8. A veseműködés és a húgyhólyagműködés szabályozása Flashcards
A kiválasztó szervrendszer funkciója
- felesleges víz vagy ionok
- Nitrogén-anyagcsere végtermékek (karbamid (fehérje bomlás terméke), húgysav (nukleinsav bomlásterméke))
- inaktivált hormonok egy része
- gyógyszerek és maradványaik
- xenobiotikumok (biológiailag aktív, testidegen anyagok)
- túl magas koncentrációt elérő, normálisan nem kiválasztódó anyagcseretermékek (glükóz, tejsav)
A vese egyéb funkciója (szabályozás és termelés)
- a testnedvek víz- és sóháztartásának (NaCl, ami befolyásolja a vér térfogatot is - vérnyomást is befolyásolja) szabályozása
- egyéb ionok háztartásának szabályozása
- pH állandóságának biztosítása (vese és a légzőrendszer, metabolikus és respiratorikus kontroll)
- hormontermelés (vese endokrin (belső elválasztású mirigy) szerv):
1. renin
2. eritropoetin
3. kalcitriol - glukoneogenezis (a máj mellett glükózt termel)
Vese által előállított hormonok funkciói
- renin –> enzim, nem hormon, aktiválja az angiotenzint (ér összehúzódás)
- eritropoetin –> vörösvértestek termelése a feladata
- kalcitriol –> D vitamin aktív formája –> a Ca2+ és a foszfát homeosztázisában játszik szerepet, csont felépítés, bélből felszívódás szabályozás
Anatómia
két bab alakú szerv, jobb oldali kicsit lejjebb van, mert itt található a máj is
kivezet: húgyvezeték, húgyhólyag, húgycső
mellékvese a vese tetején, szteroid hormonokat termel (szimpatikus idegrendszer része)
felső húgyút: kis, nagy kelyhek és a húgyvezeték
alsó húgyút: húgyhólyag (500 ml vizelet tárolása) és a húgycső
A vese anatómiája
Vese kapu, tok, kéreg, velő, arteria renalis, vena renalis, húgyvezeték (ureter), lebenyes piramisok, kis kehely (9 db), nagy kehely (3 db), vesemedence
2 féle Nefron
Corticális nefron (rövid kacsú): Kortexben-kéregben (85%)
feladata: szűrés
glomerulus: filtráció/szűrés, befelé, kifelé az afferens és efferens arteriola fut
glomerulus után:
peritubularis (tubulus körüli) capillaris: visszaszívás
Juxtamedullaris (hosszú kacsú): (juxta=mellett, medulla=velő) (15%)
feladata: koncentrálás-higítás
glomerulus közel a piramishoz, ami után a piramisba nyúlik az ér –> vasa recta = egyenes ér, ez biztosítja a velő vérellátását, a kéreg dúsan erezett
A vese alapegysége
- Nefron: Funkciónális és struktúrális szempontból is alapegység
- 1,5-3 millió is van egy vesében
- feji részben a vese testecske: Bowman-tokban a glomerulus
+ csatornarendszer, gyűjtőcsatornák találkozása a papilla a piramis csúcsa, itt készül el teljesen a vizelet, amikor a kis kehelybe kerül
csatorna rész: proximális tubulus/csatorna, Henle kacs, disztális csatorna, gyűjtőcsatorna
A vese véráramlását jellemző számok/értékek
RBF (renal blood flow): 1200-1300 ml/perc
RPF (renal plasma flow): 600-700 ml/perc
GFR (glomeruláris filtrációs ráta = a Bowman-tokba mennyi filtrátum kerül - ennek 95%-a, nagy része még visszaszívódik): 120 ml/perc
120 ml/perc * 24 h * 60 perc = 172800 ml = 172,8 l vizelet lenne, ennek nagy része visszaszívódik
FF (filtrációs frakció): GFR/RPF = 0,2 = 20%
Anyag megmaradás a vesében egyenletekkel
RPFaP(ax) = RPFvP(vx) + UxV(tetején .)
leegyszerűsítve:
RPF(P(ax)-P(vx)) = Ux*V
A vizelet képződésének lépései
(4.)Exkréció (kiválasztás) = (1.)filtráció - (2.)reabszorpció + (3.)szekréció
filtráció a Bowman-tokban
reabszorpció és szekréció a peritubuláris kapillárisok és a gyűjtőcsatorna között megy végbe
Milyen nem exkretálódó anyagok vannak?
- Albumin –> nem filtrálódik, vena renalison keresztül távozik a veséből
- Glükóz –> filtrálódik, viszont teljes mennyiségben reabszorbeálódik –> ha túl sok a glükóz a vérben, akkor mégis exkretálódik, a vizeletben kimutatható
teljes mértékben exkretálódó anyagok: PAH és néhány antibiotikum
PAH - clearance meghatározás
mesterséges anyag, a PAH: para amino hipposav
filtrálódik egy része, nem reabszorbeálódik, de a peritubuláris kapillárisokon keresztül a maradék szekretálódik –> így semennyi nem marad a vérben, mind exkretálódik
Korábban felírt egyenlet alapján megkaphatjuk a clearencet:
C(PAH) = RPF
ami egy számot ad a renal plasma flownak
Clearance
Az a plazma mennyiség, ami adott idő alatt (1 perc) megtisztul a szubsztráttól
Cx = E/Px = Ux*V(tetején .)/Px [mg/min]/[mg/ml] = [ml/min]
Inulin clearance
Mivel az inulin csak filtrálódik, így Glomerulus filtration rate számolható vele
GFRFin = UinV
Pin = Fin
GFR = Uin*V/Pin
GFR = Cin
in: inulin
Fin: filtrátumban mért inulin koncentráció
RPF, RBF, GFR, FF
RPF = C(PAH)
RBF = C(PAH)/1-Ht –> Ht = hematokrit érték
GFR = Cin
FF = GFR/RPF = Cin/C(PAH)
Miért használnak Inulin helyett kreatinint?
Kreatinin: endogén, az izomban termelődik, ugyanaz a sorsa, mint az inulinnak –> nem reabszorbálódik, nem szekretálódik, kikerül
kreatinint termeljük, így nincs szükség infúzióra
a kiürített mennyiség megegyezik a termelt mennyiséggel, melyet állandónak veszünk
A vesekeringés szerepe
- autoreguláció (Bayliss effektus, stretch aktiváció) 80-180 Hgmm között
- macula densa sejtek kemoreceptorai (túl sok Na+ esetén vazokonstrikció) vagy ANP
- macula densa sejtek alacsony Na+, Extracelluláris fluid és vértnyomás esetén –> Ca2+ mennyiség csökken –> renin szekréció –> Na+ visszatartás
- renin angiotenzin rendszer
- nagy mennyiségű vérvesztés –> szimpatikus hatásra vazokonstrikció (agy és szívhez inkább a vér), renin szekréció Na+ csökkenésre –> RPF csökken, GFR kisebb mértékben csökken
A vesekeringés szerepe
- A glomerulus kapillárisok túlzott nyomásemelkedésének megakadályozása, a RBF és GFR állandóan tartása
autoreguláció –> táguló, szűkülő erekkel
80-180 Hgmm között autoregulációs tartomány
–> Bayliss-effektus vagy “stretch activation”: ha nő a nyomás az erekben ez vazokonstrikciót fog kiváltani, csökkenő nyomás vazodilatációt vált ki
Afferens arteriolákon
- A nefronok összehangolt működésének, egyenletes vérellátásának biztosítása
filtráció ugyanannyi legyen
distalis tubulus visszakanyarodik a glomerulushoz vezető erekhez –> macula densa sejtek (a distalis tubulus falának glomerulushoz közelebbi sejtjei) –> kemoreceptorok –> érzékelik a tubuluson belüli NaCl mennyiségét –> afferens (bevezető) arteriola kontrakciója, így kevesebb vér jut be a glomerulusba
ezáltal a GFR szabályozódik –> nagy filtráció esetén sok NaCl jut a distalis tubulusba –> ez csökkenti az afferens érátmérőt, ami kevesebb vért juttat a glomerulusba - A Na+ visszaszívás biztosítása és az ECF (extracelluláris fluid) állandóan tartása Na+ csökkenés esetén, a GFR megtartása mellett
macula densa sejtek az alacsony Na+ koncentrációt is érzékelik –> csökken az extracelluláris folyadék mennyisége
Na+/K+/2Cl- pumpa –> ha sok a Na+, a macula densa sejtekbe áramlik a Na+, ha kevés, akkor nem
ATPs adenozin (ADO) mediálta szignáltranszdukció
csökkent szignál transzdukciós út, ezáltal csökkent Ca2+ mennyiség az arteriolák falában lévő sejtekben –> ez fokozza a renin szekrécióját
szekretoros granulumokban raktározódik a renin –> a Ca2+ szint csökkenés a szekréció ingere
renin szekréció fokozódik –> helyreállító mechanizmus folytán a Na+ visszatartást segíti elő
Renin-angiotensin rendszer
csökken a vérnyomás és az extracelluláris fluid mennyiség –> renin szekretálódik –> májban képzett angiotensinogenből angiotensin I. keletkezik –> (tüdőből ACE: angiotensin-converting enzim) angiotenzin I.ből angiotenzin II.-t képez –> ez a mellékveséből aldoszteron képzést indukál –> az aldoszteron a vesében só (NaCl) és víz (H2O) visszaszívását fogja okozni
illetve az angiotenzin II. másik hatása –> az erek vazokonstrikciója
túl nagy Na+ mennyiségnél (a vérben) Na+ kiürítés
jobb pitvari - atrialis natriuretikus peptid (ANP) –> Na+ ürítést fokozni fogja
ANP az afferens arteriolát dilatálja
az efferens arteriolát kontrahálja
így segíti elő a Na+ gyorsabb kiürülését
drasztikus vérnyomás csökkenés esetén
keringési redisztribúció
- szimpatikus aktivitás –> a szívhez és az agyhoz irányítja a vért, a vesétől pedig elveszi
–> afferens arteriola vazokonstrikció –> filtráció lecsökkentése - Renin szekréció nő, mivel a Na+ mennyiség csökken
szimpatikus aktivitás
következmény:
RBF nagyon lecsökken, de a filtrációt fent kell tartani –> GFR kevésbé csökken
glomerulus felépítése
kapilláris erekben endotel sejtek fenesztráltak
ezen kívül összefüggő bazális membrán rész –> ez a valódi barrier (podocita és endotel sejteknél lyukak), kollagén és proteoglikánokból áll, könnyen átjutnak rajta kismolekulák és víz, de a fehérje és a sejt nem jut át rajta –> a filtrátum, ami a Bowman tokba kerül fehérje és sejtmentes
parietális lemez (fali) a bowman tokban és visceralis lemez (zsigeri)
glomerulus endotel sejtjeit borítják be a visceralis sejtek –> ezek a podociták (lábnyúlványaikkal körülölelik a kapillárisokat), ezek között is pórusok vannak
Molekulanagyság és töltés hatása a filtrációra
65000 Da szint –> alatta szabad filtráció, felette nincs
7000-65000 Da között a filtrálódó molekula százaléka csökken a súly növekedésével
(HCG peptid hormon –> terhesség kimutatása –> ürül a vizeletbe, mert a bazális membrán még átengedi (65000 Da felett))
bazál membrán negatív töltésű –> pozitív töltésű anyagok jobban filtrálódnak, mint a negatív töltésűek
Nettó filtrációs nyomás
glomerulus hidrosztatikai nyomás
és ozmotikus nyomás
nincs Bowman-tok kolloidozmotikus nyomás, mert a Bowman-tokban nincsenek fehérjék (filtrátum fehérje és sejtmentes)
GFR = nettó filtrációs nyomás*Kf (filtrációs koefficiens)
A proximális tubulus
- kefeszegély –> intenzív transzport folyamatokhoz sok transzporter kell –> ehhez kell több hely, ezért van kefeszegély
- sok mitokondrium a sejtekben –> sok energiát termelnek, sok energia kell a transzport folyamatok végbemeneteléhez
Na+/K+ ATPáz használja fel az energia legnagyobb részét
reabszorpció másodlagos és harmadlagos transzporttal (elsődleges: ATP-t használ energiaként, másodlagos: koncentráció gradienst használ energiaként, harmadlagos: egy másik transzporter, külső molekulát használ fel)
- 1,5 kg NaCl-ot filtrálunk naponta, ebből 1kg a proximális tubuluson szívódik vissza (60-70%-a)
- leaky - sejtkapcsolat –> rések a sejtek között, emiatt nem alakul ki nagy elektromos vagy pH gradiens, —> és víz is át tud jutni itt, ozmotikusan aktív anyagok visszaszívását ekvivalens mennyiségű víz követi
proximális tubulus reabszorpciója
proximális tubulus reabszopciója:
bazolaterális és lumináris membrán
bazolaterális membránon Na+/K+ pumpa –> Na+ot sejtből kiviszi –> Na+ gradiens –> a lumináris oldalról visz be Na+-ot, vele együtt kotranszporttal glükóz, laktát, aminosavak stb.
Na+/H+ antiporter a lumináris oldalon, Na+ visszaszívás nagy részéért felelős
–> víz disszociáció
szénsav anhidráz segítségével OH- és CO2-ból szénsav, HCO3- visszaszívódik
és paracellulárisan is a víz és Na+
Henle-kacs
leszálló vékony ág: víz visszaszívás
egyre koncentráltabb a szűrlet (300 –> 1200 mOsm/l)
hajtű kanyar is vizet szív vissza
felszálló ágon NaCl visszaszívás –> vékony szakaszon passzív transzport, a vastag szakaszon aktív transzport is
felszálló ágon nincs kefeszegély, itt már nem történik annyi visszaszívás, mint korábban
vízre impermeábilis szakasz –> higító szakasznak is hívják
legalul (1200) hiperozmotikus, felül hipoozmotikus az oldat
vastag felszálló ág reabszorpciója
Na+/K+/2Cl- pumpa (másodlagos aktív transzporter) lumináris felszínen, másik oldalon bazolaterálison a Na+/K+ pumpa fog Na+ gradienst kialakítani
itt is van Na+/H+ pumpa, mint a proximális tubulusnál
paracellulárisan szívódik át Na+ (víz itt már nem)
disztális tubulus reabszorpciója
csak egy Na+/Cl- kotranszport a lumináris felszínen
tubuloglomeruláris feedback (gondolom a macula densa sejtekkel)
5-6%-a a Na+ visszaszívásnak, vízre ez is impermeábilis
gyűjtőcsatorna
lumináris oldalon Na+ reabszorpció és K+ szekréció
bazolaterális oldalon Na+/K+ pumpa is
A gyűjtőcsatornák vízpermeabilitása
akvaporin csatornák (AQP) csak a bazolaterális oldalon vannak kihejezve, az apikális (luminális) oldalon nem
–> vezikulákban tárolódnak
vazopresszin hormon (ADH - antidiuretikus hormon) jelenlétében jelátviteli úton az akvaporin csatornák kihejeződnek az apikális oldalra
–> így víz visszaszívás történhet itt is
K+ transzport a nefron mentén
- Proximális tubulus: paracelluláris K+ reabszorpció Na+ visszaszívással kísérve
- Vastag felszálló szár: K+ reabszorpció a Na+/K+/2Cl- transzporteren keresztül Na+ visszaszívással kísérve
- disztális tubulus és gyűjtőcsatorna (kérgi és külső velő szakasza): K+ szekréció Na+ reabszorpcióval kísérve –> itt aldoszteron fokozza a K+ szekréciót, itt hat az aldoszteron
Koncentrált vizelet
vízhiány esetén a vese víz visszaszívásával képes nagyobb koncentrációjú vizelet előállítására
Az emberi plazma ozmolaritása normálisan 295 mOsm/l, ennek a négyszeresére, 1200 mOsm/l létrehozására képes a szervezet
sivatagi egér víz nélkül is képes huzamosabban élni, 60000-100000 mOsm/l-t képes előállítani
Ozmotikus gradiens a vesében
papillában passzív vízvisszaszívás
hiperozmotikus a medulla
aktív transzporttal tartja fent a medulla az ozmotikus gradienst
ellenáramlásos rendszerek 3 szakasza:
vasa recta, Henle kacs, gyűjtőcsatorna
–> ez a három hozza létre és tartja fent az ozmotikus gradienst
Ellenáramlásos sokszorozó mechanizmus a Henle-kacsban
- felszálló száron NaCl visszaszívás (nincs víz visszaszívás) –> hígul az oldat, az intersticiális tér koncentrálódik
- intersticiális tér koncentrálására a leszálló ágon vízvisszaszívás –> koncentrálódik az oldat, miközben az intersticiális térrel ekvilibriumot alakít ki –> a koncentrált oldat hatására több NaCl lép ki
- további izozmotikus folyadék érkezik, tovább halad a Henle-kacsban
- egyre sűrűsödik a folyadék
ellenáramlásos kicserélődés a vasa recta rendszerben
a felszálló ág leadja, a leszálló ág felveszi az ozmolitokat, állandó értékeket tart
akvaporin csatornák hatása
nincs jelen vazopresszin (ADH)
hiánya azt eredményezi, hogy akvaporin csatornák nem helyeződnek ki –> híg vizelet ürül ki a veséből
van vazopresszin –> kihelyeződnek az akvaporin csatornák –> nagyobb sűrűségű vizeletet ürítünk
Intracelluláris és extracelluláris folyadékterek közötti ozmotikus kicserélődés
aktív Na+/K+ pumpa és passzív akvaporin csatornák (legtöbb sejtben van ilyen)
izozmotikus
hiperozmotikus
hipoozmotikus
ozmoreceptorok –> hiperozmotikus környezetben a receptorok a vazopresszin szintetizálására fognak hatni, és a szomjúság központra –> vazopresszin a vizet visszatartja, míg a szomjúság központ vízfelvételt fog inspirálni
vér volumenszabályozás
nincsenek közvetlen volumen érzékelő receptorok –> nyomás érzékelő receptorok vannak, ezen keresztül érzékeljük a volumen változást
alacsony nyomású baroreceptorok
- pitvar (nagyobb nyomás, térfogat –> ANP termelődik –> nagyobb filtráció)
- kisvérkör
magas nyomású baroreceptorok
- aortaív
- carotis sinus
- juxtaglomeruláris apparátus
indirekt érzékelés (kemoreceptor)
- disztálus tubulus - macula densa sejtek
párhuzamosan szimpatikus aktivitás (tónus)
adott vérnyomás mellett alacsony, vagy normál a szimpatikus tónus –> nem igényel volumennövelő aktivitást
szimpatikus hatás nagy azonos vérnyomás mellett –> volumenreguláció be fog indulni
