background image

بسم هللا الرحمن الرحيم

RENAL CIRCULATION


background image

BLOOD FLOW

• In a resting adult, the kidneys receive 1.2-1.3 L of blood per 

minute, or just under 

25% of the cardiac output 

.

Renal blood flow 

can be measured with 

electromagnetic

or 

other types of 

flow meters

, or it can be determined by 

applying the 

Fick principle 

to the kidney—ie, by measuring 

the amount of a given substance taken up per unit of time 

and dividing this value by the arteriovenous difference for 

the substance across the kidney.

• Since the kidney filters plasma, the 

renal plasma flow

equals 

the amount of a substance excreted per unit of time divided 

by the renal arteriovenous difference as long as the amount in 

the red cells is unaltered during passage through the kidney.

• Any excreted substance can be used if its concentration in 

arterial and renal venous plasma can be measured and if it is 

not metabolized

stored

, or 

produced

by the kidney and does 

not itself affect blood flow. 


background image

Blood flow

• Renal plasma flow

can be measured by 

infusing p-aminohippuric

acid (PAH

) and determining its urine and plasma concentrations.

• PAH is 

filtered

by the glomeruli and 

secreted

by the tubular cells, 

so that its 

extraction ratio

(arterial concentration minus renal 

venous concentration divided by arterial concentration) is high.

• For example, when PAH is infused at low doses, 

90%

of the PAH in 

arterial blood is removed in a single circulation through the kidney.

• It has therefore become commonplace to calculate the "

renal 

plasma flow

" by dividing the amount of PAH in the urine by the 

plasma PAH level, ignoring the level in renal venous blood.

• Peripheral venous plasma can be used because its PAH 

concentration is essentially identical to that in thereaching the 

kidney.

• The value obtained should be called the 

effective renal plasma 

flow (ERPF)

to indicate that the level in renal venous plasma was 

not measured. In humans, ERPF averages about 625 mL/min. 


background image

Blood flow

Effective renal plasma flow(ERPF) =
U(pah) V/P(pah)=clearance of pah.
Example:
Concentration of pah in 

urineU(pah)

= 14mg\ml

Urine flow (v )

:0.9ml/min.

Concentration of 

pah in plasmaP(Pah)

=0.02mg/ml

(ERPF) =

14*0.9/0.02=630 ml/min

It should be noted that the ERPF determined in this 

way is the 

clearance of PAH


background image

Blood flow

• ERPF

can be converted to 

actual renal plasma

flow 

(RPF):

• Average (pah) 

extraction ratio 

= 0.9 

• ERPF/extraction ratio=630/0.9 = 

actual RPF 

=700ml/min

• From the 

renal plasma flow

, the 

renal blood flow 

can 

be calculated by dividing by 1 minus the hematocrit:

• Hematocrit(Hct):45%
• Renal blood flow=RPF*1/1-Hct

=700 *1/0.55 = 1273 ml/min


background image

Pressure in Renal Vessels

• The pressure in the glomerular capillaries has been measured 

directly in

rats

and has been found to be considerably lower 

than predicted on the basis of indirect measurements.

• When the 

mean systemic arterial pressure is 

100 mm Hg

the 

glomerular capillary pressure 

is about 

45 mm Hg

• The pressure drop across the glomerulus is only 

1-3 mm Hg

but there is a further drop in the efferent arteriole so that the 
pressure in the 

peritubular capillaries 

is about 

8 mm Hg

• The pressure in the 

renal vein 

is about 

4 mm Hg 

.

• Pressure gradients are similar in the squirrel monkey and 

presumably in humans

, with a glomerular capillary pressure 

that is about 

40%

of systemic arterial pressure. 


background image

Regulation of the Renal Blood Flow

• Norepinephrine constricts

the renal vessels, 

with the greatest effect of injected 

norepinephrine being exerted on the interlobular 

arteries and the 

afferent arterioles

.

Dopamine

is made in the kidney and causes 

renal 

vasodilation and natriuresis

.

Angiotensin II 

exerts a greater constrictor effect 

on the 

efferent

arterioles than on the afferent.

Prostaglandins

increase blood flow in the renal 

cortex and decrease blood flow in the renal 

medulla.

Acetylcholine

also produces renal vasodilation.

A high-protein diet 

raises glomerular capillary 

pressure and increases renal blood flow.


background image

Autoregulation of Renal Blood Flow

• When the kidney is perfused at moderate pressures (90-220 mm Hg in the 

dog), the renal vascular resistance varies with the pressure so that renal 

blood flow is relatively constant .

Autoregulation

of this type occurs in other organs, and several factors 

contribute to it.

Renal autoregulation

is present in denervated and in isolated, perfused

kidneys but is prevented by the administration of drugs that paralyze 

vascular smooth muscle. 

• It is probably produced in part by 

a direct contractile response 

of the 

smooth muscle of the afferent arteriole to stretch.

NO ( nitric oxide )  

may also be involved.

At low perfusion pressures, 

angiotensin II 

also appears to play a role by 

constricting the efferent arterioles, thus maintaining the glomerular

filtration rate.

This is believed to be the explanation of the renal failure that sometimes 

develops in patients with poor renal perfusion who are treated with drugs 

which inhibit 

angiotensin-converting enzyme.


background image

Regional Blood Flow & Oxygen Consumption

• The main function of the 

renal cortex 

is 

filtration

of 

large volumes of blood through the glomeruli, so it is 

not surprising that the renal 

cortical blood flow 

is 

relatively 

great

and is extracted from the blood.

• Cortical blood flow is about 

5 mL/g of kidney tissue/min 

(compared with 

0.5 mL/g/min in the brain

), and the 

arteriovenous oxygen difference 

for the whole kidney 

is only 

14 mL/L of blood

, compared with 

62 mL/L

for 

the brain and 

114 mL/L for the heart

• The PO

2

of the cortex is about 50 mm Hg. 

• On the other hand, maintenance of the osmotic 

gradient in the medulla  requires a relatively low blood 

flow

.


background image

Regional Blood Flow & Oxygen Consumption

• It is not surprising, therefore, that the blood flow is 

about 

2.5 mL/g/min 

in the outer medulla and 

0.6 

mL/g/min 

in the inner medulla. 

• However, metabolic work is being done, particularly to 

reabsorb Na

+

in the thick ascending limb of Henle , so 

relatively large amounts of O

2

are extracted from the 

blood in the medulla.

• The PO

2

of the medulla is about 

15 mm Hg

.

This makes the medulla vulnerable to hypoxia if flow is 

reduced further.

• NO( nitric oxide ) , prostaglandins

, and many 

cardiovascular peptides in this region function in a 
paracrine fashion to maintain the balance between low 
blood flow and metabolic needs. 


background image

Thank you  




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 61 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل