ROLA NERKI
Funkcja wydalnicza. Wydalanie z ustrojów jonów nieorganicznych kationów jak i anionów. Wydalając lub zatrzymując sole mineralne i wodę zachowują stałe ciśnienie osmotyczne płynów ustrojowych
1. Usuwanie z organizmu końcowych produktów przemiany materii oraz nieprzyswajalnych toksyn
2. W eliminacji produktów przemiany materii nerki są wspomagane przez inne narządy: płuca, przewód pokarmowy, skórę
Funkcja regulacyjna
1. Utrzymanie homeostazy wodno - elektrolitycznej
2. Objętości wody w organizmie
3. Stężenia poszczególnych jonów
4. Ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych
Stężenia jonów wodorowych
Regulacja równowagi kwasowo - zasadowej krwi przez nerki
Funkcja endokrynna
1. Produkcja hormonów lub ich prekursorów
Degradacja hormonów bądź innych biologicznie aktywnych substancji
SKŁADNIKI AZOTOWE MOCZU
1. Mocznik - najważniejszy składnik azotowy moczu ssaków; główny końcowy produkt przemiany białkowej w organizmie.
2. Amoniak - powstaje w wyniku dezaminacji aminokwasów; wydalanie amoniaku przez nerki jest możliwe wtedy gdy odczyn moczu jest kwaśny; z dwóch cząsteczek amoniaku i CO2 powstaje mocznik, który z krwią dociera do nerek; amoniak może być syntetyzowany w nerce i odgrywa znaczącą rolę w regulacji równowagi kwasowo - zasadowej.
3. Kwas moczowy - tworzy się w wyniku przemian zasad purynowych, które powstają przy rozpadzie zasad nukleoproteidów
4. Kreatynina - bezwodnik kreatyny; wydalana z moczem kreatynina pochodzi z przemiany mięśniowej kreatyny
5.Kwas hipurowy - powstaje w nerkach z połączenia kwasu benzoesowego i glicyny.
6.Indykan - powstaje z tryptofanu.
Patologiczne składniki moczu
Wałeczki erytrocytarne - pierwotne i wtórne glomerulopatie, glomerulopatie dziedziczne
Leukocyturia - odmiedniczkowe zapalenie nerek
Eozynofiluria - ostre po|ekowe środmiązszowe zapalenie nerek, cysty eozynofilowe, ostre zapalenie gruczołu krokowego
Limfocyty - odrzucenie przeszczepów po transplantacji nerek, guzy złośliwe, śródmiąższowe zapalenie nerek, cytomegalia
Monocyty - odrzucenie przeszczepów po transplantacji nerek, nefropatia po cysplatynie
Wałeczki leukocytarne - ostre i przewlekłe odmiedniczkowe zapalenie nerek, kłębuszkowi zapalenie nerek, śródmiąższowe zapalenie nerek
Wałeczki hemoglobinowe i mioglobinowe- napadowa hemoglobinuria nocna, hemoliza wewnątrznaczyniowa, rozległe uszkodzenia mięśni
Wałeczki bakteryjne - ostre i przewlekłe odmiedniczkowe zapalenie nerek
Wałeczki szkliste - ostre i przewlekłe choroby nerek, szczególnie z zespołem nefrotycznym, zwolniony przepływ krwi w nerkach przy niewydolności serca
Wałeczki ziarniste - wszystkie ostre i przewlekłe choroby nerek, szpiczak mnogi, wysiłek fizyczny
Wałeczki woskowe - postępujące przewlekłe choroby nerek
PARAMETRY PATOLOGICZNE MOCZU
- zmiana objętości wydalanego moczu:
(wzrost objętości moczu) - pow 3 l/dobę
(skąpomocz) - pon 400 ml/dobę
(bezmocz) - pon 100 ml/dobę
- zmiana ciężaru właściwego:
wzrost ciężaru właściwego w przypadku cukrzycy - do 1050 g/l
w niewydolności krążenia (tzw. nerka zastoinowa niedokrwiona)
- białkomocz - występowanie białek w moczu ostatecznym (norma: 100 mg/dobę)
wzrost filtracji białek (białkomocz kłębuszkowy)
spadek resorpcji kanalikowej (białkomocz cewkowy)
Mocz ostateczny - mocz powstający z moczu pierwotnego w wyniku zagęszczenia, zwrotnej resorpcji i sekrecji w kanalikach nerkowych. Ma on o wiele mniejszą objętość i większe stężenie sub niż mocz pierwotny. Zawiera m.in. wodę, produkty przemiany materii,mocznik. Gromadzi się w miedniczkach nerkowych skąd moczowodami spływa do pęcherza moczowego. Mocz ostateczny ma około 200 razy większe stężenie od moczu pierwotnego.
Skład moczu ostatecznego: woda, jony sodu, jony potasu,wodorowe, mocznik,kwas moczowy, urobilina, zbędne produkty przemiany materii, toksyny, metabolity leków oraz sub obecne we krwi w stężeniu przewyższającym ich próg nerkowy.
APARAT PRZYKŁĘBUSZKOWY
Zespół zmodyfikowanych kom leżących w sąsiedztwie bieguna naczyniowego ciałka nerkowego, pełniących funkcję wydzielniczą i receptorową.
Komórki mioidalne - zmodyfikowane kom mięśniowe gładkie tętniczki dop i odprowadzającej. W kom tych znacznie zredukowany został aparat kurczliwy, występuje znaczna liczba ziaren wydzielających reninę.
Plamka gęsta - tworzy 15 - 40 kom ściany kanalika dystalnego przylegających do bieguna naczyniowego ciałka nerkowego. Kom są walcowate i dobrze od siebie odgraniczone. Jądra kom są duże stąd ułożone są ściślej niż w pozostałej części kanalika dystalnego. Pełni rolę osmochemoreceptora odbierającego zmiany stężenia jonów sodu w kanaliku dystalnym.
Mezangium zewnętrzne - są kom łącznotkankowymi leżącymi w ciałku nerkowym między tętniczką dop i odprowadzającą. Ich znaczenie nie jest poznane że pośrednicza w przekazywaniu sygnałów między osmoreceptorami plami gęstej, a kom mioidalnymi tętniczki dop i odprowadzającej.
FILTRACJA KŁĘBUSZKOWA -polega na przechodzeniu przez błonę filtracyjną z osocza do przestrzeni kłębka, wody oraz wszystkich rozpuszczalnych w niej substancji drobnocząsteczkowych. W przesączu kłębkowym (moczu pierwotnym), występują związki o masie cząsteczkowej poniżej 70 tys. Spośród prawidłowych składników osocza przez błonę filtracyjną nie przenikają białka. Jedynie nieznaczne ilości albumin filtrują do przesączu kłębkowego i w kanalikach proksymalnych są wchłaniane na zasadzie pinocytozy.
1. Wielkość filtracji kłębkowej zależy od wielkości całkowitej powierzchni filtracyjnej wszystkich nefronów, przepuszczalności błony filtracyjnej oraz ciśnienia filtracyjnego.
2. Całkowita powierzchnia filtracyjna - około 1,5 m2, zależy od liczby czynnych kłębków.
3. Przepuszczalność błony filtracyjnej zależy od jej fizycznych właściwości - pierwotnym elementem filtru jest śródbłonek naczyń włosowatych zatrzymujący elementy morfotyczne krwi. Drugą barierę stanowi błona podstawna kom torebki uniemożliwiając filtrację większych cz białkowych. Trzecią warstwę filtru stanowi cienka bł zamykająca szczeliny między wypustkami stepowatymi kom nabłonkowych blaszki wew.
4.Czynnikiem napędowym procesu filtracji jest ciśnienie filtracyjne - jego wielkość jest wypadkową ciśnienia hydrostatycznego krwi w naczyniach włosowatych kłębka, ciśnienia onkotycznego w naczyniach włosowatych kłębka oraz ciśnienia hydrostatycznego we wnętrzu torebki kłębka.
UKŁAD RENINA-ALDOSTERON-ANGIOTENSYNA
→ aparat przykłębuszkowy powstaje z komó cewki dystalnej w miejscu ich przylegania do ściany tętniczki doprowadzającej kłębuszka nerkowego oraz z komórek mezangium pozakłębuszkowego
-gruby odcinek ramienia wstępującego pętli leży bezpośrednio w sąsiedztwie ciałka między tętniczką doprowadzającą a odprowadzającą
-komórki jego ściany, przylegające do tętniczki doprowadzającej, są wysokie i wąskie - jest to tzw. plamka gęsta, w tym miejscu występują kom przykłębuszkowe syntetyzujące i wydzielające reninę
-kom plamki gęstej i przykłębuszkowe tworzą aparat przykłębuszkowy regulujący przepływ przez kłębuszki, poprzez reninę ogólne ciśnienie tętnicze i równowagę wodno-elektrolitową
- ciśnienie perfuzyjne wyst w aparacie przykłębuszkowym jest równe ciśnieniu w tętniczce dopr krew do nerki
a)czynniki stymulujące uwalnianie reniny:
-obniżone stężenie sodu - hiponatremia
-spadek liczby jonów sodowych w obrębie plamki gęstej - zmniejszenie stę chlorku sodu w moczu pierwotnym
-spadek ciśnienia perfuzyjnego nerek
-zmniejszenie objętości płynu pozakomórkowego
-obniżenie się ciśnienia w zbiorniku tętniczym dużym
-napływające wraz z krwią eikozanoidy (prostaglandyny PGE2 i prostacyklina (PGI2) oraz kininy
b)czynniki hamujące uwalnianie reniny:
-wazopresyna
-ANP (ANF, przedsionkowy czynnik natriuretyczny, przedsionkowy peptyd natriuretyczny)
-potas
-angiotensyna II
-adenozyna
Renina jest związkiem produkowanym w nerkach, wpływa na powstawanie angiotensyny I. Im więcej reniny tym więcej angiotensyny I, która z kolei, dzięki enzymowi konwertazie, przechodzi w angiotensynę II. Ten związek ma bardzo liczne działania na nasz organizm, miedzy innymi kurczy naczynia (co powoduje wzrost ciśnienia tętniczego) i przyczynia się do tak zwanego remodelingu mięśnia sercowego. Powoduje także wzrost produkcji aldosteronu w nadnerczach.
DZIAŁANIE ALDOSTERONU: aldosteron należy do hormonów sterydowych wytwarzanych przez warstwę kłębkowatą kory nadnerczy, jego wydzielanie stymulowane jest przez angiotensynę II:
1. angiotensyna II doprowadza do skurczu naczyń krwionośnych
2. wzrost ciśnienia tętniczego krwi
3. zmniejszenie przepływu krwi przez nerki
4. zmniejszenie przesączania kłębuszkowego
5. zmniejszenie ilości wydalanego moczu
6. wydzielanie aldosteronu przez korę nadnerczy
7. wpływ na część dystalną nefronu
8. regulują gospodarkę wodno-mineralną organizmu
9. wzmaga resorpcję zwrotną jonów sodowych, ograniczając ich wydalanie w postaci chlorku sodu oraz jego wymianę na jon potasowy i wodorowy
10. wpływa pośrednio na wydzielanie wazopresyny - zatrzymanie sodu w organizmie powoduje wzrost ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych - aktywacja wydzielania
DIUREZA WODNA I OSMOTYCZNA
Diureza wodna - wydalanie dużych ilości hipotonicznego moczu po nadmiernym obciążeniu organizmu wodą.
Diureza osmotyczna - wydalanie dużych ilości moczu wywołane obecnością w moczu substancji osmotycznie czynnych, nie podlegających resorpcji kanalikowej
ULTRAPRZESĄCZ
Ultraprzesącz jest płynem zawierającym wszystkie składniki osocza oprócz białek. Ilość przepływającej krwi przez nerki oraz wytworzonego ultraprzesączu są różne u poszczególnych zwierząt zależnie od ich wielkości. Filtracja krwi w kłębuszkach zachodzi dzięki różnicy w ciśnieniu pomiędzy krwią tętniczą a płynem w torebce Bowmana. Wysokie ciśnienie krwi w naczyniach włosowatych kłębuszka wzmaga ultrafiltrację, zaś obniżenie ciśnienia zmniejsza. Niskie ciśnienie krwi zaistniałe przy krwotoku zahamowuje wytwarzanie się pramoczu. Reabsorpcja zachodzi w czasie przesuwania się pramoczu przez kanaliki nerkowe. Na pierwsze miejsce wysuwa się reabsorpcja wody, przy czym jest rzeczą sporną, czy wchłanianie wody polega na aktywnym transporcie, czy towarzyszy aktywnemu transportowi substancji w niej rozpuszczonych. Przesącz kłębuszkowy ma skład odbiałczonego osocza.
Błona filtracyjna kłębuszka nerkowego jest gruba, zawiera znaczną ilość „porów", dzięki czemu intensywnie może zachodzić filtracja. Filtracja zachodzi w zależności od rozmiaru cząsteczki i ładunku elektrycznego danej substancji. Błona filtracyjna zatrzymuje białka, przepuszcza swobodnie inne sub. Ujemnie naładowane cząsteczki trudniej przechodzą przez błonę filtracyjną niż cz. obojętne lub dodatnio naładowane.
BŁONA FILTRACYJNA
1 .śródbłonek naczyń włosowatych kłębuszka nerkowego(naczynia okienkowate, nie stanowią bariery dla białek)
2. bł podstawna(kolagen, proteoglikany- ujemnie naładowana - bariera dla białek i ujemnie naładowanych cz)
3.warstwa kom nabłonkowych torebki- podocytów, z wyrostkami stopowatymi
Klirens nerkowy: Klirens danej sub jest współczynnikiem oczyszczania osocza z danej substancji, miarą klirensu nerkowego danej substancji jest liczba mililitrów osocza pozbawiona tej sub w ciągu jednej minuty.
Oznaczenie klirensu możliwe jest tylko wtedy, gdy badana substancja znajdzie się w moczu ostatecznym
Klirens osmotyczny - ilość ml osocza, pozbawiona w ciągu minuty, substancji wywierającej działanie osmotyczne.
Próg nerkowy: Progiem nerkowym określa się takie stężenie substancji w osoczu, powyżej którego, pojawi się ona w moczu ostatecznym.Wartość stężenia progowego danej sub zależy od: jej zawartości w moczu pierwotnym - GRFX, maksymalnego transportu kanalikowego - TM, współczynnika filtracji - KX. Po przekroczeniu progu nerkowego stężenie w moczu wzrasta równolegle do jej stężenia we krwi
Próg nerkowy dla glukozy wynosi 180-200mg%
Resorpcja i sekrecja
Wchłanianie kanalikowe - resorpcja
Wydzielanie kanalikowe - sekrecja
Obie to zasadnicze funkcje kanalików nerkowych. Przefiltrowane substancje w czasie mogą podlegać
1. Nie są wchłaniane w kanalikach i przechodzą w całości do moczu ostatecznego - insulina
2. Są wchłaniane w kanalikach całkowicie lub częściowo
3. Są dodatkowo wydzielane przez nabłonek kanalików
4. Są jednocześnie wchłaniane w jednym miejscu kanalika, a wydzielane w odcinku dystalnym
Kanaliki nerkowe-funkcja-wchłanianie zwrotne wielu składników moczu pierwotnego. Resorpcja kanalikowa chroni organizm przed nadmierną utratą wody i wielu składników stałych. Wchłanianie zwrotne bierne - nie jest bezpośrednio zależne od procesów energetycznych zachodzących w kom, odbywa się bowiem bez zużytkowania energii. transport bierny składników moczu umożliwiają różnice ciśnienia osmotycznego, potencjału elektrycznego. Wchłanianie zwrotne czynne - zachodzi gdy składniki te są przenoszone wbrew istniejącej różnicy stężeń, tzn. ze środowiska o stężeniu niższym do wyższego. Aktywne wchłanianie zwrotne jest związane z zużyciem energii. charakterystyczną cechą jest ograniczenie maksymalnej jej wielkości. Wyraża się tym że zdolność wchłaniania zwrotnego poszczególnych składników moczu pierwotnego jest ilościowo ograniczona. Właściwe czynne wchłanianie zaczyna się w kanaliku proksymalnym. Są w nim resorbowane takie składniki jak glukoza, aminokwasy, sód, fosforany. Sekrecja różnych składników - do moczu przepływającego przez kanaliki nerkowe wydzielane są zarówno jony jak i cząsteczki związków niedysocjujących. Przez komórki wydzielane są m. in. jony wodorowe i potasowe, aniony organiczne oraz wiele substancji egzogennych (kwas paraaminohipurowy, penicylina, sulfnamidy i diodrast). Wydzielanie do światła kanalików nerkowych odbywa się na zasadzie biernego wydzielania, czyli dyfuzji zgodnie z gradientem oraz aktywnego wydzielania.
1. Bierne wydzielanie dotyczy słabych zasad i słabych kwasów
2. Czynne wydzielanie jest związane z nakładem energii. kanaliki wykazują również pewną maksymalną zdolność wydzielania do moczu poszczególnych składników.