Fizjologiczne
funkcje nerek
Fizjologiczne
funkcje nerek
Anatomia czynnościowa
nerek
Główne funkcje:
Główne funkcje:
1.utrzymanie homeostazy
1.utrzymanie homeostazy
2.funkcja wydalnicza
2.funkcja wydalnicza
3.regulacja gospodarki wodno-
3.regulacja gospodarki wodno-
elektrolitowej
elektrolitowej
4.regulacja równowagi kwasowo-
4.regulacja równowagi kwasowo-
zasadowej
zasadowej
5.funkcja wewnątrzwydzielnicza
5.funkcja wewnątrzwydzielnicza
Nerki
Narządy parzyste
Narządy parzyste
Położone pozaotrzewnowo
Położone pozaotrzewnowo
Waga pojedynczej – ok.150 g
Waga pojedynczej – ok.150 g
Składa się z ok. 1 mln nefronów
Składa się z ok. 1 mln nefronów
Część korowa
Część korowa
Część rdzeniowa
Część rdzeniowa
Nefron
Funkcjonalna jednostka nerki
Funkcjonalna jednostka nerki
1.kłębuszek nerkowy –ciałko
1.kłębuszek nerkowy –ciałko
nerkowe
nerkowe
2.cewka nerkowa/kanalik
2.cewka nerkowa/kanalik
nerkowy/ bliższy i dalszy
nerkowy/ bliższy i dalszy
Ciałko
nerkowe/kłębuszek/
Pęk naczyń włosowatych ok.20 –40 – podział
Pęk naczyń włosowatych ok.20 –40 – podział
tętniczki doprowadzającej kłębka- końce naczyń
tętniczki doprowadzającej kłębka- końce naczyń
– połączenie – tętniczka odprowadzająca
– połączenie – tętniczka odprowadzająca
Biegun naczyniowy – bliskie położenie tętniczki
Biegun naczyniowy – bliskie położenie tętniczki
doprowadzającej i odprowadzającej
doprowadzającej i odprowadzającej
W ścianie tętniczki doprowadzającej w biegunie
W ścianie tętniczki doprowadzającej w biegunie
naczyniowym- komórki przykłębuszkowe- renina
naczyniowym- komórki przykłębuszkowe- renina
Torebka – tzw.torebka Bowmana tworzona
Torebka – tzw.torebka Bowmana tworzona
przez kanalik nerkowy bliższy
przez kanalik nerkowy bliższy
Kanaliki
Bliższe – od ciałka nefronu do
Bliższe – od ciałka nefronu do
zagięcia pętli
zagięcia pętli
Dalsze – pozostała część
Dalsze – pozostała część
Kanalik
Kanalik kręty bliższy – powstaje z torebki
Kanalik kręty bliższy – powstaje z torebki
kłębuszka
kłębuszka
Przechodzi w część prostą kanalika bliższego
Przechodzi w część prostą kanalika bliższego
Powstaje pętla nefronu – pętla Henlego,
Powstaje pętla nefronu – pętla Henlego,
składa się
składa się
1.ramię zstępujące/ odcinek gruby, następnie
1.ramię zstępujące/ odcinek gruby, następnie
cienki/
cienki/
2.ramię wstępujące /odcinek cienki,
2.ramię wstępujące /odcinek cienki,
następnie gruby/
następnie gruby/
Pętla Henlego
Odcinek gruby ramienia
Odcinek gruby ramienia
wstępującego przebiega w pobliżu
wstępującego przebiega w pobliżu
bieguna naczyniowego – powstanie z
bieguna naczyniowego – powstanie z
komórek kanalika tzw
komórek kanalika tzw
plamki gęstej
plamki gęstej
Plamka gęsta - reaguje na zmiany
Plamka gęsta - reaguje na zmiany
stężenia chloru
stężenia chloru
Plamka gęsta +komórki
Plamka gęsta +komórki
przykłębuszkowe – aparat
przykłębuszkowe – aparat
przykłębuszkowy
przykłębuszkowy
Kanalik zbiorczy nerki
Przedłużenie kanalika krętego
Przedłużenie kanalika krętego
dalszego
dalszego
Uchodzi do kanalika zbiorczego
Uchodzi do kanalika zbiorczego
Kanalik zbiorczy – kończy się na
Kanalik zbiorczy – kończy się na
brodawce nerkowej
brodawce nerkowej
Podział nefronów
Nefrony korowe: 85% w korze
Nefrony korowe: 85% w korze
-
o krótkiej pętli Henlego
o krótkiej pętli Henlego
-
zaginają się w zewnętrznej części rdzenia
zaginają się w zewnętrznej części rdzenia
Nefrony przyrdzeniowe:przejście kory w
Nefrony przyrdzeniowe:przejście kory w
rdzeń
rdzeń
-
o długich pętlach
o długich pętlach
-
zaginają się w okolicach brodawki
zaginają się w okolicach brodawki
nerkowej
nerkowej
Nefrony przyrdzeniowe
Główna rola w przeciwprądowym
Główna rola w przeciwprądowym
zagęszczaniu moczu
zagęszczaniu moczu
Nerkowy przepływ krwi
Ok.1200 ml/min 420ml/100 g/min
Ok.1200 ml/min 420ml/100 g/min
Nerkowe zużycie tlenu 6ml/100
Nerkowe zużycie tlenu 6ml/100
g/min
g/min
Tworzenie moczu
1.Filtracja
1.Filtracja
–przesączanie w
–przesączanie w
kłębuszkach
kłębuszkach
2.Wchłanianie zwrotne
2.Wchłanianie zwrotne
-
-
reabsorbcja w cewkach
reabsorbcja w cewkach
3.Wydzielanie
3.Wydzielanie
– sekrecja w
– sekrecja w
cewkach
cewkach
Filtracja
Wstępny etap tworzenia moczu
Wstępny etap tworzenia moczu
Odbywa się dzięki różnicy ciśnień
Odbywa się dzięki różnicy ciśnień
Ciśnienia hydrostatycznego w naczyniach
Ciśnienia hydrostatycznego w naczyniach
włosowatych ok.
włosowatych ok.
55 mmHg
55 mmHg
Sił przeciwstawiających się filtracji:
Sił przeciwstawiających się filtracji:
Ciśnienie
Ciśnienie
onkotyczne
onkotyczne
osocza ok
osocza ok
.25 mmHg
.25 mmHg
Ciśnienie w torebce kłębka ok.
Ciśnienie w torebce kłębka ok.
15 mmHg
15 mmHg
Efektywne ciśnienie filtracyjne ok.15 mmHg
Efektywne ciśnienie filtracyjne ok.15 mmHg
EFP
EFP =/P
EFP =/P
kap
kap
– P
– P
Bov
Bov
/ - COP
/ - COP
kap
kap
Przesącz kłębkowy
Tzw mocz pierwotny =
Tzw mocz pierwotny =
odbiałczone osocze
odbiałczone osocze
Przechodzi przez błonę filtracyjną
Przechodzi przez błonę filtracyjną
kłębuszków –zatrzymywane
kłębuszków –zatrzymywane
krwinki większość białek
krwinki większość białek
Zbiera się w torebce Bowmana
Zbiera się w torebce Bowmana
Filtracja kłębuszkowa
Objętość przesączu kłębuszkowego
Objętość przesączu kłębuszkowego
powstającego w ciągu jednej
powstającego w ciągu jednej
minuty w obu nerkach
minuty w obu nerkach
GFR
GFR
= 125 ml/min
= 125 ml/min
80 l /24 godz
80 l /24 godz
Klirens
Ilość osocza wyrażona w mililitrach,
Ilość osocza wyrażona w mililitrach,
jaka zostaje całkowicie oczyszczona
jaka zostaje całkowicie oczyszczona
z danej substancji w ciągu 1 minuty
z danej substancji w ciągu 1 minuty
Miara sprawności oczyszczania
Miara sprawności oczyszczania
osocza z danej substancji
osocza z danej substancji
Klirens
U
U
X
X
x
x
V
V
C
C
x
x
= ---------------
= ---------------
P
P
X
X
C
C
x
x
=
=
klirens substancji w ml/min
klirens substancji w ml/min
U
U
x
x
= stężenie substancji w moczu mg/ml
= stężenie substancji w moczu mg/ml
V = wielkość diurezy w ml/min
V = wielkość diurezy w ml/min
P
P
x =
x =
stężenie substancji w surowicy w mg/ml
stężenie substancji w surowicy w mg/ml
Klirens inuliny
Inulina – polisacharyd ulegający tylko
Inulina – polisacharyd ulegający tylko
całkowitej filtracji w kłębuszkach
całkowitej filtracji w kłębuszkach
Klirens inuliny odpowiada GFR
Klirens inuliny odpowiada GFR
U
U
in
in
x V
x V
GFR =
GFR =
________________________
________________________
P
P
in
in
Klirens
Klirens inuliny- porównanie z
Klirens inuliny- porównanie z
klirensem innych substancji –
klirensem innych substancji –
informacja o mechanizmach
informacja o mechanizmach
oczyszczających osocze z tej
oczyszczających osocze z tej
substancji
substancji
Klirens
C
C
x
x
=C
=C
in
in
Ok.1
Ok.1
Wydalanie głównie przez filtrację
Wydalanie głównie przez filtrację
taka sama ilość jest przesączana i
taka sama ilość jest przesączana i
wydalana w jednostce czasu
wydalana w jednostce czasu
Jedynie filtracja
Jedynie filtracja
Mannitol,sorbitol,B12, sacharoza
Mannitol,sorbitol,B12, sacharoza
Klirens
C
C
x
x
< C
< C
in
in
Filtracja + reabsorbcja
Filtracja + reabsorbcja
ilość substancji wydalanej z moczem<
ilość substancji wydalanej z moczem<
ilości substancji przesączanej
ilości substancji przesączanej
Glukoza 0 ml/min ,ksyloza,fruktoza, mocznik 75
Glukoza 0 ml/min ,ksyloza,fruktoza, mocznik 75
ml/min
ml/min
Klirens
C
C
x
x
>C
>C
in
in
Wydalanie danej substancji
Wydalanie danej substancji
przewyższa jej filtrowanie
przewyższa jej filtrowanie
Usuwanie = filtracja + wydzielanie
Usuwanie = filtracja + wydzielanie
Kwas paraaminohipurowy, jodopiracet, niektóre
Kwas paraaminohipurowy, jodopiracet, niektóre
penicylliny, kreatynina endogenna 140 ml/min
penicylliny, kreatynina endogenna 140 ml/min
Czynność cewek
nerkowych
Z 125 ml moczu pierwotnego –
Z 125 ml moczu pierwotnego –
powstaje
powstaje
1 ml moczu ostatecznego
1 ml moczu ostatecznego
Wymiana wody , substancji w niej
Wymiana wody , substancji w niej
rozpuszczonych pomiędzy
rozpuszczonych pomiędzy
kanalikami a śródmiąższem , krwią
kanalikami a śródmiąższem , krwią
naczyń włosowatych
naczyń włosowatych
okołokanalikowych
okołokanalikowych
Powstawanie moczu
Mechanizmy :
Mechanizmy :
1.resorbcja – zwrotne wchłanianie
1.resorbcja – zwrotne wchłanianie
ze światła kanalika do tkanki
ze światła kanalika do tkanki
otaczającej
otaczającej
2.sekrecja – wydzielanie substancji
2.sekrecja – wydzielanie substancji
przez nabłonek kanalika do
przez nabłonek kanalika do
światła
światła
Resorbcja kanalikowa
Bierna
Bierna
– zgodna z gradientem
– zgodna z gradientem
stężeń , potencjału elektrycznego
stężeń , potencjału elektrycznego
Czynna
Czynna
– wbrew gradientowi
– wbrew gradientowi
stężeń,wymagająca nakładu energii
stężeń,wymagająca nakładu energii
1.ograniczona stężeniem/
1.ograniczona stężeniem/
np.glukoza, aminokwasy ,potas/
np.glukoza, aminokwasy ,potas/
2.ograniczona stężeniem, czasem
2.ograniczona stężeniem, czasem
wchłaniania /np.sód/
wchłaniania /np.sód/
Sekrecja kanalikowa
Wydzielanie bierne – dyfuzja zgodnie
Wydzielanie bierne – dyfuzja zgodnie
z gradientem stężeń/np. kwas
z gradientem stężeń/np. kwas
salicylowy/
salicylowy/
Wydzielanie czynne –
Wydzielanie czynne –
1.ograniczone stężeniem
1.ograniczone stężeniem
substancji/np.kreatynina ,penicyllina/
substancji/np.kreatynina ,penicyllina/
2.ograniczone stężeniem substancji,
2.ograniczone stężeniem substancji,
czasem /np.jony K
czasem /np.jony K
+
+
,H
,H
+
+
Transport maksymalny
T
T
m
m
-maksymalna ilość w
-maksymalna ilość w
miligramach substancji, którą
miligramach substancji, którą
kanaliki mogą przetransportować
kanaliki mogą przetransportować
przez ściany w czasie 1 min
przez ściany w czasie 1 min
np.glukoza – 350 mg/min
np.glukoza – 350 mg/min
Próg nerkowy
Maksymalne stężenie substancji
Maksymalne stężenie substancji
we krwi , po przekroczeniu
we krwi , po przekroczeniu
którego dana substancja pojawia
którego dana substancja pojawia
się w moczu
się w moczu
Przekroczenie zdolności
Przekroczenie zdolności
resorbcyjnych kanalików
resorbcyjnych kanalików
np.glukoza – 180 mg%
np.glukoza – 180 mg%
Równowaga
kłębuszkowo-
kanalikowa
Resorbcja 70% przesączu
Resorbcja 70% przesączu
kłębuszkowego w kanalikach bliższych
kłębuszkowego w kanalikach bliższych
Resorbcja izotoniczna/ H
Resorbcja izotoniczna/ H
2
2
O ,Na, Cl,
O ,Na, Cl,
HCO3-/
HCO3-/
Ochrona kanalików dalszych przed
Ochrona kanalików dalszych przed
nadmierną ilością płynu
nadmierną ilością płynu
Zagęszczanie,
rozcieńczanie moczu
Zdolność nerek do wydalania zbędnych
Zdolność nerek do wydalania zbędnych
produktów metabolicznych w zmiennej
produktów metabolicznych w zmiennej
objętości moczu
objętości moczu
Minimalna ilość – 400 ml/24 godz/oliguria/
Minimalna ilość – 400 ml/24 godz/oliguria/
< 1 ml/godz/kg c.c
< 1 ml/godz/kg c.c
< 400 ml/24 godz- anuria
< 400 ml/24 godz- anuria
0,5 ml/godz/kg c.c
0,5 ml/godz/kg c.c
Osmolalność moczu
Ciśnienie osmotyczne moczu
Ciśnienie osmotyczne moczu
Maks- 1300 mOs/ H
Maks- 1300 mOs/ H
2
2
O
O
Min 70 mOsm/ kg H
Min 70 mOsm/ kg H
2
2
O
O
ciśnienie moczu pierwotnego=
ciśnienie moczu pierwotnego=
ciśnieniu osmotycznemu osocza =
ciśnieniu osmotycznemu osocza =
300 mOs/kg H
300 mOs/kg H
2
2
O
O
Wzmocnienie
przeciwprądowe
Wzrost osmolarności w obrębie pętli
Wzrost osmolarności w obrębie pętli
Henlego
Henlego
1.przepuszczalność kanalika zstępującego
1.przepuszczalność kanalika zstępującego
dla wody
dla wody
2.brak przepuszczalności dla wody w
2.brak przepuszczalności dla wody w
obrębie ramienia wstępującego
obrębie ramienia wstępującego
Wytworzenie różnicy stężeń wzdłuż
Wytworzenie różnicy stężeń wzdłuż
długiej osi nefronu
długiej osi nefronu
Ramię zstępujące
Przechodzenie H
Przechodzenie H
2
2
O do
O do
śródmiąższu
śródmiąższu
Transport n H
Transport n H
2
2
O naczyniami
O naczyniami
prostymi
prostymi
Ramię wstępujące
Czynny transport do śródmiąższu
Czynny transport do śródmiąższu
NaCl
NaCl
Nieprzepuszczalne dla H
Nieprzepuszczalne dla H
2
2
O
O
Z pętli Henlego – mocz
Z pętli Henlego – mocz
hypotoniczny
hypotoniczny
Kanalik kręty dalszy
Przepuszczalność dla H
Przepuszczalność dla H
2
2
O – regulowana poziomem
O – regulowana poziomem
ADH
ADH
Przy
Przy
zapotrzebowania na H
zapotrzebowania na H
2
2
O
O
1.
1.
ADH
ADH
2.
2.
przepuszczalności ścian kanalika dla
przepuszczalności ścian kanalika dla
H2O
H2O
3.
3.
zatrzymania wody –
zatrzymania wody –
4.zmniejszone wydzielanie zagęszczonego moczu
4.zmniejszone wydzielanie zagęszczonego moczu
Zagęszczenie moczu – zależne od stężenia ADH
Zagęszczenie moczu – zależne od stężenia ADH
Kanalik zbiorczy
Możliwość rozcieńczania moczu
Możliwość rozcieńczania moczu
przez reabsorbcję NaCl
przez reabsorbcję NaCl
Równowaga kwasowo-
zasadowa
rola nerek
Wydalanie jonów H
Wydalanie jonów H
+
+
Regulowanie zasobów HCO
Regulowanie zasobów HCO
3
3
-
-
HCO
HCO
3
3
-/ z przesączu/ +
-/ z przesączu/ +
H
H
+/wydzielany
+/wydzielany
czynnie przez komórki kanalika bliższego =
czynnie przez komórki kanalika bliższego =
H
H
2
2
CO3
CO3
przy
przy
udziale anhydrazy węglanowej z
udziale anhydrazy węglanowej z
kk kanalika
kk kanalika
H
H
2
2
O + CO
O + CO
2
2
CO
CO
2
2
do komórek kanalika
do komórek kanalika
CO
CO
2 + =
2 + =
H
H
2
2
CO3 /przy udziale
CO3 /przy udziale
anhydrazy węglanowej/
anhydrazy węglanowej/
H
H
2
2
CO3
CO3
H
H
+ +
+ +
HCO
HCO
3
3
-/
-/
HCO
HCO
3
3
-
-
dyfunduje do śródmiąższu
dyfunduje do śródmiąższu
nerki,do naczyń okołokanalikowych
nerki,do naczyń okołokanalikowych
Bufor fosforanowy
Wychwytywanie jonów H
Wychwytywanie jonów H
+
+
w
w
dalszych odcinkach
dalszych odcinkach
nefronu
nefronu
Wymiana z jonem Na fosforanu
Wymiana z jonem Na fosforanu
dwusodowego
dwusodowego
Amoniak – wydalanie H
+
W płynie kanalikowym
W płynie kanalikowym
Z amoniaku i jonu H
Z amoniaku i jonu H
+
+
jon
jon
amonowy
amonowy