Az ionális és ozmotikus egyensúly

Átírás

1 A kiválasztás

2 Az ionális és ozmotikus egyensúly édesvízi, szárazföldi állatok: édesvízhez hiper-, tengervízhez hipozmotikus - szigorú ozmoreguláció szükséges obligát ozmotikus kicserélıdés: fizikai faktoroktól függ, kevéssé szabályozható bır, légzıfelület, környezettel érintkezı hám felszínén - gradiens - térfogat/felület arány - permeabilitás - táplálkozás, metabolizmus, ürítés - légzés - hımérséklet, munkavégzés szabályozott ozmotikus kicserélıdés: kompenzálja az obligát rendszer által okozott eltéréseket ozmokonformer: magas celluláris ozmotikus tolerancia, környezetéhez idomul gerincesek többsége szigorú ozmoregulátor

3 emberi test ~60%-a víz (nem, életkor függı) intracellulárisan 2/3, extracellulárisan 1/3 extracelluláris folyadék 3/4-e intersticiálisan, 1/4-e vérplazmában Az emlısök vízterei extracell. folyadéktér mennyisége: elsısorban a szervezet Na + - készlete szabja meg extracell. Na + konc. állandósága fontos az alacsony Na + bevitelt elviseli a szervezet, de a szabályozást sérülékenyebbé teszi nagy Na + bevitel: magas vérnyomás? transzport-epitéliumok mint elválasztó felületek: ozmotikusan azonos (~300 mosm/l), de ionösszetételben különbözı oldatok homeosztázisban vese a döntı, de a magatartás szabályozása is fontos

4 1. kiválasztó mőködés A vese fı funkciói filtráció - reabszorpció - szekréció állandóan tartja a szervezet folyadéktartalmát (izovolémia) elektrolit-összetételét (izoionia) ozmotikus koncentrációját (izozmózia) N 2 -tartalmú végtermékek kiválasztása anyagcsere-intermedierek, idegen anyagok kiválasztása 2. vérnyomás, keringésszabályozás tubulus lumen szőrlet vizelet kapilláris filtráció extracelluláris folyadéktérfogat (vértérfogat) szabályozása renin szekréció (angiotenzin) 3. ph szabályozás, sav-bázis egyensúly 4. endokrin funkció eritropoetin szekréció 90%-a kalcitriol (dihidroxi-kolekalciferol, D 3 vitaminból) szintézis reabszorpció szekréció

5 A vese felépítése testúly 0,5%-a, perctérfogat 20-25%-a: 1300 ml/perc átáramlás kb. napi 1L vizelet, ph=6 nefron vesepiramis veseartéria vesemedence kéreg, velı, vesepiramis, vesemedence (húgyvezetı, húgyhólyag, húgycsı) mőködési egység: nefron afferens arteriola - glomerulus - efferens arteriola Bowman-kapszula proximális kanyarulatos csatorna Henle-kacs disztális kanyarulatos csatorna győjtıcsatorna vesevéna húgyvezetı juxtamedulláris nefron glomerulus afferens arteriola Bowman tok afferens arteriola efferens arteriola velı kéreg kortikális nefron Bowman tok KÉREG VELİ 85% kortikális, 15% juxtamedulláris nefron peritubuláris kapilláris hálózat vasa recta: vékony fal és lassú áramlási sebesség Henle kacs 15% 85% győjtıvezeték

6 A glomerulus funkciója: a filtráció juxtaglomeruláris apparátus: glomerulus: 200 µm átmérı (Malpighi test) afferens - efferens arteriola; kapilláris endotélium - bazális lamina - podocita tubulus nyúlványok lumen mezangiális sejtek és podociták: bazális lamina és endotélium között; kontraktilisek macula densa: disztális tubulus módosult, magas hengerhámsejtjei (granuláris sejt) tubuloglomeruláris feedback, glomerolus filtrációs ráta (GFR) szabályozás; renin termelés arteriola simaizom, mezangiális sejtek: GFR szabályozás afferens arteriola 200 um efferens arteriola Bowman tok podocita sejttest podocita "lábak" filtrációs rések fenesztrált endotélium disztális tubulus efferens arteriola afferens arteriola afferens arteriola disztális tubulus Bowman tok podocita granuláris sejtek endotél sejt szurlet vizelet kapilláris filtráció reabszorpció szekréció Bowman tok ürege podocita sejttest podocita "lábak" proximális tubulus kapilláris alaphártya glomerulus endotélium efferens arteriola simaizom kapilláris

7 ultrafiltrátum (elsıdleges szőrlet): Az ultrafiltráció fenesztrált kapilláris endotélium, nm pórusok filtrációs rések: podocita lábak között, 25 nm, szabályozható bazális membrán töltés és méret szerint permeábilis (vázizom m. basalisánál 50x áteresztıbb) kollagén és negatív töltéső glikoproteinek alkotják 4 nm (65 kda) alatt szabadon átereszt negatív töltéső anyagokat kevésbé enged át szőrlet: gyakorlatilag fehérje- és vérsejtmentes folyadék, de a vérplazma diffuzibilis (kis molekulájú szerves anyagok, ionok) összetevıit tartalmazza normál érték 125 ml/min (férfi), azaz 180L/nap 4x teljes víztérfogat, 15xECF térfogat, 60x plazma térfogat a szőrlet ~99%-a visszaszívódik! efferens arteriola Bowman tok podocita bak" ális tubulus podocita sejttest podocita "lábak" kapilláris alaphártya filtrációs rések fenesztrált endotélium glomerulus endotélium

8 1. kapilláris folyadék-áteresztı képessége (K f ); függ a - permeabilitástól: adott anyag töltése és mérete - filtrációs felülettıl: mezangiális sejtek tónusos kontrakciója csökkenti tubuloglomeruláris feedback: macula densa a tubuláris folyadék mennyiség-növekedését észleli - glomerulus kontrakció, így GFR R R eff aff A glomerulus filtrációs ráta (GFR) A GFR-t meghatározó tényezık: (angiotenzinii hatás; ld. késıbb) 2. kapilláris és Bowman-tok közötti hidrosztatikai nyomáskülönbség ( P); függ - P kapilláris -tól: alig csökken az efferens arterioláig; afferens arteriola rövid és tág; vazokonstrikció szabályozza az áramlás sebességét efferens arteriolában nagy nyomásesés efferens/afferens ellenállás (ha nı - P kap is nı) rövid, széles afferens arteriola (alacsony bemeneti ellenállás) az áramlás sebességét az afferens arteriola szőkülése szabályozza efferens arteriola, vasa recta (nagy kimeneti ellenállás)

9 A GFR-t meghatározó tényezık (folyt.): 3. kapilláris és Bowman-tok közötti ozmotikus nyomáskülönbség ( π); függ a - a kapillárison belüli kolloidozmotikus nyomástól az ultrafiltráció miatt efferens irányba folyamatosan nı emiatt az a. efferens hematokrit-értéke és plazmafehérjekoncentrációja magasabb, mint az a. afferensé afferens efferens rövid, széles afferens arteriola (alacsony bemeneti ellenállás) GFR = K ( P π ) f az áramlás sebességét az afferens arteriola szőkülése szabályozza efferens arteriola, vasa recta (nagy kimeneti ellenállás)

10 A glomerulus filtrációs ráta; GFR effektív filtrációs nyomás: P eff P eff = P - Π arteriola a folyadékáteresztést figyelembe véve: P eff x K f =GFR kapilláris nyomás kolloid. ozm. nyomás Π Π azaz K f = GFR P eff P= 40 Hgmm intrakapszul áris nyomás P eff GFR meghatározása a clearence mérése alapján (a számadatok példaként szerepelnek)

11 A clearence egy anyag clearence-e az a plazmamennyiség, amely az adott anyagtól idıegység alatt "megtisztul" a vesében ahol egy anyag ürülését, azaz a clearance-t CP = VU azaz C - clearence; P - az anyag plazma koncentrációja; V - vizelet mennyisége 1 perc alatt; U - az anyag koncentrációja a vizeletben C = VU P + filtráció a glomerolusban növeli: + szintézis és kiválasztás a tubulusokban - reabszorbció a tubulusokban csökkenti: - kiválasztás alatti lebomlás C = GFR, azaz az 1 perc alatt képzıdı szőrlet mennyisége, ha az anyag (pl. inulin) nem szívódik vissza, nem szekretálódik és nem is bomlik, de szabadon filtrálódik C < GFR, ha az anyag a filtráció mellett reabszorbeálódik is C > GFR, ha az anyag a filtráció mellett szekretálódik is

12 ha egy anyag (pl. PAH, para-aminohippursav) a peritubuláris kapillárisokból teljes egészében szekretálódik (vénás koncentrációja ~0), ennek clearance-e megadja a renális plazmaátáramlást (RPF-t), azaz a vesén 1 perc alatt átáramló plazma mennyiségét RPF = U P PAH V artpah a vesén átáramló vérmennyiség (RBF) a hematokrit-érték ismeretében számolható RBF = 1 RPF hematokrit

13 A GFR-t befolyásoló tényezık: a vese vérátáramlása nem homogén: kéreg véráramlása nagyobb, mint a velıé nyugalmi állapotban a szimpatikus vazokonstriktor tónus minimális autoreguláció: Hgmm artériás középnyomás között a vérátáramlás állandó (keringési ellenállás csökken/nı) szabályozás: 1. bazális miogén tónus (a. arteriola) juxtaglomeruláris parakrin hatás (sec alatt): - vérnyomás -> vérátáramlás -> GFR -> afferens artéria tágul -> reflexes miogén kontrakció -> vérátáramlás -> GFR visszacsökken szimpatikus hatás (a. afferens, glomerulus, podocita) - NA, α1 adrenerg R; vazokonstrikció + renin szekréció ; fokozott aktiváció: GFR 2. tubuloglomeruláris feedback macula densa - szisztémás vérnyomás -> GFR -> gyorsabb szőrletáramlás -> Na +, Cl - és H 2 O visszaszívás -> disztális tubulusban ozmolaritás és térfogat -> JGA-ban NO felszabadulás -> afferens arteriola kontrakció -> vérátáramlás -> GFR visszacsökken

14 A GFR-t befolyásoló tényezık (folyt.): hormonális szabályozás angiotenzin II - hatásos vazokonstriktor (a. afferens / efferens); GFR ANP (pitvari natriuretikus peptid; ld keringés) - mezangiális sejtek relaxációja; GFR szisztémás vérnyomás-változás afferens/efferens arteriola konstrikció kapilláris hidrosztatikai nyomás győjtıcsatorna elzáródás; vese-ödéma plazma-fehérje koncentráció változás (pl. dehidráció; kevésbé jelentıs) Bowman-tok hidrosztatikai nyomás kapilláris permeabilitás változás filtrációs felület változása K f

15 A tubuláris rendszer transzportfolyamatai proximális kanyarulatos csatornák 15 mm hossz, 55 µm átmérı nagy celluláris, paracelluláris permeabilitás felület-növelı kefeszegély; laterális intercelluláris tér Na + 70%-a másodlagosan kapcsolt aktív transzporttal visszaszívódik (bazolaterális K-Na pumpa) - H + szekréció; szénsav-anhidráz: intra- és extracelluláris; 85% HCO 3 - abszorpció (ph 6,5) nagy vízpermeabilitás (aquaporin1): víz passzív abszorpció ozmotikus kiegyenlítıdés: izozmotikus szőrlet, de a vissza nem szívott anyagok koncentrációja négyszeres Cl - passzív para/transzcelluláris transzport reabszorpció az aktív Na + transzport miatti elektromos potenciálkülönbség miatt urea 60%-a diffúzióval, passzívan visszaszívódik (víz visszaszívódás -> urea tubulusból ECFbe, majd a kapilláris vérplazmába vándorol ) szénsavanhidráz IV. II. kefeszegély apikális oldal bazolaterális oldal

16 proximális kanyarulatos csatornák (folyt.) Na + -hoz kapcsolt kotranszporterek: Na + - glükóz; Na + -aminosav; Na + -foszfát szinport transzport, a Na + gradiens segítségével a szőrletbe került minimális albumin endocitózissal felvételre kerül (limitált) Ca ++, foszfát (parathormon gátolja), elektrolitok szükségletnek megfelelıen szívódnak vissza normálisan teljes, de maximált glükóz-reabszorpció ozmotikus diurézis: a nem visszaszívott, ozmotikusan aktív anyag csökkenti a passzív vízreabszorpciót -> tubularis terhelés nı (túl sok glükóz a szőrletben - cukorbetegség elsı jele) glükóz transzport sebessége. (mg/min) ultrafiltrált glükóz mennyisége kiválasztott glükóz mennyisége vérplazma glükóz konc. (mg/100 ml) limitált glükózvisszaszívás visszaszívott glükóz mennyisége > az elektrolitok reabszorpciója is (tubularis Na + konc. csökken transzporterek hatékonysága csökken) szekréció: anyagcsere-termékek (húgysav); idegen anyagok (pl. PAH), szerves an- és kationok bazolaterális membrán aspecifikus transzporterein másodlagos aktív transzporttal (Na + elektrokémiai gradiens)

17 A tubuláris rendszer transzportfolyamatai Henle kacs vékony szakasz: nincs aktív transzport (nincs kefeszegély, kevés mitokondrium) leszálló szakasz: magas víz, alacsony NaCl és urea permeabilitás hiperozmotikus szakasz vékony felszálló szakasz (juxtamedulláris nefron!): magas NaCl, alacsony víz és urea permeabilitás -> vizeletkoncentrálás vastag szakasz: aktív Na + visszaszívás (30-35%), Na + -K + -2Cl - kotranszporter a luminális felszínen (K + csatorna mindkét felszínen - K + visszaszívódik) alacsony víz permeabilitás, urea-tartalma magasabb, Na + -koncentrációja kisebb: hipozmotikus tubuláris folyadék ("higító szegmentum")

18 A tubuláris rendszer transzportfolyamatai disztális kanyarulatos csatornák aktív Na + visszaszívás (5%) - hormonális szabályozás! (aldoszteron) Na + - Cl - kotranszporter passzív vízvisszaszívás ph szabályozás: K +, H + és NH 3 transzport szabályozott Ca 2+ reabszorpció igények szerint (luminális Ca ++ csatorna; bazolaterálisan aktív Ca 2+ transzport) győjtıcsatornák hormonális szabályozás nagyrészt itt érvényesül vizelet végsı összetételének (ozmolaritás, ureatartalom, sav-bázis, K + ) beállítása Na + transzport: kis hányad (5%), de ez szabályozódik leginkább (mineralokortikoidok) vízpermeabilitás: ADH hatására fokozódik -> vizeletkoncentrálás magas urea permeabilitás -> vizeletkoncentrálás

19 győjtıcsatornák (folyt.) kortikális - külsı medulláris - belsı medulláris szakaszok principális és köztes (interkaláris) sejtek - kortikális szakasz: mineralokortikoidok; reabszorpció elektrogén aktív transzport - belsı velı: ANP receptorok Na + ürítés K + transzport: kortikális szakaszon mineralokortikoidok; szekréció a Na + reabszorpcióhoz kapcsolt vízpermeabilitás: - AVP V 2 receptorok: aquaporin-2 lumináris membránba transzlokálódik -> víz ozmotikus gradiens szerint a sejtekbe, majd aquaporin1-en keresztül az intersticiális folyadékbe kerül -> vizeletkoncentrálás

20 győjtıcsatornák (folyt.) H + transzport: közbeékelt sejtek (ld. még ph szabályozása) - acidózis alatt aktiválódó: luminális elektrogén H + pumpa; szénsav-anhidráz; bazolaterális Cl - /HCO - 3 kicserélı transzporter; Cl - recirkuláció bazolaterális csatornán keresztül - alkalózis alatt aktiválódó: bazolaterális elektroneutrális H-K-ATPáz; szénsav-anhidráz; luminális Cl - /HCO 3 - kicserélı transzporter : HCO 3 - szekréció lumen felé (akár ph8,5!) H + - hipokalémia alatt aktiválódó: luminális elektroneutrális H-K-ATPáz; H + leadás mellett K + felvétel metabolikus alkalózis HCO 3 -

21 A szőrlet ozmolaritása Bowman tok proximális tubulus disztális tubulus vastag felszálló szakasz kéreg győjtıcsatorna külsı velıállomány vékony szegmensek belsı velıállomány Henle kacs ozmotikus gradiens (mosm/l)

22 A vizeletkoncentrálás folyamata Henle kacs minél hosszabb (juxtamedulláris nefron!), annál hiperozmotikusabb a vizelet (290 -> 1200 mosm/l) vizelet mennyisége 0,5-20 L/nap között ellenáramú sokszorozódás: a belsı velıállomány hiperozmotikus kompartmentjei vizet vonnak el a győjtıcsatornából Na +, Cl - és karbamid (urea) adja az ozmotikus koncentráció nagyját max mosm adottságok Henle kacs vastag felszálló ágában aktív Na + és Cl - reabszorpció, de vízre nem permeábilis párhuzamos elrendezıdés Henle-kacs, győjtıcsatorna, vasa recta között párhuzamos csatornaszakaszok között NaCl és karbamid-körforgás; folyamatos folyadékáramlás a csatorna hossztengelyében nagyobb koncentrációkülönbség alakul ki, mint a le/felszálló ág között a két ág között aszimmetria

23 Az ellenáramlású sokszorozódás: 1. a felszálló ágban NaCl reabszorpció víz-impermeabilitás mellett tubuluson belül ozmolaritás csökken, intersticiális térben nı hossztengelyben NaCl gradiens kétszeres gradiens tubuláris és intersticiális folyadék között 2. hiperozmoláris interstícium vízelvonás a vékony szegmentumból (aquaporin1) tubuláris folyadék NaCl konc-ja nı a felszáló ágba belépı folyadék NaCl konc-a meghaladja az elsı lépésben kialakultat 3. megnövekedett tubuláris NaCl koncentráció a kétszeres gradiens kialakítása az intersticiális tér NaCl konc-ját is növeli, lépésrıl-lépésre egyensúlyi gradiens kialakítása: 290 -> 1200 mosm/kg (a belsı velı győjtıcsatornáiból még további NaCl abszorpció)

24 A vasa recta szerepe: vér ozmolaritása velıállomány felé nı; hiperozmotikus intersticiális környezetben sót, karbamidot vesz fel és vizet ad le felszálló ágban fordítva: hipoozmotikus környezet ellenáramlásos elhelyezkedés a nefron körül: felszálló vasa rectában magas ozmotikus koncentráció - érintkezik a leszálló vasa rectával, így a leszálló ág oldott anyagot "nyer" fontos a lassú véráramlás - átáramlási sebesség növekedése csökkenti a koncentrálódást a filtrációhoz szükséges nagy renális véráramlás mellett képes megırizni az intersticiális ozmotikus koncentrációgradienst a vasa recta-n keresztül a velıállomány nem, vagy csak nagyon kis mértékben veszít Na + iont

25 Az ellenáramlású kicserélıdés: a vasa recta véráramlása miért nem szünteti meg a kialakult gradienst? 1. aquaporin1, transzporterek: a vasa recta fala permeábilis a vér összetétele gyorsan kiegyenlítıdik a környezetével intravaszkuláris és intersticiális konc. megegyezik 2. leszálló vasa recta: intersticiális ozmotikus gradiens nı oldott anyagok felvétele 3. felszálló vasa recta: szomszédos, leszálló erek plazmájával ekvilibrálódik oldott anyagok leadása (nem teljesen, 300->400 mosm/kg) a kicserélés hatásfoka az áramlás sebességétıl függ: áramlás -> kicserélıdésre nincs idı -> hiperozmolaritás megszőnik -> Na + ürítés, vizeletmennyiség

26 1. felszálló vastag Henle kacs: aktív NaCl transzport az intersticiális térbe 2. ozmotikus vízvesztés a disztális, valamint a proximális tubulusban 3. a Henle-kacsban történı víz és sóvesztés miatt a karbamid koncentrációja a győjtıcsatornában megnı nagy az ureapermeabilitás, így az urea passzívan kikerül az intersticiális térbe, tovább növelve a belsı velıállomány ozmolaritását 4. a tovább nıtt belsı ozmolaritás további vizet von ki a leszálló kacsból (passzív), szőrlet töményedik 5. magas szöveti ozmolaritás mellett a vékony felszálló ágban további passzív NaCl diffúzió A vizeletkoncentrálás folyamata

27

28 A vesemőködés hormonális szabályozása I. Na + szint g/nap NaCl a szőrletben, de csak 10 g/nap ürül - felszívás nagy része automatikus Na + visszaszívás: - renin-angiotenzin rendszer: macula densa: renin termelés tubuláris NaCl konc. csökkenés hipoxia alacsony vérnyomás és vértérfogat angiotenzin II termelés nı érszőkület, vérátáramlás és GFR vérnyomásnövekedés aldoszteron, ADH termelés - aldoszteron: mellékvesekéregben termelıdik hatására nı hiányában súlyos Na + hiány, min. mennyisége szükséges győjtıcsatornában Na + visszaszívás és K + ürítés fokozása

29 A vesemőködés hormonális szabályozása I. Na + szint Na + "ürítés": - ANP (pitvari natriuretikus peptid): túlzott EC folyadék, megnövekedett vértérfogat esetén termelıdik (pitvarfal feszülése) afferens arteriola tágítás, GFR ; renin-termelés Na + visszaszívás

30 A vesemőködés hormonális szabályozása II. K + ürítés - ürített K + 3/4-e vizeletben; fiziológiás egyensúlyt vese állítja be K + többlet kiválasztásában jobb, mint a K + vesztés megakadályozásában veseelégtelenség: hiperkalémia - K + recirkuláció a tubuláris rendszerben: tubuláris reabszorpció, de Henle kacs leszálló ágban szekréció is -győjtıcsatornák: K + ürítés beállítása kortikális: Na + reabszorpcióhoz kapcsoltan szekréció; kortikoszteron fokozza külsı velı, közbeékelt sejtek: H + szekrécióhoz kapcsolt visszaszívás Ca ++ ürítés parathormon K + Ca ++ - csak diffuzibilis Ca 2+!; 97-99% passzív, paracelluláris reabszorpció - proximális (~60%), vastag felszálló (~20%) csatorna - parathormon: disztális tubusban - kalcitriol: transzportfehérjék, PTH visszaszívás szintézise

31 ureapermeabilitás vízpermeabilitás Na + reabszorpció belsı velı külsı velı kéreg AVP ANP GFR Na + reabszorpció, K + szekréció foszfát reabszorpció mineralo kortikoidok (aldoszteron) Ca ++ reabszorpció Na + reabszorpció győjtıcsatornák GFR prox. tubulusok parathormon angiotenzin II

32 A vesemőködés hormonális szabályozása III. vízvisszaszívás - vazopresszin (AVP, ADH, antidiuretikus hormon): vízkonzerváló hatás hipotalamusz magnocelluláris (n. supraopticus, n. paraventricularis) sejtcsoportjában termelıdik, neurohipofízisbıl szekretálódik termelıdését fokozza: - ozmotikus koncentráció - vértérfogat, vérnyomás hiányában győjtıcsatornák szinte víz-impermeábilisak, de NaCl reabszorpció folyik + fájdalom hipozmotikus vizelet, akár 18L/nap V 2, aquaporin2 génhiány: centrális v. renális diabetes insipudus, azaz egyszerő húgyár aquaporin2 apikális kihelyezıdése AVP-függı

33 ivás hipozmotikus táplálék oxidációs víz (deszt. víz) A vízfelvétel szabályozása vizelet széklet légzés, izzadás párologtatás elektrolit oldatok hiperozmózis és hipovolémia egyaránt szomjúságérzetet kelt de a vízkonzerválás már hamarabb beindul emberben a hiperozmózis kiváltotta szomjúság a szükséges vízfelvétel ~50%-ánál megszőnik (maradék vízfelvétel percen belül) volumen (térfogat) receptorok a Na + konc. közvetlen érzékelése helyett a baroreceptorok a térfogatváltozásokat érzékelik vénás telıdés, vértérfogat csökkenés alacsonynyomású baroreceptorok artériás nyomás csökkenése magas nyomású baroreceptorok; angiotenzinii közvetítı szerep vese afferens arteriola renin szekréció macula densa indirekt NaCl érzékelés a disztális tubulusban

34 ozmoreceptorok A vízfelvétel szabályozása elülsı hipotalamuszban, szájnyálkahártyában (nyálelválasztás csökkenése szomjúságérzet) ECF vagy vérplazma ozmolalitásának 2-3% emelkedése váltja ki már elıtte ADH emelkedés ADH angiotenzin II aldoszteron víz és Na + konzerválás ANP volumentöbblet elleni védelem vízfelvétel vízürítés Na + felvétel Na + ürítés AVP angiotenzin II indirekt aldoszteron indirekt ANP

35 A vízfelvétel szabályozása dehidratáció NaCl bevitel nyál-termelés vér ozmolaritása vértérfogat vérplazma Na+ és Cl- konc. kiszáradt száj és torok hipotalamikus ozmoreceptor aktiváció vérnyomás ozmotikus vízáramlás: ICF -> ISF -> vérplazma vértérfogat vese, JGA: renin termelés pitvarfeszülés JGA: renin termelés ANP termelés angiotenzin II angiotenzin II átalakulás GFR aldoszteron termelés hipotalamikus "szomjúságközpont" aktiváció Na + visszaszívás szomjúság Na + és Cl - ürülés vízfelvétel vízvesztés szervezet víztartalma vértérfogat

36 A vesében termelıdı egyéb hormonok eritropoetin vörösvértest képzıdés fokozása termelıdését hipoxia váltja ki prosztaglandin E2 értágító hatás, gyulladásmediátor angiotenzinnel ellentétes hatás kallikrein bradikinin termelése értágító hatás, vesekeringés fokozása

37 Nitrogén ürítés aminosavak amino csoportja: re-szintézis, vagy el kell távolítani: NH 3 (AS transzport, ph emelés) és NH 4 + (K + helyett ionkicserélıdésekben, kóma!) is toxikus 3 fı lehetıség: (+ kreatinin, kreatin, AS, purin, pirimidin) 1. ammónia diffúzióval, így a higításhoz és gradienshez nagy mennyiségő víz kell ált halak, vízi gerinctelenek; emlısben kevéssé jellemzı transzamináz: májban Glu-Gln átalakítás, vesében deaminálás és NH 3 szekréció proximális tubulus hámsejtek glutamin felvétele NH 4+ és HCO 3- képzıdés 2. húgysav kevéssé oldódik purin-származék HO NH 3 Na + /H + transzporter NH 4+ -t is szállít, vagy NH 3 diffúzió a tubulusba N C OH C N C C N N C OH fehér paszta - madár guano (húgysav és guanin) vízhiányos körülmények mellett ozmolitikumként visszatartás, ill. kiválasztás karbamid kiválasztás sejtfehérjék glutamin húgysav kiválasztás hidrolízis aminosavak ozmolitikumként visszatartás ammónia megemésztett fehérjék lebegéshez visszatartás kiválasztás növekedési, felépítı folyamatok a "felesleg" kiválasztása

38 3. karbamid (urea) kevésbé mérgezı, szintéziséhez ATP kell gerincesekben ornitin-karbamid ciklus során szintetizálódik, halak húgysavból (ember húgysavat nem képes bontani: köszvény) a vizelet össz-ozmotikus koncentrációjának ~50%-áért a karbamid felel C NH 2 O NH 2 maximális vizelet-koncentrálás csak karbamid jelenlétében történhet (fehérjeszegény diéta hipozmotikus vizelet) tubuláris szakaszokban eltérı karbamid-permeabilitás hormonális szabályozás csak belsı velı győjtıcsatornákban szabad filtráció; proximális tubulusban ~50% passzív reabszorpció leszálló, vékony Henle-kacs: karbamid-permeábilis, intersticiális térbıl tubulusba felszálló szakasz külsı velı győjtıcsatorna: impermeábilis + vízvisszaszívás -> urea konc. belsı velı győjtıcsatorna: AVP-indukált ureatranszporter kihelyezés az apikális membránba > antidiurézis esetén urea-transzport az intersticiumba -> leszálló szakaszba passzív belépés = ureakörforgás az ellenáramú sokszorozás hatásfokát emeli

39 A sav-bázis egyensúly: a ph szabályozása I. izohidria: ph=7,4 (<7,35: acidózis, >7,45: alkalózis) normál mőködés ph 7,0 és 7,8 között állandóságát pufferrendszerek, a légzés és a kiválasztás biztosítja I. pufferrendszerek bikarbonát pufferrendszer: H 2 CO 3, NaHCO 3 ECF és vérplazma, CO 2 oldódás és szállítás liquor: csak ez; izobikarbonát körülmények (CO 2 tenzió változása mellett a HCO 3- konc. nem változik) vesében szabályozható szekréció foszfát pufferrendszer: H 2 PO 4 - intracellulárisan jelentıs vese: tubulusban nagy PO 4 3- koncentráció, visszaszívás szabályozható fehérje pufferrendszer: -COOH, -NH 2 csoportok, fıleg savhatás pufferelés fıleg intracellulárisan és vérplazmában vörös vértest hemoglobinja is!

40 A sav-bázis egyensúly: a ph szabályozása II. II. légzés alveoláris PCO 2 beállítása -hipoventilláció: alveoláris ventilláció a CO 2 termelıdéséhez képest csökken, vagy az alveoláris gázcseréhez képest a CO 2 termelés nı meg PCO 2 > 40 Hgmm; ph : respiratorikus acidosis kompenzáció: vese H + szekréció, HCO 3- reabszorpció (győjtıcsatorna) -hiperventilláció: alveoláris ventilláció a CO 2 termelıdéséhez képest nı PCO 2 < 40 Hgmm; ph : respiratorikus alkalosis kompenzáció: vese H + szekréció, HCO 3- ürítés (győjtıcsatorna)

41 A sav-bázis egyensúly: a ph szabályozása III. III. kiválasztás a vese szerepe proximális kanyarulatos csatornák szénsav-anhidráz H + lumenbe, Na + cserébe vissza > 85% HCO 3- abszorpció ECF-bıl disztális kanyarulatos csatornák glutamináz NH 3 lumenbe > NH 4+ (és H + ) ürül a vizelettel győjtıcsatornák - acidózis alatt: tubulusba H + kiválasztás - alkalózis alatt: HCO 3- szekréció lumen felé (akár ph8,5!)

42 A ph szabályozása IV. nem respiratorikus (metabolikus) acidózis: - erıs sav termelıdése: tejsav vagy ketontest-túltermelés (éhezés, diabétesz) - H + kiválasztás - tartós hasmenés: HCO 3- vesztés kompenzáció: pco 2 csökkentés, hiperventilláció vese H + szekréció, HCO 3- reabszorpció nem respiratorikus (metabolikus) alkalózis: - tartós hányás: HCl veszteség - túlzott NaHCO 3 fogyasztás - hipokalémia alatt K + felvétel csak H + leadás mellett kompenzáció: pco 2 emelés, hipoventilláció vese H + szekréció, HCO 3- reabszorpció

43 A vizeletelvezetı rendszer folyamatos vizeletképzıdés (0,5-2 ml/perc), de szakaszos (akaratlagos) ürítés ( ml) felsı húgyutak: vesekelyhek, vesemedence, húgyvezeték (ureter) egyegységes simaizomréteg, miogén aktivitás ureter simaizom perisztaltika: spontán depolarizáció, szakaszos vizelettovábbítás normál esetben ureter a húgyhólyag falát ferdén fúrja át - vizelet visszaáramlásának meggátolása alsó húgyutak: húgyhólyag, húgycsı, záróizom húgyhólyagfal feszülésmentesen nyújtható; nagy tágulékonyság viszkoelasztikus izomzat, spontán aktivitás csekély vesemedence vese húgyvezeték húgyhólyag lassú telıdés során a húgyhólyon belüli nyomás húgycsı alig emelkedik záróizom vizelési inger (Aδ, n. pelvicus) fokozódó feszítés: fokozódó reflexes szfinkter kontrakció belsı szfinkter simaizom külsı szfinkter - váziziom

44 húgyhólyag feszülés: szimpatikus csökkenti A vizeletürítés vegetatív idegrendszer irányítása: perisztaltikus mozgást, vizelettovábbítást paraszimpatikus (Th 0 -L 2 ) lumbális gv-i szelvény afferensek szakrális (S 2 -S 4 ) ellazít összehúzódás afferens rendszer: hólyagfal mechanoreceptorai - n. pelvicus - szakrális gerincvelı fokozott feszülésnél SubstanceP, tachikinin centrálisan és a szenzoros végzıdésben is felszabadul vizelési reflex: reciprok innerváció a húgyvezeték, a gát és a hólyagnyak a hólyagizomzat aktivációja autonóm beidegzett simaizomzata és a vázizmok ellazulnak húgyhólyagfal záróizom növeli (machr) összehúzódás ellazítás vizeletvisszatartás "vizelési centrum" a hídban (Barrington-féle area) vizeletürítés

45 Ábrák

46 testtömeg ~60% H 2 O A szervezet vízterei

47 A vese felépítése vesemedence juxtamedulláris nefron glomerulus afferens arteriola afferens arteriola kortikális nefron Bowman tok artéria vesepiramis efferens arteriola KÉREG Bowman tok VELO véna húgyvezetı velı kéreg Henle kacs 15% 85% gyujtovezeték

48 A kortikális nefron

49 A juxtamedulláris nefron

50 A glomerulus felépítése afferens arteriola 200 um efferens arteriola Bowman tok podocita "lábak" filtrációs rések fenesztrált endotélium podocita sejttest podocita sejttest podocita "lábak" proximális tubulus kapilláris alaphártya glomerulus endotélium

51 A glomerulus felépítése disztális tubulus Bowman tok endotél sejt afferens arteriola efferens arteriola afferens arteriola disztális tubulus podocita granuláris sejtek Bowman tok ürege simaizom kapilláris efferens arteriola

52 A GFR szabályozása kapilláris hidrosztatikai nyomás intrakapszuláris hidrosztatikai nyomás vér kolloid ozmotikus nyomás nettó filtrációs nyomás

53 Autoreguláció: a tubuloglomeruláris feedback

54 kefeszegély apikális oldal bazolaterális oldal A proximális kanyarulatos csatorna glükóz transzport sebessége. (mg/min) ultrafiltrált glükóz mennyisége kiválasztott glükóz mennyisége vérplazma glükóz konc. (mg/100 ml) tubuláris transzportfolyamatok visszaszívott glükóz mennyisége limitált glükózvisszaszívás szénsavanhidráz IV. II.

55 A proximális kanyarulatos csatorna transzportfolyamatai a glükóz visszaszívása (Na + / glükóz szinporter) a Na + / H + antiporter Na + visszaszívás, H + szekréció HCO 3 - visszaszívás Na/K ATPáz) Na/K ATPáz) : szénsav-anhidráz

56 Hormonális hatások

57 áramlás A vizeletkoncentrálás: ozmoreguláció növekvı sókoncentráció kéreg velıállomány karba mid Na + konc. csökkenés a hurok 2 oldalán konc. csökkenés a hurok hosszában Cl - max mosm/l a kacsban megtett távolság belsı velıállomány kéreg külsı velıállomány

58 A N-tartalmú anyagcsere-végtermékek kiválasztása sejtfehérjék hidrolízis megemésztett fehérjék aminosavak glutamin ozmolitikumként visszatartás növekedési, felépítı folyamatok a "felesleg" kiválasztása ozmolitikumként visszatartás, ill. kiválasztás karbamid kiválasztás húgysav kiválasztás ammónia lebegéshez visszatartás kiválasztás