SINH LY BỆNH CHÚC NĂNG THẬN
2. VÀI DẶC ĐIỂM CÂU TRÚC VÀ SINH LÝ THẬN
2.2. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHỨC NĂNG
a) Lư ợng nước lọc ra :
Lượng nước từ huyết tương lọc qua màng cầu thận gọi là nước tiểu đầu (tăng hay giảm phụ thuộc vào huyết áp ở đó cao hay thấp). Huyết áp cầu thận vào loại cao nhất trong các mao mạch cơ thể (gấp đôi huyết áp mao mạch nói chung). Chống lại khả năng lọc của áp lực này này là áp lực keo của huyết tương tại mao mạch cầu thận và áp lực thủy tĩnh trong nang Bowmann. Do vậy, công thức biểu th ị áp lực lọc ở cầu thận như sau:
p丨二 pc - (Pk + pn);
trong đó: Pị là áp lực lọc;
Pc là áp lực thủy tĩnh ở mao mạch cầu thận, khoảng 60 mmHg;
pk là áp lực keo ở mao mạch cầu thận, khoảng 32 mmHg;
Pn là áp lực nước và keo trong nang Bowmann, khoảng 18 mmHg.
Do vậy, áp lực lọc tính ra khoảng ~10 mmHg
- Công thức trên cho phép ta cắt nghĩa hoặc dự đoán những rố i loạn về lượng nước tiểu k h i một hay nhiều thành phần của công thức bị thay đổi, trong sinh lý cũng như trong bệnh lý. Chẳng hạn, trong sốc (có tụt huyết áp) lượng nước tiểu sẽ giảm hoặc mất, tương tự như vậy kh i máu bị cô đặc (làm tăng áp lực keo).
- ở người bình thường (coi là đạt “ chuẩn” , nếu : cao 1,1 m, nặng 70 kg, diện tích da 1,73 m2), lượng nước do cầu then lọc ra từ huyết tương phải đạt 120 - 130 m ỉ/phút, có như vậy mới mang theo đủ về lượng các chất cần đào thải để ở huyết tương không bị ứ đọng các chất đó. Tính ra, đó là 20% thể tích huyết tương qua cầu thận, và tính ra, hàng ngày cầu thận đã lọc từ máu sang nang Bowman tớ i 170 lít dịch lọc, còn gọi là nước tiểu đầu. Thực chất, nước tiểu đầu là huyết thanh không có protein.
Lọc ở cầu thận là quá trình mang tính vật lý, thụ động, nhưng vẫn có sự điều tiết của thần kinh vận mạch; còn năng lượng cung cấp cho quá trình này chủ yếu là năng lượng cơ học (áp lực, lưu lượng), thì do tim cung cấp.
(1) Như trên đã nói, giúp cho quá trình lọc : gồm 3 lực
- Á p lực thủy tĩnh (Pc) trong mao mạch cầu thận : phản ánh m ối tương quan giữa huyết áp và sức cản của tiểu động mạch đến và tiểu động mạch đ i của cầu thận.
Nếu sức cản được duy trì không đổi thì kh i thay đổi huyết áp sẽ dẫn đến thay đổi mức lọc cầu thận; ngược lại nếu huyết áp động mạch đến là không đổi thì kh i tiểu động mạch co lại sẽ làm giảm lọc; còn nếu giãn sẽ làm tăng. Đ ối với tiểu động mạch đ i thì ngược lại.
- Á p lực keo của nang Bowman : vai trò không đáng kể, vì bình thường dịch lọc trong nang hầu như không có protein (chỉ bằng 0,2-0,5% của huyết tương).
- Lưu lượng máu qua thận: mao mạch cầu thận kh i bị mất dịch sang nang Bowmann có xu hướng cô đặc dần, làm tăng nồng độ protein, nghĩa là sẽ cản trở quá trình lọc; nếu được thay thế bằng huyết tương m ới để khắc phục xu hướng trên thì lực lọc vẫn duy trì tốt. Đó là cơ chế lượng dịch lọc phụ thuộc vào lưu lượng máu qua cầu thận.
(2) Cản trở quá trình lọc, gồm :
- Á p lực thủy tĩnh của bao Bowmann và áp lực keo trong mao mạch cầu thận:
bình thường khoảng >18 mmHg.
+ Nếu chúng tăng (như khi có tắc nghẽn ống thận và đường tiết niệu, hoặc kh i máu bị cô đặc - đưa đến tăng protein máu) sẽ dẫn đến giảm áp lực lọc.
Trị số bình thường của áp lực lọc : p lọc = Pc - ( pk + Pn )
= 6 0 - (32 + 18 ) = 10 mmHg Hệ số lọc ( K f) : là tỉ số lưu lượng lọc và áp suất lọc; bình thường là :
K f = 125/10 = 12,5 m ỉ/phút/m m Hg Quá trình lọc chỉ được thực hiện nếu R > 0
Ngoài các yếu tố trên, mức lọc cầu thận còn phụ thu( c bản thân cấu trúc vách mao mạch cầu thận; cụ thể là tính thấm và diện tích âm ở màng lọc.
Như vậy, giảm mức lọc cầu thận có thể do :
+ Giảm Pc trong mao mạch cầu thận (như khi sốc, mất máu, tụt huyết áp •••);
+ Tăng Pn ở nang Bowman (như khi tắc nghẽn ống thận hoặc đường tiết niệu);
+ Tăng pk ở cầu thận (như khi cô đặc máu, mất nước, tăng protid huyết tương, bệnh cầu thận (Pk ở cầu thận khoảng 32 mmHg, còn ở huyết tương chung là 28mmHg)"
(3) Đ iều kiện lọc của cầu thận
Thận có cơ chế tự điều hoà dòng máu tớ i thận với điều kiện huyết áp trung bình được duy trì từ 80-180mmHg; nếu vượt ra, khỏi giớ i hạn này thì mức lọc phụ thuộc vào huyết áp, và nếu < 70mmHg thì quá trình lọc bị ngừng. Quá trình tự điều hoà thứ phát sau khi thay đổi đường kính của tiểu động mạch thận (tiểu động mạch đến) : nếu tăng áp sẽ dẫn tớ i co mạch và nếu giảm áp sẽ gây giãn mạch.
Ngoài ra, một số yếu tố khác cũng tham gia vào như : hệ thống thần kinh giao cảm (có nhiều trong cấu trúc cầu thận), một số hormon và các chất vận mạch (angiotensin I I ，arginin vasopressin, prostaglandin).
b) K h ả năng hoạt động bù. Sự liê n quan với chức năng ống
Cắt bỏ một thận, thận còn lạ i vẫn hoàn toàn đảm nhiệm chức năng giữ hằng định nội m ôi, không có sự tích đọng m ọi thành phần đào thải liên quan tớ i chức năng thận. Tiếp đó, số cầu thận không tăng lên, nhưng m ỗi cầu thận phì đại thêm khiến chức năng thận nói chung vẫn được đảm bảo. Như vậy, ở một cơ thể dù đủ hai thận cũng chỉ có một số cầu thận (và nephron) thay nhau hoạt động chức năng, còn những nephron khác được nghỉ. Trong bệnh viêm cầu thận mạn, kh i chỉ còn 30% số cầu thận hoạt động, vẫn không thấy natri và nước bị tích đọng trong cơ thể. Tuy nhiên, đã thấy tăng rõ rệt nồng độ trong máu các hợp chất nitơ, như creatinin và urêằ Cơ chế là, bình thường natri được ống thận chi ATP để tái hấp thu phần rất lớn; chỉ cần ống thận giảm hấp thu cũng đủ để cơ thể khỏi ứ đọng chất này; trái lại, creatinin hoàn toàn không được tái hấp thu, do vậy nếu cầu thận không lọc đủ thì sẽ ứ đọng mà ống
thận không tham gia điều chỉnh nổi. N ói cách khác, khi giảm số lượng cẩu then, sự ứ đọng các chất không như nhau, vì còn tùy thuộc vào sự điều chỉnh của ống thận.
Thực nghiệm cũng như lâm sàng cho thấy cơ thể sẽ chết nếu tổng số cầu thận hoạt động chức năng chỉ còn 10%, nghĩa là chỉ lọc ra được khoảng 12 m ỉ/phút dịch lọc, thay vì 120 m l/phút lúc bình thường.
2.2.2. Chức năng tá i hấp th u và bài tiế t
Đây là hai quá trình ngược chiều nhau ở ống thận nhưng có cùng bản chất được thực hiện nhờ cơ chế sinh học và hoá lý (cần enzym，năng lượng hoá học) và chịu ảnh hưởng của vài yếu tố vật lý (các lực).
a) C ơ ch ế sinh học và hoá học của quá trìn h vận chuyển Nhắc lạ i: Các dạng khuếch tán ở ống thận
+Khuếch tán đơn giản (thụ động): Nhờ chênh lệch nồng độ điện-hoá học;
chiều khuếch tán sẽ từ nơi có nồng độ cao tớ i nơi có nồng độ thấp. V í dụ, khuếch tán urê từ ống thận vào máu. Thoạt đầu nồng độ chất này ở nước tiểu đầu ngang với ở huyết tương; về sau do sự cô đặc nước tiểu nên nồng độ urê ở nước tiểu tăng dần, làm nó khuếch tán thụ động (tới 50%) trở về huyết tương. Nước cũng được hấp thu thụ động do áp lực thẩm thấu của Na+ trong quá trình ion này được tái hấp thu chủ động (tích cực).
-{■Vận chuyển tích cực : v ề can đường, có thể xuyên tế bào hoặc qua khe nối (giữa các tế bào); về dạng thức : có thể chuyển tích cực nguyên p h át hay thứ phát.
- Vận chuyển tích cực nguyên phát: Nhờ chất vận chuyển (transporter) đặc hiệu, liên quan với enzym ATPase để trực tiếp sử dụng năng lượng từ ATP; nhờ vậy chiều khuyếch tán có thể ngược lạ i bậc thang nồng độ điện-hoáế, ví dụ vận chuyển (tái hấp thu hay bài tiết) các ion Na+，K+，Ca++ (thực hiện ở nhiều nơi suốt chiều dài ống thận).
- Vận chuyển tích cực thứ p h á t: Hai hoặc nhiều chất tương tác với một protein đặc hiệu ở màng tế bào (gọi là chất mang : carrier) để cùng được vận chuyển qua màng, trong dó một chất vận chuyển nguyên phát, các chất còn lạ i lợ i dụng năng lượng của chất đầu để thực hiện sự vận chuyển. V í dụ, glucose và các acid amin lợ i dụng sự vận chuyển Na+ để vào máu.
Nước tiểu T ể bào ống thận Máu (lòng ống thận)
Sự hoạt động chức năng của tế bào ống thận đòi hỏi năng lượng hoá học (do ATP cung cấp) trong khi năng lượng lọc của cẩu thận là cơ học, do tim cung cấp. Na+ từ lòng ống thận được hấp thu tích cực (nguyên phát) vào tế bào, theo nó là sự bài tiết H+ và sự táĩhấp thu glucose, acid amin, phosphat. Từ tế bào ống, Na* tiếp tục được vận chuyển tích cực vào máu, sự chi phí năng lượng ở đây cũng giúp K+ từ máu vào tế bào ống thận đ ể được bài tiết. Enzym xúc tác phản ứng này có tên Na, K-ATPase (thể hiện bằng chấm màu đen).
Cấu trúc siêu vi thể của tế bào ống thận rất phù hợp cho các quá trình vận chuyển nói trên. Ớ bề mặt trong của tế bào (tiếp giáp mao mạch) có rất nhiều chất vận chuyển gắn liền với enzym thủy phân ATP, như : sodium-potassium ATPase, hydrogen ATPase, hydrogen-potassium ATPase, và ca lci- ATPase; và ngay dưới đó là các ty lạp thể cung cấp A TP cho chúng. Chúng liên tục bơm các chất trên ra khỏi tế bào, vào máu (mà ta gọi là tái hấp thu), hoặc từ máu vào tế bào để sau đó ra nước tiểu (gọi là bài tiết). Nhờ cấu trúc và chức năng khác nhau giữa màng đáy bên (ngăn cách bào tương và mao mạch quanh ống thận) nó cho phép quá trình vận chuyển có định hướng của nước và các chất hoà tan từ lòng ống thận sang bề mặt kia của tế bào ống thận (bề mặt tiếp xúc với mao mạch).
b) Các lực tham g ia vào quá trìn h tá i hấp thu
Hiệu suất của quá trình vận chuyển nói trên còn phụ thuộc vào các lực vật lý ở dịch kẽ và trong mao mạch quanh ống thận. Gồm có :
V ai trò áp lực thủy tĩnh (Pyp)
- Ppr ờ mao mạch quanh ống thận: 13 mmHg, nếu tăng lên sẽ cản trở tái hấp thu;
- Pyyở dịch kẽ: 6 mmHg, nếu giảm, sẽ giúp các chất trong tế bào dễ được bơm ra (để vào máu); nếu hiệu số của chúng > +7 sẽ ngăn cản tái hấp thu.
V a i trò áp lực keo (Pk ).ệ
- Pk mao mạch quanh ống thận: 32 mmHg;
- pk keò dịch kẽ : 15 mmHg;
Nếu hiệu số của chúng > +17: sẽ hỗ trợ tái hấp thu.
Từ các trị số trên, có thể tính ra : p hấp thu chung, nếu đạt > 10 mmHg sẽ đảm bảo hấp thu nước và các chất từ dịch kẽ vào mao mạch quanh ống thận.
3ẵ CÁC BIỂU HIỆN BỆNH LÝ ở NƯỚC TIỂU VÀ MÁU