Силы Старлинга в клубочке

Клубочковая фильтрация обусловлена силами Старлинга — балансом гидростатического и онкотического давлений через стенку клубочковых капилляров. Чистое ультрафильтрационное давление, умноженное на коэффициент ультрафильтрации, определяет скорость фильтрации плазмы в пространство Боумена.

Definition

Силы Старлинга в клубочке — это гидростатическое и онкотическое давления через стенку клубочковых капилляров — гидростатическое давление в клубочковых капиллярах, гидростатическое давление в пространстве Боумена и онкотическое давление плазмы, чей чистый баланс, масштабированный коэффициентом ультрафильтрации, определяет скорость фильтрации в одном нефроне.

Scope

Эта статья описывает отдельные силы Старлинга, действующие в клубочке, создаваемое ими чистое фильтрационное давление и роль коэффициента ультрафильтрации. В ней объясняется, как эти силы изменяются по длине клубочкового капилляра и как они были измерены. Она охватывает физику клубочковой фильтрации и оставляет показатели почки в целом, такие как СКФ и фильтрационная фракция, для отдельных статей.

Core questions

• Какие силы Старлинга действуют через клубочковые капилляры?
• Как рассчитывается чистое ультрафильтрационное давление?
• Почему онкотическое давление плазмы возрастает по длине клубочкового капилляра?
• Что такое коэффициент ультрафильтрации и как он был измерен?

Key concepts

• Гидростатическое давление в клубочковых капиллярах
• Гидростатическое давление в пространстве Боумена
• Онкотическое давление плазмы (клубочковое)
• Чистое ультрафильтрационное давление
• Коэффициент ультрафильтрации (Kf)
• Равновесие фильтрационного давления

Mechanisms

Фильтрация через клубочковые капилляры следует тому же гидростатико-онкотическому балансу, который Старлинг описал для капилляров в целом (starling-1896). Движущей силой наружу является гидростатическое давление в клубочковых капиллярах; ему противостоят гидростатическое давление в пространстве Боумена и онкотическое давление белков плазмы, которое (поскольку фильтрат практически не содержит белка) действует внутрь. Чистое ультрафильтрационное давление равно гидростатическому давлению в капиллярах минус сумма гидростатического давления в пространстве Боумена и онкотического давления плазмы. Поскольку фильтрация удаляет безбелковую жидкость по длине капилляра, концентрация белков плазмы и, следовательно, онкотическое давление возрастают, уменьшая чистое давление к эфферентному концу — особенность, непосредственно продемонстрированная измерениями давления в клубочках методом микропункции (brenner-1971). Скорость фильтрации в одном нефроне равна этому чистому давлению, умноженному на коэффициент ультрафильтрации, меру водопроницаемости и площади барьера, которая была количественно определена в той же серии исследований (deen-1973). Эти силы интерпретируются в рамках клиренсной концепции физиологии почек (smith-1951).

Clinical relevance

Концепция сил Старлинга объясняет, почему изменения артериолярного тонуса, артериального давления, концентрации белков плазмы или давления в мочевыводящих путях изменяют фильтрацию, и является концептуальной основой для понимания того, как регулируется фильтрация. Эта статья представляет собой справочное объяснение основной физики и не содержит клинических пороговых значений или рекомендаций по лечению.

Evidence & guidelines

Концепция основана на первоначальной формулировке Старлинга баланса жидкости в капиллярах (starling-1896) и на исследованиях методом микропункции, которые непосредственно измеряли давление в клубочках и коэффициент ультрафильтрации (brenner-1971; deen-1973), интерпретированных в рамках классической клиренсной физиологии (smith-1951).

History

Эрнест Старлинг описал баланс гидростатического и онкотического давлений, регулирующих движение жидкости через капилляры, в 1896 году (starling-1896). Применение этого принципа к клубочку стало количественным в 1970-х годах, когда исследования методом микропункции клубочков крыс измерили гидростатическое давление в капиллярах, онкотическое давление и коэффициент ультрафильтрации, определив динамику клубочковой ультрафильтрации (brenner-1971; deen-1973).

Debates

Действует ли клубочек крысы в состоянии равновесия фильтрационного давления?

Ранние работы по микропункции предполагали, что возрастающее онкотическое давление может полностью устранить чистое фильтрационное давление до конца клубочкового капилляра (равновесие фильтрационного давления); обсуждалось, применимо ли это к различным видам и условиям, и как это ограничивает оценки коэффициента ультрафильтрации в литературе по микропункции.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Какие силы Старлинга регулируют клубочковую фильтрацию?

Гидростатическое давление в клубочковых капиллярах (способствующее фильтрации), которому противостоят гидростатическое давление в пространстве Боумена и онкотическое давление плазмы (оба препятствуют фильтрации). Их чистый баланс составляет чистое ультрафильтрационное давление.

Почему чистое фильтрационное давление падает по длине клубочкового капилляра?

По мере фильтрации безбелковой жидкости оставшиеся белки плазмы становятся более концентрированными, поэтому онкотическое давление плазмы возрастает по длине капилляра и постепенно препятствует дальнейшей фильтрации.