A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (2)

Átírás

1 A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (2) Dr. Nagy Attila 2017 Transzepitheliális transzport (Polarizált sejt) 1

2 Transzepitheliális transzport A transzepitheliális transzport transzcelluláris és paracelluláris útja 2

3 Transzepithelális transzport: 2 membrán 3 kompartment modell Előfordulási hely: Vese, Gyomor-bél traktus, Exokrin mirigyek, Plexus choroideus Solvent drag mechanizmus Schmidt/Thews: Physiologie des Menschen 27. Auflage 1997 A transzport iránya 3

4 Passzív transzport Facilitált diffúzió 4

5 Elsődleges aktív transzport (ion pumpák) Szekunder és tercier aktív transzport 5

6 1. Erősen víz-permeabilis epithelium (proximális tubulus) 1. Hosszú és sokszoros redők a lateralis intercelluláris térben. 2. Az apikális oldalon sok hosszú microvillus (kefeszegély) Erősen vízpermeabilisek. Izo-ozmotikus abszorpció 2. Víz-impermeabilis epithelium (disztális tubulus) 1. A sejtek laposak és kevés a mikrovillus 2. A transzport erősen hypertoniás. Egyes esetekben a víztranszport szabályozott (ADH) 6

7 7

8 Transzportok a proximális csatornában Szövettani szerkezete köbalakú, microvillusok (kefeszegély), kifejezett interdigitáció, sok mitochondrium A proximális csatorna hámja maximálisan permeabilis a vizzel szemben. A vízvisszaszívódás: transzcellularis út és paracellularis út Laterális intercelluláris tér Tight junction Bazális begyűrődések Bazális membrán VÉR OLDAL Nucleus TUBULUS LUMEN Luminális sejt membrán Microvillus (kefeszegély) Endocytotikus vesiculumok Mitochondrium Bazolaterális sejt membrán 8

9 Proximális csatorna működése Reabszorpció A Na + és víz 70 százaléka. Az összes filtrált glukoz és aminosav. Az összes fehérje. A filtrált K + az 1. és 2. szegmentben. A Ca 2+, Mg 2+ és foszfát ionok. A laktát, citrát és a Szent-Györgyi-Krebs ciklus több más komponense. A vízoldékony vitaminok. A húgysav Urea 9

10 Szekréció A szerves savak és bázisok A filtrált K + a 3. szegmentben. A H + ion. Na + reabszorpció a proximális tubulusban Vivőanyag (carrier) mechanizmusok: 1./ Na + /oldott anyag szimport, 2./ Na + /H + csere ( HCO 3- ), 3./ Cl - hajtott Na + transzport 10

11 1. SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. -2 mv (lumen negatív) TUBULÁRIS LUMENTRANSZMEMBRÁN POT tól -80 mv-ig PERITUBULÁRIS TÉR (sejt negatív) OLDOTT ANYAG ATPáz OLDOTT ANYAG OLDOTT ANYAG SZIMPORT ATPáz REABSZORPCIÓ ATPáz ANTIPORT METABOLIKUS REAKCIÓK REABSZORPCIÓ HAJTOTT TRANSZPORT AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. +2 mv (lumen pozitív) Na + reabszorpció a proximális tubulusban Na + - OLDOTT ANYAG SZIMPORT ATPáz OLDOTT ANYAG OLDOTT ANYAG AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT 11

12 A bikarbonát reabszorpciójának mechanizmusa PROXIMÁLIS TUBULUS TUBULÁRIS LUMEN PERITUBULÁRIS TÉR ATPáz (REABSZORBEÁLT HCO 3) PASSZÍV MOZGÁS Na + - CI - REABSZORPCIÓ ATPáz METABOLIKUS REAKCIÓK AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT 12

13 1. SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. -2 mv (lumen negatív) TUBULÁRIS LUMENTRANSZMEMBRÁN POT tól -80 mv-ig PERITUBULÁRIS TÉR (sejt negatív) OLDOTT ANYAG ATPáz OLDOTT ANYAG OLDOTT ANYAG SZIMPORT ATPáz REABSZORPCIÓ ATPáz ANTIPORT METABOLIKUS REAKCIÓK REABSZORPCIÓ HAJTOTT TRANSZPORT AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. +2 mv (lumen pozitív) Na + reabszorpció a proximális tubulusban 13

14 A vízreabszorpció (passzív) transzcelluláris, paracellularis, "solvent drag" mechanizmus. Glukóz-típusú reabszorpció (Na + - OLDOTT ANYAG SZIMPORT) A glukóz a glomerulusban teljes mértékben filtrálódik a proximális tubulusban teljes mértékben reabszorbeálódik carrier mediált transzport A glukóz T m (10 mmol/liter) A T m -limitált reabszorpció plazmakoncentráció függősége. pathologiás állapotok : diabetes mellitus, renalis glukózuria A glukóz típusú reabszorpcióval szívódnak vissza: foszfátok (hormon szenzitív reabszorpció), aminosavak, kismolekulasúlyú peptidek, C-vitamin, húgysav (köszvény) stb. 14

15 Proximális tubulus sejt Tubulus lumen Glukóz Glukóz Aktív transzport Peritubuláris kapilláris vér Glukóz Luminális sejtmembrán Kotranszport Facilitált diffúzió Glukóz Basolaterális sejt membrán Glukóz (mmol/min) Filtráció Kiválasztás Reszorpció T m normál T m csökkent Glukóz cc. (mmol/l) 15

16 Aminosavak 16

17 A fehérje típusú reabszorpció kismolekulasúlyú peptidek: karriermediált mechanizmus, a nagymolekulasúlyú fehérjék pinocytosis-sal (endocytosis) szívódnak vissza, (albumin ürítés: <30 mg Albumin/nap) 17

18 Urea A proximális tubulus ureára jól átjárható. A filtrált mennyiség több mint fele itt visszaszívódik. (Urea visszaszívódás még a gyűjtőcsatornából is.) Húgysav A filtrált húgysav teljes mennyisége visszaszívódik a proximális tubulusban. A proximális tubulus 3. szegmentjében a húgysav szekretálódik. Ez a szekretált mennyiség ürül a vizelettel (kb 10%-a a filtrált mennyiségnek). Húgysav ürítés döntő jelentőségű! Köszvény!!! 18

19 Tubularis szekréció mechanizmusa Proton, Kálium Organikus savak és bázisok szekréciója, Para-amino-hippursav PAH-szekréció, PAH Tm, 19

20 20

21 Tubuláris működések II. Henle kacs és a distalis nephron A Henle-kacs 1. vékony leszálló szár 2. vékony felszálló szár (vékony szegment) 3. vastag felszálló szár (vastag szegment) Működése A proximális tubulusból kikerülõ mintegy 30 % izotoniás folyadékból a Na + 20 %-át és a víz 10 %-t visszaszívja és hypotoniás folyadékot enged tovább a disztális tubulusba. Medulláris grádienst alakít ki (fele NaCl, fele urea) 21

22 Vékony leszálló szár 1. Gyengén permeabilis az oldott anyagokra 2. Erősen permeabilis a vízre 3. Nincs benne aktív transzport. Az osmolaritás 300 mosm/kg ról 1200 mosm/kg ra (600 mosm/kg) emelkedik (elsősorban a vízreabszorpció miatt). A leszáló szár végénél Na + és Cl - túlsúly van a tubuláris lumenben, urea túlsúly a peritubuláris térben 22

23 Vékony felszálló szár 1. Impermeabilis a vízre!! 2. Nagyon permeabilis Na +- -ra és Cl - -ra 3. Mérsékelten permeabilis az urea-ra Na + és Cl - diffundál a peritubuláris térbe és urea diffundál a tubulusba. Az ozmolalitás csökken, a tubularis folyadék volumene nem változik. Vastag felszálló szár 1. Nincs vízpermeabilitása!!! 2. Aktívan reabszorbeálja a Na + -ot és a Cl - -ot a peritubularis térbe. 3. Csekély az ureapermeabilitása. Eredménye: az ozmolalitás a tubularis folyadékban csökken, a Na + és a Cl - koncentráció alacsonyabb. A csekély vízpermeabilitás miatt az urea koncentráció változatlan. 23

24 TRANSZEPITHELIÁLIS POT. +6-tól +10 mv-ig (lumen pozitív) TRANSZEPITHELIÁLIS POT. -60-tól -80 mv-ig (sejt negatív) TUBULÁRIS LUMEN PERITUBULÁRIS TÉR ATPáz AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT A Na + /K Cl - szimport a vastag felszálló szárban 24

25 A Na + reabszorpciós folyamat hasonló a proximális tubulusnál leírtakhoz, csak az apikális felszínen más a carrier. Egy Na + ion kilépése két Cl - és egy K + belépéséhez kötött. Ezt a mechanizmust Na + /K + - 2Cl - szimportnak nevezik. Reabszorpció a filtrált nátrium százalékában Reabszorpció a filtrált víz százalékában Proximális kanyarulatos csatorna Henle-kacs Disztális kanyarulatos csatorna és gyűjtőcsatorna 25

26 Disztális nephron (disztális kanyarulatos csatorna+ gyűjtőcsatorna ) Működése: 1. aktív Na + reabszorpció, 2. csekély vízpermeabilitás, 3. csekély ureapermeabilitás. A disztális nephron változtatja át a tubularis folyadékot vizeletté. 26

27 Szövettani jellemzők kanyarulatos csatorna köbalakú sejtek, kifejezett interdigitáció, sok mitochondrium nincs kefeszegély gyűjtőcsatorna köbalakú-hengeralakú sejtek (világos, principális sejtek, sötét interkaláris sejtek). kevés sejtorganellum nincs kefeszegély. Disztális tubulus sejt 27

28 Na + aktív reabszorpciója Azonos a proximális tubulussal kapcsolatban leírtakkal, csak a karrier folyamatok különbözőek a disztális tubulusban és a gyűjtő csatornában. Disztális kanyarulatos csatorna Itt a Na + aktív transzportja Cl - karrierhez van kötve, ezért ezt Na + /Cl - szimportnak nevezik. A filtrált mennyiség függvénye ( load-dependens ), a thiazid gátolja. Fő (principális) sejtek és interkaláris sejtek Fősejt Interkaláris sejt (A típus) Interkaláris sejt (B típus) 28

29 A Na + -reabszorpciót a disztális nephronban az aldoszteron fokozza (aldoszteron blokkoló pl. spironolakton) A Na + reabszorpciót gátolják atrialis natriuretikus faktor, egyes prosztaglandinok DISZTÁLIS KANYARULATOS CSATORNA TRANSZEPITHELIÁLIS POT. -60-tól -80 mv -ig (sejt negatív) TUBULÁRIS LUMEN PERITUBULÁRIS TÉR ATPáz SZIMPORT ATPáz KONDUKTÍV Na + CSATORNA AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT GYŰJTŐ CSATORNA TRANSZEPITHELIÁLIS POT. -5 től -70 mv -ig (lumen negatív) A Na + reabszorpció a disztális tubulusban 29

30 A disztális nephron egyéb funkciói A disztális nephron K + reabszorpcióra és szekrécióra, valamint H + és HCO 3- szekrécióra is képes. A Ca 2+ ürítés szabályozásában is részt vesz. A Na + -reszorpció a tublus rendszerben Na/H antiporter Na/S szimporter Paracelluláris transzport Na/K/2Cl szimporter Paracelluláris transzport Na/Cl Szimporter Konduktív Na csatornák Proximális tubulus (acetazolamid gátol) Henle kacs (furosemid gátol) Disztális nephron (thiazid gátol) 30