معلومة

11.10: تنظيم تدفق الدم الكلوي - علم الأحياء

11.10: تنظيم تدفق الدم الكلوي - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على:

  • وصف آليات التغذية الراجعة العضلية والنبوبية وشرح كيفية تأثيرها على حجم البول وتكوينه
  • وصف وظيفة الجهاز المجاور للكبيبات

من الضروري أن يكون تدفق الدم عبر الكلى بمعدل مناسب للسماح بالترشيح. يحدد هذا المعدل مقدار المادة المذابة التي يتم الاحتفاظ بها أو التخلص منها ، وكمية الماء التي يتم الاحتفاظ بها أو التخلص منها ، وفي النهاية ، الأسمولية في الدم وضغط الدم في الجسم.

أعصاب متعاطفة

الكلى تعصبها الخلايا العصبية الودية للجهاز العصبي اللاإرادي عبر الضفيرة البطنية والأعصاب الحشوية. يؤدي تقليل التحفيز الودي إلى توسع الأوعية وزيادة تدفق الدم عبر الكلى أثناء فترات الراحة. عندما يزداد تواتر إمكانات العمل ، تنقبض العضلة الشريانية الملساء (تضيق الأوعية) ، مما يؤدي إلى تناقص التدفق الكبيبي ، وبالتالي يحدث ترشيح أقل. في ظل ظروف الإجهاد ، يزداد النشاط العصبي الودي ، مما يؤدي إلى تضيق الأوعية المباشر للشرايين الواردة (تأثير النوربينفرين) وكذلك تحفيز النخاع الكظري. ينتج لب الغدة الكظرية ، بدوره ، تضيقًا عامًا للأوعية من خلال إطلاق الإبينفرين. وهذا يشمل تضيق الأوعية في الشرايين الواردة ، مما يؤدي إلى زيادة تقليل حجم الدم المتدفق عبر الكلى. هذه العملية تعيد توجيه الدم إلى الأعضاء الأخرى ذات الاحتياجات الفورية. إذا انخفض ضغط الدم ، فإن الأعصاب السمبثاوية ستحفز أيضًا إطلاق الرينين. يزيد الرينين الإضافي من إنتاج أنجيوتنسين 2 القوي الذي يضيق الأوعية. أنجيوتنسين 2 ، كما نوقش أعلاه ، سوف يحفز أيضًا إنتاج الألدوستيرون لزيادة حجم الدم من خلال الاحتفاظ بالمزيد من الصوديوم.+ و الماء. مطلوب فقط فارق ضغط 10 مم زئبق عبر الكبيبة من أجل GFR الطبيعي ، لذا فإن التغييرات الصغيرة جدًا في الضغط الشرياني الوارد تزيد أو تنقص بشكل ملحوظ GFR.

التنظيم الذاتي

تعتبر الكلى فعالة للغاية في تنظيم معدل تدفق الدم عبر مجموعة واسعة من ضغوط الدم. سينخفض ​​ضغط الدم عند الاسترخاء أو النوم. سوف تزداد عند ممارسة الرياضة. ومع ذلك ، على الرغم من هذه التغييرات ، فإن معدل الترشيح عبر الكلى لن يتغير إلا قليلاً. ويرجع ذلك إلى آليتين داخليتين للتنظيم الذاتي تعملان بدون تأثير خارجي: آلية عضلي المنشأ وآلية التغذية الراجعة الأنبوبية الكبيبية.

آلية عضل الشرايين

ال آلية عضلي المنشأ يعتمد تنظيم تدفق الدم داخل الكلى على خاصية مشتركة بين معظم خلايا العضلات الملساء في الجسم. عندما تقوم بشد خلية عضلية ملساء ، فإنها تنقبض ؛ عندما تتوقف ، يرتاح ، ويستعيد طوله المريح. تعمل هذه الآلية في الشريان الوارد الذي يغذي الكبيبة. عندما يرتفع ضغط الدم ، تتمدد خلايا العضلات الملساء في جدار الشريان وتستجيب عن طريق الانقباض لمقاومة الضغط ، مما يؤدي إلى تغيير طفيف في التدفق. عندما ينخفض ​​ضغط الدم ، تسترخي نفس خلايا العضلات الملساء لتقليل المقاومة ، مما يسمح بالتدفق المستمر للدم.

ردود الفعل Tubuloglomerular

ال ردود الفعل الأنبوبية الكبيبية تتضمن الآلية JGA وآلية إشارات paracrine تستخدم ATP والأدينوزين وأكسيد النيتريك (NO). هذه الآلية تحفز إما تقلص أو استرخاء خلايا العضلات الملساء الشريانية. تذكر أن DCT على اتصال وثيق مع الشرايين الواردة والصادرة للكبيبة. تستجيب خلايا الكثافة البقعية المتخصصة في هذا الجزء من النبيبات للتغيرات في معدل تدفق السوائل والصوديوم+ تركيز. مع زيادة GFR ، يكون هناك وقت أقل لإعادة امتصاص كلوريد الصوديوم في معاهدة التعاون بشأن البراءات ، مما يؤدي إلى زيادة الأسمولية في المرشح. تعمل حركة السوائل المتزايدة على انحراف الأهداب المفردة غير المتحركة بقوة أكبر على خلايا البقعة الكثيفة. تعمل هذه الأسمولية المتزايدة للبول المتكون ، ومعدل التدفق الأكبر داخل DCT ، على تنشيط خلايا البقعة العميقة للاستجابة عن طريق إطلاق ATP والأدينوزين (أحد مستقلب ATP). يعمل ATP والأدينوزين محليًا كعوامل paracrine لتحفيز الخلايا المجاورة للكبيبات العضلية في الشريان الوارد لتضييق ، وإبطاء تدفق الدم وتقليل GFR. على العكس من ذلك ، عندما ينخفض ​​GFR ، يقل Na+ في البول المتكون ، وسيعاد امتصاص معظمها قبل الوصول إلى البقعة العميقة ، مما يؤدي إلى انخفاض ATP والأدينوزين ، مما يسمح للشريان الوارد بالتمدد وزيادة معدل الترشيح الكبيبي. NO له تأثير معاكس ، حيث يؤدي إرخاء الشريان الوارد في نفس الوقت إلى تحفيز ATP والأدينوزين على الانقباض. وبالتالي ، لا يوجد ضبط دقيق لتأثيرات الأدينوزين و ATP على GFR.

الجدول 1. آليات Paracrine التي تتحكم في معدل الترشيح الكبيبي
التغيير في معدل الترشيح الكبيبيامتصاص كلوريد الصوديومدور ATP والأدينوزين / دور NOالتأثير على معدل الترشيح الكبيبي
زيادة معدل الترشيح الكبيبي (GFR)يزيد أنبوبي كلوريد الصوديوميزيد ATP والأدينوزين مما يسبب تضيق الأوعيةيؤدي تضيق الأوعية إلى إبطاء معدل الترشيح الكبيبي
انخفاض معدل الترشيح الكبيبي (GFR)أنبوبي كلوريد الصوديوم النقصانانخفاض ATP والأدينوزين ، مما يسبب توسع الأوعيةيزيد توسع الأوعية من معدل الترشيح الكبيبي (GFR)
زيادة معدل الترشيح الكبيبي (GFR)يزيد أنبوبي كلوريد الصوديوملا يزيد ، مما يسبب توسع الأوعيةيزيد توسع الأوعية من معدل الترشيح الكبيبي (GFR)
انخفاض معدل الترشيح الكبيبي (GFR)أنبوبي كلوريد الصوديوم النقصانلا النقصان ، مما تسبب في الأوعية الدمويةيقلل تضيق الأوعية GFR

مراجعة الفصل

تتغذى الكلى بالأعصاب السمبثاوية للجهاز العصبي اللاإرادي. يقلل النشاط العصبي الودي من تدفق الدم إلى الكلى ، مما يجعل المزيد من الدم متاحًا لمناطق أخرى من الجسم خلال أوقات التوتر. تحافظ آلية عضل الشرايين الشريانية على تدفق الدم بشكل ثابت عن طريق التسبب في تقلص العضلات الملساء الشريانية عند زيادة ضغط الدم والتسبب في ارتخاءها عندما ينخفض ​​ضغط الدم. تتضمن التغذية الراجعة Tubuloglomerular إشارات paracrine في JGA للتسبب في تضيق الأوعية أو توسع الأوعية للحفاظ على معدل ثابت لتدفق الدم.

الاختيار الذاتي

أجب عن السؤال (الأسئلة) أدناه لمعرفة مدى فهمك للموضوعات التي تم تناولها في القسم السابق.

أسئلة التفكير النقدي

  1. اشرح ما يحدث لـ نا+ التركيز في النيفرون عندما يزيد GFR.
  2. إذا كنت تريد أن تفرز الكلية المزيد من الصوديوم+ في البول ماذا تريد أن يفعل تدفق الدم؟

[تكشف-الإجابة q = ”527123 ″] إظهار الإجابات [/ تكشف-الإجابة]
[إجابة مخفية أ = ”527123 ″]

  1. يزداد تركيز الصوديوم في المرشح عندما يزيد معدل الترشيح الكبيبي ؛ سوف ينخفض ​​عندما ينخفض ​​GFR.
  2. لإفراز المزيد من Na+ في البول ، يزيد من معدل التدفق.

[/ إجابة مخفية]

قائمة المصطلحات

آلية عضلي المنشأ: الآلية التي تستجيب بها العضلات الملساء للتمدد عن طريق الانقباض ؛ تؤدي زيادة ضغط الدم إلى تضيق الأوعية وانخفاض ضغط الدم يؤدي إلى توسع الأوعية بحيث يظل تدفق الدم في اتجاه مجرى الدم ثابتًا

ردود الفعل الأنبوبية الكبيبية: آلية التغذية الراجعة التي تتضمن JGA ؛ خلايا البقعة الكثيفة ترصد Na+ التركيز في الجزء النهائي من الحلقة الصاعدة لهينلي والعمل على إحداث تضيق الأوعية أو توسع الأوعية للشرايين الواردة والصادرة لتغيير GFR


التفاعلات التي تساهم في التنظيم الذاتي لتدفق الدم في الكلى

الغرض من المراجعة: يُنظر إلى التنظيم الذاتي لتدفق الدم الكلوي تقليديًا لتحقيق الاستقرار في الترشيح الكبيبي ، وبالتالي الحمل الأنبوبي ، في مواجهة تقلبات ضغط الدم. نشأ هذا الرأي بسبب مساهمة التغذية المرتدة الأنبوبية الكبيبية ، التي تستشعر تكوين السائل الأنبوبي البعيد ، في تنظيم وتنظيم تدفق الدم الكلوي. أشارت الدراسات إلى دور أكثر أهمية لآلية عضل المنشأ. لقد تم اقتراح أن "الغرض" من التنظيم الذاتي هو الدفاع عن التركيب الكبيبي. قد تكون هاتان النظرتان غير مكتملتين لأن أيا منهما لا تأخذ في الاعتبار التفاعلات المعقدة بين التغذية المرتدة الأنبوبية الكبيبية وآلية عضل المنشأ وبين النيفرونات التي تشتق الشرايين الواردة من الشريان بين الفصوص المشتركة.

النتائج الأخيرة: تشير النتائج الحديثة إلى أنه لا جدال الآن في أن التنظيم الذاتي الفعال ضروري للدفاع عن البنية الكبيبية. تم عرض تعديل واسع النطاق للآلية العضلية عن طريق التغذية المرتدة الأنبوبية الكبيبية باستخدام مجموعة متنوعة من التصميمات التجريبية التي أضاءت مسارًا واحدًا (سينثاس أكسيد النيتريك العصبي في البقعة العميقة) الذي يحدث بواسطته.

ملخص: تشير هذه النتائج إلى أنه لم يعد من الممكن اعتبار الآلية العضلية المنشأ كآلية وعائية بحتة في الكلى وبدلاً من ذلك تتلقى المعلومات عبر ردود الفعل الأنبوبية الكبيبية حول حالة وظيفة الكلى.


تنظيم تدفق الدم الكلوي

لقد زادت المقاومة في الشريان الوارد = انخفاض الضغط في الكبسولة الكبيبية (Pgc) و GFR.

ولكن لديهم أيضًا مقاومة متزايدة في الشريان الصادر مما يزيد الضغط في الكُبيبة الكبيبية (Pgc) و GFR بحيث يلغي ما سبق.

لقد قللت من RBF ، وبالتالي زاد ضغط الأورام في كبسولة الكبيبات (زيادة السحب) مما يؤدي إلى انخفاض NFP ، وانخفاض GFR.

توفر أعصاب مضيق الأوعية الودي AA و EA.

يتم تحويل أنجيوتنسين (من الكبد) إلى أنجيوتنسين 1 بواسطة _____________

كل ما يلي هو عوامل تنظم إفراز الرينين باستثناء:

بالنسبة للأنجيوتنسين 2 ، نحصل على ردود فعل سلبية ، لأن الرينين يصنع الأنجيوتنسين الذي يتحول إلى أنجيوتنسين 1 الذي يتحول إلى أنجيوتنسين 2 ، لا تحتاج إلى المزيد من أنجيوتنسين 2. لذا فإن AG2 سوف يثبط إفراز الرينين.

بالنسبة للأعصاب السمبثاوية الكلوية ، عندما يكون لديك انخفاض في ضغط الدم ، فإنك تحصل على تحفيز للأعصاب الكلوية الودية ، مما يحفز إفراز الرينين بشكل مباشر وغير مباشر. مباشرة ، تحصل على تنشيط مستقبلات B1 على الخلايا الحبيبية. يؤدي الانقباض غير المباشر لـ AA إلى انخفاض في BP في AA ، وانخفاض GFR ، وانخفاض توصيل كلوريد الصوديوم إلى البقعة الكثيفة.

بالنسبة إلى البقعة العميقة ، أثناء انخفاض معدل الترشيح الكبيبي ، تحصل على انخفاض في توصيل كلوريد الصوديوم إلى النيفرون البعيد الذي تم اكتشافه بواسطة البقعة الكثيفة. تُطلق البقعة العميقة البروستاجلاندين I2 ، الذي يحفز إفراز الرينين من الخلايا الحبيبية.


جلوكوز الدم: التنظيم وعتبة الكلى

يتم الحفاظ على مستوى السكر في الدم المستقر من خلال دور الكبد ، والعضلات الهيكلية ، والكلى ، والتمارين العضلية ، والهرمونات.

1. الكبد هو محور التمثيل الغذائي للكربوهيدرات و shylism في الجسم كله. إن وجود الجلوكوز 6 فوسفاتيز في الكبد يحول الجلوكوز 6 فوسفات إلى الجلوكوز الذي ينتشر في مجرى الدم ليشكل المصدر الثابت والوحيد للجلوكوز في الدم ما لم وحتى يتوفر الجلوكوز من الأمعاء من نظام الكربوهيدرات والشيهيدرات.

2. لا يمكن تحويل الجليكوجين العضلي إلى جلوكوز بسبب نقص إنزيم الجلوكوز 6 فوسفاتيز. لذلك ، يتم تحويل الجليكوجين إلى حمض اللاكتيك الذي يتم تحويله عن طريق & # 8220Cori Cycle & # 8221 أو & # 8220Lactic Acid Cycle & # 8221 إلى الجلوكوز في الكبد وينتشر glu & shycose إلى مجرى الدم.

3. تتطلب خلايا الكبد ، مثل الخلايا الأخرى ، أكسدة المواد العضوية لتحافظ على وظائفها الحيوية. في ظل وفرة جلوكوز الوقود ، يتناقص الجليكوجين ويختفي ويحدث أكسدة الدهون في شكل أحماض كيتو متقلبة. تستخدم بعض أحماض الكيتو في الطاقة الخلوية. ولكن في حالة زيادة تركيز الأحماض الكيتونية واختصارها ، تنتشر أحماض الكيتو في مجرى الدم وتتراكم لإنتاج الكيتوزية.

4. عندما يتناقص خزان الجليكوجين ، يستخدم الكبد الأحماض الأمينية لبروتينات الجسم لتكوين السكر.

دور العضلات الهيكلية:

1. الأنسجة خارج الكبد هي نسبيًا مقاومة للجلوكوز وقابلة للتحلل ، وبالتالي ، فإن الأنسولين ضروري لامتصاص الجلوكوز إلى هذه الخلايا.

2. زيادة نسبة الجلوكوز في الدم يعزز تكوين الجليكوجين وأكسدة الجلوكوز في الفطر. لا يخدم الجليكوجين العضلي بشكل خجول كمصدر للجلوكوز أثناء نقص السكر في الدم. ولكن يتم توفير الجلوكوز في الدم من الجليكوجين العضلي من خلال & # 8220Cori Cycle & # 8221 أو & # 8220Lactic Acid Cycle & # 8221.

1. هناك أدلة كثيرة على أن الكلى قادرة على تكوين الجلوكوز من عدد من الكربوهيدرات وسيطة وكذلك من الأحماض الأمينية.

2. يمتلك بعض القدرة على تكوين الجلوكوجين واللمعان ، على الرغم من أن السعة ضئيلة مقارنة بقدرات الكبد.

3. عندما يتجاوز مستوى الجلوكوز في الدم عتبة الكلى (160-180 مجم / 100 مل) ، تكون الأنابيب الكلوية غير قادرة على إعادة امتصاص كل السكر المصفى في الكبيبات ويتم إفراز الجلوكوز الزائد في البول. هذا يؤدي إلى انخفاض تركيز الجلوكوز في الدم.

دور العضلات E.التمرين:

تعمل التمارين العضلية على تعزيز دخول الجلو والسكوز إلى خلايا العضلات وتستخدم العضلات الجلوكوز. وبالتالي ، فإنه يخفض مستوى السكر في الدم.

1. يتم إنتاجه من قبل الخلايا p لجزر لانجرهانز في البنكرياس ويتم تحريره وخجوله في الدم عن طريق الاستجابة المباشرة لارتفاع السكر في الدم. يتم إفراز الأنسولين عن طريق الأحماض الأمينية ، والأحماض الدهنية الحرة ، والأغذية الكيتونية ، والخجل ، والجلوكاجون ، والسكرتين ، والتولبوتاميد. يمنع الإبينفرين والنورادرينالين إفراز الأنسولين.

2. يزيد من معدل امتصاص الأنسجة للجلوكوز.

3. يعزز تكوين الجليكوجين عن طريق تحفيز هيكسوكيناز وتخليق الجليكوجين وأكسدة الجلوكوز عن طريق تحفيز إنزيم فسفوفركتوكيناز.

4. يقلل من تحلل الجليكوجين الكبدي وتكوين السكر.

5. أنه يحفز تكوين الدهون وتزامن البروتين والخلاب.

6. يمنع تولد الكيتون.

ب. الأمامية هرمونات الغدة النخامية:

1. تفرز الغدة النخامية الأمامية الهور والشيمونات التي ترفع مستوى السكر في الدم عن طريق معاداة عمل الأنسولين. هم هرمون النمو ، ACTH ومبادئ أخرى & # 8216 للسكري & # 8217.

2. يتم تحفيز إفراز هرمون النمو عن طريق نقص السكر في الدم. يعمل على تقليل نسبة الجلوكوز وتناوله في أنسجة معينة ، مثل العضلات.

3. هرمون النمو يحرك الأحماض الدهنية الحرة والخجول من الأنسجة الدهنية التي تمنع نفسها من استخدام الجلوكوز.

4. ينتج ارتفاع السكر في الدم الذي يحفز إفراز الأنسولين ويؤدي إلى إفراز خلايا بيتا.

5. ACTH يعزز إطلاق الأحماض الدهنية الحرة من الأنسجة الدهنية ويمنع استخدام الجلو والسكوز. كما أنه يزيد من مستوى السكر في الدم عن طريق تحفيز إفراز هرمونات قشرة الغدة الكظرية.

ج- هرمونات قشرة الغدة الكظرية:

1. الجلوكوكورتيكويدات (11-أوكسي-ستيرويدات) هي مفيدة وغير مهمة في استقلاب الكربوهيدرات. وهي تؤدي إلى استحداث السكر عن طريق زيادة تقويض البروتين في الأنسجة ، وزيادة امتصاص الكبد للأحماض الأمينية ونشاط ناقص الترانساميناسات في الكبد.

2. الجلوكوكورتيكويدات تمنع استخدام الجلوكوز في الأنسجة خارج الكبد. هم مناهضون للأنسولين.

3. تعمل الجلوكوكورتيكويدات أيضًا على زيادة شكل وقشرة الجلوكوز في الكبد عن طريق تحفيز الجلوكوز -6-الفوسفاتاز والفركتوز -1 ، 6-بيسفوسفاتاز.

1. يفرز الإبينفرين بواسطة الغدة الكظرية me & shydulla ، وهو يحفز تكسير الجليكوجين في العضلات عن طريق زيادة نشاط الفوسفوريلاز والخلية.

2. في العضلات ، يتم تحويل الجليكوجين إلى حمض اللاكتيك بدلاً من الجلوكوز بسبب نقص الجلوكوز 6 فوسفاتيز. يتم تحويل حمض اللاكتيك هذا إلى جلوكوز في الكبد عن طريق & # 8220Cori Cycle & # 8221 وينتشر في الدم.

3. يحد من إفراز الأنسولين من البنكرياس.

1. يتم إنتاج الجلوكاجون بواسطة خلايا ألفا في جزر لانجرهانز في البنكرياس ، ويتم تحفيزها عن طريق نقص السكر في الدم. يسبب تحلل الجليكوجين عن طريق تنشيط الفوس وشيفوريلاز في الكبد.

2. يحفز الجيكوز 6 فوسفاتيز في الكبد على تكوين الجلوكوز من الجلوكوز 6 فوسفات.

3. يعزز تكوين السكر من الأحماض الأمينية واللاكتات.

هرمون الغدة الدرقية:

1. الثيروكسين له تأثير مسبب لمرض السكري.

2. يزيد من معدل امتصاص السداسيات ويسرع تكوين السكر.

3. يحفز تحلل الجليكوجين الكبدي مع ما يترتب على ذلك من ارتفاع في نسبة السكر في الدم. هذا بسبب زيادة الحساسية للإبينفرين.

يسبب هرمون الاستروجين زيادة في تحرير القصور والشيلين وبالتالي انخفاض مستوى السكر في الدم. يقلل التستوستيرون أيضًا من مستوى السكر في الدم.

عتبة الكلى للجلوكوز:

يتم ترشيح الجلوكوز باستمرار بواسطة الكبيبات عندما يرتفع سكر الدم إلى مستوى مرتفع. ولكن يتم إرجاعه بالكامل إلى الدم عن طريق إعادة الامتصاص الكلوي والشيبولار. إعادة الامتصاص يتأثر بالفسفرة بواسطة الإنزيمات.

قدرة الأنابيب الكلوية على إعادة امتصاص الجلوكوز محدودة بمعدل 350 خرقة / دقيقة. إذا كان المرشح يحتوي على نسبة جلوكوز أكبر مما يمكن إعادة امتصاصه ، فإن السائل المنفصل يمر عبر البول لإنتاج بيلة سكرية.

تحدث البيلة السكرية عند الأفراد عندما يتجاوز سكر الدم الوريدي 160-180 مجم / 100 مل. يقال أن هذا المستوى من السكر في الدم الوريدي هو الحد الكلوي للجلوكوز. المعدل الأقصى لإعادة امتصاص الجلوكوز بواسطة النبيب (TmG- الحد الأقصى الأنبوبي لـ glu & shycose) ثابت. ومن ثم ، فهو قياس وخجل أكثر دقة من عتبة الكلى التي تختلف مع تغير معدل الترشيح الكبيبي.


علم العقاقير العام

مايك شاشتر. منير بير محمد ، الصيدلة السريرية (الطبعة الحادية عشرة) ، 2012

إزالة

ينخفض ​​تدفق الدم الكلوي ، والترشيح الكبيبي ، والإفراز الأنبوبي مع تقدم العمر فوق 55 عامًا ، ولا يشير الانخفاض الذي أدى إلى زيادة تركيز الكرياتينين في الدم لأن إنتاج هذا المستقلب يتضاءل بسبب تناقص كتلة العضلات المرتبط بالعمر. في الواقع ، في كبار السن ، قد يكون الكرياتينين في الدم ضمن نطاق التركيز للبالغين العاديين حتى عندما يكون تصفية الكرياتينين 50 مل / دقيقة (مقارنة بـ 127 مل / دقيقة عند الذكور البالغين). ينشأ خطر خاص من الآثار الضارة مع الأدوية التي يتم التخلص منها بشكل رئيسي عن طريق الكلى والتي لها نسبة علاجية صغيرة ، على سبيل المثال أمينوغليكوزيدات ، ديجوكسين ، ليثيوم.


آلية

ينشأ RBF في نقير الكلى من خلال الشريان الكلوي. من الشريان القطاعي إلى الشريان بين الفصين ، يصل الدم بشكل موازٍ للوصلة القشرية النخاعية في الشريان المقوس. يؤدي هذا إلى ظهور الشرايين بين الفصوص التي تشع باتجاه السطح. تتفرع الشرايين الوافدة مما يؤدي في النهاية إلى الكبيبة في كبسولة بومان & # x02019s. من هنا ، تبدأ الشرايين الصادرة في تكوين الجهاز الوريدي وتنقسم إلى مجموعة أخرى من الشعيرات الدموية المعروفة باسم الشعيرات الدموية المحيطة بالنبيبات. ثم يخرج الدم من الكلية ويدخل في الدورة الدموية الوريدية. ومع ذلك ، فإن الشرايين الصادرة التي تقع فوق الحدود القشرية النخاعية تنتقل إلى أسفل إلى النخاع. ينقسمون أيضًا إلى vasa recta الذي يحيط بحلقة Henle. الغرض من هذه الأوعية هو تزويد الشعيرات الدموية الموجودة في النخاع. تلعب الاختلافات بين تدفق الدم في القشرة الكلوية والنخاع دورًا مهمًا في تنظيم الأسمولية الأنبوبية. يحافظ ارتفاع تدفق الدم والشعيرات الدموية حول الأنبوب في القشرة على بيئة خلالية مماثلة للنبيبات القشرية الكلوية مع بيئة بلازما الدم. ومع ذلك ، في النخاع ، تختلف البيئة الخلالية عن تلك الموجودة في بلازما الدم. يلعب هذا الاختلاف الحاسم دورًا مهمًا في التدرج التناضحي النخاعي وتنظيم إفراز الماء.

يشكل RBF حوالي 20 ٪ من إجمالي النتاج القلبي وهو ما يقرب من 1 لتر في الدقيقة. يتبع التدفق في الكلى نفس مبادئ الدورة الدموية التي تظهر في أماكن أخرى في الأعضاء الأخرى. يتناسب RBF مع الاختلاف في الضغوط بين الشريان الكلوي والوريد ، ولكنه يتناسب عكسياً مع مقاومة الأوعية الدموية. تتأثر المقاومة بما إذا كانت السفينة في سلسلة أو & # x000a0in متوازية. نظرًا لأن الكلية بها أوعية دموية متوازية ، تنخفض المقاومة الكلية ، مما يمثل ارتفاع تدفق الدم.

معدل الترشيح الكبيبي (GFR) هو كمية السوائل التي تمت تصفيتها من الكبيبة إلى كبسولة Bowman & # x02019s لكل وحدة زمنية. يشير إلى حالة الكلى ويمكن استخدامه للمساعدة في توجيه الإدارة في حالات مثل مرض الكلى المزمن. تم تصميم حاجز الترشيح الكبيبي بشكل فريد لمنع مرور بعض المواد وفقًا للحجم والشحنة. وهي تتألف من طبقة داخلية من البطانة الشعرية النفاذة التي يمكن نفاذها بحرية إلى كل شيء باستثناء خلايا الدم و 100 نانومتر أو جزيئات أكبر. الطبقة الوسطى عبارة عن غشاء قاعدي يتكون من النوع الرابع من الكولاجين وكبريتات الهيباران. تتكون الطبقة الظهارية الخارجية من عمليات قدم خلية بودوسية متداخلة مع الغشاء القاعدي. يمنع دخول الجزيئات الأكبر من 50 إلى 60 نانومتر. تحتوي جميع الطبقات على بروتينات سكرية سالبة الشحنة تساعد أيضًا في منع دخول الجزيئات الأخرى ذات الشحنة السالبة ، وعلى الأخص الألبومين.

يمكن تحديد GFR من خلال معادلة ستارلينج ، وهو معامل الترشيح مضروبًا بالفرق بين ضغط الأورام الشعري الكبيبي وضغط الأورام الحبيبي في بومان مطروحًا من الفرق بين الضغط الهيدروستاتيكي الكبيبي وضغط بومان الفضائي الهيدروستاتيكي. تؤدي الزيادات في الضغط الهيدروستاتيكي الكبيبي الشعري إلى زيادات في ضغط الترشيح الصافي و GFR. ومع ذلك ، فإن الزيادات في الضغط الهيدروستاتيكي في مساحة بومان تؤدي إلى انخفاض في ضغط الترشيح و GFR. قد ينتج هذا عن انقباض الحالب. تؤدي الزيادات في تركيز البروتين إلى رفع ضغط الأورام الشعري الكبيبي وتسحب السوائل من خلال التناضح ، وبالتالي تقليل معدل الترشيح الكبيبي (GFR).

جزء الترشيح (FF) هو جزء من تدفق البلازما الكلوي (RPF) المرشح عبر الكبيبة. المعادلة هي GFR مقسومة على RPF. يبلغ FF حوالي 20 ٪ مما يشير إلى أن 80 ٪ المتبقية تواصل مسارها عبر الدورة الدموية الكلوية. عندما يزداد جزء الترشيح ، يزداد تركيز البروتين في الشعيرات الدموية حول الأنبوب. هذا يؤدي إلى امتصاص إضافي في النبيبات القريبة. بدلاً من ذلك ، عندما ينخفض ​​جزء الترشيح ، تقل أيضًا كمية السائل التي يتم ترشيحها عبر حاجز الترشيح الكبيبي لكل وحدة زمنية. ينخفض ​​تركيز البروتين في اتجاه مجرى النهر في الأوعية المحيطة بالنبيبات وتقل أيضًا القدرة الاستيعابية للأنابيب القريبة.

الكلى لديها آليات مصممة للحفاظ على GFR ضمن نطاق معين. إذا كان معدل الترشيح الكبيبي منخفضًا جدًا ، فلن يتم ترشيح النفايات الأيضية من الدم إلى الأنابيب الكلوية. إذا كان معدل الترشيح الكبيبي مرتفعًا جدًا ، فإن القدرة الاستيعابية للملح والماء عن طريق الأنابيب الكلوية تصبح غارقة. يدير التنظيم التلقائي هذه التغييرات في GFR و RBF. هناك نوعان من الآليات التي يحدث بها هذا. الأول يسمى آلية العضل. أثناء التمدد المتزايد ، تنقبض الشرايين الواردة الكلوية لتقليل GFR. وتسمى الآلية الثانية ردود الفعل الأنبوبية الكبيبية. هذه الآليات لها تفاعل مهم لأنها تخلق تذبذبات فردية ، مما يتسبب في انتشار إشارة كهربائية متزامنة بين النيفرون. & # x000a0 [4] & # x000a0 يزيد الضغط الشرياني الكلوي المتزايد من توصيل السوائل والصوديوم إلى النيفرون البعيد حيث توجد البقعة العميقة تقع. [5] يستشعر التدفق وتركيز الصوديوم. يتم تحرير ATP ويزيد الكالسيوم في خلايا العضلات الحبيبية والملساء للشريان الوارد. هذا يسبب انقباض الشرايين وانخفاض إطلاق الرينين. تساعد هذه العملية الشاملة على تقليل معدل الترشيح الكبيبي (GFR) والحفاظ عليه في نطاق محدود ، وإن كان أعلى قليلاً من خط الأساس. في حالة انخفاض معدل الترشيح الكبيبي (GFR) ، ينخفض ​​تدفق السوائل وتوصيل الصوديوم. تستجيب البقعة العميقة عن طريق تقليل إطلاق ATP ، ويحدث انخفاض لاحق في الكالسيوم من خلايا العضلات الملساء للشريان الوارد. والنتيجة المترتبة على ذلك هي توسع الأوعية وزيادة إفراز الرينين في محاولة لزيادة معدل الترشيح الكبيبي. يتراوح ضغط التنظيم الذاتي بين 80 و 180 ملم زئبق. خارج هذا النطاق ، تفشل هذه الآليات المذكورة أعلاه.


تدفق الدم: التنظيم والعوامل (مع رسم بياني)

في هذه المقالة سوف نناقش حول: - 1. تنظيم تدفق الدم 2. تدفق الدم التاجي 3. العوامل 4. التنظيم التلقائي.

تنظيم تدفق الدم:

1. زيادة توتر ثاني أكسيد الكربون (زيادة pCO2) هو العامل الأكثر أهمية.

كو2 هو موسع للأوعية الدموية الدماغية. زيادة ثاني أكسيد الكربون2 محتوى الهواء الملهم (3-5٪) يضاعف تقريبًا تدفق الدم إلى الدماغ. يقلل فرط التنفس الطوعي من ضغط الهواء2، ويسبب تضيق الأوعية ويقلل من تدفق الدم في المخ. هذا يؤدي إلى الدوخة.

2. زيادة تركيز H + في السائل الدماغي الشوكي يزيد من تدفق الدم في المخ.

3. نقص الأكسجة (انخفاض p O2) يزيد أيضًا من تدفق الدم في المخ.

4. ارتفاع في التوتر داخل الجمجمة يضغط على الأوعية الدموية التي تغذي الدماغ. هذا يقلل من تدفق الدم الدماغي (مبدأ مونرو كيلي).

5. تحفيز الألياف السمبثاوي / السمبتاوي لا يكون له تأثير ضئيل على تدفق الدم في المخ.

نظرًا لأن المقصورات الثلاثة موضوعة في صندوق صلب (الجمجمة) ، فإن التوسع في أي جزء من المقصورة يمكن أن يحدث فقط على حساب المساومة في الجزأين الأخريين. عندما تتمدد حجرة السائل الدماغي النخاعي (بسبب زيادة تراكم السائل الدماغي النخاعي) يتم الضغط على حجرة الأوعية الدموية. هذا يقلل من تدفق الدم في المخ.

تدفق الدم التاجي:

أنا. يمد تدفق الدم عبر الشرايين التاجية عضلة القلب (عضلة القلب).

ثانيا. يأخذ الشريان التاجي الأيمن والأيسر أصلهما من جذر الشريان الأورطي.

ثالثا. يبلغ تدفق الدم الطبيعي للشرايين التاجية حوالي 250 مل / دقيقة.

رابعا. يكون الاختلاف في الأكسجين الشرياني الوريدي أعلى مستوى حتى في ظل ظروف الراحة. هو حوالي 14 مل (20-6 مل) / 100 مل.

5. لذلك ، كلما زاد طلب عضلة القلب على الأكسجين ، يتم تحقيق ذلك فقط عن طريق زيادة تدفق الدم في الشريان التاجي.

السادس. يتم تصريف الدم الوريدي من عضلة القلب إلى الجيب التاجي والأوردة القلبية الأمامية.

السابع. هناك تباين في تدفق الدم خلال الدورة القلبية. يتدفق المزيد من الدم عبر الأوعية التاجية أثناء الانبساط البطيني أكثر مما يتدفق خلال الانقباض. وهذا ينطبق بشكل أكبر على الشريان التاجي الأيسر (الشكل 3.45).

ثامنا. يكون تباين تدفق الحجم أكثر طورًا في منطقة شغاف القلب عند مقارنته بالمنطقة النخابية.

تحديد تدفق الدم في الشريان التاجي:

أنا. من خلال تطبيق مبدأ Fick & # 8217s.

ثانيا. أكسيد النيتروز هو المادة المختارة. يمكن أيضًا استخدام الثاليوم النظائر المشعة (Tl-201).

ثالثا. يتم تصريف الدم الوريدي من عضلة القلب إلى الجيب التاجي والأوردة القلبية الأمامية.

CBF (تدفق الدم التاجي) = س / أج - الخامسج مل / دقيقة

Q هي كمية أكسيد النيتروز التي تمتصها أنسجة المخ.

أج هو تركيز المادة في الدم الشرياني.

الخامسج هو تركيز المادة في الدم الوريدي.

العوامل المؤثرة على تدفق الدم:

1. يخضع تدفق الدم التاجي لتنظيم ذاتي.

2. رأس الضغط (ضغط الأبهر مطروحًا منه ضغط الجيوب التاجية)

4. العوامل الكيميائية (غازات الدم) ، وأهمها إمداد الأكسجين (نقص الأكسجة) وانخفاض توتر الأكسجين (انخفاض في pO2). أي حالة نقص الأكسجة ستتبعها على الفور زيادة في تدفق الدم.

5. التحفيز الودي

تدفق الشريان التاجي الأيسر:

أنا. أثناء مرحلة الانكماش متساوي القياس حيث يزداد الضغط داخل البطينات فجأة ، تنضغط الأوعية الدموية ، وبالتالي ينخفض ​​تدفق الدم.

ثانيا. أثناء مرحلة الطرد القصوى والمخفضة ، تنقبض ألياف عضلة القلب ويزداد الضغط داخل البطيني وداخله إلى 120 ملم زئبق. يتم ضغط الأوعية الدموية الشغافية وبالتالي ينخفض ​​تدفق الدم.

ثالثا. خلال نفس الوقت لا يتم ضغط الأوعية الدموية النخابية إلى حد كبير. يظل إجمالي تدفق الدم منخفضًا (حوالي 40 مل / دقيقة)

رابعا. أثناء الانبساط ، حيث ينخفض ​​الضغط داخل البطيني بسرعة ، تقل قوة الضاغط على الأوعية الدموية وهذا يؤدي إلى زيادة تدفق الدم.

يظل تدفق الدم في الشريان التاجي الأيمن مرتفعًا أثناء الانقباض البطيني والانبساط ، لأن الأوعية الدموية التي تغذي القلب الأيمن لا تتعرض لضغط أكبر. وذلك لأن الضغط يتغير في البطين الأيمن أثناء الدورة القلبية يظل منخفضًا (10-25 ملم زئبق).

تضمنت آلية العوامل الكيميائية:

1. ينتج نقص الأكسجة عن إنتاج الأدينوزين وهو منتج نهائي لعملية التمثيل الغذائي اللاهوائي والأدينوزين هو مادة قوية لتوسيع الأوعية الدموية التاجية. تأثير نقص الأكسجة ليس تأثيرا مباشرا ولكن من خلال إنتاج الأدينوزين.

2. زيادة في pCO2 أو زيادة في H + سيؤدي أيضًا إلى توسع الأوعية التاجية وزيادة تدفق الدم.

التحفيز الودي (الشكل 3.46):

تحتوي الشرايين التاجية على كليهما ومستقبلات. سيؤدي تحفيز المستقبلات إلى تضيق الأوعية التاجية. يؤدي تحفيز المستقبلات إلى توسع الأوعية التاجية. ومع ذلك ، فإن تحفيز الألياف السمبثاوية للقلب يرتبط بتوسع الأوعية التاجية.

يزيد تحفيز الألياف الودي للقلب من قوة الانقباض وبالتالي التمثيل الغذائي للعضلات القلبية. تؤدي المنتجات الأيضية النهائية إلى توسع الأوعية التاجية. لذلك ، فإن التأثير الصافي للتحفيز الودي هو توسع الأوعية التاجية وزيادة تدفق الدم.

الجهاز السمبتاوي (ACh هو الناقل العصبي الذي تحرره هذه النهايات العصبية) يرتبط تحفيز العصب بتوسع الأوعية التاجية وزيادة تدفق الدم.

تشمل موسعات الأوعية التاجية الأخرى:

رابعا. و NO (أكسيد النيتريك) ، النتروجليسرين ، النترات تستخدم سريريًا كموسعات للأوعية التاجية.

التنظيم التلقائي لتدفق الدم:

يحدد متوسط ​​الضغط الشرياني تدفق الدم عبر منطقة الأوعية الدموية. على مستوى العضو أو الأنسجة ، هو ضغط التروية ، وهو ليس سوى فرق ضغط بين بداية التدفق (P1، ضغط نهاية الشرايين) وفي نهاية التدفق (ص2، الضغط الوريدي).

توجد علاقة مباشرة بين ضغط التروية هذا (P1 & # 8211 ص2) وتدفق الدم. في معظم الأنسجة أو الأعضاء ، يكون فرق الضغط (P.1 & # 8211 ص2) حوالي 70 ملم زئبق.

الأعضاء والأنسجة التي يحدث فيها التنظيم الذاتي لتدفق الدم هي:

1. تدفق الشريان التاجي (تدفق الدم عبر عضلة القلب)

2. التدفق الدماغي (تدفق الدم عبر الدماغ)

3. التدفق الكلوي (تدفق الدم عبر الكلى)

4. تدفق الدم في الهيكل العظمي ، إلخ.

تتمتع الأعضاء المذكورة أعلاه بآلية تنظيم تلقائية مطورة جيدًا للحفاظ على تدفق ثابت ضمن نطاق معين من الضغط. وهذا ما يسمى بالتنظيم الذاتي لتدفق الدم.

بحكم التعريف ، فإن التنظيم الذاتي لتدفق الدم ينص على أنه قدرة العضو أو الأنسجة على تنظيم تدفق الدم الخاص به على الرغم من التغيير في ضغط الدم.

ضغط الإغلاق الحرج / ضغط الفتح الحرج (الشكل 3.52):

ضغط الإغلاق الحرج هو متوسط ​​الضغط الشرياني الأدنى الضروري للحفاظ على الشرايين في حالة منتفخة. إذا كان الضغط في الوعاء أقل من الحد الأدنى ، تنهار الأوعية الدموية. عادة ، يكون ضغط الإغلاق الحرج حوالي 20 مم زئبق. تحت هذا الضغط ، منذ انهيار الأوعية الدموية ، يتوقف تدفق الدم عبر العضو تمامًا.

مع زيادة الضغط فوق ضغط الإغلاق الحرج ، يزداد حجم تدفق الدم أيضًا بشكل متناسب حتى الحد الأقصى. لذلك سيكون لديهم علاقة مباشرة. ومع ذلك ، عندما يتجاوز الضغط قيمة معينة ، على الرغم من زيادة الضغط ، لن يكون هناك أي زيادة أخرى في تدفق الدم. يُطلق على هذا القدرة على التنظيم الذاتي للجهاز لتنظيم تدفق الدم.

تمتلك معظم الأعضاء القدرة على تنظيم تدفقها تلقائيًا بين نطاق ضغط يتراوح بين 60 و 180 ملم زئبق. بعد 180 مم زئبق ، تفشل آليات التنظيم الذاتي ، وبالتالي سيكون هناك زيادة أخرى في تدفق الدم بما يتناسب مع الزيادة في الضغط. يُلاحظ التنظيم التلقائي لتدفق الدم حتى في عضو معزول منزوع التغذية. هذا يشير إلى أن إمداد العصب ليس مسؤولاً عن آلية التنظيم الذاتي.


السيطرة الثابتة للدولة على ديناميكا الدم الكلامية عن طريق الأعصاب الكلسية

"التحفيز السمبثاوي المعتدل أو المعتدل له تأثير ضئيل على تدفق الدم الكلوي ومعدل الترشيح الكبيبي." 3

يظهر هذا البيان في كتاب مدرسي محترم للغاية تستخدمه العديد من الجامعات لتدريس الجوانب التكاملية لتنظيم وظائف الكلى. تصف التجارب وراء هذا البيان استجابة من ثلاث خطوات لتنشيط الأعصاب الكلوية. تشير التقارير إلى أن المستويات المنخفضة من التنشيط الودي ، مثل التي يتوقع حدوثها في "الحياة اليومية" تزيد من إفراز الرينين ، وتقلل المستويات المعتدلة من التنشيط من إفراز الصوديوم وتقليل مستويات التنشيط الشديدة فقط من RBF. 1 بينما لا يتم التشكيك في صحة هذه التجارب ، يتم إعادة فحص تفسيرها في ضوء التجارب على الحيوانات الواعية. 4-7 تشير هذه التجارب الأخيرة إلى أنه في ظل بعض الظروف ، تكون الأوعية الدموية الكلوية حساسة للتغييرات الصغيرة في RSNA. قد يعني هذا الاحتمال أن RSNA يلعب دورًا في تنظيم وظيفة الأوعية الدموية الكلوية في علم وظائف الأعضاء الطبيعي وكذلك في الأمراض حيث قد تتغير مستويات RSNA بشكل مزمن على سبيل المثال ، أثناء بعض أشكال ارتفاع ضغط الدم المبكر 8 أو أثناء قصور القلب. 9

تتلقى الكلية إمدادًا غنيًا من الأعصاب السمبثاوية التي تدخل العضو بجانب الأوعية الدموية ثم تمتد على طول الشرايين لتنتهي على العضلات الملساء للشرايين الكبيبية الواردة والصادرة ، والنبيبات القريبة والجهاز المجاور للكبيبات. طور بيرنستوك وكوستا 12 لأول مرة وجهة نظر مفادها أن التعصيب لا يتضمن أليافًا ذاتية منفصلة لكل نسيج مستهدف معين ، ولكن بدلاً من ذلك ، فإن مسار الألياف اللاإرادية يمر عبر الشرايين الواردة والصادرة ، والأنابيب القريبة والخلايا الحبيبية المجاورة للكبيبات التي توفر تباينات في كل منها موقع. توفر هذه الملاحظة نقطة انطلاق للمناقشة التالية حول عدم وجود انتقائية للوظيفة ضمن عمل الأعصاب الكلوية ، على الرغم من أنه من الممكن أن تسمح الاختلافات في البنية والوظيفة المشبكية بذلك. ومع ذلك ، فإن الدراسات المقتبسة والمؤثرة على نطاق واسع من قبل باراخاس وآخرون. 10 يشير إلى أنه في حين أن المحاوير الفردية يمكن أن تعصب عدة مناطق مختلفة من النيفرون والأوعية الدموية ، إلا أن هناك أيضًا تعصيبًا ينتقل بشكل انتقائي إلى الأنابيب أو الأوعية أو الخلايا الحبيبية المجاورة للكبيبات. بالإضافة إلى ذلك ، لوف وآخرون. لاحظ 13 نوعين مختلفين من المحاور العصبية المتعاطفة التي تعصب الشرايين المجاورة للكبيبة والتي تختلف هيكليًا عن تلك التي تزود الشرايين الأخرى في الكلى والتي تحتوي على الشرايين الواردة والأعصاب التفاضلية. لذلك ، تشير هذه الملاحظات إلى العكس ، من الناحية التشريحية على الأقل ، هناك أساس للتحكم الانتقائي في إطلاق الرينين أو إفراز الصوديوم أو الديناميكا الدموية الكلوية.

تجارب التحفيز الكهربائي

يقترح كل من DiBona و Kopp 1 أن RBF منظم بواسطة RSNA فقط عند مستويات عالية من RSNA. يعتمد هذا على عدد من التجارب من عدة مجموعات في الفئران والأرانب والكلاب المخدرة والتي تم فيها تحفيز الأعصاب الكلوية كهربائيًا. زادت جميع مستويات تحفيز العصب الكلوي فوق 0.25 هرتز من إفراز الرينين ، 14-17 لكن التحفيز بين 0.25 و 1.0 هرتز لم يغير RBF 15 و 18-20 وكان هناك حاجة إلى التحفيز بين 2 و 10 هرتز لإحداث انخفاض يعتمد على التحفيز في RBF. انعكست هذه التغييرات في التدفق وإعادة الامتصاص أيضًا في وظيفة النيفرون المفردة. 21 في حين أن التغييرات تعتمد بشكل واضح على التردد ، فإن المستوى المتوسط ​​لإطلاق النار هو العامل المهم في الجسم الحي. يمكن أن يؤدي عرض مثل هذه البيانات مثل الاعتماد على التردد إلى صعوبة المقارنة بين الأنواع حيث يختلف تواتر الراحة لـ RSNA الذي يحدث بشكل طبيعي (انظر لاحقًا). هذا أيضًا يجعل تفسير التغييرات من معدل إطلاق النار الصفري في الأعصاب التي تم تجريدها مركزيًا (كما في التجارب أعلاه) أكثر تعقيدًا في التفسير. ربما يكون من الأنسب اعتبار المستوى النسبي للتنشيط جانبًا مهمًا.

تتمثل إحدى مزايا نهج التحفيز الكهربائي في أنه يسمح بتجنيد جميع الألياف العصبية دون إمكانية التنشيط الانتقائي لألياف عصبية معينة قد تحدث أثناء التحفيز المنعكس. 22 وهكذا ، يمكن أن يرتبط تغيير في بعض المعلمات الوظيفية ارتباطًا مباشرًا بمستوى التحفيز المطبق دون احتمال حدوث تنشيط لمجموعات سكانية فرعية مختارة من الأعصاب التي تذهب إلى مناطق معينة من كل نيفرون. تم طرح مثل هذا الاحتمال لبعض المحفزات 23 (انظر لاحقًا). ومع ذلك ، فإن التحفيز الكهربائي محدود في نمط التحفيز العصبي الذي يمكن أن يحققه. سيقوم بتنشيط جميع الحزم العصبية بشكل متزامن مع كل نبضة ، في حين أن الأنماط الذاتية من RSNA ربما تنشط فقط ما بين 10 و 30 ٪ من المحاور في أي وقت. 5 بالإضافة إلى ذلك ، فإن التنشيط الفسيولوجي للأعصاب المتعاطفة هو نتيجة التوليد المركزي وتكامل عدد من المدخلات الواردة لإنتاج تصريفات تتفاوت بشكل كبير في تواترها واتساعها من الاندفاع إلى الانفجار. 5 ليس من الممكن إنتاج هذا الاختلاف مع التحفيز الكهربائي للأعصاب. وبالتالي ، فإن بروتوكولات التحفيز الكهربائي ، على الرغم من كونها نهجًا تجريبيًا مهمًا ، لها عوامل مربكة قد تؤدي إلى تعقيد تفسير النتائج.

دليل على أن التغييرات الصغيرة في RSNA يمكن أن تؤثر على ديناميكا الدم الكلوية

يأتي الدليل غير المباشر على أن الأعصاب الكلوية مهمة لتنظيم RBF أثناء النشاط اليومي العادي من دراسة أجراها جرادي وبوليفانت. 7 تم قياس تدفق الدم الكلوي في الفئران غير المقيدة عبر مسبار تدفق دوبلر ولوحظ نمط سلوك الفئران باستخدام كاميرا فيديو. كان تدفق الدم الكلوي أعلى عندما كانت الفئران مسترخية / نائمة تمامًا وانخفض خلال مجموعة من الأحداث ، مثل الاستمالة أو الأكل (الشكل 1). أدى نزع العصب الكلوي مؤقتًا عن طريق التسريب الموضعي للمخدر الموضعي إلى زيادة ملحوظة في RBF أثناء الراحة كما قلل من استجابة RBF للأنشطة اليومية ، مما يشير إلى أن الأعصاب كانت تنظم ديناميكا الدم الكلوية. An important and possibly limiting factor in this and other studies is that Grady and Bullivant did not actually measure RSNA 7 its effect was inferred from temporary pharmacological denervation in conjunction with behavioural changes proposed to activate the sympathetic nervous system. Without direct recording of the level of RSNA, it can be difficult to definitively attribute the changes in renal haemodynamics observed directly to changes in RSNA.

Renal blood flow (RBF) during different activities in conscious unrestrained rats before and after temporary denervation of the renal nerves by local anaesthetic. Renal blood flow is expressed as a percentage of flow during complete relaxation before the local anaesthetic was infused. The graph has been plotted from the data of Grady and Bullivant 7 (Tables 1,4 Fig. 1). The behavioural terms were taken directly from the paper in which the relaxed state was equated with sleep. The infusion of local anaesthetic was undertaken during the lightly quiescent state and caused a significant increase in RBF.

In recent experiments that have directly recorded RSNA in conscious rabbits, graded increases in RSNA were induced by having the rabbits breathe different hypoxic gas mixtures and a linear relationship was shown between the levels of RSNA produced and the responses of RBF, sodium and fluid excretion and plasma renin activity (PRA). 6 No evidence was found that smaller increases in RSNA selectively altered PRA without changing RBF. One possible explanation for differences between this study and the others described earlier is that the changes in renal nerve activity were reflexly invoked, raising the possibility that different physiological stimuli may produce selective activation of different populations of renal nerves, through different central nervous system (CNS) mechanisms. That is, it can be argued that hypoxia may influence all renal functions equally, whereas a different stimulus, acting via different afferent inputs (e.g. cardiopulmonary receptors), may alter renin release before altering RBF. In support of this possibility, DiBona وآخرون. 22 recently identified a population of renal sympathetic nerves normally silent that could be activated with a powerful thermal stimulus to the tail but not with a range of other stimuli, including baroreceptor and chemoreceptor activation. However, in other studies from our group in which RSNA and RBF were simultaneously measured (RBF by transit time flowmetry), noise stress, air jet stress and hypoxia produced mean increases in RSNA of 12, 31 and 14%, respectively, and these were reflected in decreases in RBF of 8, 10 and 8%, respectively. 5, 24, 25 Thus, although different afferent and central pathways were used to induce the increase in RSNA, all produced a significant reduction in RBF proportional to the increase in RSNA. One of the shortcomings in making measurements only of mean levels of RSNA or RBF is that it is possible that other non-neural factors may also affect RBF (e.g. neurally stimulated activation of the renin–angiotensin system). One way in which the confounding interpretation of the results can be minimized is by examining the temporal response of RBF at the onset of the stimulus. Thus, a rapid response allows it to be attributed to the specific action of the renal nerves, although it should also be acknowledged that intrarenal control mechanisms, such as tubuloglomerular feedback or changes in nitric oxide release, can also act rapidly. In the experiments described earlier in this paragraph, the time-course of the changes in RBF mirrored the changes in RSNA ( Fig. 2). It is likely there were also changes in renin release or sodium excretion (although these were not measured in this experiment). We have argued that these may have been responsible for the observation that RBF remained depressed whereas RSNA returned to normal (see Fig. 2), although this was not specifically tested.

Renal blood flow (RBF) and renal sympathetic nerve activity (RSNA) during a 20 min control period, a 20 min period of stress (hypoxia, noise stress or air jet stress) and a 20 min period of recovery. I, renal nerve-intact animals D, renal nerve-denervated animals. (Modified from Malpas and Evans. 5 )

Recently, we and others 26 have emphasized the importance of considering changes in renal nerve activity as containing both frequency and amplitude components. Sympathetic activity is now established to contain both a frequency component, reflecting central generation and baroreceptor modulation, 27 and an amplitude component reflecting the relative number of recruited nerves. 28, 29 Because it has been shown that different afferent stimuli can selectively alter these components, 26, 30-32 it is interesting to speculate that different patterns of activation, frequency or numbers of fibres recruited may produce differential changes in renal function. At the present time, it is difficult to be conclusive because, although the air jet stress, noise stress and hypoxia described above all resulted in reductions in RBF, other stimuli that result in different patterns in the frequency and amplitude of RSNA could produce differential changes in renal function.

While the sensitivity of the renal vasculature to changes in RSNA has been most closely studied in the rat and rabbit, studies have not been confined to these species. In the anaesthetized pig, distension of the uterus resulted in a decrease in RBF mediated by the sympathetic nerves without a change in blood pressure. 33 In the conscious cat, Mancia وآخرون. 39 studied three states of excitation: (i) confrontation without fighting (ii) non-supportive fighting (i.e. forelimb movement only) and (iii) supportive fighting (i.e. hindlimb and forelimb movement). They reported that these decreased RBF by 8, 15 and 19%, respectively. Renal blood flow has also been shown to decrease in response to psychological stress in conscious baboons 34 and Forsyth 35 has shown that acute psychological stress reduces RBF in conscious monkeys, measured using radiolabelled microspheres, and attributed this response to increased RSNA. Although these studies do not directly link changes in RBF with changes in RSNA because the investigators did not directly measure RSNA, they do support the hypothesis that mild levels of stress, of the type that may be encountered in everyday life situations, can induce changes in RBF.

While the above studies indicate that RBF decreases in response to small increases in RSNA (with the exception of the dog vide infra), it has not been known until recently whether RBF will increase in response to small decreases in RSNA. A recent study from our laboratory in conscious rabbits showed that plasma volume expansion caused a modest reduction in RSNA (25%) and a significant increase in mean RBF. 36 This response was absent in renal-denervated animals. This finding is in accord with the hypothesis that, irrespective of the direction of changes in RSNA, the renal vasculature can respond.

Provisos

In discussing how changes in RSNA influence renal haemodynamics, a confounding problem lies in assessing the baseline RSNA. While sympathetic nerve activity is measured in microvolts, it is normally converted to a percentage of some control period because the absolute microvolt level varies between animals as a property of the contact between the nerve and the recording electrode. It is difficult to establish whether the ‘resting’ level of RSNA is, in fact, elevated in the experimental setting and it is often assumed that the experimental baseline level is not dramatically above normal home-cage levels. It is possible that previous studies have found that a small increase in RSNA alters RBF because they have started from a higher baseline level of RSNA and, thus, the vasculature was already under some tonic level of neurally induced vasoconstriction. This is a point that cannot be definitively discounted. A proviso in interpreting other studies that have measured renal function but not directly measured RSNA is that the changes in RSNA must be presumed because the absolute level of sympathetic activity is unknown. By themselves, such studies cannot support or refute the hypothesis that small changes in RSNA affect RBF however, taken in context with other papers in which RSNA has been quantified, they provide valuable information. Ideally, a resting level of RSNA may be achieved by experimenting some time after surgery in the animals’ familiar home caging conditions. 7 This is difficult to achieve when measuring RSNA because the longevity of the sympathetic signal usually requires experiments to be performed within 1 week of electrode implantation.

Changes in RBF with renal denervation

In attempts to further determine the role of RSNA in the control of renal function, several studies have used renal denervation to control for non-neural effects. Predominantly, these have revealed that in the absence of the renal nerves the response to the stimulus is either severely blunted or absent. In conscious rats and rabbits, resting RBF increased following renal denervation, indicating that RSNA provides a tonic level of renal vasoconstriction. 5, 7 This effect has also been seen in conscious sheep. 37 Following renal denervation, RBF also failed to respond to air jet stress, hypoxia or noise stress all stimuli that caused significant RBF changes in renal-innervated conscious rabbits. 5 A similar response has been observed following baroreflex alteration of RSNA, where the RBF response to changes in arterial pressure following administration of an angiotensin II antagonist or a calcium antagonist was significantly altered in rabbits following renal denervation. 38 Mancia وآخرون. 39 have also shown that RBF responses to confrontation were absent following renal denervation in conscious cats. Previously, it has generally been considered that acute denervation in anaesthetized rats and dogs causes diuresis and natriuresis without causing detectable changes in renal haemodynamics. 40-42 Studies in anaesthetized pigs 43 and cats 44, 45 showed no changes in resting RBF following denervation. Peterson وآخرون. 46 also showed no change in renal excretory function following renal denervation in anaesthetized monkeys. حداد وآخرون. 34 showed RBF responses to psychological stress in conscious baboons to be largely maintained following renal denervation.

Neural control of RBF in the dog

Several studies have been performed in the conscious dog in which changes in RSNA have not caused changes in renal haemodynamics. Head-up tilt increased RSNA by 53% and decreased urine flow and sodium excretion, but did not change glomerular filtration rate (GFR), as assessed by creatinine clearance. 47 Similarly, non-hypotensive haemorrhage, although increasing RSNA by 76%, did not alter RBF (assessed by Doppler flowmeter). 48 In another study, two levels of non-hypotensive haemorrhage produced a graded increase in RSNA of 40 and 52%, increased PRA and decreased sodium excretion in a step-wise fashion, but did not change RBF (assessed by electromagnetic flowmetry). 49 These observations are also consistent with those studies in which RSNA was increased using carotid occlusion but renal perfusion pressure was servo-controlled. 50, 51 This resulted in an increase in renin release but no change in RBF. In another study, water immersion of conscious dogs decreased RSNA by 43% and produced a diuresis and natriuresis, 52 but glomerular filtration rate (creatinine clearance) was not altered. Chronic renal denervation did not alter resting levels of urine flow, sodium excretion or GFR, but ameliorated changes in all parameters during water immersion. Morita reported that RBF (Doppler flowmetry) was unchanged by reductions in RSNA of 18–87% during blood volume expansion. 48, 53 None of the above experiments found that renal haemodynamics changed despite producing sustained increases in RSNA.

However, there are conflicting studies in dogs that do indicate that renal nerves can regulate RBF. Majid and Karim 54 compared RBF responses in renal nerve-intact and -denervated kidneys within the same anaesthetized dog during stimulation of left atrial receptors. By carefully preventing changes in blood pressure, they found RBF increased by 6% and this was renal nerve dependent. Other studies in dogs have also reported reductions in RBF with large increases in RSNA, 50 but these are often accompanied by a change in arterial pressure that makes interpretation difficult.

It is not clear why the dog would give results different from other species, but it is possible that a difference between species may account for some of the divergent results between studies.

البشر

Arguments about potential species differences require reference to humans. Because RSNA cannot be directly measured in humans, one has to rely on studies in which renal function was measured in response to stimuli assumed to change RSNA. Such data must be interpreted with caution because the resting level of RSNA may alter the sensitivity of the renal vasculature, as discussed earlier. Some studies have recorded muscle sympathetic nerve activity, but it cannot necessarily be assumed that these reflect changes in RSNA, given known differential control of sympathetic activity. 55 Thus, there is scant information on neural control of renal haemodynamics in humans, but there is evidence in support of the concept that physiological changes in RSNA affect RBF. In a study in which cortical RBF was measured by positron emission tomography, mental stress produced a 30% increase in muscle sympathetic nerve activity and a 36% reduction in cortical blood flow. 56 Importantly, this change could be observed within 2 min of commencing the stimuli when hormonal influences would be expected to be minimal. In these experiments, subjects in advanced heart failure were also studied and were found to have higher levels of resting muscle sympathetic nerve activity, which increased significantly during mental stress. The resting level of renal cortical blood flow was also lower in the heart failure group, but cortical blood flow, nevertheless, decreased by a similar percentage as in the control group during mental stress. van Tilborg وآخرون. 57 used neck suction for a 90 min period to show that stimulation of arterial baroreceptors produced a significant increase in RBF in subjects on a low-sodium diet, presumably due to decreased RSNA levels. They also showed that head-out water immersion increased RBF. 58 However, these studies lack a control for the influence of hormonal levels on the RBF response. The ideal study in which RSNA is estimated via noradrenaline spillover from the kidney in combination with measurement of RBF during manoeuvres designed to alter RSNA levels has yet to be conducted.


Extrinsic Regulation of Blood Flow

The term extrinsic regulation refers to control by the autonomic nervous system and endocrine system. Angiotensin II, for example, directly stimulates vascular smooth muscle to produce generalized vasoconstriction. Antidiuretic hormone (ADH) also has a vasoconstrictor effect at high concentrations this is why it is also called vasopressin. This vasopressor effect of ADH is not believed to be significant under physiological conditions in humans.

Regulation by Sympathetic Nerves

Stimulation of the sympathoadrenal system produces an increase in the cardiac output (as previously discussed) and an increase in total peripheral resistance. The latter effect is due to alpha-adrenergic stimulation (chapter 9 see fig. 9.10) of vascular smooth muscle by norepinephrine and, to a lesser degree, by epinephrine. This produces vasoconstriction of the arterioles in the viscera and skin.

Even when a person is calm, the sympathoadrenal system is active to a certain degree and helps set the "tone" of vascular smooth muscles. In this case, adrenergic sympathetic fibers (those that release norepinephrine) activate alpha-adrenergic receptors to cause a basal level of vasoconstriction throughout the

Cardiac Output, Blood Flow, and Blood Pressure 421

■ Figure 14.16 A diagram of the systemic and pulmonary circulations. Notice that with few exceptions (such as blood flow in the renal circulation) the flow of arterial blood is in parallel rather than in series (arterial blood does not usually flow from one organ to another).

body. During the fight-or-flight reaction, an increase in the activity of adrenergic fibers produces vasoconstriction in the digestive tract, kidneys, and skin.

Arterioles in skeletal muscles receive cholinergic sympathetic fibers, which release acetylcholine as a neurotransmitter. During the fight-or-flight reaction, the activity of these choliner-gic fibers increases. This causes vasodilation. Vasodilation in skeletal muscles is also produced by epinephrine secreted by the adrenal medulla, which stimulates beta-adrenergic receptors. During the fight-or-flight reaction, therefore, blood flow is decreased to the viscera and skin because of the alpha-adrenergic effects of vasoconstriction in these organs, whereas blood flow to the skeletal muscles is increased. This diversion of blood flow to the skeletal muscles during emergency conditions may give these muscles an "extra edge" in responding to the emergency. Once exercise begins, however, the blood flow to skeletal muscles increases far more due to other mechanisms (described shortly under Intrinsic Regulation of Blood Flow).

Parasympathetic Control of Blood Flow

Parasympathetic endings in arterioles are always cholinergic and always promote vasodilation. Parasympathetic innervation of blood vessels, however, is limited to the digestive tract, external genitalia, and salivary glands. Because of this limited distribu tion, the parasympathetic system is less important than the sympathetic system in the control of total peripheral resistance.


Regulation of Renal Blood Flow

It is vital that the flow of blood through the kidney be at a suitable rate to allow for filtration. This rate determines how much solute is retained or discarded, how much water is retained or discarded, and ultimately, the osmolarity of blood and the blood pressure of the body.

Sympathetic Nerves

The kidneys are innervated by the sympathetic neurons of the autonomic nervous system via the celiac plexus and splanchnic nerves. Reduction of sympathetic stimulation results in vasodilation and increased blood flow through the kidneys during resting conditions. When the frequency of action potentials increases, the arteriolar smooth muscle constricts (vasoconstriction), resulting in diminished glomerular flow, so less filtration occurs. Under conditions of stress, sympathetic nervous activity increases, resulting in the direct vasoconstriction of afferent arterioles (norepinephrine effect) as well as stimulation of the adrenal medulla. The adrenal medulla, in turn, produces a generalized vasoconstriction through the release of epinephrine. This includes vasoconstriction of the afferent arterioles, further reducing the volume of blood flowing through the kidneys. This process redirects blood to other organs with more immediate needs. If blood pressure falls, the sympathetic nerves will also stimulate the release of renin. Additional renin increases production of the powerful vasoconstrictor angiotensin II. Angiotensin II, as discussed above, will also stimulate aldosterone production to augment blood volume through retention of more Na + and water. Only a 10 mm Hg pressure differential across the glomerulus is required for normal GFR, so very small changes in afferent arterial pressure significantly increase or decrease GFR.

Autoregulation

The kidneys are very effective at regulating the rate of blood flow over a wide range of blood pressures. Your blood pressure will decrease when you are relaxed or sleeping. It will increase when exercising. Yet, despite these changes, the filtration rate through the kidney will change very little. This is due to two internal autoregulatory mechanisms that operate without outside influence: the myogenic mechanism and the tubuloglomerular feedback mechanism.

Arteriole Myogenic Mechanism

The myogenic mechanism regulating blood flow within the kidney depends upon a characteristic shared by most smooth muscle cells of the body. When you stretch a smooth muscle cell, it contracts when you stop, it relaxes, restoring its resting length. This mechanism works in the afferent arteriole that supplies the glomerulus. When blood pressure increases, smooth muscle cells in the wall of the arteriole are stretched and respond by contracting to resist the pressure, resulting in little change in flow. When blood pressure drops, the same smooth muscle cells relax to lower resistance, allowing a continued even flow of blood.

Tubuloglomerular Feedback

The tubuloglomerular feedback mechanism involves the JGA and a paracrine signaling mechanism utilizing ATP, adenosine, and nitric oxide (NO). This mechanism stimulates either contraction or relaxation of afferent arteriolar smooth muscle cells. Recall that the DCT is in intimate contact with the afferent and efferent arterioles of the glomerulus. Specialized macula densa cells in this segment of the tubule respond to changes in the fluid flow rate and Na + concentration. As GFR increases, there is less time for NaCl to be reabsorbed in the PCT, resulting in higher osmolarity in the filtrate. The increased fluid movement more strongly deflects single nonmotile cilia on macula densa cells. This increased osmolarity of the forming urine, and the greater flow rate within the DCT, activates macula densa cells to respond by releasing ATP and adenosine (a metabolite of ATP). ATP and adenosine act locally as paracrine factors to stimulate the myogenic juxtaglomerular cells of the afferent arteriole to constrict, slowing blood flow and reducing GFR. Conversely, when GFR decreases, less Na + is in the forming urine, and most will be reabsorbed before reaching the macula densa, which will result in decreased ATP and adenosine, allowing the afferent arteriole to dilate and increase GFR. NO has the opposite effect, relaxing the afferent arteriole at the same time ATP and adenosine are stimulating it to contract. Thus, NO fine-tunes the effects of adenosine and ATP on GFR.


شاهد الفيديو: Hematology 11 Morphology of Mature Granulocytes الوصف التشريحي للخلايا الناضجة (أغسطس 2022).