Nyrefysiologi - Osmosis Flashcards
Hva ser man hvis man tar et tverrsnitt av nyrene?
Hva er et nefron?
Hvis man tar et tverrsnitt av nyrene, ser man at det er to hoveddeler:
- Ytre korteks.
- Indre medulla.
Ved å “zoome” inn ser vi at det finnes utallige strukturer som kalles nefroner.
Nefronene går fra den ytre korteksen, ned til medulla og tilbake til korteksen.
Nefronene sørger for å filtrere ut avfallsstoff fra metabolske prosesser, samt skadelige stoffer (toksiner, medikamenter etc.) fra blodet og til urinen.
Hva består ethvert nefron av?
Ethvert nefron består av glomerulus.
Det er i denne strukturen at filtrasjonen av blodet begynner.
Endotelet ved glomerulus er tynt, slik at små stoffer kan filtreres ut (blodplasma og små partikler).
Større stoffer slik som blodceller og proteiner er for store til å filtreres ut.
Glomerulus kan sammenlignes med et kaffefilter.
Hva er “Bowmans kapsel”?
Filtratet som dannes ved glomerulus kalles “pre-urin” (“tubular fluid”) samles i en “kopplignende struktur” som heter Bowmans kapsel”
Sammen danner glomerulus og Bowmans kapsel “Renal corpuscle
Hvilke strukturer er Bowmans kapsel forbundet med?
Bowmans kapsel er forbundet med andre strukturer.
Proksimale tubuli (proximal convoluted tubule) der mesteparten av reabsorbsjonen av stoffer skjer.
Henles sløyfe (Loop of Henle):
- Nedadgående del; descending limb
- Oppadgående del; ascending limb
Distale tubuli (distal convoluted tubule)
Collecting ducts
Hvordan er proksimale tubuli strukturert?
Proksimale tubuli består av
“Brush border” celler:
- Den apikale delen av cellen, som er vendt mot tubulilumen består av mikrovili som gjør overflaten større → mer vann og løselige partikler kan transporteres tilbake til blodet.
Basolaterale membranen:
- Vendt mot interstitialrommet, som man finner mellom tubuluscellene og de peritubulare kapillærene (peritubular capillary). De peritubulære kapillærene går langs nefronet, og tar de reabsorberte stoffene tilbake til sirkulasjonen.
Hvilke stoffer blir reabsorbert i proksimale tubuli?
Na2+
K+
Ca2+
Cl-
Mg2+
Hvilket stoff er et av de viktigste stoffene som reabsorberes i proksimale tubuli?
Natrium er et av de viktigste stoffene som reabsorberes i proksimale tubuli, fordi det er med på å reabsorbere andre løselige stoffer og vann:
- Ca. 67% av Na blir reabsorbert i den proksimale delen av tubuli. De resterende fortsetter videre i tubulisystemet.
Hvordan transporteres Na+ i proksimale tubuli?
[Na+] i tubulilumen er likt plasma, og er derfor høyere i tubulilumen enn i børstecellene.
Natrium diffunderer derfor til cellene med konsentrasjonsgradienten, via ulike transportkanaler.
En av disse transportproteinene er Na-Glukose kotransportøren, som transporterer natrium og glukose over apikalmembranen.
Glukose transporteres opp sin konsentrasjonsgradient (↑ glukose i cellene enn i tubulilumen), og energien til denne prosessen skjer ved at Na transporteres med sin konsentrasjonsgradient.
Hva skjer med glukose i børstecellene?
Glukosen som transporteres inn i cellen (via Na-Glukose kotransportøren) diffunderer fort videre til interstitialrommet og blodet pga. at [Glu] er mye lavere enn i cellen → passiv diffusjon.
Transporten skjer via Glucose Transporter (GLUT) 1 og 2 som sitter i den basolaterale delen av cellen.
Hvilke andre substanser blir transportert via en natriumkotransportør?
Substanser som reabsorberes fra tubuluslumen via kotransport av natrium er:
- Laktat
- Aminosyrer
- Fosfat
- Sitrat
Hvilket transportprotein er viktig for den videre veien til natrium i proksimale tubuli?
Natrium som går inn i børstecellene blir pumpet ut ved den basolaterale membranen via Na+/Ka+-ATPasen
ATPasen transporterer ut 3 Na+-ioner og 2 K+-ioner inn i cellen. Transporten går imot konsentrasjonsgradienten, så det krever energi i form av ATP.
ATPasen sørger for at [Na+] er lav i cellen, slik at mer [Na+] tas inn gjennom Na+-pumpene ved den apikale overflaten.
Noe Na+ går over til det interstitielle rommet via den paracellulære ruten (paracellular route):
- Går gjennom det laterale intercellulære rommet mellom to, sammenhengende tubulusceller.
Natrium i det interstitielle rommet diffunderer over til blodet, med konsentrasjonsgradienten.
Hvilket protein binder sammen cellene i epitelceller?
Normalt er det “tight junctions” mellom cellene impermeable for transport.
Dette skyldes store mengder claudinproteiner som binder de sideliggende cellene til hverandre.
Hva er grunnlaget for “leaky tight junctions” i proksimale tubuli?
I proksimale tubuli er det færre claudinproteiner som binder cellene sammen, noe som danner “leaky tight junctions”.
Gjør at løselige stoffer og vann kan trenge seg “forbi” cellen, og er opphavet til den paracellulære ruten.
I tillegg til glukosekotransporten, hvilken annen transportmekanisme er viktig for reabsorbsjonen av natrium?
Hvilken annen substans er denne viktig for?
En annen viktig transportmekanisme for Na+ er Na+/H+ antiporten (exchanger).
Denne hjelper og til med reabsorbsjonen av bikarbonat (HCO3+).
Bikarbonat som nærmer seg børstecellene vil reagere med H+ og det dannes karbonsyre (H2CO3).
Enzymet “carbonic anhydrase” (type 4) som sitter i apikalmembranen gjør at karbonsyre omdannes til H2O (vann) og CO2 (karbondioksid).
Vann og CO2 diffunderer passivt over cellemembranen, og i cellen vil enzymet “carbonic anhydrase” (type 2) føre til redannelsen av karbonsyre som igjen løses opp til H+ og bikarbonat.
Na+/HCO3-kontransportør transporterer Na+ og bikarbonat over basalmembranen, og inn til interstitiet. Vil transporteres videre til blodet.
Samtidig vil Na+/H+-antiporten føre natrium inn i cellen, og protonet ut av cellen → sørger for transport av bikarbonat over apikalmembranen.
Ca. 85% av bikarbonat reabsorberes på denne måten.
Hvilke stoffer diffunerer fritt over til blodet i proksiamle tubuli?
Enkelte stoffer, som vann og urea diffunerer fritt over til blodet.
Opp mot 50% av den utskilte ureaen føres over til blodet på denne måten.
Hvilke substanser skilles ut i den proksimale delen av tubuli?
NH4 (ammonium) fra anabolismen av glutamin transporteres ut fra børstecellen, samtidig som bikarbonat blir reabsorbert.
En del organiske syrer, samt medikamenter diffunderer fra de peritubulære kapillærene, transporteres over den basolaterale membranen via transportproteiner, og diffunderer deretter fritt ut i tubuluslumen.
Hvordan er cellene organisert i Henles sløyfe og hva kaller man de peritubulære kapillærene ved sløyfen?
Cellene i veggen til Henles sløyfe er epitelceller.
Den delen av cellene som er vendt mot tubulærlumen er den apikale overflaten, og den delen som er vendt mot det interstitielle rommet er den basolaterale overflaten.
Langs nefronet ved Henles sløyfe går peritubulære kapillærer, som ved strukturen kalles for vasa recta.
Løselige stoffer og vann transporteres/diffunderer over fra tubulærlumen til kapillærene og føres tilbake til sirkulasjonen.
Hvordan endres osmolariteten i den interstitielle væsken langs Henles sløyfe?
Øverst i Henles sløyfe (korteks) er osmolariteten i tubulærlumen lik 300 (mOsm/L = miliosmol per liter), og er nærmest lik den interstitielle væsken (300 m/Osm(L).
Innholdet øverst i tubulærlumen består av:
- Vann
- Na+
- K+
- Ca2+
- Cl-
- Urea
Osmolariteten i den interstitielle væsken øker fra 300 mOsm/L ved korteks til 1200 mOsm/L ved medulla, der sløyfen vender om:
- Osmolariteten skyldes store mengder Na+ og en del urea.
Hvilke kanaler inneholder den nedre delen av Henles sløyfe?
Det enlagede epitellaget ved den nedadgående delen av sløyfen inneholder store mengder akvaporinproteiner.
Akvaporinene transporterer bare vann ut av tubulærlumen, og vannet diffunderer fra interstitiellrommet til blodet (via vasa recta) og inn i det sirkulatoriske systemet.
Hva er det som gir den høye osmolariteten i nefronet i nyremedulla?
Det finnes få kanaler for løselige stoffer (urea, elektrolytter) i den nedadgående delen av Henles sløyfe.
Siden vann forsvinner ut av lumen via akvaporiner, vil osmolariteten i den nedadgående sløyfen være 1200 mOsm/L ved slutten av denne = samme som interstitellvæsken.
Hva inneholder den tynne oppadgående delen av Henles sløyfe?
Den tynne oppadgående sløyfen består av enlaget epitel, men har ingen akvaporiner, som gjør den impermeabel for vann.
Den inneholder derimot Cl- og Na+-kanaler (både apikalt og basolateralt) som lar elektrolyttene gå fra tubulærlumen, inn i epitelcellene og ut i interstitiellvæsken, ned konsentrasjonsgradienten.
Siden den oppadgående sløyfen ikke lar vann forlate den tubulære lumen, men Na+ og Cl-, vil osmolariteten være 600 mOsm/L i den interstitielle væsken mot slutten av den tynne oppadgående sløyfen.
Hvilke prosesser skjer i den tykke oppadstigende sløyfen av Henles?
De kubiske epitelcellene i den tykke oppadgående sløyfen inneholder en Na+/K+/2Cl- kotransportør som transporterer Na+ over apikalmembranen, ned dens konsentrasjonsgradient:
- Fører og til transport av en K+ og 2 Cl- ioner over membranen.
Ved den basolaterale membranen finner man Na+/K+ ATPase som transporter Na+ (3) ut av cellen, mens K+ (2) går inn i cellen. Er imot konsentrasjonsgradienten så prosessen krever ATP.
Cl-, og K+ diffunderer passivt over den basolaterale membranen, ned konsentrasjonsgradienten.
Hvilket medikament virker på den Henles tykke oppadgående sløyfe?
Diuretisk medisin; Slyngediuretika.
Binder seg til Cl- setet til Na/K/2Cl kotransportøren, og inhiberer proteinet.
Diuretika er medisiner som fører til økt vanntap ved å hindre reabsorbsjonen av natrium:
- Vann “følger” etter Na, så jo mer Na som går ut i urinen, jo mer vann blir utskilt.
Hvordan er oppbyggingen av distale tubuli?
Distale tubuli er bygget opp av tubulære celler som ligner på “børstecellene” som proksimale tubuli er oppbygget av, men den inneholder ikke mikrovilli.
Den delen av cellen som vender inn mot tubulære lumen er den apikale overflaten, mens den delen som vender mot interstitialrommer er den basolaterale overflaten.
Det interstitielle rommet vender mot de peritubulær kapillærene, som følger nefronet.
Reabsorberte stoffer og vann blir transportert fra tubulære lumen og over i blodet og sirkulasjonen.
Hvilke forskjellige bestanddeler har distale tubuli?
Distale tubuli er delt opp i:
“Early distal convoluted tubule”
“Late distal convoluted tubule”
- Minner om collecting duct.
“Collecting duct”
Hvilke prosesser skjer i tidlige distale tubuli?
Tidlige distale tubuli er impermeabel for vann og inneholder mer Na enn cellen. Dette fører til at Na transporteres ned sin konsentrasjonsgradient via en rekke transportproteiner.
Et transportprotein er Na+-Cl- kotransportøren, som fører ett Na- og ett Cl ion inn i cellen.
Transportproteinet transporterer Na ned sin konsentrasjonsgradient og bruker denne energien til å frakte Cl opp sin konsentrasjonsgradient, da det er mer Cl i cellen enn i tubulussystemet.
Klorid går ut av cellen via en kloridkanal til interstitiet.
Man finner og kalsium på den apikale siden av tubulicellen, og en Na/Ca kanal på den basolaterale siden.
Ca går ned sin konsentrasjonsgradient inn i cellen fra den apikale siden, men transporteres ut av cellen til interstitiet via Na/Ca kanalen mot sin konsentrasjonsgradient. Na transporteres inn gjennom denne kanalen.
Hvilket hormon er det som styrer reabsorpsjonen av Ca i nyrene?
Kalsiumreabsorpsjonen styres av parathyroidea hormon (PTH), som blir skilt ut av glandula parathyroidea i nakken (under thyroidea).
Ved at PTH fester seg til reseptorer som sitter i distale early convoluted tubuli celler, fører dette til mer dannelse av Na/Ca kanaler som fører til økt reabsorpsjon av kalsium.
Hvilken mekanisme er det som gir lav [Na] intracellulært i distale tubuli?
Før [Na] “bygges opp” intracellulært, blir tre Na-ioner pumpet ut av cellen, og to K-ioner pumpet inn i cellen. Mekanismen skjer ved bruk av Na/K-ATPasen i den basolaterale membranen.
Begge ionene går opp sin konsentrasjonsgradient, så transporten krever energi i form av ATP.
Na/K-ATPasen sørger for en lav intracellulær [Na], som fører til økt reabsorpsjon av Na fra tubuluslumen via Na/Cl-symporten.
Hvor mye natrium reabsorberer early distal convoluted tubuli?
Normalt reabsorberer early convoluted tubuli 5% av Na-reabsorpsjonen.
Er en “load dependent” mekanisme; jo mer Na som passerer proksimale tubuli, jo mer natrium blir reabsorbert i den distale early convoluted tubuli.
Mekanismen gjøres mulig ved at en større mengde Na-ioner som passerer dette punktet, jo større blir gradienten for Na-ioner å passere inn i tubulicellene.
Hvilke celletyper finner man i late distal convoluted tubuli og samlerøret?
Distale late convoluted tubuli og finner principal celler og alpha intercalated celler fordelt blant tubulusceller.
Hva slags funksjon har prinsipalcellene i distale late convoluted tubuli og samlerøret?
Prinsipalcellene
Inneholder to kanaler på den apikale cellesiden: Epithelial Na+ channel(ENac) som slipper natrium inn i cellen og en K+kanal som slipper ut kalium i tubulus. Transporten av positive Na-ioner inn i cellen hjelpes ved at positive K-ioner slippes ut av cellen.
Ved den basolaterale cellemembranen finner man en Na/K-ATPase som slipper Na ut til interstitiet og K intracellulært.
Hvordan fungerer “Alpha-intercalated cells”?
Alpha-intercalated cells
Pumper ut H-ioner ved den apikale membranen og ut i nefronet.
Cellene har: H+-ATPase som transporter H-ioner ut av cellene mot sin konsentrasjonsgradient og en H/K-ATPase som transporterer ut H-ioner og K-ioner inn i cellene, begge mot sin konsentrasjonsgradient.
Cellene har en Na/K-ATPase i sin basolaterale membran.
Hvilket hormon virker ved å regulere transportproteiner i distale convoluted tubuli og samlerøret?
Distale convoluted tubuli og samlerøret blir hormonelt regulert av Aldosterone, som secerneres ut av binyrebarken (zona glomerulosa).
Hvilket hormon fungerer på prinsipalcellene som øker vannreabsorpsjonen i kroppen?
I principalcellene finner man vannkanaler (akvaporin 2) som vanligvis finnes i vesikler i distale convoluted tubuli og samlerøret.
Hvis kroppen har økt vannbehov og trenger å spare vann, vil nevrohypofysen skulle ut Antidiuretisk hormon (ADH).
ADH setter seg på proteinreseptorer på principalcellene som fører til at akvaporin 2 setter seg både på den apikale og den basolaterale membranen. Dette fører til at vann fra tubulærlumen trekkes inn i cellen, og videre ut til de peritubulære kapillærene.
