Filtrarea glomerulară

Filtrarea glomerulară este prima etapă a formării urinei. În corpusculul renal, sângele circulă printr-un ghem de capilare numit glomerul. Presiunea favorizează trecerea apei și a unor molecule mici din sânge prin bariera de filtrare spre capsula Bowman. Lichidul astfel obținut este filtratul glomerular, numit uneori „urină primară”. El nu este încă urina care va părăsi organismul.

Celulele sanguine și proteinele mari rămân de regulă în sânge, deoarece filtrul normal nu le lasă să treacă în cantități importante. În schimb, apa, ionii și molecule mici precum glucoza pot ajunge în filtrat. Faptul că glucoza apare inițial în filtrat nu înseamnă că trebuie să apară și în urina finală: nefronul o poate recupera prin reabsorbție.

Rinichii produc mult filtrat într-o zi, dar elimină mult mai puțină urină. Diferența se explică prin procesele din tubii renali, nu prin „dispariția” apei. Într-o schemă, trasează două săgeți: sângele curge prin capilarele glomerulului, iar filtratul intră în capsulă și apoi în tub. Când răspunzi la o întrebare, spune ce trece prin filtru, ce rămâne în sânge și ce se întâmplă ulterior cu filtratul.

Bariera de filtrare cuprinde endoteliul capilar, membrana bazală și fantele dintre pedicelele podocitelor. Ea selectează în principal după dimensiune și proprietăți ale moleculelor, astfel încât celulele și proteinele plasmatice mari sunt reținute. Presiunea hidrostatică a sângelui favorizează filtrarea, iar presiunea din capsulă și presiunea oncotică se opun acesteia. Debitul filtrării glomerulare este o măsură a funcției renale, dar valorile individuale trebuie interpretate în context.

Presiunea hidrostatică din capilarele glomerulare împinge apa și moleculele mici prin bariera de filtrare către capsula Bowman; celulele sanguine și majoritatea proteinelor rămân în sânge. De exemplu, glucoza intră în filtrat, apoi este reabsorbită aproape complet în condiții normale. Prezența glucozei în filtrat nu înseamnă automat eliminarea ei în urina finală.

Corpusculul renal are un glomerul, ghem de capilare între o arteriolă aferentă, mai largă, și una eferentă, mai îngustă, și capsula Bowman, cu două foițe. Foița viscerală acoperă capilarele și este formată din podocite, celule cu prelungiri (pedicele) separate de fante. Bariera de filtrare are trei straturi: endoteliul capilar cu fenestre, membrana bazală și fantele dintre pedicelele podocitelor. Ea permite trecerea apei, ionilor, glucozei, aminoacizilor, ureei și a moleculelor mici, dar reține celulele sanguine și proteinele mari (albumina, cu masa de aproximativ 69 000, trece foarte puțin). Filtrarea este un proces pasiv, determinat de presiune, fără consum de ATP al celulelor glomerulare.

Presiunea efectivă de filtrare se calculează astfel: $P_{ef}=P_{h,glomerul}-P_{h,capsul\breve{a}}-P_{oncotic\breve{a}}$. Debitul filtrării glomerulare este aproximativ 125 mL/min, adică aproximativ 180 L pe zi. Pentru că volumul plasmatic este aproximativ 3 L, plasma se filtrează de aproximativ 60 de ori pe zi. Debitul rămâne constant la variații ale tensiunii arteriale medii între aproximativ 80 și 180 mmHg, prin autoreglare: arteriola aferentă se dilată sau se contractă, iar aparatul juxtaglomerular (macula densa și celulele juxtaglomerulare, care secretă renină) detectează conținutul de sodiu din tub.

Exemplu rezolvat 1: presiunea efectivă de filtrare. Presiunea hidrostatică în glomerul este 55 mmHg, în capsula Bowman 15 mmHg, iar presiunea oncotică a plasmei 30 mmHg.

1. $P_{ef}=55-15-30=10$ mmHg.
2. Valoarea este pozitivă, deci filtrarea are loc.
3. Concluzie: numai o mică parte din presiunea din glomerul rămâne disponibilă pentru filtrare.

Exemplu rezolvat 2: calcul urinar. Un calcul blochează ureterul, iar presiunea din capsula Bowman crește de la 15 la 40 mmHg; celelalte presiuni rămân neschimbate.

1. $P_{ef}=55-40-30=-15$ mmHg.
2. Valoarea este negativă, deci filtrarea se oprește în rinichiul afectat.
3. Concluzie: obstrucția căilor urinare scade filtrarea, iar presiunea crescută poate leza rinichiul; de aceea colica renală necesită tratament urgent.

În itemii cu date cantitative, diferențiază debitul filtratului de debitul urinei finale. Un volum mare de urină primară este compatibil cu un volum final mic pentru că urmează reabsorbția. Prezența persistentă a unor cantități importante de proteine sau celule în urină indică o abatere de la filtrarea normală; nu afirma că aceste componente trec liber prin barieră.

Reține: foița viscerală a capsulei Bowman este formată din podocite; arteriola aferentă este mai largă decât cea eferentă, deci presiunea din glomerul este mare; presiunea oncotică a plasmei se opune filtrării. Presiunea efectivă de filtrare rezultă din presiunea hidrostatică glomerulară minus presiunea hidrostatică din capsulă și presiunea oncotică a plasmei. Debitul filtrării glomerulare este de aproximativ 125 mL/min (120–125), adică aproximativ 180 L/24 h; cifrele depind de condițiile fiziologice. Substanțele cu masa moleculară sub aproximativ 7 000 se filtrează liber. Creatinina este filtrată și aproape neresorbită, de aceea clearance-ul creatininei estimează debitul filtrării.

Caz explicat: glomerulonefrita acută. După o infecție streptococică, depunerea de complexe imune și inflamația alterează bariera de filtrare.

1. Bariera devine permeabilă pentru hematii și proteine: apar hematuria (urina roșiatică) și proteinuria.
2. Debitul filtrării glomerulare scade, deci rinichiul elimină mai puțină apă și sare: apar edemele și hipertensiunea arterială.
3. Ureea și creatinina nu se mai filtrează suficient și cresc în sânge.
4. Concluzie: în urină apar componente care în mod normal rămân în sânge, iar în sânge se acumulează cele care în mod normal se filtrează.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre filtrarea glomerulară sunt corecte afirmațiile:

1. Podocitele aparțin foiței parietale a capsulei Bowman.
2. Arteriola aferentă este mai largă decât arteriola eferentă.
3. Presiunea oncotică a plasmei favorizează filtrarea.
4. Debitul filtrării glomerulare este de aproximativ 125 mL/min.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: c. Afirmația 1 este falsă, deoarece podocitele formează foița viscerală a capsulei Bowman, aplicată pe capilarele glomerulare. Afirmația 3 este falsă, deoarece presiunea oncotică a plasmei se opune filtrării. Afirmațiile 2 și 4 sunt adevărate: arteriola aferentă este mai largă, ceea ce menține presiunea mare din glomerul, iar debitul filtrării glomerulare este de aproximativ 125 mL/min.

Greșeli frecvente

• Greșit: Filtratul glomerular este identic cu urina eliminată.
  Corect: Compoziția lui se schimbă prin procesele tubulare înainte de eliminare.
• Greșit: Proteinele plasmatice mari trec normal în filtrat.
  Corect: Bariera glomerulară reține majoritatea proteinelor plasmatice mari.
• Greșit: Filtrarea glomerulară consumă ATP al celulelor glomerulului.
  Corect: Filtrarea este un proces pasiv, determinat de diferența de presiune între capilarul glomerular și capsula Bowman.

Înainte și după