tlaků ( mm Hg středního arteriálního tlaku čili kPa) konstantní (obr. 17). Další termín: renální tok plazmy (RPF)
RBF = ——— = ————— P R R a + R e 17
Formule R = R a + R e platí aspoň zhruba, poněvadž vasa afferentia a vasa efferentia jsou hlavními místy cévního odporu v ledvinách (obr. 18)
A - „NORMÁLNÍ“ PROFIL B - KONSTRIKCE AFERENTNÍ ARTERIOLY, POKLES P GC C - KONSTRIKCE EFERENTNÍ ARTERIOLY, VZESTUP P GC P - „NORMÁLNÍ“ PERFUZNÍ TLAK LEDVINNÉHO OBĚHU PRŮBĚH HYDROSTA- TICKÉHO TLAKU V OBĚHU LEDVIN 18
Horní formuli můžeme tedy přepsat jako P RBF = , R a + R e tj. RBF nebo RPF poklesne při zvýšení R a, R e nebo obou. RBF je regulován ve dvojím konfliktním zájmu: - při mírném poklesu systémového tlaku autoregulačně - při výrazném poklesu je ledvina “odstavena” prerenální azotémie, případně s morfologickými důsledky (akutní tubulární nekróza), obr. 19 B a C
19
Autoregulaci ledviny nelze co do mechanizmu zaměňovat s regulací cirkulujícího volumu, i když v obou hraje roli RAS (v autoregulaci to ještě není zcela jasné) Homeostazování volumu obstarává endokrinní RAS proti poruchám typu ztráty nebo přebytku vody, soli atd. (obr. 20)
20
Autoregulace ledviny zajišťuje homeostázu prokrvení ledviny a GFR navzdory kolísání systémového tlaku (např. při změnách polohy těla) a je vytvářena - tzv. myogenním (Baylissovým) reflexem (rozpínané cévy se i in vitro kontrahují – asi vstup kalcia do svalových buněk) - tubuloglomerulární zpětnou vazbou (TGF), která je asi tvořena lokálním (parakrinním) RAS (obr. 21)
AUTOREGULACE LEDVINY RPF GFR EGM MDMD GC RENIN ReRe RaRa 21
JGA : RAS ( LOKÁLNÍ! ) NEBO JINÉ VAZOAKTIVNÍ LÁTKY RaRa R e ? SYST.TK REGULACE VODY A SOLUTŮ RBF GFR HOMEOSTA- ZOVÁNY MYOGENNÍ „REFLEX“ (BAYLISSŮV) O 2 V LEDVINÁCH HOMEOSTAZOVÁN ROZTAŽENÍ V TUB OSM Na + Cl - Ca 2+..
Renin je tvořen hlavně v juxtaglomerulárním aparátu, pod vlivem -baroreceptorů v aferentních arteriolách (reagují na snížený perfuzní tlak, srv. Gold- blattova svorka, renovaskulární hypertenze) -macula densa, reagující na elektrolytové slo-- žení v distálním tubulu - veget. nervstva: sympatikus zvyšuje, parasym- patikus snižuje produkci reninu Působení RAS je však v dalším jak parakrinní, tak endokrinní
GFR Faktory určující GFR: Tlaky v kapiláře glomerulu se chovají zcela jinak než v systémové cirkulaci. Zdá se, že bod dosažení rovnováhy mezi hydrostatickými a onkotickými složkami leží fyziologicky uvnitř kapiláry, ovšem může se i fyziologicky podél délky kapiláry snadno pohybovat (obr. 22)
PcPc PiPi PGCPGC PGCPGC ii GC P BS 22 Pozn. k obr.: faktor vypuzující tekutinu z kapiláry je (P c + i ), faktor nasávající je ( c +P i ). cc
Pro GFR se běžně používá Starlingovy rovnice, ale ta má řadu vad: - její některé faktory nejsou na sobě nezávislé - předpokládá konstantní tlaky podél kapiláry, dále, že máme velikost filtrační plochy pod kontrolou atd. - nevyjadřuje jednoznačným způsobem vliv perfuze (RBF nebo RPF) Hydrostatický tlak v kapiláře je dán poměrně složitou souhrou aferentního a eferentního tlaku a odporu (obr. 23, 24)
FAKTORY URČUJÍCÍ GFR STARLINGOVY SÍLY GFR = F * L p * P UF v GC P UF = (P GC - P BS ) - ( GC - BS ) P R e P a + R a P e R a + R e P GC = 23
24
Na druhé straně je zřejmé, že GFR je určována perfuzí, i když zatím exaktně nezvládnutelným způsobem. Jedině za fyziologických okolností (bodu rovnováhy je dosaženo v průběhu kapiláry) můžeme předpokládat lineární vztah mezi oběma. Jestli však za patologických situací klesá hydraulická vodivost membrány vůči rychlosti proudu plazmy, bod rovnováhy “mizí za obzor” a GFR nedrží krok s RPF. V limitním případě už přestává být GFR závislá na RPF vůbec (obr. 25)
RENÁLNÍ TOK PLAZMY GFR FYZIOL. PATOL. HRUBĚ PATOL. RPF ? v GC LpLp 25.
Je zřejmé, že k jednotnému formálnímu popisu má filtrace v glomerulu ještě daleko. Jednou z příčin komplikací zřejmě je pružnost cév, která se zatím zanedbává. Souvislost RPG a GFR by se dala zhruba vyjádřit takto: RPF Ohmův zákon R a + R e P UF L p F GFR
Typické patofyziologické změny RPF a GFR Změny RPF a GFR v konkrétních patofyziologických situacích jsou v důsledku uv. těžkostí popsatelné zatím jenom semikvantitativně (obr. 26)
26 F GFR