Starling-Kräfte im Glomerulus

Die glomeruläre Filtration wird durch Starling-Kräfte angetrieben – das Gleichgewicht von hydrostatischem und onkotischem Druck über die glomeruläre Kapillarwand. Der Netto-Ultrafiltrationsdruck, multipliziert mit dem Ultrafiltrationskoeffizienten, bestimmt, wie schnell Plasma in den Bowman-Raum filtriert wird.

Definition

Starling-Kräfte im Glomerulus sind die hydrostatischen und onkotischen Drücke über die glomeruläre Kapillarwand – der hydrostatische Druck der glomerulären Kapillare, der hydrostatische Druck im Bowman-Raum und der onkotische Druck des Plasmas –, deren Nettobilanz, skaliert mit dem Ultrafiltrationskoeffizienten, die Filtrationsrate eines einzelnen Nephrons bestimmt.

Scope

Dieser Eintrag erläutert die einzelnen Starling-Kräfte, die am Glomerulus wirken, den von ihnen erzeugten Nettofiltrationsdruck und die Rolle des Ultrafiltrationskoeffizienten. Es wird erklärt, wie sich diese Kräfte entlang der glomerulären Kapillare ändern und wie sie gemessen wurden. Es behandelt die Physik der glomerulären Filtration und überlässt Ganznierenmessungen wie GFR und die Filtrationsfraktion ihren eigenen Einträgen.

Core questions

• Welche Starling-Kräfte wirken über die glomeruläre Kapillare?
• Wie wird der Netto-Ultrafiltrationsdruck berechnet?
• Warum steigt der onkotische Druck des Plasmas entlang der glomerulären Kapillare an?
• Was ist der Ultrafiltrationskoeffizient und wie wurde er gemessen?

Key concepts

• Hydrostatischer Druck der glomerulären Kapillare
• Hydrostatischer Druck im Bowman-Raum
• Onkotischer Druck des Plasmas (glomerulär)
• Netto-Ultrafiltrationsdruck
• Ultrafiltrationskoeffizient (Kf)
• Filtrationsdruckgleichgewicht

Mechanisms

Die Filtration über die glomeruläre Kapillare folgt dem gleichen hydrostatisch-onkotischen Gleichgewicht, das Starling für Kapillaren im Allgemeinen beschrieben hat (starling-1896). Die treibende Kraft nach außen ist der hydrostatische Druck der glomerulären Kapillare; ihm entgegenwirken der hydrostatische Druck im Bowman-Raum und der onkotische Druck der Plasmaproteine, der (da das Filtrat im Wesentlichen proteinfrei ist) nach innen wirkt. Der Netto-Ultrafiltrationsdruck ist der hydrostatische Kapillardruck minus der Summe des hydrostatischen Drucks im Bowman-Raum und des onkotischen Drucks des Plasmas. Da die Filtration proteinfreie Flüssigkeit entlang der Kapillare entfernt, steigen die Plasmakonzentration der Proteine und damit der onkotische Druck, wodurch der Nettodruck zum efferenten Ende hin abnimmt – ein Merkmal, das durch Mikropunktionsmessungen der glomerulären Drücke direkt nachgewiesen wurde (brenner-1971). Die Filtrationsrate eines einzelnen Nephrons entspricht diesem Nettodruck multipliziert mit dem Ultrafiltrationskoeffizienten, einem Maß für die Wasserdurchlässigkeit und Fläche der Barriere, das in derselben Studienreihe quantifiziert wurde (deen-1973). Diese Kräfte werden im Rahmen der Clearance-Physiologie der Niere interpretiert (smith-1951).

Clinical relevance

Der Starling-Kraft-Rahmen erklärt, warum Änderungen des arteriellen Tonus, des arteriellen Drucks, der Plasmakonzentration der Proteine oder des Harntraktdrucks die Filtration beeinflussen, und er ist die konzeptionelle Grundlage für das Verständnis, wie die Filtration reguliert wird. Dieser Eintrag ist eine Referenzerklärung der zugrunde liegenden Physik und bietet keine klinischen Schwellenwerte oder Behandlungsempfehlungen.

Evidence & guidelines

Der Rahmen leitet sich von Starlings ursprünglicher Formulierung des Kapillarflüssigkeitsgleichgewichts (starling-1896) und von Mikropunktionsstudien ab, die glomeruläre Drücke und den Ultrafiltrationskoeffizienten direkt gemessen haben (brenner-1971; deen-1973), interpretiert innerhalb der klassischen Clearance-Physiologie (smith-1951).

History

Ernest Starling beschrieb 1896 das Gleichgewicht von hydrostatischem und onkotischem Druck, das die Flüssigkeitsbewegung über Kapillaren steuert (starling-1896). Die Anwendung dieses Prinzips auf den Glomerulus wurde in den 1970er Jahren quantifiziert, als Mikropunktionsstudien am Ratten-Glomerulus den hydrostatischen Kapillardruck, den onkotischen Druck und den Ultrafiltrationskoeffizienten maßen und so die Dynamik der glomerulären Ultrafiltration definierten (brenner-1971; deen-1973).

Debates

Arbeitet der Ratten-Glomerulus im Filtrationsdruckgleichgewicht?

Frühe Mikropunktionsarbeiten deuteten darauf hin, dass ein steigender onkotischer Druck den Nettofiltrationsdruck vor dem Ende der glomerulären Kapillare aufheben könnte (Filtrationsdruckgleichgewicht); ob dies über Arten und Bedingungen hinweg gilt und wie es Schätzungen des Ultrafiltrationskoeffizienten einschränkt, wurde in der Mikropunktionsliteratur diskutiert.

Key figures

• Ernest Starling
• Barry M. Brenner
• William M. Deen
• Homer W. Smith

Seminal works

• starling-1896
• brenner-1971
• deen-1973

Frequently asked questions

Welche Starling-Kräfte steuern die glomeruläre Filtration?

Der hydrostatische Druck der glomerulären Kapillare (begünstigt die Filtration) wird durch den hydrostatischen Druck im Bowman-Raum und den onkotischen Druck des Plasmas (beide wirken der Filtration entgegen) entgegengewirkt. Ihre Nettobilanz ist der Netto-Ultrafiltrationsdruck.

Warum sinkt der Nettofiltrationsdruck entlang der glomerulären Kapillare?

Da proteinfreie Flüssigkeit herausfiltriert wird, konzentrieren sich die zurückbleibenden Plasmaproteine stärker, sodass der onkotische Druck des Plasmas entlang der Kapillare ansteigt und einer weiteren Filtration zunehmend entgegenwirkt.