HC41: Regeling van GFR en RBF

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt besproken hoe de GFR en RBF in de nieren wordt gereguleerd
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Modulatie

Verschillende factoren kunnen GFR en RBF moduleren:

• Cardiac output: effectief circulerend volume
• Factoren die de weerstand in de afferente en efferente glomerulaire arteriolen, en daarmee de hydrostatische druk in de glomerulus, moduleren
• Verandering in de filtratiebarrière
  • Bijv. schade aan de glycocalyxlaag

Verschillende factoren kunnen de klaring van een stof moduleren:

• Factoren die de RBF en GFR moduleren
• Verandering van de filtratiebarrière
• Tubulaire terugresorptie en excretie

Autoregulatie

De nier beschikt over een systeem waarmee de RBF en GFR over een brede range van arteriële bloeddrukken geregeld kunnen worden. De regeling van de RBF is erop gericht om de filtratiefunctie van de nier te waarborgen, voedingsfunctie is secundair. Er zijn twee vormen van autoregulatie die plaatsvinden rondom de macula densa:

• Myogene autoregulatie
  1. De bloeddruk neemt toe
  2. Het afferente bloedvat rekt uit
  3. De rekking wordt opgemerkt door de gladde spiercellen rondom de afferente arteriolen → ionkanalen in de gladde spiercel worden geopend
  4. Er komt een natrium influx → depolarisatie
  5. Voltage-gated calcium kanalen op het sarcoplasmatisch reticulum gaan open → binding aan actinefilamenten → spiercontractie
  6. De vaten gaan vernauwen om de plasmaflow constant te houden en om beschadiging te voorkomen
• Zonder myogene autoregulatie zou de plasmaflow exponentieel met de bloeddruk toenemen
  • Dit zou de capillairen beschadigen
  • Er zou onevenredige perfusie plaatsvinden
• Met myogene autoregulatie ontstaat er een weerstand, waardoor als de bloeddruk toeneemt de plasmaflow gelijk blijft → hierdoor is de perfusie in alle glomeruli gelijk
• Filmpje: https://www.youtube.com/watch?v=kM4FaSOA-G0 → het is niet nodig het proces uit het hoofd te kennen, alleen dat zouttoevoer leidt tot samentrekking van de spiervezels
• Tubulo-glomerulaire feedback → mechanisme dat via "zout-sensing" verloopt
  1. De bloeddruk neemt toe
  2. Er komt meer NaCl in het kapsel van Bowman
  3. De macula densa meet de toename in NaCl → geeft het door aan de afferente arteriolen
  4. Er vindt vasoconstrictie in het afferente bloedvat plaats
• De hoeveelheid NaCl neemt recht evenredig met de GFR toe
• Filmpje: https://www.youtube.com/watch?v=CF0Ahawshzg

Als de RPF afneemt, zal ondanks de autoregulatie de GFR afnemen. De FF (filtratiefractie) zal toenemen omdat de GFR minder afneemt dan de RPF. Als de bloeddruk lager wordt zal het afferente vat wijder worden en het efferente vat samenknijpen → de druk in de glomerulus zal niet te laag worden.

Glomerulotubulaire balans

Glomerulotubulaire feedback is anders dan de glomerulotubulaire balans. Er is een nauw evenwicht tussen de druk in de glomerulus en tubulus. De glomerulotubulaire (GT) balans is:

• De toenemende tubulaire terugresorptie als de oncotische druk in de peritubulaire capillair (PTC) toeneemt
• De toenemende oncotische druk in de PTC als de filtratiefractie groter is

De GT balans is dus een koppeling tussen GFR en reabsorptie → een hogere GFR leidt tot een hogere reabsorptie en tot:

• Toename van ppc
• Afname van Ppc
• Toename van het aanbod van glucose en aminozuren

Er wordt een constante fractie natrium gereabsorbeerd.

Dalende bloeddruk

Als de bloeddruk daalt gebeuren er in de glomerulus en circulatie een aantal dingen:

• Vanuit de glomerulus is het het doel om de filtratiedruk te behouden → als flow in de glomerulus afneemt gebeuren er een aantal dingen:
  • Myogene reflex
    1. Verlaagde perfusiedruk in de afferente arteriolen zorgt ervoor dat de transmurale druk van de afferente arteriolen daalt
    2. Er is verminderde activatie van rek-receptoren
    3. Afferente arteriolen gaan dilateren i.p.v. samenknijpen om de druk constant te houden
  • Tubuglomulaire feedback
    • Afferente arteriolen krijgen door lage flow een lage GFR en weinig NaCl → er komt minder zout bij de macula densa → dilatatie van de afferente arteriolen
    • Macula densa produceert meer renine → meer ANG II → lokale constrictie van de efferente arteriolen
    • Combinatie hiervan zorgt voor een verhoging van de flow en van de glomerulaire filtratiedruk
• Vanuit de circulatie is het het doel om het effectieve circulerend volume op peil te houden → flow in de glomerulus neemt af
  • Reabsorptie in de circulatie
    1. De filtratie fractie (FF) neemt toe omdat er meer tijd is om te filtreren
    2. De oncotische druk in de peritubulaire capillairen stijgt
    3. Via de tubulaire cellen vindt reabsorptie van de gefiltreerde stoffen in de peritubulaire capillairen en in de circulatie plaats
  • Meer aldosteron
    1. Door de lage flow daalt de GFR en bereikt minder NaCl de macula densa
    2. De macula densa reageert hierop door meer renine te produceren → activatie van RAAS
    3. Er ontstaat meer ANG II en aldosteron
  • Dit heeft ook andere effecten:
    • Vasoconstrictie in de systemische circulatie om de bloeddruk te verhogen
    • Toename van reabsorptie van de gefiltreerde stoffen via de tubulaire cellen in de peritubulaire capillairen en in de circulatie

Bij een dalend effectief circulerend volume, zoals bij een bloeding, gebeuren een aantal dingen:

1. Door de lage flow in de glomerulus neemt de FF toe
   • Flow is langzaam → groter deel van het plasma zal gefiltreerd worden
2. De oncotische druk in de peritubulaire capillairen wordt hoger → groter deel van het filtraat kan teruggeresorbeerd worden → volume kan makkelijker behouden worden
3. Door de lage flow daalt de GFR en komt er minder zout bij de macula densa
4. Macula densa gaat meer renine produceren → ANG II en aldosteron
5. Vasoconstrictie vindt plaats → hogere bloeddruk
6. Meer terugresorptie van zout en water → volumebehoud

De nieren moeten hun perfusiedruk in stand houden, zodat ze niet kapotgaan. Als een patiënt in shock is of een lage bloeddruk heeft, zullen de nieren veel terug resorberen. Hierdoor zal het natriumgehalte in de urine laag zijn.

Medicatie

Er zijn een aantal medicijnen die de autoregulatie beïnvloeden:

• NSAID's: remmen prostaglandines → bij lage bloeddruk kan het afferente vat niet verwijden en kan de glomerulaire filtratiedruk niet constant gehouden worden
  • Prostaglandines die worden aangemaakt zorgen ervoor dat het afferente vat wordt verwijd. 
• Angiotensine II: verhoogt de druk in efferente arteriolen → efferente arteriolen kunnen bij een lage bloeddruk niet verder samenknijpen

Bij gebruik van ANG II en NSAID's kan dus het afferente vat niet verwijden en het efferente vat niet samenknijpen → sterke terugval in glomerulaire perfusiedruk.