Гломерулярный фильтрационный барьер

Гломерулярный фильтрационный барьер представляет собой трехслойную стенку, через которую плазма фильтруется в клубочке. Он позволяет воде и малым растворенным веществам свободно проходить, ограничивая при этом прохождение белков плазмы, таких как альбумин, что придает барьеру характерную избирательность как по молекулярному размеру, так и по заряду.

Definition

Гломерулярный фильтрационный барьер — это составная стенка гломерулярного капилляра, включающая фенестрированный эндотелий, гломерулярную базальную мембрану и щелевую диафрагму подоцитов, которая фильтрует плазму, ограничивая прохождение белков плазмы на основе молекулярного размера и заряда.

Scope

Эта статья описывает три слоя барьера — фенестрированный капиллярный эндотелий, гломерулярную базальную мембрану и подоцитарные ножки с их щелевой диафрагмой — и то, как они совместно определяют селективную проницаемость. Она фокусируется на нормальной структуре и функции, а также на физиологии протеинурии как феномена барьера, оставляя общую скорость фильтрации и движущие давления для отдельных статей.

Core questions

• Каковы три слоя гломерулярного фильтрационного барьера?
• Как барьер достигает избирательности по размеру и заряду?
• Какова роль подоцита и его щелевой диафрагмы?
• Как дисфункция барьера связана с протеинурией?

Key concepts

• Фенестрированный гломерулярный эндотелий и гликокаликс
• Гломерулярная базальная мембрана
• Подоцитарные ножки и щелевая диафрагма
• Избирательность по размеру
• Избирательность по заряду
• Селективная проницаемость и протеинурия

Mechanisms

Фильтрация происходит через три последовательных слоя. Плазма сначала пересекает фенестрированный эндотелий, поры и поверхностный гликокаликс которого начинают ограничивать крупные молекулы; затем она проходит через гломерулярную базальную мембрану, гель из коллагена и протеогликанов; и, наконец, проходит через щелевую диафрагму, соединяющую соседние подоцитарные ножки (haraldsson-2008). Вместе эти слои пропускают воду и малые растворенные вещества, в то время как в значительной степени задерживают альбумин и более крупные белки, обеспечивая избирательность по размеру и, в спорной степени, по заряду (haraldsson-2008). Подоциты поддерживают архитектуру внешнего слоя и целостность щелевой диафрагмы, поэтому их повреждение тесно связано с потерей избирательности и утечкой белка в фильтрат (pavenstadt-2003). Общая водопроницаемость барьера способствует коэффициенту ультрафильтрации, который связывает движущее давление со скоростью фильтрации (deen-1973).

Clinical relevance

Потеря избирательности барьера позволяет белкам плазмы проникать в мочу, и поэтому протеинурия физиологически понимается как признак дисфункции гломерулярного барьера. Эта статья объясняет нормальный барьер и механизм протеинурии для справки и не предоставляет диагностических порогов или рекомендаций по лечению.

Evidence & guidelines

Представленные здесь сведения основаны на интегративных обзорах свойств барьера и протеинурии (haraldsson-2008), клеточной биологии подоцитов (pavenstadt-2003) и микропункционных оценках коэффициента ультрафильтрации (deen-1973).

History

Представление о многослойном барьере возникло в результате электронной микроскопии и исследований проницаемости клубочков с использованием трассеров в двадцатом веке, а количественные модели размерно- и зарядово-селективной фильтрации разрабатывались наряду с микропункционными измерениями гломерулярной динамики (deen-1973). Открытие белков щелевой диафрагмы позднее уточнило понимание роли подоцитов (pavenstadt-2003), а интегративные обзоры переоценили относительный вклад каждого слоя и заряда в общую избирательность (haraldsson-2008).

Debates

Насколько важна зарядовая селективность по сравнению с размерной селективностью?

Классическая модель приписывает большую часть задержки белков барьером фиксированным отрицательным зарядам, но более поздние работы поставили под сомнение величину эффекта заряда и подчеркнули размерную селективность и эндотелиальный гликокаликс, оставляя относительное взвешивание этих механизмов предметом обсуждения.

Key figures

• Bjorn Haraldsson
• William M. Deen
• Wilhelm Kriz
• Hermann Pavenstadt

Seminal works

• haraldsson-2008
• pavenstadt-2003
• deen-1973

Frequently asked questions

Каковы три слоя гломерулярного фильтрационного барьера?

От крови к мочевому пространству: фенестрированный капиллярный эндотелий, гломерулярная базальная мембрана и подоцитарные ножки, соединенные щелевой диафрагмой.

Почему в норме в моче почти нет белка?

Барьер ограничивает белки плазмы по размеру и заряду, поэтому такие молекулы, как альбумин, в значительной степени задерживаются в крови, в то время как вода и малые растворенные вещества проходят в фильтрат.