Ćwiczenie 16: Patofizjologia układu wydalniczego i nerwowego
mechanizm i skutki uszkodzenia kłębuszków i kanalików nerkowych
zespoły nerczycowe
mocznica
patogeneza kamicy nerkowej.
mechanizm powstawania bólu
zaburzenia przekazywania impulsów nerwowych
przewlekłe procesy degeneracyjne układu nerwowego: mialgia, dystrofia mięśniowa Duchenne'a
miastenie, stwardnienie rozsiane, choroba Parkinsona, choroba Alzheimera
Budowa błony filtracyjnej kłębuszka nerkowego
- komórki śródbłonka
- błona podstawna kłębuszka Budowa błony filtracyjnej kłębuszka nerkowego syntetyzowana jest przez leżące z obu jej stron kk. śródbłonka i podocyty ( główne składniki to kolagen IV i siarczanowe proteoglikany, decydujące o ujemnym ładunku elektrycznym tej struktury)
- komórki podocytowe
Przepuszczalność bł. filtracyjnej zależy od wielkości cząsteczki oraz ładunku elektrycznego
- do 20Ǻ i obojętnym ładunku nie jest ograniczony
- > 36Ǻ nie przechodzi przez filtrację
(ładunki dodatnie i obojętne łatwiej przechodzą przez błonę)
białka drobnocząsteczkowe są filtrowane w kłębuszkach nerkowych i następnie resorbowane w komórkach nabłonkowych kanalików proksymalnych i w nich degradowane
(8 g albumin jest filtrowane a 30 mg jest wydalane z moczem)
Główne objawy chorób nerek
zaburzenia w ilości wydalanego moczu
białkomocz
nadciśnienie tętnicze krwi
obrzęki
niedokrwistości
Dobowa diureza moczu
poliuria - wielomocz
> 2000 ml /dobę
diureza fizjologiczna - 1500 ml /dobę
oliguria -skąpomocz
50ml - 400 ml /dobę
anuria - bezmocz
brak diurezy lub do 50 ml /dobę
Pozanerkowe przyczyny skąpomoczu
prerenalne
czynniki humoralne (adrenalina, kiniy, angiotensyna)
układ nerwowy
immunologiczne - kompleksy immunologiczne
czynniki zewnętrzne - zakażenia, odczyny autoagresyjne
stany chorobowe - hipowolemia, wstrząs septyczny
lub kardiogenny
postrenalne
- niedrożność dróg moczowych
złogi
zakrzepy
obrzęk bł. śluzowej
uszkodzenia jatrogenne ( podwiązanie, przecięcie itp.)
Czynniki wewnątrznerkowe
zmiany filtracji kłębuszkowej
a. obniżenie wielkości filtracji we wszystkich nefronach na poziomie pojedynczego kłębka
b. zmniejszeniu liczby funkcjonujących nefronów
zmiany w kanalikach nerkowych
Patomechanizm dysfunkcji filtracji kłębuszkowej:
zmniejszenie powierzchni i / lub zablokowanie przepuszczalności
bł. filtracyjnej kłębuszka
zmniejszenie lub zanik efektywnego ciśnienia filtracyjnego - obniżenie RR w naczyniu doprowadząjącym
Przyczyny dysfunkcji filtracji kłębuszkowej
kompleksy immunologiczne
egzogenne substancje nefrotoksyczne ( leki, toksyny itp.)
endogenne czynniki kurczące naczynia (noradrenalina, kininy, angiotensyna)
Zjawiska warunkujące zmniejszanie lub ustanie filtracji kłębuszkowej
obrzęk ,odwarstwianie, złuszczanie śródbłonka naczyń oraz kk. nabłonka wewnętrznej blaszki torebki Bowmana
pogrubienie bł. podstawnej kłębuszków w wyniku odkładania się na niej mikrocząsteczek immunologicznych
naciekanie kłębuszków przez krwinki białe, monocyty i limfocyty
nadtrawianie i uszkodzenie bł. podstawnej kłębuszkowych naczyń włosowatych oraz nabłonka bł. filtracyjnej przez enzymy proteolityczne ( z leukocytów)
obrzęk i wzmożona proliferacja kk. mezangialnych kłębuszka
wzmożony rozplem kk. nabłonkowatych warstwy zewnętrznej torebki
ucisk naczyń włosowatych
skurcz doprowadzających tętniczek kłębuszkowych i rozszerzenie naczyń odprowadzających
substancje wazoaktywne - adrenalina, kininy
aktywacja procesów koagulacyjnych i fibrynolitycznych odkładanie złogów pł. krwi i włóknika w naczyniach kłębuszkowych
- wylewy krwawe poza naczynia krwionośne
Białkomocz
białkomocz kłębuszkowy
zwiększona przepuszczalność kłębuszkowej błony filtracyjnej dla białek z powodu utraty elektroujemnego ładunku elektrycznego błony podstawnej
białkomocz selektywny
utrata elektroujemnego ładunku cząsteczki i dotyczy głównie albumin
białkomocz nieselektywny
utrata bialek oszerokim spektrum wielkości cząsteczki i ładunku
Konsekwencje uszkodzenia kłębuszków nerkowych
mikroalbuminuria
>30-300 mg/dobę - np. w przebiegu cukrzycy i świadczy o postępie choroby
białkomocz pochodzenia hemodynamicznego
białkomocz po wysiłku fizycznym - przyczyna nieznana u 5% populacji
białkomocz ortostatyczny
w pozycji stojącej
Zmiany patofizjologiczne zachodzące w kanalikach nerkowych
zaburzenia transportu cewkowego
wrodzone
nabyte
reakcje immunologiczne komórkowe i humoralne
egzogenne czynniki nefrotoksyczne
sole rtęci, uranu, kadmu, litu, leki p/bólowe z grupy fenacetyny, antybiotyki - aminoglikozydy, cefalosporyny
przedłużające się niedokrwienie nerek
endogenne czynniki - interleukiny, TNF
uszkodzenie nabłonka to
nadmierne gromadzenie się złogów immunologicznych w przestrzeniach ponadnabłonkowych → odrywanie ich od błony podstawnej
odczyn komórkowy wokół kanalików nerkowych (makrofagi, limfocyty, neutrofile)
Konsekwencje patofizjologiczne
wybiórcze uszkodzenie kanalików - różna lokalizacja
np. uszkodzenie funkcji zagęszczania i rozcieńczania moczu - odcinek wstępujący pętli nefronu
uszkodzenie błony podstawnej
fragmenty błony podstawnej z fragmentami nabłonka w moczu
tworzenie wewnątrz nefronu wałeczków
(nabłonek, zdenaturowane białko) blokujący odpływ moczu
Konsekwencje zmiany objętości i zagęszczania moczu
nerki mogą zagęszczać mocz czterokrotnie w stosunku do osocza mocz prawidłowy jest hipertoniczny czyli stosunek osmolalności moczu
izostenuria
stosunek osmolalności moczu do osocza = 1
podczas stosowania diuretyków lub gdy nerki tracą zdolność zagęszczania i rozcieńczania moczu
hipostenuria
niezdolność nerek w warunkach ograniczonej podaży wody do tworzenia i wydalania moczu zagęszczonego tj. o wysokiej gęstości
astenuria
niezdolność nerek w warunkach ograniczonej podaży wody do tworzenia i wydalania moczu zagęszczonego tj. o niskiej gęstości 1,001 o osocza jest > od 1
Białkomocz kanalikowy
reabsorpcyjny
uszkodzenie mechanizmy transportujące białko ze światła nefronów do przestrzeni okołokanalikowej -dysfunkcja komórek nabłonkowych kanalików proksymalnych -hormony, enzymy
np. cytotoksyczne działanie antybiotyków z grupy amidoglikozydów, zatrucie metalami cięzkimi
z przeładowania ( overflow)
białko Bence-Jonesa - szpiczak mnogi
mioglobina- rozlegle zniszczenie wł. Mięśniowych
hemoglobina -po przetoczeniu obcogrupowej krwi
produkty fibrynolizy - restytucja po zakrzepach
białkomocz sekrecyjny
dotyczy białek z komórkowych wyścielających nefrony
uromukoid - białko Tammma- Horsfalla
białkomocz tkankowy (histuria)
źródłem białka są tk. pozanerkowe fosfatazy i esterazy z dróg wyprowadzających mocz
Zespół nerczycowy
skutek uszkodzenia bariery filtracyjnej w kłębuszku nerkowym doprowadzający do wzmożonej utraty białek ( > 3.5 g/dobę)
hipoalbuminemia
(kompensowana zmniejszeniem katabolizmu albumin z zwiększona syntezą w wątrobie)
↓
obniżenie ciśnienia onkotycznego - powstanie obrzęków
(stężenia białka w osoczu < 4g/dl)
zmniejszenie objętości w przestrzeni wewnątrznaczyniowej
↓
wyrównanie poprzez zwiększoną retencje Na i wody w nerkach
↓
dalsze nasilenie obrzęków
Skutki zmiany w składzie białek osocza
1. zakrzepica żylna
wzrost stężenia białka wielkocząsteczkowego
(ucieczka białka niskocząsteczkowego - wybiórcza stymulacja ich syntezy w wątrobie)
↓
zwiększona synteza fibrynogenu (przy utracie białek hamujących krzepnięcie - antytrombiny III
↓
nadkrzepliwość krwi
2. niedokrwistość
utrata z moczem erytropoetyny przy braku zwiększonej syntezy w nerkach
3 osłabienie odporności swoistej
utrata IgG z moczem →wzrost syntezy w wątrobie
ale mniejsza zdolność produkcji IgG przez limfocyty
4. zaburzenia związane z utratą osoczowych białek transportowych
hypokalcemia ( utrata białka wiążącego vit. D3)
niedobór żelaza ( utrata transferyny)
niedobór miedzi (utrata ceruloplazminy)
HIPERLIPIDEMIE
( efekt zwiększonej produkcji lipoprotein jak upośledzonej ich degradacji)
↑w osoczu LDL i VLDL
brak różnic w poziomie HDL
( ↑podfrakcji HDL3 ↓ podfrakcji HDL2- odpowiedzialnej za hamowanie procesu miażdżycy)
hiperlipidemia jest wynikiem;
zwiększonej produkcji lipoprotein wskutek
spadku osoczowego poziomu albumin
obniżenia ciśnienia onkotycznego osocza
↓poziomu albumin powoduje
↑frakcji wolnych kwasów tłuszczowych hamujących działanie lipazy lipoproteinowej odpowiedzialnej za katabolizm lipoprotein
Mocznica
ostra przednerkowa
zespół chorobowy cechujacy się ostrą niewydolnością nerek wywołaną czynnikami ogólnoustrojowymi prowadzące do do znacznego spadku przesączania kłębuszkowego
przyczyny:
zmniejszenie ilości krwi krążącej
odwodnienie - mała podaż
utrata płynów ustrojowych
wewnątrzustrojowe przemieszczenie płynów ustrojowych -niedrożność jelit, zapalenie trzustki, zapalenie otrzewnej
2. krwotoki
3. zaburzenia naczyniowo-ruchowe - wstrząs, schyłkowa marskość wątroby
4. ostra niewydolność lewokomorowa- zawał m. sercowego
Ostra mocznica pozanerkowa
Zespół chorobowy wywołany niedrożnością dróg moczowych wiodącą do ologurii lub anurii
Mocznica przewlekła
do mocznicy przewlekłej wiodą wszystkie choroby miejscowe i ogólno ustrojowe prowadzące do zmniejszenia liczby czynnych nefronów oraz do przewlekłych zaburzeń odpływu moczu
objawy
narastającą drażliwość
pobudliwość lub senność
uczucie drętwienia i kurcze kończyn
niesmak w ustach
uporczywe bóle głowy
swędzenie, suchość i łuszczenie się skóry
acetonowy zapach z ust
Kamica nerkowa
punkt przesycenia roztworu
inhibitory krystalizacji
substancje przeciwdziałające wytrącaniu się kamieni nerkowych w roztworze moczu
cytryniany
tworzą z wapniem rozpuszczalne w wodzie związki, hamują proces krystalizacji
magnez
tworzy rozpuszczalne sole ze szczawianami - przeciwdziałając ich wytrącaniu w postaci soli wapniowych
pirofosforany
hamują wzrost kryształów soli wapnia wytrąconych z roztworu
glikozaminoglikany
hamują proces tworzenia kryształów
Przyspieszane tworzenia złogów w drogach moczowych przez zmianę właściwości moczu
nadmierne stężenie w moczu związków ulegających krystalizacji
np. sole wapnia
odwodnienie organizmu
ph moczu wpływa na stan wysycenia zawartych w nim związków
(↓ ph sole wapnia i złogów cystyny, ↑złogi struwitowe)
obecność w moczu związków tworzących nierozpuszczalne kompleksy z jonami wapnia
np. szczawiany
bakterie i resztki tkanek
np. odczyn zapalny
Rodzaje kamieni
złogi soli wapnia 80% szczawiany, fosforany, węglany
złogi moczanowe 10%
cystynowe 2%
złogi mieszane 8% ( struwitowe)
BÓL
NIEPRZYJEMNE, ROZSTRAJAJĄCE UCZUCIE, WYWOŁYWANE PRZEZ POBUDZENIE OKREŚLONYCH ZAKOŃCZEŃ NERWÓW CZUCIOWYCH
ból jest najczęściej rodzajem ostrzeżenia dla organizmu przed zagrożeniem i wywołuje reakcje mające na celu uniknięcie tego zagrożenia
PODZIAŁ
OSTRY
ZWYKLE KRÓTKOTRWAŁY POŁĄCZONY Z NADCZYNNOŚCIĄ UKŁADU WSPÓŁCZULNEGO- TACHYKARDIA, PRZYSPIESZONY ODDECH ZWYŻKĄ CIŚNIENIA, POCENIE SIĘ, ROZSZERZENIE ŹRENIC
PRZEWLEKŁY
(TRWAJĄCY ZWYKLE POWYŻEJ 3 DO 6 MIESIĘCY- ZATRACAJĄCY ADAPTACYJNĄ FUNKCJĘ BIOLOGICZNĄ)
POWIERZCHOWNY -DOBRZE ZLOKALIZOWANY
wł. A ( 12-30 m/sek)
wŁ. bezrdzeniowe cdr (0,5-2,0 m/sek)
GŁĘBOKI SOMATYCZNY I TRZEWNY - NIEDOKŁADNIE ZLOKALIZOWANY
Receptory
eksteroreceptory - czucia powierzchniowego
prioprioreceptory - czucia głębokiego
interoreceptory - narządy i jamy ciała
telereceptory - informacje odległe (powonienie, wzrok itp.)
Drogi czucia bólu
SWOISTE
RECEPTOR CZUCIA BÓLU
↓
I NEURON DROGI CZUCIA BÓLU
ZWÓJ RDZENIOWY
↓
II NEURON DROGI CZUCIA BÓLU
ROGI GRZBIETOWE ISTOTY SZAREJ RDZENIA KRĘGOWEGO
↓
DROGA RDZENIOWO-WZGÓRZOWA BOCZNA
↓
III NEURON DROGI CZUCIA BÓLU
JĄDRA BRZUSZNE TYLNO-BOCZNE I TYLNO -PRZYŚRODKOWE WZGÓRZA
↓
IV NEURON DROGI CZUCIA BÓLU
POLA CZUCIOWE KORY MÓZGU W ZAKRĘCIE ZAŚRODKOWYM
NIESWOISTE
RECEPTOR
↓
ZWÓJ RDZENIOWY
↓
ROGI GRZBIETOWE ISTOTY SZAREJ RDZENIA KRĘGOWEGO
↓
UKŁAD SIATKOWATY WSTĘPUJĄCY
↓
KORA MÓZGU
( POPRZEZ ISTOTĘ SZARĄ ŚRODKOWĄ ŚRÓDMÓZGOWIA
→ WZGÓRZE)
Miopatie
osłabienie mięśni skutek choroby zlokalizowanej w mięśniu
czynnościowe- biochemiczne, elektrofizjologiczne
Strukturalne
dystrofia typu Duchenne'a
(dystrophia musculorum progressiva pseudohypertrophica)
ch. dziedziczna sprzężona z chromosomem X dotycząca upośledzenia aktywacji kurczliwości białek mm
miopatie wtórne
efekt zaburzeń układu dokrewnego
nadczynność tarczycy
niedoczynność przytarczyc
Niedoczynność lub nadczynność kory nadnerczy
niedobór karnityny - nagromadzenie lipidów w mm. szkieletowych
miopatie zapalne ( myositis)
Myasthenia - upośledzenie przewodzenia płytki nerwowo-mięśniowej
przyczyny
czynniki toksyczne - botulizm, jad żmij
czynniki farmakologiczne - kurara, sukcynylocholina
czynnik autoagresji - myasthenia gravis
czynniki zaburzeń elektrolitowych - Na, Ca++, Mg++
objawy
niedowład
porażenia
nużliwość mięśni (apokamnoza)
Stwardnienie rozsiane (Sclerosis multiplex)
procesy demielinizacyjne w obrębie OUN
występujące częściej u nosicieli antygenów HLA-B7 i DR2
wirus indukuje interferon - γ stymulując atypową ekspresję antygenu DR na astrocytach kk. śródbłonka naczyń i kk. mikrogleju
zmiany w ukł. Immunologicznym:
Zmniejszenie liczby i aktywności limfocytów supresorowych CD8
↑TNF- α -silny czynnik demielinizacyjny
zaburzenia syntezy IL-2 w okresie zaostrzenia choroby
↑ sytezy IL-2 przez autoantygen - zasadowe białko mieliny
Choroba Parkinsona
zanik neuronów monoaminergicznych ( dopaminergiczne)
w istocie czarnej obniżenie wartości dopaminy
oraz w prążkowiu w okolicy gdzie znajdują się zakończenia aksonale neuronów dopaminergicznych istoty czarnej neuronów GABA- ergicznych
i neuronów cholinergicznych jądra ogoniastego i skorupy działających również na GABA
Zaburzenia stężenia dopaminy powoduje pobudzenie impulsacji pobudzajacej - cholinergicznej
wzmożona impulsacja GABA ( hamująca)
rzutująca do gałki bladej stanowi podstawę hipokinezji
Objawy
uszkodzenie układu pozapiramidowego
drżenie spoczynkowe
sztywność
hipokinezja
zaburzenia odruchów utrzymujących postawę ciała
zespół parkinsonizmu
przyczyny uszkodzenie istoty czarnej lub prążkowia wskutek:
zapalenia mózgu
miażdżycy
leki (neuroleptyki)
dopamina powstąca z prekursorowego związku chemicznego zwanego lewodopą odpowada za koordynację czynności ruchowych
w chorobie Parkinsona komórki wytwarzające dopaminę obumierają i w ten sposób zostaje zaburzony, a nawet przerwany system wewnątrzmózgowych połączeń komunikacyjnych
objawy choroby Parkinsona
drżenie rąk, ramion, nóg, żuchwy i twarzy
sztywność kończyn i tułowia (zwiększenie napięcia mięśniowego)
spowolnienie ruchów (bradykinezja)
upośledzenie koordynacji ruchowej i równowagi
blepharospasmus
depresja, otępienie, zaparcia, ślinienie
Choroba Alzheimera
Opis 51-letniej chorej Augusty D. przedstawiony przez Aloisa Alzheimera w 1906 r.
"Traktowała swojego lekarza jako gościa, usprawiedliwiając się, że nie skończyła jeszcze pracy. Po chwili głośno krzyczała, że chce on zranić ją nożem. Wzburzona wyrzucała go z pokoju w obawie, że chce ją skrzywdzić. Rozrzucała pościel, wzywała męża i córkę oraz ujawniała halucynacje wzrokowe. Godzinami krzyczała potwornym głosem". Pacjentka zmarła cztery i pół roku później. Przed śmiercią: "...stała się całkowicie apatyczna, kładła się do łóżka w ubraniu, nie przestrzegała higieny osobistej. W końcu zaległa w łóżku ze skrzyżowanymi nogami, nie trzymała moczu i miała odleżyny."
Objawy
otępienie
płytki amyloidowe (tk. nerwowa mózgu)
zwyrodnienie włóknikowe neuronów
upośledzenie pamięci na drodze zwyrodnienia wł. cholinergicznych
Procesy patologicznych w chorobie Alzheimera
obecność amyloidu a także patologicznych białek wewnątrz neuronu
zanik komórki nerwowej wraz z jej połączeniami i transmiterami przez nią produkowanymi - przede wszystkim acetylocholiny.
Rytmem biologicznym nazywamy powtarzające się zmiany natężenia zjawisk biologicznych zależne od pory doby, sezonu, lub mniejszych odcinków czasu.
Chronobiologia
dziadzina nauki uwzględniająca w swoich rozważaniach czynnik czasu
Chronofizjologia
dokonuje opisu i analizy zmiany czynności organizmu zdrowego człowieka zależne od stanu otaczającego środowiska zewnętrznego
Chronopatologia
zmiany przebiegu cyklicznych zjawisk fizjologicznych, towarzyszących konkretnym stanom chorobowym lub będących ich powodem
(alergia, nowotwory i inne)
Chronoterapia
zajmuje się stosowaniem odpowiednich form i dawek leczenia w zależności od pory doby
Kategorie rytmów biologicznych
rytmy okołodobowe trwające od 20 do 28 godzin
ultradialne < od 20 godzin
infradialne > 28 godzin
Cechy okołodobowych rytmów biologicznych
cykl światło- ciemność
( LD light-darkness)
cykl karmienie -głodzeniem
EF eating-fasting
- cykl kontakt socjalny - izolacja socjalna
SI social contact-isolation
- cykl hałas - cisza
NQ nois-quite
cykl pozycji pionowej- pozycji leżącej
Rytmy swobodnie biegnące (free-running rhythmus)
Niezależnie od warunków naturalnych lub laboratoryjnych przy braku synchronizatorów środowiskowych zamiast ściśle 24 godzinnych rytmów biologicznych pojawiają się
Rytmy okołoroczne rodzaj rytmów infradialnych
sezonowe
- wydłużanie snu podczas zimy ( różnica 2 godzin)
sezonowe zaburzenia afektywne
(SAD - seasonal affective disorders, zaburzenia u kobiet w średnim wieku - depresja w miesiącach zimowych, dotyczyć może również kobiet dwudziestoletnich)
wpływ pory roku na wydzielanie hormonów
( gonadotropina 10 x większa wiosna niż jesienią, poziom testosteronu w sierpniu - największa aktywność seksualna badanych)
- zwiększona umieralność osób chorych na serce w miesiącach styczeń,luty - pł i lipiec ,sierpień -pn.