CREN efterläsning Flashcards
Allmänt om njurarna
Hos människor är njurarna placerade högt upp i bukhålan , en på varje sida av ryggraden , och ligger i en retroperitoneal position i en något sned vinkel. Asymmetrin i bukhålan, orsakad av leverns position, resulterar vanligtvis i att den högra njuren är något lägre och mindre än den vänstra, och placeras något mer till mitten än den vänstra njuren. Den vänstra njuren är ungefär på vertebral nivå T12 till L3, och den högra är något lägre. Den högra njuren sitter precis under mellangärdetoch posteriort till levern . Den vänstra njuren sitter under diafragman och baktill mjälten . Ovanpå varje njure finns en binjure . De övre delarna av njurarna är delvis skyddade av det 11:e och 12:e revbenet . Varje njure, med sin binjure, är omgiven av två lager av fett: det perirenala fettet som finns mellan njurfascian och njurkapseln och pararenalt fett överlägset njurfascian .
Den mänskliga njuren är en bönformad struktur med en konvex och en konkav kant. Ett försänkt område på den konkava gränsen är njurhilum , där njurartären går in i njuren och njurvenen och urinledaren lämnar. Njuren är omgiven av seg fibrös vävnad, njurkapseln , som i sig är omgiven av perirenalt fett , njurfascia och pararenalt fett . Den främre (främre) ytan av dessa vävnader är bukhinnan , medan den bakre (bakre) ytan är transversalis fascia .
Den överlägsna polen på den högra njuren ligger intill levern. För den vänstra njuren är den bredvid mjälten . Båda rör sig därför ner vid inandning.
Grov anatomi
Den funktionella substansen, eller parenkymet , i den mänskliga njuren är uppdelad i två huvudstrukturer: den yttre njurbarken och den inre njurmärgen . Grovt sett tar dessa strukturer formen av åtta till 18 konformade njurlober , som var och en innehåller njurbarken som omger en del av märgen som kallas en njurpyramid . Mellan njurpyramiderna finns projektioner av cortex som kallas njurpelare . Nefroner , de urinproducerande funktionella strukturerna i njuren, spänner över cortex och medulla. Den initiala filtreringsdelen av ett nefron är njurkroppen, som ligger i cortex. Detta följs av en njurtubuli som passerar från cortex djupt in i märgpyramiderna. En del av njurbarken, en märgstråle, är en samling njurtubuli som rinner in i en enda samlingskanal .
Spetsen, eller papillen , av varje pyramid tömmer urin i en mindre blomkål ; mindre kalycer töms ut i stora kalycer och stora kalycer töms ut i njurbäckenet . Detta blir urinledaren. Vid hilum lämnar urinledaren och njurvenen njuren och njurartären kommer in. Hilar fett och lymfatisk vävnad med lymfkörtlar omger dessa strukturer. Hilarfettet är sammanhängande med en fettfylld hålighet som kallas renal sinus . Njursinus innehåller tillsammans njurbäckenet och calyces och separerar dessa strukturer från njurmärgen.
Njurarna har inga öppet rörliga strukturer.
Njurarna blodförsörjning
Njurarna får blod från njurartärerna , vänster och höger, som förgrenar sig direkt från bukaortan . Njurarna får cirka 20–25 % av hjärtminutvolymen hos vuxna människor. Varje njurartär förgrenar sig till segmentartärer och delar sig vidare i interlobarartärer , som penetrerar njurkapseln och sträcker sig genom njurpelarna mellan njurpyramiderna. De interlobära artärerna levererar sedan blod till de bågformade artärerna som löper genom gränsen för cortex och medulla. Varje bågformad artär försörjer flera interlobulära artärer som matas in i de afferenta arteriolernasom försörjer glomeruli.
Blod rinner från njurarna, slutligen in i den nedre hålvenen . Efter att filtrering inträffar, rör sig blodet genom ett litet nätverk av små vener ( venoler ) som konvergerar till interlobulära vener . Liksom med arteriolfördelningen följer venerna samma mönster: de interlobulära ger blod till de bågformade venerna och sedan tillbaka till de interlobar venerna , som kommer att bilda njurvenerna som lämnar njuren.
Njurarna innervering
Njuren och nervsystemet kommunicerar via njurplexus , vars fibrer löper längs njurartärerna för att nå varje njure. Input från det sympatiska nervsystemet utlöser vasokonstriktion i njuren, vilket minskar njurblodflödet . Njuren får också input från det parasympatiska nervsystemet , via vagusnervens njurgrenar ; funktionen av detta är ännu oklart. Sensorisk input från njuren går till T10–11-nivåerna i ryggmärgen och avkänns i motsvarande dermatom. Således kan smärta i flankregionen hänvisas från motsvarande njure.
Njurarnas funktion
Njurarna utsöndrar en mängd olika slaggprodukter som produceras av metabolism i urinen. Den mikroskopiska strukturella och funktionella enheten i njuren är nefronen . Den behandlar blodet som tillförs den via filtrering, reabsorption, utsöndring och utsöndring; konsekvensen av dessa processer är produktionen av urin . Dessa inkluderar det kvävehaltiga avfallet urea , från proteinkatabolism , och urinsyra , från nukleinsyrametabolism . Förmågan hos däggdjur och vissa fåglar att koncentrera avfall till en urinvolym som är mycket mindre än volymen blod från vilken avfallet extraherades beror på en komplicerad motströmsförökningmekanism. Detta kräver flera oberoende nefronegenskaper för att fungera: en tät hårnålskonfiguration av tubuli, vatten- och jonpermeabilitet i den nedåtgående delen av slingan, vattenogenomtränglighet i den stigande slingan och aktiv jontransport ut från större delen av den stigande delen. Dessutom är passivt motströmsutbyte av kärlen som transporterar blodtillförseln till nefronen väsentligt för att möjliggöra denna funktion.
Njuren deltar i hela kroppens homeostas , reglerar syra-basbalansen , elektrolytkoncentrationer , extracellulär vätskevolym och blodtryck . Njuren utför dessa homeostatiska funktioner både självständigt och i samverkan med andra organ, särskilt de i det endokrina systemet . Olika endokrina hormoner koordinerar dessa endokrina funktioner; dessa inkluderar bland annat renin , angiotensin II , aldosteron , antidiuretiskt hormon och atrial natriuretisk peptid .
Bildning av urin
Fyra huvudprocesser är involverade i skapandet av urin .
Filtrering
Filtrering, som äger rum vid njurkroppen , är den process genom vilken celler och stora proteiner kvarhålls medan material med mindre molekylvikter [ 29] filtreras från blodet för att göra ett ultrafiltrat som så småningom blir urin. Den vuxna mänskliga njuren genererar cirka 180 liter filtrat om dagen. [30] Det normala intervallet för en tjugofyra timmars urinvolymuppsamling är 800 till 2 000 milliliter per dag. [31] Processen är också känd som hydrostatisk filtrering på grund av det hydrostatiska trycket som utövas på kapillärväggarna.
Återabsorption
Utsöndring och reabsorption av olika ämnen i nefronet
Reabsorption är transporten av molekyler från detta ultrafiltrat och in i den peritubulära kapillären. Det åstadkoms via selektiva receptorer på det luminala cellmembranet. Vatten återabsorberas till 55 % i den proximala tubuli. Glukos vid normala plasmanivåer återabsorberas fullständigt i den proximala tubuli. Mekanismen för detta är Na + /glukos-samtransportören. En plasmanivå på 350 mg/dL kommer att mätta transportörerna helt och glukos kommer att gå förlorad i urinen. En plasmaglukosnivå på cirka 160 är tillräcklig för att tillåta glukosuri, vilket är en viktig klinisk ledtråd till diabetes mellitus.
Aminosyror återabsorberas av natriumberoende transportörer i proximala tubuli. Hartnups sjukdom är en brist på tryptofanaminosyratransportören, vilket resulterar i pellagra . [32]
Plats för återabsorption Återabsorberat näringsämne Anteckningar
Tidig proximal tubuli Glukos (100%), aminosyror (100%), bikarbonat (90%), Na + (65%), Cl - (65%), fosfat (65%) och H2O ( 65%)
PTH kommer att hämma fosfatreabsorption.
AT II stimulerar Na + , H 2 O och HCO 3 - reabsorption.
Tunn fallande ögla av Henle H2O _ _
Återabsorberas via märghypertonicitet och gör urinen hypertonisk.
Tjock stigande ögla av Henle Na + (10–20%), K + , Cl- ; indirekt inducerar paracellulär reabsorption av Mg2 + , Ca2 +
Denna region är ogenomtränglig för H 2 O och urinen blir mindre koncentrerad när den stiger.
Tidig distal hopvikt tubuli Na + , Cl-
PTH orsakar Ca 2+ reabsorption.
Samlar tubuli Na + (3–5%) , H2O
Na + återabsorberas i utbyte mot K + och H + som regleras av aldosteron.
ADH verkar på V2-receptorn och infogar aquaporiner på den luminala sidan
Exempel på ämnen som återupptas i njurarna och de hormoner som påverkar dessa processer. [32]
Utsöndring
Sekretion är motsatsen till reabsorption: molekyler transporteras från den peritubulära kapillären genom interstitialvätskan, sedan genom den tubulära njurcellen och in i ultrafiltratet.
Exkretion
Det sista steget i bearbetningen av ultrafiltratet är utsöndring : ultrafiltratet passerar ut ur nefronet och går genom ett rör som kallas uppsamlingskanalen , som är en del av uppsamlingskanalsystemet , och sedan till urinledarna där det döps om till urin . Förutom att transportera ultrafiltratet tar uppsamlingskanalen även del i reabsorptionen.
Njurarna hormonutsöndring
Njurarna utsöndrar en mängd olika hormoner , inklusive erytropoietin , kalcitriol och renin . Erytropoietin frisätts som svar på hypoxi (låga nivåer av syre på vävnadsnivå) i njurcirkulationen. Det stimulerar erytropoes (produktion av röda blodkroppar) i benmärgen . Kalcitriol , den aktiverade formen av vitamin D , främjar intestinal absorption av kalcium och den renala reabsorptionen av fosfat . Renin är ett enzym som reglerar angiotensinoch aldosteronnivåer .
Njurarna blodtrycksreglering
Även om njuren inte direkt kan känna av blod, beror långvarig reglering av blodtrycket till övervägande del på njuren. Detta sker främst genom underhåll av det extracellulära vätskefacket , vars storlek beror på plasmakoncentrationen av natrium . Renin är det första i en serie viktiga kemiska budbärare som utgör renin-angiotensinsystemet . Förändringar i renin förändrar i slutändan produktionen av detta system, främst hormonerna angiotensin II och aldosteron . Varje hormon verkar via flera mekanismer, men båda ökar njurarnas absorption av natriumklorid, därigenom expanderar det extracellulära vätskefacket och höjer blodtrycket. När reninnivåerna är förhöjda ökar koncentrationerna av angiotensin II och aldosteron, vilket leder till ökad natriumkloridåterabsorption, expansion av det extracellulära vätskefacket och en ökning av blodtrycket. Omvänt, när reninnivåerna är låga, minskar angiotensin II- och aldosteronnivåerna, vilket drar ihop det extracellulära vätskefacket och sänker blodtrycket.
Syra/bashomeostas
Syra-bas homeostas är den homeostatiska regleringen av pH i kroppens extracellulära vätska (ECF). [1] Den korrekta balansen mellan syrorna och baserna (dvs. pH) i ECF är avgörande för kroppens normala fysiologi – och för cellulär metabolism . [1] Den intracellulära vätskans och den extracellulära vätskans pH måste hållas på en konstant nivå. [2]
De tredimensionella strukturerna hos många extracellulära proteiner, såsom plasmaproteiner och membranproteiner i kroppens celler , är mycket känsliga för det extracellulära pH-värdet. [3] [4] Det finns därför stringenta mekanismer för att hålla pH inom mycket snäva gränser. Utanför det acceptabla pH-intervallet denatureras proteiner (dvs deras 3D-struktur störs), vilket gör att enzymer och jonkanaler (bland andra) inte fungerar .
En syra-bas-obalans är känd som acidemi när pH är surt, eller alkalemi när pH är alkaliskt.
Försvarslinjer
Hos människor och många andra djur upprätthålls syra-bas-homeostas av flera mekanismer involverade i tre försvarslinjer: [5] [6]
Kemisk: De första försvarslinjerna är omedelbara och består av de olika kemiska buffertarna som minimerar pH-förändringar som annars skulle inträffa i deras frånvaro. Dessa buffertar inkluderar bikarbonatbuffertsystemet , fosfatbuffertsystemet och proteinbuffertsystemet. [7]
Andningskomponent: Den andra försvarslinjen är snabb och består av kontroll av kolsyrakoncentrationen (H 2 CO 3 ) i ECF genom att ändra andningshastigheten och andningsdjupet genom hyperventilation eller hypoventilation . Detta blåser av eller håller kvar koldioxid (och därmed kolsyra) i blodplasman efter behov. [5] [8]
Metabolisk komponent: Den tredje försvarslinjen är långsam, mäts bäst med basöverskottet [ 9 ] och beror mest på njursystemet som kan lägga till eller ta bort bikarbonatjoner ( HCO )−
3) till eller från ECF. [5] Bikarbonatjoner härrör från metabolisk koldioxid som enzymatiskt omvandlas till kolsyra i njurens tubulära celler . [5] [10] [11] Där dissocierar kolsyra spontant till vätejoner och bikarbonatjoner. [5] När pH-värdet i ECF sjunker utsöndras vätejoner i urinen, medan bikarbonatjoner utsöndras i blodplasma, vilket får plasma-pH att stiga. [12] Det omvända händer om pH i ECF tenderar att stiga: bikarbonatjoner utsöndras sedan i urinen och vätejoner i blodplasman.
Den andra och tredje försvarslinjen fungerar genom att göra ändringar i buffertarna, som var och en består av två komponenter: en svag syra och dess konjugerade bas . [5] [13] Det är förhållandet mellan koncentrationen av den svaga syran och dess konjugerade bas som bestämmer lösningens pH. [14] Således, genom att först manipulera koncentrationen av den svaga syran, och för det andra koncentrationen av dess konjugerade bas, kan den extracellulära vätskans (ECF ) pH justeras mycket noggrant till det korrekta värdet. Bikarbonatbufferten, bestående av en blandning av kolsyra (H 2 CO 3 ) och ett bikarbonat ( HCO )−
3) salt i lösning, är den vanligaste bufferten i den extracellulära vätskan, och det är också bufferten vars syra-till-bas-förhållande kan ändras mycket enkelt och snabbt. [15]
Syra-basbalans
Den extracellulära vätskans pH , inklusive blodplasman , regleras normalt hårt mellan 7,32 och 7,42 av de kemiska buffertarna , andningssystemet och njursystemet . [13] [16] [17] [18] [1] Det normala pH-värdet hos fostret skiljer sig från det hos vuxna. Hos fostret är pH i navelvenens pH normalt 7,25 till 7,45 och det i navelartären är normalt 7,18 till 7,38. [19]
Vattenhaltiga buffertlösningar kommer att reagera med starka syror eller starka baser genom att absorbera överskott av H+
joner eller OH−
joner, ersätter de starka syrorna och baserna med svaga syror och svaga baser . [13] Detta har effekten av att dämpa effekten av pH-förändringar, eller minska pH-förändringen som annars skulle ha inträffat. Men buffertar kan inte korrigera onormala pH-nivåer i en lösning, vare sig lösningen i ett provrör eller i den extracellulära vätskan. Buffertar består vanligtvis av ett par föreningar i lösning, varav en är en svag syra och den andra en svag bas. [13] Den vanligaste bufferten i ECF består av en lösning av kolsyra (H 2 CO 3 ) och bikarbonatet ( HCO )−
3) salt av, vanligtvis, natrium (Na + ). [5] Således, när det finns ett överskott av OH−
joner i lösningen kolsyra neutraliserar dem delvis genom att bilda H 2 O och bikarbonat ( HCO−
3) joner. [5] [15] På liknande sätt neutraliseras ett överskott av H + -joner delvis av bikarbonatkomponenten i buffertlösningen för att bilda kolsyra (H 2 CO 3 ), som, eftersom det är en svag syra, förblir till stor del i odissocierad form släpper ut mycket färre H + -joner i lösningen än vad den ursprungliga starka syran skulle ha gjort. [5]
En buffertlösnings pH beror enbart på förhållandet mellan molkoncentrationerna av den svaga syran och den svaga basen. Ju högre koncentrationen av den svaga syran i lösningen (jämfört med den svaga basen) desto lägre blir lösningens pH-värde. På liknande sätt, om den svaga basen dominerar desto högre blir det resulterande pH-värdet.
Denna princip utnyttjas för att reglera pH i de extracellulära vätskorna (snarare än att bara buffra pH). För kolsyra-bikarbonatbufferten ger ett molförhållande mellan svag syra och svag bas på 1:20 ett pH på 7,4; och vice versa – när pH för de extracellulära vätskorna är 7,4 är förhållandet mellan kolsyra och bikarbonatjoner i den vätskan 1:20. [14]
Henderson–Hasselbalch ekvation
pH är den negativa logaritmen (eller kologaritmen ) av molär koncentration av vätejoner i den extracellulära vätskan.
p K a H 2 CO 3 är kologaritmen för syradissociationskonstanten för kolsyra . Det är lika med 6,1.
[HCO−
3] är den molära koncentrationen av bikarbonat i blodplasman.
[H 2 CO 3 ] är den molära koncentrationen av kolsyra i den extracellulära vätskan.
Men eftersom kolsyrakoncentrationen är direkt proportionell mot partialtrycket av koldioxid (
i den extracellulära vätskan kan ekvationen skrivas om enligt följande : [5] [14]
pH är den negativa logaritmen för molär koncentration av vätejoner i den extracellulära vätskan.
[HCO−
3] är den molära koncentrationen av bikarbonat i plasman.
P CO 2 är partialtrycket av koldioxid i blodplasman.
De extracellulära vätskornas pH kan alltså styras genom reglering av
och de andra metabola syrorna.
Homeostatiska mekanismer
Homeostatisk kontroll kan ändra P CO 2 och därmed pH i artärplasman inom några sekunder. [5] Partialtrycket av koldioxid i artärblodet övervakas av de centrala kemoreceptorerna i medulla oblongata . [5] [20] Dessa kemoreceptorer är känsliga för nivåerna av koldioxid och pH i cerebrospinalvätskan . [14] [12] [20]
De centrala kemoreceptorerna skickar sin information till andningscentrumen i medulla oblongata och pons i hjärnstammen . [12] Andningscentrumen bestämmer sedan den genomsnittliga ventilationshastigheten för alveolerna i lungorna , för att hålla P CO 2 i det arteriella blodet konstant. Andningscentret gör det via motorneuroner som aktiverar andningsmusklerna (särskilt diafragman ) . [5] [21] En ökning av P CO 2i arteriell blodplasma över 5,3 kPa (40 mmHg) orsakar reflexmässigt en ökning av andningshastigheten och andningsdjupet . Normal andning återupptas när partialtrycket av koldioxid har återgått till 5,3 kPa. [8] Det omvända händer om partialtrycket av koldioxid faller under det normala intervallet. Andningen kan tillfälligt stoppas eller saktas ner för att tillåta koldioxid att ackumuleras igen i lungorna och artärblodet.
Sensorn för plasma HCO−
3koncentrationen är inte känd med säkerhet. Det är mycket troligt att de njurrörscellerna i de distala hoprullade tubuli själva är känsliga för plasmans pH. Dessa cellers metabolism producerar CO 2 , som snabbt omvandlas till H + och HCO−
3genom inverkan av kolsyraanhydras . [5] [10] [11] När de extracellulära vätskorna tenderar mot surhet, utsöndrar njurens tubulära celler H + -jonerna i den tubulära vätskan varifrån de lämnar kroppen via urinen. HCO−
3joner utsöndras samtidigt i blodplasman, vilket höjer bikarbonatjonkoncentrationen i plasman, sänker kolsyra/bikarbonatjonförhållandet och följaktligen höjer plasmans pH. [5] [12] Det omvända händer när plasma-pH stiger över det normala: bikarbonatjoner utsöndras i urinen och vätejoner i plasman. Dessa kombineras med bikarbonatjonerna i plasman för att bilda kolsyra (H + + HCO−
3
⇌
\rightleftharpoonsH 2 CO 3 ), vilket höjer förhållandet kolsyra:bikarbonat i de extracellulära vätskorna och återställer dess pH till normalt. [5]
I allmänhet producerar ämnesomsättningen mer avfallssyror än baser. [5] Urin som produceras är i allmänhet sur och neutraliseras delvis av ammoniak (NH 3 ) som utsöndras i urinen när glutamat och glutamin (bärare av överskott, som inte längre behövs, aminogrupper) deamineras av de distala njurtubulära epitelcellerna . [5] [11] Således finns en del av urinens “syrainnehåll” i det resulterande ammoniumjoninnehållet (NH 4 + ) i urinen, även om detta inte har någon effekt på pH-homeostasen i de extracellulära vätskorna. [5] [22]
Obalans
Ett syra-basdiagram för human plasma, som visar effekterna på plasma-pH när P CO 2 i mmHg eller Standard Base Excess (SBE) förekommer i överskott eller brister i plasman [ 23]
Syra-bas-obalans uppstår när en betydande förolämpning gör att blodets pH-värde förskjuts utanför det normala intervallet (7,32 till 7,42 [16] ). Ett onormalt lågt pH i den extracellulära vätskan kallas acidemi och ett onormalt högt pH kallas alkalemi .
Acidemi och alkalemi hänvisar entydigt till den faktiska förändringen av pH i den extracellulära vätskan (ECF). [24] Två andra liknande klingande termer är acidos och alkalos . De hänvisar till den vanliga effekten av en komponent, respiratorisk eller metabolisk. Acidos skulle orsaka en acidemi på egen hand (dvs om den lämnas “okompenserad” av en alkalos). [24] På samma sätt skulle en alkalos orsaka en alkalemi på egen hand. [24] I medicinsk terminologi, termerna acidos och alkalosbör alltid kvalificeras med ett adjektiv för att indikera störningens etiologi : andningsorgan (indikerar en förändring i partialtrycket av koldioxid), [25] eller metabolisk (indikerar en förändring i Base Excess av ECF). [9] Det finns därför fyra olika syra-basproblem: metabolisk acidos , respiratorisk acidos , metabol alkalos och respiratorisk alkalos . [5] En eller en kombination av dessa tillstånd kan inträffa samtidigt. Till exempel en metabolisk acidos (som vid okontrollerad diabetes mellitus) kompenseras nästan alltid delvis av en respiratorisk alkalos (hyperventilation). På liknande sätt kan en respiratorisk acidos helt eller delvis korrigeras av en metabol alkalos .
Allt om nefronet
Nefronet är njurens minut eller mikroskopiska strukturella och funktionella enhet . Den består av en renal corpuscle och en renal tubuli . Njurkroppen består av en tofs kapillärer som kallas glomerulus och en skålformad struktur som kallas Bowmans kapsel . Njurtubuli sträcker sig från kapseln. Kapseln och tubuli är sammankopplade och består av epitelceller med ett lumen . En frisk vuxen har 1 till 1,5 miljoner nefroner i varje njure. [1] : 22 Blod filtreras när det passerar genom tre lager: endotelcellernaav kapillärväggen, dess basalmembran och mellan fotprocesserna hos podocyterna i kapselns slemhinna. Tubuli har intilliggande peritubulära kapillärer som löper mellan de fallande och uppåtgående delarna av tubuli. När vätskan från kapseln rinner ner i tubuli bearbetas den av epitelcellerna som kantar tubuli: vatten återabsorberas och ämnen byts ut (en del tillsätts, andra tas bort); först med interstitiell vätskautanför tubuli, och sedan in i plasman i de intilliggande peritubulära kapillärerna genom de endotelceller som täcker kapillären. Denna process reglerar volymen av kroppsvätska såväl som nivåer av många kroppsämnen. I slutet av tubulen kommer den kvarvarande vätskan – urinen – ut: den består av vatten, metaboliskt avfall och gifter .
Det inre av Bowmans kapsel, som kallas Bowmans utrymme, samlar upp filtratet från de filtrerande kapillärerna i den glomerulära tuften , som också innehåller mesangiala celler som stöder dessa kapillärer. Dessa komponenter fungerar som filtreringsenheten och utgör njurkroppen . Filtreringsstrukturen (glomerulär filtreringsbarriär) har tre lager bestående av endotelceller , ett basalmembran och podocyter (fotprocesser). Tubuli har fem anatomiskt och funktionellt olika delar: den proximala tubuli , som har en slingrande sektion den proximala slingrande tubuliföljt av en rak sektion (proximal rak tubuli); slingan av Henle , som har två delar, den fallande slingan av Henle (“nedåtgående slinga”) och den stigande slingan av Henle (“stigande slinga”); den distala hoprullade tubuli (“distal loop”); anslutningsröret och den sista delen av nefron samlingskanalerna . Nefroner har två längder med olika urinkoncentrationsförmåga: långa juxtamedullära nefroner och korta kortikala nefroner.
De fyra mekanismerna som används för att skapa och bearbeta filtratet (vars resultat är att omvandla blod till urin) är filtrering , reabsorption , utsöndring och utsöndring . Filtrering eller ultrafiltrering sker i glomerulus och är till stor del passiv: den är beroende av det intrakapillära blodtrycket. Ungefär en femtedel av plasman filtreras när blodet passerar genom de glomerulära kapillärerna; fyra femtedelar fortsätter in i de peritubulära kapillärerna. Normalt är de enda komponenterna i blodet som inte filtreras in i Bowmans kapsel blodproteiner , röda blodkroppar , vita blodkroppar och blodplättar. Över 150 liter vätska kommer in i glomeruli hos en vuxen varje dag: 99 % av vattnet i det filtratet återabsorberas. Reabsorption sker i njurtubuli och är antingen passiv, på grund av diffusion , eller aktiv, på grund av pumpning mot en koncentrationsgradient. Sekretion sker även i tubuli och uppsamlingskanal och är aktiv. Ämnen som återabsorberas inkluderar: vatten , natriumklorid , glukos , aminosyror , laktat , magnesium , kalciumfosfat , urinsyra och bikarbonat . Ämnen som utsöndras inkluderar urea , kreatinin, kalium , väte och urinsyra . Några av de hormoner som signalerar tubuli att ändra reabsorption eller sekretionshastighet och därigenom bibehålla homeostas, inkluderar (tillsammans med det påverkade ämnet) antidiuretiskt hormon (vatten), aldosteron (natrium, kalium), bisköldkörtelhormon (kalcium, fosfat), förmaksnatriuretisk peptid (natrium) och hjärnans natriuretisk peptid (natrium). Ett motströmssystem i njurmärgentillhandahåller mekanismen för att generera ett hypertont interstitium, vilket möjliggör återvinning av löst vatten från nefronet och återför det till den venösa kärlen när så är lämpligt.
Vissa sjukdomar i nefronen påverkar främst antingen glomeruli eller tubuli. Glomerulära sjukdomar inkluderar diabetisk nefropati , glomerulonefrit och IgA nefropati ; njurtubulära sjukdomar inkluderar akut tubulär nekros och polycystisk njursjukdom .
Struktur
Fig.1) Schematiskt diagram över nefronet (gult), relevant cirkulation (röd/blå) och de fyra metoderna för att ändra filtratet.
Nefronet är den funktionella enheten i njuren. [2] Detta betyder att varje separat nefron är där njurens huvudsakliga arbete utförs.
En nefron består av två delar:
en njurkropp , som är den initiala filtreringskomponenten, och
en njurtubuli som bearbetar och transporterar bort den filtrerade vätskan . [3] : 1024
Njurkroppen
Huvudartikel: Renal corpuscle
Fig. 2) Schematisk över den glomerulära filtrationsbarriären (GFB). A. Glomerulus endotelceller; 1. endotelpor (fenestra).
B. Glomerulärt basalmembran : 1. lamina rara interna 2. lamina densa 3. lamina rara externa
C. Podocyter: 1. enzymatiska och strukturella proteiner 2. filtreringsslits 3. diafragma
Njurkroppen är platsen för filtrering av blodplasma . Njurkroppen består av glomerulus och glomeruluskapseln eller Bowmans kapsel . [3] : 1027
Njurkroppen har två poler: en vaskulär pol och en tubulär pol. [4] : 397 Arteriolerna från njurcirkulationen går in i och lämnar glomerulus vid kärlpolen. Det glomerulära filtratet lämnar Bowmans kapsel vid njurtubuli vid urinpolen.
Glomerulus
Huvudartikel: Glomerulus
Glomerulus är det nätverk som kallas en tofs , av filtrerande kapillärer som ligger vid kärlpolen av njurkroppen i Bowmans kapsel. Varje glomerulus får sin blodtillförsel från en afferent arteriol i njurcirkulationen . Det glomerulära blodtrycket är drivkraften för att vatten och lösta ämnen filtreras ut ur blodplasman och in i det inre av Bowmans kapsel, som kallas Bowmans utrymme.
Endast cirka en femtedel av plasman filtreras i glomerulus. Resten går över i en efferent arteriol . Den efferenta arteriolens diameter är mindre än den afferenta, och denna skillnad ökar det hydrostatiska trycket i glomerulus.
Bowmans kapsel
Bowmans kapsel , även kallad glomerulus kapsel, omger glomerulus. Den består av ett visceralt inre skikt som bildas av specialiserade celler som kallas podocyter och ett parietalt yttre skikt som består av enkelt skivepitel . Vätskor från blod i glomerulus ultrafiltreras genom flera lager, vilket resulterar i det som kallas filtratet.
Filtratet flyttas sedan till njurtubuli, där det bearbetas ytterligare för att bilda urin . De olika stadierna av denna vätska kallas gemensamt för den rörformiga vätskan .
Njurtubuli
Njurtubuli är en lång rörliknande struktur som innehåller den rörformiga vätskan som filtreras genom glomerulus. [5] Efter att ha passerat genom njurtubuli, fortsätter filtratet till uppsamlingskanalsystemet . [6]
Komponenterna i njurtubuli är:
Proximal hopvikt tubuli (ligger i cortex och kantas av enkelt kubiskt epitel med borstkanter som hjälper till att öka absorptionsområdet avsevärt.)
Loop of Henle (hårnålsliknande, dvs U-formad, och ligger i märgen)
Nedåtgående lem av öglan av Henle
Stigande lem av öglan av Henle
Den uppåtgående delen av öglan hos Henle är uppdelad i 2 segment: Den nedre änden av den uppåtgående extremiteten är mycket tunn och kantas av enkelt skivepitel. Den distala delen av den stigande extremiteten är tjock och kantas av enkelt kubiskt epitel.
Tunn stigande lem av öglan av Henle
Tjockt stigande lem av öglan av Henle (går in i cortex och blir den distala hoprullade tubuli.)
Distal hopvikt tubuli
Samlar tubuli
Epitelcellerna som bildar dessa segment av nefronet kan särskiljas genom formerna på deras aktincytoskelett. [7]
Blod från den efferenta arteriolen, som innehåller allt som inte filtrerades bort i glomerulus, rör sig in i de peritubulära kapillärerna , små blodkärl som omger Henles ögla och de proximala och distala tubuli, där den tubulära vätskan strömmar. Ämnen återabsorberas sedan från den senare tillbaka till blodomloppet.
De peritubulära kapillärerna rekombinerar sedan för att bilda en efferent venul, som kombineras med efferenta venoler från andra nefroner in i njurvenen och återförenas med huvudblodbanan.
Längdskillnad
Kortikala nefroner (de flesta nefroner) börjar högt upp i cortex och har en kort ögla av Henle som inte tränger djupt in i märgen. Kortikala nefroner kan delas in i ytliga kortikala nefroner och mellankortikala nefroner . [8]
Juxtamedullära nefroner [ ytterligare förklaring behövs ] börjar lågt i cortex nära medulla och har en lång ögla av Henle som penetrerar djupt in i njurmärgen: bara de har sin Henle-ögla omgiven av vasa recta . Dessa långa slingor av Henle och deras tillhörande vasa recta skapar en hyperosmolär gradient som möjliggör generering av koncentrerad urin . [9] Även hårnålsböjen penetrerar upp till medullans inre zon. [10]
Juxtamedullära nefroner finns bara hos fåglar och däggdjur, och har en specifik plats: märg hänvisar till njurmärgen , medan juxta (latin: nära) hänvisar till den relativa positionen för njurkroppen av denna nefron - nära märgen , men fortfarande i cortex. Med andra ord är ett juxtamedullärt nefron ett nefron vars njurkropp är nära märgen, och vars proximala hopvikta tubuli och dess tillhörande Henle-ögla förekommer djupare i märgen än den andra typen av nefron, kortikala nefron .
De juxtamedullära nefronerna utgör endast cirka 15 % av nefronerna i den mänskliga njuren. [1] : 24 Det är dock denna typ av nefron som oftast avbildas i illustrationer av nefroner.
Hos människor har kortikala nefroner sina njurkroppar i de yttre två tredjedelarna av cortex, medan juxtamedullära nefroner har sina blodkroppar i den inre tredjedelen av cortex. [1] : 24
Funktioner
Fig.3) Utsöndring och reabsorption av olika ämnen i nefronet.
Nefronet använder fyra mekanismer för att omvandla blod till urin: filtrering, reabsorption, utsöndring och utsöndring. [4] : 395–396 Dessa gäller för många ämnen. Strukturen och funktionen hos epitelcellerna som kantar lumen förändras under nefronets förlopp och har segment namngivna efter sin plats och som återspeglar deras olika funktioner.
Fig.4) Diagram som visar rörelse av joner i nefron, med uppsamlingskanalerna till höger.
Fig. 5) Proximal tubulicell som visar pumpar involverade i syrabasbalansen, till vänster är tubulilumen
Proximal tubuli
Den proximala tubuli som en del av nefronet kan delas upp i en initial hopvikt del och en efterföljande rak (nedåtgående) del. [11] Vätska i filtratet som kommer in i den proximala hoprullade tubulen återabsorberas i de peritubulära kapillärerna, inklusive 80 % av glukos, mer än hälften av det filtrerade saltet, vattnet och alla filtrerade organiska lösta ämnen ( främst glukos och aminosyror ) . [4] : 400–401
Loop of Henle
Slingan av Henle är ett U-format rör som sträcker sig från den proximala tubuli. Den består av en nedstigande lem och en stigande lem. Den börjar i cortex, tar emot filtrat från den proximala hopvikta tubuli, sträcker sig in i märgen som den nedåtgående lem och återvänder sedan till cortex som den uppåtgående lem för att tömma in i den distala hoprullade tubuli. Den primära rollen för slingan av Henle är att göra det möjligt för en organism att producera koncentrerad urin, inte genom att öka den tubulära koncentrationen, utan genom att göra interstitiell vätska hypertonisk. [1] : 67
Avsevärda skillnader hjälper till att särskilja de nedåtgående och uppåtgående extremiteterna i Henles ögla. Den nedåtgående lemmen är vattengenomsläpplig och märkbart mindre permeabel för salt, och bidrar således endast indirekt till koncentrationen av interstitium. När filtratet sjunker djupare ner i det hypertona interstitium i njurmärgen, flödar vatten fritt ut ur den nedåtgående extremiteten genom osmos tills toniciteten hos filtratet och interstitium jämvikts. Medullans hypertoni (och därför koncentrationen av urin) bestäms delvis av storleken på Henles slingor. [1] : 76
Till skillnad från den nedåtgående delen är den tjocka uppåtgående delen ogenomtränglig för vatten, en kritisk egenskap hos motströmsutbytesmekanismen som används av slingan. Den stigande lemmen pumpar aktivt natrium ut ur filtratet, vilket genererar det hypertona interstitium som driver motströmsutbyte. När filtratet passerar genom den stigande extremiteten blir det hypotont eftersom det har förlorat mycket av sitt natriuminnehåll. Detta hypotona filtrat leds till den distala hoprullade tubuli i njurbarken. [1] : 72
Distal hopvikt tubuli
Den distala hoprullade tubuli har en annan struktur och funktion än den för den proximala hoprullade tubuli. Celler som kantar tubuli har många mitokondrier för att producera tillräckligt med energi ( ATP ) för aktiv transport att äga rum. En stor del av jontransporten som sker i den distala hoprullade tubuli regleras av det endokrina systemet . I närvaro av bisköldkörtelhormon reabsorberar den distala hopvikta tubuli mer kalcium och utsöndrar mer fosfat. När aldosteron är närvarande återabsorberas mer natrium och mer kalium utsöndras. Ammoniak absorberas också under den selektiva reabsorptionen. Atrial natriuretisk peptidgör att den distala hoprullade tubuli utsöndrar mer natrium.
Anslutande tubuli
En del av distal nefron. Detta är det sista segmentet av tubuli innan det kommer in i samlingskanalsystemet. Vatten, vissa salter och kvävehaltigt avfall som urea och kreatinin leds ut till uppsamlingsröret.
Samlingskanalsystem
Huvudartikel: Samlande kanalsystem
Fig. 6) Histologisk beredning i tvärsnitt som visar (b) små sammanbindande tubuli med enkelt kolumnärt epitel och (a) stora sammanbindande tubuli med enkelt kuboidalt epitel.
Varje distalt hoprullad tubuli levererar sitt filtrat till ett system av uppsamlingskanaler, vars första segment är det anslutande röret . Samlingskanalsystemet börjar i njurbarken och sträcker sig djupt in i märgen. När urinen färdas ner i uppsamlingskanalsystemet passerar den förbi medullärt interstitium som har en hög natriumkoncentration som ett resultat av slingan i Henles motströmsmultiplikatorsystem . [1] : 67
Eftersom det har ett annat ursprung under utvecklingen av urin- och fortplantningsorganen än resten av nefronet, anses uppsamlingskanalen ibland inte vara en del av nefronet. Istället för att härröra från det metanefrogena blastemet, kommer samlingskanalen från urinrörsknoppen . [12] : 50–51
Även om uppsamlingskanalen normalt är ogenomtränglig för vatten, blir den permeabel i närvaro av antidiuretiskt hormon (ADH). ADH påverkar aquaporins funktion , vilket resulterar i återabsorption av vattenmolekyler när det passerar genom uppsamlingskanalen. Akvaporiner är membranproteiner som selektivt leder vattenmolekyler samtidigt som de förhindrar passage av joner och andra lösta ämnen. Så mycket som tre fjärdedelar av vattnet från urinen kan återabsorberas när det lämnar uppsamlingskanalen genom osmos. Således bestämmer nivåerna av ADH om urinen kommer att koncentreras eller spädas ut. En ökning av ADH är en indikation på uttorkning , medan vattentillräcklighet resulterar i en minskning av ADH vilket möjliggör utspädd urin. [4] : 406
Fig. 7) Tvärsnittsdiagram av den juxtaglomerulära apparaten och intilliggande strukturer: 1) topp, gul - distal hoprullad tubuli; 2) övre, brun-macula densa kubiska celler som omger arterioler; 3) små blå celler - juxtaglomerulära celler; 4) stora blå celler - mesangiala celler; 5) solbränna - podocyter som täcker Bowmans kapsel intill kapillärer, och parietallager av kapsel, 6) centrum - fem glomerulära kapillärer och 6) botten, lila - utgående tubuli. Strukturerna (2), (3) och (4) utgör den juxtaglomerulära apparaten.
Nedre delar av uppsamlingsorganet är också permeabla för urea , vilket gör att en del av det kan komma in i märgen, vilket bibehåller sin höga koncentration (vilket är mycket viktigt för nefronet). [1] : 73–74
Urin lämnar märguppsamlingskanalerna genom njurpapillerna , töms ut i njurkalycerna , njurbäckenet och slutligen in i urinblåsan via urinledaren . [4] : 406–407
Juxtaglomerulära apparater
Huvudartikel: Juxtaglomerulära apparater
Den juxtaglomerulära apparaten (JGA) är en specialiserad region associerad med nefronen, men skild från den. Det producerar och utsöndrar i cirkulationen enzymet renin (angiotensinogenas), som spjälkar angiotensinogen och resulterar i ämnet angiotensin-1 (A-1) med tio aminosyror. A-1 omvandlas sedan till angiotensin-2, en potent vasokonstriktor, genom att avlägsna två aminosyror: detta åstadkoms av angiotensinomvandlande enzym (ACE). Denna sekvens av händelser kallas för renin-angiotensin-systemet (RAS) eller renin-angiotensin-aldosteron-systemet (RAAS). JGA är beläget mellan den tjocka stigande extremiteten och den afferenta arteriolen. Den innehåller tre komponenter: macula densa ,juxtaglomerulära celler och extraglomerulära mesangiala celler . [4] : 404
Juxtaglomerulära apparaten
Se även
Referenser
externa länkar
Juxtaglomerulära apparater
Artikel
Prata
Läsa
Redigera
Visa historik
Verktyg
Från Wikipedia, den fria encyklopedin
Den här artikeln behöver ytterligare hänvisningar för verifiering . Hjälp till att förbättra den här artikeln genom att lägga till citat till pålitliga källor . Material utan källa kan ifrågasättas och tas bort.
Hitta källor: “Juxtaglomerular apparatus” – nyheter · tidningar · böcker · lärd · JSTOR ( maj 2015 ) ( Lär dig hur och när du tar bort detta mallmeddelande )
Juxtaglomerulära apparater
En renal corpuscle , som visar den juxtaglomerulära apparaten med Juxtaglomerulära celler (granulära celler), Macula densa-celler och extraglomerulära mesangium.
Identifierare
Maska D007606
FMA 83599
Anatomisk terminologi
[ redigera på Wikidata ]
Den juxtaglomerulära apparaten (även känd som det juxtaglomerulära komplexet ) är en struktur i njuren som reglerar funktionen av varje nefron , njurens funktionella enheter. Den juxtaglomerulära apparaten heter eftersom den ligger bredvid (juxta- [1] ) glomerulus .
Den juxtaglomerulära apparaten består av tre typer av celler:
macula densa , en del av den distala hopvikta tubuli av samma nefron
juxtaglomerulära celler (även kända som granulära celler) som utsöndrar renin
extraglomerulära mesangiala celler
Plats
Den juxtaglomerulära apparaten är en del av njurens nefron , bredvid glomerulus . Det finns mellan den afferenta arteriolen och den distala hoprullade tubuli av samma nefron. Denna plats är avgörande för dess funktion för att reglera njurblodflödet och glomerulär filtrationshastighet .
Funktion
Juxtaglomerulära celler
Renin -angiotensinsystemet . Det aktiveras när juxtaglomerulära celler är dåligt perfunderade.
Se även: Renin-angiotensinsystemet
Renin produceras av juxtaglomerulära celler , även kända som granulära celler. Dessa celler liknar epitel och är belägna i tunica media i de afferenta arteriolerna när de kommer in i glomeruli. [2] De juxtaglomerulära cellerna utsöndrar renin som svar på:
Stimulering av beta-1 adrenerga receptorn
Minskad njurperfusionstryck (detekteras direkt av de juxtaglomerulära cellerna)
Minskad NaCl-koncentration vid gula fläcken, ofta på grund av en minskning av glomerulär filtrationshastighet
Extraglomerulära mesangiala celler
Extraglomerulära mesangiala celler är belägna i korsningen mellan de afferenta och efferenta arteriolerna. Dessa celler har en kontraktil egenskap som liknar vaskulära glatta muskler och spelar således en roll i att “reglera GFR” genom att ändra kärldiametern. Renin finns också i dessa celler. [2]
Macula densa
Vid den punkt där de afferenta arteriolerna kommer in i glomerulus och den efferenta arteriolen lämnar den, rör nefronets tubuli vid glomerulus arterioler varifrån den uppstod. På denna plats, i väggen av den distala hoprullade tubuli, finns en modifierad region av tubulärt epitel som kallas macula densa . (Fig. 5 i Kumaran och Hanukoglu 2020) [3] Celler i macula densa svarar på förändringar i natrium . kloridnivåer i nefronets distala tubuli via den tubuloglomerulära återkopplingsslingan (TGF).
Macula densa:s upptäckt av förhöjd natriumklorid, vilket leder till en minskning av GFR, är baserad på konceptet purinergisk signalering . [4] [5] En ökning av saltkoncentrationen orsakar flera cellsignaler (t.ex. adenosinfrisättning ) som leder till sammandragning av den intilliggande afferenta arteriolen. Detta minskar mängden blod som kommer från de afferenta arteriolerna till de glomerulära kapillärerna och minskar därför mängden vätska som går från de glomerulära kapillärerna in i Bowmans utrymme (den glomerulära filtrationshastigheten (GFR)) .
När det finns en minskning av natriumkoncentrationen återupptas mindre natrium i macular densa-cellerna. Cellerna ökar produktionen av kväveoxid och prostaglandiner för att vasodilatera de afferenta arteriolerna och öka reninfrisättningen.
Se även: TGF-mekanism .
Arbetsfysiologi modul 1
https://www.arbetsfysiologi.nu/innehall/modul-1/
Arbetsfysiologi modul 2
https://www.arbetsfysiologi.nu/innehall/modul-2/
Arbetsfysiologi modul 3
https://www.arbetsfysiologi.nu/innehall/modul-3/
Arbetsfysiologi modul 4
https://www.arbetsfysiologi.nu/innehall/modul-4/
EKG och aktionspotential
https://ekg.nu/kurser/ekg-boken/
