A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (4) Dr. Attila Nagy A víztranszport

Átírás

1 A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (4) Dr. Attila Nagy 2017 A víztranszport 1

2 A SZERVEZET VÍZHÁZTARTÁSA Vízfelvétel Folyadék formájában felvett víz Táplálék formájában felvett víz Oxidációs vízmennyiség ml/nap ml/nap ml/nap ml/nap Vízleadás Perspiratio insensibilis ml/nap ml/nap Perspiratio sensibilis, verejtékezés 200 ml/nap Széklet ml/nap Vizelet ml/nap A térfogat szabályozása Vízfelvétel és vízveszítés mechanizmusai Vízfelvétel szabályozása (hyperosmosis és hypovolémia) 2

3 A vízkiválasztás szabályozása Viztranszport a gyűjtőcsatornában A víztranszportot az ADH szabályozza Az ADH hiányában a gyűjtőcsatorna gyakorlatilag impermeabilis a vízre és az ureara. ADH jelenlétében az egész gyűjtőcsatorna vízpermabilitása és a gyűjtőcsatorna papillaris részének urea permeabilitása nagymértékben fokozódik. 3

4 agykéreg szomjúság ADH (vazopresszin) Jellemzői: a hátulsó hypophysisben tárolódik A hypothalamus n. supraopticusában termelődik Nyolc aminosavból álló oligopeptid Az emberi ADH-t az arginin jellemzi (arginin-vasopressin, AVP) A fiziológiásnál magasabb dózisban adva érszűkületet okoz a V 1 receptoron ozmoreceptor sejtek ADH Hypothalamus térfogat receptorok hátulsó hypophysis ADH a kapillárisokba ADH hatásmechanizmusa Az ADH az epithelialis sejtek bazális-lateralis felszinén levő V 2 receptorokhoz kötődik, az adenilátciklázt aktiválja és a ciklikus AMP szintézisét fokozza. Ez aktiválja a proteinkináz C-t, fokozza a fehérjefoszforilációt és ennek révén váltja ki a membrán vízpermeabilitásának fokozódását. Az ureapermeabilitás fokozódása más, feltehetően carriermediálta mechanizmus következménye. ADH hiányában a gyűjtőcsatornát elhagyó folyadék ozmolalitása 70 mosm/kg (50 mosm/kg urea és 20 mosm/kg elektrolit). ADH hiányában a filtrált víz 15 %-a ürül (26 liter/nap). Ez jellemzi a diabetes insipidus-t. 4

5 Lumen Gyűjtőcsatorna hám Vér H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O Fokozott vízpermeabilitás Foszforiláció Vízcsatornákat tartalmazó vezikulák fuzionálnak a membránnal Függő protein kináz ATP Ciklikus AMP Guanin nukleotid stimuláló protein ADH Receptor Adenilát cikláz ADH elválasztás Serkent Gátol 1. Vér magas ozmolaritása 1. Alacsony ozmolaritás (vízterheléskor) 2. Hypovolémia 2. Hypervolémia (gátolja az ANP elválasztást) (fiz. só infuzió) 3. Állás (vénás beömlés ANP ) 3. Fekvés (vénás beömlés ANP ) 4. Vénás pangás 4. Alkohol 5. Fájdalom, izommunka 5

6 A vizelet koncentrációjának és hígításának mechanizmusa A szervezet szükségleteinek megfelelően a vese 1. Erősen koncentrált (1.200 mosm/l-ig) vagy 2. Erősen híg (70 mosm/l-ig) vizeletet is képes produkálni. 6

7 A vizelet koncetrálását befolyásoló tényezők: A Henle kacs hossza A rövidkacsú és hosszúkacsú nephronok aránya Urea Ellenáramlás a Henle kacsban és a gyűjtőcsatorbában Véráramlás a vasa rectaban Prostaglandinok (PGE 2, PGD 2 ) Medulláris grádiens A velőállományban az interstitialis folyadék ozmolalitása a kéregtől a vesemedence felé haladva négyszeresére (300 mosm/kg-ról 1200 mosm/kg-ra) dúsul fel. A medulláris grádiens az ellenáramlásos sokszorosító mechanizmus révén keletkezik. Az ellenáramlásos sokszorosító mechanizmus közvetlenül a Na + feldúsulását, közvetve az urea feldúsulását okozza. 7

8 A velőállomány ozmotikus nyomásának négyszeresre történő feldúsulását a következõ tényezők váltják ki: 1. A Henle-kacs felszálló szárában vízvisszaszívódás nélküli aktív Na + reabszorpció (horizontális grádiens) 2. A Henle-kacs leszálló és felszálló szárában a folyadék egymás közvetlen közelségében ellenirányban mozog (ellenáramlás, verticalis grádiens). 8

9 9

10 Urea transzport a nephronban (az urea-kör) KÜLSŐ ZÓNA MEDULLA BELSŐ ZÓNA CORTEX AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT 10

11 A másodlagos ellenáramlásos mechanizmus A vese medulláris állományán átfolyó vér perceken belül megszűntetné az ozmotikus grádienst, ha nem létezne a másodlagos ellenáramlásos mechanizmus. Ez egy passzív folyamat, amely a vasa recta leszálló és felszálló szárában folyó folyadék ellenkező irányú áramlása következtében jön létre. 11

12 Külső velőállomány Belső velőállomány 12

13 A vizelet koncentrálását gátló tényezők: - Szénsavanhidráz gátlása (pl. acetazolamid, proximális tubulus) - Na +,K +,2Cl szimporter gátlók (pl. furosemid, Henle kacs) - Na +,Cl - kotranszporter gátlása (pl. thiazid, disztális nephron) - AT2 receptor antagonista (pl. losartan) - Aldosteron antagonista (pl. spironolakton) - Kálium deficit (gátolja a Na +,K +,2Cl - -szimportert) - Hiperkalcémia (tight junction permeabilitása csökken; Ca 2+ -receptorok gátolják a Na +,K +,2Cl - -szimportert) - Fehérjeszegény táplálkozás - Renális gyulladás (Vazodilatáció) - Vérnyomás emelkedés - Ozmotikus diurézis (nem vagy csak részlegesen reabszorbeálódó ozmotikusan aktiv anyagok adagolása) - Diabetes insipidus (centrális, renális) A vizelet fizikai paraméterei Napi mennyiség: 1-26 liter, Fajsúly: g/l, Osmolaritás: mosm/kg, Ozmotikus clearance: C osm U osm V = P osm Szabadvíz clearance: C = V C H2O osm 13

14 Ozmotikus diurézis H + transzport A proximális tubulusban a H + ion szekréciója a Na + másodlagosan aktív reabszorpciójához kötött Na + /H + csere, Na + /H + antiport révén történik. A basalis sejtfelszínen 3 bikarbonát ion kötödik egy Na + ion reabszorpciójához. A disztális tubulusban a H + ion szekréciója egy primer aktív folyamat, míg a bazalis membránon a carrier mediált HCO 3 - transzport (passzív), egy bikarbonát ion cseréjét jelenti egy Cl - ionra. 14

15 A disztális tubulusban a zárt tight junction miatt magas H + koncentráció grádiens tartható fenn, azonban a vizelet ph-ja így sem lehet 4,0-nél alacsonyabb. Ha valamennyi H + iont szabad formában ürítenénk, akkor naponta 1000 liter vizeletet kellene ürítsünk, ennek csökkentésére szolgálnak a vizelet pufferek. A vizelet ph-ja élettani körülmények között 4,0-től 8,0-ig változhat. A vizeletben levő puffer rendszerek 1. A foszfát puffer rendszer, 2. Az ammónia puffer rendszer, (3. A bikarbonát puffer rendszer.) 15

16 Foszfát puffer rendszer A HPO 4 H 2 PO 4 - arány a tubulus folyadékban 4:1 és a pk= 6.8 A foszfátpuffer adja az un. titrálható aciditást. A foszfát részvétele a ph regulációban korlátozott, a foszfát limitált előfordulása miatt. 16

17 Az ammónia puffer rendszer NH 4 NH 3 + H + (pk = 9.3) Nem titrálható aciditás A vese maga készíti az ammóniát glutaminból Glutamináz Glutamát dehidrogenáz Glutamin Glutaminsav α-ketoglutársav NH 3 NH 3 ezért magas koncentrációban lép be a tubulusokba. 17

18 Az NH 3 -nak és NH 4+ -nek jelentősen különbözik az oldékonysága. Az NH 3 nagyon zsíroldékony és passzívan diffundál át a membránokon, az NH 4+ poláris vegyület és nem megy át a membránon. A termelődött ammónia mennyiségét a plazma ph regulálja a glutamináz aktivitás szabályozásán keresztül. Ammónia/ammóniumion transzport a proximális tubulusban Passzív diffúzió a tubuluslumenbe (NH 3 ) Na + /H + antiporterrel a proton helyett aktív transzporttal (NH 4+ ) Lumen Sejt Vér 18

19 A Henle-kacsban Na + -K + -2Cl - transzporterrel a K + helyett NH 4+ reabszorpció Ammóniumion transzport a disztális tubulusban A fősejtekben működő Na + /K + pumpa K + helyett NH 4+ -t is mozgathat. Fősejtek 19

20 Az ammónia-ammóniumion átalakulás a disztális nephronben proton szekrécióval és új bikarbonát képződéssel kapcsolt folyamat TUBULÁRIS LUMEN PERITUBULÁRIS TÉR A vizeletürítés mechanizmusa (Tanulási támpont: 58) 20

21 Felső húgyutak -vesekelyhek -vesemedence -ureter Alsó húgyutak -húgyhólyag -urethra 21

22 A hólyag telődése ( ml) - receptív relaxáció A vizeletürítés reflexmechanizmus Paraszimpatikus (S2-S4) Szimpatikus (Th10-L2) Szupraspinális szabályozás 22

23 szimpatikus afferens paraszimpatikus afferens N. pudendus vegetatív afferens szomato-motor Nervus pelvicus mediális hídi Vizeletürítés központ laterális hídi Vizeletürítés központ szimpatikus Ürítés Detruzor kontrakció szfinkter relaxáció Retenció Detruzor relaxáció szfinkter kontrakció 23