Numerical Flow Simulations of the Shear Stress Forces Arising in Filtration Slits during Glomerular Filtration in Rat Kidney

狭缝隔膜 剪应力 过滤(数学) 过滤分数 足细胞 振膜(声学) 狭缝 剪切(地质) 机械 化学 压力降 材料科学 错流过滤 肾功能 复合材料 肾血流 光学 物理 蛋白尿 内科学 数学 医学 扬声器 统计 生物化学 声学
作者
Alexander Fuhrmann,Balázs Pritz,Karlhans Endlich,Wilhelm Kriz
出处
期刊:Journal of The American Society of Nephrology 被引量:3
标识
DOI:10.1681/asn.0000000513
摘要

Background: The flow dynamic forces during glomerular filtration challenging the fixation of podocytes to the GBM are insufficiently understood. Methods: Numerical flow simulations were used to estimate these forces in the rat kidney. Simulations were run with a 3D model of the slit diaphragm as a zipper structure according to Rodewald and Karnovsky 1 . The GBM was modeled as a porous medium. Results: Filtrate flow exerted a mean wall shear stress of 39 Pa with a maximum of 152 Pa on the plasma membrane of foot processes and up to 250 Pa on internal surfaces of the slit diaphragm. The slit diaphragm accounted for 25% of the hydrodynamic resistance of the glomerular filtration barrier. Based on the results of the 3D model, we developed a 2D model that allowed us to perform extensive parameter variations. Reducing the filtration slit width from 40 to 30 nm almost doubled wall shear stress. Furthermore, increasing filtrate flow velocity by 50% increased wall shear stress by 47%. When increasing the viscous resistance of the slit diaphragm, the pressure drop across the slit diaphragm increased to intolerably high values. A lower viscous resistance of the slit diaphragm than that of the GBM accounted for a gradual pressure decline along the filtration barrier. The sub-podocyte space tempered these challenges in circumscribed areas of filtration surface but had only a marginal impact on overall forces. Conclusions: The filtration barrier experiences high levels of shear and pressure stress accounting for the detachment of injured but viable podocytes from the GBM––a hallmark in many glomerular diseases.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
标致映秋完成签到,获得积分10
1秒前
真实的含羞草完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
NexusExplorer应助追寻的若枫采纳,获得10
2秒前
XW完成签到,获得积分10
2秒前
超级小张发布了新的文献求助10
2秒前
零库存完成签到,获得积分10
3秒前
hcxhch发布了新的文献求助10
3秒前
陈俐俐完成签到,获得积分10
3秒前
hyn完成签到,获得积分10
3秒前
酷波er应助风清扬采纳,获得10
3秒前
我是老大应助六六采纳,获得10
3秒前
Yqx发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
xi发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
肖笨地平完成签到,获得积分10
8秒前
秋风发布了新的文献求助10
8秒前
CipherSage应助易璇璇采纳,获得10
8秒前
Akim应助真实的含羞草采纳,获得10
8秒前
梧桐完成签到,获得积分10
8秒前
清薇发布了新的文献求助10
8秒前
HH发布了新的文献求助10
9秒前
CodeCraft应助hyn采纳,获得10
9秒前
10秒前
老实的惜寒完成签到,获得积分10
10秒前
龙仔发布了新的文献求助10
10秒前
Yqx完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
李木子完成签到,获得积分10
11秒前
Jasper应助李Tt采纳,获得10
11秒前
tiptip应助Silence采纳,获得10
11秒前
科研通AI6.2应助寂灭之时采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
sjw完成签到,获得积分10
14秒前
共享精神应助DUBUYINKE采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
The SAGE Dictionary of Qualitative Inquiry 610
Signals, Systems, and Signal Processing 610
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6341981
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8157216
关于积分的说明 17146797
捐赠科研通 5398150
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2859433
邀请新用户注册赠送积分活动 1837459
关于科研通互助平台的介绍 1687357