Konturek - Układ moczowy

© Copyright by $taś

1

Sikanie

¨ Podstawowe zadania nerek¨ Krążenie nerkowe¨ Neurohormonalna regulacja układu krążenia¨ Pomiar przepływu osocza przez nerki¨ Autoregulacja nerkowa¨ Układ renina-angiotensyna-aldosteron¨ Przesączanie kłębuszkowe¨ Równowaga kłębkowo-kanalikowa¨ Kłębuszkowo-kanalikowe sprzężenie zwrotne¨ Metody pomiaru filtracji kłębuszkowej¨ Elektrofizjologia cewek nefronu¨ Wchłanianie zwrotne¨ Wchłanianie zwrotne wody¨ Kontrola wydalania wody

· wpływ ADH na kanaliki· diureza

¨ Wchłanianie zwrotne białek i hemoglobiny¨ Wchłanianie zwrotne aminokwasów¨ Wchłanianie zwrotne glukozy¨ Zjawisko splay

¨ Wchłanianie mocznika, kwasu moczowego,kreatyniny, fosforanów, siarczanów

¨ Wchłanianie sodu¨ Wchłanianie zwrotne potasu¨ Wydzielanie H+¨ Zwrotne wchłanianie wodorowęglanów¨ Wchłanianie Cl-¨ Hormonalna kontrola zwrotnego wchłaniania

kanalikowego· ANP

¨ Wydalanie nielotnych kwasów przez nerki,mechanizmy oszczędzania zasad

¨ Mechanizmy zagęszczania i rozcieńczania moczu¨ Klirens osmotyczny i klirens wolnej wody¨ Wydzielanie kanalikowe¨ Zaburzenia czynności nerek¨ Drogi moczowe, wydalanie moczu


2

Podstawowe zadania nerek

1) Regulacja objętości i składu substancji nieorganicznych i organicznych oraz osmolarności płynuzewnątrzkomórkowego

2) Udział w regulacji równowagi kwasowo-zasadowej, głównie przez wydalanie nadmiaru kwasów ioszczędzanie zasad

3) Wydalanie zbędnych lub szkodliwych produktów końcowych metabolizmu, jak mocznik, kwas moczowy,kreatynina i inne

4) Czynności metaboliczne, jak detoksykacja np. kwasu benzoesowego przez połączenie go z glicyną dokwasu hipurowego, glukoneogeneza w warunkach głodu, utlenienie aminokwasów i inne

5) Wydzielanie do krwi substancji o działaniu hormonalnym, jak erytropoetyna, renina, bradykinina,prostaglandyny i aktywna postać witaminy D3

a. Nerki są miejscem syntezy i uwalniania hormonów, ich prekursorów lub aktywatorówhormonalnych, autokoidów i neuroprzekaźników

b. Duże znaczenie w regulacji czynności nerek odgrywają eikozanoidy, przede wszystkimprostaglandyny. Receptory dla głównej prostaglandyny nerkowej PGE2, syntetyzowanej głównie wrdzeniu nerki, odnajduje się w różnych odcinkach kanalika a dla PGI2 (prostacykliny) – przedewszystkim w kłębuszkach

c. W nerce powstaje aktywna postać witaminy D3 w wyniku dodatkowej hydroksylacji dochodzi dosyntezy 1,25-dihydroksycholekacyferolu, potężnego hormonalnego regulatora gospodarkiwapniowej ustroju. Jego głównymi punktami uchwytu są błona śluzowa jelita oraz kości,bezpośrednie działanie na nerki ma mniejsze znaczenie

d. Renina. Komórki przykłębuszkowe tętniczki doprowadzającej zawierają reninę - enzymproteolityczny, który działając na swoisty substrat – alfa-globulinę nazywaną angiotensynogenemodszczepia angiotensynę I à angiotensyna II

i. Patrz: Układ R-A-A

e. Erytropoetyna. Około 80% erytropoetyny pochodzi z nerek, a niemal cała reszta z wątroby.Przypuszcza się, że miejscem syntezy są komórki nabłonkowe kłębuszków lub niektóre komórkiśródmiąższowe kory. Głównym bodźcem pobudzającym je do syntezy i wydzielania hormonu jestzmniejszenie ciśnienia parcjalnego tlenu w tkance.

i. Usunięcie obu nerek hamuje erytropoezę, a niedokrwistość jest typowym objawemtowarzyszącym niewydolności nerek. Skuteczne leczenie stało się możliwe dzięki produkcjierytropoetyny przy użyciu rekombinowanego DNA

f. Bradykinina

i. Powstaje przez działanie enzymów proteaz, znajdujących się w pocie, ślinie i wydzielinachgruczołów wydzielania zewnętrznego, na białka globuliny osocza krwi (kininogen).Bradykinina występuje w osoczu (jej prekursor J) jako bradikininogen (kininogenà to α2-globulina osocza), który po dotarciu do miejsca zapotrzebowania pod wpływemkalikreiny tkankowej lokalnie uwalnianej zmienia się w lizylobradykininę, która następniepod wpływem enzymu konwertującego przechodzi się w aktywną bradykininę.

1. Bradykinina zwiększa przepuszczalność naczyń włosowatych, w wyniku czegonastępuje ból, obrzęk oraz przechodzenie leukocytów do tkanek.

2. Uczestniczy w procesie regulacji ciśnienia krwi.a. Obniża ciśnienie krwi przez rozszerzenie naczyń krwionośnych.b. Bradykinina rozszerza naczynia krwionośne skóry, mięśni prążkowanych,

nerek, mózgu, trzewi i naczynia wieńcowe przez porażenie mięśnigładkich.

3. Kurczy również mięśnie macicy.4. Bradykinina kurczy mięśnie oskrzeli5. zwiększa uwalnianie katecholamin z nadnerczy.6. W nerkach ponadto powoduje uwalnianie prostaglandyn.

wróć


3

Krążenie nerkowe

· w spoczynku przez naczynia obu nerek przepływa przeciętnie 1200 ml krwi na minutę, co stanowi około20% wyrzutu sercowego

§ tę część wyrzutu sercowego (wyrażoną w procentach), która przepływa przez nerki, nosi nazwę frakcjinerkowej i może wahać się od 12 do 30%

§ część osocza przepływająca przez kłębuszki i ulegająca filtracji nosi nazwę frakcji filtracyjnejà stanowiona około 20% przepływu minutowego osocza przez nerkę, czyli około 120 ml/min.

· W krążeniu nerkowym wyróżnia się dwa łożyska naczyń włosowatych zaopatrujących nefrony, amianowicie:

· Wysokociśnieniowe łożysko naczyń kapilarnych kłębuszków à średnie ciśnienie 50 mmHgØ Zachodzi w nim wyłącznie proces filtracji płynu do torebki kłębuszka i w odróżnieniu od

innych kapilarów brak w nich zwrotnego wchłaniania

· Niskociśnieniowe łożysko kapilarów okołokanalikowychà średnie ciśnienie ok. 13 mmHgØ Niskie ciśnienie hydrostatyczne, ale wysokie ciśnienie onkotyczne osocza krwiØ zachodzi w nich wyłącznie proces reabsorpcji płynu tkankowegoØ ich część stanowią także naczynia proste

· Przepływ krwi przez nefrony napotyka trzy opory:§ W tętniczkach doprowadzającychà spadek ciśnienia z 100 mmHg w miejscu odgałęzienia od tętnic

międzyzrazikowych, do 60 mmHg w naczyniach doprowadzających kłębuszka

§ W tętniczkach odprowadzających à dalszy spadek ciśnienia do wartości około 45 mmHg i do 13mmHg w kapilarach okołokanalikowych

§ W żyłach nerekà w żyle nerkowej ciśnienie wynosi około 8 mmHg

· Z całości przepływu nerkowego krwi;· Na korę przypada ok. 88%· Na część zewnętrzną rdzenia 10%· Na część wewnętrzną rdzenia (naczynia proste) tylko 1-2%

wróć


4

Neurohormonalna regulacja krążenia nerkowego

- naczynia nerkowe człowieka zaopatrzone są głównie we współczulne, adrenergiczne nerwynaczynioruchowe. Uwalniająca się na ich zakończeniach noradrenalina działa obkurczająco na naczynianerkowe, głównie poprzez receptory α1-adrenergiczne.

o W warunkach spoczynkowych toniczna czynność adrenergiczna włókien naczyniozwężąjącychjest słaba

o Przy miernym pobudzeniu włókien współczulnych nerek powoduje tylko skurcz tętniczekdoprowadzających i zmniejszenie ciśnienia hydrostatycznego oraz przepływu krwi przez kapilarykłębuszkowe, co w efekcie prowadzi do spadku przesączania kłębuszkowego.

o Silne pobudzenie układu współczulnego (wywołane hipoksją i hiperkapnią, znacznymzmniejszeniem wyrzutu sercowego np. po dużej utracie krwi, w stanach wstrząsu ciężkiej pracyfizycznej) wywołuje skurcz zarówno tętniczek doprowadzający jak i odprowadzających znastępowym ustaniem przepływu krwi i spadkiem przesączania kłębuszkowego à krewprzesuwana do ważnych życiowo narządów: mózgu i serca

o Pobudzenie nerwów współczulnych nerek wzmaga też wydzielanie reniny poprzez działaniepobudzające uwalnianej noradrenaliny na β1-receptory adrenergiczne komórek ziarnistych(przykłębuszkowych) oraz bezpośrednio zwiększa reabsorpsję Na+ przez kanaliki nerkowe,wykazujące obfite unerwienie współczulne

- Również nerwy błędne oddają do nerek niewielką liczbę włókien cholinergicznych, a uwalniana przez nieAch działa poprzez receptory muskarynowe

- Naczynia nerkowe podlegają wpływom wielu czynników hormonalnych i humoralnych

o Noradrenalina wstrzyknięta dożylnie lub uwalniana endogennie w stanach wstrząsowychpowoduje wybiórczy skurcz tętnic i tętniczek głównie kory

o Silny skurcz tętnic następuje pod wpływem angiotensyny II i III, a także prostaglandyny F (PGF2α)itromboksanu A2 (TXA2) powstających w nerkach

o Działanie rozszerzające na naczynia nerkowe wywiera Ach, zwiększająca przepływ krwi głównie wrdzeniu nerki, gdzie znajdują się receptory muskarynowe

o Silny wpływ naczyniorozszerzający wywiera także produkowana w nerkach dopamina orazprostacyklina (PGI2) wytwarzana przez śródbłonek naczyń w korze nerek

o Spośród kinin silne działanie naczyniorozszerzające ma bradykinina, powstająca w nerkach zglobulin osocza pod wpływem kalikreiny. Ta ostatnie odszczepia lizylobradykininę, która podwpływem enzymu konwertującego zamienia się w nerkach na nonapeptyd o silnym działaniunaczyniorozszerzającym. Bradykinina uwalnia także prostaglandyny w nerkach, a te z kole mająwpływ na uwalnianie i produkcję bradykininy

Zmiany krążenia w różnych stanach fizjologicznych i patologicznych:

- podczas intensywnego wysiłkuà redukcja przepływu nerkowego nawet o połowę- zmiana pozycji ciała z poziomej na pionowąà zmniejszenie przepływu o 10-20%- długotrwałe stanie bez ruchuà zmniejszenie przepływu nawet do 50%- hipoksjaà zmniejszenie przepływu- niedotlenienie, hiperkapnia, kwasica à zmniejszenie przepływu- wstrząs pokrwotocznyà może nastąpić tak znaczna redukcja przepływu krwi, że może doprowadzić nawet

do martwicy kanalików nerkowych i rozwoju mocznicy

wróć


5

Pomiar przepływu osocza przez nerki

Przepływ krwi przez nerki można badać w warunkach doświadczalnych zakładając przepływomierzeelektromagnetyczne na tętnice nerkowe, a dystrybucje przepływu stosując znakowany krypton lub ksenon

Pośrednio przepływ krwi bada się stosując klirens substancji którą nerki wydalają niemal całkowicie już pojednorazowym przepływie krwi.

- do oznaczania przepływu nerkowego na zasadzie klirensu używa się kwasu paraaminohipuronowego(PAH)

o kwas ten jest łatwy do oznaczenia w płynach ustrojowycho nie podlega metabolizmowi, wytwarzaniu, ani magazynowaniu w nerkacho niemal cała jego wstrzyknięta ilość (90%) zostaje usunięta z osocza krwi do moczu już po

jednorazowym przepływie krwi przez nerkę§ ale ilość podanego PAH musi być mniejsza niż transport maksymalny nerek Tm dla tej

substancji (najwyższe stężenie PAH aby mógł zostać przeprowadzony pomiar to około0,1mg/mlà odczytane z wykresu)

o ilość wydalonego z moczem PAH jest sumą ilości przesączonej w kłębuszkach (20%) do ilościczynnie wydzielonej przez kanaliki (ok. 80%)

- Przepływ osocza przez nerki (RPF – Renal Plasma Flow) jest równy ilości dowolnej substancjiwydalanej w moczu, podzielonej przez różnicę w stężeniu tej substancji pomiędzy krwią w tętnicy i żylenerkowej, zgodnie ze wzorem:

§ RPF = (U x V)/(Ax-Vx)· U – stężenie substancji w moczu· V – diureza minutowa· Ax i Vx – stężenie substancji we krwi tętniczej i żylnej

§ RPF = 650 ml/min§ Przy oznaczaniu przepływu za pomocą klirensu PAH pomija się stężenie PAH w nerkowej

krwi żylnej, ponieważ PAH zostaje niemal w zupełności wydalony z osocza· PPAH x RPF = 0 + UPAH x V

§ Stosując PAH można oznaczyć efektywny przepływ nerkowy osocza (ERPF)

· ERPF = (UPAH x V)/ PPAH = CPAH

o ERPF = efektywny przepływ nerkowy osocza (mL/mino UPAH = stężenie PAH w moczu (mg%)o V – objętość moczu (ml/min)o PPAH – stężenie PAH w osoczu

§ Znając ten efektywny przepływ osocza i hematokryt (Ht) można obliczyć efektywnąobjętość krwi (ERBF) przepływającej przez nerki w ciągu minuty

· ERBF = [1/(1-Ht)] x ERPFwróć


6

Autoregulacja nerkowa

- najważniejszą cechą krążenia nerkowego jest jego względna autonomia wyrażająca się autoregulacją,która polega na tym, że nerkowy przepływ krwi (RBF) i osocza (RPF) jest względnie stały, mimo wahańśredniego ciśnienia w tętnicach nerkowych w zakresie 80-200 mmHg. (80-180 wg Traczyk)

- TEORIA MIOGENNA

o To autoregulacja związana ze skurczem mięśniówki naczyń oporowych, głównie tętniczek orazzwieraczy prekapilarnych przy wzroście ciśnienia transmuralnego, czyli różnicy ciśnienia pomiędzyświatłem tych naczyń a otaczającym płynem śródmiąższowym

o Polega na automatycznym wzmożeniu czynnego napięcia i skurczu tej mięśniówki przy wzrościeciśnienia transmuralnego

o Autoregulacja nerkowa ma charakter autonomiczny, wewnątrzpochodny i zachodzi także w nerceodnerwionej, przeszczepionej lub wyizolowanej. Nie zależy w zasadzie ani od hormonów aniczynników neurogennych

o W sumie autoregulacji podlegają§ Ciśnienie w kapilarach kłębuszka naczyniowego§ Ilość przepływającej krwi przez nerki (RBF, RPF)§ Filtracja kłebuszkowa (bo stała ilość krwi przepływająca przez kłębuszki)

o Natomiast ilość produkowanego moczu, czyli diureza nerkowa nie podlega autoregulacji i wzrastaw miarę wzrostu ciśnienia perfuzyjnego w nerkach

o Mechanizm:§ Wzrost ciśnienia w tętnicy nerkowej à wzrost ciśnienia transmuralnego à wstępne

rozciągnięcie mięśniówki gładkiej à miogenny skurcz mięśni gładkich à utrzymaniestałego przepływu

§ Przy ciśnieniu w tętnicy nerkowej poniżej 80-90 mmHg tętniczka doprowadzająca jestmaksymalnie rozszerzona i jej opór się nie zmienia. Wynikiem tego jest wzrost przepływuproporcjonalny do wzrostu ciśnienia.

§ Gdy ciśnienie w tętnicach nerkowych podnosi się (np. ze 100 do 180 mmHg) następujestopniowe zwężanie tętniczki doprowadzającej i wzrost oporu, wskutek czego przepływnerkowy krwi prawie się nie zmienia.

§ Przy dalszym wzroście ciśnienia powyżej 200 mmHg tętniczki doprowadzające sąmaksymalnie zwężone i ponownie wzrasta ciśnienie w kapilarach kłębuszkowch, gdyż„przełamana zostaje autoregulacja” i odpowiednio zwiększa się przepływ krwi przez nerkę


7

- TEORIA METABOLICZNA

o Wprawdzie autoregulacja jest zjawiskiem głównie mięśniowym, autonomicznym iwewnątrznerkowym, to jednak pewne znaczenie przypisuje się czynnikom hormonalnym.Zwłaszcza:

§ Angiotensynie II· Powstaje lokalnie w nerkach pod wpływem reniny produkowanej w komórkach

przykłębuszkowych (ziarnistych) nefronów· Powoduje lokalne skurcze tętniczek odprowadzających, stanowiąc element

sprzężenia zwrotnego ujemnego, zapobiegające spadkowi ciśnienia w kapilarachkłębuszkowych i podtrzymującego ciśnienie hydrostatyczne w tych kapilarach ifiltrację kłebuszkową

§ Tlenkowi azotu (NO) i prostaglandynom serii E i I

· Działanie naczyniorozszerzające· Zwiększony chwilowo przepływ krwi przez nerki z powodu wzrostu ciśnienia

napędowego wypłukuje te naczyniorozszerzające substancje, warunkując skurcznaczyń doprowadzających

· Odwrotnie, przy spadku ciśnienia w tętnicach nerkowych niedokrwieniu orazhipoksji nerek następuje wzrost biosyntezy NO i PG, prowadząc do rozszerzenianaczyń doprowadzających i zapewniając utrzymanie przepływu krwi w kapilarachkłębuszka oraz filtracji kłębuszkowej na niezmienionym poziomie.

Wg kartki:- autoregulacja nie działa:

o w stanach pobudzenia współczulnegoo w stanach krwotoku i anaksjio w ciężkiej hipoksji;o po działaniu cyjanków, prokainy, czy etanoli

wróć


8

Układ renina – angiotensyna – aldosteron

DROGA AKTYWACJI

Komórki przykłębuszkowe tętniczki doprowadzającej zawierają reninę – enzym proteolityczny, którydziałając na swoisty substrat – alfa-globulinę nazywaną angiotensynogenem, odszczepia z niej biologicznie małoaktywny dekapeptyd – angiotensynę I. Kolejne odszczepienie dwóch aminokwasów przez enzym konwertującyzachodzące głównie w krążeniu płucnym, prowadzi do powstania oktapeptydu angiotensyny II.

CZYNNIKI STYMULUJĄCE UWALNIANIE RENINY:

o obniżone stężenie sodu – hiponatremia, spadek liczby jonów sodowych w obrębie plamki gęstejo bo receptorem kontrolującym wydzielanie reniny jest plamka gęsta aparatu przykłębuszkowego i

obniżenie ilości soli dopływającej do ramienia wstępującego pętli nefronu i plamki gęstej (spadektzw. ładunku dystalnego) prowadzi do zwiększenia wydzielania reniny i syntezy Ang II (natomiastzwiększenie ładunku dystalnego hamuje wydzielanie reniny)

o spadek ciśnienia perfuzyjnego nereko obniżenie ciśnienia krwi w tętnicy nerkowej (czyli tzw. ciśnienia perfuzyjnego nerki), np. w

następstwie jej patologicznego zwężenia lub obniżenia ogólnego ciśnienia tętniczego krwi,prowadzi do rozszerzenia tętniczki doprowadzającej kłębuszków (typowa odpowiedźautoregulacyjna).

o Tętniczka doprowadzająca odgrywa tu także rolę baroreceptora nerkowego, którego pobudzenieprowadzi do zwiększenia uwalniania reniny i ostatecznie powstania angiotensyny II

o zmniejszenie objętości płynu pozakomórkowego - np. wstrząs hipowolemicznyo odruchowe pobudzenie włókien współczulnych unerwiających komórki przykłębuszkowe. Noradrenalina

przez receptor adrenergiczny typu beta1 pobudza je do uwalniania reniny.o Prostaglandyny (szczególnie PGI)o Spadek ciśnienia krwi, odwodnienie, krwotok, stany utraty sodu, marskość wątroby, niewydolność układu

krążenia, nagła zmiana pozycji ciała z leżącej na stojącą, stres


9

CZYNNIKI HAMUJĄCE UWALNIANIE RENINY:

- wazopresyna- ANP (przedsionkowy peptyd natriuretyczny)- potas- angiotensyna II- adenozyna- blokowanie receptorów β-adrenergicznych np. propranololem- blokowanie syntezy prostaglandyn przez indometacynę, aspirynę

WPŁYW ANGIOTENSYNY II NA ORGANIZM:

- Angiotensyna II działa na tkanki docelowe za pośrednictwem dwu klas receptorów tj. receptorów klasy AT1i AT2.

o Receptory AT1§ występują w ścianie naczyń tętniczych i mózgu§ po ich pobudzeniu przez angiotensynę II następują zmiany w białku G i fosfolipazie C, wraz

ze wzrostem jonów Ca2+ w miocytach i ich skurczem.§ AT1 receptory występują także w komórkach kory nadnerczy i pod wpływem ich

pobudzenia przez angiotensynę II następuje wzrost uwalniania aldosteronu

o Bezpośrednio obkurcza naczynia krwionośne, przez wpływ na receptory angiotensynowe, powodującwzrost oporów obwodowych i ciśnienia tętniczego

o Pobudzanie warstwę kłebuszkową kory nadnerczy do wytwarzania aldosteronuo Aldosteron pobudza proces resorpcji sodu i wydzielania potasu działając na komórki główne

kanalików zbiorczych nerki. W ten sposób przyczynia się do podwyższenia stężenia jonów sodu wosoczu i wzrostu ciśnienia krwi.

o Pobudza układ współczulny poprzez zwiększanie wydzielania adrenaliny w nadnerczach oraz nasilanieprzekaźnictwa adrenergicznego w autonomicznym i ośrodkowym układzie nerwowym

o Obkurcza zarówno doprowadzające, jak i odprowadzające tętniczki kłębuszka nerkowego, przy czymdoprowadzające w mniejszym stopniu.

o W związku z tym w wyniku oddziaływania Ang II dochodzi do zmian w ukrwieniu nerek orazzwiększenia frakcji filtracyjnej.

o Pobudzenie neuronów podwzgórza w kierunku wzmożonego uwalniania wazopresyny (ADH), ACTH i wzrostpragnienia

o Działanie naczynioobkurczające angiotensyny prowadzące do zwiększenia całkowitego oporuobwodowego oraz działanie prowadzące, za pośrednictwem aldosteronu do zwiększenia zawartości sodu iobjętości płynów ustrojowych mogą wywołać wspólnie podwyższenie ciśnienia krwi tętniczej.

o Zatem głównym efektem pobudzenia układu RAA jest wzrost ciśnienia tętniczego. Fakt ten wykorzystuje sięw lecznictwie, w terapii nadciśnienia tętniczego. Lekami znoszącymi efekty pobudzenia układu RAA sąinhibitory konwertazy angiotensyny i antagoniści receptorów angiotensynowych.

WPŁYW ANGIOTENSYNY III NA ORGANIZM

- wykazuje ona około 40% aktywności naczynioskurczowej angiotensyny II i 100% jej aktywności obudzającejwydzielanie aldosteronu

ROLA UKŁADU R-A-A

- utrzymanie odpowiedniego stosunku pomiędzy filtracją a zwrotnym wchłanianiem kanalikowym, czylizapewnia równowagę kłębuszkowo - kanalikową poprzez kontrolę przepływu krwi do kłębuszków i filtracjikłębuszkowej

- utrzymanie prawidłowego ciśnienia tętniczego poprzez wpływ na aktywność skurczową mięśniówkitętniczek i wypełnienie łożyska naczyniowego poprzez wydzielanie aldosteronu i zapewnienie zwrotnegowchłaniania Na+ w kanalikach nerkowych

- układ R-A występuje nie tylko w nerkach, ale też w wielu innych narządach produkując angiotensynę II nalokalne potrzeby (trzustka, serca, kora nadnerczy, jajniki, przysadka)

wróć


10

Przesączanie kłębuszkowe

- budowa błony filtracyjnej

o to „potrójny filtr” o grubości ok. 0,3 μmo składa się z

(1) śródbłonka kapilarów,(2) błony podstawnej komórek torebki i(3) warstwy komórek nabłonkowych, zwanych podocytami z pseudowypustkami

stopkowatymi spoczywającymi na wspólnej z kapilarami błonie podstawnej

o właściwą zaporę filtracji stanowi ciągła błona podstawna, a szczególne jej środkowa blaszkagęsta, która uniemożliwia lub w znacznym stopniu ogranicza filtrację cząsteczek białka

o całkowita powierzchnia śródbłonka kapilarów kłębuszków obu nerek przez którą odbywa sięfiltracja wynosi u człowieka około 0,8m2

- przesączanie osocza przez błonę filtracyjną kłębuszków (GFR) zachodzi na tych samych zasadach, cofiltracja przez ścianę zwykłych naczyń włosowatych, a więc zależy os różnicy ciśnień hydrostatycznych ionkotycznych poprzez błonę filtracyjną kłębuszków

- przesączanie kłębuszkowe (GFR – Glomerular Filtration Rate)

o GFR = Kf(Ph-Pt) - Po

o GFR = Kf x EFP

- Jest ono uzależnione od dwóch głównych czynników

o EFEKTYWNEGO CIŚNIENIA FILTRACJI§ Czyli (zgodnie z koncepcją Starlinga) od różnicy ciśnienia hydrostatycznego w kapilarach

kłębuszka i w torebce kłębuszka oraz od ciśnienia onkotycznego białek osocza. Wobecznikomej zawartości białek w przesączu można pominąć ciśnienie onkotyczne w torebcekłębuszka

o WSPÓŁCZYNNIKA Kf zależnego od przepuszczalności i powierzchni błony filtracyjnej

§ Może zmieniać się pod wpływem komórek mezangialnych, których skurcz powodujezmniejszenie powierzchni filtracji w wyniku odkształcenia i zmniejszenia światła kapilarów

· Do czynników wywołujących skurcz tych komórek i zmniejszenie filtracji należą:o Endotelinyo Angiotensyna IIo Wazopresynao Tromboksan A2o PGF2alfao Leukotrieny C i Do PAF

· Rozkurcz komórek mezangialnych i wzrost filtracji kłębuszkowej powodująo Dopaminao PGE2o PGI2o ANP

§ Gdy wzrost powierzchni błony foltracyjnej à wzrost GFR§ Zmniejszenie grubości błony filtracyjnej à wzrost GFR§ Wzrost przepuszczalności błony filtracyjnej à wzrost GFR§ Spadek ładunku blaszki gęstej à wzrost GFR

- W warunkach prawidłowych przepuszczalność i powierzchnia błony kłębuszkowej są wielkościamistałymi i w związku z tym zasadniczą siłą napędową filtracji w kłębuszkach jest ciśnienie filtracji.


11

EFEKTYWNE CIŚNIENIE FILTRACJI:

o Efektywne ciśnienie filtracji (EFP = Effective Filtration Pressure) wynosi około 20 mmHg (wg Traczyka15 mmHg, wg „kartek” 17 mmHg)

§ EFP = Ph – (Po + PT)· Ph = 60mmHg· Pt = 14 mmHg· Po = 25mmHg

· Głównym czynnikiem zmiennym, wpływającym na przesączanie kłębuszkowe, jestciśnienie hydrostatyczne w kapilarach kłębuszka (Ph).

o Zależy ono od spadku ciśnienia na odcinku pomiędzy aortą akłębuszkiem, głównie w tętniczkach doprowadzających

· Ogólnie im wyższe jest ciśnienie w kapilarach kłębuszkowych i im mniejszeciśnienie onkotyczne (Po) osocza lub ciśnienie hydrostatyczne przesączu wtorebce kłębuszków (Pt), tym większe przesączanie kłębuszkowe

- Czynniki wywierające wpływ na przesączanie kłębuszkowe

o Przepływ krwi przez kłębuszki nerkowe§ Im większy przepływ krwi przez kłębuszki tym lepsze są warunki do filtracji kłębuszkowej§ Bo im dłużej krew przepływa przez kłębuszek to odsącza się więcej osocza do przesączuà

zagęszczenie krwi à podniesienie ciśnienia onkotycznego à zwolnienie filtracji

o Stan skurczu tętniczek doprowadzających i odprowadzających kłębuszków§ Bo np. skurcz tętniczek doprowadzających zmniejsza przepływ krwi i ciśnienie

hydrostatyczne w kapilarach kłębuszka, co ostatecznie prowadzi do zmniejszenia filtracjikłębuszkowej; rozkurcz przeciwnie

§ Skurcz tętniczek odprowadzających zwiększa opory dla przepływu krwi przez kłębuszek iwzmaga ciśnienie hydrostatyczne w jego kapilarach, co zwiększa filtracje, alejednocześnie spada przepływ krwi, co stanowi czynnik limitujący filtracje

o Aktywność układu współczulnego§ Wpływa na filtracje poprzez skurcz tętniczek doprowadzających i odprowadzających§ Umiarkowane pobudzenie powoduje skurcz głównie tętniczek doprowadzających

EFP =(Ph-Pt) -Po


12

o Ciśnienie tętnicze krwi

§ Przy spadku tego ciśnienia poniżej 80 mmHg ciśnienie hydrostatyczne w kapilarachkłębuszkowych staje się mniejsze niż suma ciśnienia onkotycznego osocza i ciśnieniahydrostatycznego w torebce kłębuszkaà ciśnienie filtracji spada do zera

§ przy wzroście ciśnienia tętniczego od 100 do 200 mmHg filtracja kłębuszkowa zwiększa sięzaledwie o 15%, ale ten wzrost połączony jest z kilkukrotnym zwiększeniem ilościwytwarzanego moczu ostatecznego

§ Przy wzroście ciśnienia powyżej 200 mmHg, ustaje autoregulacja i przesączaniekłębuszkowe zaczyna się wzmagać

§ Systemy stabilizujące GFR to:· Kłębuszkowo-kanalikowe sprzężenie zwrotne· Równowaga kłebuszkowo-kanalikowa

o Stężenie białek osocza§ Stanowi siłę przeciwdziałającą filtracji i dlatego przy jego spadku wzrasta przesączanie

kłębuszkowe§ Spadek ciśnienia onkotycznego o 5 mmHg wywołuje wzrost przesączania kłębuszkowego

o 15-20%

o Ciśnienie w drogach moczowych

- Zaburzeniao Niewydolność nerek (filtracja białek)à wzrost GFR à wzrost filtracjio Kamica nerkowa à wzrost ciśnienia filtracyjnego w torebce Bowmana à spadek GFRà spadek

filtracjio Wysiłek fizyczny à wzrost ciśnienia onkotycznego w torebce (białkomocz fizjologiczny)

wróć


13

Równowaga kłębkowo – kanalikowa

- równowaga kłębuszkowo-kanalikowa określa istnienie stałego stosunku objętości przesączonej wkłębuszkach do objętości zaabsorbowanej w kanaliku bliższym

- Przy wzroście lub spadku GFR resorpcja zwiększa się lub zmniejsza w sposób proporcjonalny tak, że wdalszym ciągu niemal 70% przesączu ulega wchłonięciu

- wzrost GFR prowadzi do zwiększenia reabsorpcji ultrafiltratu w kanaliku bliższym, wzrostu ciśnieniaonkotycznego białka we krwi dopływającej do kapilarów okołokanalikowych i wtórnie do wzmożonejreabsorpcji Na+ w kanalikach nerkowych już w ciągu kilku sekund co zapewnia utrzymanie równowagikłębuszkowo-kanalikowej

- dzięki tej równowadze każdy wzrost GFR jest wkrótce zrównoważony przez zwiększoną reabsorpcję wody iNa+ już w kanaliku.

- Zjawisko to zapobiega większym wahaniom objętości płynu nie zresorbowanego w kanaliku bliższym idostarczonego do kanalika dalszego (tzw. ładunek dystalny).

- Ma to duże znaczenie ponieważ utrzymywanie ładunku dystalnego płynu w wąskich granicach jestwarunkiem sprawnego funkcjonowania dalszych odcinków kanalika.

o Wiadomo bowiem, że nie są one, w przeciwieństwie do kanalika bliższego, przystosowane doresorbowania dużych objętości płynu kanalikowego i ich zalanie nie wchłoniętym przesączemspowodowałoby utratę z moczem znacznych ilości wody i elektrolitów.

o Znacznie zmniejszony ładunek dystalny mógłby ulec w całości wchłonięciu, co byłobyjednoznaczne z ustaniem czynności wydalniczej i regulacyjnej nerki.

- Równowaga kłębuszkowo-kanalikowa jest zjawiskiem wewnątrznerkowym, niezależnym od wpływównerwowych lub humoralnych.

wróć


14

Kłębuszkowo-kanalikowe sprzężenie zwrotne

- to system stabilizujący GFR.

- działa on na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego pomiędzy ilością przesączu i moczu kanalikowegodopływającego do kanalika dalszego i plamki gęstej (pobudzającego chemoreceptory plamki) aśrednicą tętniczki doprowadzającej do kłębuszka.

- Wzrost GFR i zwiększony ładunek NaCl działa poprzez chemoreceptory w ten sposób, że ostatecznie kurczysię tętniczka doprowadzająca kłębuszka i zostaje przywrócony zarówno RBF, jak i GFR. (a w równowadzekłębuszkowo-kanalikowej odpowiedzią na wzrost GFR jest zwiększenie reabsorpcji w kanaliku bliższym)

o W tym skurczu pośredniczy prawdopodobnie tromboksan A2.

- Odwrotnie, wyraźny spadek filtracji kłębuszkowej zmniejsza ilość NaCl dopływającego z moczemkanalikowym do plamki gęstej, co zmniejsza pobudzenie jej chemoreceptorów i w końcu prowadzi dorozkurczu tętniczki doprowadzającej i powrotu RBF i GFR do normy.

- Ten mechanizm znany jako kanalikowo-kłębuszkowe sprzężenie zwrotne ma na celu utrzymanie stałości„ładunku” moczu kanalikowego dopływającego do kanalika dalszego i plamki gęstej

wróć


15

Metody pomiaru filtracji kłębuszkowej

Wielkość filtracji kłębuszkowej (GFR) jest najbardziej podstawową zmienną charakteryzującą czynność nerek.

O wielkości filtracji kłębuszkowej można sądzić jedynie na podstawie określenia wskaźnika oczyszczania osoczaw nerkach, czyli badania klirensowego.

W celu oznaczenia filtracji kłębuszkowej stosuje się substancje klirensowe o określonych właściwościach.Substancje te musi cechować:

- łatwość filtracji przez błonę kłębuszkową i niewiązanie się z białkami osocza- łatwe przechodzenie z torebki kłębuszka do moczu ostatecznego bez ulegania zwrotnej resorpcji czy

osadzania się w kanalikach nerkowych- utrzymywanie się w organizmie na poziomie niezmienionym od chwili wstrzyknięcia do ustroju wydalania

wraz z moczem- brak działania toksycznego czy farmakologicznego

Klirens nerkowy (współczynnik oczyszczania) jakiejś substancji - określa objętość osocza krwi oczyszczonej z danejsubstancji w jednostce czasu. Oczyszczanie nigdy nie jest całkowite i współczynnik oczyszczania osocza jest zatemnajmniejszą objętością osocza, która zawiera taką ilość substancji, jaką nerki są w stanie wydalić z moczem w ciąguminuty.

Do pomiarów filtracji kłębuszkowej u człowieka najczęściej stosuje się klirens inuliny lub endogennej kreatyniny:

- Inulina – polimer fruktozy, wielocukier, substancja obca dla ustrojuà musi być podawana w ciągłej infuzjidożylnej, celem osiągnięcia jej stałego poziomu we krwi.

o Tylko filtracja

- Oznaczanie współczynnika oczyszczania endogennej kreatyniny nie jest tak dokładne jak substancjiegzogennych, gdyż przedostaje się ona do kanalików nerkowych nie tylko drogą przesączania przezkłębuszki (filtracja), lecz także wydzielania w niedużych ilościach prze komórki kanalików nerkowych. Towydzielanie kanalikowe, niewielkie u osób z prawidłowym stężeniem kreatyniny we krwi (1mg%), możezwiększyć się wybitnie u chorych z zaburzeniem czynności nerek, gdy stężenie kreatyniny w osoczu wzrośnie

Klirens nerkowy inuliny (w ml/min), który jest równy GFR, można obliczyć, znając ilość substancji wydalonej zmoczem w ciągu minuty, czyli jest to iloczyn stężenia jej w moczu (U in) i objętości moczu (V) wydalonego w ciąguminuty, podzielony przez stężenie tej substancji w osoczu (Pin):

Stężenie inuliny w osoczu x klirens inuliny (filtracja, GFR) = stężenie inuliny w moczu x objętość moczu

Cin = (U in x V)/ Pin

Z klirensu można obliczyć dobową produkcje moczu :Dla inuliny: 120 ml/min x 60 min x 24 = 180 L/doba

Filtracja kłębuszkowa wynosi przeciętnie u mężczyzny około 130 ml/min a u kobiety około 110 ml/minCałkowita ilość filtratu kłębuszkowego wynosi przeciętnie 180 litrów na dzień, z tego 99% ulega zwrotnej resorpcji, areszta wydalaniu w postaci moczu

WARTOŚCI KLIRENSU NERKOWEGO SZEREGU SUBSTANCJI:- glukoza – 0 ml/min

o glukoza ulega całkowitemu zwrotnemu wchłonięciu- mocznik – 75 ml/min- inulina – 125 ml/min- kreatynina – 140 ml/min- kwas para-aminohipuronowy – 650 ml/min

o PAH jest usuwany do przesączu pierwotnego na drodze filtracji i wydzielania cewkowego

Resorpcja kanalikowa jest ściśle proporcjonalna do objętości filtratu (równowaga kłębuszkowo-kanalikowa),natomiast filtracja jest niezależna od zmian objętości wydalanego moczu. Diureza bowiem jest funkcją obwodowejczęści nefronu, regulowanej czynnikami pozanerkowymi, głównie o charakterze hormonalnym. Filtracjakłębuszkowa wykazuje rytm dobowy ze szczytem dziennym i wzrasta podczas posiłków oraz przy diecie o dużejzawartości soli.

wróć


16

Elektrofizjologia cewek nefronu

- Różnica potencjałów po obu stronach komórek (potencjał transtubularny)o To różnica potencjałów pomiędzy wnętrzem kanalika a stroną zewnętrznąo Wnętrze kanalików posiada potencjał ujemny w stosunku do strony zewnętrznej:

§ Kanalik bliższy: -3mV§ Ramie wstępujące pętli Henlego: -8 mV§ Kanalik dalszy: -50 mV§ Kanalik zbiorczy: -20 mV

o Potencjał transtubularny ma wartość ujemną, gdyż kationy są na przebiegu pętli transportowaneszybciej niż aniony

o ROLA: mechanizm wspomagający resorpcję zwrotną anionów (tak w ogóle to substancjeosmotycznie czynne, głównie kation Na+ i towarzyszące mu aniony, przedostają się z moczukanalikowego na drodze ułatwionej dyfuzji przy udziale wspólnego dla glukozy i aminokwasówtransportera do wnętrza komórek kanalikowych, a tam Na+ transportowane czynnie, a anionybiernie, zgodnie z gradientem elektrochemicznym.

- Ponadto wszystkie komórki wykazują potencjał transmembranowy wynoszący 50-70 mV, przy czymwewnętrzna strona błony komórkowej nosi jak zwykle ładunek ujemny, a zewnętrzna dodatni

o Potencjał transmembranowy to różnica pomiędzy wnętrzem komórki kanalika nerkowego, awnętrzem kanalika nerkowego

o Wynika z gradientów stężeń jonów oraz działania pompy sodowo-potasowej

o ROLA: to jeden z mechanizmów sprzyjających wchłanianiu zwrotnemu kationów – dlategotransport kationów na przebiegu pętli o około 5% przeważa nad transportem anionów

o Dlatego kationy (głównie jon sodowy) wnikają do komórki kanalika nie tylko zgodnie z gradientemstężeń generowanym przez pompę sodowo-potasową lecz także zgodnie z gradientempotencjałów§ Ten potencjał transmembranowy, a także niskie stężenie jonów Na+ w komórkach (około

10 mmol/L) sprawiają, że jony Na+ przenikają z moczu kanalikowego (przy udzialewspólnego z glukozą lub aminokwasami nośnika) do komórek, zgodnie z gradientemelektrochemicznym natomiast dalej są transportowane czynnie poprzez boczną iprzypodstawną błonę komórkową przeciwko gradientowi elektrochemicznemu a więc nadrodze czynnego transportu z udziałem pompy Na+ - K+ i związanej z nią ATP-azy.

o Aniony, np. HCO3- i Cl-, opuszczają komórki kanalików nerkowych zgodnie z gradientemelektrochemicznym, a więc na zasadzie biernej dyfuzji

wróć

Wchłanianie zwrotne

Przesącz, ustawicznie wytwarzany w kłębuszkach, przepływa przez kanaliki nerkowe, ulegając po drodze zmianomilościowym i jakościowy,. W kanalikach wchłania się z przesączu ponad 99% wody, jonów Na+, Cl-, HCO3-, glukozy,aminokwasów, anionów organicznych i ponad 92% jonów K+.Niektóre składniki przesączu, np. mocznik, kwas moczowy lub kreatynina, ulegają tylko częściowemu wchłonięciu,reszta wydala się z moczem. W ten sposób nerka pozbywa się substancji zbędnych lub szkodliwych dla ustroju.

Zwrotne wchłanianie ogromnych ilości wody i składników w niej rozpuszczonych możliwe jest dzięki stosunkowoniskiemu ciśnieniu hydrostatycznemu i wysokiemu ciśnieniu onkotycznemu krwi w kapilarach okołokanalikowych,ułatwiających „wessanie” przesączu z kanalików (reabsorpcja). Proces ten ułatwia ponadto specjalna strukturakanalików i mechanizmu transportu w komórkach kanalików nerkowych.

Ogólna charakterystyka procesów wchłaniania zwrotnego:

- zwrotne wchłanianie składników przesączu może mieć charakter pinocytozy, transportu czynnego, dyfuzjizwykłej albo ułatwionej.

o Endocytozie (pinocytoza) podlegają substancje wielkocząsteczkowe jak albumina lubhemoglobina, które dostają się w niewielkich ilościach do przesączu kłębuszkowego


17

o Niemal wszystkie ważniejsze dla ustroju składniki przesączu wchłaniają się na drodze czynnegotransportu, a więc przeciwko gradientowi elektrochemicznemu lub osmotycznemu§ Do substancji wchłanianych na drodze transportu czynnego należą: glukoza, fruktoza,

aminokwasy, witaminy, reszty kwasów: mlekowego, pirogronowego, octowego,szczawiooctowego, cytrynowego, fosforowego, siarkowego

- Dla wszystkich substancji wydalanych z moczem można określić maksymalną ilość, jaka może byćwchłaniana z kanalików nerkowych, czyli tzw. transport maksymalny (Tm), zwany także pojemnościąresorpcyjną

o Wchłanianie tych substancji jest ograniczone (limitowane) Tm, to znaczy, że po przekroczeniu Tmich nadwyżka zostaje wydalona z moczem.

o Dla glukozy wartość Tm wynosi około 380 mg/min --> czyli tyle właśnie glukozy w ciągu minutymoże maksymalnie ulec reabsorpcji (wchłanianiu zwrotnemu) w kanalikach, a nadwyżka zostajewydalona z moczem

§ Substancje wysokoprogowe· To substancje wydalane z moczem dopiero po przekroczeniu stosunkowo

wysokiego ich stężenia w krwi, czyli tzw. progu nerkowego· Zalicza się do nich glukozę i aminokwasy

§ Substancje niskoprogowe· Są wydalane do moczu nawet przy ich niskim stężeniu w osoczu krwi· To np. fosforany i siarczany

o Elektrolity takie jak: Na+, K+, H+, Mg2+ lub Ca2+ również wchłaniają się z kanalików, częściowo nadrodze czynnego, a częściowo biernego transportu. Nie można jednak dla nich ustalić Tm, gdyżich zwrotne wchłanianie w kanalikach zależy od:

· Gradientu elektrochemicznego dla dyfuzji tych substancji przez błonę· Przepuszczalności błony kanalików· Czasu pozostawania tych substancji z nabłonkiem kanalików

§ Transport tego typu jest ograniczony gradientem i czasem

o Do składników moczu kanalikowego wchłaniających się na drodze zwykłej dyfuzji, a więc bezudziału nośników i wydatku energetycznego a tylko zgodnie z gradientem elektrochemicznym iosmotycznym, należą poza wodą także mocznik i kreatynina

wróć

Wchłanianie zwrotne wody

- resorpcja wody z kanalików nerkowych ma charakter wyłącznie bierny i przebiega na zasadzieosmozy

- KANALIKI BLIŻSZE (60-70%)

o w kanalikach bliższych wchłania się przeciętnie 60-70% wody

o w kanalikach bliższych dyfuzja wody z moczu kanalikowego do płynu okołokanalikowego jestspowodowana wyłącznie gradientem osmotycznym wytworzonym przez transport Na+, K+ i biernieprzez Cl- i HCO3-à wchłanianie wody proporcjonalne do ich ilości

o woda wchłania się biernie ze światła kanalika bliższego:§ drogą międzykomórkową§ poprzez błonę komórek kanalikowych za pośrednictwem kanałów („porów”) wodnych

· kanały utworzone są przez białka zwane akwaporyną-1 (w kanalikach bliższych)· w kanalikach dalszych i zbiorczych kanały utworzone przez białka akwaporyny-2

o Pod wpływem ADH zwiększa się liczba i szerokość kanałów wodnych(utworzonych przez akwaporyny-2), umożliwiając zwrotne wchłanianiewody, zgodnie z gradientem osmotycznym kanalików nerkowych dalszychi zbiorczych.


18

- RAMIE ZSTĘPUJĄCE PĘTLI HENLEGO (10%)

o woda przenika z pętli do hiperosmotycznego płynu okołokanalikowego, a jony Na+ i mocznik wkierunku odwrotnym à zagęszczanie moczu

o Ciśnienie osmotyczne płynu śródmiąższowego (okołokanalikowego) istoty rdzeniowej osiąga naszczycie piramid wartość około 1200 mOsm/L, (niekiedy nawet 1400 mOsm/L). Do podobnychwartości wzrasta także ciśnienie osmotyczne moczu kanalikowego przepływającego przez ramiezstępujące pętli Henlego w kierunku szczytu piramid.

- RAMIE WSTĘPUJĄCE PĘTLI HENLEGO (0%)

o Nieprzepuszczalne dla wodyo Stopniowe rozcieńczenie moczu

§ W ramieniu wstępującym pętli w obrębie jego grubszego segmentu czynnie wchłanianesą jony Na+ i K+ wraz z Cl- i HCO3-, które przechodzą do otoczenia kanalików. AktywnośćNa+-K+ pompy ATP-azowej w błonie boczno-przypodstawnej komórek tej części kanalikanerkowego jest wyższa niż w innych odcinkach kanalików, a ponieważ ramie wstępującejest jednocześnie nieprzepuszczalne dla wody nie może ona podążać za wchłanianiem

o W wyniku rozcieńczania mocz odpływający z ramienia wstępującego pętli nefronówprzyrdzeniowych do kanalika dalszego jest hipotoniczny (100-150 mOsm/L).

o Należy zaznaczyć że te duże zmiany osmolarności moczu w pętli Henlego dotyczą tylko nefronówprzyrdzeniowych a nie nefronów korowych, których pętle zaginają się tylko na pograniczu międzykorą i rdzeniem nerki.

o Objętość moczu kanalikowego w pętli nefronu zmniejsza się o około 10% tak że do kanalikówdalszych dopływa około 20% pierwotnej objętości przesączu kłębuszkowego.

- KANALIKI DALSZE

o Kanaliki dalsze nefronów, tak rdzennych, jak i korowych, czynnie wchłaniają jony Na+, za którymipodążają (1) jony Cl-, zgodnie z gradientem elektrycznym i (2) woda, zgodnie z gradientemosmotycznym.

o Wchłanianie zwrotne Na+ podlega tu regulacji przez aldosteron i przedsionkowy peptydnatriuretyczny, a resorpcja wody zależy od obecności ADH (Patrz też).§ Aldosteron wzmaga, a ANP hamuje zwrotną resorpcję Na+ w kanalikach dalszych.§ ADH zwiększa średnicę i liczbę kanałów wodnych w błonie komórek nabłonkowych

kanalików dalszych i zbiorczych i wzmaga wchłanianie zwrotne H2O.· ADH działa na te komórki nabłonkowe za pośrednictwem receptorów błonowych

w ich błonie boczno-przypodstawnej i wzrostu w nich cAMP.

· W obecności ADH resorpcja wody jest izoosmotyczna, a jej końcowym efektemjest zmniejszenie w kanalikach dalszych (zwykle o 10%) objętości moczukanalikowego dopływającego do ostatniego odcinka nefronu.

- KANALIKI I PRZEWODY ZBIORCZE

o Środowisko przez które przebiegają kanaliki i przewody zbiorcze w drodze do miedniczki nerkowej,stanowi płyn śródmiąższowy (okołokanalikowy) substancji rdzennej nerek o wzrastającym wkierunku miedniczki ciśnieniu osmotycznym,

o Podobnie jak kanaliki dalsze, także i kanaliki i przewody zbiorcze są przepuszczalne dla wody, alepod warunkiem działania na nie ADH.§ W obecności tego hormonu zachodzi tu intensywna resorpcja bierna wody z kanalików do

płynu okołokanalikowego à objętość moczu ulega zmniejszeniu u o dodatkowe 4,7%.o Mocz kanalikowy osiąga największe ciśnienie osmotyczne przed ujściem kanalików zbiorczych do

brodawek nerkowych.§ Ciśnienie to zbliża się tam do jego wartości w płynie okołokanalikowym i może dochodzi

do około 1200 mOsm/L, a ciężar właściwy moczu osiąga wówczas wartość około 1,035.

- Tak więc , z całkowitej objętości (125 mL/min) przesączu wytworzonego w kłębuszku resorpcji kanalikowejulega łącznie ponad 99% wody, a reszta czyli, nieco mniej niż 1% przechodzi do miedniczki nerkowej jakomocz ostateczny


19

o Przyjmuje się że od ADH zależy zwrotna resorpcja około 13% filtratu kłębuszkowego i w związku ztym, przy braku tego hormonu, objętość moczu może wzrosnąć do 20-25l na dobę. W zależnościod poziomu ADH we krwi zakres ciśnień osmotycznych moczu może wahać się od 30 do 1200mOsm/L

- Z całkowitej objętości (125 ml/min) przesączu wytworzonego w kłębuszku resorpcji kanalikowej ulegawyłącznie ponad 99% wody, a reszta, to jest nieco mniej niż 1% (czyli około 1ml/min), przechodzi domiedniczki nerkowej jako mocz ostateczny

- Czynniki regulujące ilość wydalanej wody z moczem:o Kanalikowy klirens osmotycznyo Ciśnienie onkotyczne białek osoczao Stopień pobudzenia układu współczulnegoo Ciśnienie tętnicze krwi

wróć

Kontrola wydalania wody

Objętość wydalanego moczu jest wypadkową dwu równocześnie przebiegających w nerce procesów:przesączania kłębuszkowego i zwrotnej resorpcji kanalikowej

U podstaw kontroli leżą takie zjawiska jak:- sprzężenie zwrotne kanalikowo-kłębuszkowe- równowaga kłębuszkowo-kanalikowa

Do czynników które regulują ilość wydalanej wody moczem, wpływając na przesączanie kłębkowe lub resorpcjekanalików, albo też na oba te procesy jednocześnie należą:

- klirens osmotycznyo w warunkach prawidłowych ilość substancji osmotycznie czynnych i wody, które ulegają

wchłonięciu w kanalikach nerkowych, są ściśle proporcjonalne. Oznacza to że każdy wzrost lubspadek wchłaniania składników osmotycznie czynnych powoduje odpowiednio zwiększenie lubzmniejszenie ilości resorbowanej wody Zatem klirens osmotyczny jest proporcjonalny do objętościwydalanego moczu.

- ciśnienie onkotyczne białek osoczao udział tego ciśnienia w filtracji kłębuszkowej i zwrotnym wchłanianiu płynu śródmiąższowego do

kapilarów okołokanalikowych (ciśnienie onkotyczne osocza przeciwdziała filtracji kłębuszkowej i wzwiązku z tym jego wzrost hamuje, a spadek wzmaga filtracje

- stopień pobudzenia układu sympatycznegoo pobudzenie układu sympatycznego powoduje skurcz tętniczek doprowadzających krew do

kłębuszków i zmniejszenie przepływu krwi przez nie, a zatem i redukcję filtracji kłębuszkowej. Z koleinawet niewielki spadek filtracji prowadzi do zaburzenia równowagi kłębuszkowo - kanalikowej i wnastępstwie tego do wyraźnego zmniejszenia objętości moczu.

o Zahamowanie układu sympatycznegoà rozszerzenie tętniczek doprowadzającychà wzmożeniefiltracji kłębuszkowej à zwiększenie produkcji moczu ostatecznego

- ciśnienie tętnicze krwio patrz też: Autoregulacja krążeniao wzrost ciśnienia tętniczego zwiększa ciśnienie filtracyjne, a to z kolei produkcję ultraprzesączuo wzrost ciśnienia tętniczego wzmaga ciśnienie hydrostatyczne w kapilarach okołokanalikowych, co

hamuje zwrotną resorpcję w kanalikach i prowadzi z kolei do zmniejszenia zwrotnej reabsorpcjikanalikowej i zwiększenia ilości moczu ostatecznego.

- działanie ADH na kanaliki

o zmiany poziomu ADH we krwi prowadzą do dużych wahań w produkcji moczu z powodu działaniatego hormonu na zwrotną resorpcję wody w kanalikach dalszych i zbiorczych. Wzrost poziomu ADHwe krwi zmniejsza produkcje moczu.§ Nagły wzrost poziomu ADHà bardziej zaznaczone zmniejszenie objętości moczu§ Długotrwały wzrost poziomu ADH à mniej zaznaczone zmniejszenie objętości moczu bo

aktywacja mechanizmów kompensujących

AD

H


20

o ADH uwalniany jest do krwioobiegu przez układ podwzgórzowo-przysadkowy pod wpływem wieluróżnych czynników, jak:§ wzrost ciśnienia osmotycznego§ zmniejszenie objętości krwi krążącej§ spadek ciśnienia tętniczego krwi i pobudzenia baroreceptorów naczyniowych§ działanie na ustrój bodźców stresowych§ działanie niektórych związków jak nikotyna, alkohol, barbiturany, morfina.

o Zwiększa on zwrotne wchłanianie wody w kanalikach zbiorczych na skutek wzrostu liczby iwielkości kanałów wodnych utworzonych przez akwaporynę-2. Przez to ułatwione jestprzechodzenie wody z kanałów zbiorczych do hiperosmotycznego płynu śródmiąższowego istotyrdzennej nerek i następuje zagęszczenie moczu.

o ADH działa na receptory komórek nabłonka kanalików zbiorczych od strony błony przypodstawnejza pośrednictwem kompleksu receptorowego (V2) błony komórkowej który składa się z samegostereoswoistego receptora, modulatora otrzymującego zarówno dodatnie jak i ujemne sygnałyprzekazywane dalej do części katalitycznej, zawierającej cyklazę adenylową.

§ Mechanizm:

ADH łączy się na błonie podstawnobocznej z receptorem typu V2związanym z białkiem G, co prowadzi do aktywacji cyklazyadenylanowej (Ad-Cy). Gromadzący się cAMP aktywuje kinazębiałkową A (PKA), która powoduje przemieszczenia iprzycumowanie pęcherzyków cytoplazmatycznych do błony iwbudowanie przenoszonych przez nie kanałów wodnych(akwaporyny-2) oraz natychmiastowe zwiększenieprzepuszczalności tej błony dla wody.Przy braku ADH pęcherzyki z akwaporynami „odcumowują” ioddalają się od błony, która traci przepuszczalność

o ADH zwiększa też aktywny transport NaCl w ramieniu wstępującym pętli Henlego oraz transportmocznika w części dystalnej kanalików zbiorczych. Oba te efekty wzmagają zdolność nerek doprodukcji hiperosmotycznego moczu.

o Oksytocyna o podobnej jak ADH strukturze ma również działanie antydiuretyczne, ale znaczniesłabsze niż ADH, przez co może hamować działanie tego ostatniego na kanaliki nerkowe

o Prostaglandyny serii E silnie hamują działanie ADH

o aminy katecholowe zwiększają działanie ADHo Substancje hamujące aktywność fosfodiesterazy (teofilina, kofeina, teobromina) rozkładającej

cykliczny AMP do nieaktywnego 5-AMP wzmagają efekt antydiuretyczny ADH

wróć

Diureza

- Diureza to wzrost objętości wydalanej wody z moczem- Wyróżnia się diurezę wodną i osmotyczną

Diureza wodna:- występuje po około 15 min od wypicia wody i osiąga szczyt po 40 min.- To wynik początkowo niewielkiego spadku ADH, a potem znacznego zahamowania tego hormonu na

skutek spadku osmolarności osocza rozcieńczonego przez wypitą wodę

Diureza osmotyczna- zachodzi gdy niepodlegające zwrotnej resorpcji substancje rozpuszczone w przesączu przepływają do

kanalików dalszych, a więc gdy wyraźnie zwiększa się w nich ładunek osmotyczny.- Substancje rozpuszczone w przesączu, które nie są resorbowane w kanaliach bliższych oddziałują

osmotycznie na kanaliki dalsze w miarę zmniejsza się objętości płynu kanalikowego i zwiększania ichstężenia.

AD

H


21

- Związki te zatrzymują wodę w tych kanalikach. Ponadto istnieje pewien limit gradientu stężeń, przeciwkoktóremu wchłaniają się z kanalików jony Na+ w kanalikach bliższych.

- Normalnie woda wchłaniając się w kanaliku bliższym zapobiega powstawaniu większego gradientu stężeń,ale gdy w płynie kanalikowym znajdują się substancje niewchłanialne w dużych ilościach, to wówczaszmniejsza się wchłanianie zwrotne wody.

- Wraz z wodą w kanalikach zatrzymuje się więcej Na+, który nie ulega wchłonięciu w kanalikach bliższych iprzechodzi w większej ilości do pętli Henlego, w której redukcji ulega też reabsorpcja Na+ i wody,zmniejszając hiperosmolarność substancji rdzennej nerek.

- Dzieje się to głównie z powodu zmniejszenia reabsorpcji Na+, K+. Cl- w ramieniu wstępującym pętli.

- Zatem więcej płynu z substancjami niewchłoniętymi przechodzi do kanalików dalszych i zbiorczych, mniejwody w nich się wchłania w czasie ich przebiegu przez okolicę piramid i w efekcie więcej jestprodukowanego moczu.

· W cukrzycy występuje szczególny rodzaj diurezy osmotycznej, spowodowanej zbyt dużym ładunkiemdystalnym glukozy niezresorbowanej w kanalikach bliższych. Zwiększona objętość płynu kanalikowego zniewchłoniętą glukozą dostaje się wówczas do kanalików dalszych, prowadząc do diurezy.

· Diurezę osmotyczną można wywołać dożylnym podawaniem wielu różnych substancji słabo lub w ogólneniepodlegających zwrotnej resorpcji w kanalikach nerkowych, jak mannitol, sacharoza, mocznik

· W diurezie osmotycznej zawsze mniejsze jest wchłanianie przesączu w kanalikach bliższych , a objętośćmoczu osiąga znacznie wyższe wartości niż w diurezie wodnej wywołanej piciem większej ilości wody,Ponadto wraz z moczem wydalane są elektrolity, zwłaszcza sód, i dlatego ciśnienie osmotyczne i ciężarwłaściwy moczu są wysokie i utrzymują się na poziomie wartości w osoczu krwi. W diurezie w przebiegucukrzycy ciśnienie osmotyczne i ciężar właściwy moczu bywają zwykle wyższe niż osocza krwi. J

Główna różnica między diurezą wodną i osmotyczna:

- w diurezie wodnej objętość wchłonięta w kanalikach bliższych wody jest prawidłowa i maksymalnaprodukcja moczu sięga około 16 ml/min

- w diurezie osmotycznej wzrost objętości moczu wynika ze zmniejszonego wchłaniania zwrotnego wody wkanalikach bliższych i pętli Henlego w wyniku czego zalaniu ulegają kanaliki dalsze, zwiększając objętośćmoczu o stężeniu substancji osmotycznie zbliżonym do osocza pomimo wzrostu wydzielania ADH

DIURETYKI

Diuretyki – to czynniki zwiększające objętość moczu i zawartość w nim Na+

- woda i alkohol – działają moczopędnie i powodują wzrost wydalania moczu o niskim ciężarze właściwymna drodze zahamowania wydzielania ADH

- duże ilości substancji osmotycznie czynnych podawanych dożylnie, np. mannitol lub glukoza wywołujądiurezę osmotyczną, głównie przez wzrost ilości płynu niezresorbowanego w kanalikach bliższych i wzrostładunku osmotycznego w kanalikach dalszych

- ksantyny i ich pochodne jak kofeina czy teofilina wzmagają diurezę głównie dzięki zwiększaniuprzesączania kłębuszkowego i spadku reabsorpcji kanalikowej Na+

- pochodne tiazydowe hamują wchłanianie zwrotne we wstępującym ramieniu pętli Henlego i wpoczątkowej części kanalików dalszych

- diuretyki takie jak furosemid (Lasix), kwas etakrynowy (Edercin) i bumetanid, hamują wchłanianie Na+, K+ iCl- we wstępującym ramieniu pętli Henlego, gdyż hamują kotransporter tych elektrolitów

- spironolaktony (np. aldakton) hamują wymianę Na+ i K+ w kanalikach zbiorczych, głównie poprzezzahamowanie działania aldosteronu

- inhibitory anhydrazy węglanowej (acetazolamid) obniżają wydzielanie jonów H+ w kanalikach i wzmagająwydalanie Na+ i K+


22

wróć

Wchłanianie zwrotne białek i hemoglobiny

- większość białek nie przechodzi przez błonę filtracyjną- spośród białek osocza krwi, do przesączu kłębuszkowego przechodzą nieznaczne ilości albumin (0,2%

albumin osocza) i hemoglobina

o Albuminy§ Utrata nawet tych 0,2% albumin, czyli jakby się wydawało nieznacznej ilości tego składnika

(co daje ok. 30g/dobę) wywoływałaby zaburzenia --> dlatego białko to jest praktycznie wcałości resorbowane zwrotnie w kanalikach proksymalnych w mechanizmiepinocytozy --> śladowe ilości w moczu ostatecznym pochodzą głównie ze złuszczonegonabłonka kanalikowego

o hemoglobina§ jest przesączana w kłębuszkach dopiero, gdy zostaną całkowicie nią wysycone kompleksy

cząsteczek alfa2-globuliny osocza§ hemoglobina ma swoje Tm, które wynosi 1 mg/min i zaczyna się pojawiać w moczu

ostatecznym dopiero po przekroczeniu progu nerkowego wynoszącego 150 mg%.

§ Resorpcja Hb, podobnie jak albuminy, odbywa się w kanalikach bliższych nazasadzie endocytozy

§ Rozpad erytrocytów (hemoliza) --> związanie z alfa2-globuliną osoczową --> przekroczeniemożliwości wiązania z alfa2-globuliną osoczową --> filtracja --> pinocytoza ograniczonatransportem maksymalnym (Tmax = 1mg/min) --> prób nerkowy 150 mg% --> moczostateczny

wróć

Wchłanianie zwrotne aminokwasów

- do przesączu kłębuszkowego przechodzą wszystkie aminokwasy i następnie ulegają one całkowitemuzwrotnemu wchłonięciu na drodze transportu czynnego wtórnego (razem z jonami Na+) podczasprzepływu przesączu przez początkową część kanalików bliższych

- podobnie jak w jelitach, także i w kanaliku bliższym, istnieje kilka układów transportujących czynnieaminokwasy ze światła kanalika do płynu okołokanalikowego (resorpcja zwrotna), przy czym siłąnapędową tych transportów jest Na+ - K+ pompa ATP-azowa w błonie bocznej i przypodstawnej komórekkanalikowych

- Wyróżnia się cztery układy transportowe dla:o Aminokwasów obojętnycho Aminokwasów dwuzasadowycho Aminokwasów dwukarboksylowycho Glicyny

- Poszczególne rodzaje aminokwasów mogą współzawodniczyć między sobą o nośniki w układachtransportowych. Wchłanianie aminokwasów wykazuje wyraźne zjawisko splay, czyli zaokrąglenia krzywejprzebiegu zwrotnego wchłaniania i wydalania tych składników. Jest ono ograniczone ich maksymalnymtransportem (Tm, pojemność resorpcyjna) i, jak to przedstawiono poprzednio, wymaga jonów Na+ downiknięcia ze światła kanalika do wnętrza komórek kanalikowych.

- Tylko nieznaczna ilość aminokwasów wchłania się na drodze zwykłej dyfuzji i nie wymaga obecności jonówNa+

wróć


23

Wchłanianie zwrotne glukozy

- glukoza i inne proste cukry z łatwością ulegają przesączaniu w kłębuszkach i są następnie całkowiciewchłaniane w kanalikach bliższych

- wchłanianie zwrotne glukozy (podobnie jak aminokwasów) wymaga obecności jonów Na+

o Glukoza i Na+ wiążą się ze wspólnym nośnikiem SGLT2 (glukoza w symporcie z 1Na+) lub SGLT1(Glukoza + 2Na+) w błonie przyszczytowej komórek kanalików i glukoza dostaje się do tychkomórek ze światła kanalików razem z przesuwającymi się do nich jonami Na+, zgodnie zgradientem elektrochemicznym.

o Następnie jony Na+ zostają wypompowane przez Na+-K+ pompę ATP-azową z komórek doprzestrzeni międzykomórkowej, a glukoza przetransportowana do tych przestrzeni przy udzialeinnego nośnika GLUT.

o Transport glukozy w kanalikach nerkowych, podobnie jak w jelitach, odbywa się w na zasadziewtórnego transportu czynnego, w którym Na+-K+ pompa ATP-azowa w błonie bocznej iprzypodstawnej komórek stanowi główną siłę napędową.

Wartość charakteryzująca maksymalną zdolność transportową kanalików nerkowych w stosunku do glukozy nosinazwę transportu maksymalnego (Tm) i wynosi dla glukozy ok. 375 mg/min (2,1 mmol/min).Natomiast stężenie glukozy w osoczu przy którym osiągana jest wartość Tm, nazywana jest progiem nerkowym dlaglukozy-160-180 g%


24

Glukoza zaczyna pojawiać się w moczu już przy jej stężeniu w osoczu powyżej 160-180 mg%, które to stężeniestanowi jej próg nerkowy.

- ten aktualny próg nerkowy jest niższy od wyliczonego na podstawie Tm glukozy i jej stężenia we krwi(teoretycznie powinien wynosić ok. 300mg%), a ponadto zależy od jednoczesnego wchłaniania Na+ (bo wpierwszym odcinku kanalika bliższego Na+ i glukoza są transportowane przez wspólny nośnik)

o na krzywej wydalania glukozy – splay – zaokrąglenie krzywej wydalania pomiędzy progiemnerkowym aktualnym a teoretycznym

- tę różnicę pomiędzy teoretycznym i aktualnym progiem można tłumaczyć znacznymi indywidualnymiróżnicami w filtracji i Tm poszczególnych nefronów.

o Jedne spośród nefronów mają większą filtrację i mniejszy od przeciętnej Tm, stąd odpływający znich mocz zawiera glukozę już przy niższym jej stężeniu w osoczu. Inne nefrony mają wyższy Tm, aich mechanizmy transportujące zostają wysycone dopiero przy wyższych stężeniach glukozy wekrwi.

o Na skutek różnic w filtracji i wysycaniu się układów transportujących nefronów o różnych Tm,wydalanie glukozy w moczu wzrasta stopniowo i proporcjonalnie do wzrostu jej stężenia we krwi.Dopiero gdy układy resorpcyjne wszystkich nefronów zostaną w pełni wysycone, cała dodatkowailość przesączanej do kłębków glukozy zostaje w całości wydalona z moczem. Nierównomiernośćfiltracji i Tm poszczególnych nefronów sprawia, że glukoza jest wydalana z moczem zanim jeszczezostanie wysycona pojemność resorpcyjna wszystkich nefronów.

Układ transportujący glukozę przez komórki kanalików jest identyczny z mechanizmem transportu galaktozy i ksylozy.Nie podlega on wpływom insuliny i dlatego nie zmienia się w cukrzycy. Można go zablokować za pomocączynników hamujących fosforylację glukozy np. przy użyciu cyjanków lub florydzyny. Ta ostatnia jest zbliżonastrukturalnie do glukozy. Współzawodniczy ona silnie z d-glukozą o miejsce wiązania w błonie komórek nabłonkanerkowego, hamując fosforylacje glukozy i tym samym zwrotne jej wchłanianie w kanalikach nerkowych

wróć

Wchłanianie mocznika, kwasu moczowego, kreatyniny, fosforanów isiarczanów

- wszystkie te substancje będące końcowymi produktami metabolizmu, przedostają się z łatwością doprzesączu kłębuszkowego

ZJA

WIS

KO

S

PL

AY


25

- kwas moczowy wchłania się następnie w kanalikach bliższych niemal w 100%, a następnie jest wydzielanyprzez te kanaliki, w ilościach niemal równych ilości przesączanej w kłębuszkach, aby znów ulec biernemuwchłonięciu zwrotnemu, w blisko 98% w kanalikach dalszych.

- Mocznik

o wchłania się biernie w około 50%, głównie w bliższej i dalszej części kanalików, a reszta zostajewydalona w moczu ostatecznym.

o Przechodzi on z łatwością z moczu kanalikowego do płynu śródmiąższowego rdzenia nerek, nadrodze biernego transportu na poziomie kanalików bliższych i na drodze transportu ułatwionegopobudzanego wazopresyną, na poziomie kanalików zbiorczych.

o Klirens mocznika wynosi ok. 75 ml/min, co w porównaniu z klirensem inuliny wskazuje nawchłanianie około 50% mocznika w kanalikach.

o Ramiona zstępujące i wstępujące pętli Henlego są przepuszczalne dla mocznika.

o Zwrotne wchłanianie mocznika jest odwrotnie proporcjonalne do ilości wytwarzanego moczu, awięc zmniejsza się w miarę produkcji coraz większych ilości moczu, gdyż zbyt krótki czas kontaktumoczu kanalikowego z nabłonkiem kanalikowym uniemożliwia jego reabsorpcję poprzeznabłonek.

o Nagromadzenia mocznika w śródmiąższu istoty rdzennej nerek przyczynia się w około 30% doutrzymania jej hiperosmolarności.

o Ilość przesączanego w kłębuszkach i wydalanego z moczem mocznika zwiększa się w dieciebiałkowej, dlatego dieta wysokobiałkowa zwiększa zdolność nerek do zagęszczania moczu

.- Kreatynina ulega nieznacznemu zwrotnemu wchłanianiu i jest także w niewielkiej ilości wydzielana przez

komórki kanalików bliższych do moczu kanalikowego.o Jej klirens jest nieco wyższy od inulinowego (145 mL/min) (a inuliny 125mL/min), dlatego jej ilość w moczu

ostatecznym przekracza o około 10% ilość w przesączu kłębuszkowym.

o Wchłanianie zwrotne wszystkich składników w moczu, będących końcowymi produktamimetabolizmu, jest na ogół mniejsze niż wody w kanalikach nerkowych i dlatego ich stężenie wmoczu ostatecznym wyraźnie się zwiększa.

wróć

Wchłanianie sodu

- sód stanowi główny składnik płynu zewnątrzkomórkowego i jest w około 90% odpowiedzialny zaosmolarność tego płynu

- ulega reabsorpcji na zasadzie transportu wtórnie czynnego w:o kanalikach bliższych (70% całości sodu przesączonego w kłębuszkach --> 25000mmol/doba)o ramieniu wstępującym pętli Henlego (15%)o kanalikach dalszych (9%)o kanalikach zbiorczych (5%)

- ok. 1 % jest wydalany z moczem


26

- reabsorpcja sodu z moczu kanalikowego do nabłonka kanalików bliższych jest procesem dwustopniowym:

o pierwszy etap jest oparty na transporcie ułatwionym poprzez błonę przyszczytową dzięki:§ gradientowi elektrycznemu (elektronegatywność wnętrza komórek)§ gradientowi chemicznemu (niższe stężenie Na+ w komórkach nabłonka niż w świetle

kanalików)§ obecności nośników dla transportu ułatwionego wspólnego z glukozą i aminokwasami

o drugi etap polega na aktywnym transporcie Na+ przez błonę boczną i przypodstawną komóreknabłonka, w czym pośredniczy Na+-K+ pompa ATP-azowa, przenosząc Na+ z komórki doprzestrzeni międzykomórkowej przeciw gradientowi elektrochemicznemu

Czynniki wpływające na zwrotne wchłanianie Na+

- zwrotne wchłanianie Na+ w kanalikach dalszych zależy od poziomu ALDOSTERONU:

o wzmaga zwrotne wchłanianie Na+ z moczu kanalikowego do kapilarów okołokanalikowych iwydzielanie K+ do światła kanalików nerkowych (dotyczy kanalików dalszych i zbiorczych ? J)

o Na działanie aldosteronu reagują komórki P, wyposażone w kanały sodowe w błonie zwróconejdo światła tych kanalików. Aldosteron indukuje tworzenie licznych białek w tych komórkach,powodując otwieranie kanałów sodowych oraz wzrost aktywności Na+-K+ pompy ATP-azowej wbłonie bocznej i przypodstawnej tych komórek. Efektem jest wzmożone zwrotne wchłanianie Na+w tych kanalikach zbiorczych, zatrzymanie Na+ w organizmie i wzrost objętości płynuzewnątrzkomórkowego

o Brak aldosteronu w ustroju (adrenolaktomia, choroba Addidsona) prowadzi do utraty z moczemdużych ilości sodu.

o Leki z grupy spironolaktonów hamują działanie aldosteronu na kanaliki nerkowe i przez to takżewzmagają wydalanie sodu z moczem

- wchłanianie zwrotne sodu zależy też od PRZEDSIONKOWEGO PEPTYDU NATRIURETYCZNEGO (ANP) à

o hamuje zwrotne wchłanianie Na+ i wzmaga jego wydalanie z moczem

o ANP wzmaga filtracje kłebuszkową, działają poprzez receptory komórek mezangialnych ipowodując ich rozkurcz oraz zwiększenie powierzchni błony filtracyjnej kłębuszków.

o Obniża ciśnienie tętnicze krwi i kurczliwość miocytów naczyniowych oraz zwiększa przepływ krwiprzez nerki. Hamuje jednocześnie zwrotne wchłanianie Na+, K+, CL-, Ca2+, fosforanów, wody.


27

o Wzmaga on głównie wydalanie sodu z moczem (natriuresis), działając hamująco na kanałysodowe przez wzrost cyklicznego GMP w kanalikach dalszych i zbiorczych oraz pośredniozmniejszając wydzielanie reniny i aldosteronu, a także hamując działanie angiotensyny II, nakomórki docelowe przez obniżenie jej poziomu we krwi.

o Działa także naczyniorozszerzająco. Ostatecznym efektem tego działania jest zmniejszenieobjętości płynów zewnątrzkomórkowych i zniesienie nadmiernego rozciągnięcia przedsionków nadrodze ujemnego sprzężenia zwrotnego

- Poza tym na wydalanie Na+ ma wpływ wiele innych czynników.

o PGE2 powoduje natriurezę, prawdopodobnie hamując pompę Na+ - K+ i związaną z nią ATP-aze,podnosząc wewnątrzkomórkowe stężenie Ca2+, które z kolei hamuje transport Na+ przez kanałybłonowe

o Endotelina i interleukina I wzmagają natriurezę przez zwiększenie biosyntezy PGE2.

o zwrotne wchłanianie Na+ pobudzają też inne niż aldosteron mineralokortykoidy i znacznie słabiejglikokortykoidy.

§ Dotyczy kanalików dalszych§ Glikokortykoidy zwiększają też filtracje kłebuszkową, więc ostatecznym ich efektem będzie

wzrost wydalania sodu w moczu.

wróć

Wchłanianie zwrotne potasu

- wchłania się czynnie głównie w obrębie kanalików bliższych – 65% i w ramieniu wstępującym pętliHenlego (25%)

- mocz kanalikowy dopływający do kanalików dalszych i zbiorczych zawiera około 10% ilości K+przesączonego w kłębuszkach (100%-65%-25%=10%J) (około 750 mmoli/doba), a w tych kanalikach jonyK+ mogą się wchłaniać lub być wydzielane)

o tutaj zachodzi bierne wydzielanie potasu zachodzące zgodnie z gradientem elektrycznymutworzonym przez czynne wchłanianie Na+§ ilość wydzielonego K+ w tych kanalikach jest proporcjonalna do ilości moczu

kanalikowego i stężenia K+ w osoczu oraz do stężenia Na+ w kanalikach


28

o wydzielanie K+ w kanalikach dalszych i zbiorczych zależy od:§ zawartości K+ w diecie

· wydzielanie zwiększa się przy wzroście K+ w diecie

§ poziomu K+ w płynie zewnątrzkomórkowym· wydzielanie zwiększa się przy wzroście K+ w ECF

§ wydzielania aldosteronu· przy zwiększonej sekrecji aldosteronu wydzielanie K+ zwiększa się

§ stanu równowagi kwasowo-zasadowej· zwiększenie wydzielania w stanach alkalozy metabolicznej

§ zawartości Na+ i objętości moczu· przy zwiększonej ilości Na+ w moczu kanalikowym wydzielanie zwiększa się

o bo im większe wchłanianie Na+, tym większy gradient elektrycznyułatwiający większą dyfuzje K+ do moczu kanalika dalszego i zbiorczego

- wydzielanie kanalikowe K+ ma duże znaczenie w utrzymaniu stałego stężenia K+ w płynachzewnątrzkomórkowych, a to z kolei wpływa na sprawną aktywność skurczową mięśnia sercowego i mięśniszkieletowych.

o Spadek stężenia K+ w osoczu może prowadzić do arytmii, a nawet migotania komór,o jego nadmierny wzrost prowadzi do upośledzenia kurczliwości mięśnia sercowego z zatrzymaniem

serca w rozkurczu włącznie

wróć

Wydzielanie H+

- jony H+ są czynnie wydzielane na całej długości kanalików nerkowych z wyjątkiem pętli nefronu

o KANALIKI BLIŻSZE


29

§ tutaj wydzielanie 80% jonów H+ - dzięki obecności wymiennika sodowo-wodorowegonapędzanego działaniem pompy sodowo-potasowej

§ wydzielanie H+ w kanalikach bliższych zależy od aktywności Na+-K+ pompy ATP-azowej wbłonie bocznej i przypodstawnej komórek nabłonkowych i spadku stężenia sodu wkomórkach tych kanalików, co z kolei pociąga za sobą przemieszczanie Na+ ze światłakanalika do tych komórek i wydzielanie H+ na drodze wymiany do światła kanalików

§ wydzielanie H+ w kanalikach bliższych jest typowo wtórnie aktywnym procesem, a jony H+pochodzą z aktywności anhydrazy węglanowej i uwadniania CO2 do H2CO3, który dalejszybko dysocjuje do H+ wydzielanych właśnie do światła kanalika bliższego na drodzewymiany za Na+.

§ W kanalikach bliższych wydzielanie jonów H+ jest największe i są one neutralizowane przezHCO3-, którego stężenie tu wynosi tyle, co w osoczu i przesączu, a więc około 24 mmol.

§ W kanaliku proksymalnym wydzielanie jonów H+ służy do resorpcji około 90%wodorowęglanów (HCO3-)

o PĘTLA HENLEGO§ Tutaj jony wodorowe nie są wydzielane

o KANALIKI DALSZE I ZBIORCZE§ Tutaj wydzielanie ok. 20% jonów

§ Jony H+ są wydzielane do światła kanalików dalszych i zbiorczych na nieco innej zasadziea mianowicie aktywne przemieszczanie H+ zachodzi w komórkach i bierze w tym udziałspecjalna pompa protonowa napędzana ATP-azą (pompa wodorowa), obecna w ścianiestruktur kanalikowo-pęcherzykowych i błonie komórkowej zwróconej do światła kanalików idziałająca przeciwko gradientowi stężeń H+, jak 1:1000 i niezależna od stężenia Na+ wświetle kanalika.

§ Wydzielanie jonów H+ do moczu kanalikowego zależy od prężności CO2 i równowagikwasowo-zasadowej oraz zawartości K+ w płynach ustrojowych. Aldosteron pobudzapompę protonową i wzmaga wydzielanie H+ w kanalikach dalszych i zbiorczych.

§ W kanalikach dalszych i zbiorczych wydzielane do ich światła H+ łączą się głównie z HPO4

tworząc H2PO4 lub z NH3, tworząc NH4.

§ W kanalikach dystalnych i cewce zbiorczej wydzielanie H+ służy do:o Resorpcji pozostałych 10% HCO3-o Zakwaszenie moczu (kwaśność miareczkowa)o Powstawanie jonów amonowych NH4+

- Wydzielanie H+ do moczu kanalikowego jest ograniczone przez pH tego moczu i ustaje przy jego spadkudo 4,5. Takiemu spadkowi pH zapobiegają trzy reakcje:

- 1) łączenia H+ z HCO3- z uwalnianiem CO2 i H2O§ ale ponieważ większość wodorowęglanów ulega resorpcji w

kanaliku bliższym dlatego w dalszych odcinkach nefronu HCO3znajduje się w niewielkim stężeniu

- 2)łączenie H+ z HPO42- i tworzenie H2PO4§ ma większe znaczenie niż bufor wodorowęglanowy§ jon H+ pochodzący z dysocjacji kwasu węglowego w komórkach

kanalika wymienia się z jednym z jonów Na+ Na2PO4 tworzącNaH2PO4 i w tej formie jest wydalany w moczu

§ wymieniony sód ulega jednocześnie resorpcji w połączeniu zHCO3-, obecnym wewnątrz komórek (tzw. oszczędzanie zasadustrojowych)

· Na2HPO4 + H+ à NaH2PO4 (wydalany) + Na+(resorbowany)

§ Ilość wydalanego w ten sposób jonu wodorowego (iresorbowanych wodorowęglanów) można określić miareczkującmocz silną zasadą aż do osiągnięcia pH osocza krwi (kwaśnośćmiareczkowa)


30

- 3) przyłączenie H+ do NH3 z tworzeniem NH3+

§ amoniak powstaje w komórkach kanalików głównych w wynikuenzymatycznej deaminacji glutaminy a następnie dyfunduje dopłynu kanalikowego

§ w płynie kanalikowym amoniak łączy się z czynnie wydzielanymjonem H+ tworząc jon amonowy NH4+ i w tej postaci jestwydalany w moczu

§ proces ten umożliwia oszczędzanie zasad ustrojowych, bowiemNH4+ zastępuje Na+ w neutralizowaniu wydalanych przez nerkimocnych kwasów np. H2SO4 powstającego w wynikukatabolizmu aminokwasów siarkowych

· Na2SO4 + 2NH4+ à (NH4)2SO4 (wydalany) + 2Na+(resorbowany)

§ W warunkach kwasicy wytwarzanie amoniaku w nerkach iwydalanie jonów wodorowych w formie jonu amonowegowzrasta wielokrotnie

- WYDZIELANIE H+ W KANALIKACH ZWIĘKSZA SIĘ:o w stanach kwasicy metabolicznej i gazowej,o przy spadku stężenia K+ w płynach zewnątrzkomórkowycho przy wzroście wydzielania aldosteronu, który pobudza pompę protonową

- SPADEK WYDZIELANIA H+ OBSERWUJE SIĘ:o w alkalozie metabolicznej i gazowej,o przy wzroście stężenia K+ w płynach zewnątrzkomórkowych Wiąże się to z tym, że przy zwiększeniu

stężenia K+ w osoczu i płynach zewnątrzkomórkowych, więcej jonów K+ wnika do komórekwymieniając się za jony H+ opuszczające te komórki. W komórkach nabłonka jelitowego wobeczmniejszenia wewnątrzkomórkowego stężenia H+ komórki te mniej wydzielają H+ do światłakanalików i to warunkuje obniżenie zwrotnej resorpcji HCO3- w moczu kanalikowego

o przy obniżeniu sekrecji aldosteronuwróć

Zwrotne wchłanianie wodorowęglanów przez kanaliki i jego udział wzachowaniu równowagi kwasowo-zasadowej

- ilość HCO3- przesączonego w kłębuszkach = 4320 mmol/doba (24 mmol x 180 L/doba przesączu =4320 mmol/dobę)

- wodorowęglany są wchłaniane głównie w postaci CO2, a nie jako jony HCO3-

- HCO3- obecny w ultraprzesączu kłębuszkowym przechodzi z moczem kanalikowym do kanalików bliższych itu zamienia się do CO2 pod działaniem jonów H+ wydzielanych czynnie do światła kanalików

- Jony wodorowęglanowe są praktycznie resorbowane w 100%

- Zwrotne wchłanianie HCO3- odbywa się głównie w kanalikach bliższych (85%). Pozostałe 15% wkanalikach dalszych

1) CO2 uwolniony pod wpływem H+ z HCO3-2) CO2 jako łatwo rozpuszczalny w błonie lipidowej komórek szybko dyfunduje ze światła kanalików do

wnętrza komórek kanalikowych.3) W komórkach kanalikowych przy udziale anhydrazy węglanowej (CA) CO2 ulega uwodnieniu do H2CO3,4) H2CO3 szybko dysocjuje do jonów H+ wydzielanych do światła kanalików i do HCO3-, przechodzących na

drodze dyfuzji, zgodnie ze swym gradientem elektrochemicznym, do płynu okołokanalikowego i następniedo krwi.

- Wydzielanie H+ odbywa się tu w cyklu izohydrycznym, tzn. bez zysku lub utraty H+. Jest to jednak niezbędnywarunek (1)pośredniego wchłaniania HCO3-, a także (2) przechodzenia Na+ z moczu kanalikowego dokomórek nabłonka i dalej do krwi.

- aniony HCO3- zaczynają pojawiać się w moczu, gdy ich stężenie w osoczu i przesączu kłębuszkowymwzrośnie powyżej 26-28 mmol/L à próg nerkowy

o gdy stężenie HCO3- w osoczu i ultraprzesączu kłębuszkowym przekroczy wartość 28 mmol/L, częśćHCO3- przechodzi do moczu ostatecznego i powoduje jego alkalizacje


31

o gdy stężenie HCO3- obniży się poniżej 26 mmol/L całość tego HCO3- zostaje wykorzystana doneutralizacji wydzielanych jonów H+ à mocz ostateczny staje się bardziej kwaśny i H+ wiąże sięgłównie z NH3 w postaci NH4+

- zwrotne wchłanianie kanalikowe HCO3- wzrasta ( a wydzielanie z moczem maleje):o przy wzroście PCO2 we krwio przy wzroście stężenia K+ w płynie zewnątrzkomórkowymo przy zwiększonej sekrecji aldosteronuo przy wzroście stężeń H+ w płynach ustrojowych (kwasica metaboliczna)

- alkaloza metaboliczna: wzrost [HCO3-] w osoczu (>28 mmol) resorpcja wodorowęglanów nie zmieniona,nadmiar wydalany jest z moczem

- alkaloza oddechowa: wzrost wydalania HCO3-

- kwasica oddechowa: spadek wydalania HCO3o dzięki interwencji nerek stosunek HCO3-/H2CO3, decydujący o pH krwi nie ulega zmianieo obecność jonów wodorowęglanowych w płynie kanalikowym, przejawiająca się umiarkowanym

spadkiem pH, bo wartości 4.5-6.5 są istotnymi czynnikami mobilizującymi mechanizmy usuwania H+w formie zbuforowanej w postaci kwaśności miareczkowej lub jonu amonowego

wróć

Jony chlorkoweWchłaniają się w kanalikach głównie na zasadzie biernej dyfuzji, podążają za kationami Na+ i K+, zgodnie zgradientem elektrycznym utworzonym przez ich czynne wchłanianie. Zwrotne wchłanianie jonów Cl- zwiększa sięprzy spadku wchłaniania HCO3- i odwrotnie- zmniejsza się przy wzroście wchłaniania HCO3- w kanalikachnerkowych. Czynny kotransporter jonów Cl-, razem z Na+ i K+ zachodzi tylko w grubszej części ramieniawstępującego pętli Henlego

wróć

Hormonalna kontrola zwrotnego wchłaniania kanalikowego

Spośród hormonów regulujących zwrotne wchłanianie elektrolitów i wody należy wymienić:

- aldosteron§ wydzielany przez korę nadnerczy, głównie w odpowiedzi na działanie angiotensyny II§ wpływa na kanaliki dalsze i zbiorcze:

· pobudza Na+-K+ pompę ATP-azową w przypodstawnej błonie tych kanalików· zwiększa przepuszczalność (kanały sodowe) w błonie przyszczytowej dla Na+ i

zatrzymanie Na+ w organizmie· ponadto pobudza pompę protonową i wydzielanie H+ w tych kanalikach

§ choroba Addisona – brak aldosteronu z powodu zniszczenia kory nadnerczy· duża utrata Na+ i zatrzymanie K+ w organizmie

§ zespół Conna – nadprodukcja aldosteronu· nadmierne zatrzymanie Na+ i wzrost jego stężenia w płynach ustrojowych

- angiotensyna IIo najsilniejszy hormon zatrzymujący Na+ w organizmieo wzmaga zatrzymanie Na+ i wody w kanalikacho Działanie

§ Pobudza silnie wydzielanie aldosteronu à zatrzymanie Na+§ Kurczy tętniczki doprowadzająceà zmniejszenie ciśnienia hydrostatycznego w kapilarach

okołokanalikowych à ułatwienie zwrotnego wchłaniania Na+ i wody w kanalikachbliższych

§ Kurczy tętniczki odprowadzające à zwiększa filtracje w kłębuszkach i podnosi ciśnienieonkotyczne w kapilarach okołokanalikowych a zatem i zwrotne wchłanianie Na+ i wody wkanalikach

§ Bezpośrednio pobudza zwrotne wchłanianie sodu w kanalikach bliższych pętli Henlego idalszych, działając pobudzająco na pompę Na+-K+ wymianę Na+-H+ głównie wkanalikach bliższych


32

- ADHo Zwiększa przepuszczalność kanalików dalszych i zbiorczych dla wody à zatrzymanie wody w

organizmieo Kluczowa rola w procesie rozcieńczania i zagęszczania moczuo Przyjmuje się że od ADH zależy zwrotna resorpcja około 13% filtratu kłębuszkowego i w związku z

tym, przy braku tego hormonu, objętość moczu może wzrosnąć do 20-25l na dobę (moczówkaprosta).

o W zależności od poziomu ADH we krwi zakres ciśnień osmotycznych moczu może wahać się od 30do 1200 mOsm/L

o ADH uwalnia się w zwiększonych ilościach pod wpływem podwyższonego, choćby o 2-3% (ponad300 mOsm/L), ciśnienia osmotycznego osocza krwi dopływającej do jądra nadwzrokowegopodwzgórza, spadku ciśnienia tętniczego krwi (choćby o 5-10%), czynników sterydowych (np.morfina, barbiruturany) i angiotensyny II. We wszystkich tych stanach wzrasta resorpcja zwrotnawody z kanalików dalszych i zbiorczych nerek oraz maleje objętość moczu ostatecznego

- ANPo Hamuje zwrotną reabsorpcję Na+ i wody głównie w kanalikach zbiorczych i to prowadzi do

zwiększonego wydalania z moczem Na+ i wody, umożliwiając powrót objętości płynówustrojowych do normy

o Patrz dalej: ANP

- Parathormon (PTH)o Zwiększa reabsorpcję Ca2+ głównie w kanalikach bliższych i Mg2+ w pętli Henlego, hamując

jednocześnie reabsorpcję fosforanów w kanalikach bliższych

wróć

ANP

· Ziarnistości niektórych miocytów przedsionków uwalniają po wpływem rozciągania przedsionkowe peptydynatriuretyczne (ANP):

§ ANP działa na nerki· zwiększa wydalanie jonów Na+· zmniejsza uwalnianie reniny i aldosteronu.

§ Wraz z jonami Na+ organizm traci wodęà zmniejszenie objętości płynów ustrojowych, szczególnie krwi.

§ ANP rozszerza także naczynia krwionośne, głównie tętniczki doprowadzające nerek oraz duże żyły§ Rozszerzenie żył powoduje zaleganie krwi żylnej à zmniejszenie powrotu żylnego à zmniejsza się

pojemność minutowa serca.§ (ANP jest jednym z nielicznych hormonów, który rozszerza naczynia krwionośne bez udziału tlenku

azotu, przez aktywacje bezpośrednio izoformy p-cyklazy guanylanowej i zwiększenie generacji cGMP wkomórkach mięśni gładki naczyń)

§ Długotrwały efekt obniżenia ciśnienia tętniczego przez ANP zależy od wzmożonego usuwania sodu zorganizmu m.in. przez zahamowanie wydzielania aldosteronu. Upośledzenie tego natriuretycznegomechanizmu hormonalnego, chroniącego organizm przez nadmiarem sodu i wody, odgrywa rolę wmechanizmie pierwotnego nadciśnienia tętniczego.

§ ANP zwiększa ponadto pobudliwość mechanoreceptorów przedsionków serca hamujących neuronyjądra przykomorowego i nadwzrokowego podwzgórza, uwalniające wazopresynę do krwi przez tylnypłat przysadki mózgowej, potęgując w ten sposób odruchowe neurogenne wydalanie wody podwpływem zwiększenia objętości krwi centralnej.

wróć


33

Wydalanie nielotnych kwasów przez nerki (mechanizmy oszczędzaniazasad)

1. Nielotne kwasy powstają stale w komórkach. Po dostaniu się do ECF są neutralizowane przezendogenne zasady (na HCO3) powoduje to utratę puli endogennych zasad (odwracalną)

i. H2SO4 + NaHCO3 = Na2SP4 + 2H2O + CO2

2. Sole sodowe nielotnych kwasów dostają się do moczu pierwotnego na drodze filtracji kłębuszkoweji. Wydalenie nielotnych kwasów jako soli sodowych spowodowałoby znaczną utratę

endogennych zasad dlatego nerka posiada 2 mechanizmy oszczędzania zasad1. zakwaszanie moczu (kwaśność miareczkowa)2. synteza amoniaku

wróć

Mechanizmy zagęszczania moczu

- nerka ma zdolność do zmiany osmolarności w zakresie 70 – 1400 mOsm/L- całkowita ilość substancji osmotycznie czynnych (mocznik, siarczany, fosforany, i inne produkty

metaboliczne), które powstają w organizmie i muszą być usunięte z moczem, wynosi około 600mOsm/doba

- w stanach odwodnienia nerka dąży do maksymalnego zagęszczania moczu i wówczas te toksycznesubstancje są usuwane w postaci obligatoryjnego moczu (najmniejsza ilość moczu w jakiej się one„zmieszczą”à około 0,44L/doba)

o wydalanie minimalnej objętości moczu, służącej do usuwania z ustroju zbędnych lub szkodliwychsubstancji nosi nazwę wydalania obligatoryjnego

- koniecznym etapem poprzedzającym rozcieńczenie lub zagęszczenie moczu jest izoosmotycznaredukcja (około 70%) objętości przesączu kanalikach bliższych, co zapobiega zalaniu kanalikówdalszych i umożliwia ich sprawne działanie w zakresie rozcieńczania lub zagęszczania moczu.

- Mechanizmy zagęszczania i rozcieńczania moczu zależą od:

o Mechanizmu wzmacniaczy przeciwprądowych

o Działanie ADH (regulacja)

o Przepuszczalności kanalików zbiorczych dla mocznika

o Gradientu osmotycznego wzdłuż rdzenia nerki ( hiperosmolarność istoty rdzennej nerek)§ Przyczyny tego gradientu:

· Nagromadzenie jonów Na+ i Cl- czynnie resorbowanych z płynu kanalikowegoprzez nabłonek grubszego ramienia wstępującego długiej pętli Henlego orazkanalików przewodów zbiorczych

· Niezwykle mały przepływ krwi przez naczynia proste zapobiegający rozproszeniutej hiperosmolarności

· Przechodzenie przy udziale ADH do płynu tej istoty mocznika w obrębiekońcowego odcinka kanalików zbiorczych nerek

Wzmocnienie przeciwprądoweMożliwość znacznego zagęszczania moczu przez nerki tłumaczy się działaniem mechanizmu tzw. wzmocnienia

przeciwprądowego. Mechanizm ten prowadzi do nagromadzenia substancji osmotycznie czynnych w świetlekanalików, naczyń nerkowych i w płynie śródmiąższowym rdzenia w stężeniach wzrastających w kierunku od korydo brodawek nerkowych.. Charakterystyczne gromadzenie się substancji osmotycznie aktywnych w rdzeniu zależyprzede wszystkim od usuwania NaCl z ramienia wstępującego długich pętli nefronu. Ponieważ ramię to jestnieprzepuszczalne dla wody, proces ten wywołuje następstwa dwojakiego rodzaju:

· Po pierwsze: stałe usuwanie substancji z ramienia wstępującego pętli powoduje postępującerozcieńczenie płynącego tym ramieniem moczu kanalikowego.


34

· Po drugie: transportowane ze światła ramienia wstępującego substancje podwyższają znacznieosmolarność otaczającego śródmiąższu, a także dyfundując do przepuszczalnego ramienia zstępującegopętli, powodują zwiększanie osmolarności płynu w jego świetle w miarę zbliżania się do zagięcia pętli. .

Transport NaCl z ramienia wstępującego pętli wytwarza na każdym poziomie rdzenia różnice stężeń między jegoświatłem a otaczającym śródmiąższem wynoszącą około 200 mOsm/L (Traczyk), 75-100 mOsm/L (Konturek) -(to tzw. efekt pojedynczy).

Ta różnica w ciśnieniu osmotycznym pomiędzy moczem kanalikowym a płynem śródmiąższowym(okołokanalkowym) jest stosunkowo niewielka w dowolnym punkcie pętli, ale w warunkach przeciwkierunkowegoprzepływu płynu w obu ramionach pętli, ciągłe usuwanie substancji z ramienia wstępującego i ich dodawanie doramienia zstępującego prowadzi do zwielokrotnienia efektu pojedynczego (wzmocnienie przeciwprądowe) iwytworzenia wzdłuż długiej osi pętli bardzo znacznej różnicy stężeń rzędu 1000 mOsm/L.

Ze względu na znaczną przepuszczalność (dla substancji i dla wody) naczyń prostych (vasa recta) towarzyszącychkanalikom, charakterystyczne uwarstwienie stężeń (a więc i osmolarności) w rdzeniu nerki dotyczy także krwipłynącej tymi naczyniami.Wobec (1) braku większej różnicy stężeń substancji między światłem vasa recta a otaczającym śródmiąższem, atakże (2) w związku z powolnym przepływem krwi tymi naczyniami nagromadzone substancje nie ulegająwypłukaniu i rozproszeniu (tzw. wymiennik przeciwprądowy naczyń prostych)

(w miarę zagłębiania się ramienia zstępującego naczynia prostego płynąca w nim krew staje się coraz bardziejhiperosmotyczna, gdyż NaCl z łatwością przedostaje się z płynu tkankowego do wnętrza naczynia a woda wkierunku przeciwnym,. Wzrost ciśnienia osmotycznego krwi w naczyniach prostych osiąga największe stężenie wobrębie ich zagięcia, tj. na szczycie piramid. W czasie odpływu krwi z rdzenia w kierunku kory nerek osmolarnośćkrwi w naczyniu wstępującym stopniowo wraca do wartości prawidłowej, gdyż substancje w niej rozpuszczonedyfundują z powrotem do płynu śródmiąższowego.W ten sposób naczynia proste istoty rdzennej działają jako wymienniki przeciwprądowe ułatwiające recyrkulacjesubstancji rozpuszczonych w obrębie rdzenia i zapobiegają rozproszeniu hiperosmolarności płynuokołokanalikowego istoty rdzennej nerek.

Naczynia proste zachowują się w tym układziezupełnie biernie, gdyż same nie wytwarzajągradientu osmolarności, a tylko go podtrzymują,gdyż odprowadzają nadmiar wody z substancjirdzennej.

Kanaliki zbiorcze w obrębie swej części(obwodowej) bliskiej ujścia do miedniczkinerkowej wykazują dużą przepuszczalność dlamocznika, który z łatwością dyfunduje do płynuśródmiąższowego rdzenia i gromadząc się tutaj,uczestniczy w hiperosmolarnośći.Przypuszczalnie około 30% całkowitejosmolarności płynu śródmiąższowego istotyrdzennej pochodzi od mocznika, który tu wnikagłównie przez obwodowe (bliższe miedniczkinerkowej) części kanalików zbiorczych przy udzialeADH, ułatwiającego ten transport mocznikowy.Wzrost ilości mocznika dostarczanego do nerki i wefekcie do kanalików zbiorczych, powodujewyraźny wzrost osmolarności substancji rdzennej(pod warunkiem obecności ADH) i tym samymmoczu ostatecznego

Układ kanalików w rdzeniu nerki umożliwiającyzagęszczanie moczu (tzw. wzmacniaczprzeciwprądowy). Czarne strzałki symbolizujątransport substancji rozpuszczonych, głównie NaCl imocznika, a białe strzałki – dyfuzję wody. Ścianaramienia zstępującego pętli nefronu jestprzepuszczalna dla substancji rozpuszczonych i dlawody (cienka linia), ściana ramienia wstępującegoi kanalika krętego dalszego jest nieprzepuszczalnadla wody (gruba linia), a ściana kanalikazbiorczego jest przepuszczalna dla wody tylko w


35

obecności hormonu antydiuretycznego (linia gruba przerywana). Kanaliki są zanurzone w „zbiorniku” płynuśródmiąższowego nerki; powolną wymianę płynu w tym zbiorniku zapewniają naczynia proste. Z wyjątkiem ramieniawstępującego pętli osmolalność płynu w różnych odcinkach kanalika w śródmiąższu i w naczyniach prostych jestjednakowa danym poziomie nerki.

Rozcieńczanie moczu

Ramie wstępujące pętli Henlego jest nieprzepuszczalne dla wody i jednocześnie aktywnie wypompowujeNa+ i Cl- z moczu kanalikowego do płynu śródmiąższowego. W związku z tym płyn kanalikowy przepływający zramienia wstępującego pętli do dalszej części kanalika nerkowego jest hipotoniczny. Jego ciśnienie spada dookoło 100 mOsm/L

Czyli jeżeli chodzi o rozcieńczanie moczu, to wystarczy, aby płyn dopływający do kanalików dalszych izbiorczych, a więc o niskim ciśnieniu osmotycznym, dostał się w stanie niezmienionym do miedniczki nerkowej naskutek niewielkiej tylko resorpcji zwrotnej wody w kanalikach zbiorczych.

A kanaliki zbiorcze wykazują zmienną przepuszczalność dla wody, w zależności od obecności ADH i liczbywbudowanych białek akwaporynowych i kanałów wodnych, zwiększających ich przepuszczalność dla wody. Przyzmniejszeniu lub braku tego hormonu mocz jest znacznie rozcieńczony, gdyż niewielka zdolność do jegozagęszczania, a tylko niewielka ilość wody podlega zwrotnemu wchłanianiu w kanalikach dalszych i zbiorczych.

wróć

Klirens osmotyczny i klirens wolnej wody

- gdy nerki produkują mocz hipotoniczny, wówczas woda wydalana jest w nadmiarze w stosunku dosubstancji osmotycznie czynnych. Nadmiar wody wydalanej z moczem nosi nazwę „wolnej” wody, acałkowita objętość osocza, która jest oczyszczona z nadmiary wolnej wody w ciągu minuty, nosi nazwęklirensu wolnej wody (CH2O)


36

o klirens ten stanowi różnicę pomiędzy objętością moczu wydalanego w ciągu minuty a klirensemosmotycznym, czyli objętością osocza oczyszczonego w ciągu minuty z aktywnych osmotycznieskładników

o CH2O = V - Cosm

o CH2O = V- ((Uosm x V))/ Posm

§ CH2O – klirens wolnej wody (mL/min)§ V – objętość wydalanego moczu (mL/min)§ Uosm – osmolarność moczu§ Vosm – osmolarność osocza

o Gdy klirens wolnej wody ma wartość ujemną, oznacza to, że aktywne osmotycznie składniki moczuwydalone zostały w mniejszej objętości wody niż ta, która znajduje się w osoczu, a więc mocz jestznacznie zagęszczony (hipertoniczny)

o Gdy klirens ma wartość dodatnią, wówczas woda wydalana jest w nadmiarze w stosunku dosubstancji osmotycznie czynnych i mocz jest rozcieńczony (hipotoniczny)

Klirens osmotyczny

- określa objętość osocza całkowicie oczyszczoną z aktywnych osmotycznie składników w ciągu minuty

- Cosm = (Uosm x V)/Posm

o V – objętość wydalanego moczu (mL/min)o Cosm – klirens osmotyczny w mL/mino Uosm – stężenie osmotyczne moczu ostatecznego w mOsm/Lo Posm – stężenie osmotyczne osocza w mOsm/L

- Klirens osmotyczny u człowieka wynosi 2-3 mL/minà wielkość ta jest praktycznie stała i nie zależy odwielkości diurezy

Pomiary klirensów osmotycznego i wolnej wody służą badaniom mechanizmów zagęszczania i rozcieńczaniamoczu w celach diagnostycznych lub doświadczalnych

wróć

Wydzielanie kanalikowe

Wydzielanie kanalikowe polega na transporcie substancji z komórek nabłonka kanalikowego do światła kanalików.

Wyróżnia się 3 główne typy wydzielania:

1) bierny – oparty na zwykłej dyfuzjia. SŁABE KWASY I ZASADY ORGANICZNE przechodzą przez kanaliki dalsze na drodze transportu biernego

zwanego dyfuzją niejonową i po przedostaniu się do światła kanalików nerkowych zostają tuzatrzymane

b. Słabe zasady jak np. amoniak, czerwień fenolowa, prokaina, istnieją w osoczu w postaci wolnychzasad i jako rozpuszczalne w tłuszczach łatwo przenikają przez nabłonek na drodze niejonowejdyfuzji. W świetle kanalików łączą się one z jonami H+, tworząc kationy niepodlegające zwrotnejresorpcji w kanalikach. Ich wydalanie z moczem jest proporcjonalne do stopnia zakwaszeniamoczu, a ustaje przy alkalicznym pH moczu.

c. Podobnie słabe kwasy (np. salicylowy i fornobarbital) przechodzą z łatwością do moczualkalicznego gdzie tworzą aniony niezdolne do zwrotnego wchłaniania kanalikowego. W tensposób substancje te zostają wychwycone i wydalone z moczem.

2) wtórnie czynny – ograniczony maksymalnym transportem (Tm)

3) czynny – ograniczony gradientem stężeń, potrzebują energii (ATP)

a. PAHb. Organiczne kwasy i zasady, jak szczawiany, moczany


37

c. Aminy katecholowed. Sole żółciowee. Barwniki sulfoftaleinowef. Czerwień fenolowa, penicylinag. Pewne zasady organiczne jak czteroetyloamoniak (TEA)h. Hexamethoniumi. Sterydyj. Kwas 5-hydroksyindolooctowyk. Kwasy sulfonowe, sulfamidy, prokainal. Kreatynina,

Na ogół aktywny transport zachodzi w obrębie błony komórkowej w części przypodstawnej nabłonka nerkowego,natomiast przechodzenie ich z nabłonka do światła kanalików jest wynikiem zwykłej lub wspomaganej dyfuzji.

Do substancji wydzielanych czynnie, ale nieposiadających określonego Tm, należą jony H+ i K+.

wróć

Zaburzenia czynności nerek

- zmiany czynności nerek mogą prowadzić do różnych zmian ogólnoustrojowych, go których w pierwszymrzędzie należą: nadciśnienie tętnicze wywołane m.in. aktywacją układu renina-angiotensyna przezniedokrwione nerki, oraz zaburzenia czynności samych nerek jak: obniżenie filtracji kłębuszkowej lub utratazdolności zagęszczania i rozcieńczania moczu, prowadzące do mocznicy, kwasicy nerkowej, zatrzymaniasodu itd.

- Częstym objawem chorób nerek o charakterze zapalenia kłębuszków (glomerulonephritis) lub nerczycy(nephrosis) jest zaburzenie czynności błony filtracyjnej kłębuszków z utratą nadmiernej ilości białka(proteinuria) i elementów morforycznych z krwi do moczu.

o W większości przypadków utracie podlegają albuminy (albuminuria) i jest to typowy objawnerczycy. Poziom białka ustrojowego ulega wówczas obniżeniu à zmniejsza się ciśnienieonkotyczne białek i osocza à powstają obrzęki tkankowe.

o Poza tym do moczu mogą przechodzić elementy morfotyczne krwi, a zwłaszcza leukocyty ierytrocyty, tworząc z komórkami złuszczonego nabłonka w kanalikach nerkowych odlewy zwanewałeczkami

- Przy daleko posuniętym uszkodzeniu nerek i znacznym zmniejszeniu ilości czynnych nefronów stopniowozmniejsza się zdolność nerki do zagęszczania i rozcieńczania moczu. Mniej zagęszczony mocz jest wydalanyw większych ilościach (polyuria-wielomocz) także w nocy (nocturia).

o Już po jednostronnej nefrektomii może wystąpić zjawisko diurezy osmotycznej. Przy dalszymuszkodzeniu nerek, gdy tracą one zdolność zagęszczania i rozcieńczania, wytwarzany jest mocz ostałej osmolarności ale o zwiększonej objętości. Jest to wynik utraty przez nerkę mechanizmuprzeciwprądowego i hiperosmolarności substancji rdzennej nerek. Ilość wydalanych przez nerkiosmoli jest początkowo niezmieniona, ale wymaga to zwiększenia objętości moczu jako efektudiurezy osmotycznej. Zwiększona filtracja przez pozostałe nefrony prowadzi do ich uszkodzenia izmniejszenia objętości moczu, a w końcu do bezmoczu (anuria). Utrata zdolności koncentracjimoczu wraz ze skąpomoczam (oliguria) lub bezmoczem występuje dopiero po niemal całkowitymuszkodzeniu miąższu nerkowego.

- W stanach znacznej niewydolności nerek (mocznica) dochodzi do nagromadzenia w płynach końcowychproduktów przemiany materii, a zwłaszcza mocznika, kwasu moczowego, kreatyniny, aminokwasów iamoniaku. Stężenie tych substancji we krwi, a szczególnie mocznika, którego azot tworzy tzw. azotmocznikowy (BUN – Blood Urea Nitrogen), wzrasta proporcjonalnie do spadku filtracji kłębuszkowej

o W mocznicy ulegają zatrzymaniu w ustroju również inne toksyczne produkty metabolizmu,zwłaszcza kwasy organiczne, fenol i inne substancje toksyczne, które w miarę nagromadzenia wekrwi przenikają przez barierę krew-mózg i doprowadzają do zaburzeń czynności ośrodkowegoukładu nerwowego, wywołując śpiączkę mocznicową

- Kwasica jest częstym objawem przewlekłych schorzeń nerkowych i rozwija się z powodu upośledzeniazdolności nerek do wydzielania nielotnych (stałych) kwasów z ustroju, pomimo że mocz jest maksymalniezakwaszony.

o Ta kwasica rozwija się z powodu zredukowania całkowitej ilości jonów H+, które mogą być zmoczem wydalone, gdyż upośledzone jest buforowanie H+ w wyniku upośledzenia wytwarzaniaNH4+


38

wróć

Drogi moczowe i wydalanie moczu

Moczowody pełnią funkcje przewodów odprowadzających mocz z miedniczek nerkowych do pęcherza. Przepływwspomagany jest przez skurcze perystaltyczne moczowodów.

· Skurcze perystaltyczne moczowodów mają charakter miogenny; fale perystaltyczne pojawiają się wodstępach od kilku sekund do 2-3 minut.

· Pobudzenie dochodzących do moczowodów eferentnych włókien przywspółczulnych przyspieszaperystaltykę a pobudzenie włókien współczulnych zwalnia ją.

o Na istnienie unerwienia aferentnego wskazuje uczucie bólu towarzyszące przesuwaniu się kamienimoczowych wzdłuż moczowodów

· W miarę wypełniania się pęcherza ciśnienie hydrostatyczne w jego świetle powoli wzrasta.· Dzięki perystaltyce ciśnienie w moczowodach przewyższa okresowo ciśnienie wewnątrzpęcherzowe i dalsze

porcje moczu dostarczane są do pęcherza.· Fałdy błony śluzowej uformowane w miejscu, gdzie moczowody przebijają ukośnie ścianę pęcherza ,

zapobiegają powrotowi moczu (tzw. reflux) do moczowodów i miedniczek w okresach między falamiperystaltycznymi.

· Skurcz mięśnia wypieracza moczu pod wpływem pobudzenia nerwów przywspółczulnych, przyrównoczesnym rozluźnieniu zwieracza wewnętrznego i zewnętrznego, umożliwia opróżnianie pęcherza

· Oddawanie moczu jest w zasadzie czynnością odruchową z ośrodkiem koordynującym w rdzeniukrzyżowym, pobudzaną lub hamowaną przez wyższe ośrodki mieszczące się w (1) pniu mózgowym, (2)podwzgórzu i (3) ruchowej korze mózgowej

· Dzięki właściwościom elastycznym mięśnie gładkie pęcherza ulegają rozluźnieniu w miarę gromadzenia sięw nim moczu, przy czym napięcie wytworzone początkowo, znika podczas rozciągania mięśnia i ciśnieniewewnątrzpęcherzowe niewiele się zmienia,

· Wykres ciśnienia wewnątrzpęcherzowego jako funkcji objętości płynu w pęcherzu nosi nazwęcystometrogramu.

o Krzywa ciśnienia początkowo się nieco podnosi i dalej utrzymuje się na tym samym poziomie, aż dowypełnienia pęcherza do około 400 mL, kiedy to następuje nagły wzrost ciśnienia.

o Na krzywej cystometrogramu wyróżnia się trzy odcinki: Ia, Ib, II

§ Odcinek Ia obrazuje nieznaczny wzrost ciśnienia ponad wartość zerową w początkowymokresie wypełniania pęcherza

§ Odcinek Ib tworzy linię poziomą utrzymującą się na wysokości około 10-20 cmH2Opodczas wypełniania pęcherza do wartości około 400 mL

§ Odcinek II występuje wówczas, gdy wypełnienie pęcherza przekroczy 400 mL i gdyciśnienie wewnątrzpęcherzowe gwałtownie wzrasta. Należy zaznaczyć, że okresoweskurcze pęcherza mogą rozpocząć się już w okresie odcinka Ib, gdy wypełnienie pęcherzaprzekroczy 200-300 mL. Ale silne parcie na mocz pojawia się zwykle po przekroczeniu 400mL.

· Podrażnianie mechanoreceptorów pęcherza przez gromadzący się mocz prowadzi do odruchowegoskurczu pęcherza w wyniku impulsacji aferentenej w trzewnych w łóknach czuciowych (przebiegających wNERWIE MIEDNICZNYM) do rdzenia kręgowego i impulsacji eferentnej we włóknach parasympatycznychbiegnących od pęcherza w tym samym nerwie.


39

· W części krzyżowej rdzenia kręgowego (S2-S4) dochodzi do integracji tego odruchu, przy czym prógpobudliwości dla odruchu oddawania moczu jest modulowany dzięki czynności ośrodka torującego wmoście i hamującego w śródmózgowiu.

o Tak więc przy pobudzeniu ośrodka w rdzeniu krzyżowym impulsacje są przekazywane drogamiwstępującymi do ośrodka torującego odruch oddawania moczu w moście.

o Z tego ośrodka impulsacje wyzwalające mikcje biegną w dół z powrotem do segmentów S2-S4.o Część impulsów dociera drogami wstępującymi do kory mózgowej dzięki czemu występuje

uczucie parcia na mocz.

· Odruch oddawania moczu ma stosunkowo długi okres utajony z uwagi na swój wielosynaptycznycharakter i wysokie położenie ośrodka torującego oddawanie moczu w moście.

· Jeżeli okoliczności sprzyjają ośrodki w korze mózgowej i w tylnej części podwzgórza ułatwiają rdzeniowyodruch oddawania moczu. Wtedy impulsacje zstępujące do przywspółczulnych neuronówprzedzwojowych w rdzeniu krzyżowym powodują wzrost impulsacji przepływającej włóknamiprzywspółczulnymi (n.miedniczny) do pęcherza moczowego i po przejściu na cholinergiczny neuronpozazwojowy powodują skurcz wypieracza moczu.

o Jednocześnie zahamowaniu ulegają przedzwojowe neurony współczulne w rdzeniu lędźwiowym ineurony pozazwojowe współczulne odpowiedzialne za rozluźnienie pęcherza przez uwalnianienoradrenaliny i pobudzenie receptorów adrenergicznych typu β.

· Siłą woli można zahamować oddawanie moczu przez pobudzenie do skurczu zwieracza zewnętrznegocewki moczowej, co łatwiej udaje się u mężczyzn niż u kobiet, u których zwieracz zewnętrzny cewkimoczowej jest słabiej rozwinięty (ten poprzecznie prążkowany mięsień unerwiony jest przez nerw sromowy)

· Uważa się że pierwszą czynnością przy zapoczątkowaniu dowolnego oddawania moczu jest rozluźnieniemięśni dna miednicy małej, które ma wystarczyć do pociągnięcia wypieracza moczu ku dołowi irozpoczęcia jego skurczu.

wróć

Kwasica gazowa (oddechowa)

- jest wynikiem pierwotnego wzrostu PCO2, który powoduje obniżenie stosunku [HCO3-]/PCO2 i następowospadek pH

- może być skutkiem hipowentylacji płuc i upośledzenia usuwania CO2 z płuc (choroby obstrukcyjne płuc,niedostosowanie przepływu krwi do wentylacji pęcherzykowej, uszkodzenie mięśni oddechowych,zaburzenie ośrodka oddechowego


40

- wzrost PCO2 zwiększa zawartość H2CO3 i stężenie HCO3- z powodu wzmożenia dysocjacji H2CO3.

- Chwilowy spadek pH obserwowany w kwasicy gazowej może być wyrównany przez nerki, które wydzielająwtedy bardziej kwaśny mocz, reabsorbując jednocześnie całkowicie HCO3- z płynu kanalikowego.

o Prowadzi to do wzrostu stężenie HCO3- we krwi. Dzięki temu, pomimo utrzymującego siępodwyższonego PCO2 stosunek [HCO3-]/PCO2 wraca do normy, a zatem zostaje także wyrównanepH

- Jest to wyrównana kwasica gazowa, co w diagramie Davenporta daje przesunięcie z punktu B do B1 i B2.

Alkaloza gazowa (oddechowa)

- jest zaburzeniem rzadziej spotykanym, spowodowanym takimi czynnikami, jak:o hiperwentylacja płuc (w histerii),o przebywanie na znacznych wysokościach nad poziomem morzao zatrucie salicylanami u dzieci.

- Nadmierne usuwanie CO2 z organizmu prowadzi wtedy do spadku PCO2 i do chwilowego wzrostu pH, przyjednoczesnym zmniejszeniu stężenia HCO3- w osoczu.

- Na diagramie Davenporta oznacza to przesunięcie z punktu A do C

- Kompensacja jest pochodzenia nerkowego i polega na zwiększonym wydalaniu HCO3-, tak że stosunek[HCO3-]/PCO2 wraca do normy, pomimo że bezwzględne wartości licznika i mianownika w tym ułamku sąobniżone.

- Na diagramie Davenporta oznacza to przesunięcie kolejno do punktu C1i C2, aż do zupełnegowyrównwnia alkalozy gazowej.

o Rezerwa alkaliczna ulega wtedy znacznej redukcji

Kwasica metaboliczna

- polega na gromadzeniu w organizmie nielotnych kwasów we krwi, wybitnym spadku rezerwy alkalicznej ispadku pH, nawet do wartości pH 6,8.


41

- Oznacza to przesunięcie na diagramie Davenporta z punktu A do D.- Zakwaszenie krwi czyli wzrost stężenia H+ powoduje wkrótce wyparcie CO2 z HCO3- osocza i silne

pobudzenie przez CO2 wentylacji płuc, prowadząc do eliminacji tego gazu i spadku PCO2 we krwi tętniczej.

- Stanowi to element kompensacji oddechowej, a na diagramie Davenporta daje przesunięcie z punku Ddo D1.

- Wyrównanie oddechowe nigdy nie jest pełne i nerki ostatecznie przywracają równowagę kwasowo-zasadową do stanu wyjściowego.

- Kwasica metaboliczna może towarzyszyć ciężkiej pracy fizycznej (kwas mlekowy) zwłaszcza wykonywanejw warunkach hipoksji, nieleczonej cukrzycy (kwas β-hydroksymasłowy) i ciężkiej niewydolności nerek (kwassiarkowy, fosforowy, i inne kwasy organiczne)

Alkaloza metaboliczna

- jest następstwem nagromadzenia we krwi nadmiaru zasad np. w wyniku:o znacznej utraty kwaśnego soku żołądkowego (długotrwale wymioty),o stosowania leków alkalizujących(np. w chorobie wrzodowej),o długotrwałe diety jarskie

- wzrasta wtedy stężenie HCO3- w osoczu i podnosi się pH- oznacza to przesunięcie z punktu A do E na diagramie Davenporta.

- Kompensacja jest wtedy oddechowa i polega na zwolnieniu ruchów oddechowych następowym wzrościePCO2 (E1)

- Wówczas pH wraca w kierunku prawidłowym, gdyż stosunek [HCO3-]/PCO2 ulega normalizacji, chociażbezwzględne wartości obu składowych buforu wodorowęglanowego są znacznie podwyższone. Nadiagramie Davenporta oznacza to przesunięcie z punktu E do E1. W ostatecznej kompensacji biorą udziałnerki, usuwając powoli nadmiar zasad z organizmu

Wpływ kwasicy i alkalozy na ustrój:

- kwasica prowadzi do ciężkich następstw w postaci: obniżenia aktywności układu nerwowego, zaburzeniaorientacji, obniżenia świadomości, następnie śpiączki i w końcu śmierci. Śpiączka stanowi stadium końcowekwasicy cukrzycowej i mocznicowej. Towarzyszy jej wzmożona wentylacja płuc w postaci oddychaniaKussmaula

- Alkaloza wzmaga pobudliwość układu nerwowego, zarówno ośrodkowego jak i obwodowego, Prowadzito do spontanicznych wyładowań nerwów ruchowych i skurczów tężyczkowych mięśni szkieletowych.Skurcz mięśni oddechowych lub wewnętrznych krtani może doprowadzić nawet do uduszenia

Rola nerek w równowadze kwasowo-zasadowej

Rola nerek polega na wydalaniu nadmiaru nielotnych kwasów lub związków alkalizujących z organizmu.Najistotniejsza jest tu zwrotna resorpcja lub wydalanie wodorowęglanów

· W warunkach prawidłowych, gdy stężenie HCO3 w osoczu wynosi 26 mmol/L lub mniej wodorowęglanyzostają niemal całkowicie zwrotnie zresorbowane z kanalików i ich wydalanie z moczem wynosi około1mmol/dobę.

· Przy wzroście stężenia powyżej 27-28 mmol/L stopniowo pojawia się HCO3- w moczu i w związku z tymmożna przyjąć że próg nerkowy dla HCO3- wynosi około 27 mmol.. Każdy nadmiar HCO3- powyżej 27mmol/L jaki dostaje się do przesączu zostaje wydalony przez nerki

· Sam proces wchłaniania HCO3- zachodzi głównie (85-90%) w kanalikach bliższych.

o Jest to wchłanianie pośrednie polegające na czynnym wydzielaniu przez komórki kanalikowejonów H+, które reagując z obecnymi w przesączu kłębuszkowym jonami HCO3-, uwalniają z nichCO2 na brzeżku szczoteczkowym komórek kanalikowych.

o CO2 dyfunduje następnie do komórek kanalików i w ich cytoplazmie ulega uwodnieniu do H2CO3

przy udziale anhydrazy węglanowej (AW) wewnątrzkomórkowej


42

o H2CO3 dysocjuje szybko do H+, wydzielanego dalej do światła kanalików i do HCO3-,dyfundującego do płynu zewnątrzkanalikowego à dalej do osocza krwi kapilarówokołokanalikowych.

o Ostatecznie więc na każdy jon H+ wydzielany do światła kanalika przedostaje się do krwi jeden jonHCO3-.

o Kluczowym czynnikiem w zwrotnym wchłanianiu HCO3- jest wymiana H+ za Na+ poprzez zwróconądo światła kanalika błonę komórkową nabłonka nerkowego oraz obecność anhydrazywęglanowej w komórkach kanalikowych. Dzięki działaniu jonów H+ następuje szybki rozpad HCO3-w moczu kanalikowym do CO2, jego dyfuzja do komórek kanalikowych i szybkie uwodnienie wcytoplazmie tych komórek do H2CO3. Należy zaznaczyć, że dalsze losy powstającego wkomórkach HCO3- i dostających się do nich (na drodze wymiany) jonów Na+ są nieco odmienne.Jony HCO3- dyfundują, zgodnie z gradientem stężeń, do płynu okołokanalikowego, a jony Na+ sątu czynnie wydzielane przy udziale pompy Na+-K+-ATP-azowej, działającej w bocznej iprzypodstawnej części błony komórkowej. Niewielka ilość HCO3- jest resorbowana w kanalikachbliższych bezpośrednio wraz z jonami Na+

· Dalsze wchłanianie HCO3- odbywa się w kanalikach dalszych i zbiorczych, gdzie reabsorpcji ulegapozostałe 10-15% całości przesączanych do moczu kanalikowego jonów HCO3-.

o Gdy stężenie HCO3- w osoczu jest poniżej progu nerkowego, tu właśnie, w kanalikach dalszych,następuje całkowita reabsorpcja HCO3- z płynu kanalikowego i HCO3- nie jest wydalany zmoczem.

o Wymaga to aktywnego wypompowywania H+ (przeciwko większemu gradientowielektrochemicznemu) w obrębie błony przyszczytowej nabłonka kanalików dalszych i temutowarzyszy bierna dyfuzja Cl- do światła kanalika.

Z czynników wpływających na zwrotną resorpcję HCO3- w kanalikach nerkowych należy wymienić:- zmiany PCO2 we krwi tętniczej- zmiany zawartości K+ w płynach ustrojowych- zmiany w wydzielaniu hormonów korowo-nadnerczowych

PRZY WZROŚCIE PCO2 we krwi tętniczej np. z powodu hipowentylacji, wzmaga się także zwrotne wchłanianie HCO3-PRZY SPADKU PCO2 np. w wyniku hiperwentylacji, wchłanianie HCO3- ulega zahamowaniu. Zmiany we wchłanianiuHCO3- w powyższych stanach zachodzą po 2-3 dniach i są wyrazem kompensacji kwasicy lub alkalozy gazowej

WZROST STĘŻENIA K+ w osoczu powyżej 4 mmol/L pociąga za sobą zahamowanie zwrotnego wchłaniania HCO3-,a spadek tego stężenia prowadzi do wzmożenia wchłaniania HCO3-. Wiąże się to z tym, że przy zwiększeniustężenia K+ w osoczu i płynach zewnątrzkomórkowych, więcej jonów K+ wnika do komórek wymieniając się za jonyH+ opuszczające te komórki.Podobne przesunięcia jonowe dotyczą komórek nabłonka nerkowego, które wobec zmniejszeniawewnątrzkomórkowego stężenia H+ mniej wydzielają H+ do światła kanalików i to warunkuje obniżenie zwrotnejresorpcji HCO3- w moczu kanalikowego. Odwrotne zmiany, czyli ostatecznie wzrost zwrotnego wchłaniania HCO3-są następstwem obniżenia K+ w płynach zewnątrzkomórkowych.

HORMONY KOROWO-NADNERCZOWE, GŁÓWNIE ALDOSTERON, wzmagają zwrotną resorpcję Na+ i wydzielanie K+ iH+ do płynu kanalikowego. W związku z tym przy nadmiarze tych hormonów (np. zespół Conna) zwiększa sięzwrotna resorpcja HCO3-, a przy ich niedoborze (choroba Addisona) resorpcja HCO3- ulega obniżeniu)

Ze względu na ogólną tendencję do gromadzenia się w ustroju kwaśnych substancji, głównie nielotnych, zachodzipotrzeba oszczędzania zasad, co odbywa się w nerkach przez:

- zakwaszanie moczu- syntezę amoniaku

ZAKWASZANIE MOCZUW procesie zakwaszania , w którym biorą udział głównie kanaliki dalsze, następuje zamiana obojętnych soli lubzbuforowanych soli odpowiednio do kwaśnych soli lub nawet do wolnych kwasów.

· Przykładem może być H3PO4, NaH2PO4 lub kwas moczowy, które mogą być wydalane do moczu zzaoszczędzeniem Na+.


43

· Jon H+ wymienia się np. z jednym Na+ fosforanu dwusodowego (Na2HPO4) na fosforan jednosodowy(NaH2PO4) według wzoru

· Na2HPO4 + H+ --> NaH2PO4 (wydalany) + Na+ (resorbowany)

SYNTEZA AMONIAKUInny mechanizm oszczędzania zasad to synteza amoniaku, w wyniku enzymatycznej dezaminacji

glutaminy, która wzmaga się proporcjonalnie do stopnia zakwaszenia osocza, zapewnia to wymianę Na+ naNH4+ w świetle kanalików:Źródłem amoniaku w nerkach jest glutamina która przy udziale glutaminazy jest bezpośrednim źródłem NH3. Inneaminokwasy oddają pod wpływem transaminaz swoją grupę aminową do kwasu alfa-ketoglutarowego,zamieniając go w glutaminę, a ta z kolei staje się źródłem amoniaku.

Utworzony NH3 jest lipofilny i łatwo dyfunduje do światła kanalików, ale tu w obecności H+ ulega zamianiena NH4+, służąc do neutralizacji wydalanych przez nerki mocnych kwasów np. H2SO4 powstającego w wynikukatabolizmu aminokwasów siarkowych.

§ Na2SO4 + 2NH4+à (NH4)2SO4 (wydalany) + 2Na+ (resorbowany)

W ten sposób zaoszczędzone zostają jony Na+, które zwrotnie wchłonięte i połączone z nowo utworzonymiHCO3- (a nie zwrotnie wchłoniętymi HCO3- ze światła kanalików) dostają się do płynu okołokanalikowego i dalejdo krwi przywracając zasób zasad do stanu prawidłowego (oszczędzanie zasad ustrojowych). Stanowi to głównyelement kompensacji nerkowej kwasicy gazowej.

Czynnikiem ograniczającym proces zakwaszenia moczu kanalikowego jest jednak byt duży spadek jego pH. PrzypH poniżej 4,5 kanaliki nerkowe w ogóle przestają wydalać substancje kwaśne do płynu kanalikowego, ilość zaśwydzielanego H+ przez kanaliki jest zdeterminowana przez:

- stopień kwasicy- ilość wydalanego zbuforowanego kwasu- siły buforu, tzn. jak silnie opiera się wymiana Na+ za H+

Z całości wydzielanych jonów H+ przez kanaliki około 80-90% przypada na kanaliki bliższe, gdzie wydziela się H+ wilości około 3500 mmoli/dobę. Powoduje to jednak niewielki spadek pH moczu w kanalikach bliższych (mniej niż 0,5jednostki pH), dlatego że ilość przesączu kłębuszkowego (180 L/dobę), a zatem zawartość w nim HCO3-, jestbardzo duża (ok. 4600 mmoli/dobę) Ponadto wydzielane do światła jony H+ reagują z HCO3- w moczukanalikowym i z powrotem wracają do komórki nabłonka, a więc odbywają cykl izohydryczny, czyli bez utraty lubzysku jonów H+.

Jedynie niewielkie ilości nielotnych kwasów związanych z buforami moczu albo występujących jako wolne kwasy,albo też w postaci połączeń z NH4+, są eliminowane z organizmu. Te ilości zwiększają się w stanach kwasicymetabolicznej, gdy na skutek redukcji zasobu zasad we krwi mniejsze ilości HCO3- są przesączane w kłębuszkach iw konsekwencji mniej H+ potrzebne jest do reabsorpcji HCO3- a więcej jest wydalane w postaci niezmienionychkwasów lub jako aniony amonowe. Kwasica stymuluje tworzenie nowego buforu w postaci NH3, który z koleiwydzielany do światła kanalików wiąże się z jonami H+ umożliwiając wydzielanie nadmiaru kwasu z organizmu wpostaci kationu amonowego (NH4+)

W sumie gdy w organizmie wytwarzają się większe ilości nielotnych kwasów i obniża rezerwa alkaliczna osocza,uwalniają się duże ilości CO2 z HCO3- i pobudzają aktywność oddechową, prowadząc do kompensacjioddechowej kwasicy. Pomimo kompensacji oddechowej organizm ciągle wykazuje nadmiar jonów H+. Pierwszymetapem na drodze przywrócenia rezerwy alkalicznej do normy jest całkowita resorpcja zwrotne HCO3- z kanalikówbliższych, co zapobiega dalszej utraci HCO3- z płynów ustrojowych. Następnym etapem jest wykorzystanieobecnych w moczu kanalikowym buforów (np. fosforanowego) oraz wydzielanie NH3 i zastępowanie Na+ przezjony NH4+. Pozwala to na resorpcję zwrotną Na+, który wraz z nowo utworzonymi HCO3- przedostaje się z kanalikówdo osocza, przywracając ostatecznie rezerwę alkaliczną do stanu prawidłowego.

Konturek - Układ moczowy

Documents

Transcript of Konturek - Układ moczowy