แคปซูลของโบว์แมน: โครงสร้างเนื้อเยื่อวิทยาหน้าที่ - กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา

โบว์แมน 's แคปซูลเป็นส่วนเริ่มต้นของส่วนประกอบท่อ nephron หน่วย anatomo การทำงานของไตในการที่จะดำเนินการกระบวนการในการผลิตของปัสสาวะที่ก่อให้เกิดโรคไตในการเก็บรักษาของสภาวะสมดุลของ สิ่งมีชีวิต

ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่จักษุแพทย์และนักกายวิภาคศาสตร์ชาวอังกฤษเซอร์วิลเลียมโบว์แมนผู้ค้นพบการมีอยู่ของมันและเผยแพร่คำอธิบายทางจุลพยาธิวิทยาเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2385

ภาพประกอบของ nephron (ที่มา: งานศิลปะโดย Holly Fischer ผ่าน Wikimedia Commons)

มีความสับสนในวรรณกรรมเกี่ยวกับระบบการตั้งชื่อของส่วนเริ่มต้นของ nephron รวมถึงแคปซูลของ Bowman บางครั้งมันถูกอธิบายว่าเป็นส่วนที่แตกต่างกันของ glomerulus และประกอบไปด้วยคลังข้อมูลของไตในขณะที่ส่วนอื่น ๆ ทำหน้าที่เป็นสมาชิกของ glomerulus

ไม่ว่าในคำอธิบายทางกายวิภาคแคปซูลจะเป็นส่วนหนึ่งหรือเป็นส่วนหนึ่งของโกลเมอรูลัสความจริงก็คือองค์ประกอบทั้งสองมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดในโครงสร้างและหน้าที่ของพวกมันคำว่าโกลเมอรูลัสปลุกให้ผู้ที่คิดเกี่ยวกับความคิดนี้เป็นทรงกลมขนาดเล็กที่มีภาชนะของมัน .

ถ้าไม่เช่นนั้นแคปซูลก็จะเป็นช่องรับที่ของเหลวที่กรองแล้วจะถูกเทลงในโกลเมอรูลัส แต่จะไม่มีส่วนในกระบวนการกรองของไตเอง ซึ่งไม่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากตามที่จะเห็นเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการที่ก่อให้เกิดในลักษณะพิเศษ

โครงสร้างและเนื้อเยื่อวิทยา

แคปซูลของ Bowman เป็นเหมือนทรงกลมเล็ก ๆ ที่ผนังบุกรุกเข้าไปในส่วนของหลอดเลือด ในการแพร่กระจายนี้แคปซูลจะถูกเจาะโดยลูกบอลของเส้นเลือดฝอยซึ่งมีต้นกำเนิดจากหลอดเลือดแดงที่เป็นอวัยวะและส่งเลือดไปยังโกลเมอรูลัสจากที่ที่หลอดเลือดแดงไหลออกมาด้วยซึ่งดึงเลือดจากโกลเมอรูลัส

ปลายด้านตรงข้ามของแคปซูลที่เรียกว่าขั้วปัสสาวะดูเหมือนว่าผนังของทรงกลมมีรูที่ปลายของส่วนแรกที่เริ่มการทำงานของท่อนั้นเชื่อมต่อกันนั่นคือท่อที่ซับซ้อนใกล้เคียง

ผนังด้านนอกของแคปซูลนี้เป็นเยื่อบุผิวแบนและเรียกว่าเยื่อบุผิวข้างขม่อมของแคปซูลของโบว์แมน มันเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโดยเปลี่ยนไปเป็นเยื่อบุผิวใกล้ท่อปัสสาวะที่ขั้วปัสสาวะและเยื่อบุผิวอวัยวะภายในที่ขั้วหลอดเลือด

เยื่อบุผิวที่ถูกบุกรุกเรียกว่าอวัยวะภายในเพราะมันล้อมรอบเส้นเลือดฝอยของไตราวกับว่าเป็นอวัยวะภายใน มันประกอบด้วยเซลล์ที่เรียกว่า podocytes ซึ่งโอบกอดปกคลุมพวกมันเส้นเลือดฝอยและมีลักษณะเฉพาะอย่างยิ่ง

podocytes ถูกจัดเรียงเป็นชั้นเดียวโดยปล่อยส่วนขยายที่เชื่อมโยงกับส่วนขยายของ podocytes ที่อยู่ใกล้เคียงโดยเว้นช่องว่างระหว่างพวกเขาเรียกว่า slit holes หรือ filtration slits ซึ่งเป็นคำตอบของความต่อเนื่องสำหรับทางเดินของการกรอง

โครงสร้างของไตและไต: 1. เยื่อหุ้มสมองไต; 2. ไขกระดูก; 3. หลอดเลือดแดงไต; 4. เส้นเลือดไต; 5. ท่อไต; 6. Nephrons; 7. หลอดเลือดแดง Afferent; 8. โกลเมอรูลัส; 9. โบว์แมนแคปซูล; 10. ท่อและมัดของ Henle; 11. เส้นเลือดฝอยในช่องท้อง (ที่มา: ไฟล์: Physiology_of_Nephron.svg: Madhero88File: KidneyStructures_PioM.svg: Piotr Michał Jaworski; PioM EN DE PLderivative work: Daniel Sachse (Antares42) ผ่าน Wikimedia Commons)

podocytes และเซลล์บุผนังหลอดเลือดที่พวกมันปกคลุมสังเคราะห์เมมเบรนชั้นใต้ดินที่พวกมันพักอยู่และยังมีการแก้ปัญหาของความต่อเนื่องสำหรับทางเดินของน้ำและสารต่างๆ เซลล์บุผนังหลอดเลือดจะถูกทำลายและยังอนุญาตให้กรองได้

ดังนั้นองค์ประกอบทั้งสามนี้: เยื่อบุผนังหลอดเลือดฝอยเยื่อชั้นใต้ดินและเยื่อบุผิวอวัยวะภายในของแคปซูลของโบว์แมนจึงรวมกันเป็นเมมเบรนหรืออุปสรรคการกรอง

คุณสมบัติ

แคปซูลมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการกรองไต ในแง่หนึ่งเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อบุผิวที่ปกคลุมของ podocytes ที่ล้อมรอบเส้นเลือดฝอยของไต นอกจากนี้ยังมีส่วนช่วยในการสังเคราะห์เยื่อชั้นใต้ดินซึ่งเยื่อบุผิวนี้และเยื่อบุผนังหลอดเลือดฝอยไตส่วนที่เหลือ

โครงสร้างทั้งสามนี้: เยื่อบุผนังหลอดเลือดฝอยเยื่อชั้นใต้ดินและเยื่อบุผิวอวัยวะภายในของแคปซูลของโบว์แมนประกอบไปด้วยเยื่อกรองหรือสิ่งกีดขวางและแต่ละส่วนมีลักษณะการซึมผ่านของตัวเองที่นำไปสู่การคัดเลือกโดยรวมของสิ่งกีดขวางนี้

นอกจากนี้ปริมาตรของของเหลวที่แทรกซึมเข้าไปในช่องว่างของ Bowman พร้อมกับระดับความแข็งที่ตรงข้ามกับผนังด้านนอกของ capsular จะเป็นตัวกำหนดที่มาของความดันภายในกะโหลกซึ่งก่อให้เกิดการปรับความดันในการกรองที่มีประสิทธิภาพและเพื่อผลักของเหลวไปตาม ท่อที่เกี่ยวข้อง

ตัวกำหนดขนาดของการกรองไต

ตัวแปรที่รวบรวมขนาดของกระบวนการกรองไตคือสิ่งที่เรียกว่าปริมาตรการกรองของไต (GFR) ซึ่งเป็นปริมาตรของของเหลวที่กรองผ่าน glomeruli ทั้งหมดในหน่วยเวลา ค่าปกติเฉลี่ยประมาณ 125 มล. / นาทีหรือ 180 ลิตร / วัน

ขนาดของตัวแปรนี้พิจารณาจากมุมมองทางกายภาพโดยปัจจัยสองประการคือค่าสัมประสิทธิ์การกรองหรือการกรองแบบอัลตร้าฟิลเตรชัน (Kf) และความดันการกรองที่มีประสิทธิผล (Peff) นั่นคือ: VFG = Kf x Peff (สมการ 1)

ค่าสัมประสิทธิ์การกรอง (Kf)

ค่าสัมประสิทธิ์การกรอง (Kf) เป็นผลคูณของค่าการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกส์ (LP) ซึ่งวัดความสามารถในการซึมผ่านของน้ำของเมมเบรนในหน่วยมิลลิลิตร / นาทีต่อพื้นที่หน่วยและหน่วยของความดันในการขับขี่คูณพื้นที่ผิว (A) ของ เมมเบรนกรองนั่นคือ Kf = LP x A (สมการ 2)

ขนาดของค่าสัมประสิทธิ์การกรองแสดงถึงปริมาตรของของเหลวที่กรองต่อหนึ่งหน่วยเวลาและต่อหน่วยของแรงดันในการขับขี่ที่มีประสิทธิภาพ แม้ว่าจะวัดโดยตรงได้ยากมาก แต่ก็หาได้จากสมการ 1 หาร VFG / Peff

Kf ในเส้นเลือดฝอยของไตเท่ากับ 12.5 มล. / นาที / มม. ปรอทต่อเนื้อเยื่อ / 100 กรัมซึ่งมีค่าสูงกว่า Kf ของระบบเส้นเลือดฝอยอื่น ๆ ในร่างกายประมาณ 400 เท่าซึ่งสามารถกรองได้ประมาณ 0.01 มล. / มล. นาที / มม. ปรอทต่อเนื้อเยื่อ 100 กรัม การเปรียบเทียบแสดงประสิทธิภาพการกรองไต

แรงดันกรองที่มีประสิทธิภาพ (Peff)

ความดันในการกรองที่มีประสิทธิภาพแสดงถึงผลของผลรวมพีชคณิตของแรงกดดันที่แตกต่างกันที่สนับสนุนหรือต่อต้านการกรอง มีการไล่ระดับความดันไฮโดรสแตติก (ΔP) และการไล่ระดับความดันออสโมติก (oncotic, ΔП) ซึ่งกำหนดโดยการปรากฏตัวของโปรตีนในพลาสมา

การไล่ระดับความดันไฮโดรสแตติกคือความแตกต่างของความดันระหว่างด้านในของเส้นเลือดฝอยไต (PCG = 50 มม. ปรอท) และช่องว่างของแคปซูลของโบว์แมน (PCB = 12 มม. ปรอท) ดังที่เห็นได้การไล่ระดับสีนี้ถูกส่งจากเส้นเลือดฝอยไปยังแคปซูลและส่งเสริมการเคลื่อนที่ของของเหลวในทิศทางนั้น

การไล่ระดับความดันออสโมติกจะเคลื่อนย้ายของไหลจากความดันออสโมติกที่ต่ำกว่าไปสูงกว่า เฉพาะอนุภาคที่ไม่มีตัวกรองเท่านั้นที่มีผลกระทบนี้ โปรตีนไม่กรอง ПCBของมันคือ 0 และในเส้นเลือดฝอยของไตПCGคือ 20 มิลลิเมตรปรอท การไล่ระดับสีนี้จะเคลื่อนย้ายของเหลวจากแคปซูลไปยังเส้นเลือดฝอย

ความดันประสิทธิผลสามารถคำนวณได้โดยใช้ Peff = ΔP - ΔП; = (PCG-PCB) - (ПCG-ПCB); = (50-12) - (20-0); = 38-20 = 18 มม. ปรอท ดังนั้นจึงมีความดันในการกรองที่มีประสิทธิภาพหรือสุทธิประมาณ 18 มม. ปรอทซึ่งกำหนด GFR ประมาณ 125 มล. / นาที

ดัชนีการกรอง (IF) ของสารที่มีอยู่ในพลาสมา

เป็นตัวบ่งชี้ความง่าย (หรือความยาก) ที่สารในพลาสมาสามารถข้ามอุปสรรคการกรองได้ ดัชนีได้มาจากการหารความเข้มข้นของสารในฟิลเตรต (FX) ด้วยความเข้มข้นในพลาสมา (PX) นั่นคือ: IFX = FX / PX

ช่วงของค่า IF อยู่ระหว่างค่าสูงสุด 1 สำหรับสารที่กรองอย่างอิสระและ 0 สำหรับค่าที่ไม่กรองเลย ค่ากลางมีไว้สำหรับอนุภาคที่มีปัญหาระดับกลาง ยิ่งค่าใกล้ 1 มากเท่าไหร่การกรองก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ยิ่งเข้าใกล้ 0 ยิ่งกรองยาก

หนึ่งในปัจจัยที่กำหนด IF คือขนาดของอนุภาค ผู้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 4 นาโนเมตรกรองได้อย่างอิสระ (IF = 1) เมื่อขนาดโตขึ้นใกล้เคียงกับอัลบูมิน IF จะลดลง อนุภาคขนาดอัลบูมินหรือใหญ่กว่ามี IF เป็น 0

อีกปัจจัยหนึ่งที่ก่อให้เกิด IF คือประจุไฟฟ้าลบบนพื้นผิวโมเลกุล โปรตีนมีประจุลบจำนวนมากซึ่งจะเพิ่มขนาดทำให้กรองได้ยาก สาเหตุก็คือรูขุมขนมีประจุลบที่ขับไล่โปรตีนเหล่านั้นออกไป

อ้างอิง

Ganong WF: Renal Function and Micturition, in Review of Medical Physiology, 25th ed. นิวยอร์ก, McGraw-Hill Education, 2016
Guyton AC, Hall JE: ระบบทางเดินปัสสาวะ, ในตำราสรีรวิทยาการแพทย์, 13th ed, AC Guyton, JE Hall (eds) ฟิลาเดลเฟีย Elsevier Inc. , 2016
Lang F, Kurtz A: Niere ใน Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31 th ed, RF Schmidt et al (eds) ไฮเดลเบิร์ก Springer Medizin Verlag, 2010
Silbernagl S: Die funktion der nieren ใน Physiologie, 6th ed; R Klinke et al (eds) สตุ๊ตการ์ท, เฟรดธีมีเวอร์, 2010
Stahl RAK et al: Niere und canitende Harnwege ใน Klinische Pathophysiologie, 8th ed, W Siegenthaler (ed) Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2001

แคปซูลของโบว์แมน: โครงสร้างเนื้อเยื่อวิทยาหน้าที่ - กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา - 2026