A. aff. A. eff. H-2. A glomeruláris filtráció 2.1. A glomerulus szerkezete Bowman-tok Tubulusfolyadék Podocyta-nyúlványok Proximalis tubulus Mesangialis sejtek Basalis membrán Glomeruluskapilláris Endothelsejt d = 100 nm Szûrlet Plazma Basalis membrán d = 20-40 Å Plazma Szûrlet Glomerulus kapilláris Epithelsejt (Podocyta) d = 25 nm
2.2. A filtrátum összetételét meghatározó tényezôk Szûrô sajátságai: effektív pórusátmérô (kollagén rostháló) fix negatív töltések (glycoproteidek) Molekula sajátságai: méret töltés vízoldékonyság -> fehérje-kötés jelentôsége bilirubin hormonok gyógyszerek
2.3. A töltések szerepe 1.0 Relatív permeabilitás 0.75 0.5 0.25 Kationos Neutrális Anionos POLYDEXTRAN Myoglobin Hemoglobin Albumin 0 18 22 26 30 34 38 42 46 7 kd Molekulasugár (Å) 70 kd
2.4. A filtrációs folyamat hajtóereje GFR = K f * P net P net = P eff -π eff P eff = P C - P G, π eff = π C - π G π G = 0 -> P net = P C - P G -π C A. afferens A. efferens K f : permeabilitás és felület P net : nettó filtrációs nyomás P eff : effektív hidrosztatikai nyomás π eff : effektív oncoticus nyomás P C : plazma hidrosztatikai nyomása P G : szûrlet hidrosztatikai nyomása π C : plazma oncoticus nyomása π G : szûrlet oncoticus nyomása P G πc P C πg P C P CπG πg P G πc P G πc Afferens Efferens 46 Hgmm P C 45 Hgmm 10 Hgmm P G 10 Hgmm 25 Hgmm π C 35 Hgmm 0 Hgmm π G 0 Hgmm 11 Hgmm P net 0 Hgmm
2.5. A filtrációs egyensúly Extrarenális kap. Glomeruláris kap. Nyomás (Hgmm) 50 25 0 P eff Filtráció Filtrációs egyensúly π eff Reabszorpció Nyomás (Hgmm) 50 25 0 P eff P net π eff Filtrációs egyensúly Artériás vég Vénás vég Afferens vég Efferens vég A különbség oka az, hogy a rövid és tág glomerularis kapillárisokban gyakorlatilag nincs nyomásesés, továbbá a glomerularis kapillárisfal nagy (100-szoros) permeabilitása miatt jelentôs folyadékkilépés van -> fehérjekoncentráció nô.
2.6. A filtrációs egyensúly áramlásfüggô jellege 50 Filtrációs egyensúly Nyomás (Hgmm) 40 P eff 2 π eff P net 1 3 1. Normál RPF 2. Alacsony RPF 3. Magas RPF 30 Afferens vég Efferens vég áramlásfüggô GFR-szabályozás lehetôsége
2.7. Nyomásviszonyok a renalis érmederben Nyomás (Hgmm) 100 50 P eff π eff Filtráció Reabszorpció 0 Art. Afferens arteriola Glomerulus kapilláris Efferens arteriola Peritubuláris kapilláris Véna A vesében a filtráció és reabszorpció anatómiailag elkülönül az efferens arteriola jelenléte miatt. portalis keringés
2.8. A GFR-t meghatározó tényezôk (Starling erôk) Miért kell a GFR-t szabályozni? GFR = K f * (P C - P G -π C ) 1. Vese véráramlása (filtrációs egyensúly) 2. Hidrosztatikai nyomás a glomeruluskapillárisban (szisztémás vérnyomás változásai, arteriolák összehúzódása) 3. Hidrosztatikai nyomás a Bowman-tokban (ureter elzáródása, veseödéma) 4. Plazmafehérjék koncentrációja (éhezés, dehydratio) 5. Glomerularis basalmembrán permeabilitása (nephrosis) 6. Filtráló felület csökkenése (nephrosclerosis, nephrectomia)
2.9. A GFR és RBF autoregulációja Myogen teória - Bayliss effektus (denervált vesében is) Feszülés-érzékeny csatornák -> Ca 2+ influx -> A. afferens constrictio Az autoregulációs sávban RBF és P C --> GFR konstans Emberben: 60-130 Hgmm Artériás középnyomás (Hgmm) 150 100 50 0 Afferens arteriola P C Áramlás (ml / min) 1500 1000 500 RBF autoregulációs sáv GFR 0 0 40 80 120 160 200 240 Artériás középnyomás (Hgmm)
2.10. A GFR-szabályozás efferens mechanizmusai Afferens és efferens arteriolák kaliberének beállítása Nyomás (Hgmm) 100 50 0 Afferens Glomerulus kapilláris P C Efferens Perfúziós nyomás (P) R eff R aff P C R = R aff + R eff P C = P * R eff / (R eff + R aff ) Afferens constrictio R aff -> P C, R Efferens constrictio R eff -> P C, R Afferens a. constrictio: P C Efferens a. constrictio: P C, RPF -> GFR, RPF -> GFR
2.11. A filtráció ütemét módosító humorális tényezôk GFR GFR A. afferens dilatatio A. efferens constrictio A. afferens constrictio A. efferens dilatatio Prosztaglandinok PGE 2, PGI 2 (JM erôsebb) a NA és az A-II hatását kompenzálják ANP (JM erôsebb) kis adag (JM erôsebb) Noradrenalin (szimpatikus idegekbôl) nagy adag Vazopresszin=ADH (V 1 ) antagonisták NO (JGA) Endothelin Kininek (->NO) Tromboxán A (ureter-elzáródás)
2.12. A juxtaglomerularis apparátus felépítése Szimpatikus beidegzés Érsimaizom sejtek Afferens arteriola Myoepithel sejtek Renin Endothel sejtek NO Glomerulus ß NaCl Nyomás-szenzor Macula densa: NaCl szenzor Distalis kanyarulatos csatorna Mesangium sejtek Efferens arteriola
Afferens dilatatio 2.13. A tubulo-glomeruláris feedback GFR autoregulációja az egyes nephronok szintjén _ NO Input: a tubulusfolyadék NaCl koncentrációja Szenzor: macula densa GFR -> lassú áramlás -> fokozott NaCl reabszorpció -> NaCl cc. -> afferens dilatátor és efferens constrictor mechanizmusok aktiválódása -> GFR NaCl Renin Angiotenzinogén Angiotenzin I ACE (lokális) + Efferens constrictio
2.14. A JGA szerepe a filtráció fenntartásában a vese alkalmazkodása a keringés redistributiojához Szimpatikus beidegzés A. afferens Szimpatikus izgalom: NA + A NA α 1 Renin A. afferens constrictio A ß P a P a RPF Renin GFR A. efferens Az a. afferens mérsékelt constrictiojának hatását a GFR-re a rendszer képes kompenzálni erôs constrictio esetén a GFR jelentôsen csökken + Efferens constrictio a GFR mérséklôdik
2.15. A JGA szerepe a vérnyomás hosszú távú szabályozásában Szimpatikus beidegzés Élettani szabályozás Kóros szabályozás NA α 1 Renin Hypotensio Baroreceptorok Tartós szimpatikus izgalom P a Szimpatikus tónus Tartósan magas szint A ß Renin Érsimaizom hypertrophia és hyperplasia, Generalizált vasoconstrictio szívhypertrophia Vérnyomás Hypertonia betegség
2.16. A JGA szerepe a volumenregulációban Szimpatikus beidegzés Aldoszteron Hypovolaemia A ß NA α 1 Renin Baroreceptorok Szimpatikus tónus Renin Aldoszteron gyûjtôcsatornákban Na + reabszorpció EC volumen
2.17. A JGA komplex mûködése 1. GFR-szabályozása az egyes nephronok szintjén szenzor: macula densa input: szûrlet NaCl koncentrációjának csökkenése tubulo-glomeruláris feedback 2. A filtráció fenntartása a vesekeringés csökkenésekor 3. Vérnyomás és EC volumen szabályozása 2-3-nál: szenzor: az a. afferens myoepithel sejtjeinek baroreceptorai input: az ér feszülésének csökkenése Mindhárom mechanizmusban közös elem a renin-angiotenzin rendszer (RAS) aktiválódása, amely mind a macula densa felôl (alacsony tubuláris NaCl koncentráció), mind az arteriola afferens felôl (csökkent feszülés) kiváltható és amelyet a szimpatikus tónus növekedése közvetlenül is serkent.
2.18. A renin-termelés szabályozása A renin elválasztását serkenti: - transzmurális nyomás csökkenése az a. afferensben (a myoepithel sejtek csökkent feszülése) csökkent veseperfúzió az aorta vagy a veseartéria szûkülete álló testhelyzet az arteriola afferenset szûkítô hatások az intrarenális nyomás emelkedése - szimpatikus izgalom (a. afferens szûkülete + renintermelés közvetlen fokozása) hypotonia hypovolaemia keringés redisztribúciója - a filtrátum alacsony NaCl koncentrációja (macula densa) hyponatraemia alacsony GFR