Các yếu tố thần kinh và hormone làm tăng tính hiệu quả của sự kiểm soát phản hồi dịch cơ thể
Vai trò của aldosterone trong kiểm soát sự bài tiết của thận
Aldosterone làm tăng sự tái hấp thu natri, đặc biệt là trong các vi ống thu thập và ống thu thập. Tăng tái hấp thu natri cũng liên quan với tăng tái hấp thu nước và bài tiết kali. Vì thế, tác động toàn phần của aldosterone là làm cho các thận giữ lại natri và nước và làm tăng sự bài tiết kali trong nước tiểu.
Chức năng của aldosterone trong điều hòa thăng bằng natri thì liên quan chặt chẽ với những gì được mô tả với Ang II. Nghĩa là, với một sự giảm trong lượng natri ăn vào, các mức Ang II tăng lên sẽ kích thích sự bài tiết aldosterone, điều mà cuối cùng đóng góp vào sự giảm bài tiết natri trong nước tiểu và vì thế, đóng góp vào sự duy trì thăng bằng natri. Ngược lại, với lượng natri ăn vào nhiều, sự giảm hình thành aldosterone làm giảm sự tái hấp thu của ống thận, cho phép các thận bài tiết các lượng natri lớn hơn. Vì thế, các sự thay đổi trong sự hình thành aldosterone cũng hỗ trợ cơ chế lợi niệu natri áp suất trong duy trì thăng bằng natri trong suốt các sự thay đổi trong lượng muối ăn vào.
Trong suốt quá trình quá bài tiết dài hạn của aldosterone, các thận thoát khỏi sự giữ natri khi áp suất động mạch tăng lên. Mặc dù aldosterone có các tác động mạnh mẽ lên sự tái hấp thu natri, nhưng khi có sự hình thành quá mức của aldosterone, như xảy ra ở những bệnh nhân có các khối u của tuyến thượng thận (hội chứng Conn), sự tái hấp thu natri tăng lên và sự giảm bài tiết natri bởi các thận chỉ là tạm thời. Sau 1 đến 3 ngày giữ natri và nước, thể tích dịch ngoại bào tăng lên khoảng 10% đến 15% và có một sự tăng lên đồng thời trong áp suất động mạch. Khi áp suất động mạch tăng lên đủ cao, các thận sẽ “thoát” khỏi tình trạng giữ natri và nước và sau đó bài tiết các lượng natri bằng với lượng ăn vào hằng ngày, mặc cho sự liên tục có mặt của các mức aldosterone cao. Nguyên nhân chủ yếu cho sự thoát này là lợi niệu natri áp suất và lợi niệu áp suất mà xảy ra khi áp suất động mạch tăng lên (xem loạt bài viết sau này).
Ở những bệnh nhân bị thiểu năng tuyến thượng thận, những người mà không bài tiết đủ aldosterone (bệnh Addison), có một sự tăng bài tiết của natri và nước, sự giảm trong thể tích dịch ngoại bào, và một khuynh hướng về phía huyết áp thấp. Trong sự vắng mặt hoàn toàn của aldosterone, sự suy giảm thể tích có thể nghiêm trọng nếu như người đó không được tiêu thụ các lượng lớn muối và uống các lượng lớn nước để cân bằng với thể tích nước tiểu chứa muối và nước tăng lên.
Vai trò của hormone chống bài niệu trong kiểm soát sự bài tiết nước của thận
Như được nói đến trong loạt bài viết trước, ADH đóng một vai trò quan trọng trong việc cho phép các thận hình thành một thể tích nước tiểu cô đặc nhỏ, đồng thời bài tiết các lượng muối bình thường. Tác động này thì đặc biệt quan trọng trong suốt quá trình thiếu hụt nước, điều mà làm tăng mạnh các mức ADH huyết tương mà cuối cùng làm tăng sự tái hấp thu nước bởi các thận và giúp làm giảm thiểu các sự giảm trọng thể tích dịch ngoại bào và áp suất động mạch mà sẽ xảy ra. Sự thiếu hụt nước trong 24 đến 48 giờ bình thường chỉ gây ra một sự giảm nhẹ trong thể tích dịch ngoại bào và áp suất động mạch. Tuy nhiên, nếu như các tác động của ADH bị chặn với một thuốc mà đối kháng lại hoạt động của ADH trong việc tăng cường sự tái hấp thu nước trong ống lượn xa và vi ống thu thập, thì cùng thời gian thiếu hụt nước sẽ gây ra một sự giảm đáng kể trong thể tích dịch ngoại bào và áp suất động mạch. Ngược lại, khi có thể tích dịch ngoại bào quá mức thì các mức ADH giảm sẽ làm giảm sự tái hấp thu nước bởi các thận, vì thế, giúp loại bỏ khỏi cơ thể thể tích dịch quá mức.
Sự bài tiết quá mức hormone chống bài niệu thường chỉ gây ra các sự tăng lên nhỏ trong thể tích dịch ngoại bào nhưng các sự giảm nhiều trong nồng độ natri. Mặc dù ADH thì quan trọng trong việc điều hòa thể tích dịch ngoại bào, nhưng các mức ADH dư hiếm khi gây ra các sự tăng lên nhiều trong áp suất động mạch hoặc thể tích dịch ngoại bào. Sự truyền các lượng lớn ADH vào trong các động vật ban đầu gây ra sự giữ lại nước của các thận và một sự tăng lên 10% đến 15% trong thể tích dịch ngoại bào. Khi áp suất động mạch tăng lên trong đáp ứng với thể tích tăng này, hầu hết thể tích dư được bài tiết do cơ chế lợi niệu áp suất. Ngoài ra, sự tăng lên trong huyết áp gây ra lợi niệu natri áp suất và sự mất của natri khỏi dịch ngoại bào. Sau một vài ngày truyền ADH, thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào được tăng lên không quá 5% đến 10% và áp suất động mạch cũng được tăng lên dưới 10 mm Hg. Điều tương tự cũng xảy ra đối với các bệnh nhân mắc hội chứng ADH không phù hợp (inappropriate ADH syndrome), trong đó các mức ADH có thể được tăng lên vài lần.
Vì thế, các mức ADH cao không gây ra các sự tăng lên đáng kể của thể tích dịch cơ thể hay áp suất động mạch, mặc dù các mức ADH cao có thể gây ra các sự giảm mạnh trong nồng độ ion natri ngoại bào. Nguyên nhân cho việc này là sự tái hấp thu nước tăng lên bởi các thận làm pha loãng natri ngoại bào và, cùng lúc đó, sự tăng lên ít trong huyết áp gây ra sự mất natri khỏi dịch ngoại bào trong nước tiểu thông qua lợi niệu natri áp suất.
Ở những bệnh nhân mà mất khả năng trong việc bài tiết ADH do sự tổn thương của các nhân trên thị, thể tích nước tiểu có thể tăng 5 đến 10 so với bình thường. Sự tăng lên trong thể tích này thì hầu như luôn luôn được đền bù bởi sự tiêu hóa đủ nước để duy trì thăng bằng dịch. Nếu như việc tự do sử dụng nước bị ngăn cản thì sự mất khả năng bài tiết ADH có thể dẫn đến các sự suy giảm đáng kể trong thể tích máu và áp suất động mạch.
Vai trò của peptide lợi niệu natri nhĩ trong kiểm soát sự bài tiết của thận
Như vậy, chúng ta đã bàn luận chủ yếu đến vai trò của các hormone giữ natri và nước trong kiểm soát thể tích dịch ngoại bào. Tuy nhiên, một số hormone lợi niệu natri khác cũng có thể đóng góp vào sự điều hòa thể tích. Một trong số các hormone quan trọng nhất trong số này là một peptide được gọi là peptide lợi niệu natri nhĩ (atrial natriuretic peptide – ANP), được giải phóng bởi các sợi cơ tâm nhĩ của tim. Một kích thích chính để giải phóng peptide này là tăng sức căng tâm nhĩ, điều mà có thể gây ra bởi thể tích máu quá mức. Một khi được giải phóng bởi tâm nhĩ của tim, ANP đi vào trong hệ thống tuần hoàn và tác động lên các thận để gây ra các sự tăng lên nhỏ trong GFR, làm giảm sự bài tiết renin và sự hình thành Ang II và các sự giảm trong sự tái hấp thu natri bởi các ống thu thập. Các hoạt động kết hợp này của ANP dẫn đến sự tăng bài tiết của muối và nước, mà giúp đền bù cho thể tích máu quá mức.
Các sự thay đổi trong các mức ANP giúp làm giảm thiểu các sự thay đổi trong thể tích máu trong suốt các rối loạn khác nhàu, như tăng sự ăn vào muối và nước. Tuy nhiên, sự sản xuất ANP quá mức hay thậm chí sự thiếu hoàn toàn ANP thì không gây ra các sự thay đổi lớn trong thể tích máu bởi vì các tác động này có thể được vượt qua bởi các sự thay đổi nhỏ trong huyết áp, tác động thông qua lợi niệu natri áp suất. Ví dụ, việc truyền các lượng lớn ANP ban đầu làm tăng lượng muối và nước trong nước tiểu và gây ra các sự giảm nhẹ trong thể tích máu. Trong dưới 24 giờ, tác động này được vượt qua bởi một sự giảm nhẹ trong huyết áp mà đưa mức nước tiểu về mức bình thường, mặc cho sự quá mức liên tục của ANP.
Các đáp ứng phối hợp đối với các sự thay đổi trong lượng natri ăn vào
Sự phối hợp của các hệ thống kiểm soát khác nhau mà điều hòa sự bài tiết natri và dịch dưới các điều kiện bình thường có thể được tổng hợp bằng cách xem xét các đáp ứng hằng định nội môi đối với các sự tăng lên dần dần trong lượng natri ăn vào trong chế độ ăn. Như được lưu ý trước đây, các thận có một khả năng đáng kinh ngạc trong việc bắt kịp sự bài tiết muối và nước tương ứng với các lượng ăn vào, điều mà có thể thay đổi từ thấp đến một phần mười bình thường cho đến cao gấp 10 lần so với bình thường.
Lượng natri ăn vào nhiều làm ngăn chặn các hệ thống chống lợi niệu natri và hoạt hóa các hệ thống lợi niệu natri. Khi lượng natri ăn vào tăng lên thì lượng natri bài tiết ban đầu hơi trễ sau so với lượng ăn vào. Thời gian trì hoãn gây ra một sự tăng lên nhẹ trong thăng bằng natri tích lũy, điều mà gây ra một sự tăng lên nhẹ trong thể tích dịch ngoại bào. Chủ yếu sự tăng lên nhẹ trong thể tích dịch ngoại bào này khơi mào cho các cơ chế khác nhau trong cơ thể để làm tăng sự bài tiết natri. Các cơ chế này bao gồm:
1. Sự hoạt hóa của các phản xạ thụ cảm thể áp suất thấp mà xuất phát từ các thụ cảm thể sức căng của nhĩ phải và các mạch máu phổi. Các tín hiệu từ các thụ cảm thể sức căng đi đến thân não và ức chế hoạt động thần kinh giao cảm ở đó đến các thận để làm giảm sự tái hấp thu natri của ống thận. Cơ chế này thì quan trọng nhất trong vài giờ đầu – hoặc có lẽ ngày đầu – sau một sự tăng lên nhiều trong lượng muối và nước ăn vào.
2. Ngăn chặn sự hình thành Ang II và aldosterone, được gây ra bởi áp suất động mạch tăng và thể tích dịch ngoại bào tăng, làm giảm sự tái hấp thu natri ống thận bằng cách loại bỏ tác động bình thường của Ang II và aldosterone trong việc làm tăng sự tái hấp thu natri.
3. Sự kích thích các hệ thống lợi niệu natri, đặc biệt là ANP, đóng góp nhiều hơn nữa vào việc làm tăng sự bài tiết natri. Vì thế, sự hoạt hóa kết hợp của các hệ thống lợi niệu natri và sự ngăn chặn các hệ thống giữ natri và nước dẫn đến một sự tăng lên trong việc bài tiết natri khi lượng natri ăn vào được tăng lên. Các sự thay đổi đối nghịch diễn ra khi lượng natri ăn vào bị giảm bên dưới các mức bình thường.
4. Các sự tăng lên nhẹ trong áp suất động mạch, được gây ra bởi sự tăng thể tích, có thể xảy ra cùng với các sự tăng lên nhiều trong lượng natri ăn vào, đặc biệt là ở những người nhạy cảm với muối; cơ chế này làm tăng sự bài tiết natri thông qua lợi niệu natri áp suất. Như được bàn đến trước đây, nếu các cơ chế thần kinh, hormone và nội thận đang vận hành một cách hiệu quả thì các sự tăng lên đáng kể trong huyết áp có thể không xảy ra, ngay cả với các sự tăng lên nhiều trong lượng natri ăn vào trong một vài ngày. Tuy nhiên, khi lượng natri ăn vào nhiều được duy trì trong nhiều tháng hoặc nhiều năm thì các thận có thể trở nên tổn thương và ít hiệu quả hơn trong bài tiết natri, đòi hỏi tăng huyết áp để duy trì thăng bằng natri thông qua cơ chế lợi niệu natri áp suất.
Các tình trạng mà gây ra các sự tăng lên nhiều trong thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào
Mặc dù các cơ chế điều hòa mạnh mẽ mà duy trì thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào hằng định một cách thích hợp nhưng có các tình trạng bất thường mà có thể gây ra các sự tăng lên nhiều trong cả hai biến số này. Hầu như tất cả các tình trạng này đều do các bất thường của hệ thống tuần hoàn.
Tăng thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào được gây ra bởi các bệnh tim
Ở những người mắc suy tim sung huyết, thể tích máu có thể tăng lên 15% đến 20%, và thể tích dịch ngoại bào đôi khi tăng lên 200% hoặc nhiều hơn. Nguyên nhân cho các sự tăng lên này có thể được hiểu bằng cách xem lại Hình 1. Ban đầu, suy tim làm giảm cung lượng tim và kết quả, làm giảm áp suất động mạch. Tác động này cuối cùng hoạt hóa nhiều hệ thống giữ natri, đặc biệt là hệ thống renin-angiotensin-aldosterone (RAAS) và các hệ thống thần kinh giao cảm. Ngoài ra, chính huyết áp thấp làm cho các thận giữ lại muối và nước. Vì thế, các thận giữ lại thể tích trong nỗ lực đưa áp suất động mạch và cung lượng tim về mức bình thường.
Nếu như suy tim không quá nghiêm trọng, sự tăng lên trong thể tích máu thường có thể đưa cung lượng tim và áp suất động mạch hầu như về mức bình thường và sự bài tiết natri cuối cùng sẽ tăng trở lại mức bình thường mặc dù thể tích dịch ngoại bào và thể tích máu tăng lên sẽ vẫn giữ nguyên để giữ khả năng bơm máu của tim suy yếu một cách đầy đủ. Tuy nhiên, nếu như tim bị suy yếu một cách đáng kể, áp suất động mạch có thể không thể tăng đủ để hồi phục thể tích nước tiểu về mức bình thường. Khi tình huống này xảy ra, các thận tiếp tục giữ thể tích cho đến khi sung huyết tuần hoàn nghiêm trọng phát triển và người đó cuối cùng có thể tử vong do phù phổi nếu như không có các phương pháp điều chỉnh thích hợp được sử dụng.
Trong suy cơ tim, bệnh van tim, và các bất thường bẩm sinh của tim, tăng thể tích máu đóng vai trò như là một sự đền bù tuần hoàn quan trọng mà giúp đưa cung lượng tim và huyết áp về mức bình thường. Sự đền bù này cho phép ngay cả tim suy yếu cũng có thể duy trì một mức cung lượng tim duy trì sự sống.
Tăng thể tích máu được gây ra bởi tăng dung suất của mạch máu
Bất cứ tình trạng nào mà làm tăng dung suất của mạch máu cũng sẽ làm cho thể tích máu tăng lên để đổ đầy khả năng chứa tăng thêm này. Một sự tăng lên trong dung suất mạch máu ban đầu làm giảm áp suất đổ đầy tuần hoàn trung bình (xem lại Hình 1), điều mà dẫn đến giảm cung lượng tim và giảm suất động mạch. Sự giảm trong áp suất gây ra sự giữ lại muối và nước bởi các thận cho đến khi thể tích máu tăng đủ để đổ đầy dung suất tăng thêm của mạch máu.
Trong suốt quá trình mang thai, tăng dung suất mạch máu của tử cung, nhau thai và các cơ quan lớn lên khác của cơ thể người mẹ nhìn chung là làm tăng thể tích máu lên 15% đến 25%. Tương tự, ở những bệnh nhân mà có các tĩnh mạch giãn lớn của cẳng chân, trong các trường hợp hiếm có thể giữ đến thêm một lít máu, thể tích máu tăng lên để đổ đầy sức chứa thêm của mạch máu. Trong các trường hợp này, muối và nước được giữ bởi các thận cho đến khi toàn bộ mạng lưới mạch máu được đổ đầy đủ để đưa huyết áp đến mức cần để cân bằng với thể tích dịch bài tiết với lượng dịch ăn vào hằng ngày.
Các tình trạng mà gây ra các sự tăng lên nhiều trong thể tích dịch ngoại bào với thể tích máu bình thường hoặc giảm
Trong một vài trường hợp, thể tích dịch ngoại bào trở nên tăng đáng kể, nhưng thể tích máu vẫn bình thường hoặc thậm chí hơi giảm. Các tình trạng này thường được khởi đầu bởi sự thoát của dịch và protein vào trong khoảng kẽ, điều mà có khuynh hướng làm giảm thể tích máu. Đáp ứng của thận đối với các tình trạng này thì tương tự với đáp ứng sau khi chảy máu – nghĩa là, các thận giữ lại muối và nước trong nỗ lực phục hồi thể tích máu về mức bình thường. Tuy nhiên, hầu hết dịch ngoại bào thoát vào trong khoảng kẽ, gây ra phù nhiều hơn.
Hội chứng thận hư – mất proteins huyết tương trong nước tiểu và sự giữ lại natri bởi các thận
Các cơ chế tổng quan mà dẫn đến sự phù ngoại bào được nói đến trong loạt bài viết trước. Một nguyên nhân lâm sàng quan trọng của phù là hội chứng thận hư (nephrotic syndrome). Trong hội chứng thận hư, các mao mạch cầu thận thoát các lượng lớn protein vào trong dịch lọc và nước tiểu do tăng tính thấm mao mạch cầu thận. Ba mươi đến 50 grams protein huyết tương có thể bị mất trong nước tiểu mỗi ngày, đôi khi làm cho nồng độ protein huyết tương giảm xuống dưới một phần ba so với bình thường và làm giảm áp suất thẩm thấu keo của huyết tương đến các mức thấp. Tác động này làm cho các mao mạch trên khắp cơ thể lọc các lượng dịch lớn hơn vào trong các mô khác nhau, điều mà cuối cùng gây ra phù và làm giảm thể tích huyết tương.
Sự giữ lại natri của thận trong hội chứng thận hư xảy ra thông qua nhiều cơ chế được hoạt hóa bởi sự thoát của protein và dịch từ huyết tương vào trong dịch kẽ, bao gồm sự kích thích các hệ thống giữ natri khác nhau, như RAAS và hệ thống thần kinh giao cảm. Các thận tiếp tục giữa natri và nước cho đến khi thể tích huyết tương được phục hồi gần như bình thường. Tuy nhiên, do lượng lớn natri và nước được giữ lại nên nồng độ protein huyết tương trở nên bị pha loãng nhiều hơn nữa, làm cho nhiều dịch hơn thoát vào trong các mô của cơ thể. Kết quả cuối cùng là sự giữ lại lượng lớn dịch bởi các thận cho đến khi phù ngoại bào mức độ nặng xảy ra nếu không bắt đầu điều trị để phục hồi lượng proteins huyết tương.
Xơ gan – giảm tổng hợp proteins huyết tương bởi gan và sự giữ lại natri bởi các thận
Trong xơ gan, một sự giảm trong nồng độ protein huyết tương do sự phá hủy của các tế bào gan, vì thế, làm giảm khả năng của gan trong việc tổng hợp đủ proteins huyết tương. Xơ gan cũng liên quan với các lượng lớn mô xơ trong cấu trúc gan, điều mà ngăn cản đáng kể dòng máu hệ cửa đi qua gan. Sự cản trở này cuối cùng làm tăng áp suất mao mạch trên khắp hệ thống mạch máu cửa, tình trạng mà cũng đóng góp vào sự thoát của dịch và các proteins vào trong khoang phúc mạc, một tình trạng được gọi là cổ trướng (ascites).
Một khi dịch và protein bị mất khỏi hệ thống tuần hoàn, các đáp ứng của thận thì tương tự với những gì được quan sát thấy trong các tình trạng khác liên quan với giảm thể tích huyết tương. Nghĩa là, các thận tiếp tục giữ lại muối và nước cho đến khi thể tích huyết tương và áp suất động mạch được phục hồi về mức bình thường. Trong một số trường hợp, thể tích huyết tương có thể thực sự tăng trên mức bình thường do tăng dung suất của mạch máu trong xơ gan; các áp suất cao trong tuần hoàn cửa có thể làm giãn đáng kể các tĩnh mạch và vì thế làm tăng sức chứa mạch máu.
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại các bạn trong các bài viết tiếp theo nhé !!!
