PGS. TS. Hà Hoàng Kiệm, BV 103
Hình 1. Sơ đồ cấu trúc vi thể của thận
Hình 2. Sơ đồ cấu trúc cầu thận
Nhiều người thường nhầm lẫn giữa khái niệm về độ lọc của cầu thận và độ thanh thải của thận. Người viết bài này muốn làm rõ hai khái niệm này.
1. Độ lọc của cầu thận (GFR: Glomerular filtration rate)
Độ lọc cầu thận được định nghĩa là lượng huyết tương được lọc qua cầu thận trong một đơn vị thời gian. Nói cách khác là lượng nước tiểu đầu được toàn bộ cầu thận của cả hai thận tạo ra trong một đơn vị thời gian, người ta thường dùng đơn vị phút.
Mỗi ngày có khoảng 180 lít huyết tương được lọc qua cầu thận vào khoang Bowman (tức là có 180 lít nước tiểu đầu được cầu thận tạo ra) hay độ lọc cầu thận (GFR) là 180 lít/24 giờ = 125 ml/phút. Như vậy độ lọc cầu thận là khái niệm chỉ xem xét đến khả năng lọc máu của cầu thận mà không có sự tham gia của hệ thống ống thận.
GFR phản ánh chức năng lọc của thận và là thông số được dùng làm đại diện để đánh giá chức năng chung của thận, trong lâm sàng dùng để đánh giá mức độ suy giảm chức năng thận và phân loại giai đoạn bệnh thận mạn (CKD: chronic kidney disease).
Tuy nhiên người ta không thể trực tiếp đo được mức lọc cầu thận, vì vậy phải tìm một cách khác để biết được mức lọc cầu thận. Người ta biết một số chất có độ thanh thải đúng bằng mức lọc cầu thận, nếu đo độ thanh thải của các chất này thì biết được mức lọc cầu thận.
2. Độ thanh thải của thận (Renal clearance)
Nếu chúng ta xem xét khả năng lọc của toàn bộ thận từ khi cầu thận lọc cho đến nước tiểu cuối cùng (là nước tiểu được chứa trong bàng quang và bài xuất ra ngoài), thì chúng ta có khái niệm độ thanh thải của thận. Vì nước tiểu đầu (dịch lọc ban đầu của cầu thận vào khoang Bowman) phải đi qua hệ thống ống thận để tới đài và bể thận. Hệ thống ống thận tái hấp thu hoặc bài tiết thêm các chất vào dịch lọc, làm cho nồng độ các chất này bị thay đổi khi ra khỏi ống thận để vào hệ thống dẫn nước tiểu (từ đài, bể thận tới bàng quang), nghĩa là nồng độ của các chất này trong nước tiểu chính thức khác với nồng độ của chúng trong nước tiểu đầu. Như vậy độ thanh thải của thận là khái niệm xem xét đến toàn bộ chức năng của cả cầu thận và ống thận. Vì vậy:
Độ thanh thải của thận với một chất được định nghĩa là thể tích huyết tương chứa chất đó khi qua thận được thận (không phải chỉ cầu thận) loại bỏ hết chất đó trong một đơn vị thời gian.
Một chất từ huyết tương khi đi qua thận (đi qua toàn bộ nephron) cho tới nước tiểu chính thức có thể trải qua 4 quá trình sau:
+ Lọc (filtration ): chất đó từ huyết được lọc qua cầu thận vào nước tiểu đầu
+ Tái hấp thu (reabsorption): chất đó được ống thận tái hấp thu
+ Bài tiết (secretion): chất đó được các tế bào ống thận tiết thẳng vào lòng ống thận
+ Chuyển hóa (metabolism): chất đó được chuyển hóa trong lòng ống thận hoặc được các tế bào ống thận hấp thu rồi chuyển hóa.
+ Bài xuất (excretion): từ ống thận chất đó theo nước tiểu ra khỏi cơ thể
Do các quá trình tái hấp thu, bài tiết và chuyển hóa các chất của ống thận, nên khối lượng một chất được lọc qua cầu thận có thể khác với lượng chất đó trong nước tiểu thải ra khỏi thận. Đây là các yếu tố làm cho độ lọc cầu thận của một chất khác với độ lọc của thận với chất đó.
Như vậy chúng ta thấy có các trường hợp sau xảy ra:
+ Trường hợp thứ nhất, nếu có một chất nào đó trong huyết tương có các tính chất:
- Được lọc qua cầu thận một cách dễ dàng không bị cản trở, chất này sẽ có nồng độ trong nước tiểu đầu bằng nồng độ trong huyết tương.
- Không được ống thận bài tiết thêm vào nước tiểu
- Không bị ống thận tái hấp thu
- Không bị chuyển hóa hay tích trữ tại thận
Các chất thỏa mãn với tính chất trên thì lượng chất đó được lọc qua cầu thận trong một đơn vị thời gian sẽ bằng với lượng chất đó trong nước tiểu thải ra ngoài trong cùng một đơn vị thời gian. Nói cách khác, độ thanh thải của thận với chất đó chính bằng độ lọc cầu thận.
+ Trường hợp thứ hai, nếu có một chất nào đó trong huyết tương có các tính chất:
- Được lọc dễ dàng qua cầu thận
- Được tế bào ống thận bài tiết thêm vào nước tiểu
- Không bị ống thận tái hấp thu
- Không bị chuyển hóa hay tích trữ tại thận
Các chất như vậy sẽ có độ thanh thải của thận lớn hơn độ lọc cầu thận.
+ Trường hợp thứ ba, nếu có một chất nào đó trong huyết tương có các tính chất:
- Được lọc dễ dàng qua cầu thận
- Không được ống thận bài tiết thêm
- Được tế bào ống thận tái hấp thu
- Không bị chuyển hóa hay tích trữ tại thận
Những chất như vậy sẽ có độ thanh thải của thận thấp hơn độ lọc cầu thận.
+ Trường hợp thứ tư, nếu có một chất nào đó trong huyết tương có các tính chất:
- Được lọc dễ dàng qua cầu thận
- Được tế bào đoạn ống thận này tái hấp thu
- Được tế bào đoạn ống thận khác bài tiết
- Không bị chuyển hóa hoặc tích trữ tại thận
Những chất như vậy thì tùy theo: nếu lượng tái hấp thu nhiều hơn bài tiết thì độ thanh thải của thận thấp hơn độ lọc cầu thận, nếu lượng bài tiết nhiều hơn tái hấp thu thì hệ số thanh thải của thận lớn hơn độ lọc cầu thận.
Vì độ lọc cầu thận là thông số được dùng để đại diện cho chức năng của thận, trong lâm sàng dùng để đánh giá mức độ suy chức năng thận và phân loại giai đoạn tiến triển của bệnh thận mạn tính, nên cần phải đo độ lọc cầu thận. Nhưng không thể trực tiếp đo được lượng dịch lọc của cầu thận, vì vậy phải dùng biện pháp đo gián tiếp. Như trường hợp 1 chúng ta thấy, khi một chất được lọc dễ dàng qua cầu thận thì nồng độ của chất đó trong dịch lọc ban đầu (nước tiểu đầu) đúng bằng nồng độ của nó trong huyết tương, nếu nó không bị ống thận tái hấp thu hay bài tiết và không bị chuyển hóa hay tích lũy trong thận thì độ thanh thải của thận với chất đó đúng bằng độ lọc cầu thận. Nếu đo độ thanh thải của chất như trên thì chúng ta đánh giá được độ lọc cầu thận.
Với một chất thỏa mãn các điều kiện như trường hợp 1 thì nồng độ của nó trong dịch lọc ban đầu (nước tiểu đầu) đúng bằng nồng độ của nó trong huyết tương ta ký hiệu là P (plasma), ký hiệu độ thanh thải (tức thể tích nước tiểu đầu trong một đơn vị thời gian) của chất đó là C (clearance), nếu tính đơn vị phút thì lượng chất đó được cầu thận lọc ra trong 1 phút sẽ là C×P. Ký hiệu nồng độ chất trên trong nước tiểu chính thức là U (urine), thể tích nước tiểu trong 1 phút là V thì lượng chất đó được thải qua nước tiểu trong 1 phút sẽ là U×V. Vì chất trên không được ống thận tái hấp thu hay bài tiết, không bị chuyển hóa hay tích lũy trong thận nên lọc ra nước tiểu đầu bao nhiêu sẽ được đào thải đúng bấy nhiêu ra nước tiểu chính thức, ta có C×P=U×V, từ đó ta có C=(U×V)/P. Đây chính là công thức tính độ thanh thải của thận với một chất. Trong công thức trên ta đo được nồng độ của chất trong huyết tương, nồng độ của chất đó trong nước tiểu, thể tích nước tiểu theo đơn vị thời gian (chẳng hạn phút) ta tính được C.
Chất thỏa mãn tốt nhất với điều kiện như trường hợp thứ nhất là inulin, Inulin là polyme của fructose, khi thủy phân inulin thành fructose người ta đo nồng độ fructose để biết nồng độ inulin. Vì Inulin là chất không có sẵn trong máu phải đưa từ ngoài vào qua đường truyền tĩnh mạch, kỹ thuật phức tạp nên không thể áp dụng trong lâm sàng. Người ta tìm các chất có sẵn trong máu (chất nội sinh) thỏa mãn điều kiện của trường hợp 1 để thay thế, chất thường dùng là creatinin. Creatinin có trọng lượng phân tử 180,1 Da nên dễ dàng lọc qua cầu thận, không bị ống thận tái hấp thu, ống lượn xa bài tiết một lượng không đáng kể, nên độ thanh thải creatinin bằng độ thanh thải inulin và bằng độ lọc cầu thận. Creatinin dễ định lượng, vì vậy độ thanh thải creatinin nội sinh được dùng để đánh giá độ lọc cầu thận.
Ccre=(Ucre×V)/Pcre
Trong đó Ccre: Độ thanh thải creatinin nội sinh (ml/ph)
Ucre: Nồng độ creatinin trong nước tiểu (mmol/ml)
V: Thể tích nước tiểu trong một phút (ml/ph)
P: Nồng độ creatinin trong huyết tương (mmo/l)
Vì nồng độ creatinin trong máu phụ thuộc vào khối lượng cơ của cơ thể, nên để chính xác người ta điều chỉnh theo diện tích bề mặt cơ thể bằng nhân kết quả với 1,73/S (1,73 là diện tích da người Châu Âu trung bình nặng 70kg, S là diện tích da của bệnh nhân).
Tuy nhiên, sử dụng creatinine để tính độ thanh thải suy ra GFR cũng có những nhược điểm như sau:
- Creatinine được ống lượn xa bài tiết một lượng nhỏ
- Kỹ thuật đo nồng độ creatinine huyết tương thường theo phương pháp Jaffe tạo ra phức hợp picrat kiềm có màu vàng, dùng phương pháp so màu để biết nồng độ creatinin. Nhưng huyết tương cũng có màu vàng, nên khi so màu sẽ cộng cả màu vàng của huyết tương làm cho nồng độ creatinin tăng hơn nồng độ thực một chút. Những điều trên làm cho độ thanh thải creatinin không phản ánh chính xác mức lọc cầu thận, khi nồng độ creatinin trong máu tăng quá cao (suy thận nặng giai đoạn cuối) thì độ thanh thải creatinin cao hơn độ lọc cầu thận có thể tới hai lần.
- Cơ thể sản xuất creatinine không hoàn toàn hằng định (nên nồng độ huyết tương cũng không hằng định). Thí dụ: vận động thể lực nặng sẽ làm tăng nồng độ creatinine huyết tương.
Hình 3. Tương quan giữa số lượng nephron còn chức năng với nồng độ creatinin huyết tương
Hình 4. Tương quan giữa độ thanh thải creatinin với nồng độ creatinin huyết tương (trục hoành: GFR (ml/ph))
Sự liên hệ giữa nồng độ creatinine huyết tương và độ lọc cầu thận không phải là quan hệ tuyến tính (linear), mà là quan hệ lũy thừa (exponential). Trong đó, nồng độ creatinine huyết tương không bất thường cho đến khi GFR giảm còn một nửa giá trị bình thường. Do đó, khi nồng độ creatinine trong huyết tương bình thường, chúng ta không kết luận là bệnh nhân không bị suy thận và không thể dựa vào nồng độ creatinin huyết tương để đánh giá mức độ suy thận. Chẳng hạn người già 80 tuổi thường có độ lọc cầu thận giảm một nửa so với lúc trẻ (GFR chỉ khoảng 60 ml/ph), nhưng nồng độ creatinin trong máu vẫn trong giới hạn bình thường.
Tóm lại:
Độ lọc cầu thận là lượng huyết tương được lọc qua cầu thận trong một đơn vị thời gian.
Độ thanh thải thận đề cập đến khả năng của thận loại bỏ một chất ra khỏi huyết tương trong một đơn vị thời gian.
Độ thanh thải của một chất có thể khác với độ lọc cầu thận vì chất đó có thể được bài hấp thu, bài tiết hoặc chuyển hóa tại ống thận.
Độ thanh thải của inulin bằng độ lọc cầu thận vì inulin được lọc qua cầu thận nhưng không bị hấp thu hay bài tiết tại ống thận
Độ thanh thải của creatinine nội sinh được dùng trên lâm sàng để ước lượng độ lọc cầu thận vì có độ thanh thải tương tự inulin và bằng độ lọc cầu thận và còn vì tính tiện dụng.
