Munuaisen toiminta Flashcards
Mikä on munuaisten funktio ihmisessä – mitä ne kaiken kaikkiaan tekevät? Voiko elää ilman munuaisia?
- Excretion of metabolic waste products and foreignchemicals
- Regulation of water and electrolyte balances
- Regulation of body fluid osmolality and electrolyte concentrations
- Regulation of arterial pressure
- Regulation of acid-base balance
- Regulation of erythrocyte production
- Regulation of 1,25-Dihydroxyvitamin D3Production (calcitriol, active form of vit. D)
- Secretion, metabolism, and excretion of hormones
- Gluconeogenesis
Yhdellä munuaisella eläminen on mahdollista, nollalla munuaisella ei ilman jatkuvaa kytkentää dialyysilaitteeseen
Munuaisissa on rakenteellisesti kuori- ja ydinosa. Onko osilla toiminnallisia eroja? Jos on, mitä?
Ulompi kuoriosa (cortex)
Sisempi ydinosa (medulla) on jakautunut 8-10 munuaispyramidiin (renal pyramid).
Nefronit, joiden glomerulus on cortexilla, ovat kortikaalisia nefroneita. Niissä on lyhyt Henlen linko, joka menee vain osittain medullan sisään. 20-30% munuaisten nefroneista on kuitenkin justamedullaarisia neforneita, joiden glomerulus on syvällä cortexissa lähes medullan rajalla. Niillä on pitkä Henlen linko, joka menee syvälle medullassa, lähes renal papillaeen asti. Näillä erona myös vasa recta kapillaarit, joilla on tärkeä tehtävä virtsan väkevöittämisessä.
Virtsa (vaan ei alkuvirtsa) on ihmiselle kierrätyskelvoton munuaisten lopputuote. Ennen poistumistaan elimistöstä se varastoidaan rakkoon. Miten rakko toimii ja miten sen toimintaa säädellään? Miten virtsaa pidätellään? Mitä on inkontinenssi?
Virtsaaminen/virtsarakon tyhjeneminen = micturition.
- Virtsa kulkee munuaisaltaasta virtsajohtimia (ureter) pitkin rakkoon.
- Rakon täytyttyä virtsaamisrefleksi (micturition reflex) käynnistyy (tai tietoinen virtsaamistarve ainakin)
- Rakon uloin detrusor-lihas supistuu -> paine kasvaa -> tieto aivoihin, joista tahdonalaisesti ulomman sfinkterin relaksaatio ja sen myötä myös sisemmän sfinkterin relaksaatio -> virtsaaminen
Virtsaamisrefleksi tarkemmin:
Rakon seinämän venytysreseptorien jännitys rakon täyttyessä aiheuttaa afferentin signaalin selkäytimeen, jossa neuronit synapsoivat preganglionaaristen neuronien kanssa. Interneuroni vie viestin talamukseen, joka välittää sen edelleen cortexille missä aistimus syntyy. Virtsaamiskäsky on tahdonalainen: tahdonalainen ulomman sfinkterin relaksaatio rentouttaa myös sisemmän sfinkterin (alfa-1-hermotettu). Aivosillan virtsaamiskeskuksen neuronit inhiboivat PS-neuroneita, kunnes virtsaaminen on mahdollista. Kun virtsaaminen on mahdollista, niin PS-aktivaatio stimuloi intramuraalisten ganglioiden postganglionaarisia neuroneita ja detrusorlihas supistuu.
Virtsan koostumus kertoo munuaisen ja koko kehon toiminnasta. Anna pari esimerkkiä.
x
Miten glomerulusfiltraatio tapahtuu? Keskeiset suodatukseen vaikuttavat fysikaaliset ja anatomiset tekijät?
Virstan muodostuksen ensimmäinen askel on glomerulusfiltraatio (alkuvirtsan suodatus). Se tapahtuu glomeruluksessa, jossa glomeruluskapillaareista suodattuu alkuvirtsaa Bowman’n kapseliin n. 180 L/päivä. Suurin osa tästä imeytyy takaisin kuitenkin. Alkuvirtsassa ei kuulu olla proteiineja eikä punasoluja.
Glomerulusfiltraatioon vaikuttavat tekijät:
- Glomerulusfiltraation aiheuttaa paine-ero veri- ja virtsatilan välillä.
1) Kapillaarien hydrostaattinen paine 60mmHg, virtsatilan puolella vain 20mmHg.
2) 40mmHg paine-eroa vähentävät kapillaarien solujen ja proteiinien 30mmHg kolloidiosmoottinen paine, joka “vetää” nestettä tubuluksista suoniin ==> Lopullinen suodattumista edistävä paine-ero 10mmHg. - Suodatettavan aineen ominaisuudet:
1) Negatiivinen varaus estää suodattumista:
- Glomeruluksen afferentin arteriolin fenestroitu endoteeli ja solun tyvikalvon negatiiviset GAGit estävät.
- Anioniläpäisy alenee.
- Podosyyttien jalkalisäkkeiden GAG-pinnoitus.
2) Suuri koko estää:
- Podosyyttien jalkalisäkkeet ja niiden slit diaphragms estävät - Glomeruluksen mesangiaalisolujen supistuminen lyhentää effektiivistä suodatusmatkaa, jolloin suodatusta ei ehdi tapahtua ja GFR alenee.
1) ADH, ANG II ja PTH supistavat mesangiaalisoluja.
- Mesangiaalisolut täyttävät glomeruluksen kapillaarien välistä tilaa (mesangium) ja kiinnittyvät kapillaarien endoteelisoluihin.
- Mesangiaalisolujen supistumien aiheuttaa sileän lihaksen supistumisen kaltaisen ilmiön: myös endoteelisolujen tyvikalvo supistuu, sen pinta-ala pienenee, kapillaari supistuu ==> GFR alenee
Mitä tarkoittaa aineen munuaispuhdistuma l. clearance?
plasmamäärä, joka pitää kulkea munuaisten lävitse aikayksikössä, jotta virtsaan erittyy mitattu konsentraatio ainetta
Munuaisten verenvirtauksen säätely.
Myogeeninen:
- Paineen nousu venyttää sileitä lihassoluja, mikä avaa arteriolien kationikanavia (Ca2+) ja sileä lihas depolarisoituu ==> vasokonstriktio.
Tubuloglomerular feedback (TGF):
- Verenpaineen ja RBF nousu aiheuttaa [Na]i/[Cl]i nousua macula densan soluissa ==> depolarisaatio ==> vapautuu vasoaktiivisia aineita ANG II, adenosiini, tromboksaani ==> afferentti arterioli supistuu ==> RBF laskee.
- Säätelee afferentin arteriolin resistanssia!
- Macula densan solut: Eivät aisti verenpaineen muutoksia vaan NaCl kuljetusta: kun GFR kasvaa, niin lumenista macula densaan kuljetettavan NaCl määrä kasvaa –> afferentin arteriolin vasokonstriktio (intrasellulaarisen kalsiumtason nousu) –> GFR ja NaCl pääsy macula densaan laskevat.
- TGF kontraktioherkkyyttä lisääviä tekijöitä:
§ Adenosiini (yleensä vasodilaattori, mutta tässä poikkeuksellisesti konstriktori).
§ PGE2
§ TXA2
§ ANG II (pienillä annoksilla erityisesti efferenttiä supistava vaikutus, jolloin GFR kasvaa, suuremmilla annoksilla alkaa supistaa myös afferenttia arteriolia –> RBF ja GFR lasku) - TGF kontraktioherkkyyttä vähentäviä tekijöitä:
§ ANP
§ NO: (dilaatiomekanismi: NO aktivoi GC, joka muodostaa verisuonta relaksoivaa cGMP.
§ cAMP (Inaktivoi MLCK)
§ PGI2
§ Korkeaproteiininen dieetti.
Munuaisen verenkierron autoregulaatiomekanismit (Myogeeninen mekanismi ja tubuloglomerulaarinen feedback -mekanismi)
Myogeeninen:
- Paineen nousu venyttää sileitä lihassoluja, mikä avaa arteriolien kationikanavia (Ca2+) ja sileä lihas depolarisoituu ==> vasokonstriktio.
Tubuloglomerular feedback (TGF):
- Verenpaineen ja RBF nousu aiheuttaa [Na]i/[Cl]i nousua macula densan soluissa ==> depolarisaatio ==> vapautuu vasoaktiivisia aineita ANG II, adenosiini, tromboksaani ==> afferentti arterioli supistuu ==> RBF laskee.
- Säätelee afferentin arteriolin resistanssia!
- Macula densan solut: Eivät aisti verenpaineen muutoksia vaan NaCl kuljetusta: kun GFR kasvaa, niin lumenista macula densaan kuljetettavan NaCl määrä kasvaa –> afferentin arteriolin vasokonstriktio (intrasellulaarisen kalsiumtason nousu) –> GFR ja NaCl pääsy macula densaan laskevat.
- TGF kontraktioherkkyyttä lisääviä tekijöitä:
§ Adenosiini (yleensä vasodilaattori, mutta tässä poikkeuksellisesti konstriktori).
§ PGE2
§ TXA2
§ ANG II (pienillä annoksilla erityisesti efferenttiä supistava vaikutus, jolloin GFR kasvaa, suuremmilla annoksilla alkaa supistaa myös afferenttia arteriolia –> RBF ja GFR lasku) - TGF kontraktioherkkyyttä vähentäviä tekijöitä:
§ ANP
§ NO: (dilaatiomekanismi: NO aktivoi GC, joka muodostaa verisuonta relaksoivaa cGMP.
§ cAMP (Inaktivoi MLCK)
§ PGI2
§ Korkeaproteiininen dieetti.
In the physiology of the kidney, tubuloglomerular feedback (TGF) is a feedback system inside the kidneys. Within each nephron, information from the renal tubules (a downstream area of the tubular fluid) is signaled to the glomerulus (an upstream area). Tubuloglomerular feedback is one of several mechanisms the kidney uses to regulate glomerular filtration rate (GFR). It involves the concept of purinergic signaling, in which an increased distal tubular sodium chloride concentration causes a basolateral release of adenosine from the macula densa cells. This initiates a cascade of events that ultimately brings GFR to an appropriate level
Reniini-angiotensiini-aldoteroni -järjestelmä / RAA
RAA-järjestelmä on verenpainetta ja nestetasapainoa säätelevä hormonaalinen järjestelmä.
Verenpaineen laskiessa munuaisten jukstaglomerulaariset solut erittävät verenkiertoon reniiniä. Veriplasmassa reniini pilkkoo maksan tuottamasta angiotensinogeenista angiotensiini I:stä. Angiotensiinikonvertaasientsyymi (ACE) puolestaan hajottaa tämän angiotensiini II:ksi. Angiotensiini II supistaa verisuonia nostaen näin verenpainetta. Angiotensiini II saa myös aikaan aldosteronierityksen lisääntymistä lisämunuaisissa, sekä lisää antidiureettisen hormonin eritystä aivolisäkkeen takaosasta. Aldosteroni vähentää natriumin ja veden eritystä virtsaan, mikä niin ikään nostaa verenpainetta.
Sympaattisen hermoston vaikutus glomerulusfiltraatioon ja verenvirtauksen säätelyyn
shokkitilassa, vasokonstrikotoi?
ADH vaikutus glomerulusfiltraatioon ja verenvirtauksen säätelyyn
lisää akvaporiinien synteesiä kokoojaputkissa
○ Virtsan lopullisen väkevyyden säätää kokoojaputkien vesi-, Na- ja urealäpäisevyyden vaihtelut, joihin ADH vaikuttaa.
○ Reseptori V2 DCT loppuosassa ja kokoojaputkissa.
§ Kiinnittyminen –> AC aktivaatio –> Akvaporiinien fuusio kalvon kanssa.
○ V1 suora vasokonstriktiovaikutus.
○ Urea eritetään tALH ja konsentroidaan kerääjäputkiin ==> kun reabsorboidaan lopullisessa kerääjäputkessa, niin medullan osmolaliteetti kasvaa.
○ Alkuvirtsan ureasta noin 40% jää lopulliseen virtsaan, sillä nefronin matkalla on enemmän reabsorptiota kuin sekreetiota.
§ ADH säätelee.
Jo 1% osmolaalisuusmuutokset heijastuvat ADH-eritykseen.
ANP vaikutus glomerulusfiltraatioon ja verenvirtauksen säätelyyn
ANP atrial natriuretic peptide:
§ Erittyy sydänlihassoluista, joiden tilavuusreseptorit reagoivat eteisten seinän venytykseen.
§ Afferentin arteriolin vasodilaatio ja mesangiaalisolujen rentoutuminen ==> GFR ja RBF kasvavat.
§ Tehostaa munuaisten Na-eritystä, jolloin ECV pienenee.
Estää reniinin eritystä.
kun sydän venyy -> liian korkea verenpaine -> natrium poiseritystä lisätään -> verenpaine laskee
Miten glomerulusfiltraatiota voidaan tutkia?
inuliinilla, kreatiinin mittaus
Kreatiinin arvot:
P-Krea viitearvot:
- Miehillä 60-100µmol/l
- Naisilla 50-90µmol/lo
Pitää muistaa olla hieman kriittinen, riippuu keneltä mittaa: lihakseton mummo vai bodari
Millä mekanismeilla eritys (sekreetio) ja takaisinimeytyminen (reabsorptio) pääpiirteissään tapahtuvat munuaisissa?
parasellulaarinen, transsellaarinen, ..? Na-K-ATPaasit?
Tubuluksen osat ja niiden tehtävät:
Keskeiset ionikanavat
Tubuluksen ioni,- vesi- ja urealäpäisevyys
Countercurrent-multiplier –järjestelmä munuaisen ytimen väkevyyden ylläpitäjänä
Vasa rectan merkitys
Countercurrent exchange:
- Vasa recta -suonet kulkevat Henlen lingon suuntaisina lenkkeinä.
==> Vasa rectan vereen imeytynyt vesi kuljettaa Henlen lingosta poistunutta vettä pois.
==> Virtsa konsentroituu mennessään kohti medullaa.
==> Nousevassa osassa virtsasta pumpataan pois Na+/K+/Cl- ja siitä tulee hypo-osmoottista, jopa alkuvirtsaa laimeampaa.
Urealla tärkeä merkitys veden ja ionien takaisinoton säätelyssä: urean takaisinotto lisää medullan soluvälitilan osmolariteettiä, mikä tehostaa myös veden takaisinottoa.
- Vasa recta -suonten verenkierto on hidasta verrattuna aa. Arcuata, mikä auttaa ylläpitämään cortex vs. medulla osmoottista gradienttia.
○ Vasa rectan kautta kiertää vain noin 10% RBF:stä.
Postglomerulaarisissa kapillaareissa onkoottinen paine > ympäröivä hydrostaattinen paine, joten tubuluksesta ulos pumpattuja ioneita resorbtoituu vasa rectaan koko matkalta.
