Pengaturan volume cairan, keseimbangan natrium dan kalium oleh ginjal

Fungsi ginjal yang paling penting adalah untuk memastikan kestabilan ruang air tubuh (volume darah yang bersirkulasi, cairan ekstraseluler dan intraseluler) dan untuk menjaga homeostasis natrium, kalium, dan elektrolit lainnya. Bab ini dikhususkan untuk peran ginjal dalam mengatur keseimbangan dua elektrolit penting - natrium dan kalium.

Dalam tubuh manusia, air membentuk 45 hingga 75% dari berat tubuh. Air didistribusikan dalam dua ruang air utama - intraseluler dan ekstraseluler, yang dipisahkan satu sama lain oleh membran sel. Cairan intraseluler mencakup sekitar 60% dari jumlah total air dalam tubuh. Cairan ekstraseluler didistribusikan dalam plasma, interstitium (cairan interstisial dan limfa), tulang dan jaringan tulang rawan, dan juga diwakili oleh cairan transseluler (urin, air gastrointestinal, cairan serebrospinal, dll.). Cairan transseluler berdasarkan volume membentuk sekitar setengah dari jumlah total cairan ekstraseluler.

Natrium merupakan kation utama cairan ekstraseluler, klorin dan bikarbonat merupakan anion utama. Kation utama cairan intraseluler adalah kalium, anion utamanya adalah fosfat dan protein anorganik dan organik.

Pengaturan ginjal terhadap keseimbangan natrium dan volume cairan

Konsentrasi natrium dalam plasma dan cairan interstisial normal berkisar antara 136 hingga 145 mmol/L. Peningkatan konsentrasi natrium dalam darah di atas 145 mmol/L disebut hipernatremia, sedangkan konsentrasi elektrolit dalam darah yang mendekati 160 mmol/L dianggap sebagai keadaan darurat. Penurunan konsentrasi natrium dalam darah di bawah 135 mmol/L disebut hiponatremia. Penurunan konsentrasi natrium di bawah 115 mmol/L dapat mengancam jiwa. Kandungan natrium dalam cairan intraseluler hanya 10% dibandingkan dengan cairan ekstraseluler, konsentrasi klorida dan bikarbonat di dalamnya rendah. Konsentrasi osmotik plasma, cairan interstisial, dan cairan intraseluler tidak berbeda.

Konsumsi garam dapur (natrium klorida) harian oleh orang sehat di Ukraina adalah sekitar 160-170 mmol/hari. Dari jumlah ini, 165 mmol dikeluarkan melalui urin dan sekitar 5 mmol melalui feses.

Keseimbangan natrium diatur oleh ginjal. Pengangkutan natrium di nefron meliputi filtrasi glomerulus dan reabsorpsi elektrolit di tubulus. Natrium disaring sepenuhnya di glomerulus. Sekitar 70% natrium yang disaring diserap kembali di tubulus proksimal. Reabsorpsi elektrolit lebih lanjut terjadi di segmen tipis desenden, segmen tipis asendens, tubulus lurus distal lengkung Henle, yang berperan penting dalam menciptakan gradien osmotik di interstitium ginjal. Reabsorpsi gabungan natrium dan klorida terjadi di tubulus distal dan duktus pengumpul kortikal. Energi untuk proses ini disediakan oleh Na ⁺, K ⁺ -ATPase.

Pengaturan keseimbangan natrium berkaitan erat dengan pengaturan volume cairan. Jadi, dengan peningkatan tajam asupan garam dapur dalam tubuh, ekskresinya dengan urin meningkat, tetapi keadaan stabil hanya terbentuk setelah 3-5 hari. Pada periode awal, ada keseimbangan natrium positif - retensi elektrolit dalam tubuh. Hal ini ditandai dengan peningkatan volume cairan ekstraseluler, retensinya, dan peningkatan berat badan. Kemudian, sebagai respons terhadap peningkatan volume cairan ekstraseluler, ekskresi natrium meningkat dan keseimbangan natrium dipulihkan. Dengan demikian, ketika konsumsi garam dapur menurun tajam, efek sebaliknya terjadi. Ekskresi natrium menurun dalam waktu sekitar 3 hari. Selama periode singkat keseimbangan natrium negatif ini, jumlah total air dalam tubuh dan, karenanya, berat badan menurun. Dengan demikian, dalam kondisi fisiologis, natriuresis berkembang sebagai respons terhadap peningkatan volume cairan ekstraseluler, dan dengan penurunannya - retensi natrium. Dalam kondisi patologis, hubungan antara volume cairan ekstraseluler dan ekskresi natrium oleh ginjal terganggu, yang secara klinis dimanifestasikan oleh perkembangan edema atau keadaan dehidrasi.

Mekanisme yang digunakan ginjal untuk mengatur kadar natrium yang konstan, dan karenanya kadar air, dalam tubuh bersifat kompleks dan beraneka ragam. Ekskresi natrium dalam urin ditentukan oleh perbedaan antara jumlah natrium yang disaring dalam glomerulus dan jumlah penyerapannya kembali.

Karena konsentrasi natrium dalam darah biasanya merupakan nilai yang sedikit berubah, pengaturan ekskresi natrium ginjal dianggap dari sudut pandang pengaturan SCF dan reabsorpsi elektrolit.

Laju filtrasi glomerulus biasanya didefinisikan sebagai faktor pertama yang mengendalikan ekskresi natrium. Namun, seperti yang dapat dilihat dari pengamatan klinis dan data eksperimen, bahkan perubahan signifikan dalam fungsi filtrasi ginjal (hingga keadaan gagal ginjal kronis), sebagai aturan, tidak mengganggu keseimbangan natrium dalam tubuh. GFR yang berkurang, sebagai faktor penentu dalam gangguan air-elektrolit, jarang terdeteksi: pada sindrom nefritik akut, pada tahap oliguria gagal ginjal akut, pada fase peningkatan edema pada sindrom nefrotik; juga diamati pada gangguan peredaran darah akut (gagal jantung akut, syok kardiogenik), setelah kehilangan darah akut.

Reabsorpsi tubulus

Ini adalah faktor utama yang mengatur keseimbangan natrium. Proses ini dikendalikan oleh hormon, yang terpenting adalah aldosteron, serta faktor fisik yang bekerja di area tubulus proksimal dan redistribusi aliran darah intrarenal.

Aldosteron

Di antara faktor-faktor yang mengatur keseimbangan natrium, hormon ini adalah yang paling penting. Ini dicirikan sebagai faktor kedua yang mengendalikan ekskresi natrium. Efek fisiologis utama aldosteron adalah pengaturan volume cairan ekstraseluler dan homeostasis kalium. Volume cairan ekstraseluler diatur oleh aldosteron secara tidak langsung melalui efeknya pada transportasi natrium. Hormon tersebut memberikan efeknya terutama di duktus pengumpul kortikal dan segmen-segmen tertentu dari nefron distal, di mana, melalui transformasi intraseluler yang kompleks, aldosteron meningkatkan reabsorpsi natrium dan meningkatkan sekresi kalium ke dalam lumen tubulus ginjal. Pengamatan klinis mengonfirmasi peran penting aldosteron dalam mengatur homeostasis natrium. Dengan demikian, natriuresis yang signifikan terdeteksi pada pasien dengan insufisiensi adrenal; stimulasi aktif sekresi aldosteron terjadi pada pasien dengan volume cairan ekstraseluler rendah, dan, sebaliknya, sekresi aldosteron menurun dengan hipervolemia.

“Faktor Ketiga”

Faktor-faktor lain yang mengatur keseimbangan natrium digabungkan dengan nama umum "faktor ketiga". Faktor-faktor tersebut meliputi faktor hormonal (hormon natriuretik atrium, katekolamin, kinin, dan prostaglandin), faktor fisik yang bekerja melalui dinding tubulus ginjal (tekanan hidrostatik dan tekanan onkotik dalam kapiler ginjal); dan faktor hemodinamik (peningkatan aliran darah ginjal meduler, redistribusi aliran darah intrarenal).

Peptida natriuretik atrium meningkatkan diuresis, meningkatkan ekskresi natrium, klorin, dan kalium dalam urin. Mekanisme kerja hormon natriuretik sangat kompleks. Peran utama dalam perkembangan natriuresis dikaitkan dengan peningkatan filtrasi glomerulus dan fraksi filtrasi, aksi langsung hormon pada tubulus ginjal dengan penurunan reabsorpsi natrium terutama di area tubulus pengumpul kortikal; peran tertentu dalam perkembangan natriuresis dimainkan oleh blokade produksi aldosteron oleh hormon.

Peran katekolamin dalam pengaturan ekskresi natrium dikaitkan dengan efek gaya Starling di kapiler perifer dan perubahan hemodinamik ginjal.

Efek natriuretik dari kinin dan prostaglandin dikaitkan dengan sifat vasodilatasinya, redistribusi aliran darah intrarenal, dan perubahan gradien osmotik di medula ginjal. Efek langsung kinin dan prostaglandin pada transportasi natrium di bagian distal nefron dan tubulus proksimal juga tidak dikecualikan.

Di antara faktor fisik yang memengaruhi ekskresi natrium, peran penting diberikan pada gaya Starling yang bekerja melalui dinding kapiler di area tubulus proksimal. Penurunan tekanan onkotik pada kapiler peri-tubulus dan/atau peningkatan tekanan hidrostatik di dalamnya disertai dengan penurunan reabsorpsi natrium dan peningkatan natriuresis, dan sebaliknya: dengan peningkatan tekanan onkotik pada kapiler, reabsorpsi natrium pada nefron proksimal meningkat. Tekanan onkotik rendah pada arteriol glomerulus eferen terdeteksi pada hipoproteinemia, termasuk NS, serta pada kondisi dengan volume cairan ekstraseluler yang tinggi, yang menjelaskan penurunan reabsorpsi natrium proksimal. Peningkatan tekanan onkotik akibat perfusi kapiler peri-tubulus dengan larutan dengan kandungan albumin yang tinggi menyebabkan normalisasi reabsorpsi natrium.

Redistribusi aliran darah ginjal

Peran faktor ini dalam mekanisme regulasi ekskresi natrium masih belum jelas dan perlu diklarifikasi. Kemungkinan besar, faktor ini memiliki pengaruh yang tidak signifikan terhadap regulasi keseimbangan air-garam.

Dengan demikian, ginjal mempertahankan homeostasis air-natrium melalui mekanisme yang kompleks. Peran utama di dalamnya dimainkan oleh sistem hormonal ginjal dan kelenjar adrenal. Mekanisme ini memastikan efisiensi tinggi dalam menjaga kekonstanan natrium dalam tubuh. Gangguan pada keseimbangan air-elektrolit tubuh berkembang ketika terjadi kerusakan pada sistem pengaturannya dan dapat dikaitkan dengan penyebab ekstrarenal dan kerusakan ginjal.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]