Nyre fysiologi kap 4 Flashcards
Hvad er afgørende for den transcellulære transport af ioner?
Elektrokemiske gradienter samt aktiviteten af ionkanaler og transportører.
Hvad er afgørende for den paracellulære transport af ioner?
Transepiteliale elektrokemiske gradient og permeabilitetsegenskaber ved tight junctions.
Transcellulær reabsorption af natrium.
Første trin er aktiv transport af Na over den basolaterale membran af Na/K-ATPasen, der giver en lav intracellulær Na+ koncentration. (ca. 10 mM), samt høj kalium koncentration (120 mM).
Da den basolaterale membran primært er permeabel for Kalium, så bliver membranpotentialet ca. 70 mV, med celleinderside negativ i forhold til interstitset.
Over luminale membran er celleindersiden også negativ i forhold til tubuluslumen. Dette vil give det andet trin i transcellulær reabsorption, nemlig en passiv reabsorption af natrium ind i cellen over den luminale membran, i det natrium koncentrationen er lav inden i og cellens indre har et negativt potentiale i forhold til lumen.
Da reabsorptionen først af alt et koblet til Na/K-ATPase, så kaldes natrium reabsorption for en aktiv proces (primær aktiv transport).
Andre solutters transport over den luminale membran.
De fleste andre solutter kommer over membranen i symport med natrium. Dette betegnes derfor for en sekundær aktiv transport, da Na/K-ATPasen danner grundlaget for transporten.
Dette gør blandt andet at indtagelsen af solutten kan foregå mod en elektrokemisk gradient, og solutten kan ophobes i cellen.
Dette gør faciliteret transport overb basalmembranen muligt.
Eksempel på elektroneutral transport.
Et eksempel er Na/H+ antiport, da der kommer en positiv ladning ind og ud. Dette drives altså kun af koncentrationsforskelle og ikke af ladningsforskelle.
Elektrogen transport
Det er når der både er en ladning og koncentrationsforskel som baggrund for transporten.
Dette tillader en opkoncentrering af en ledsager solut på den ene side af membranen. Glukose kan for eksempel opkoncentreres op til 100 gange i cytoplasma i forhold til tubulus lumen.
Dette er relevant for glukose og aminosyrer, som helst skal reabsorberes fuldstændigt.
Paracellulær Na+-reabsorption.
Foregår ud fra den transepiteliale elektrokemiske gradient for Na+.
Det er kun i den sene del af proksimal tubulus og i tykke ascenderende ben af henles slynge, at der er en positiv drivkraft for Na, så der kan ske en passiv na reabsorption.
Andre steder vil der være “backleak”, da den elektrokemiske gradient vil tale for transport af Na+ fra blod til tubulus.
Solvent drag,
En alternativ kraft for paracellulær natrium reabsorption.
Er basically at dem aktive transport af Na+ ud i det laterale intracellulære rum skaber en osmotisk betinget reabsorption af vand, fra lumen til laterale intercellulærrum. Dette forårsager medtransport af Na+ og Cl- i strømningsretning.
Hvad har betydning for Na reabsorption, hvis den elektrokemiske gradient for Na er det samme i forskellige segmenter af tubulus?
Det er blandt andet permeabiliteten for natrium, da den begrænser hvor mange natrium ioner, som kan transporteres over epitelet inden for en vis tidsenhed.
Hvad har betydning for epitelets permeabilitet for natrium?
Permeabiliteten afhænger af den paracellulære transportvejs ionkonduktans over tight junctions. Hvad betyder det?
Det betyder at permeabiliteten aftager langs nefronet fra den proksimale tubulus (mest utæt) til samlerør i papilspidsen (mest tæt).
Hvad gør, at vand reabsorberes i tubulus?
Det er en sekundær proces til reabsorptionen af solutter. Det forårsages af den osmotiske gradient der skabes af, at solutter reabsorberes over membranerne.
Reabsorption af vand foregår gennem to mekanismer –> Transcellulært gennem aquaporiner
–> paracellulært over tight junctions.
Cellemembranens vand permeabilitet
Er i sig selv lav, da den består af lipider. I de fleste celler findes der dog transmembrane proteiner i plasmamembranen, som øger dens vandpermeabilitet.
Denne klasse af proteiner kaldes aquaporiner.
Er vandpermeabiliteten den samme for alle segmeneter af nyren?
Nej, der er betydelig forskel afhængigt af mængden og sammensætning af aquaporiner i membranen.
I proksimal tubulus og tynde descenderende ben af henles slynge findes mange aquaporiner type 1, AQP1.
I den sene del af proksimal tubulus findes også AQP7.
Disse to typer af aquaporiner giver stor vandreabsorption her.
I samlerørene findes AQP2 i den luminale membran, samt AQP3 og AQP4 i den basolaterale membran. Det giver også mulighed for stor vandreabsorption.
I ascenderende ben af henles slynge og distale tubuli er der få eller ingen aquaporiner, og derfor kun lille til ingen vandreabsorption, på trods af den osmotiske gradient.
Reabsorberet vand optages af peritubulære kapillærer.
Reabsorptionen er nem her, pga. det lave hydrostatiske tryk, pga. det hæmodynamiske modstand i afferent og efferent arteriole.
Proksimal reabsorption
Proksimalt reabsorberes ca. 70% af den udfiltrerede mængde natrium og vand.
Det vil sige at inulin, der ikke bliver sekreret eller reabsorberet, her vil have blivet opkoncentreret 3.3 gange i tubulusvæske i forhold til plasma.
Vandets passagefraktion her er Fpass=1- FRx
Da FRx er reabsorptionsfraktion, og reabsorptionen er 70%, så er FRx=0.7. Så Fpass=1-0.7=0.3.
Kan også regnes ud fra opkoncentrering af inulin.
Inulin er opkoncentreret 3.3 gange, så Fpass=1/3.3=0.3
Hvorfor er vandreabsorption i proksimal tubulus isoosmotisk?
Fordi osmolariteten i tubulus væsken ikke ændres, da vandreabsorption er afhængig af osmolaritets gradienten. Osmolariteten vil blive ved med at være lig med plasmaosmolariteten, TF/P=1 i proksimal tubulus.
Reabsorption af natrium i proksimal tubuli.
Størstedelen af reabsorptionen i den proksimale tubuli er transcellulær.
Ca. halvdelen af den reabsorberede natrium transporteres over den luminale membran i antiport med H+ ioner, kaldt Na/H-antiporter (NHE-3).
Derefter transporteres natrium videre gennem den basolaterale membran koblet til natrium/kalium-ATPasen.
Natrium reabsorption i første tredjedel af proksimal tubuli,
I den første tredjedel (op til halvdelen) af den proksimal tubulus sker den resterende transport af Na+ over den luminale membran gennem en række cotransportere koblet til soluttransport mod en elektrokemisk gradient. Solutterne kan transporteres mod deres elektrokemiske gradient, pga. den skabte elektrokemiske gradient for Na+.
Disse solutter, som natrium transporteres med er glukose, gennem SGLT1 og SGLT2 transportere, aminosyrer, fosfat, sulfat, laktat og andre monokarboxyl- og dicarboxylsyrer.
Her sker blandt andet en præferentiel reabsorption af HCO3- (bikarbonat) sammen med Na+, som følge af Na-reabsorbtion koblet med H+ sekretion.
Er transporten af natrium ind i cellen i første tredjedel af proksimal tubuli elektrogen eller neutral?
De fleste af disse transportere er elektrogene, det vil sige at transporten med sig vil bringe en netto positiv ladning ind i cellen.
Hvad gør den elektrogene transport af natrium over lumen membranen?
Dette giver en negativ transepitelialt potential i første tredjedel af proksimale tubuli.
Hvad gør det negative transepiteliale potentiale i første 1/3 af proksimal tubuli?
Det negative transepiteliale gradient skaber et potentiale for Cl-, der sammen med solvent drag tillader paracellulær reabsorption af Cl-.
Reabsorptionen er dog langsommere end blandt andet reabsorption af HCO3-, og vand, og koncentrationen af Cl vil derfor stige let i denne del af tubulus.
Hvordan foregår transporten af natrium over lumen membranen i den sene halvdel til to tredjedele af den proksimale tubuli?
Her vil næsten alle organiske solutter være reabsorberet. Det vil gøre at der ikke er så mange af de elektrogene transportprocessor her, men i steder kører blandt andet Na+/H+ antiport, som er neutral.
Her vil der også være Cl/anion-antiportere, der medierer optag af Cl under sekretion af en anion som HCO3, format, oxalat eller OH.
Den udskilte anion vil ofte reagere med H+ og danne et apolært molekyle, der kan diffundere tilbage over membranen. For atter at splittes til et H+ og en anion.
Disse kan så igen udskilles, så der kan komme mere Cl og Na+ ind.
Dette genbrug af anioner og H+ giver altså et nettoresultat af mere optag af NaCl.
Hvordan transporteres Cl videre gennem den basolaterale membran?
Via en basolateral K/Cl-cotransporter.
Er der kun et transcellulært optag af natrium og Cl i den sene del af proksimal tubuli?
Nej, noget NaCl vil også optages paracellulært.
Som nævnt vil koncentration af Cl være steget på grund af dens langsommere reabsorption ifht vand, og vil derfor skabe en gradient for Cl til diffusion ud af tubulus.
Hvad er konsekvensen af Cl diffusion ud af tubuli i den sene halvdel af den proksimale tubuli?
Da de elektrogene transportere her ikke er aktive, så vil diffusion af Cl ud skabe en transepitelial gradient, der er mere positiv i tubuli lumen.
Hvad kan den postitive transepiteliale gradient i den sidste del af den proksimale tubuli bruges til?
Den kan bruges til paracellulært optag af Na+ over tight junctions.
Denne passive diffusion understøttes også af solvent drag.
Hvor stor en del af natrium vil i den proksimale tubuli blive reabsorberet gennem henholdsvis den transcellulære og paracellulære transportvej?
2/3 vil blive reabsorberet gennem den transcellulære transportvej, mens 1/3 reabsorberes gennem den paracellulære transportvej.
Hvad er specielt ved vandreabsorption i proksimal tubuli?
At den har så høj vandpermeabilitet, at selv en lille osmotisk forskel på 2-3 mosm/l er tilstrækkelig for en stor vandreabsorption.
Den osmotiske forskel skabes gennem tilførsel af Na´, Cl, HCO3 og glukose til det intercellulære lateralrum.
Dette skaber en vandreabsorption dels gennem epitelcellen og dels gennem tight junctons.
Fra lateralrummet strømmer vand videre gennem interstitialrummet til de peritubulære kapillærer.
Den transcellulære transportvej dominerer her, pga. den høje mængde af aquaporiner.
Hvad vil koncentrationen af henholdsvis Cl, Na, vand, inulin, glukose, HCO3 og urinstof være langs proksimal tubuli i tubuli væsken ifht deres plasma koncentrationer.
Koncentrationen af natrium og vand vil være det samme.
Koncentrationen af glukose og HCO3- vil være lavere i tubulus væsken.
Koncentrationen af Cl, urinstof og inulin vil være højere i tubulus væsken.
