Quá trình lọc máu và hình thành nước tiểu ở thận
Quá trinh lọc máu tại cầu thận
Quá trình lọc máu diễn ra tại cầu thận nhờ màng lọc cầu thận, sự chênh lệch áp suất giữa bên trong cầu thận và tạo lực đẩy các chất qua màng. Các tế bào máu và protein có kích thước lớn hơn lỗ lọc sẽ được giữ lại theo động mạch trở lại cơ thể. Các chất qua màng hình thành nước tiểu đầu được chuyển đến ống thận.
Cứ mỗi phút có khoảng hơn 1 lít máu qua thận, người trưởng thành sau 1 giờ có thể lọc 60 lít máu và có 7,5lít dịch lọc được tạo ra. Như vậy với lượng 5 lít máu trong con người sau 24 giờ có thể chảy qua thận 288 lần hay cứ 5 phút thì đi qua 1 lần. Vì thế thận cần cung cấp lượng oxy rất lớn, nhu cầu oxy của thận chiếm tới 9% tổng lượng oxy cung cấp cho cơ thể.
Quá trình lọc máu qua cầu thận phụ thuộc vào hai yếu tố là: lỗ lọc của màng và áp suất lọc.
+Các lỗ lọc ở màng lọc cầu thận có kích thước rất nhỏ chỉ cho những vật rất bé đi qua còn những vật lớn hơn phải nhờ áp suất lọc.
+Áp suất lọc là giá trị chênh lệch giữa huyết áp trong mao mạch (khoảng 75mmHg) và áp suất keo loại trong huyết tương (khoảng 30mmHg) cộng với áp suất thuỷ tĩnh trong xoang Bowman (khoảng 6mmHg)
Thành phần của nước tiểu đầu gần giống với huyết tương gồm các chất như: đường glucose, acid amin, Na+, K+, HCO3-, Cl-… còn protein ít hơn huyết tương từ 300 đến 400 lần vì những protein kích thước lớn không thể qua được màng lọc.
Quá trình lọc máu và hình thành nước tiểu ở thận
Quá trình tái hấp thu tại ống thận
Nước tiểu đầu sau khi được lọc ở cầu thận do vẫn còn nhiều chất dinh dưỡng nên sẽ được tái hấp thu tại ống thận. Trung bình mỗi ngày có khoảng 170-180 lít nước tiểu đầu được tạo ra nhưng sau khi tái hấp thu thì chỉ có khoảng 1-2 lít nước tiểu thực sự được hình thành. Quá trình tái hấp thu tại ống thận lần lượt đi qua ống lượn gần, quai henle, ống lượn xa, ống góp.
Tại ống lượn gần, quá trình tái hấp thu hầu hết các chất dinh dưỡng, nước và chất điện giải:
+Glucose: được hấp thu hoàn toàn theo cơ chế vận chuyển tích cực, glucose được vận chuyển qua phía đối diện của tế bào biểu mô của thành ống để đổ vào máu. Nếu trường hợp đường huyết trong máu tăng cao hơn mức bình thường thì quá trình tái hấp thu glucose sẽ không xảy ra hoàn toàn dẫn tới tiểu đường.
+Protein: được tái hấp thu ở ngay đoạn đầu ống lượn gần bằng phương thức ẩm bào.
+Acid amin: mỗi loại acid amin được gắn với chất mang đặc hiệu trên màng, khi tách khỏi chất mang chúng được khuếch tán vào dịch ngoại bào vào máu
+Một số chất dinh dưỡng khác như vitamin cũng được hấp thu tại đây.
+Ion Na+ được tái hấp thu theo cơ chế vận chuyển tích cực nhờ gắn vào vật tải được bơm vào dịch ngoại bào để vào máu. Khoảng 90% Na+ được tái hấp thu ở ống lượng gần và chúng mang theo 1 lượng Ion Cl- thương đương.
+Ion K+ cũng được tái hấp thu hoàn toàn ở ống lượn gần bằng phương thức tích cực giống như Na+.
+HCO3- được tái hấp thu gián tiếp thông qua khí CO2.
+Nước được tái hấp thu 85 – 90% tại đây theo 3 cơ chế: các protein có kích thước lớn không qua được màng lọc bị giữ lại trong máu làm tăng áp suất thẩm thấu keo kéo nước vào máu, sự tái hấp thu Na+ làm tăng áp suất thẩm thấu hút nước vào máu và tính thấm của các tế bào biểu mô ống lượn gần với nước cao.
Tại quai Henle, chủ yếu là quá trình tái hấp thu nước và Na+:
+Ở nhánh xuống các tế bào biểu bì của quai Henle chỉ cho nước thấm qua, còn Na+ thì bị giữ lại hoàn toàn, nên làm tăng nồng độ Na+ trong dịch lọc khi qua đáy chữ U sang nhánh lên của quai.
+Ở nhánh lên thì ngược lại Na+ lại được thấm ra còn nước thì không. Người ta gọi đó là hiện tượng nhân nồng độ ngược dòng.
+Quai Henle cùng với mạch thẳng và ống góp nằm song song với nhau, một phần nằm ở lớp vỏ, một phần nằm ở lớp tuỷ. Áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào càng đến gần lớp tuỷ càng cao. Ở lớp tuỷ áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào cao gấp 4 lần so với dịch ngoại bào của lớp vỏ. Điều đó càng tạo điều kiện cho việc tại hấp thu nước ở nhánh xuống và Na+ ở nhánh lên.
Quá trình lọc máu và hình thành nước tiểu ở thận
Tại ống lượn xa
+ Ở phần đầu của ống lượn xa: Cl- được bơm ra dịch ngoại bào và do đó kéo theo các ion khác như Na+, K+, Ca++, Mg++…Các ion được tái hấp thu nhiều làm cho dịch lọc ở phần đầu của ống lượn xa bị loãng hơn. Có người gọi đây là đoạn pha loãng. Nhờ sự pha loãng này đã tạo điều kiện cho quá trình tái hấp thu nước ở đoạn sau.
+ Ở phần sau của ống lượn xa, nước được tái hấp thu do dịch lọc bị loãng nên áp suất thẩm thấu của dịch lọc thấp hơn nhiều so với áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào, kết quả là nước dễ dàng đi ra dịch ngoại bào mà vào máu.
+Tái hấp thu Na+ và Cl-: Nhờ tác động của hormon aldosteron của phần vỏ tuyến thượng thận mà ion Na+ được tái hấp thu theo cơ chế tích cực. Aldosteron xuyên qua màng tế bào tới màng nhân và gắn vào một protein thụ cảm ở màng nhân tạo phức aldosteron – protein. Phức hợp này vào nhân kích thích ADN tăng tổng hợp ARN thông tin, kết quả làm tăng tổng hợp loại protein mang để vận chuyển Na+ trong khi (bơm Na) hoạt động (đây là cơ chế hoạt hoá gen). Còn Cl- được hấp thu theo Na+ như ở ống lượn gần.
+ Từ tế bào thành biểu mô của ống lượn xa một số chất như K+, NH3, H+ lại được chuyển vào góp nằm ở tuỷ thận cho ure đi qua còn ở phần vỏ không cho ure đi qua).
Tại ống góp còn tái hấp thu thêm Na+, K+, Ca++, nước. Một lượng NH3 từ huyết tương tới tế bào biểu mô của thành ống lượn xa để bài tiết. Vào dịch lọc NH3 kết hợp với H+ tạo ra NH4 để thải ra theo nước tiểu, nhờ vậy đã điều chỉnh được độ pH của dịch lọc.
Sự hình thành nước tiểu chính thức
Sau khi quá trình tái hấp thu tại ống thận diễn ra, dịch lọc chuyển thành nước tiểu tập hợp tại bể thận rồi qua niệu quản xuống dự trữ tại bàng quang. Khi bàng quang đầy thì nước tiểu sẽ được bài tiết ra bên ngoài thông qua niệu đạo.
Thành phần của nước tiểu chính thức là nước, các chất cặn bã (acid uric, creatinin, ure…), sản phẩm chuyển hóa của một số thuốc, các ion điện giải (K+, H+,…)…
