Tầm quan trọng của lợi niệu natri áp suất và lợi niệu áp suất trong duy trì thăng bằng natri và dịch của cơ thể
Lợi niệu natri áp suất và lợi niệu áp suất: các thành phần quan trọng của phản hồi thận-dịch cơ thể trong điều hòa các thể tích dịch cơ thể và áp suất động mạch
Trong suốt các thay đổi trong lượng natri và dịch ăn vào, cơ chế phản hồi này giúp duy trì thăng bằng và làm giảm thiều các sự thay đổi trong thể tích máu, thể tích dịch ngoại bào và áp suất động mạch như sau:
1. Một sự tăng lên trong lượng dịch ăn vào (giả sử là natri kèm theo lượng dịch ăn vào) vượt trên mức nước tiểu bài tiết gây ra một sự tích tụ tạm thời của dịch trong cơ thể.
2. Khi dịch ăn vào vượt quá thể tích nước tiểu, dịch tích tụ trong máu và khoảng kẽ, gây ra các sự tăng lên song song trong thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào. Như được bàn đến sau này, các sự tăng lên thực sự trong các biến số này thường nhỏ do tính hiệu quả của phản hồi này.
3. Một sự tăng lên trong thể tích máu làm tăng áp suất đổ đầy tuần hoàn trung bình.
4. Một sự tăng lên trong áp suất đổ đầy tuần hoàn trung bình làm tăng gradient áp suất đối với hồi lưu tĩnh mạch.
5. Một gradient áp suất tăng lên đối với hồi lưu tĩnh mạch làm tăng cung lượng tim.
6. Một sự tăng lên trong cung lượng tim làm tăng áp suất động mạch.
7. Một áp suất động mạch tăng lên làm tăng thể tích nước tiểu bởi con đường lợi niệu áp suất. Độ dốc của mối liên hệ lợi niệu natri áp suất bình thường cho thấy rằng chỉ một sự tăng lên nhẹ trong huyết áp thì đã làm tăng sự bài tiết nước tiểu lên vài lần.
8. Sự bài tiết dịch tăng lên cân bằng với tăng lượng dịch ăn vào, và sự tích tụ dịch nhiều hơn nữa bị ngăn chặn.
Vì thế, cơ chế phản hồi thận-dịch cơ thể vận hành để ngăn cản sự tích tụ liên tục của muối và nước trong cơ thể khi tăng lượng muối và nước ăn vào. Miễn là các thận và các cơ chế thần kinh và hormone khác vận hành một cách hiệu quả thì các sự thay đổi lớn trong lượng muối và dịch ăn vào chỉ có thể tạo ra các sự thay đổi nhỏ trong thể tích máu, thể tích dịch ngoại bào, cung lượng tim và áp suất động mạch.
Kết quả trái ngược của các sự kiện xảy ra khi lượng dịch ăn vào giảm dưới mức bình thường. Trong trường hợp này, có một khuynh hướng về phía giảm thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào, cũng như là giảm áp suất động mạch. Ngay cả một sự giảm nhỏ trong huyết áp cũng gây ra một sự giảm lớn trong thể tích nước tiểu, bằng cách đó, cho phép thăng bằng dịch được duy trì, với các sự thay đổi nhỏ trong huyết áp, thể tích máu hay thể tích dịch ngoại bào. Tính hiệu quả của cơ chế này trong ngăn chặn các sự thay đổi lớn trong thể tích máu được thể hiện trong Hình 1, mà cho thấy rằng các sự thay đổi trong thể tích máu thì hầu như không thể thấy được mặc cho các sự thay đổi lớn trong lượng nước và các chất điện giải ăn vào hằng ngày, ngoại trừ khi lượng ăn vào trở nên thấp đến nỗi nó không đủ để bù lại lượng dịch mất được gây ra bởi bay hơi hoặc các sự mất dịch không tránh được khác.
Như được bàn luận đến sau, có các hệ thống thần kinh và hormone, ngoài các cơ chế nội thận, mà có thể làm tăng sự bài tiết natri để phù hợp với lượng natri ăn vào ngay cả khi không có các sự tăng lên đáng kể trong cung lượng tim hoặc áp suất động mạch ở nhiều người. Những người mà “nhạy cảm với muối” hơn thì có các sự tăng lên đáng kể trong áp suất động mạch với thậm chí các sự tăng lên trung bình trong lượng natri ăn vào. Với việc ăn vào nhiều natri kéo dài, kéo dài hơn vài năm, tăng huyết áp có thể xảy ra, ngay cả ở những người mà không nhạy cảm với muối ban đầu. Khi huyết áp tăng, lợi niệu natri áp suất cung cấp một phương tiện thiết yếu để duy trì thăng bằng giữa lượng natri ăn vào và sự bài tiết natri trong nước tiểu.
Tính hiệu quả của sự điều hòa thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào
Bằng cách xem xét Hình 2 của phần 3, chúng ta có thể thấy rằng các nguyên nhân chính mà thể tích máu hầu như vẫn hằng định mặc cho các sự thay đổi nhiều trong lượng dịch ăn vào hằng ngày: (1) một sự thay đổi nhẹ trong thể tích máu gây ra một sự thay đổi đáng kể trong cung lượng tim; (2) một sự thay đổi nhỏ trong cung lượng tim gây ra một sự thay đổi lớn trong huyết áp; và (3) một sự thay đổi nhỏ trong huyết áp gây ra một sự thay đổi lớn trong thể tích nước tiểu. Các yếu tố này hoạt động cùng với nhau để cung cấp sự kiểm soát phản hồi thể tích máu hiệu quả.
Các cơ chế kiểm soát này cũng sẽ vận hành bất cứ khi nào có sự mất máu do chảy máu. Trong trường hợp này, một sự giảm trong huyết áp cùng với các yếu tố thần kinh và hormone (bàn luận sau) gây ra sự tích tụ dịch bởi các thận. Các quá trình song song khác xảy ra để tái lập lại các tế bào hồng cầu và các protein huyết tương trong máu. Nếu như các sự bất thường của thể tích tế bào hồng cầu vẫn còn, như khi có một sự thiếu hụt của erythropoietin hoặc các yếu tố khác cần để kích thích sự sản xuất hồng cầu, thì thể tích huyết tương sẽ thường bổ sung sự chênh lệch và thể tích máu tổng quan sẽ gần như trở về mức bình thường mặc cho khối lượng tế bào hồng cầu thấp.
Sự phân bố của dịch ngoại bào giữa các khoảng kẽ và hệ thống mạch máu
Từ Hình 2 của phần 3, rõ ràng là thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào thường được kiểm soát song song với nhau. Lượng dịch được tiêu hóa ban đầu đi vào trong máu nhưng nó nhanh chóng được phân bố giữa các khoảng kẽ và huyết tương. Vì thế, thể tích máu và thể tích dịch ngoại bào thường được kiểm soát một cách đồng thời.
Tuy nhiên, có những trường hợp mà trong đó sự phân bố của dịch ngoại bào giữa các khoảng kẽ và máu có thể thay đổi đáng kể. Như được nói đến trong loạt bài viết trước, các yếu tố chủ yếu mà có thể gây ra sự tích tụ dịch trong các khoảng kẽ bao gồm các yếu tố sau: (1) tăng áp suất thủy tĩnh mao mạch; (2) giảm áp suất thẩm thấu keo huyết tương; (3) tăng tính thấm của các mao mạch; và (4) sự tắc của các mạch bạch huyết. Trong tất cả các trường hợp này, một tỷ lệ cao bất thường của dịch ngoại bào được phân bố vào trong các khoảng kẽ.
Hình 2 cho thấy sự phân bố bình thường của dịch giữa các khoảng kẽ và hệ thống mạch máu và sự phân bố mà diễn ra trong các tình trạng phù. Khi các lượng nhỏ dịch tích tụ trong máu do quá nhiều dịch ăn vào hoặc một sự giảm trong việc bài tiết dịch của thận, khoảng 20% đến 30% dịch là ở trong máu và làm tăng thể tích máu. Phần còn lại được phân bố đến các khoảng kẽ. Khi thể tích dịch ngoại bào tăng trên 30% đến 50% so với bình thường, thì hầu hết tất cả dịch thêm vào đi vào trong các khoảng kẽ và một ít vẫn ở trong máu. Một khi áp suất dịch kẽ tăng từ giá trị âm bình thường của nó để trở nên dương thì các khoảng kẽ mô trở nên giãn nở và các lượng lớn dịch sau đó đổ vào trong các mô mà không làm tăng áp suất dịch kẽ nhiều hơn nhiều. Nói cách khác, hệ số an toàn chống lại phù, do việc làm tăng áp suất dịch kẽ mà chống lại sự tích tụ dịch trong các mô, bị mất đi một khi các mô trở nên giãn nhiều.
Vì thế, dưới các điều kiện bình thường, các khoảng kẽ đóng vai trò như là một “hồ chứa tràn” cho lượng dịch quá mức, đôi khi làm tăng thể tích 10 đến 30 lít. Tình huống này gây ra phù, như được giải thích trong loạt bài viết trước, nhưng nó cũng đóng vai trò như là một van giải phóng “dịch quá tải” quan trọng đối với hệ thống tuần hoàn, giúp bảo vệ hệ thống tim mạch khỏi một quá tải nghiêm trọng mà có thể dẫn đến phù phổi và suy tim.
Tóm lại, thể tích dịch ngoại bào và thể tích máu thường được kiểm soát một cách đồng thời, nhưng các lượng định lượng của sự phân bố dịch giữa khoảng kẽ và máu phụ thuộc vào các thuộc tính vật lý của hệ tuần hoàn và các khoảng kẽ, cũng như là các động lực học của sự trao đổi dịch qua các màng mao mạch.
Các yếu tố thần kinh và hormone làm tăng tính hiệu quả của sự kiểm soát phản hồi dịch cơ thể
Trong các loạt bài viết trước, chúng ta đã nói đến các yếu tố thần kinh và hormone mà ảnh hưởng đến GFR và sự tái hấp thu của ống thận và vì thế, cả sự bài tiết muối và nước của thận. Các cơ chế thần kinh và hormone này thường hoạt động cùng với nhau cùng với các cơ chế lợi niệu natri áp suất và lợi niệu áp suất, khiến chúng hiệu quả hơn trong việc làm giảm thiểu các sự thay đổi trong thể tích máu, thể tích dịch ngoại bào và áp suất động mạch mà xảy ra trong đáp ứng với các thách thức hằng ngày. Trong nhiều trường hợp, các cơ chế hormone và thần kinh có thể điều hòa sự bài tiết natri và nước và duy trì thăng bằng giữa lượng ăn vào và lượng bài tiết mà không có các sự thay đổi đáng kể trong huyết áp. Tuy nhiên, các bất thường của chức năng thận hoặc của các yếu tố thần kinh và hormone khác nhau mà ảnh hưởng đến các thận có thể dẫn đến các sự thay đổi nghiêm trọng trong huyết áp và các thể tích dịch cơ thể, như được bàn luận đến sau.
Sự kiểm soát của hệ thống thần kinh giao cảm đối với sự bài tiết của thận: Các phản xạ thụ cảm thể sức căng của động mạch và thụ cảm thể sức căng áp suất thấp
Bởi vì các thận nhân sự chi phối giao cảm phong phú nên các sự thay đổi trong hoạt động giao cảm có thể làm thay đổi sự bài tiết natri và nước, cũng như là sự điều hòa của thể tích dịch ngoại bào dưới một số tình trạng. Ví dụ, khi thể tích máu bị giảm xuống bởi chảy máu thì các áp suất trong các mạch máu phổi và các vùng áp suất thấp khác của ngực giảm xuống, gây ra sự hoạt hóa phản xạ của hệ thống thần kinh giao cảm. Điều này, cuối cùng, làm tăng hoạt động thần kinh giao cảm của thận, mà có một số tác động làm giảm sự bài tiết natri và nước: (1) sự co của các tiểu động mạch thận, mà làm giảm GFR nếu như sự hoạt hóa giao cảm là mạnh; (2) tăng sự tái hấp thu muối và nước của ống thận; và (3) sự kích thích giải phóng renin và tăng sự hình thành của Ang II và aldosterone, cả hai đều làm tăng nhiều hơn sự tái hấp thu của ống thận. Nếu như sự giảm trong thể tích máu là đủ lớn để làm giảm áp suất động mạch hệ thống thì sự hoạt hóa nhiều hơn hệ thống thần kinh giao cảm sẽ xảy ra do giảm sức căng của các thụ cảm thể sức căng động mạch (baroreceptors) nằm trong xoang động mạch cảnh và cung động mạch chủ. Tất cả các phản xạ này cùng với nhau đóng một vai trò quan trong sự sự hồi phục nhanh của thể tích máu mà xảy ra trong các tình trạng cấp tính như chảy máu. Ngoài ra, sự ức chế phản xạ của hoạt động giao cảm thận có thể đóng góp vào sự loại bỏ nhanh của dịch quá tải trong hệ thống tuần hoàn mà xảy ra sau khi ăn một bữa ăn mà chứa các lượng lớn muối và nước.
Tuy nhiên, sự hoạt hóa quá mức và không phù hợp của hệ thống thần kinh giao cảm có thể dẫn đến một trình tự của các tác động, bao gồm các sự tăng lên trong bài tiết renin, sự hình thành Ang II và sự tái hấp thu natri của thận mà sẽ làm tăng huyết áp. Trong thực tế, đốt điện các thần kinh giao cảm thận thường làm giảm áp suất động mạch trong tăng huyết áp, đặc biệt khi liên quan với béo phì.
Vai trò của angiotensin II trong kiểm soát sự bài tiết của thận
Một trong số các thành phần kiểm soát mạnh mẽ nhất của sự bài tiết natri là Ang II. Các sự thay đổi trong lượng natri ăn vào thì liên quan với các sự thay đổi tương ứng trong sự hình thành Ang II và điều này cuối cùng đóng góp đáng kể vào sự duy trì thăng bằng natri của cơ thể. Khi lượng natri ăn vào được tăng lên trên mức bình thường, sự bài tiết renin và sự hình thành Ang II giảm xuống. Bởi vì Ang II có một vài tác động quan trọng để làm tăng sự tái hấp thu natri của ống thận nên, như được giải thích trong loạt bài viết trước, một mức Ang II giảm sẽ làm giảm sự tái hấp thu natri và nước của ống thận. Kết quả cuối cùng là làm giảm thiểu sự tăng lên trong thể tích dịch ngoại bào và áp suất động mạch mà sẽ xảy ra khi lượng natri ăn vào tăng lên
Ngược lại, khi lượng natri ăn vào giảm xuống bên dưới mức bình thường thì các mức Ang II tăng lên gây ra sự giữ lại natri và nước và đối kháng lại các sự giảm trong huyết áp động mạch mà sẽ xảy ra. Vì thế, các sự thay đổi trong hoạt động của hệ thống renin-angiotensin đóng vai trò như là một yếu tố điều hòa mạnh mẽ của sự bài tiết natri và như là một thành phần khuếch đại của cơ chế lợi niệu natri áp suất để duy trì huyết áp và thể tích dịch cơ thể ổn định.
Tầm quan trọng của các sự thay đổi trong angiotensin II trong điều hòa thăng bằng natri và làm thay đổi lợi niệu natri áp suất. Tầm quan trọng của Ang II trong điều hòa thăng bằng natri và khiến cho cơ chế lợi niệu natri áp suất hiệu quả hơn được thể hiện trong Hình 13 của bài viết trước và Hình 3. Chú ý rằng khi sự kiểm soát angiotensin của lợi niệu natri thực hiện chức năng một cách đầy đủ thì đường cong lợi niệu natri áp suất sẽ dốc (đường cong bình thường), cho thấy rằng các sự tăng lên trong bài tiết natri có thể đạt được khi lượng natri ăn vào được tăng lên cùng với các sự thay đổi nhỏ trong áp suất động mạch.
Ngược lại, khi các mức Ang II không thể được giảm xuống trong đáp ứng với lượng natri ăn vào tăng lên (đường cong angiotensin II cao), như xảy ra ở các bệnh nhân tăng huyết áp mà có sự suy giảm khả năng giảm sự bài tiết renin và sự hình thành Ang II, đường cong lợi niệu natri áp suất sẽ không dốc như thế. Vì thế, khi lượng natri ăn vào tăng lên, các sự tăng lên nhiều hơn nhiều trong áp suất động mạch được cần đến để làm tăng sự bài tiết natri và duy trì thăng bằng natri. Ví dụ, ở hầu hết mọi người, một sự tăng lên 10 lần trong lượng natri ăn vào gây ra một sự tăng lên chỉ khoảng một vài mm Hg trong áp suất động mạch, ngược lại, ở những người mà không thể giảm sự hình thành Ang II một cách thích hợp trong đáp ứng với lượng natri quá mức thì cùng sự tăng lên trong mức tiêu thụ natri sẽ làm cho huyết áp tăng đến 50 mm Hg. Vì thế, sự mất khả năng giảm hình thành Ang II khi có dư lượng natri sẽ làm giảm độ dốc của đường cong lợi niệu natri áp suất và khiến cho áp suất động mạch rất nhạy cảm với muối, như được nói đến trong loạt bài viết trước.
Việc sử dụng các thuốc để chặn các tác động của Ang II đã được chứng minh là quan trọng trên lâm sàng trong việc cải thiện khả năng của thận trong việc bài tiết muối và nước. Khi sự hình thành Ang II bị chặn với một thuốc ức chế men chuyển angiotensin (xem Hình 13 của bài viết trước và Hình 3) hoặc một chất đối kháng thụ cảm thể Ang II, đường cong lợi niệu natri thận được dịch chuyển đến các áp suất thấp hơn, cho thấy một khả năng tăng cường của thận trong bài tiết natri bởi vì các mức bài tiết natri bình thường bây giờ có thể được duy trì ở các áp suất động mạch giảm. Sự dịch chuyển này của đường cong lợi niệu natri áp suất cung cấp nền tảng cho các tác động làm hạ huyết áp lâu dài (mạn tính) của các thuốc ức chế men chuyển angiotensin và các thuốc đối kháng thụ cảm thể Ang II ở các bệnh nhân tăng huyết áp.
Angiotensin II quá mức thường không gây ra các sự tăng lên nhiều trong thể tích dịch ngoại bào bởi vì áp suất động mạch tăng lên cân bằng lại với sự giữa lại natri qua trung gian angiotensin II. Mặc dù Ang II là một trong số các hormone giữ natri và nước mạnh mẽ nhất trong cơ thể, nhưng sự giảm hay tăng trong mức Ang II tuần hoàn thì đều không có một tác động lớn lên thể tích dịch ngoại bào hoặc thể tích máu miễn là suy tim hoặc suy thận không xảy ra. Nguyên nhân cho hiện tượng này là với các sự tăng lên nhiều trong các mức Ang II, như xảy ra với một khối u bài tiết renin của thận, các mức Ang II cao ban đầu gây ra sự giữ lại natri và nước bởi các thận và một sự tăng lên nhỏ trong thể tích dịch ngoại bào. Điều này cũng khởi đầu một sự tăng lên trong áp suất động mạch mà nhanh chóng làm tăng sự bài tiết natri và nước của thận, bằng cách đó, vượt qua được các tác động giữ natri và nước của Ang II và tái thiết lập thăng bằng giữa lượng natri ăn vào và bài tiết ở một huyết áp cao hơn. Ngược lại, sau khi chặn sự hình thành Ang II với một thuốc ức chế ACE hoặc một thuốc đối kháng thụ cảm thể Ang II, có một sự mất ban đầu của natri và nước, nhưng sự giảm trong huyết áp nhanh chóng làm ngừng tác động này và sự bài tiết natri một lần nữa phục hồi về mức bình thường.
Nếu như tim bị suy yếu hay có một bệnh tim nền thì khả năng bơm máu của tim có thể không đủ lớn để làm tăng áp suất động mạch đủ để vượt qua các tác động giữ natri của các mức cao Ang II; trong các trường hợp này, Ang II có thể gây ra sự giữ lại các lượng lớn của natri và nước mà có thể tiến triển đến suy tim sung huyết. Sự chặn sự hình thành Ang II có thể, trong các trường hợp này, giải tỏa một ít sự giữ lại natri và nước và làm giảm nhẹ sự tăng lên nhiều trong thể tích dịch ngoại bào liên quan với suy tim.
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại các bạn trong các bài viết tiếp theo nhé !!!
