3.2 A vese mőködése Szőrımőködés Visszaszívó mőködés Glükóz visszaszívódása A víz és a sók visszaszívódása

Átírás

1 1. Bevezetés Kiválasztás 2. Homeosztázis 2.1 izoozmózis Szerkesztette: Vizkievicz András 2.2 izoiónia 2.3 izohidria 2.4 izovolémia 3 Kiválasztószervrendszer 3.1 A vese makroszkópos felépítése A vese tokja A vese hosszmetszete A nefronok felépítése Érgomolyag A nefron érhálózata Bowman -féle tok Elvezetı csatorna közeli kanyarulatos csatorna Henle-kacs Távoli kanyarulatos csatorna Győjtıcsı 3.2 A vese mőködése Szőrımőködés Visszaszívó mőködés Glükóz visszaszívódása A víz és a sók visszaszívódása Proximális tubulus Henle-kacs A disztális tubulus A győjtıcsatorna mőködése A karbamid visszaszívódása Kiválasztó mőködés A vizelet összetétele 3.3 A vizelet elvezetése 3.4 Rendellenességek 1. Bevezetés A kiválasztás minden állati szervezet alapvetı életmőködései közé tartozik. Tágabb értelemben mindazon anyagok eltávolítását jelenti a szervezetbıl, amelyek: 1. az anyagcsere során feleslegessé váltak, ill felhalmozódásukkal veszélyeztetik a szervezet belsı egyensúlyát, 2. ill. amelyeket a szervezet feleslegben vett fel. Kiválasztó mőködést lát el a tüdı, amikor közremőködik az anyagcserében keletkezett széndioxid eltávolításában. 1

2 A máj tágabb értelemben szintén kiválaszt, amikor a hemoglobin bomlásából származó bilirubint az epével a bélcsatornába üríti. Szőkebb értelemben azonban csak a vesék végeznek kiválasztást. A vesék mőködésükkel biztosítják a szervezet belsı egyensúlyát, mivel eltávolítják a felesleges vizet, ionokat, mérgezı bomlástermékeket. 2. A szervezet szabályozott belsı egyensúlya a homeosztázis. A többsejtő állatokban a sejtek többsége már nem érintkezik a külvilággal, számukra a környezetet a testfolyadékok jelentik (a szövetek alapállománya, és a vér). Ezek a folyadékterek egyfajta belsı környezetet teremtenek a sejtek számára. A belsı környezet legfontosabb feladata, hogy biztosítsa a sejtek mőködését az anyagcsere folyamatokhoz szüksége anyagok odaszállítása ill. a bomlástermékek eltávolítása révén. A belsı környezet fontos tulajdonsága összetételének viszonylagos állandósága, amely igen komplikált szabályozás révén valósul meg. A belsı környezet szabályozott állandóságának az állapotát homeosztázisnak nevezzük. A belsı környezet legfontosabb szabályozott paraméterei a következık: ozmotikus koncentráció ionösszetétel testfolyadékok ph-ja a testnedvek térfogata E paraméterek viszonylagos állandósága a vese mőködésével biztosíthatók. Az egyes paraméterek értékei fajonként eltérıek lehetnek. Fejlettebb élılényeknél a testfolyadékok tápanyag koncentrációja és a testhımérséklet is a szabályozott tényezık közé tartoznak. 2.1 Izoozmózis Az izoozmózis az ozmotikus koncentráció állandóságának a törvénye. A testnedvek - sejtnedv, szövetnedv - ionkoncentrációja arányos e folyadékok ozmózisnyomásával, amelynek alapvetı szerepe van a sejtek alakjának a meghatározásában. A sejtek alakja az anyagcsere-folyamatok zavartalan lejátszódása miatt fontos, mivel a sejtek belsı szerkezete, a sejtszervecskék optimális elrendezıdése csak meghatározott sejtalak mellett valósul meg. Ha vörösvértesteket desztillált vízbe teszünk - amelynek ozmózisnyomása jóval kisebb a sejtplazmáénál - a sejtekbe nagymennyiségő víz áramlik, amelynek következtében a sejtek legömbölyödnek, majd kipukkadnak. Ellenkezı esetben, ha a sejtet a sejtplazmánál töményebb oldatba helyezzük, a sejtek vizet veszítenek és összezsugorodnak. 2

3 2.2 Izoionia Az izoionia az egyes ionok egymáshoz viszonyított arányának az állandósága. Tehát nemcsak az ionok koncentrációjának abszolút értéke fontos, hanem a különbözı ionok aránya a sejten belüli és a sejten kívüli térben. Példaként a sejtekben a kálium ionok koncentrációja magas, a nátrium ionoké alacsony, ugyanakkor a sejten kívüli térben fordítva a nátrium ionok koncentrációja nagy és a káliumé kicsi. A nátrium a sejtek számára enzimméreg viszont a kálium pedig szükséges az enzimek mőködéséhez Izohidria. A testfolyadékok hidrogénion koncentráció állandóságának törvénye. Emberben a vér ph-ja 7,38 és 7,42 közé esik. Ettıl eltérést okozhat: ha a tüdıben a vér széndioxid leadása csökken, a vér savanyodik, ami eszméletvesztéshez vezethet. Hiperventilláció esetén ellenkezıleg, a túlzott széndioxid leadás miatt a vér lúgosodik ami szintén ájuláshoz vezet. Erıs éhezéskor, ill a cukorbetegeknél a vérben különféle anyagcseretermékek - acetecetsav, béta-oxivajsav - halmozódnak fel, amely eszméletvesztést eredményez. 2.4 Izovolémia A testfolyadékok térfogata állandóságának törvénye. 3. Az ember kiválasztó szervrendszerének a részei: a páros vese a páros húgyvezeték a páratlan húgyhólyag a páratlan húgycsı. A vesék és a húgyvezetékek a mezodermából származnak, a húgyhólyag és a húgycsı hámja azonban az endodermából jön létre. 3

4 3.1 A vese makroszkópos felépítése. A vesék a hasüreg hátsó falán, a hashártyán kívül, a gerincoszlop két oldalán helyezkedik el. Nagyjából az utolsó hátcsigolyák magasságában fekszenek, a jobb vese a máj miatt kissé lejjebb szorul. A vesék alakja babhoz hasonlítható, tömegük egyenként kb. 130 g, hosszuk 12 cm, szélességük 6 cm. A bab homorulatában található a vesekapu, ahol lépnek be ill. ki a vesét ellátó erek - artéria és véna renalis -, idegek és itt hagyja el a vasét a húgyvezeték. A vese felszíne igen sima, állománya tömör, de ugyanakkor törékeny, színe barna. A vesék csúcsán helyezkednek el a mellékvesék, amelyek mind egyedfejlıdésüket, mind feladatukat tekintve különböznek a vesétıl A vese tokja A vesét 3 rétegő tok veszi körül. A legkülsı réteg egy rostos lemez, amely nem képez zárt tokot,, ez a lemez kapcsolja a hasfal hátsó részéhez, ezért igen fontos vese rögzítésében. A középsı réteget 1 cm vastag zsírszövet építi fel. Ez a vastag zsíros réteg szintén jelentıs szerepet játszik a rögzítésben, úgy, hogy kipárnázza a veséket a környezı szervekhez. Emiatt jelentısebb éhezésnél mennyisége lecsökken, aminek következtében a vesék elmozdulnak helyükrıl, ez a vándorvese. A legbelsı vékony rostos lemez rátapad a vese felszínére A vese hosszmetszete A vese metszéslapján látható, hogy a vese nem tömör, hanem a kb. 2,5 cm széles mirigyes állomány egy nagyobb kp.-i üreget, a vesemedencét veszi körül. 4

5 A karéjszerően elhelyezkedı mirigyes állományban kétféle szerkezető területet különböztetünk meg. Perifériásan a szemcsézett kéregállományt, és az üreg felé esı sugaras lefutású velıállományt A kéregállomány oszlopként benyomul a velıállományba és azt vesepiramisokra tagolja. A velıpiramisok száma kb. 30, de mivel piramis csúcsa összefút ezért csupán 9-10 közös csúcsban nyúlnak be a vesemedence üregébe. Az összefutó vesepiramisok csúcsát veseszemölcsnek nevezzük, amelyek a mirigyek kivezetı csöveitıl szitaszerően lyukacsosak (20-30 nyílás). A vesemedence veseszemölcsöket körülvevı üregeit vesekelyheknek nevezzük. A vesekelyhek egyesülésével jöl létre a vese kp-i ürege a vesemedence, amely éles határ nélkül megy át elkeskenyedve a húgyvezetékbe. A vesemedencét a vizelet elvezetı rendszer többi részéhez hasonlóan átmeneti hám (urothelium) borítja A nefronok felépítése A vese anatómiai és funkcionális egysége a nefron. Egy vesében kb. 1,5 milló nefron található. A nefron két részre tagolható: a vesetestecskére elvezetı csıre. A vesetestecske (Malpighi-féle vesetestecske) a kéregállományban helyezkedik el és további két részre tagolható. Az érgomolyag egy artériás kapillárisnak fogható fel, amit a Bowman-tok egy kettıs falú kehelyként vesz körül. 5

6 Az érgomolyag (glomerulus) Az érgomolyag egy speciális hajszálér hálózat mivel az odavezetı arteriola kapillárisokra történı oszlása után újra arteriolává szedıdik össze. Az odavezetı arteriolák simaizomsejtjei speciális mőködésőek, amennyiben a vérnyomás szabályozásában résztvevı renin nevő hormont termelik. Ezek a JGC sejtek. Az érgomolyag kapillárisait ún. ablakos laphám béleli, ahol a sejtek nem érnek össze közöttük nm széles nyílások találhatók, amelyeket csak az alaphártya határolja A nefronok érhálózata. A glomerulusból kilépı arteriola - amelynek az átmérıje kisebb mint az odavezetı arterioláé - rövid lefutás után ismét hajszálerekre bomlik, amelyek azonban már az elvezetı csatornát harisnyaszerően veszik körül. Ezek a kapillárisok összeszedıdve már venulákba torkolnak, amelyek egyre nagyobb vénákká egyesülve végül a vesekapun keresztül hagyják el a vesét A Bowman-féle tok A Bowman tok az embrionális fejlıdés során úgy jön létre, hogy a fejlıdı érgomolyag, az elvezetı csatorna hólyagszerően kiszélesedı végét behorpasztja. A kialakult kettıs falú tok érgomolyag felé esı részét speciális hámsejtek ún. podocyták vagyis lábas sejtek bélelik egy rétegben. 6

7 A lábas sejtek nyúlványos sejtek, amelyek nyúlványai nem érnek össze. A nyúlványok között kisebb nagyobb rések vannak amelyeken keresztül az érgomolyag alaphártyája kapcsolatban van a Bowman tok üregével. Így az ér és a Bowman tok ürege között csupán az alaphártya képezi a válaszfalat Az elvezetı csatorna Az elvezetı csatorna felépítése és mőködése alapján 3 további szakaszra tagolható. Közeli csatorna (proximális tubulus). Henle-kacs. Távoli csatorna (disztális tubulus) A közeli csatorna A Bowman tokból eredı vastag falú, szőküregő csı, melynek kezdeti, nagyobb része erısen kanyarulatos, távolabbi része egyenes lefutású. Zömmel a kéregállományban található. A csatorna falát mőködésének megfelelıen - felszívás - mirobolyhos egyrétegő köbhám alkotja. 7

8 A Henle-kacs A proximális tubulus belépve a velıállományba egy hosszú egyenes sugárirányú, majd hajtőszerően visszakanyarodó csıben a Henle-kacsban folytatódik. A Henle-kacs kezdeti szakaszának a szerkezete a proximális, a végsı szakaszának a szerkezete a disztális tubuluséval megegyezı. Középsı keskeny szakaszát igen vékony laphám béleli A távoli csatorna A Henle-kacs felsı részének a folytatása, amely már szintén a kéregállományban található, ugyanazon a területen ahol a proximális tubulus - azzal összegabalyodva - helyezkedik el. A fala vékonyabb köbhám, ürege azonban tágabb. Egy nefron teljes hossza kb. 1-3 cm A győjtıcsövek A nefronok disztális tubulusai a velıállományban sugarasan futó győjtıcsövekbe nyílnak. Több győjtıcsatorna egyesülve a veseszemölcsök csúcsán nyílnak a vesemedencébe. 3.2 A vesék mőködése A vesék mőködésének a terméke a vizelet, amely 3 alapvetı folyamat eredményeként jön létre. Szőrımőködés visszaszívó mőködés obligát (feltétlen) kezdeti szakaszon, Henle-kacsban fakultatív (szabályozott) távoli szakaszokon kiválasztó mőködés Szőrımőködés (filtráció) A szőrımőködés során az érgomolyagokból a vérplazma egy része a vér hidrosztatikai nyomásának a hatására a Bowmann tok üregébe jut. A folyamat eredménye a szőrlet, amely a két vesében 24 óra alatt kb. 180 l. A szőrıberendezés az érgomolyagot és a Bowman tok falát elválasztó rostos alaphártya. Ennek oka, hogy az ér belsı hámborításában - ablakos laphám - és a tok falának hámsejtjei - lábas sejtek - között nm átmérıjő rések találhatók. A szőrlet lényegében fehérjementes vérplazma. A szőrı pórusai akkorák, hogy a vér alakos elemeit, és a fehérjék zömét visszatartják. Tehát a szőrletben a vérplazma minden alkotója - a fehérjéken kívül - változatlan koncentrációban jelen van. 8

9 A szőrımőködés az érgomolyag kapillárisaiban és a Bowman tokban uralkodó nyomáskülönbségnek köszönhetı. A szőrés egymással ellentétes hatások eredıjeként valósul meg. A vér hidrosztatikai nyomása az érpályából kifelé igyekszik nyomni a vérplazmát, ennek ellene hat a vérplazmafehérjék kolloid ozmotikus nyomásából adódó szívóerı és a Bowman tok üregében található szőrlet hidrosztatikai nyomása. Tehát a nettó filtrációs nyomás: P ef f = P v - P coll - P b Az érgomolyagokhoz vezetı arteriolákban a nyomás Hgmm, a vérplazma kolloid ozmotikus nyomása 25 Hgmm, a tok belsejében mérhetı szőrlet nyomása kb 15 Hgmm. P ef f = = k.b 20Hgmm. Az érgomolyagban a filtráció hatására a vér hidrosztatikai nyomása egyre csökken, a plazmafehérjék koncentrációja és így a kolloid ozmotikus nyomása egyre nı, ezért a kapilláris egy bizonyos szakaszán a szőrés megszőnik. A fenti hatásokra a vesén áthaladó vérplazma mintegy 20 %-a szőrıdik át. A napi szőrlet mennyiség kb l vérplazma átszőrıdésével jön létre. 24 óra alatt a két vesében tehát kb 180 l szőrlet keletkezik. Ennek ellenére a napi vizelet mennyiség csupán átlag 1,5 l. Ha a vizelet mennyiségét és összetételét összevetjük a szőrletével jelentıs különbségeket tapasztalunk. Ennek, azaz oka, hogy a szőrletbıl igen nagy mértékő visszaszívás folyik, mivel a szőrlet rengeteg olyan anyagot tartalmaz, amely a szervezet számára még szükséges. Ezen folyamatok összességét visszaszívó mőködésnek nevezzük, melynek során az anyagok elıször a csatornák közti szövet alapállományába, majd onnan a csöveket körülvevı hajszálerekbe kerülnek. 9

10 3.2.2 A visszaszívó mőködés A glükóz visszaszívódása A glükóz teljes mértékben visszaszívódik, így egészséges ember vizeletében nem, vagy csak nyomokban mutatható ki. A glükóz a proximális tubulusban szívódik vissza teljes mértékben, aktív transzporttal. Amennyiben a vérplazmában a glükóz koncentrációja meghaladja a 200 mg/100 ml -t a glükóz megjelenik a vizeletben, mivel az aktív transzport mechanizmusa telítıdik. (cukorbetegség) A glükózhoz hasonlóképpen szívódnak vissza az aminosavak, a foszfát, a C- vitamin, húgysav A sók és a víz visszaszívódása A sók és a víz az elvezetı csatorna teljes hosszában ill. a győjtıcsövek területén is visszaszívódnak. A sók - elsısorban a NaCl mivel ez az ion teszi ki a szőrlet ionjainak 90 %-át - aktív transzporttal, a víz az oldott anyagok mozgását követve passzív transzporttal szívódik vissza. 10

11 Proximális tubulus mőködése. A víz és a sók nagy része, kb. 70 %-a ezen a szakaszon szívódik vissza. Mivel a víz és a sók visszaszívódása azonos mértékő a szőrlet koncentrációja nagyjából megegyezik a Bowman tokban levı szőrlet - így a vérplazma - koncentrációjával, azaz izoozmotikus A Henle-kacs mőködése A Henle-kacs leszálló ágából a víz folyamatosan visszaszívódik, a sók transzportja ugyanakkor ellentétes, azaz a csı belseje felé irányul. A folyamatok eredményeként a leszállóágban a szőrlet koncentrációja a vesepiramisok csúcsa felé egyre nı, a vérplazma eredeti koncentrációjához képest hiperozmotikussá válik. A Henle-kacs felszálló ágának fala a víz számára átjárhatatlan a sók viszont aktív transzporttal kilépnek a csöveket körülvevı szövet közötti folyadékba. Mindezek miatt a felszálló ág folyadéka a kéregállomány felé egyre hígul, azaz hipoozmotikussá válik. 11

12 A felszálló ágból kiáramló sók és karbamid fokozzák a csövek körüli szövetnedv és az itt futó véredényekben a vérplazma koncentrációját, aminek köszönhetıen a víz passzív transzporttal léphet ki a leszálló ágból és a győjtı csatornákból, amelyek szintén ezen a területen keresztül futnak le. A vesepiramisok csúcsa felé egyre növekedı koncentráció gradiens jön létre. Az eddigi szakaszokon az anyagok visszaszívódásának a mértéke független a szervezet víz és só tartalmától, mindig azonos mértékben zajlik A disztális tubulus mőködése Innentıl kedve a só és a víz visszaszívódásának a mértéke hormonálisan szabályozott a szervezet só és vízellátottságának megfelelıen. A víz visszaszívódásának szabályozása. A víz visszaszívódását elısegítı hormon az ADH (antidiuretikus hormon) a hipotalamuszban termelıdik. Vízhiányos állapotban az ADH hatására az elvezetı csatorna fala áteresztıvé válik a víz számára, így a víz passzív transzporttal a csatornákat körülvevı nagyobb koncentrációjú szövetnedvbe ill a vérplazmába áramlik. (5%) A folyamatok eredményeként a győjtıcsatorna felé még kb. 13 dm 3 szőrlet halad. A só visszaszívódásának szabályozása. A Na + visszaszívódását a mellékvesekéregben termelıdı aldoszteron serkenti, a mely sóhiányos állapotban termelıdik intenzívebben. Na + -K + csere A folyamatok eredményeképpen a győjtıcsövekbe izoozmotikus szőrlet lép be. 12

13 A győjtıcsatorna mőködése A győjtıcsövek a Henle-csövekkel párhuzamosan futnak a vesepiramisok csúcsai felé egyre nagyobb koncentrációjú szövetnedvvel körülvéve. A transzport folyamatok szintén hormonális szabályozás alatt állnak hasonlóan az elızı szakaszhoz. A győjtıcsövek végére kialakul a végleges vizelet, amely az eredeti szőrlet mennyiség kb. 0,5 %-a, töménysége hiperozmotikus. 13

14 A karbamid visszaszívódása A karbamid az aminosavak és a nukleinsavak nitrogéntartalmú részének bomlásából jön létre a májban. Visszaszívódása passzív transzporttal történik. A proximális tubulusban kb. 50 %-a szívódik vissza, a Henle-kacsterületén a karbamid befelé transzportálódik a csatornákba fıleg a győjtıcsövekbıl, a disztális tubulusból kis mértékben a győjtıcsövekbıl jelentıs mértékben lép ki a karbamid hozzájárulva a csatornák közötti tér növekvı koncentráció gradiensének kialakításához A kiválasztó mőködés A kiválasztás1 a csatornák sejtjei végzik, aktív transzportfolyamatok amelynek során olyan anyagok kerülnek a szőrletbe, melyek méretüknél fogva nem képesek átjutni az érgomolyag falán, mint pl. egyes gyógyszerek ill. nagyobb mennyiségük eltávolítása szükséges, pl. H + ( vér ph szabályozása, Na + -H + cser), NH 4 +, K + (Na + -K + cser a disztális tubulusokban). A kiválasztás eredményeként a vizeletben megnı egyes anyagok mennyisége a vérplazmához képest A vizelet napi mennyisége kb. 1,5 l, szalmasárga, átlátszó, NH 4 +, K +,Na +,PO 4 3-, Cl -, karbamid, húgysav (nukleinsavak N-tartalmú bomlásterméke, bilirubin (innen a színe) tejsav, hormonok. 3.3 A vizelet elvezetése A vizelet a győjtıcsövekbıl a vesemedencében győlik össze, ahonnan a húgy vezeték simaizomzatának perisztaltikus mozgása továbbítja a húgyhólyagba. A húgyvezetékek (30 cm) ferdén kapcsolódnak bele a húgyhólyagba, amely csatlakozás megakadályozza a vizelet visszafolyását a vese felé. 14

15 A húgyhólyag a kismedencében található, átlag ml vizeletet képes tárolni. Falában található simaizomréteg összehúzódásával aktívan részt vesz a vizeletürítésben. A vizelési inger kb ml vizelet feszítı hatására már jelentkezik. A húgycsı a húgyhólyag alsó részébıl indul ki, eredési helyén erıs győrő alakú záróizom található, mellyel a vizeletürítés akaratlagosan szabályozható. Nıknél rövidebb 3-4 cm, férfiaknál egyesül az ondóvezetékkel, így itt a vizeletelvezetı és az ivarutak végsı szakasz közös. A húgyelvezetı utakat (kivéve a húgycsövet) belülrıl többrétegő átmeneti hám az urothelium borítja. Vesekı abban az esetben alakul ki, ha valamilyen oknál fogva a vizelet kissé lúgosabb az optimálisnál, ekkor az egyébként oldott foszfátok kicsapódva apró szemő vesehomokot vagy egy nagyobb mérető vesekövet képeznek. helye lehet: vesemedence, húgyvezeték, húgycsı oka: túl tömény vizelet vizelet pangása anyaga: oxalát-, foszfát-, karbonátkristályok méret: homokszemtıl az ököl méretőig (legnagyobb: 4 kg!) megelızés: megfelelı mennyiségő folyadék fogyasztása kezelése: gyógyszeres oldás, ultrahangos zúzás, mőtét 15

16 A cukortartalmú vizelet cukorbetegségre utal. A fehérje tartalmú vizelet a vese ill. a húgyutak gyulladásos folyamataira utalnak (vesemedence gyulladás). A vizelet zavarosságából baktériumos gyulladásra következtethetünk, ugyanis a baktériumok a karbamidot ammóniává bontják, amely a vizelet kémhatását lúgos irányba módosítja, amivel együtt jár egyes sók kicsapódása. A felfázás = hólyaghurut Tünetei: gyakori vizelési inger sötétebb vizelet kismedencébe kisugárzó fájdalom pisiléskor csípı érzés Oka: lenge öltözet» testhımérséklet lecsökken» immunrendszer figyelme gyengül» (bél)baktériumok bejutása és megtelepedése a húgyhólyagban. Kezelése fontos, mert a fertızés a vesékre is átterjedhet» vesemedence-gyulladás Fıleg nıknél» mert rövidebb a húgycsı Veseelégtelenség esetén, a vesén áthaladó vér mennyisége, ill. nyomása annyira lecsökken, hogy megszőnhet a filtráció. a vese kis hatékonysággal mőködik» a mérgezı anyagok a vérben maradnak tünetei: aluszékonyság szívelégtelenség bénulás - oka: sokféle lehet, pl.: veseartéria beszőkült lyukas kanyarulatos csatornák higanymérgezéstıl nefronpusztulás megoldás: mővese-kezelés (dialízis) dialízisközpontokban hetente 3 x 4-5 óra A beteg vérét egy csövön keresztül a dializáló gépbe vezetik, majd onnan tisztán kerül vissza a szervezetbe. Mőködési elve a diffúzió: a mérgezı anyagok a koncentrációkülönbségnek megfelelıen jutnak ki a vérbıl egy féligáteresztı hártyán keresztül. 16

17 a) veseátültetés 17