BOWMAN'S CAPSULE: STRUCTUUR, HISTOLOGIE, FUNCTIES - ANATOMIE EN FYSIOLOGIE - 2026

De capsule van Bowman vertegenwoordigt het beginsegment van de buisvormige component van de nefron, anatomofunctionele eenheid van de nier waarin de processen voor de productie van urine worden uitgevoerd waarmee de nier bijdraagt ​​tot het behoud van de homeostase van de nier. organisme.

Het werd genoemd ter ere van de Engelse oogarts en anatoom Sir William Bowman, die het bestaan ​​ervan ontdekte en de histologische beschrijving voor het eerst publiceerde in 1842.

Illustratie van een nefron (bron: kunstwerk door Holly Fischer via Wikimedia Commons)

Er is enige verwarring in de literatuur over de nomenclatuur van de beginsegmenten van de nefron, inclusief de capsule van Bowman. Soms wordt het beschreven als een ander deel van de glomerulus en vormt het daarmee het nierlichaam, terwijl het voor anderen functioneert als een lid van de glomerulus.

Ongeacht of in anatomische beschrijvingen de capsule deel uitmaakt van of deel uitmaakt van de glomerulus, het feit is dat beide elementen zo nauw met elkaar verbonden zijn in hun structuur en functie, dat de term glomerulus bij degenen die erover nadenken het idee van een kleine bol met zijn vaten wekt. .

Als dat niet het geval is, zou de capsule gewoon een houder zijn waarin de gefilterde vloeistof in de glomerulus wordt gegoten, maar het zou geen deel uitmaken van het glomerulaire filtratieproces zelf. Dat is niet het geval, aangezien het, zoals we zullen zien, deel uitmaakt van dat proces waaraan het op een bijzondere manier bijdraagt.

Structuur en histologie

Bowmans capsule is als een kleine bol waarvan de wand doordringt in de vasculaire sector. Bij deze invaginatie wordt de capsule gepenetreerd door de bal van haarvaten, die zijn oorsprong vindt in de afferente arteriole en die bloed aan de glomerulus levert, vanwaar ook de efferente arteriole naar buiten komt, die bloed uit de glomerulus trekt.

Het tegenoverliggende uiteinde van de capsule, de urinepool genaamd, lijkt alsof de wand van de bol een gat had waaraan het uiteinde van het eerste segment dat de buisfunctie zelf initieert, is verbonden, dat wil zeggen, de proximale ingewikkelde buis.

Deze buitenwand van de capsule is een plat epitheel en wordt het pariëtale epitheel van het kapsel van Bowman genoemd. Het verandert van structuur door over te gaan naar het proximale tubulusepitheel aan de urinepool en naar het viscerale epitheel aan de vasculaire pool.

Het invaginate epitheel wordt visceraal genoemd omdat het de glomerulaire capillairen omgeeft alsof ze een ingewanden zijn. Het bestaat uit cellen die podocyten worden genoemd en die de haarvaten omarmen, bedekken en die zeer specifieke kenmerken hebben.

De podocyten zijn georganiseerd in een enkele laag en zenden extensies uit die in elkaar grijpen met de extensies van naburige podocyten, waardoor er tussenruimten achterblijven die spleetporiën of filtratiesleuven worden genoemd, die continuïteit zijn voor de doorgang van het filtraat.

Structuur van de nier en een nefron: 1. Niercortex; 2. merg; 3. Nierslagader; 4. Nieraders; 5. Ureter; 6. Nephrons; 7. Afferente arteriole; 8. Glomerulus; 9. Bowman's capsule; 10. Tubuli en bundel Henle; 11. Peritubulaire capillairen (Bron: File: Physiology_of_Nephron.svg: Madhero88 File: KidneyStructures_PioM.svg: Piotr Michał Jaworski; PioM EN DE PLderivatief werk: Daniel Sachse (Antares42) via Wikimedia Commons)

De podocyten en de endotheelcellen die ze bedekken, synthetiseren een basismembraan waarop ze rusten en dat ook continuïteitsoplossingen heeft voor de doorgang van water en stoffen. Endotheelcellen zijn gefenestreerd en laten ook filtratie toe.

Dus deze drie elementen: capillair endotheel, basaalmembraan en visceraal epitheel van Bowman's capsule, vormen samen de membraan- of filtratiebarrière.

Kenmerken

De capsule wordt geassocieerd met het glomerulaire filtratieproces. Enerzijds omdat het deel uitmaakt van de epitheliale bedekking van podocyten die de glomerulaire capillairen omgeeft. Het draagt ​​ook bij tot de synthese van het basismembraan waarop dit epitheel en het glomerulaire capillaire endotheel rusten.

Deze drie structuren: capillair endotheel, basaalmembraan en visceraal epitheel van het kapsel van Bowman, vormen het zogenaamde filtratiemembraan of -barrière, en elk van hen heeft zijn eigen permeabiliteitskenmerken die bijdragen aan de algehele selectiviteit van deze barrière.

Bovendien bepaalt het vloeistofvolume dat de ruimte van Bowman binnendringt, samen met de mate van stijfheid die zich verzet tegen de buitenste kapselwand, het ontstaan ​​van een intracapsulaire druk die bijdraagt ​​tot het moduleren van de effectieve filtratiedruk en om de vloeistof langs de bijbehorende tubulus.

Bepalende factoren voor de omvang van glomerulaire filtratie

Een variabele die de omvang van het glomerulaire filtratieproces verzamelt, is het zogenaamde glomerulaire filtratievolume (GFR), het vloeistofvolume dat in een tijdseenheid door alle glomeruli wordt gefilterd. De gemiddelde normale waarde is ongeveer 125 ml / min of 180 l / dag.

De grootte van deze variabele wordt fysisch gezien bepaald door twee factoren, namelijk de zogenaamde filtratie- of ultrafiltratiecoëfficiënt (Kf) en de effectieve filtratiedruk (Peff). Dat is: VFG = Kf x Peff (vergelijking 1)

Filtratiecoëfficiënt (Kf)

De filtratiecoëfficiënt (Kf) is het product van de hydraulische geleidbaarheid (LP), die de waterdoorlatendheid van een membraan meet in ml / min per oppervlakte-eenheid en aandrijfdrukeenheid maal de oppervlakte (A) van het filtermembraan, dat wil zeggen Kf = LP x A (vergelijking 2).

De grootte van de filtratiecoëfficiënt geeft het vloeistofvolume aan dat wordt gefilterd per tijdseenheid en per eenheid effectieve aandrijfdruk. Hoewel het erg moeilijk is om direct te meten, kan het worden verkregen uit vergelijking 1, waarbij VFG / Peff wordt gedeeld.

De Kf in glomerulaire capillairen is 12,5 ml / min / mmHg per c / 100 g weefsel, een waarde die ongeveer 400 keer hoger is dan de Kf van andere capillaire systemen in het lichaam, waar ongeveer 0,01 ml / ml kan worden gefilterd. min / mm Hg per 100 g weefsel. Vergelijking die de efficiëntie van glomerulaire filtering laat zien.

Effectieve filtratiedruk (Peff)

De effectieve filtratiedruk vertegenwoordigt het resultaat van de algebraïsche som van de verschillende drukkrachten die filtratie bevorderen of tegenwerken. Er is een hydrostatische drukgradiënt (ΔP) en een osmotische drukgradiënt (oncotisch, ΔП) bepaald door de aanwezigheid van eiwitten in plasma.

De hydrostatische drukgradiënt is het drukverschil tussen het inwendige van het glomerulaire capillair (PCG = 50 mm Hg) en de ruimte van Bowman's capsule (PCB = 12 mm Hg). Zoals te zien is, is deze gradiënt gericht van het capillair naar de capsule en bevordert het de beweging van vloeistof in die richting.

De osmotische drukgradiënt verplaatst vloeistof van lagere osmotische druk naar hoger. Alleen deeltjes die niet filteren, hebben dit effect. Eiwitten filteren niet. De ПCB is 0 en in het glomerulaire capillair is ПCG 20 mm Hg. Deze gradiënt verplaatst vloeistof van de capsule naar het capillair.

De effectieve druk kan worden berekend door Peff = ΔP - ΔП toe te passen; = (PCG-PCB) - (ПCG-ПCB); = (50-12) - (20-0); = 38-20 = 18 mm Hg. Er is dus een effectieve of netto filtratiedruk van ongeveer 18 mm Hg, wat een GFR van ongeveer 125 ml / min bepaalt.

Filtratie-index (IF) van stoffen die in plasma aanwezig zijn

Het is een indicator voor het gemak (of de moeilijkheid) waarmee een stof in plasma de filtratiebarrière kan passeren. De index wordt verkregen door de concentratie van de stof in het filtraat (FX) te delen door de concentratie in het plasma (PX), dat wil zeggen: IFX = FX / PX.

Het bereik van IF-waarden ligt tussen maximaal 1 voor stoffen die vrij filteren en 0 voor stoffen die helemaal niet filteren. Tussenliggende waarden zijn voor deeltjes met tussenliggende moeilijkheden. Hoe dichter bij de waarde 1, hoe beter de filtratie. Hoe dichter bij 0, hoe moeilijker het filtert.

Een van de factoren die de IF bepalen, is de grootte van het deeltje. Degenen met een diameter van minder dan 4 nm filteren vrijelijk (IF = 1). Naarmate de grootte dichter bij die van albumine groeit, neemt de IF af. Deeltjes van albumine-formaat of groter hebben IF's van 0.

Een andere factor die bijdraagt ​​aan het bepalen van IF zijn negatieve elektrische ladingen op het moleculaire oppervlak. Eiwitten hebben veel negatieve lading, waardoor ze groter worden en het moeilijker wordt om ze te filteren. De reden is dat de poriën negatieve ladingen hebben die die van de eiwitten afstoten.

Referenties

1. Ganong WF: nierfunctie en mictie, in Review of Medical Physiology, 25e druk. New York, McGraw-Hill Education, 2016.
2. Guyton AC, Hall JE: The Urinary System, in Textbook of Medical Physiology, 13e editie, AC Guyton, JE Hall (eds). Philadelphia, Elsevier Inc., 2016.
3. Lang F, Kurtz A: Niere, in Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31e ed, RF Schmidt et al (eds). Heidelberg, Springer Medizin Verlag, 2010.
4. Silbernagl S: Die funktion der nieren, in Physiologie, 6e druk; R Klinke et al (eds). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2010.
5. Stahl RAK et al: Niere und capabele Harnwege, in Klinische Pathophysiologie, 8e editie, W Siegenthaler (ed). Stuttgart, Georg Thieme Verlag, 2001.