نیروهای استارلینگ در گلومرول

فیلتراسیون گلومرولی توسط نیروهای استارلینگ – تعادل فشارهای هیدرواستاتیک و انکوتیک در سراسر دیواره مویرگ گلومرولی – هدایت می‌شود. فشار خالص اولترافیلتراسیون، ضربدر ضریب اولترافیلتراسیون، سرعت فیلتر شدن پلاسما به فضای بومن را تعیین می‌کند.

Definition

نیروهای استارلینگ در گلومرول عبارتند از فشارهای هیدرواستاتیک و انکوتیک در سراسر دیواره مویرگ گلومرولی – فشار هیدرواستاتیک مویرگ گلومرولی، فشار هیدرواستاتیک فضای بومن، و فشار انکوتیک پلاسما – که تعادل خالص آن‌ها، با مقیاس‌بندی توسط ضریب اولترافیلتراسیون، نرخ فیلتراسیون تک‌نفرونی را تعیین می‌کند.

Scope

این مدخل نیروهای استارلینگ منفردی را که در گلومرول عمل می‌کنند، فشار فیلتراسیون خالصی که تولید می‌کنند، و نقش ضریب اولترافیلتراسیون را تشریح می‌کند. توضیح می‌دهد که چگونه این نیروها در طول مویرگ گلومرولی تغییر می‌کنند و چگونه اندازه‌گیری شده‌اند. این مدخل فیزیک فیلتراسیون گلومرولی را پوشش می‌دهد و اندازه‌گیری‌های کلی کلیه مانند GFR و کسر فیلتراسیون را به مدخل‌های خودشان واگذار می‌کند.

Core questions

• کدام نیروهای استارلینگ در سراسر مویرگ گلومرولی عمل می‌کنند؟
• فشار خالص اولترافیلتراسیون چگونه محاسبه می‌شود؟
• چرا فشار انکوتیک پلاسما در طول مویرگ گلومرولی افزایش می‌یابد؟
• ضریب اولترافیلتراسیون چیست و چگونه اندازه‌گیری شد؟

Key concepts

• فشار هیدرواستاتیک مویرگ گلومرولی
• فشار هیدرواستاتیک فضای بومن
• فشار انکوتیک پلاسما (گلومرولی)
• فشار خالص اولترافیلتراسیون
• ضریب اولترافیلتراسیون (Kf)
• تعادل فشار فیلتراسیون

Mechanisms

فیلتراسیون در سراسر مویرگ گلومرولی از همان تعادل هیدرواستاتیک-انکوتیک پیروی می‌کند که استارلینگ برای مویرگ‌ها به طور کلی توصیف کرد (starling-1896). نیروی محرکه به سمت بیرون، فشار هیدرواستاتیک مویرگ گلومرولی است؛ در مقابل آن، فشار هیدرواستاتیک در فضای بومن و فشار انکوتیک پروتئین‌های پلاسما قرار دارند که (چون فیلترات اساساً بدون پروتئین است) به سمت داخل عمل می‌کنند. فشار خالص اولترافیلتراسیون برابر است با فشار هیدرواستاتیک مویرگی منهای مجموع فشار هیدرواستاتیک فضای بومن و فشار انکوتیک پلاسما. همانطور که فیلتراسیون مایع بدون پروتئین را در طول مویرگ حذف می‌کند، غلظت پروتئین پلاسما و در نتیجه فشار انکوتیک افزایش می‌یابد و فشار خالص را به سمت انتهای آوران کاهش می‌دهد – ویژگی‌ای که مستقیماً توسط اندازه‌گیری‌های میکروپانکچر فشارهای گلومرولی نشان داده شده است (brenner-1971). نرخ فیلتراسیون تک‌نفرونی برابر است با این فشار خالص ضربدر ضریب اولترافیلتراسیون، معیاری از نفوذپذیری آب و مساحت سد که در همان سری مطالعات کمی‌سازی شد (deen-1973). این نیروها در چارچوب کلیرانس فیزیولوژی کلیه تفسیر می‌شوند (smith-1951).

Clinical relevance

چارچوب نیروهای استارلینگ توضیح می‌دهد که چرا تغییرات در تون شریانچه‌ای، فشار شریانی، غلظت پروتئین پلاسما، یا فشار دستگاه ادراری، فیلتراسیون را تغییر می‌دهند، و این اساس مفهومی برای درک چگونگی تنظیم فیلتراسیون است. این مدخل یک توضیح مرجع از فیزیک زیربنایی است و آستانه‌های بالینی یا توصیه‌های درمانی ارائه نمی‌دهد.

Evidence & guidelines

این چارچوب از فرمول‌بندی اصلی استارلینگ در مورد تعادل مایعات مویرگی (starling-1896) و از مطالعات میکروپانکچر که فشارهای گلومرولی و ضریب اولترافیلتراسیون را مستقیماً اندازه‌گیری کردند (brenner-1971; deen-1973)، که در فیزیولوژی کلیرانس کلاسیک تفسیر شده‌اند (smith-1951)، نشأت می‌گیرد.

History

ارنست استارلینگ تعادل فشارهای هیدرواستاتیک و انکوتیک را که حرکت مایعات در سراسر مویرگ‌ها را کنترل می‌کند، در سال 1896 توصیف کرد (starling-1896). کاربرد این اصل در گلومرول در دهه 1970 کمی‌سازی شد، زمانی که مطالعات میکروپانکچر گلومرول موش صحرایی، فشار هیدرواستاتیک مویرگی، فشار انکوتیک، و ضریب اولترافیلتراسیون را اندازه‌گیری کردند و دینامیک اولترافیلتراسیون گلومرولی را تعریف کردند (brenner-1971; deen-1973).

Debates

آیا گلومرول موش صحرایی در تعادل فشار فیلتراسیون عمل می‌کند؟

کارهای اولیه میکروپانکچر نشان داد که افزایش فشار انکوتیک می‌تواند فشار خالص فیلتراسیون را قبل از پایان مویرگ گلومرولی از بین ببرد (تعادل فشار فیلتراسیون)؛ اینکه آیا این موضوع در گونه‌ها و شرایط مختلف صادق است و چگونه بر تخمین‌های ضریب اولترافیلتراسیون تأثیر می‌گذارد، در ادبیات میکروپانکچر مورد بحث قرار گرفته است.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

نیروهای استارلینگ که فیلتراسیون گلومرولی را کنترل می‌کنند کدامند؟

فشار هیدرواستاتیک مویرگ گلومرولی (که به نفع فیلتراسیون است) در مقابل فشار هیدرواستاتیک در فضای بومن و فشار انکوتیک پلاسما (که هر دو مخالف فیلتراسیون هستند). تعادل خالص آن‌ها فشار خالص اولترافیلتراسیون است.

چرا فشار خالص فیلتراسیون در طول مویرگ گلومرولی کاهش می‌یابد؟

همانطور که مایع بدون پروتئین فیلتر می‌شود، پروتئین‌های پلاسمای باقی‌مانده غلیظ‌تر می‌شوند، بنابراین فشار انکوتیک پلاسما در طول مویرگ افزایش می‌یابد و به تدریج با فیلتراسیون بیشتر مخالفت می‌کند.