Glomerul: structura, filtrare, functia si afectiuni frecvente

Glomerulul permite trecerea selectivă a apei și a substanțelor solubile mici, în timp ce reține proteinele și celulele sanguine în circulație. Funcționarea corectă a glomerulului este esențială pentru menținerea echilibrului hidric și eliminarea deșeurilor metabolice din organism. Deteriorarea glomerulului poate duce la diverse afecțiuni renale care afectează capacitatea rinichilor de a-și îndeplini funcțiile vitale.

Structura de bază a glomerulului

Glomerulul prezintă o arhitectură complexă formată din mai multe componente specializate care lucrează împreună pentru a asigura filtrarea eficientă a sângelui. Această structură unică permite controlul precis al substanțelor care trec din sânge în urina primară.

Capilarele glomerulare: Rețeaua de capilare glomerulare este formată din vase de sânge microscopice cu pereți special adaptați pentru filtrare. Endoteliul acestor capilare prezintă pori sau fenestrații cu diametrul de aproximativ între 70 și 100 nanometri, care permit trecerea selectivă a moleculelor mici. Aceste capilare sunt acoperite de un strat de glicocalix încărcat negativ care contribuie la respingerea proteinelor plasmatice și ajută la menținerea selectivității barierei de filtrare.

Membrana bazală glomerulară: Această structură specializată este formată din trei straturi distincte și acționează ca o barieră de filtrare crucială. Membrana bazală conține proteine structurale precum colagenul tip IV, laminina și proteoglicanii, care formează o rețea densă ce permite filtrarea selectivă bazată pe dimensiunea și încărcătura electrică a moleculelor. Grosimea acestei membrane este de aproximativ între 300 și 350 nanometri, fiind semnificativ mai groasă decât membranele bazale din alte țesuturi.

Podocitele și procesele lor: Podocitele sunt celule epiteliale specializate care acoperă partea externă a capilarelor glomerulare. Acestea formează prelungiri numite pedicele care se întrepătrund, creând fante de filtrare acoperite de o membrană subțire numită diafragmă. Această structură complexă reprezintă ultima barieră în procesul de filtrare și este esențială pentru menținerea selectivității filtrării glomerulare.

Componentele mezangiale: Celulele mezangiale sunt situate între capilarele glomerulare și secretă matricea mezangială care oferă suport structural glomerulului. Aceste celule au capacitatea de a se contracta și de a regla fluxul sanguin prin modificarea diametrului capilarelor. Ele participă activ la menținerea integrității structurale a glomerulului și la modularea ratei de filtrare glomerulară.

Capsula Bowman: Această structură în formă de cupă înconjoară întregul glomerul și colectează filtratul primar. Capsula Bowman este formată din două straturi: unul extern format din celule epiteliale plate și unul intern format din podocite. Spațiul dintre aceste straturi, numit spațiul urinar, colectează filtratul care va fi procesat ulterior în tubulii renali pentru a forma urina finală.

Procesul de filtrare

Filtrarea glomerulară reprezintă primul pas în formarea urinei și implică mecanisme complexe de control pentru menținerea homeostaziei organismului. Acest proces este esențial pentru eliminarea deșeurilor metabolice și reglarea volumului sanguin.

Reglarea fluxului sanguin

Fluxul sanguin prin glomerul este controlat prin modificarea diametrului arteriolelor aferente și eferente. Arteriolele aferente aduc sângele în glomerul, în timp ce arteriolele eferente permit ieșirea sângelui filtrat. Această dispunere unică permite menținerea unei presiuni hidrostatice optime necesare pentru filtrare.

Sistemele de presiune

Filtrarea glomerulară este determinată de echilibrul dintre presiunea hidrostatică care împinge lichidul prin bariera de filtrare și presiunea oncotică care se opune acestei mișcări. Presiunea hidrostatică din capilarele glomerulare este menținută la aproximativ 55 milimetri coloană de mercur, fiind semnificativ mai mare decât în alte capilare din organism.

Substanțe filtrabile

Moleculele mici precum apa, glucoza, aminoacizii și electroliții trec liber prin bariera de filtrare glomerulară. Dimensiunea maximă a moleculelor care pot fi filtrate este de aproximativ 7 nanometri, ceea ce permite trecerea selectivă a substanțelor necesare pentru menținerea echilibrului hidroelectrolitic.

Substanțe nefiltrate

Proteinele plasmatice mari precum albumina și globulinele sunt reținute în sânge datorită dimensiunii lor și încărcăturii negative. Celulele sanguine, inclusiv eritrocitele și leucocitele, nu pot traversa bariera de filtrare în condiții normale. Această selectivitate este esențială pentru prevenirea pierderii de componente valoroase ale sângelui.

Componentele barierei de filtrare

Selectivitatea dimensională: Bariera de filtrare glomerulară permite trecerea moleculelor în funcție de dimensiunea lor prin intermediul porilor specializați. Moleculele cu diametru mai mic de 7 nanometri trec liber prin această barieră, în timp ce moleculele mai mari sunt reținute progresiv. Această selectivitate este asigurată de structura complexă a membranei bazale glomerulare și de fantele de filtrare dintre procesele podocitare, care acționează ca un sistem de cernere moleculară extrem de precis.

Selectivitatea de încărcătură: Bariera de filtrare glomerulară prezintă o încărcătură electrică negativă datorită prezenței proteoglicanilor și a glicocalixului pe suprafața celulelor. Această caracteristică permite reținerea moleculelor încărcate negativ, precum albumina, chiar dacă dimensiunea lor ar permite teoretic trecerea prin pori. Selectivitatea de încărcătură completează astfel selectivitatea dimensională, oferind un control suplimentar asupra procesului de filtrare.

Gradienții de presiune: Filtrarea glomerulară este controlată de trei tipuri principale de presiune: presiunea hidrostatică din capilarele glomerulare care favorizează filtrarea, presiunea hidrostatică din capsula Bowman care se opune filtrării și presiunea oncotică din plasmă care limitează filtrarea. Echilibrul dintre acești gradienți determină rata netă de filtrare și compoziția ultrafiltratului.

Funcția glomerulară

Glomerulul îndeplinește rolul crucial de filtru biologic selectiv în rinichi, permițând eliminarea deșeurilor metabolice și menținerea echilibrului hidroelectrolitic. Această structură microscopică procesează zilnic aproximativ 180 litri de plasmă, generând ultrafiltratul care va fi transformat în urină.

Procesul de filtrare sangvină: Sângele care intră în glomerul prin arteriola aferentă este supus unui proces complex de filtrare prin bariera glomerulară triplu stratificată. Endoteliul fenestrat, membrana bazală și podocitele lucrează împreună pentru a permite trecerea selectivă a apei și a substanțelor solubile mici, menținând în același timp componentele esențiale ale sângelui în circulație.

Eliminarea deșeurilor: Procesul de filtrare glomerulară permite eliminarea eficientă a produșilor de metabolism precum ureea, creatinina și acidul uric din sânge. Aceste substanțe toxice traversează cu ușurință bariera de filtrare datorită dimensiunilor lor moleculare reduse și sunt eliminate ulterior prin urină, prevenind acumularea lor nocivă în organism.

Retenția proteinelor: Bariera de filtrare glomerulară este proiectată să rețină proteinele plasmatice esențiale în circulație. Această funcție este realizată prin combinația dintre dimensiunea porilor de filtrare și încărcătura electrică negativă a barierei, care împiedică pierderea proteinelor valoroase precum albumina și imunoglobulinele în ultrafiltratul glomerular.

Echilibrul lichidelor: Glomerulul joacă un rol fundamental în menținerea volumului și compoziției lichidelor corporale. Prin ajustarea precisă a cantității de apă și electroliți filtrați, în coordonare cu mecanismele de reabsorbție tubulară, glomerulul contribuie la menținerea homeostaziei și a presiunii arteriale optime.

Controlul ratei de filtrare: Rata de filtrare glomerulară este reglată prin mecanisme complexe care implică modificări ale tonusului arteriolelor aferente și eferente. Această reglare fină este influențată de factori locali precum oxidul nitric și angiotensina II, precum și de semnale sistemice care răspund la modificările presiunii arteriale și ale volumului sangvin circulant.

Afecțiuni glomerulare frecvente

Afecțiunile glomerulare reprezintă un grup divers de patologii care afectează structura și funcția unităților de filtrare renală, putând duce la insuficiență renală progresivă dacă nu sunt diagnosticate și tratate corespunzător.

Afecțiuni inflamatorii

Glomerulonefrita reprezintă o categorie importantă de boli glomerulare caracterizate prin inflamația și deteriorarea glomerulilor. Această afecțiune poate fi declanșată de infecții streptococice, boli autoimune sau depunerea de complexe imune în structura glomerulară. Simptomele includ prezența proteinelor și a sângelui în urină, edem și hipertensiune arterială.

Afecțiuni metabolice

Diabetul zaharat reprezintă principala cauză de afectare glomerulară metabolică, ducând la nefropatie diabetică. Nivelurile crescute ale glicemiei determină modificări structurale ale membranei bazale glomerulare și ale podocitelor, rezultând într-o creștere progresivă a proteinuriei și o scădere a funcției de filtrare renală.

Modificări structurale

Afectarea glomerulară poate determina modificări importante în arhitectura glomerulului, incluzând îngroșarea membranei bazale glomerulare, proliferarea celulelor mezangiale și fuziunea proceselor podocitare. Aceste modificări structurale perturbă funcția normală de filtrare și pot duce la cicatrizare glomerulară permanentă, numită glomeruloscleroză. Deteriorarea progresivă a structurii glomerulare reduce capacitatea de filtrare și poate evolua spre insuficiență renală cronică.

Afecțiuni genetice

Sindromul Alport reprezintă o afecțiune genetică importantă care afectează structura membranei bazale glomerulare prin mutații în genele care codifică colagenul tip IV. Această boală se manifestă prin proteinurie, hematurie și deteriorare progresivă a funcției renale. Alte afecțiuni genetice includ sindromul nail-patella și nefropatia cu membrane subțiri, care afectează dezvoltarea și funcționarea normală a glomerulilor.

Progresul bolii

Semne precoce: Manifestările inițiale ale afecțiunilor glomerulare includ prezența proteinelor în urină, care poate fi detectată prin teste de laborator de rutină. Pacienții pot prezenta edeme ușoare la nivelul pleoapelor și gleznelor, în special dimineața. Modificările subtile ale aspectului și culorii urinei, precum și creșterea ușoară a tensiunii arteriale, pot fi primele indicii ale unei afectări glomerulare incipiente.

Simptome avansate: Pe măsură ce boala progresează, pacienții dezvoltă edeme generalizate, hipertensiune arterială severă și modificări importante ale compoziției urinei. Retenția de lichide devine mai pronunțată, ducând la edem facial, al membrelor inferioare și acumulare de lichid în cavitatea abdominală. Oboseala cronică și scăderea poftei de mâncare devin manifestări frecvente în această etapă.

Complicații: Afectarea glomerulară severă poate duce la multiple complicații sistemice, incluzând sindrom nefrotic cu pierdere masivă de proteine, hipertensiune arterială rezistentă la tratament și insuficiență renală progresivă. Riscul de evenimente cardiovasculare crește semnificativ, iar pacienții pot dezvolta anemie, tulburări electrolitice și modificări ale metabolismului osos. În absența tratamentului adecvat, aceste complicații pot pune în pericol viața pacientului.