Ứng dụng laser bán dẫn công suất thấp trong điều trị suy thận

Cấu tạo gồm có 2 lá: Lá thành tiếp nối với ống lượn gần của ống thận và lá tạng gồm những tế bào có chân podocyte áp sát với các mao mạch trong tiểu cầu thận.. b Ống thận Tiếp nối với c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-oOo -

THỊ ĐIỀU

ỨNG DỤNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP

TRONG ĐIỀU TRỊ SUY THẬN

Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật

Mã số: 60 44 17

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2014

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS TRẦN MINH THÁI

Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS TÔN CHI NHÂN

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS TRẦN THỊ NGỌC DUNG

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS TS Cẩn Văn Bé

2 TS Trần Thị Ngọc Dung

3 TS Huỳnh Quang Linh

4 TS Tôn Chi Nhân

5 TS Lý Anh Tú

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

TS Huỳnh Quang Linh

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: THỊ ĐIỀU MSHV: 12120800

Ngày, tháng, năm sinh: 02/03/1985 Nơi sinh: Kiên Giang

Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số : 60 44 17

I TÊN ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP

TRONG ĐIỀU TRỊ SUY THẬN

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Tổng quan các vấn đề chính liên quan trực tiếp đến đề tài này, bao gồm:

- Sinh lý thận

- Suy thận

- Các phương pháp điều trị suy thận

2 Tiến hành mô phỏng sự lan truyền chùm tia laser bán dẫn công suất thấp làm việc ở các bước sóng khác nhau từ bề mặt da vùng thắt lưng đến thận bằng phương pháp MONTE-CARLO

3 Xây dựng cơ sở lý luận phương pháp điều trị suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp

4 Kết quả điều trị suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp

5 Kết luận

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/11/2014

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRẦN MINH THÁI

Tp HCM, ngày tháng năm 2015

PGS.TS Trần Minh Thái TS Huỳnh Quang Linh

TRƯỞNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

TS Huỳnh Quang Linh

của PGS.TS Trần Minh Thái Các kết quả nêu trong luận văn là trung thực, chính xác và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Minh Thái, đã luôn tạo mọi điều kiện, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn Tôi xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Khoa học Ứng dụng và nhà trường đã luôn quan tâm và tận tình truyền đạt kiến thức, để tôi có nền tảng cho việc thực hiện đề tài Tôi cũng xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn bên tôi, giúp đỡ, động viên tôi những lúc gặp khó khăn, để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Họ và tên: Thị Điều

Ngày, tháng, năm sinh: 02/03/1985

Nơi sinh: Kiên Giang

Địa chỉ liên lạc: 802, Sư Vạn Hạnh, Phường 12, Quận 10, Tp HCM

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC

Năm Nơi công tác

Suy thận ngày càng được biết đến như là một mối lo ngại bởi những hậu quả nặng

nề của bệnh gây ra đối với sức khoẻ con người, bởi việc điều trị tốn kém và bởi tỉ lệ

người mắc bệnh ngày càng có xu hướng gia tăng Hiện nay, có ba phương pháp để điều trị cho những bệnh nhân bị suy thận mạn đó là ghép thận, chạy thận nhân tạo và lọc màng bụng Tuy nhiên đối với mỗi phương pháp đều vấp phải những khó khăn riêng

Trong đề tài luận văn này, đã xây dựng được cơ sở lý luận của phương pháp điều trị suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp Mục đích của việc nghiên cứu này là đánh giá hiệu quả trong điều trị suy thận của laser bán dẫn công suất thấp, đó là:

- Sử dụng hiệu ứng hai bước sóng đồng thời do hai loại laser bán dẫn làm việc ở bước sóng 780 nm và 940 nm tạo nên, tác động lên bề mặt da vùng thắt lưng đến thận

- Sử dụng quang châm bằng laser bán dẫn làm việc ở bước sóng 940 nm, tác động lên một số huyệt trong châm cứu cổ truyền phương Đông

- Sử dụng laser nội tĩnh mạch làm việc ở bước sóng 650 nm dẫn đến đáp ứng toàn thân

Tổng số bệnh nhân trong diện điều trị gồm 69 người Trong đó, 63 bệnh nhân suy thận độ I, chiếm 91,30 % và 6 bệnh nhân suy thận độ II, chiếm 8,70% Sau khi điều trị và

so sánh với các tiêu chuẩn đánh giá cho thấy: Đáp ứng tốt có 69 bệnh nhân, gồm 63 người suy thận độ I và 6 người suy thận độ II chiếm 100%

Đó là hiệu quả bước đầu của phương pháp mới này Nó mở ra hướng điều trị mới cho bệnh nhân suy thận cùng các phương pháp đang điều trị hiện nay

Kidney failure is increasingly known as a concern by the severe consequences of diseases caused to human health, because the treatment is expensive and because the incidence of the disease is increasingly tend to increase Currently, there are three

methods to treat chronic renal failure patients were renal transplant, peritoneal dialysis and extracorporeal hemodialysis However, for each method are facing particular

difficulties

In this thesis, has developed a theoretical basis of the method of treatment of kidney failure with low power semiconductor laser The purpose of this study was to evaluate the efficacy of low-power semiconductor laser in the treatment of renal failure , by:

- Use two effects simultaneously by two-wavelength of semiconductor laser working at 780 nm and 940 nm , acting from the skin surface to kidney

- Use opto acupuncture semiconductor laser working at 940 nm wavelength on traditional acupuncture pressure points

- Using intravascular laser working at 650 nm wavelength leads to

body responding

The total number of patients are 69 people Of these, 63 patients with renal

impairment level I, accounting in 91.30% and 6 patients with renal impairment level II, accounting in 8.70% After treatment and compared with the standard evaluation showed good responding 69 patients, in 100% of the patients

That initial efficiency of the new method It opens the way to new treatments for patients with kidney failure, add to the currently methods

MỤC LỤC

Phần thứ nhất:

BỐI CẢNH HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI, MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Chương I: BỐI CẢNH HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI, MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ LUẬN

VĂN 7

1.1 Bối cảnh hình thành đề tài luận văn 7

1.2 Mục tiêu của đề tài luận văn 8

1.2.1 Mục tiêu trước mắt 8

1.2.2 Mục tiêu lâu dài 8

1.3 Nhiệm vụ chính của đề tài luận văn 8

Chương II: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI 10

2.1 Sinh lý thận 10

2.1.1 Cấu tạo 10

2.1.2 Chức năng lọc máu – tạo nước tiểu của thận 18

2.1.3 Chức năng sinh lý nội tiết của thận 29

2.2 Suy thận mạn 33

2.2.1 Định nghĩa và dịch tễ 33

2.2.2 Nguyên nhân 36

2.2.2.1 Bệnh cầu thận 36

2.2.2.2 Bệnh ống-kẽ thận mạn 30

2.2.2.3 Bệnh mạch máu thận 46

2.2.2.4 Bệnh thận bẩm sinh do di truyền hoặc không di truyền 48

2.2.2.5 Bệnh hệ thống, chuyển hoá 49

2.2.3 Cơ chế sinh lý bệnh 49

2.2.4 Đặc điểm lâm sàng 53

2.2.5 Chẩn đoán 56

2.3 Các phương pháp điều trị suy thận 58

2.3.1 Khái quát chung về điều trị suy thận 58

2.3.2 Tiến triển 58

2.3.3 Điều trị bảo tồn 60

2.3.4 Điều trị thay thế thận 64

2.3.4.1 Lọc màng bụng 64

2.3.4.2 Lọc máu ngoài cơ thể 69

2.3.4.3 Ghép thận 76

2.4 Sử dụng laser công suất thấp trong điều trị suy thận 82

2.4.1 Tác dụng của laser công suất thấp đối với tổ chức sống 82

2.4.2 Ứng dụng laser công suất thấp trong điều trị suy thận trong và ngoài nước 84

Phần thứ hai: KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Chương III: MÔ PHỎNG SỰ LAN TRUYỀN CỦA CHÙM TIA LASER BÁN DẪN LÀM VIỆC Ở CÁC BƯỚC SÓNG KHÁC NHAU VỚI CÔNG SUẤT THẤP TỪ BỀ MẶT DA VÙNG THẮT LƯNG ĐẾN THẬN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MONTE – CARLO 86

3.1 Bề dày các lớp mô từ bề mặt da vùng thắt lưng đến thận 86

3.2 Các thông số quang học của mô 87

3.3 Chương trình dùng để mô phỏng 88

3.4 Kết quả mô phỏng 89

3.4.1 Công suất 5 mW 90

3.4.2 Công suất 10mW 93

3.4.3 Công suất 15 mW 96

3.4.4 Công suất 20 mW 99

3.5 Kết luận 102

Chương IV: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ SUY THẬN BẰNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP 103

4.1 Nội dung chính của phương pháp 103

4.2 Chọn bước sóng thích hợp của laser bán dẫn để thực hiện điều trị 103

4.3 Cơ chế điều trị 104

4.4 Mô hình thiết bị điều trị suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp 109

Chương V: KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU TRONG ĐIỀU TRỊ LÂM SÀNG SUY THẬN BẰNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP 113

5.1 Tổ chức nguyên cứu điều trị lâm sàng suy thận bằng Laser bán dẫn công suất thấp.113 5.2 Phương pháp nghiên cứu điều trị lâm sàng và đối tượng trong diện điều trị 113

5.3 Kết quả điều trị lâm sàng 116

5.4 Kết luận 120

Chương VI: KẾT LUẬN 121

6.1 Kết quả đạt được: 121

6.2 Đóng góp về mặt khoa học 123

6.3 Hướng phát triển của đề tài 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 124

PHỤ LỤC A: SUY THẬN CẤP 130

PHỤ LỤC B: NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DO HIỆU ỨNG KÍCH THÍCH SINH HỌC MANG LẠI 145

PHỤ LỤC C: ỨNG DỤNG LASER CÔNG SUẤT THẤP TRONG ĐIỀU TRỊ SUY THẬN TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 150

PHỤ LỤC D: CÁC KẾT QUẢ CHỤP CT CỦA MỘT SỐ BỆNH NHÂN 162

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Thận phải cắt dọc 9

Hình 2.2: Cấu tạo màng lọc cầu thận 10

Hình 2.3: Nang Bowman và các ống thận 15

Hình 2.4: Cấu trúc của tổ chức cạnh cầu thận 16

Hình 2.5: Sự lọc các chất ở ống thận 1,3 Nhánh xuống; 2,4 nhánh lên 27

Hình 2.6: Sự tái hấp thu nước ở ống góp 29

Hình 2.7: Catheter Tenckhoff và cách đặt catheter 46

Hình 2.8: Hệ thống túi dịch CAPD 47

Hình 2.9: Sơ đồ cấu trúc bộ lọc sợi rỗng 48

Hình 2.10: Sơ đồ lọc máu bằng thận nhân tạo và máy thận nhân tạo 49

Hình 2.11: Ống thông tĩnh mạch hai nòng dùng trong CRRT 75

Hình 2.12: Thận sau khi ghép 55

Hình 2.13: Sơ đồ các tác dụng chính của phương pháp điều trị bằng laser công suất thấp 57

Hình 2.14: Sơ đồ chuyển hóa năng lượng laser thành năng lượng sống cho cá thể 58

Hình 3.1: Giao diện chương trình mô phỏng 89

Hình 3.2: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 633nm, với công suất là 5mW 90

Hình 3.3: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 780nm, với công suất là 5mW 63

Hình 3.4: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 850nm, với công suất là 5mW 64

Hình 3.5: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 940nm, với công suất là 5mW 64

Hình 3.6: Sự phân bố mật độ công suất của 4 bước sóng 633 nm; 780 nm; 850 nm; 940 nm, với công suất là 5mW 65

Hình 3.7: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 633nm, với công suất là 10mW 66

Hình 3.8: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 780nm, với công suất là 10mW 66

Hình 3.9: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 850nm, với công suất là 10mW 67 Hình 3.10: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 940nm, với công suất là 10mW 67

Hình 3.11: Sự phân bố mật độ công suất của 4 bước sóng 633 nm; 780 nm; 850 nm;

940 nm, với công suất là 10mW 68 Hình 3.12: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 633nm, với công suất là 15mW 69 Hình 3.13: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 780nm, với công suất là 15mW 69 Hình 3.14: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 850nm, với công suất là 15mW 70 Hình 3.15: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 940nm, với công suất là 15mW 70 Hình 3.16: Sự phân bố mật độ công suất của 4 bước sóng 633 nm; 780 nm; 850 nm;

940 nm, với công suất là 15mW 71 Hình 3.17: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 633nm, với công suất là 20mW 72 Hình 3.18: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 780nm, với công suất là 20mW 72 Hình 3.19: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 850nm, với công suất là 20mW 73 Hình 3.20: Sự phân bố mật độ công suất ở bước sóng 940nm, với công suất là 20mW 73 Hình 3.21: Sự phân bố mật độ công suất của 4 bước sóng 633 nm; 780 nm; 850 nm; 940nm, với công suất là 20mW 74 Hình 4.1: Hệ miễn dịch 79 Hình 4.2: Các hạch lympho 79 Hình 4.3: Các huyệt hoạt hóa hệ miễn dịch (1:Hợp cốc, 2:Tam âm giao, 3: Túc tam lý, 4: Huyền chung , 5: Khúc trì) 80 Hình 4.4: Thiết bị laser bán dẫn nội tĩnh mạch 81 Hình 4.5: Thiết bị quang châm - trị liệu bằng laser bán dẫn công suất thấp loại 12 kênh 82

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần của nước tiểu và dịch lọc 18 Bảng 2.2: phân loại giai đoạn tiến triển của bệnh thận mạn và suy thận mạn 59 Bảng 2.3: Các giai đoạn suy thận (Phân loại mức độ suy thận mạn và chỉ định điều trị theo Nguyễn Văn Xang) 60 Bảng 3.1: Bề dày các lớp mô từ bề mặt da đến thận của một số bệnh nhân 87 Bảng 3.2: Thông số quang học 88 Bảng 3.3: Bảng liệt kê độ sâu đạt được khi được chiếu lần lượt với các bước sóng và mật độ công suất cụ thể với công suất 5 mW 92 Bảng 3.4: Bảng liệt kê độ sâu đạt được khi được chiếu lần lượt với các bước sóng và mật độ công suất cụ thể với công suất 10 mW 68 Bảng 3.5: Bảng liệt kê độ sâu đạt được khi được chiếu lần lượt với các bước sóng và mật độ công suất cụ thể với công suất 15 mW 71 Bảng 3.6: Bảng liệt kê độ sâu đạt được khi được chiếu lần lượt với các bước sóng và mật độ công suất cụ thể với công suất 20 mW 74 Bảng 5.1: Các giai đoạn của suy thận 83 Bảng 5.2: Hàm lượng Creatinin trong máu cử bệnh nhân suy thận độ II trước và sau khi điều trị bằng laser bán dẫn công suất thấp 84 Bảng 5.3: Sự thay đổi hàm lượng Creatinin trong máu của bệnh nhân suy thận độ IIIb đang chạy thận nhân tạo 86

Phần thứ nhất:

BỐI CẢNH HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI, MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Chương I: BỐI CẢNH HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI, MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

1.1 Bối cảnh hình thành đề tài luận văn

Suy thận ngày càng được biết đến như là một mối lo ngại bởi những hậu quả nặng nề của bệnh gây ra đối với sức khoẻ con người, bởi việc điều trị tốn kém và bởi tỉ

lệ người mắc bệnh ngày càng có xu hướng gia tăng

Hiện nay để điều trị cho những bệnh nhân bị suy thận mạn tính có ba phương pháp là ghép thận, chạy thận nhân tạo và lọc màng bụng Tuy nhiên đối với mỗi

phương pháp đều vấp phải những khó khăn riêng Ghép thận là phương pháp ưu thế nhất nhưng kinh phí để thực hiện một ca ghép thận rất cao, hơn nữa ngân hàng thận của chúng ta chưa có nên mới chỉ thực hiện ở các trường hợp hiến, tặng thận cho nhau trong phạm vi gia đình Sau khi ghép thận nếu thận ghép bị đào thải thì bệnh nhân lại được lọc máu Ngay cả sau ghép thận vẫn phải điều trị bảo tồn Phương pháp lọc máu bằng chạy thận nhân tạo chỉ thực hiện tại những có sở y tế có điều kiện mà những cơ

sở này ở nước ta chỉ đếm trên đầu ngón tay Phương pháp này không chỉ là nỗi ám ảnh của người bệnh mà còn không đủ tiền trang trải cho chi phí lọc máu Lọc màng bụng là phương pháp tương đối ít chi phí hơn, nhưng lại dễ bị nhiễm trùng ổ bụng do vi khuẩn nhiễm qua thành bụng vùng đặt ống thông dẫn tới viêm phúc mạc và nhiều nhiều biến chứng nguy hiểm khác

Trong bối cảnh ấy phòng thí nghiệm công nghệ laser đề xuất chương trình với tên gọi: “Nghiên cứu ứng dụng laser công suất thấp trong điều trị suy thận” với tiêu chí

từng bước giảm dần độ suy thận, nhằm tránh sử dụng các phương pháp như: ghép thận, chạy thận nhân tạo, và lọc màng bụng trong chữa trị

Đề tài luận văn thạc sĩ với tên gọi: “Ứng dụng laser bán dẫn công suất thấp trong điều trị suy thận” chính là bước đầu của chương trình nghiên cứu trên

1.2 Mục tiêu của đề tài luận văn

1.2.2 Mục tiêu lâu dài

Tổ chức nghiên cứu điều trị lâm sàng với số lượng bệnh nhân suy thận độ II và III đủ lớn bằng laser bán dẫn công suất thấp Trên cơ sở ấy, đánh giá toàn diện về phương pháp điều trị mới này

1.3 Nhiệm vụ chính của đề tài luận văn

Để hoàn thành tốt mục tiêu của đề tài, cần phải thực hiện các nhiệm vụ chính sau đây:

a)Tổng quan các vấn đề chính liên quan trực tiếp đến đề tài, bao gồm:

- Những vấn đề cơ bản về sinh lý thận

- Suy thận

- Các phương pháp điều trị suy thận

- Sử dụng laser công suất thấp trong điều trị suy thận

b) Mô phỏng sự lan truyền chùm tia laser bán dẫn công suất thấp ở các bước sóng và công suất khác nhau từ bề mặt da vùng lưng đến thận bằng phương pháp Monte – Carlo

c) Xây dựng cơ sở lý luận cho phương pháp điều trị suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp

d) Kết quả điều trị suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp

- Mô hình, thiết bị điều suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp

- Kết quả điều trị suy thận bằng laser bán dẫn công suất thấp

e) Kết luận

Chương II: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI

2.1 Sinh lý thận [1]

Thận là cơ quan chẵn có vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nước, điện giải trong cơ thể và đào thải một số chất độc ra ngoài qua sự hình thành và bài tiết nước tiểu Do đó, thận được xem như một tuyến ngoại tiết Tuy nhiên thận còn có vai

trò như một tuyến nội tiết có ảnh hưởng đến sự điều chỉnh huyết áp và tạo hồng cầu 2.1.1 Cấu tạo

2.1.1.1 Hình thể ngoài [1]

Thận hình hạt đậu hay hình bầu dục, màu nâu đỏ, bề mặt trơn láng nhờ được bọc trong một bao xơ mà bình thường có thể bóc ra dễ dàng Mỗi thận gồm:

- Hai mặt: mặt trước lồi, mặt sau phẳng

- Hai bờ: bờ ngoài cong lồi, bờ trong ở giữa lõm sâu có núm (rốn) thận

- Hai đầu là hai cực: cực trên và cực dưới thận

2.1.1.2 Kích thước vị trí và cân nặng [2]

Mỗi quả thận dài khoảng 10-12 cm, rộng 5-7 cm và dày 3-4 cm, nặng 100-120 gram Hai quả thận nằm sát phía lưng của thành khoang bụng, hai bên cột sống, phía trước cơ thắt lung, trong khoảng từ đốt sống ngực XII đến thắt lưng I-II Đầu trên thận gần nhau, cách đường giữa 3 - 4 cm Đầu dưới 2 thận xa nhau, cách đường giữa 5 - 6

cm Quả thận phải thường nhỏ hơn và nằm thấp hơn thận trái độ một đốt sống

Thận được giữ chắc trong bụng nhờ hệ thống cân vùng thận Lớp cân này làm thành hai lá bọc lấy thận Các sợi từ màng liên kết chui qua lớp mỡ gắn chặt vào cân

2.1.1.3 Hình thể trong và cấu tạo

a) Xoang thận

Xoang thận thông ra ngoài ở rốn thận, thành xoang có nhiều chỗ lồi lõm Chỗ lồi hình nón gọi là nhú thận Nhú thận cao khoảng 4 - 10 mm Đầu nhú có nhiều lỗ của các ống sinh niệu đổ nước tiểu vào bể thận Chỗ lõm úp vào các nhú thận gọi là các đài nhỏ Các đài nhỏ, hợp lại thành 2 đài lớn Các đài lớn hợp lại thành bể thận Bể thận thông với niệu quản

b) Hệ thống đài - bể thận

Hình thái, cách sắp xếp hệ thống đài bể thận thay đổi theo mỗi cá thể Thận có

14 - 15 đài nhỏ sắp xếp từ 3 - 6 (điển hình là 4) nhóm đổ chủ yếu vào 2 đài lớn trên và dưới, đôi khi vào cả phần giữa bể thân

c) Nhu mô thận

Nhu mô thận gồm có 2 vùng: vùng trung tâm (vùng tủy thận) và vùng ngoại biên (vùng vỏ thận)

+ Tủy thận: màu đỏ sẫm, được cấu tạo gồm nhiều khối hình nón gọi là tháp thận hay

tháp Malpighi Đáy tháp quay về phía bao thận, đỉnh hướng về phía xoang thận tạo nên nhú thận Tháp thận thường nhiều hơn nhú thận, ở phần giữa thận 2 - 3 tháp chung nhau 1 nhú thận, còn ở 2 cực thận có khi 6 - 7 tháp chung nhau 1 nhú thận Các tháp sắp xếp thành 2 hàng dọc theo 2 mặt trước và sau thận Mỗi thận thường có từ 8 - 12 tháp Malpighi

+ Vỏ thận là vùng có màu vàng đỏ nhạt Vỏ thận gồm có:

- Cột thận là phần nhu mô xen giữa các tháp thận gọi là cột Bertin

- Tiểu thùy vỏ là phần nhu mô từ đáy tháp thận tới bao sợi Tiểu thùy vỏ lại

được chia làm 2 phần: Phần tia gồm các khối hình tháp nhỏ (tháp Ferrein), có đáy nằm trên đáy tháp thận đỉnh hướng ra bao thận Mỗi tháp Malpighi chứa từ 300 - 500 tháp Ferrein và phần lượn hay mê đạo thận là phần nhu mô xen giữa phần tia

Hình 2.1: Thận phải cắt dọc

2.1.1.3.2 Vi thể [2], [3]

Nhu mô thận được cấu tạo chủ yếu bởi những đơn vị chức năng gọi là nephron Đơn vị thận là cấu trúc thực hiện chức năng lọc máu, tạo nước tiểu để thải ra

ngoài Mỗi đơn vị thận có hai phần:

a) Cầu thận (tiểu cầu Malpighi)

Cầu thận là nơi khởi đầu của nephron, nằm ở vùng vỏ thận Cầu thận có chức năng lọc huyết tương để tạo thành dịch lọc cầu thận

Mỗi cầu thận cấu tạo bởi 2 thành phần: tiểu cầu thận và bao Bowman

- Tiểu cầu thận:là một mạng lưới trên 50 nhánh mao mạch song song xuất phát từ tiểu

động mạch đến, các mao mạch này nối thông với nhau và được bọc trong bao Bowman Sau đó, các mao mạch này tập trung lại thành tiểu động mạch đi có đường kính hơi nhỏ hơn tiểu động mạch đến và đi ra khỏi cầu thận

- Bao Bowman:là một khoang rỗng chứa dịch lọc cầu thận và bao bọc tiểu cầu thận

Cấu tạo gồm có 2 lá: Lá thành tiếp nối với ống lượn gần của ống thận và lá tạng gồm những tế bào có chân (podocyte) áp sát với các mao mạch trong tiểu cầu thận Những

tế bào có chân này hợp cùng với màng đáy và tế bào nội mô mao mạch cầu thận tạo thành màng lọc cầu thận Qua màng này, huyết tương từ trong máu qua mao mạch sẽ được lọc vào bao Bowman tạo nên dịch lọc cầu thận

+ Lớp tế bào nội mô của mao mạch cầu thận có hàng ngàn lỗ nhỏ gọi là các “cửa sổ”

Các lỗ nhỏ có kích thước 160 A0

+ Màng đáy là một mạng lưới các sợi collagen và proteoglycan đan chéo nhau tạo

thành, giữa các sợi có các khe nhỏ với kích thước khoảng 110 A0

+ Tế bào biểu mô thành bao Bowman là những tế bào biểu mô rất to, hình thể không đều đặn, có nhiều tua bào tương dài và lớn nằm song song với màng đáy Từ những tua bào tương này phát sinh nhiều tua nhỏ thẳng góc và tận cùng trên màng đáy với những khoảng cách đều nhau Những tua nhỏ này tạo ra những khe hở với kích thước khoảng

70 A0

Hình 2.2: Cấu tạo màng lọc cầu thận

b) Ống thận

Tiếp nối với cầu thận, ống thận có chức năng tái hấp thu và bài tiết một số chất

để biến dịch lọc cầu thận thành nước tiểu

Ống thận gồm có: ống lượn gần, quai Henle, ống lượn xa và ống góp

+ Ống lượn gần: Tiếp nối với lá thành của bao Bowman Thành của ống lượn gần

được cấu tạo bởi một lớp tế bào biểu mô cao, hình lập phương, có diềm bàn chải ở phía lòng ống Diềm bàn chải có tác dụng làm tăng diện tích tiếp xúc lên nhiều lần Do trong bào tương chứa nhiều ty lạp thể, các phân tử protein mang và nhiều Na+ K+ - ATPase nên tế bào ống lượn gần có hoạt động chuyển hóa cao và quá trình vận chuyển

tích cực xảy ra ở đây rất mạnh

+ Quai Henle: Tiếp theo với ống lượn gần và đi hướng vào vùng tủy thận Các

nephron vùng vỏ có quai Henle ngắn Ngược lại, các nephron vùng gần tủy có quai

Henle dài và thọc sâu vào vùng tủy thận

Mỗi quai Henle gồm 2 nhánh hình chữ U nằm song song với nhau:

Nhánh hướng vào tủy thận gọi là nhánh xuống Tế bào biểu mô của đoạn này dẹt nên thành nhánh xuống mỏng, không có diềm bàn chải, trong bào tương có ít ty lạp thể, không có protein mang

Nhánh hướng ra vỏ thận gọi là nhánh lên Tế bào biểu mô ở đoạn đầu của nhánh lên dẹt nên thành cũng mỏng và có cấu tạo tương tự nhánh xuống nên gọi là nhánh lên mỏng Ngược lại, tế bào biểu mô ở đoạn sau của nhánh lên dày hơn, hình lập phương,

có nhiều ty lạp thể và protein mang nên gọi là nhánh lên dày

Đoạn nối giữa nhánh xuống và nhánh lên gọi là chóp quai Henle

+ Ống lượn xa: Tiếp theo nhánh lên của quai Henle và nằm ở vùng vỏ thận, hình dáng

cong queo Tế bào biểu mô của ống lượn xa hình lập phương, có ít vi nhung mao nên không thành diềm bàn chải, bào tương có nhiều ty lạp thể, các phân tử protein mang, nhiều Na+ K+ ATPase và H+ ATPase nên tế bào ống lượn xa cũng có quá trình vận

chuyển tích cực khá mạnh

Phần đầu của ống lượn xa hợp với tiểu động mạch đến tạo nên một cấu trúc đặc biệt gọi là tổ chức cạnh cầu thận Tổ chức này có vai trò rất quan trọng trong quá trình điều hòa huyết áp

+ Ống góp: Không hoàn toàn thuộc về nephron Tại vùng vỏ thận, khoảng 8 ống lượn

xa hợp lại thành ống góp vùng vỏ Phần cuối của ống góp đi sâu vào vùng tủy thận và trở thành ống góp vùng tủy Các thế hệ kế tiếp nhau của ống góp họp lại để tạo ra những ống góp lớn hơn đi suốt qua vùng tủy, song song với quai Henle và đổ vào bể

Hình 2.4: Cấu trúc của tổ chức cạnh cầu thận

Các tế bào biểu mô ở phần đầu ống lượn xa khi tiếp xúc với cầu thận nơi tiểu động mạch đến đi vào thì trở nên dày đặc hơn gọi là các tế bào dát đặc (macula densa cells) Những tế bào này chứa bộ máy Golgi và các cơ quan bài tiết này hướng vào lòng tiểu động mạch đến Mặt khác, các tế bào cơ trơn lớp áo giữa của tiểu động mạch đến tiếp xúc chặt chẽ với các tế bào dát đặc này và thay đổi hình dạng: chúng phồng lên, trong bào tương chứa nhiều hạt mịn, đây là tiền chất của Renin

Phức hợp cạnh cầu thận có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hệ Renin - Angiotensin - Aldosteron để điều hòa huyết áp

2.1.1.3.3 Các thùy thận

Cổ điển: người ta chia thận người ra nhiều thùy (8-12 thùy) dính liền vào nhau, mỗi thùy gồm 1 tháp Malpighi và 1 vùng chất vỏ bao quanh được kéo dài tới mặt ngoài của thận Mỗi tháp Ferrein được coi như 1 tiểu thùy thận

Hiện nay: sự phân chia thận thành các phân thùy dựa vào sự phân bố của hệ

thống bể - đài thận phối hợp với sự phân chia các nhánh động mạch thận để áp dụng cắt thận bán phần

Hệ mao mạch thứ hai do tiểu động mạch ra sau khi ra khỏi cầu thận tạo thành một mạng lưới mao mạch bao quanh ống thận và cuối cùng đổ vào tĩnh mạch gian tiểu thùy Hệ mao mạch thứ hai này đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình tái hấp thu ở ống thận

Riêng ở các nephron vùng gần tủy thì tiểu động mạch đi không tạo thành mạng lưới mao mạch bao quanh ống thận mà hướng vào tủy thận tạo thành mạch thẳng Vasa recta chạy bên cạnh quai Henle và quay ngược trở ra vỏ thận rồi đổ vào các tĩnh mạch vùng vỏ Mạch thẳng Vasa recta đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình cô đặc nước tiểu của ống góp

2.1.1.5 Tuyến thượng thận[1]

Tuyến thượng thận (glandula suprarenalis) gồm hai tuyến nhỏ màu vàng nhạt, dẹt theo chiều trước sau, nằm áp lên mặt trước trong cực trên mỗi thận, được bao quanh bởi mô mỡ quanh thận cùng với thận trong mạc thận, song được ngăn cách với thận bởi một chế mỏng mạc thận

Tuyến gồm 2 phần vỏ và tủy, thực ra là 2 tuyến nội tiết khác nhau bởi nguồn gốc phát triển và chức năng

+ Vỏ thượng thận giàu lipid, không chứa mô ái crôm, tiết các nội tiết tố loại steroid Có

chức năng duy trì nước - điện giải trong cơ thể và liên quan đến chuyển hoá

carbohydrat; đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng bình thường của cơ thể với

“stress”

+ Tủy thượng thận ngấm nhiều muối crôm, phát triển từ cùng những tế bào sinh

ra hệ thần kinh giao cảm, được coi như một cơ quan hậu hạch giao cảm, vì chỉ nhận các sợi chi phối thần kinh trước hạch Nó tiết ra epinephrin và norepinephrin, (còn được gọi là adrenaline và noradrenaline) đưa vào máu có tác dụng giống như các chất sinh ra do hoạt hoá phần thần kinh giao cảm, nhưng hiệu quả có tác dụng kéo dài hơn khoảng mười lần vì chúng bị phân hủy chậm hơn chất truyền tin thần kinh (chất môi giới thần kinh) Tác dụng của hormon tủy tuyến trên thận là làm tăng nhịp tim, tăng lực

co tim, tăng nhịp thở, dãn phế quản, tăng huyết áp, tăng đường huyết

2.1.2 Chức năng lọc máu – tạo nước tiểu của thận [2][3]

2.1.2.1 Quá trình lọc ở cầu thận

Lượng máu chảy qua thận nhiều hơn 20 lần so với các cơ quan khác Cứ mỗi phút có khoảng 1300 ml máu chảy qua thận Người ta còn tính được hai quả thận của người trưởng thành lọc được 60 lít máu một giờ và 7,5 lít dịch lọc được hình thành Như vậy, khối lượng máu của cơ thể trung bình là 5 lít, thì trong 24 giờ được chảy qua thận gần 288 lần hay cứ 5 phút một lần Do cường độ hoạt động mạnh, thận đòi hỏi cung cấp một lượng oxygen lớn, nếu trọng lượng hai quả thận chỉ chiếm khoảng 0,5% trọng lượng cơ thể, thì chúng nhận được 9% tổng lượng O2 cung cấp cho cơ thể

Trong thực tế quản cầu chỉ lọc đối với huyết tương của máu đến thận, song hệ

số lọc cũng chỉ đạt khoảng 20% (cứ 100 ml huyết tương đến thì chỉ có 20 ml được lọc)

Từ 7,5 lít dịch lọc được một giờ, chỉ có 0,07 lít nước tiểu được hình thành, nghĩa là chỉ khoảng chưa đầy 1% dịch lọc được thải ra ngoài dưới dạng nước tiểu, 99% còn lại được tái hấp thu tại các ống thận Trong một ngày đêm có khoảng 180 lít dịch lọc được tạo thành

Sự lọc của cầu thận phụ thuộc vào hai yếu tố: Màng lọc và áp suất lọc

2.1.2.1.1 Màng lọc

Dịch lọc từ phía mạch máu đi vào bao Bowman phải đi qua 3 lớp của màng lọc cầu thận với các lỗ lọc có kích thước nhỏ dần Tuy nhiên kích thước các lỗ rất bé nên chỉ những vật thể cực nhỏ mới đi qua được (gọi là hiện tượng siêu lọc), còn những dạng kích thước lớn hơn phải nhờ vào áp suất lọc

Mặc dù có nhiều lớp nhưng màng lọc cầu thận rất xốp và có tính thấm lớn hơn mao mạch các nơi khác hàng trăm lần Tuy tính thấm rất lớn như vậy nhưng màng cũng có tính chọn lọc cao đối với các phân tử mà nó cho qua Tính chọn lọc của màng phụ thuộc vào 2 yếu tố:

+ Kích thước và trọng lượng của các phân tử qua màng

Các chất có trọng lượng và kích thước phân tử nhỏ như nước, Na+, Glucose, inulin thì đi qua dễ dàng Ngược lại, các chất có kích thước và trọng lượng phân tử lớn hơn như myoglobin, albumin, huyết cầu rất khó đi qua

+ Lực tích điện của các phân tử qua màng

Các lỗ của màng đáy được lát bằng phức hợp proteoglycan tích điện âm rất mạnh, các phức hợp proteoglycan này sẽ đẩy các phân tử cùng dấu Do đó, các phân tử tích điện

âm khó đi qua màng hơn các phân tử tích điện dương dù chúng có cùng kích thước Các albumin của huyết tương cũng tích điện âm và chính lực tích điện của thành lỗ lọc

đã ngăn cản không cho các phân tử albumin đi qua màng

Trong một số bệnh lý ở thận (viêm cầu thận cấp, hội chứng thận hư, đái tháo đường ), khả năng tích điện âm của màng đáy giảm xuống, một lượng lớn albumin có thể đi qua màng lọc, ống thận không tái hấp thu hết được và xuất hiện trong nước tiểu

Vì vậy, albumin niệu là một trong những xét nghiệm dùng để chẩn đoán một số bệnh thận

2.1.2.1.2 Áp suất lọc

Áp suất lọc là giá trị chênh lệch giữa áp suất (huyết áp) của máu trong mao mạch khoảng 75 mmHg và áp suất keo loại do protein tạo thành trong áp suất thẩm thấu của huyết tương, vào khoảng 30 mmHg, cộng với áp suất thủy tĩnh của nang

Bowman, khoảng 18 mmHg Áp suất keo loại của protein có tác dụng giữ nước và các chất hoà tan trong huyết tương, còn áp lực thủy tĩnh có tác dụng đẩy nước và các chất hoà tan từ dịch nang Bowman vào huyết tương Cả hai áp suất này ngược chiều với huyết áp Do đó:

Khi huyết áp thay đổi sẽ ảnh hưởng đến quá trình lọc Huyết áp giảm bằng hoặc nhỏ hơn tổng của áp suất keo loại và áp suất thủy tĩnh sẽ không có nước tiểu do sự lọc

bị đình trệ

2.1.2.1.3 Thành phần của dịch lọc

Dịch lọc (cũng còn gọi là nước tiểu loạt đầu) có thành phần gần giống với thành phần của huyết tương Đa số các chất có hàm lượng tương đương giữa dịch lọc và huyết tương như đường glucose, acid amin, Na+, K+, HCO3-, Cl- Protein huyết tương

có nhiều dạng, chỉ protein có phân tử nhỏ hơn lỗ lọc mới được lọc, cho nên hàm lượng protein dịch lọc nhỏ hơn khoảng 300-400 lần so với huyết tương

2.1.2.1.4 Tốc độ lọc cầu thận [3]

Tốc độ lọc cầu thận là lượng huyết tương được lọc trong 1 phút ở toàn bộ cầu thận của cả 2 thận

Ở người bình thường, trong một phút có khoảng 1.200 ml máu chảy qua hai thận (chứa 650 ml huyết tương), nhưng chỉ có 125 ml huyết tương được lọc qua màng lọc cầu thận vào bao Bowman và gọi là tốc độ lọc cầu thận

Trong một ngày đêm, toàn bộ cầu thận lọc được khoảng 180 lít dịch Tuy nhiên, có tới 99% số dịch này được tái hấp thu ở ống thận, chỉ có một lượng nhỏ (1 - 1,5 lít) tạo thành nước tiểu thải ra ngoài

2.1.2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ lọc cầu thận [3]

Có 3 yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ lọc cầu thận: lưu lượng máu ở thận, áp suất lọc hữu hiệu PL , hệ số lọc (Kf)

a) Ảnh hưởng của lưu lượng máu ở thận:

Khi lưu lượng máu ở thận tăng lên sẽ làm tăng tốc độ lọc cầu thận Ngược lại, khi lưu lượng máu giảm, tốc độ lọc cũng giảm xuống

b) Ảnh hưởng của hệ số lọc Kf:

Hệ số lọc Kf là tỷ lệ giữa lưu lượng và áp suất lọc:

Kf = (lưu lượng)/ (áp suất lọc) = (125ml/phút)/ (10mmHg) = 12,5 ml/phút/mmHg

Hệ số lọc Kf thể hiện khả năng lọc của mao mạch cầu thận Hệ số này phụ thuộc vào tính thấm và diện tích của mao mạch cầu thận

Do mao mạch cầu thận có tính thấm cao (gấp vài trăm lần nơi khác) và có diện tích rất lớn nên bình thường, hệ số Kf có giá trị rất cao gấp 400 lần so với các mao mạch khác trong cơ thể.Khi diện tích hoặc tính thấm mao mạch cầu thận thay đổi, hệ

số lọc Kf cũng thay đổi theo và ảnh hưởng đến tốc độ lọc cầu thận.Diện tích mao mạch cầu thận giảm khi thận bị tổn thương làm một số lượng lớn cầu thận mất chức năng.Tính thấm mao mạch cầu thận thay đổi trong các trường hợp bệnh lý như đái tháo đường, cao huyết áp mãn tính Khi đó, màng lọc cầu thận dày lên làm giảm tính thấm, giảm hệ số lọc Kf và giảm tốc độ lọc cầu thận

c) Ảnh hưởng của áp suất lọc hữu hiệu PL

Tốc độ lọc cầu thận phụ thuộc chủ yếu vào áp suất lọc hữu hiệu Vì vậy, những yếu tố ảnh hưởng đến áp suất lọc hữu hiệu cũng ảnh hưởng đến tốc độ lọc cầu thận,

những yếu tố này bao gồm: Áp suất thủy tĩnh trong mao mạch cầu thận (PH), áp suất keo của huyết tương (PK), áp suất thủy tĩnh trong bao Bowman (PB)

+ Áp suất thủy tĩnh của bao Bowman:

Áp suất này có trị số thấp và dịch lọc vào bao Bowman được chuyển ngay sang ống thận nên ít ảnh hưởng đến tốc độ lọc cầu thận Tuy nhiên, trong một số trường hợp bệnh lý làm tắc nghẽn ống thận (sỏi, u ), áp suất thủy tĩnh trong bao Bowman sẽ tăng lên làm giảm tốc độ lọc

+ Áp suất keo của huyết tương:

Áp suất này tuy khá cao nhưng ít dao động nên cũng không ảnh hưởng nhiều đến tốc

độ lọc cầu thận

+Áp suất thủy tĩnh của mao mạch cầu thận:

Đây là áp suất ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ lọc cầu thận Khi áp suất thủy tĩnh mao mạch cầu thận tăng, tốc độ lọc tăng lên Ngược lại, khi áp suất này giảm, tốc độ lọc cầu thận cũng giảm xuống

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến áp suất thủy tĩnh mao mạch cầu thận:

Sự thay đổi của huyết áp hệ thống:Khi huyết áp hệ thống thay đổi trong khoảng

75 - 160 mm Hg, thận có khả năng tự điều hòa nên áp suất thủy tĩnh mao mạch cầu thận vẫn giữ được ổn định Tuy nhiên, khi trị số huyết áp thay đổi ngoài mức trên, khả năng điều hòa của thận không đáp ứng được làm thay đổi tốc độ lọc cầu thận Nếu huyết áp tăng quá cao, tốc độ lọc cầu thận sẽ tăng lên Ngược lại, khi huyết áp giảm , tốc độ lọc cầu thận giảm xuống Nếu huyết áp giảm quá thấp, có thể gây nên thiểu niệu,

vô niệu

Sự co giãn của tiểu động mạch đến:Khi lưu lượng máu đi vào cầu thận tăng hơn

bình thường, tiểu động mạch đến sẽ co lại để giữ cho áp suất mao mạch cầu thận không tăng lên Cơ chế co lại của tiểu động mạch đến là do lưu lượng máu đến thận nhiều, cơ

trơn tiểu động mạch đến bị căng giãn ra làm nó co lại

Ngược lại, khi lưu lượng máu đến thận giảm, tiểu động mạch đến sẽ giãn ra để giữ cho áp suất mao mạch cầu thận không bị giảm xuống Cơ chế giãn ra của tiểu động mạch đến do nhiều yếu tố gây nên:

Do lưu lượng máu đến thận ít, tế bào cơ trơn tiểu động mạch đến sẽ giãn ra

Do cơ chế feedback ống thận - cầu thận: khi tốc độ lọc cầu thận giảm, dịch lọc chảy chậm trong ống thận, sự hấp thu tăng lên làm giảm Na+ và Cl- trong dịch lọc Hai ion này giảm sẽ tác động lên các tế bào macula densa của ống lượn xa gây nên tác dụng điều hòa ngược làm giãn tiểu động mạch đến và tăng tiết renin để tăng lưu lượng máu thận và tốc độ lọc cầu thận

Sự co lại của tiểu động mạch đi:Khi lưu lượng máu đi vào cầu thận giảm hơn

bình thường hoặc chế độ ăn có Na+ thấp, thể tích dịch lọc cầu thận và Na+ trong dịch lọc giảm xuống, các tế bào macula densa của ống lượn xa sẽ bị tác động gây ra cơ chế feedback ống thận - cầu thận làm giãn tiểu động mạch đến đồng thời kích thích bộ máy cạnh cầu thận tăng bài tiết renin và tăng tạo angiotensin II Angiotensin II có 2 tác

dụng:

Làm tăng huyết áp để tăng lưu lượng máu thận

Co tiểu động mạch đi để tăng áp suất trong mao mạch cầu thận

Hai tác dụng này sẽ làm tăng tốc độ lọc cầu thận

2.1.2.2 Quá trình tái hấp thu các chất từ ống thận vào máu [2]

Tuy trong ngày có 180 lít dịch lọc hình thành ở các nang Bowman, song chỉ có 1-2 lít nước tiểu được hình thành Thành phần của nước tiểu hoàn toàn khác với thành phần của dịch lọc (bảng 1.1) Sở dĩ như vậy vì trong quá trình chảy qua ống lượn gần, quai Henle xuống, quai Henle lên và ống lượn xa đã xảy ra sự tái hấp thu nước và các chất cần thiết cho cơ thể, đồng thời cũng xẩy ra quá trình trao đổi các chất tại tế bào của thành các ống thận, tuỳ theo nhu cầu của cơ thể và chức năng của các đoạn ống thận khác nhau

Bảng 2.1: Thành phần của nước tiểu và dịch lọc

2.1.2.2.1 Tại ống lượn gần

Ống lượn gần tái hấp thu phần lớn nước, ion Na và các chất khác:

+ Tái hấp thu Na + : 90% ion Na được tái hấp thu ở ống lượn gần thông qua cơ chế vận

tải tích cực vào dịch kẽ nhờ Na+-K+-ATPase Ion Na gắn vào Na+-K+-ATPase và được bơm vào dịch ngoại bào Ion Na mang theo một lượng tương đương ion Cl

+ Tái hấp thu K + :cũng giống như ion Na, ion K được tái hấp thu hoàn toàn ở đây qua

cơ chế vận tải tích cực

+ Tái hấp thu HCO3 - : ion HCO3- (hydrogen carbornat) được tái hấp thu một cách gián tiếp thông qua khí CO2 Phản ứng thuận nghịch:

HCO3- + H+ ֞ H2CO3 ֞ CO2 + H2O

xẩy ra Trong lòng ống lượn, chiều thuận xẩy ra, CO2 hình thành thấm qua màng vào dịch nội bào (bào tương) ở trong tế bào thành ống, phản ứng theo chiều nghịch xẩy ra, HCO3- hình thành được thấm ra dịch ngoại bào

+ Tái hấp thu đường glucose: đường glucose được tái hấp thu hoàn toàn ở đây thông

qua cơ chế vận tải tích cực vào dịch kẽ Glucose được vận chuyển qua phía đối diện của tế bào biểu mô và đổ vào máu Glucose được hấp thụ hoàn toàn trong trạng thái sinh lý bình thường, nhưng khi hàm lượng đường huyết tăng cao (ví dụ do thiếu

hormon insulin của tuyến tuỵ) thì quá trình tái hấp thu đình trệ, đường chuyển vào nước tiểu thải ra ngoài (bệnh đái tháo đường) Hàm lượng đường huyết cao hơn

ngưỡng 180 mg%, tái hấp thu không hết và xuất hiện đường niệu

+Tái hấp thu protein, acid amin và các chất khác:

Protein được tái hấp thu ở ngay đoạn đầu ống lượn gần Trong 24h khoảng 30g protein được tái hấp thu bằng phương thức ẩm bào

Acid amin mỗi loại được gắn với chất mang đặc hiệu trên màng Sau khi tách khỏi chất mang, chúng được khuếch tán vào dịch ngoại bào

Các chất khác như vitamin, aceto-acetat cũng được tái hấp thu ở đây

+Tái hấp thu nước: 85-90% nước được tái hấp thu ở đây (còn gọi là tái hấp thu bắt

buộc) Có ba nguyên nhân là:

- Do dịch thể và các chất có kích thước nhỏ thấm vào dịch lọc, trong khi các phân tử protein thì giữ lại trong máu làm tăng nồng độ protein, nghĩa là làm tăng áp suất thẩm thấu keo loại, có xu hướng kéo nước trở lại

- Do sự tái hấp thu ion Na tích cực làm tăng áp suất thẩm thấu tinh thể, cũng có xu hướng kéo nước trở lại

Ngoài ra, tế bào biểu mô ống lượn gần có tính thấm nước cao hơn các đoạn khác

+ Tái hấp thu Cl - và ure: [3]

Khi nước được tái hấp thu thụ động theo Na+ và glucose, nồng độ Cl- và ure trong dịch lòng ống tăng lên Vì thế, 2 chất này sẽ được tái hấp thu thụ động theo cơ chế khuếch tán đơn thuần Tuy nhiên, do tế bào biểu mô ống lượn gần kém thấm với

ure nên chỉ khoảng 50% ure trong dịch lọc được tái hấp thu Còn Cl-, ngoài chênh lệch nồng độ còn có sự chênh lệch điện thế do Na+ tái hấp thu làm dịch lòng ống tích điện (-) nên được tái hấp thu thụ động khá mạnh

2.1.2.2.2 Tại quai Henle [2]

Tính chất thấm của các tế bào biểu mô ở quai Henle xuống và quai Henle lên khác nhau, đưa đến quá trình tái hấp thu nước và các chất hoàn toàn khác nhau Cụ thể là:

Ở quai Henle xuống chỉ có nước được tái hấp thu, trong khi ion Na lại hoàn toàn bị giữ lại trong dịch lọc ở lòng ống, và do vậy làm tăng nồng độ ion Na trong dịch lọc khi chuyển qua đáy chữ U sang quai Henle lên

Ở quai Henle lên, trái lại, chỉ có ion Na được thấm qua dịch ngoại bào, còn nước bị giữ lại hoàn toàn

Tuy hai quá trình tái hấp thu ở quai Henle xuống và lên trái ngược nhau, song lại hỗ trợ và thúc đẩy sự tái hấp thu ở mỗi quai Sự tăng tái hấp thu nước ở quai xuống thúc đẩy sự tăng tái hấp thu Na+ ở quai lên và ngược lại Người ta gọi đó là qui luật tăng nồng độ ngược dòng

Hình 2.5: Sự lọc các chất ở ống thận 1,3 Nhánh xuống; 2,4 nhánh lên

2.1.2.2.3 Tại ống lượn xa

Ở phần đầu của ống lượn xa quá trình tái hấp thu các chất giống như ở quai Henle lên Khác với ở ống lượn gần, ion Cl- được ra theo ion Na+ do quá trình vận tải tích cực, ở đây ion Cl- lại được bơm ra dịch ngoại bào và do đó kéo theo các ion khác như Na+, K+, Ca++, Mg++ Các ion được tái hấp thu nhiều làm cho dịch lọc loãng hơn

Do vậy người ta gọi phần đầu của ống lượn xa là đoạn pha loãng Sự pha loãng này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tái hấp thu nước ở phần sau

Ở phần sau ống lượn xa, quá trình tái hấp thu nước và các chất xảy ra rất mạnh:

+ Tái hấp thu nước: dịch lọc chảy đến phần này đã loãng đi nhiều làm cho sự chênh

lệch áp suất thẩm thấu với dịch ngoại bào tăng lên Kết quả là nước được đẩy ra dịch ngoại bào

Cũng ở giai đoạn này hormon chống bài niệu (ADH hay còn gọi là Vasopressin) được giải phóng từ thùy sau tuyến yên có tác dụng thúc đẩy sự tái hấp thu nước ADH

có tác dụng hoạt hóa enzym adenylcyclase để enzym này kích thích sự biến đổi ATP thành AMP vòng Đến lượt mình AMP vòng kích thích protein-kinase và protein-kinase có tác dụng làm tăng tính thấm đối với nước của tế bào (cơ chế chất truyền tin thứ 2)

+ Tái hấp thu Na + và Cl - : ion Na+ được tái hấp thu qua cơ chế tích cực có sự tham gia tác động của hormon aldosteron tiết ra từ phần vỏ tuyến thượng thận Cơ chế của quá trình này là:

Aldosteron xuyên qua màng tế bào vào bào tương rồi tới màng nhân gắn vào một protein thụ cảm trên màng tạo phức Aldosteron-protein Phức hợp này vào nhân tế bào kích thích ADN tăng tổng hợp ARN thông tin mARN làm tăng tổng hợp protein mang để vận chuyển Na+ trong khi "bơm Na+" hoạt động Ion Cl- giống như ở ống lượn gần được tái hấp thu theo Na+ (cơ chế hoạt hoá gen)

Từ tế bào biểu mô thành ống lượn xa, một số chất như K+, NH3, H+ lại được bài tiết vào dịch lọc NH3 từ huyết tương tới tế bào biểu mô để bài tiết Vào dịch lọc chúng kết hợp H+ tạo NH4+ để thải qua nước tiểu Phản ứng tạo NH4 và sự bài tiết H+ có tác dụng điều chỉnh độ pH của dịch lọc Thành phần dịch lọc trước khi chuyển sang ống góp đã gần giống với thành phần nước tiểu

2.1.2.2.4 Tại ống góp [ 2]

Ở ống góp xảy ra sự tái hấp thu nước và ure là chính Sự tái hấp thu nước ở đây có sự tham gia tích cực của hormon ADH Nhờ sự tái hấp thu nước mà nồng độ ure trong dịch tăng lên, tạo điều kiện cho ure thấm qua thành vào dịch ngoại bào được dễ dàng hơn

Ở ống góp cũng còn quá trình tái hấp thu thêm Na+, K+, Ca++ Sau khi qua ống góp nước tiểu được cô đặc sẽ đổ vào bể thận, di chuyển qua niệu quản để xuống bàng quang, ở đó nước tiểu được giữ lại cho đến khi đủ lượng gây kích thích mà có phản xạ tiểu tiện (hình 1.6)

Hình 2.6: Sự tái hấp thu nước ở ống góp

2.1.3 Chức năng sinh lý nội tiết của thận

2.1.3.1 Sự điều hoà nước [2]

Hai yếu tố chủ yếu tham gia điều hoà nước trong cơ thể là áp suất thẩm thấu và áp lực thủy tĩnh của máu

a) Sự giảm khối lượng nước nội dịch

Thường xuyên cơ thể mất nước qua không khí thở ra, bốc mồ hôi, phân và nước tiểu Điều đó làm giảm khối lượng nước của nội dịch Sự giảm khối lượng nước sẽ dẫn đến:

- Sự giảm áp lực thủy tĩnh

- Sự tăng áp suất thẩm thấu

Áp suất thẩm thấu tăng là nguyên nhân kích thích vào các thụ quan nhận cảm nằm ở hypothalamus thuộc não trung gian của não bộ Các thụ quan này một mặt làm tăng cảm giác khát đòi hỏi tăng cường uống nước, mặt khác kích thích thùy sau tuyến yên làm tăng cường giải phóng hormon chống bài niệu (ADH hay vasopressin) Đến lượt mình ADH kích thích ống thận làm tăng sự tái hấp thu nước của chúng

Áp lực thủy tĩnh giảm là nguyên nhân kích thích các thụ quan áp lực nằm rải rác

ở hệ mạch máu Các thụ quan áp lực bị kích thích, một mặt tham gia kích thích làm tăng cường giải phóng hormon ADH, mặt khác lại gây co động mạch thận làm giảm lưu lượng máu đến thận nghĩa là làm giảm quá trình lọc của thận

Kết quả là cơ thể tăng cường uống nước, đồng thời là số lượng nước tiểu hình thành ít

và đặc

b) Sự tăng khối lượng nước nội dịch [2]

Khi khối lượng nước tăng trong nội dịch sẽ làm giảm áp suất thẩm thấu và tăng

áp lực thủy tĩnh

Sự giảm áp suất thẩm thấu là nguyên nhân kích thích các thụ quan nhận cảm ở hypothalamus Các thụ quan này một mặt làm giảm cảm giác khát, do đó cơ thể giảm uống nước; mặt khác lại kích thích làm giảm sự bài tiết hormon ADH, dẫn đến làm giảm sự tái hấp thu nước ở ống thận

Sự tăng áp lực thủy tĩnh là nguyên nhân kích thích các thụ quan áp lực ở hệ mạch làm giãn mạch đến ở thận do đó tăng cường quá trình lọc của thận Mặt khác cũng có tác dụng làm giảm bài tiết hormon ADH Kết quả là cơ thể giảm yêu cầu uống nước và số lượng nước tiểu nhiều, loãng được hình thành

Cả hai trường hợp trên làm cho khối lượng nước trong cơ thể luôn được ổn định, cân bằng