ĆWICZENIE 15

Regulacja gospodarki wodno-elektrolitowej organizmu. Czynność nerek. Wydzielanie moczu.

II Anatomia czynnościowa nerek i dróg moczowych

• Topografia i umocowanie nerki

Nerka jest narządem parzystym położonym pierwotnie zaotrzewnowo, przy tylnej ścianie jamy brzusznej, bocznie od kręgosłupa na wysokości Th12- L3 (nerka prawa) i Th11-L2 (nerka lewa). Nerka jest otoczona torebką włóknistą (gładką) i torebką tłuszczową w worku powięziowym utworzonym z powięzi nerkowej.

Powięź nerkowa jest połączona od góry z przeponą zaś od tyłu z powiezią mięśniową. Powięź nerkowa wraz z ciśnieniem tłoczni brzusznej ( ciśnieniem w jamie brzusznej wytworzonym przez mięśnie powłok brzusznych i przepony) utrzymują nerkę w położeniu anatomicznym.

• Ruchomość nerek

Nerka ma pewną prawidłową ruchomość wynikającą z braku w pełni stabilnych powiązań nerek z tkankami otaczającymi. Jej ruchomość zależy od fazy oddechu i od pozycji ciała. W czasie wdechu opuszcza się, a unosi się podczas wydechu. W pozycji stojącej opada, w pozycji leżącej zajmuje położenie wyższe. Ruchomość oddechowa w zależności od pozycji ciała wynosi 1-3 cm.

• Unaczynienie kory i rdzenia nerki

tętnica nerkowa

tętnice międzypłatowe

tętniczki łukowate

tętniczki międzypłacikowe tętniczki proste właściwe

naczynia doprowadzające

sieć włosowata

naczynia odprowadzające tętniczki proste rzekome

naczynia żylne nerki

UNACZYNIENIE KORY UNACZYNIENIE RDZENIA

• Nerka jest zaopatrywana w krew tętniczą przez tętnicę nerkową, która odchodzi bezpośrednio od aorty. W okolicy wnęki nerki tętnica nerkowa rozgałęzia się na 2 gałęzie, z których z kolei odchodzą tętnice międzypłatowe (segmentowe). Po dotarciu do okolicy piramid tętnice międzypłatowe zaginają się przechodząc w tętniczki łukowate. Od nich w kierunku kory nerki odchodzą tętniczki międzypłacikowe, które do rdzenia oddają tętniczki proste właściwe (podobnie jak tętniczki łukowate). Ponadto odgałęzienia tętniczek międzypłacikowych tworzą tętniczki doprowadząjące kłębka.

• W czasie 1 minuty przez nerkę przepływa przeciętnie około 1200ml krwi, co stanowi około 1/5 do ¼ objętości minutowej krwi.;

• Ponad 90% krwi tętniczej zaopatrującej nerkę przepływa przez kłębuszki nerkowe. Pozostała część krwi zaopatruje torebkę nerki, część podtorebkową kory i rdzenia nerki oraz brodawki nerkowe, a także przeszywa miąższ nerki z pominięciem kłębków nerkowych. Krążenie nerkowe wykazuje osobniczo zmienne powiązania czynnościowe z krążeniem nadnerczowym.

• Do kłębuszków nerkowych dopływa krew zawarta w tętniczce doprowadzającej kłębka, która rozgałęziając się tworzy sieć naczyń włosowatych kłębka. Te z kolei łączą się tworząc tętniczkę odprowadzającą kłębka, która po jego opuszczeniu rozgałęzia się tworząc sieć drobnych naczyń oplatających kanaliki nerkowe. Początkowo krew we włośniczkach okołokanalikowych (tzw. naczynia proste rzekome) płynie w kierunku rdzenia , gdzie naczynia zawracają kierując się z powrotem w kierunku korowym. W dalszym przebiegu łącząc się dają początek naczyniom żylnym nerki. Należy przy tym zaznaczyć, że do kanalików nerkowych dopływa krew, która uprzednio przepłynęła przez kłębuszki nerkowe, zaś przeciwny w stosunku do przepływu moczu kierunek przepływu krwi w naczyniach prostych rzekomych umożliwia zagęszczenie moczu w procesie tzw. wymiany przeciwprądowej, zapobiegając przy tym nadmiernej utracie jonów sodowych i chlorkowych z moczem.

• Nerki są narządami wyjątkowymi, ponieważ zmianą w przepływie krwi towarzyszą równoległe zmiany w zużyciu tlenu, natomiast różnica tętniczo- żylna zawartości tlenu pozostaje taka sama. Dzieje się tak, ponieważ zmianie w nerkowym przepływie krwi zwykle towarzyszy równoległa zmiana GFR i z tego powodu także zmiany w reabsorpcji substancji rozpuszczonych.

• Tętniczo- żylna różnica zawartości tlenu jest najniższa spośród wszystkich narządów, dlatego też nerkowy przepływ krwi jest bardzo wysoki w stosunku do zapotrzebowania nerki na tlen.

• Natomiast proces reabsorpcji substancji rozpuszczonych wymaga tlenu jako źródła energii, przy czym 75-80% zużytego tlenu służy do aktywnej reabsorpcji jonów, szczególnie jonów sodu i aktywnego wydzielania innych jonów (np. jonów wodorowych).

• Zużycie nerkowe tlenu jest bezpośrednio proporcjonalne do ilości zreabsorbowanego jonu sodu

• Zużycie tlenu w nerkach wynosi około 400μm O₂/100g co równa się 4-8% zużycia tlenu przez cały organizm.

• Unerwienie nerki

Nerka praktycznie nie jest unerwiona bezpośrednio przez włókna przewodzące czucie bólu. Natomiast bogate unerwienie bólowe jest charakterystyczne dla torebki nerki, moczowodów i pęcherza moczowego. Nerka, moczowód i pęcherz moczowy są obficie zaopatrzone przez włókna układu autonomicznego. Zmiana aktywności nerkowych włókien współczulnych wywiera wpływ na dystrybucję krwi wewnątrz nerki, jej czynność, a także w sposób znaczący wpływa na odruchowe i humoralne (układ renina-angiotensyna- aldosteron) mechanizmy regulacji ciśnienia tętniczego.

• Nefron jako podstawowa jednostka morfologiczna i czynnościowa nerek

• Elementy nefronu. Podstawowa jednostka czynnościowa nerki składa się z kłębuszka wraz z jego tętniczkami doprowadzającą i odprowadzającą oraz z kanalika nerkowego.

• Kłębuszek zbudowany jest z rozszerzonej, wpuklonej torebki (torebki Bowmana), w której znajdują się naczynia włosowate.

• Kanalik nerkowy

• Torebka Bowamna stanowi początek kanalika nerkowego

• Kanalik bliższy składa się z odcinka krętego i prostego

• Pętla Henlego składa się z cienkiego ramienia zstępującego oraz z cienkiego i grubego ramienia wstępującego

• Części korowe obejmują: kanalik kręty dalszy oraz korową część kanalika zbiorczego

• Część rdzeniowa kanalika zbiorczego, z której mocz ostateczny odprowadzany jest do miedniczki nerkowej i moczowodu.

• Rodzaje nefronów

• Nefrony korowe obejmują ok. 85% wszystkich nefronów, a ich kłębuszki znajdują się w korze nerki. Nefrony te charakteryzują się krótkimi pętlami Henlego, zstępującymi tylko do wysokości zewnętrznej warstwy rdzenia nerki.

• Nefrony przyrdzeniowe mają swój początek w miejscu przejścia warstwy korowej nerki w rdzeniową. Pętle Henlego tych nefronów są długie i głęboko wnikają w rdzeń. Nefrony przyrdzeniowe odgrywają istotną rolę w mechanizmie przeciwprądowego zagęszczenia moczu.








• Anatomia pozostałych dróg moczowych

• Moczowód- cylindryczny przewód o długości około 30 cm odprowadzający mocz z miedniczki nerkowej do pęcherza moczowego. Ma stosunkowo grubą ścianę i wąskie światło. Składa się z błony śluzowej, warstwy mięśniowej (mięśniówka gładka) i warstwy zewnętrznej.

Podrażnienie mechaniczne moczowodu np. przez kamień przemieszczający się w jego świetle lub rozciągnięcie jego ściany przez mocz przy zablokowanym jego odpływie może być przyczyną niezwykle silnych dolegliwości bólowych. Atropina i inne czynniki zmniejszające wpływ włókien przywspółczulnych na napięcie mięśniówki gładkiej moczowodu (rozluźniające mięśniówkę moczowodu) poszerzają światło moczowodu i przyczyniają się do złagodzenia, a nawet ustąpienia dolegliwości;

• Pęcherz moczowy- zbiornik moczu położony za spojeniem łonowym. Składa się z dna, trzonu i szyi pęcherza, z której uchodzi cewka moczowa. Z punktu widzenia czynnościowego w mięśniówce pęcherza można wyróżnić dwie składowe- główną masę mięśniową tworzącą tzw. mięsień wypieracz moczu zbudowany z mięśniówki gładkiej oraz mięsień zwieracz cewki moczowej zbudowany z mięśniówki poprzecznie prążkowanej.

Zasadowy odczyn mocz np. przy diecie bogatej w warzywa (bezmięsnej) sprzyja rozwojowi drobnoustrojów chorobotwórczych w pęcherzu moczowym. Eliminacji bakterii z układu moczowego sprzyjają: zakwaszenie moczu (przy zapaleniu pęcherza moczowego znaczące zakwaszenie moczu jest zazwyczaj bolesne!!!) i zwiększenie wydalania moczu.

• Gruczoł krokowy (stercz, prostata)- pojedynczy narząd mięśniowo- gruczołowy wielkości śliwki, występujący wyłącznie u mężczyzn, położony w miednicy mniejszej poniżej pęcherza moczowego, obejmujący początkowy odcinek cewki moczowej. Stanowi część składową układu rozrodczego.

Gruczoł krokowy ulega nierzadko przerostowi utrudniającemu przepływ moczu przez cewkę moczową, a także transformacji nowotworowej, której rozwój jest przez stosunkowo długi czas bezobjawowy. Rozwojowi wymienionych schorzeń sprzyja przekrwienie bierne miednicy małej, do czego usposabia siedzący tryb życia. Zakażenia bakteryjne gruczołu krokowego wymagają zwykle długotrwałego leczenia, gdyż tkanka gruczołowa ma odczyn zdecydowanie zasadowy, co utrudnia penetrację i zmniejsza aktywność większości powszechnie stosowanych leków o działaniu przeciwbakteryjnym takich jak np. ampicylina i jej pochodne.

I Regulacja gospodarki wodno- elektrolitowej organizmu

• Zawartość wody w ustroju i jej rozmieszczenie

Całkowita ilość wody w organizmie (TBW) wykazuje duże zróżnicowanie indywidualne w zależności od zawartości tkanki tłuszczowej, płci i wieku.

• Zawartość wody w organizmie pozostaje w odwrotnej zależność do zawartości tłuszczu. Osoby otyłe mają mniejszą TBW.

• Mężczyźni mają większą TBW (stanowi ona 50-60% masy ciała) niż kobiety (45-50% masy ciała) w poszczególnych latach. Wynika to z większej zawartości tkanki tłuszczowej u kobiet niż u mężczyzn.

• Wraz z wiekiem TBW zmniejsza się. U noworodków stanowi 76% masy ciała, a u ludzi po 60 roku życia 46- 52% masy ciała.

Woda jest rozmieszczona w kilku przedziałach nazywanych przestrzeniami wodnymi różniących się między sobą objętością i składem wypełniającego je płynu, a także znaczeniem fizjologicznym. Wyróżnia się:

• Przestrzeń wewnątrzkomórkową (ICF)- jest oddzielona błoną komórkową od reszty przestrzeni wodnych.

• Przestrzeń zewnątrzkomórkowa (ECF) składa się z:

• przestrzeni wewnątrznaczyniowej, do której zaliczamy osocze oraz płyn „uwięziony” w tkance łącznej zbitej, chrzęstnej i kościach.

• przestrzeni zewnątrz naczyniowej wypełnionej przez limfę.

• 
  przestrzeni trans komórkowej (trnscellularnej) stanowiącej płyn zawarty w przewodzie pokarmowym ,układzie moczowym i oddechowym, płynie mózgowo- rdzeniowym, płynie maziowym torebek stawowych, gałce ocznej i płynach surowiczych jamy opłucnowej i otrzewnej.










• Skład elektrolitowy płynów ustrojowych

Skład elektrolitowy płynu zewnątrzkomórkowego cechuje się dużą zawartością Na⁺(142mmol/L), Cl^-(103 mmol/L) i HCO₃^-(26 mmol/L) oraz niewielkimi ilościami jonów jak: K⁺, Ca²⁺,Mg²⁺,HPO₄^2-, S O₄^2- .

Płyn wewnątrzkomórkowy zawiera duże stężenie K⁺(145mmol/L), Mg²⁺(54mmol/L), HPO₄^2-(75 mmol/L). Inne jony, jak: Na⁺, Ca²⁺, Cl^- , znajdują się w stosunkowo niewielkim stężeniu.





Różnice w składzie elektrolitowym pomiędzy płynem wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego utrzymują się na skutek działania pompy Na⁺-K⁺-ATP-azowej znajdującej się w błonie komórkowej, zapewniającej komórkom duże stężenie K⁺ i niskie Na⁺.

Obecność większej ilości białka w osoczu w stosunku do płynu śródmiąższowego powoduje, że skład jonowy obu tych płynów jest odmienny. Białka będące w osoczu zawierają dużo ujemnych ładunków elektrostatycznych, przez co znajduje się tu odpowiednio więcej kationów niż w płynie śródmiąższowych. Z kolei w płynie śródmiąższowym małych anionów (niebiałczanowych) występuje więcej niż w osoczu. Nierówność rozmieszczenia jonów po obu stronach ściany kapilarnej, będąca wynikiem niedyfuzyjności białek osocza znana jest jako równowaga Gibbsa- Donnana.

• Rodzaje transportu wody i substancji rozpuszczonych między przestrzeniami wodnymi organizmu:

• Osmoza- ruch wody przez błonę półprzepuszczalną zgodnie z gradientem stężeń (czyli z przedziału, w którym potencjał chemiczny wody jest wyższy do przedziału, w którym jej potencjał chemiczny jest niższy). Osmotycznemu ruchowi wody można zapobiec przez przyłożenie odpowiedniego ciśnienia po stronie roztworu zawierającego więcej składników nie dyfundujących, a równoważące osmozę ciśnienie nosi nazwę ciśnienia osmotycznego lub onkotycznego (jeżeli składnikiem nie dyfundującym są koloidy np. białka). Osmoza jest spowodowana ruchem kinetycznym poszczególnych cząsteczek, z których każda redukuje potencjał chemiczny wody o pewną wartość Ciśnienie osmotyczne jest więc wprost proporcjonalne do stężenia nie dyfundujących cząsteczek. Zdolność roztworów do wywoływania ciśnienia osmotycznego ruchu wody określa się w osmolach. Jeden osmol odpowiada jednej gramocząsteczce substancji nie dyfundującej. W przypadku substancji dysocjujących każdy jon stanowi odrębną cząsteczkę mającą własną aktywność osmotyczną.

Ciśnienie osmotyczne (osmolarność) płynów niemal wszystkich przestrzeni wodnych ustroju utrzymuje się na poziomie ok. 300mOsm/L. Wyjątek stanowi osocze, którego ciśnienie osmotyczne, z powodu większej zawartości białka, jest o 1,3mOsm/L wyższe niż płynu śródmiąższowego. Natomiast podstawowym czynnikiem decydującym o osmomolalności odbiałczonego osocza są: jony Na⁺, glukoza i mocznik.

• Przepływ konwekcyjny, którego czynnikami sprawczymi jest gradient osmotyczny wywołujący ruch płynu i energia kinetyczna przepływającego płynu).

• Transport przez nośniki:

• dyfuzja ułatwiona- transport substancji rozpuszczonej zgodnie z gradientem elektrochemicznym, bez wydatku energetycznego.

• transport aktywny- transport substancji rozpuszczonej wbrew gradientowi elektrochemicznemu, wymaga dostarczenia energii pochodzącej z metabolizmu komórki.

• Fizjologiczna kontrola bilansu wodnego organizmu

• Czynniki regulujące pobieranie wody:

Mechanizmy pobudzające pragnienie

Mechanizmy zmniejszające pragnienie

1) pobudzenie osmoreceptorów przedniego podwgórza przez zwiększenie osmolalności osocza (prowadzi to do: pobudzenia neuronów ośrodka pragnienia oraz do zwiększenia uwalnienia wazopresyny (AVP) z zakończeń wazopresynowych w podwzgórzu, co z kolei stymuluje lokalne uwalnianie angiotensyny II); 2) zmniejszenie objętości ECF, co prowadzi do: stymulacji układu renina- angitensyna- aldosteron oraz do odbarczania baroreceptorów w przedsionkach serca i dużych naczyniach krwionośnych (które w sposób toniczny hamują neurony ośrodka pragnienia); 3) angiotensyna II pobudzająca neurony w narządzie podsklepieniowym (SPO) w narządzie naczyniowym blaszki krańcowej podwzgórza (OVLT); 4) uczucie suchości błony śluzowej gardła i jamy ustnej.

1) zmniejszenie osmolalności osocza; 2) pobudzenie baroreceptorów serca i naczyń krwionośnych przez zwiększenie objętości ECF, lub/i wzrost ciśnienie tętniczego (działanie ośrodkowe na poziomie integracji odruchów z osmoreceptorów podwzgórza, baroreceptorów tętniczych i mechanoreceptorów sercowych); 3) działanie hormonów natriuretycznych (np.AVP) 4) rozciągnięcie ścian żołądka i jelit np. przez spożycie znacznej objętości płynów w krótkim czasie; 5) zaburzenia świadomości (u ludzi starych częsta przyczyna zgonu wskutek nierozpoznanego odwodnienia); 6) uszkodzenia międzymózgowia

• Drogi utraty wody: płuca, skóra, nerki, przewód pokarmowy

• AVP (wazopresyna) jako podstawowy czynnik zmniejszający wydalanie wody z moczem

Bodźce stymulujące wydzielanie AVP	Bodźce hamujące wydzielanie AVP
wzrost ciśnienia osmotycznego; zmniejszenie ECF; angiotensyna II; pionizacja ciała; mdłości i wymioty; pobudzenie ośrodkowych receptorów nikotynowych; agoniści receptorów opioidowych (np.morfina, niektóre barbiturany); czynniki hamujące kanały potasowe potencjało-zależne np. chlopropamid oraz sposób nieregularny: wysiłek fizyczny; stres; ból; emocje.	obniżenie ciśnienia osmotycznego osocza; zwiększenie objętości ECF, ANP; etanol; antagoniści receptorów.

Moczówka prosta: pochodzenia podwzgórzowo- przysadkowego oraz nerkopochodna jako zespół chorobowy wywołany nadmiernym wydalanie wody z moczem wynikającym z niedoboru AVP lub z zaburzeń czynnościowych nerkowych receptorów wazopresynowych typu V2.

• Regulacja gospodarki elektrolitowej organizmu

	Zwiększające	Zmniejszające
Czynniki wpływające na wydalanie sodu przez nerkę	1) hormony natriuretyczne (ANP,urodylatyna, podwzgórzowy czynnik natriuretyczny)	1) aldosteron 2) angiotensyna II 3) aktywacja nerkowych włókien współczulnych
Czynniki wpływające na wydalanie potasu przez nerkę	1) aldosteron 2) wzrost pH płynu zewnątrzkomórkowego 3) wzrost ilości jonów sodowych dopływających do kanalika dalszego 4) wzrost potasu w przestrzeni zewnątrzkomórkowej 5) wzrost tempa przepływu moczu przez nefron	1) insulina

• Zaburzenie równowagi wodno- elektrolitowej

Objętość płynu zewnątrzkomórkowego jest warunkowana głównie przez całkowitą

ilość znajdujących się w nim osmotycznie czynnych cząstek. Natomiast ciśnienie osmotyczne płynu zewnątrzkomórkowego zależy głównie od czynności mechanizmu wydzielającego wazopresynę oraz od mechanizmu wyzwalającego pragnienie. Jeżeli mechanizmy regulujące objętość płynu zewnątrzkomórkowego oraz ciśnienie osmotyczne współdziałają ze sobą pozwala to wtedy zachować w organizmie równowagę wodno- elektrolitową.

Zaburzenia równowagi wodno- elektrolitowej dotyczą zmian objętości płynu zewnątrzkomórkowego. Podstawowymi terminami klinicznymi do opisania nieprawidłowości dotyczących objętości płynów ustrojowych są odwodnienie i przewodnie.









Rozpoznanie odwodnienia

Odwodnienie można rozpoznać jedynie w wyniku odpowiedniego badania fizykalnego. Żadne badania laboratoryjne nie wykazują tego stanu. Objawy odwodnienia to:

• zmniejszenie objętości moczu;

• zwiększenie osmolalności moczu;

• zmniejszenie masy ciała spowodowane utratą płynu;

• zapadnięte gałki oczne;

• ziemista i chłodna skóra;

• przyśpieszenie akcji serca, przyśpieszone tętno

III Przesączanie kłębuszkowe. Ważniejsze metody badania czynności nerek.

• Przesączanie kłębuszkowe (GFR)

Proces filtracji zachodzi przez błonę filtracyjną kłębka. W uproszczeniu filtracja kłębkowa przypomina przesączanie przez gęste sito. Czym większa powierzchnia sita (łączna powierzchnia błon filtracyjnych wszystkich nefronów) tym większa objętość płynu przesączy się przez sito.Czym większe pory sita, tym większe drobiny się przesączą. Czym ciśnienie wywierane na sito jest większe tym szybkość przesączanie i objętość przesączona w jednostce czasu jest większa.

Inulina przechodzi w 100% przez błonę filtracyjną, mioglobina w 75%, hemoglobina w 3% natomiast albuminy nie przechodzę przez błonę filtracyjną pomimo, że ich cząsteczki są mniejsze niż pory w błonie (wynika to jednak z faktu, że cząsteczki albumin są ujemnie naładowane, a błona dodatnio).

Siły napędowe przesączania kłęszkowego to:

• Efektywne ciśnienie filtracji (ECF)

• Współczynnik k_f zależnego od przepuszczalności i powierzchni błony filtracyknej

Zależności te można wyrazić następująco:

GFR=k_f*ECF

ECF= (P_c-Π_c)-(P_t -Π_t)

gdzie:

GFR- przesączanie kłębuszkowe;

k_f - współczynnik filtracji;

P_c - ciśnienie krwi (hydrostatyczne) w naczyniach włosowatych kłębka. Wypycha osocze przez naczynie.

Π_c- ciśnienie onkotyczne krwi. Zasysa wodę do światła naczynia; zależy przede wszystkim od albumin osocza.

Ciśnienie osmotyczne wywołane przez albuminy nosi nazwę ciśnienia onkotycznego.

P_t- ciśnienie przesączonego płynu w kanaliku nerkowym. W warunkach prawidłowych znikome- można je pominąć. Natomiast przy utrudnionym lub zablokowanym odpływie moczu (przerost gruczołu krokowego, utknięcie kamienia nerkowego w moczowodzie, dobrowolne powstrzymywanie się od oddawania moczu przy wypełnionym pęcherzu) może istotnie wzrastać, prowadząc nawet do całkowitego zahamowania filtracji.

Π_t -ciśnienie osmotyczne przesączu kłębkowego. Zasysa wodę z naczyń włosowatych kłębka poprze błonę filtracyjną prowadząc do zwiększenia przesączania. W warunkach prawidłowych bez znaczenia. Odgrywa rolę, jeżeli do przesączu kłębkowego przenikną w znacznej ilośći substancje osmotyczne czynne takie jak: glukoza, albuminy, niektóre leki (mannitol).

P- pressure (ciśnienie); C-capillary (włośniczkowe); t- tubular (za błoną filtracyjną, w kanaliku nerkowym); Π- ciśnienie osmotyczne

Czynniki stabilizujące i modyfikujące filtrację to:

• Przepływ krwi przez kłębuszki nerkowe

Filtracja zależy bezpośrednio od efektywnego ciśnienia filtracyjnego, ale przy tym samym ciśnieniu zmienia się zależnie od ilości krwi przepływającej przez kłębuszki nerkowe. W czasie filtracji kłębuszkowej wzrasta ciśnienie onkotyczne osocza krwi przepływającego przez kapilary kłębuszka, gdyż białka praktycznie nie przechodzą przez błonę filtracyjną.

W miarę więc wzrostu przepływu krwi przez kapilary kłębuszkowe i stopniowego odsączania osocza do przesączu kłębuszkowego stopniowo zagęszcza się krew i podnosi ciśnienie onkotyczne, zwalniając dalszy proces filtracji kłębuszkowej. Pod koniec efektywne ciśnienie filtracji (EFP) spada do zero i filtracja ustaje. Dzięki jednak napływowi do kłębuszka coraz to nowych porcji krwi filtracja zostaje utrzymana znowu do momentu zagęszczenia tych nowych porcji krwi. Stąd im większy przepływ krwi przez kłębuszki, tym lepsze warunki do filtracji kłębuszkowej.

• Stan skurczu tętniczek doprowadzających i odprowadzających




.




Skurcz lub rozkurcz tętniczek doprowadzających i odprowadzających wpływa na przesączanie kłębuszkowe przez zmianę zarówno ciśnienia hydrostatycznego w kapilarach kłębuszkowych, jak i prędkości przepływu krwi przez kapilary. Na ryc.8 przedstawiono działanie skurczu tętniczki doprowadzającej jak i odprowadzającej na wielkość nerkowego przepływu osocza oraz wielkość filtracji.. Ich rozkurcz wywołuje przeciwny efekt.

Gdy następuje zmiana oporu naczyniowego w tętniczkach odprowadzjących, wówczas GFR i nerkowy przepływ osocza (RBF) zmieniają się w kierunku przeciwnym. Zatem zmiany oporu w tętniczkach odprowadzających mają wpływ na frakcję filtracyjną (czyli stosunek wielkości filtracji kłębuszkowej- GFR do przepływu osocza przez nerki- RBF). W prawidłowym warunkach dla nerek ludzkich wynosi 0,19 i oznacza to, że 19% objętości osocza przepływającego przez kłębuszek ulega przesączeniu.

• Aktywność układu współczulnego

Pobudzenie układu współczulnego wpływa na filtrację kłębuszkową poprzez skurcz tętniczek doprowadzających i odprowadzających. Umiarkowane pobudzenie wywołuje skurcz głównie tętniczek doprowadzających, prowadząc do spadku filtracji, chyba, że jednocześnie następuje duży wzrost ciśnienia systemowego poza zakresem autoregulacji nerkowej. Wtedy mimo skurczu tętniczki doprowadzającej zwiększa się filtracja. W czasie silnego pobudzenia układu współczulnego lub po zastosowaniu amin katecholowych dochodzi do tak silnego skurczu tętniczek doprowadzających i odprowadzających, że następuje zahamowanie filtracji, a w konsekwencji wydalanie moczu ustaje.

• Ciśnienie tętnicze krwi

Wpływ ciśnienia tętniczego krwi zaznacza się przy spadku tego ciśnienia poniżej 80 mm Hg lub wzroście powyżej 200 mm Hg (dotyczy ciśnienia skurczowego). W pierwszym przypadku ciśnienie hydrostatyczne w kapilarach kłębuszkowych staje się mniejsze niż suma ciśnienia onkotycznego osocza i ciśnienia hydrostatycznego w torebce kłębuszka, a zatem ciśnienie filtracji spada do zera. W drugim przypadku ustaje autoregulacja i przesączanie kłębuszkowe zaczyna się wzmagać. Należy zaznaczyć, że przy wzroście ciśnienia tętniczego od 100- 200 mm Hg filtracja kłębuszkowa zwiększa się zaledwie o 15-20 %, ale ten wzrost połączony jest z kilkakrotnym zwiększeniem ilości wytwarzanego wtedy moczu ostatecznego. W odróżnieniu od przepływu nerkowego krwi (RBF) i filtracji kłębuszkowej (GFR) podlegających zjawisku autoregulacji produkcja moczu wzrasta proporcjonalnie do ciśnienia tętniczego.

• Stężenie białek osocza

Ciśnienie onkotyczne białek osocza stanowi siłę przeciwdziałającą filtracji. Zatem znaczna hipoproteinemia będzie powodowała wzrost filtracji. Podobna sytuacja jest w przypadku dożylnych infuzji leczniczych dużych objętości płynów np. izotonicznego roztworu NaCl prowadząc do rozcieńczenia białek i wzrostu filtracji.

• Ciśnienie w drogach moczowych

W zwykłych warunkach ciśnienie w drogach moczowych wykazuje niewielki wpływ na przesączenie kłębuszkowe. Natomiast wskutek np. zatkania światła moczowodu przez kamień moczowy lub na skutek obrzęku wewnątrztorebkowego nerki dochodzi do spadku GFR i RBF.

• 
  Sprzężenie kanalikowo- kłębuszkowe oraz równowaga kłębuszkowo- kanalikowa jako czynniki stabilizujące wielkść filtracji

Sprzężenie kanalikowo- kłębuszkowe

Wzrost GFR i zwiększony ładunek NaCl działa poprzez chemoreceptory plamki gęstej w ten sposób, że ostatecznie kurczy się tętniczka doprowadzająca kłębuszka i zostaje przywrócony zarówno GFR i RBF. Odwrotnie, wyraźny spadek filtracji kłębuszkowej zmniejsza ilość NaCl dopływającego z moczem kanalikowym do plamki gęstej, co zmniejsza pobudzenie jej chemoreceptorów i w końcu prowadzi do rozkurczu tętniczki doprowadzającej i powrotu RBF i GFR do normy. Ten mechanizm sprzężenia zwrotnego ujemnego ma na celu utrzymanie stałości „ładunku” moczu kanalikowego dopływającego do kanalika dalszego i plamki gęstej.

Równowaga kłębuszkowo- kanalikowa

Dzięki tej równowadze każdy wzrost GFR jest wkrótce zrównoważony przez zwiększoną reabsorpcję wody i NaCl już w kanaliku.

Przesącz kłębuszkowy na skutek tego, że błona filtracyjna zatrzymuje białko ma skład niemal całkowicie odbiałczonego osocza. Stężenie substancji pozbawionych ładunku elektrycznego (np. glukozy lub mocznika) jest jednakowe dla przesączu i dla osocza, Natomiast stężenie anionów jest w przesączu nieco większe, a kationów nieco mniejsze. Wynika to z prawa równowagi Gibbsa- Donnana.

• Ważniejsze metody badania czynności nerek

• Idealne właściwości substancji używanych do pomiaru filtracji kłębuszkowej- powinna w sposób niezakłócony przenikać przez błonę filtracyjną, nie ulegać resorpcji, sekrecji i metabolicznej biotransformacji w kanalikach nerkowych. Substancje wzorcowe: inulina (wielocukier egzogenny, który należy podawać dożylnie); kreatynina (endogenna pochodna puryn, której szybkość biosyntezy w ustroju w standardowych warunkach jest mniej więcej stała- w przybliżeniu zachowuje się w nerkach podobnie jak inulina, ale ma tę przewagę, że nie trzeba jej podawać)

• Idealne właściwości substancji używanych do pomiaru przepływu krwi przez nerki (RBF)- substancja taka powinna po dopłynięciu do nerki z krwią tętniczą w całości przeniknąć do moczu (sekrecja kanalikowa). De facto całkowite wypłukanie takiej idealnej substancji z krwi tętniczej jest niemożliwe, gdyż niewielka część krwi tętniczej dopływającej do nerki omija nefrony. W praktyce do oznaczania przepływu krwi w nerkach używa się kwasu paraaminohipurowego (PAH) i jego znakowanych izotopowo pochodnych (renografia izotopowa), które to substancje po dotarciu do nefronu są aktywnie w całości wydzielane do światła kanalików nerkowych.

• Pojęcie klirensu

Klirens nerkowy- objętość osocza, która zawiera taką samą ilość badanej substancji, co mocz wydalony w jednostce czasu. Jest wskaźnikiem przesączania przez błonę. Oceniając klirens musimy znać stężenie danej substancji za błoną filtracyjną (w moczu), przed tą błoną (we krwi) oraz objętość przesączoną przez błonę w jednostce czasu (ilość wydalonego moczu w przeliczeniu na minutę).

C= U_x/P_x * V

U_x-stężenie substancji x w moczu; P_x -stężenie substancji x w osoczu; V- objętość moczu wydalona w ciągu minuty.

Klirens inuliny (125ml/min); klirens kreatyniny (145ml/min); klirens PAH (650ml/min)

W praktyce najczęściej wyznaczamy klirens kreatyniny jako miarę filtracji kłębkowej i klirens PAH dla oceny przepływu krwi przez nerkę.

Obliczanie ERPF- efektywnego przepływu osocza przez nerki jako uproszczona metoda obliczania klirensu PAH. Iloraz ERPF ( efektywny przepływ osocza przez nerki) i współczynnika ekstrakcji (różnica stężeń danej substancji w krwi tętniczej i w krwi żylnej nerkowej podzielona przez stężenie we krwi tętniczej) jest wyznacznikiem faktycznego przepływu osocza przez nerki.

• Podstawowe parametry określające czynność nerek

• diureza dobowa

• ciężar właściwy moczu

• zawartość składników nierozpuszczalnych w moczu (skład osadu moczu)

• klirens kreatyniny

• Próby zagęszczania i rozcieńczania moczu

Klirens wolnej wody (C_H2O) jako wyznacznik zdolności do rozcieńczania moczu (można obliczyć jeżeli osmolalność moczu jest mniejsza od osmolalności osocza). Resorpcja (transport) wolnej wody (T^c_H2O) jako miara zagęszczania moczu (przy czym T^c_H2O=- C_H2O).

IV Autoregulacja przepływu krwi przez nerki

• Autoregulacja w nerkach

W procesie autoregulacji nerkowy przepływ osocza/krwi są utrzymywane na stałym poziomie, w przypadku gdy nerkowe ciśnienie tętnicze zmienia się w granicach między 80-90, a 200 mmHg. Wynika to z faktu, że w krążeniu nerkowym wraz ze wzrostem gradientu ciśnieniowego zwiększa się także opór przepływowy, głównie w tętniczce doprowadzającej, co sprawia, że przepływ pozostaje bez zmian.

Przy ciśnieniu w tętnicy nerkowej poniżej 90 mmHg tętniczka doprowadzająca jest maksymalnie rozszerzona i jej opór się nie zmienia. Wynikiem tego jest wzrost przepływu proporcjonalny do wzrostu ciśnienia. Przy ciśnieniu powyżej 200 mmHg tętniczka doprowadzająca jest maksymalnie skurczona i jej przepływ zwiększa się zależnie od ciśnienia.

F=ΔP/R gdzie F-przepływ; ΔP-gradient ciśnieniowy; R-opór







Autoregulacja nerkowa ma charakter autonomiczny i wewnątrzpochodny i zachodzi także w nerce odnerwionej, przeszczepionej lub wyizolowanej.

W sumie autoregulacji podlegają:

• Ciśnienie w kapilarach kłębuszka naczyniowego;

• Ilość przepływającej krwi przez nerki;

• Filtracja kłębuszkowa

Ilość produkowanego moczu, czyli diureza nerkowa nie podlega autoregulacji i wzrasta w miarę wzrostu ciśnienia perfuzyjnego w nerkach.

• Autoregulacja metaboliczna

Autoregulacja metaboliczna przepływu w nerkach jest nieprawdopodobna . W nerce zapotrzebowanie metaboliczne jest funkcją przepływu krwi, w przeciwieństwie do innych narządów, gdzie różne czynniki metaboliczne regulują przepływ krwi

• Teoria miogenna

Teoria miogenna jest oparta o zjawisko Baylissa. Według tej koncepcji autoregulacja związana jest ze skurczem mięśniówki tętnic i tętniczek (naczyń oporowych) w reakcji na ich rozciągnięcie spowodowane wzrostem ciśnienia krwi.

• Teoria humoralna

• Wpływ m.in. angiotensyny I i angiotensyny II uwalnianych ze ściany tętnicy nerkowej i jej głównych odgałęzień (pod wpływem ucisku ściany naczynia przez zwiększone ciśnienie krwi) na zmniejszenie przekroju dalszych odcinków nerkowego układu tętniczego;

• Napięcie mięśniówki gładkiej naczyń nerkowych jako wyraz złożonych zależności między lokalnie uwalnianymi: angiotensyną II, adenozyną i tlenkiem azotu (NO).

V Czynności kanalików nerkowych

• Uwagi wstępne

Z ogólnej objętości 125 ml przesączu wytwarzanego w ciałkach nerkowych obydwu nerek dorosłego człowieka w ciągu minuty powstaje średnio zaledwie 1 ml moczu. W czasie przepływu przez kanaliki nerkowe skład, osmolalność i pH przesączu ulegają zasadniczym zmianom. Jest to wynik wymiany wody i substancji rozpuszczonych między światłem kanalików, a otaczającym je śródmiąższem i krwią naczyń włosowatych okołokanalikowych.

• Terminologia używana przy opisywaniu procesów zachodzących w kanalikach nerkowych

• Resorpcja (reabsorpcja, wchłanianie zwrotne)- transport ze światła kanalika na zewnątrz (tj. do komórek kanalikowych, krwiobiegu, tkanki śródmiąższowej). Może mieć charakter: pinocytozy (hemoglobina), transportu aktywnego (glukoza, fruktoza, aminokwasy, witaminy, reszty kwasów: mlekowego, pirogronowego, octowego, szczawiooctowego, cytrynowego, fosorowego i siarkowego), dyfuzji zwykłej (woda, mocznik), dyfuzji ułatwionej.

• Sekrecja (wydzielanie kanalikowe)- transport substancji do światła kanalików. Może mieć charakter: dyfuzji zwykłej (słabe kwasy i zasady), transportu aktywnego (kreatynina, guanina, piperdyna, cholina, histamina, amoniak, penicylina, kwas paraaminohipuronowy, większość jonów).

• Transport maksymalny (T_m)- maksymalna ilość danej substancji, która może ulec transportowi w kanalikach nerkowych. Po przekroczeniu T_m ich nadwyżka zostaje wydalona z moczem. Dla glukozy wartość T_m wynosi 380 mg/min, czyli tyle właśnie glukozy w ciągu minuty może maksymalnie ulec resorpcji w kanalikach, a nadwyżka zostaje wydalona z moczem.

• Próg nerkowy- stężenie danej substancji w osoczu, przy którym zaczyna się ona pojawiać w moczu. Dla glukozy jest to 180 mg% (wartość ta jest osobniczo zmienna i może się wahać w granicach 160-200mg%). Próg nerkowy wodorowęglanów wynosi przeciętnie 27 mEq/l , a jego wartość zależy między innymi od pH krwi i stężenia jonów potasowych w osoczu.

• Ultrastruktura nabłonka kanalików nerkowych

• Błona luminalna (wierzchołkowa, szczytowa, apikalna)- oddziela komórkę nabłonka kanalika od jego światła i znajdującego się w nim przesączu. Dominuje tutaj transport z udziałem przenośników (wtórnie aktywny). Zgodny z gradientem transport Na⁺ dostarcza energii do aktywnego (przeciwnego gradientowi stężeń) transportu innych substancji (np. glukozy, aminokwasów). Istnieją dwa rodzaje mechanizmów transportowych zależnych od Na⁺: wspótransport (symport) i przeciwtransport (antyport)

• Błona antyluminalna (podstawno- boczna)- oddziela komórkę nabłonka kanalikowego od bocznej przestrzeni międzykomórkowej (która stanowi nieszczelne złącza międzykomórkowe) i tkanki śródmiąższowej okołokanalikowej zawierającej liczne naczynia włosowate. Dominuje tutaj transport pierwotnie czynny. W transporcie Na⁺ przez błonę podstawno- boczną pośredniczy pompa sodowo- potasowa ATP-azowa, która przenosi Na⁺ z komórki przeciw gradientowi elektrochemicznemu i utrzymuje niskie wewnątrzkomórkowe stężenie Na⁺. Ma to znaczenie w transporcie wtórnie aktywnym przez błonę apikalną.

Przez błonę antyluminalną niektóre substancje są transportowane na zasadzie dyfuzji ułatwionej (np. glukoza).















• Kanaliki proksymalne

• Około 70% objętości przesączu kłębuszkowego ulega resorpcji w kanaliku bliższym;

• Znaczna redukcja objętości płynu kanalikowego zachodzi bez zmiany jego osmolalności (ciśnienia osmotycznego), a więc płyn wypływający z kanalika bliższego jest izotoniczny w stosunku do osocza;

• Kanaliki proksymalne reabsorbują 60-65% przesączonych Na⁺, Cl^-, wodorowęglanów (HCO^-₃) i wody, a także całość przesączonych K⁺, HPO^2-₄, aminokwasów oraz glukozy;

• Reabsorpcja zwrotna fosforanów jest hamowana przez parathormon, a zwiększenie jej powoduje witamina D₃;

• Resorpcja wody jest bierna, a resorpcja substancji rozpuszczonych może być bierna lub czynna. Resorpcja substancji rozpuszczonych powoduje powstanie gradientu osmotycznego, który wywołuje bierną resorpcje wody (osmozę) wskutek czego resorbowany płyn kanalikowy jest izoosmotyczny z osoczem;

• Resorpcja sodu, chloru i wody w kanaliku bliższym

• Resorpcja Na⁺ w początkowej części kanalika bliższego odbywa się na drodze przezkomórkowej składającej się z dwóch etapów:

• Na⁺ przemieszcza się przez błonę szczytową (apikalną) zgodnie z gradientem elektrochemicznym wytworzonym przez pompę Na⁺-K⁺- ATP-azową. Odbywa się to zwykle na zasadzie symportu (wspótransportu) z nieorganicznym fosforanem, związkami organicznymi takimi jak glukoza, aminokwasy, mleczan lub antyport (antytransportu) z jonami wodorowymi powstałymi przy udziale anhydrazy węglanowej z kwasu węglowego.

• 
  Na⁺ przemieszcza się dalej przez błonę podstawno- boczną wbrew gradientowi elektrchemicznemu z udziałem pompy Na⁺-K⁺- ATP-azowej lub na drodze symportu z jonami wodorowęglanowymi (HCO^-₃) powstałymi przy udziale anhydrazy węglanowej z kwasu węglowego w komórce kanalika bliższego.




• Resorpcja Na⁺ w dalszej części kanalika bliższego odbywa się

• głównie w powiązaniu z jonami Cl^-; proces ten może mieć charakter transportu biernego i czynnego;

• na zasadzie tzw. przepływu biernego konwekcyjnego (solvent drag). Nadwyżka ciśnienia osmotycznego we krwi okołokanalikowych naczyń włosowatych w stosunku do światła kanalika (wynik czynnej resorpcji związków organicznych i anionów w początkowym odcinku kanalika) powoduje ruch osmotyczny wody ze światła kanalika w kierunku otaczającego śródmiąższu i krwi. Woda płynąc nie przez komórki lecz przez boczne przestrzenie międzykomórkowe (tzw. droga paracelularna) porywa ze sobą jony sodowe, a także chlorkowe.

• Resorpcja HCO^-₃ i wydzielanie H⁺ w kanaliku proksymalnym

Wodorowęglany są wchłaniane głównie w postaci CO₂, a nie jako jony HCO^-₃. HCO^-₃ obecny w przesączu kłębuszkowym dociera do kanalików proksymalnych i tu zamienia się się w CO₂ pod działaniem jonów H⁺ wydzielanych czynnie do światła kanalików. Następnie jako łatwo rozpuszczalny w błonie lipidowej komórek łatwo dyfunduje ze światła tych kanalików do wnętrza komórek kanalikowych. Tu przy udziale anhydrazy węglanowej ulega uwodnieniu do H₂CO₃, który z kolei dysocjuje na H⁺ i HCO^-_3. H⁺ jest wydzielany do światła kanalików, a HCO^-₃ przechodzi na drodze dyfuzji, zgodnie ze swym gradientem elektrochemicznym do płynu okołokanalikowego i następnie do krwi. Wydzielanie H⁺ odbywa się w cyklu izihydrycznym tzn. bez zysku lub utraty H⁺.

































• Większość H⁺, NH⁺₄, anionów organicznych (PAH) i kationów organicznych (kreatynina) jest wydzielana w kanaliku bliższym.

• Pętla Henlego (nefronu)

• Ramię zstępujące- wysoka przepuszczalność dla wody i znacząca przepuszczalność dla jonów Na⁺ i Cl^-.

• Ramię wstępujące- znikoma przepuszczalność dla wody, dobrze przepuszczalne dla jonów Na⁺(resorpcja), miernie przepuszczalne dla mocznika (sekrecja). Zachodzi tutaj również czynna resorpcja jonów Cl^- z kanalika przez dwa rodzaje nośników błonowych : sodowy -dominujący (aktywny transport chlorków wraz z kontransportem jonów sodowych do wnętrza komórki; potasowy- aktywny transport chlorków w wraz z jonami K⁺ do wnętrza komórki. Mocz wypływający z ramienia wstępującego pętli nefronu jest hiperosmotyczny.

• Kanalik kręty dalszy i kanaliki zbiorcze

• 
  Kanalik kręty dalszy i kanaliki zbiorcze nie są przepuszczalne dla wody. Resorpcja zwrotna wody zachodzi tylko pod wpływem wazopresyny (AVP, dawna nazwa: ADH- hormon antydiuretyczny), która działając na receprory V₂ w komórkach kanalikowych prowadzi do zwiększenia stężenia wewnątrzkomórkowego cAMP i do otwarcia kanałów wodnych w ścianie kanalika;







• 
  
  Resorpcja Na⁺ oraz wydzielanie K⁺ i H⁺ w kanaliku dalszym i kanalikach zbiorczych jest regulowane przez aldosteron- hormon syntetyzowany i wydzielany przez korę nadnercza. Resorpcja Na⁺ stymulowana przez aldosteron powoduje również resorpcję wody (nie zmienia się osmolalność moczu kanalikowego) i wynikające z tego zwiększenie objętość ECF, czego następstwem jest wzrost GFR i nerkowego przepływu osocza oraz zmniejszenie produkcji reniny.




• Kanaliki zbiorcze są zbudowane z dwóch rodzajów komórek:

• Komórki główne- odpowiedzialne są za antyport (wymiennik jonowy) zależny od aldosteronu. Reabsobują Na⁺ i wodę oraz wydzielają K⁺.

• Komórki wstawkowe- odpowiedzialne są za antyport (wymiennik jonowy) niezależny od aldosteronu. Wydzielają HCO^-₃ przez wymiennik Cl^-/ HCO^-₃. Ponadto wydzielają H⁺ przy udziale pompy 3H⁺-ATP-azowej.

• Resorpcja mocznika

• Kanaliki zbiorcze położone w rdzeniu zewnętrznym są praktycznie nieprzepuszczalne dla mocznika;

• W rdzeniu zewnętrznym mocznik jest resorbowany z kanalików zbiorczych- czym bliżej brodawki nerkowej tym większa jest jego resorpcja;

• Mocznik jest resorbowany z kanalików rdzenia wewnętrznego razem z wodą przez kanały wodne otwierane pod wpływem AVP (wazopresyny);

• Stosunkowo niewielki przepływ krwi przez naczynia włosowate rdzenia nerki oraz nieco mniejsza w porównaniu do wody, zdolność przenikania mocznika przez ścianę tych naczyń, przyczyniają się do jego akumulacji w tkance śródmiąższowej rdzenia nerki i do jej hiperosmolalności w stosunku do osocza;

• Mocznik powtórnie krąży między płynem kanalikowym pętli nefronu (którego ściany są w różnym stopniu przepuszczalne dla mocznika i może on przez nie dyfundować zgodnie z gradientem stężeń) i otaczającymi naczyniami prostymi.

• Wymiana przeciwprądowa w ramieniu zstępującym pętli nefronu ( w modelowym układzie: płyn kanalikowy płynie w kierunku do brodawki nerkowej, zaś krew w otaczających go włośniczkach- naczynia proste rzekome- w kierunku przeciwnym do kory nerki) jako mechanizm przeciwdziałający wydalaniu nadmiaru jonów sodowych i wody z moczem.

Analogiczne mechanizmy wymiany przeciwprądowej w krążeniu kończynowym (zabezpieczenie przed utratą ciepła ) i krążeniu wrotnym przysadki.

• Mechanizmy rozcieńczania i zagęszczania

Przy braku ADH (wazopresyny) nerki wytwarzają mocz rozcieńczony. W obecności ADH nerki wytwarzają mocz zagęszczony, co osiągane jest dzięki działaniu wzmacniaczy przeciwprądowych (tzn. pętli Henlego i kanalika zbiorczego) oraz wymienników przeciwprądowych (tzn. naczyń prostych). Jednak niezależnie od ADH osmolalność płynu w pętli Henlego, naczyniach prostych i śródmiąższu rdzenia stopniowo wzrasta od złącza korowo- rdzeniowego aż do szczytu brodawki nerkowej.

• Układ wzmacniaczy przeciwprądowych

• Układ wzmacniaczy przeciprądowych opiera się na trzyramiennym modelu budowy nefronu składającego się z dwóch ramion pętli Henlego połączonych zgięciem oraz z kanalika zbiorczego. Płyn przemieszcza się przez te trzy odgałęzienia przeciwprądowo (czyli naprzemiennie w przeciwnych kierunkach).







• Na skutek czynnego wypompowywania NaCl w ramieniu wstępującym pętli powstaje w dowolnym punkcie tego kanalika mała różnica w stężeniu składników pomiędzy płynem kanalikowym i płynem śródmiąższowym (tzw. efekt pojedynczy)., ale jest ona zwielokrotniona wzdłuż długiej osi kanalika z powodu nakładania się tej różnicy stężeń. To zwielokrotnienie efektu pojedynczego nosi nazwę wzmocnienia przeciwprądowego.

• Ramiona pętli Henlego biegną równolegle i wykazują przepływ moczu kanalikowego w przeciwnych kierunkach. Ramię zstępujące jest przepuszczalne dla wody i NaCl, które z łatwością przemieszczają się z płynu śródmiąższowego do kanalików, natomiast ramię wstępujące jest nieprzepuszczalne dla wody i aktywnie wypompowuje Na⁺ i Cl^- do płynu śródmiąższowego. Aktywny transport Na⁺ i Cl^- stanowi siłę napędową mechanizmu zagęszczania moczu, gdyż prowadzi do powstania różnicy w ciśnieniu osmotycznym pomiędzy moczem kanalikowym, a płynem śródmiąższowym (płynem okołokanalikowym) wokół ramienia wstępującego pętli. Różnica ta jest stosunkowo niewielka w dowolnym punkcie pętli (efekt pojedynczy), ale ulega zwielokrotnieniu wzdłuż jej przebiegu (wzmocnienie przeciwprądowe). Dzieje się tak dlatego, że NaCl usunięty z ramienia wstępującego do płynu śródmiąższowego dostaje się do ramienia zstępującego na drodze zwykłej dyfuzji. Nowe porcje NaCl napływające z moczem kanalikowym do pętli z kanalika bliższego podlegają podobnemu krążeniu pomiędzy obu długimi ramionami pętli Henlego i płynem śródmiąższowym.

• Kanalik zbiorczy jest przepuszczalny dla wody i NaCl jedynie w obecności ADH (wazopresyny). Ta przepuszczalność powoduje, że osmolalność moczu wyrównuje się z hiperosmotycznym śródmiąższem rdzenia. Następstwem tego jest wydalenie małej objętości hipertoniczego moczu.


Przy braku ADH kanalik zbiorczy jest nieprzepuszczalny dla wody i mocz dostający się tutaj pozostaje hipotoniczny. Wydalona zostaje większa objętość hipotonicznego moczu.








• 
  
  
  
  Wymienniki przeciwprądowe

Naczynia proste (odgałęzienia tętniczek odprowadzających kłębuszków przyrdzeniowych) stanowią przeciwprądowe wymienniki, które zwiększają skuteczność mechanizmu zagęszczającego. Przebiegają obok pętli Henlego. Są przepuszczalne dla wody i rozpuszczonych w niej substancji. Pomiędzy naczyniami prostymi i śródmiąższowym płynem rdzeniowym istnieje równowaga osmotyczna.

• Rola naczyń prostych

• dostarczanie tlenu i substancji odżywczych oraz usuwanie dwutlenku węgla i końcowych produktów metabolizmu;

• utrzymanie pionowego gradientu stężeń NaCl i mocznika

• utrzymanie wysokich stężeń Na⁺ i mocznika w śródmiąższu rdzeniowym (hiperosmolalności) dzięki wolnemu przepływowi krwi

• zwracanie do krążenia ogólnego NaCl i wody resorbowanej w pętlach Henlego oraz kanalikach zbiorczych.

• Wymiana przeciwprądowa w naczyniach prostych

• Na⁺, Cl^- oraz mocznik biernie resorbowane z ramienia wstępującego pętli Henlego, dyfundują przez płyn śródmiąższowy do ramion zstępujących naczyń prostych i są następnie oddawane do śródmiąższu przez ramiona wstępujące naczyń prostych (zachowując w ten sposób hieperosmolalność śródmiąższa rdzeniowego).

• 
  Woda dyfunduje z ramienia zstępującego naczynia prostego przez płyn śródmiąższowy do ramienia wstępującego tego naczynia. W następstwie kora otrzymuje krew nieznacznie hipertoniczną w stosunku do osocza.







• Mechanizmy regulacji wydalania sodu z moczem:

• Wpływ wzrostu filtracji i wzrostu ciśnienia tętniczego na zwiększenie wydalania sodu (tzw. pressure natriuretis);

• Wzrost ciśnienia krwi w lewym przedsionku jako czynnik zwiększający wydalanie wody i sodu (poprzez: ANP i odruchowe zahamowanie ośrodka pragnienia i zmniejszenie uwalniania AVP- wazopresyny do krwiobiegu w tylnym płacie przysadki mózgowej);

• Wpływ aldosteronu na zmniejszenie wydalania sodu i zwiększenie wydzielania potasu;

• Wpływ pobudzenia nerkowych włókien współczulnych na zmniejszenie wydalania sodu?.

VI Rola nerki w gospodarce kwasowo- zasadowej organizmu

• Układy buforowe

Bufory chemiczne stanowią mieszaninę albo słabego kwasu i sprzężonej z nim soli z mocną zasadą, albo też słabej zasady i sprzężonej z nią soli z mocnym kwasem.

Organizm dysponuje szeregiem współdziałających ze sobą układów buforowych krwi i płynów zewnątrz- i wewnątrzkomórkowych, które zapobiegają zmianom pH podczas zwiększonego wytwarzania substancji zakwaszających lub alkalizujących jego środowisko wewnętrzne. Bufory chemiczne reagują niemal natychmiast z jonami H⁺, ale tylko przejściowo zapobiegają zmianom pH, gdyż ostatecznie lotne kwasy (pochodzące z uwodnienia CO₂) muszą być wydalone poprzez płuca, a nielotne substancje (kwasy, zasady) muszą być wydalone z organizmu za pośrednictwem nerek. Narządy te pełnią funkcję „buforów fizjologicznych” przywracających ostatecznie równowagę kwasowo- zasadową do stanu prawidłowego.

Płyny krążące uczestniczą tylko w około 15% w procesach bezpośredniego zobojętniania jonów H⁺; 15% jest neutralizowanych w płynie śródmiąższowym, a reszta około 70% podlega zobojętnieniu w samych komórkach przez bufory wewnątrzkomórkowe.

Do najważniejszych buforów w zakresie pH fizjologicznego należy zaliczyć:

• bufor wodorowęglanowy

• bufor fosforanowy

• bufor białczanowy

• bufor hemoglobinowy.

• Równanie Hendersona- Hasselbalcha

Równowaga kwasowo- zasadowa jest regulowana przez dwa narządy. Płuca regulują ciśnienie cząstkowe CO₂ przez zmiany wentylacji pęcherzykowej, a nerki kontrolują stężenie jonów HCO^-₃. Klasyczny opis równowagi kwasowo- zasadowej podaje równanie Hendersona- Hasselbalcha zawierające trzy zmienne (pH, P_CO2 oraz [HCO^-₃]) i dwie stałe (pK` i S)

pH= pK` + log nerki/płuca

pH= pK` + log [HCO^-₃]/S* P_CO2

gdzie K- wartość stałej dysocjacji kwasu węglowego; pK- ujemny logarytm z [H⁺]; S- wspóczynnik rozpuszczalności CO₂ w osoczu

• Rola nerek w regulacji równowagi kwasowo- zasadowej ustroju

• Funkcje nerek

W procesie przemiany materii powstaje w ustroju nadmiar jonu wodorowego (kwasów) w stosunku do zasad. Cały ten nadmiar kwasów wydalany jest z moczem. Większość jonu wodorowego wydalana jest w formie zbuforowanej, a tylko ułamek procentu w formie wolnej. Dlatego nie dochodzi do znacznego zakwaszenia moczu (zazwyczaj pH moczu wynosi około 6,5).

Rola nerek w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej polega oprócz wydalania jonu wodorowego, także na regulacji poziomu w osoczu i zasobach ustrojowych jonu HCO^-₃ wchodzącego w skład buforu wodorowęglanowego (HCO^-₃/CO₂). Nerki współdziałają tutaj z płucami regulującymi zasób drugiego składnika tego buforu- kwasu węglowego poprzez wydalanie mniejszych lub większych ilości pozostającego z nim w równowadze dwutlenku węgla..




• Resorpcja HCO^-₃ i wydzielanie H⁺ w kanaliku krętym bliższym

Rysunek ze str 4 z działu V

Przy zwiększeniu stężenia jonów HCO^-₃ w osoczu powyżej progu nerkowego, czyli w warunkach zasadowicy metabolicznej, ich resorpcja pozostaje nie zmieniona i nadmiar wydala się z moczem. Wydalanie wodorowęglanów wzrasta także przy spadku p CO₂ krwi (zasadowicy oddechowej), a obniża się przy jego wzroście (kwasica oddechowa). Tak więc dzięki interwencji nerek stosunek HCO^-₃/CO₂ decydujący o pH krwi nie ulega w tych warunkach zmianie.

• Mechanizmy wydalania jonu wodorowego w formie zbuforowanej

• Jony H⁺ znajdujące się w świetle kanalika reagują z Na₂HPO₄ i powstaje kwaśność miareczkowa: NaH₂PO₄ i w tej postaci jon wodorowy jest wydalany z moczem;





• Jon H⁺ może również w kanaliku reagować z amoniakiem (NH₃₎) tworząc jon amonowy (NH⁺₄), i w tej postaci, w połączeniu z anionami płynu kanalikowego wydalany jest z moczem. Zwiększenie syntezy amoniaku w kwasicy i obniżenie w zasadowicy stanowią czynniki kompensujące zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej.








• Parametry i podział zaburzeń równowagi kwasowo- zasadowej

• Kwasica i zasadowica

• Kwasica (acydoza)- jest stanem klinicznym lub procesem patologicznym spowodowanym akumulacją kwasów (lub utratą zasad) w ustroju, w wyniku której dochodzi do zmniejszenia pH krwi poniżej 7,36 lub wzrostu [H⁺] we krwi powyżej 43,6 nEq/l przy braku zmian kompensacyjnych.

• Zasadowica (alkaloza)- jest stanem lub procesem patologicznym spowodowanym akumulacją zasad (lub utratą kwasów), w wyniku której dochodzi do zwiększenia pH krwi powyżej 7,44 lub zmniejszenia [H⁺] we krwi poniżej 36,3 nEq/l przy braku zmian kompensacyjnych.

• Oddechowy i metaboliczny

• Przymiotnik oddechowy oznacza, że pierwotne zaburzenie dotyczy wentylacji pęcherzykowej i prowadzi do nadmiernie wysokiego lub zbyt małego całkowitego stężenia CO₂ w płynach zewnątrzkomórkowych.

• Kwasica oddechowa odnosi się do stanu nadmiernie wysokiego ciśnienia cząstkowego CO₂ (P_CO2) we krwi tętniczej zwanego hiperkapnią (hieperkarbią);

• Zasadowica oddechowa odnosi się do stanu zbyt niskiego ciśnienia cząstkowego CO₂ (P_CO2) we krwi tętniczej zwanego hipokapnią (hipokarbią).

• Przymiotnik metaboliczny oznacza, że pierwotne zaburzenie dotyczy nadmiernego gromadzenia się lub utraty kwasów niewęglowych w ECF i wpływa na stężenie [HCO^-₃].

• Kwasica metaboliczna odnosi się do zaburzenia, które prowadzi do akumulacji kwasów niewęlowych w ECF lub utraty jonów HCO^-₃ z ECF;

• 
  
  Zasadowica metaboliczna odnosi się do zaburzenia charakteryzującego się utratą kwasów niewęglowych z ECF lub gromadzeniem się jonów HCO^-₃ w ECF.








VII Udział nerki w procesach wydzielania wewnętrznego: Układ renina- angiotensyna- aldosteron, erytropoetyna, 1,25 dihydroksycholekalcyferol.

• Układ renina- angiotensyna- aldosteron


Nerki dysponują układem zdolnym do regulacji przepływu krwi, zarówno w samym krążeniu nerkowym, jak i w krążeniu ogólnym. Jest nim układ renina- angiotensyna- aldosteron. Strukturą odpowiedzialną za wytwarzanie i uwalnianie reniny jest aparat przykłębuszkowy.























































































Zakres działania angiotensyny II obejmuje:

• Silny skurcz tętniczek na skutek skurczu błony mięśniowej tych naczyń i wzrost ciśnienia skurczowo- rozkurczowego;

• Pobudzenie neuronów podwzgórza w kierunku wzmożonego uwalniania wazopresyny, ACTH i wzrost pragnienia;

• Pobudzenie bezpośrednie komórek kory nadnercza do zwiększonego uwalniania aldosteronu;

Angiotensyna II jest najsilniejszym ze znanych czynników obkurczających tętniczki, 4-8 razy bardziej aktywnym niż noradrenalina. To działanie presyjne angiotensyny znika u ludzi z obniżonym poziomem sodu we krwi oraz w marskości wątroby.

Rola fizjologiczna układu renina- angiotensyna- aldoteron sprowadza się do:

• Utrzymania odpowiedniego stosunku pomiędzy filtracją, a zwrotnym wchłanianiem kanalikowym, czyli do zapewnienia równowagi kłebuszkowo- kanalikowej poprzez kontrolę przepływu krwi do kłębuszków i filtracji kłębuszkowej;

• Utrzymanie prawidłowego ciśnienia tętniczego poprzez wpływ na aktywność skurczową mięśniówki tętniczek i wypełnienie łożyska naczyniowego poprzez wydzielanie aldosteronu i zapewnienie zwrotnego wchłaniania jonów sodu w kanalikach nerkowych.

Działanie naczynioskurczające angiotensyny i uwalnianie przez nią aldosteronu prowadzi do wzrostu całkowitego oporu obwodowego i podwyższenia ciśnienia tętniczego krwi. Angiotensyna odgrywa kluczową rolę w patogenezie nadciśnienia pochodzenia nerkowego, rozwijającego się w następstwie patologicznego zwężenia tętnicy nerkowej.

• Erytropoetyna

• Działanie

Erytropoetyna jest podstawowym regulatorem powstawania krwinek czerwonych w szpiku kostnym. Hormon ten jest często syntetyzowany w reakcji na hipoksję tętniczą oraz hipoksję będącą następstwem niedokrwistości. Erytropoetyna jest podstawowym stymulatorem erytropoezy.

• Źródło

Komórki śródbłonka okołokanalikowych naczyń włosowatych są głównym miejscem syntezy erytropoetyny nerkowej. Erytropoetyna syntetyzowana jest także w komórkach nabłonkowych kłębuszków nerkowych oraz w komórkach przykłębuszkowych. U płodów i noworodków hormon ten jest syntetyzowany przede wszystkim w wątrobie.

• Znaczenie kliniczne

Niedokrwistość towarzysząca niewydolności nerek jest następstwem braku produkcji erytropoetyny.

• Witamina D₃

Witamina D₃ , której źródłem jest pożywienie, musi ulec dwóm reakcjom hydroksylacji, aby mogła spełniać swoją rolę w organizmie. Pierwsza odbywa się w wątrobie, a druga przekształcająca witamina D₃ w najaktywniejszą biologicznie formę (1,25- dihroksycholekalcyferol) zachodzi w nerkach pod wpływem 1α- hydroksylazy. Jest to enzym mitochondrialny, który wykryto w komórkach kanalika bliższego nerki.

VIII Mocz

• Właściwości ogólne

• Ciężar właściwy (1,023 - 1,030g/cm³ )

• Izostenuria- oznacza wydalanie moczu o ciężarze właściwym zbliżonym do ciężaru właściwego odbiałczonego osocza (1,010 - 1,011 g/cm³ ). Izostenuria odpowiada upośledzeniu zdolności do zagęszczania i rozcieńczania moczu w kanalikach nerkowych. W praktyce termin izostenuria powinien być stosowany, jeżeli wyniki oznaczania ciężaru właściwego moczu są powtarzalne.

• Hipostenuria- oznacza wydalanie moczu o ciężarze właściwym mniejszym od ciężaru właściwego odbiałczonego osocza (1,000 - 1,009 g/cm³ ). Hipostenuria występuje przy upośledzeniu zdolności do zagęszczania moczu w kanalikach nerkowych.

• Hiperstenuria- oznacza wydalanie moczu o ciężarze właściwym powyżej 1,030 g/cm³ . Występuje przy znacznym zagęszczeniu moczu np. wskutek odwodnienia, a także przy występowaniu w moczu substancji, które zwiększają ciężar właściwy moczu, a w warunkach prawidłowych w wydalonym moczu nie występują np. glukozy, albumin, innych białek krwi.

• Barwa (słomkowa, jasno- żółta, żółta)- zależy od stanu nawodnienia organizmu.

Zabarwienie czerwone lub krwiste świadczy o utracie krwinek czerwonych przez układ moczowy, na przykład przy ciężkich uszkodzeniach nerek, w skazie krwotocznej, lub na skutek obecności kamieni w drogach moczowych. Barwa brunatna wskazuje na zawartość w moczu bilirubiny i może towarzyszyć żółtaczce. Czasami barwa zmienia się pod wpływem niektórych leków lub spożywanej żywności. Inne niepożądane kolory: mętny, żółtobrązowy, czerwonobrązowy, zielony, niebieski, czarny, fioletowy, pomarańczowy.

• Zapach (specyficzny)

Zapach w niektórych chorobach zapach moczu może zostać zmieniony. Np. zakażenie bakterią E. coli może powodować cuchnący zapach, podczas gdy w przebiegu cukrzycy mocz może mieć zapach słodki, lub owocowy.


• Przejrzystość (przejrzysty, klarowny)

Prawidłowo świeżo oddany mocz jest zwykle przejrzysty i klarowny. W miarę stania mętnieje. Mocz od początku mętny występuje w ropnych zapaleniach dróg moczowych i niektórych postaciach kamicy nerkowej.

• pH (kwaśny; od 4,8- 7,8)

Stale utrzymujący się odczyn zasadowy może świadczyć o upośledzeniu zdolności nerki do zakwaszania moczu albo zakażenia układu moczowego bakteriami rozkładającymi amoniak. Odczyn zasadowy może również  świadczyć o kamicy nerek.

Czynniki zakwaszające mocz to np. dieta mięsna, spożycie chlorku amonowego, kwasu askorbinowego.

• Średnia objętość wydalonego moczu w ciągu doby (1000- 1500 ml)

• Polinuria (wielomocz)- wydalanie powyżej 2l moczu na dobę;

• Oliguria (skąpomocz) - wydalanie poniżej 500 ml moczu na dobę. Progowa wartość oligurii określa minimalną objętość moczu niezbędną do wydalenia produktów przemiany materii wytworzonych w ustroju w ciągu doby. Przy wydaleniu w ciągu doby mniejszej objętości moczu niż 500 ml dochodzi do akumulacji produktów przemiany materii we krwi i w tkankach i do rozwoju zaburzeń metabolicznych, które składają się na zespół kliniczny określany mianem niewydolności nerek.

• Anuria (bezmocz) - wydalanie poniżej 100 ml na dobę. Dla określenia zupełnego braku wydalania moczu używany jest termin- anuria całkowita (anuria completa, bezmocz całkowity).

• Skład chemiczny moczu

• Oceniając składniki osadu (jakościowo i ilościowo) bierzemy pod uwagę: nabłonki płaskie, leukocyty, erytrocyty, wałeczki szkliste, składniki mineralne, których obecność uwarunkowana jest odczynem moczu, a także bakterie i śluz.

W obrazach prawidłowych moczu mogą występować pojedyncze krwinki białe, pojedyncze krwinki czerwone i nabłonki płaskie oraz niewielka ilość związków mineralnych, tworzących kryształy lub tzw. osad bezpostaciowy. W warunkach patologicznych stwierdza się zwiększoną ilość elementów komórkowych moczu. Mogą także występować elementy charakterystyczne dla różnych schorzeń, np. liczne bakterie, wałeczki szkliste, ziarniste, komórkowe, tłuszczowe.

• Liczba Addisa to ilość krwinek czerwonych, białych, wałeczków szklistych wydalonych z moczem w ciągu doby.

Za wartości prawidłowe uważa się obecność poniżej 1 500 000 erytrocytów, 2 500 000 leukocytów i 10 000 wałeczków w moczu dobowym.

IX Mechanizmy odpowiedzialne za wydalanie moczu

• Mechanizm przepływu moczu przez moczowody

Mocz wydzielany do miedniczek nerkowych jest odprowadzany do pęcherza przez moczowody przebijające skośnie jego ścianę. Chociaż nie istnieje zwieracz moczowodu, to jednak skośny przebieg przez ścianę pęcherza i odpowiedni fałd błony śluzowej przy ujściu moczowodu do pęcherza zapobiegają cofaniu się (refluksowi) moczu do moczowodów. Regularne fale perystaltyczne, rozpoczynające się w miedniczkach i przebiegające wzdłuż moczowodów w odstępach 1- 5 razy na minutę, przesuwają kolejne porcje moczu do pęcherza. Mają one charakter miogenny, ale ulegają przyśpieszeniu pod wpływem pobudzeń nerwów przywspółczulnych i zahamowaniu przy pobudzeniu nerwów współczulnych. Moczowody są unerwione czuciowo i dlatego odczuwane są silne bóle na skutej ich podrażnienia np. przez przesuwający się kamień moczowodowy.

• Unerwienie autonomiczne pęcherza moczowego i zwieracza wewnętrznego cewki moczowej

• Unerwienie pęcherza moczowego

Unerwienie autonomiczne pęcherza moczowego pochodzi z dwóch ośrodków rdzeniowych, które z kolei kontrolowane są przez korę mózgową. Ośrodek przywspółczulny położony w części krzyżowej rdzenia kręgowego (S2-S4) kieruje mechanizmami opróżniającymi pęcherz, natomiast ośrodek współczulny (Th12- L3) hamuje opróżnianie pęcherza.

• Unerwienie zwieracza wewnętrznego cewki moczowej

Mięsień zwieracz wewnętrzny cewki moczowej jest zaopatrzony przez włókna współczulne, które pobudzają do skurczu. Nitrergiczne włókna przywspółczulne powodują jego rozkurcz.

• Mięśnie uczestniczące w oddawaniu moczu

• Mięsień wypieracz moczu

• Mięsień zwieracz zewnętrzny cewki moczowej

• Mięsień wewnętrzny cewki moczowej

• Mięśnie tłoczni brzusznej

• Mechanizmy odruchowe odpowiedzialne za oddawanie i zatrzymanie moczu i sprzężenie zwrotne między nimi

• Odruch oddawania moczu przebiega według stałego wzorca czasowego w następującej kolejności:

• rozkurcz mięśni gładkich podstawy pęcherza moczowego i mięśnia zwieracz wewnętrznego cewki moczowej;

• skurcz mięśnia wypieracza moczu i narastające szybko ciśnienie śródpęcherzowe do wartości maksymalnej 70-90 cm H₂O;

• rozkurcz mięśnia poprzecznie prążkowanego, zwieracza zewnętrznego cewki moczowej;

• wyrzut moczu z prędkością 20-25 mL/s u mężczyzn i 25-30 mL/s u kobiet i opróżnienie pęcherza.

• Bodźcem progowym dla mechanoreceptorów wyzwalającym odruch oddawania jest rozciągnięcie pęcherza moczowego na taką objętość, aby bierne lepko- sprężyste napięcie jego ścian zwiększyło ciśnienie śródpęcherzowe do wartości około 15-20 cm H₂O.







• Jeżeli okoliczności sprzyjają, ośrodki w korze mózgowej i w tylnej części podwzgórza ułatwiają rdzeniowy odruch oddawania moczu. Wtedy impulsy zstępujące do przywspółczulnych neuronów przedzwojowych w rdzeniu krzyżowym powodują wzrost impulsacji przepływającej włóknami przywspółczulnymi (n.miedniczny) do pęcherza moczowego i po przejściu na cholinergiczny neuron pozazwojowy powodują skurcz wypieracza moczu. Jednocześnie zahamowaniu ulegają przedzwojowe neurony współczulne w rdzeniu lędźwiowym i neurony pozazwojowe współczulne odpowiedzialne za rozluźnienie pęcherza przez uwalnianie noraadrenaliny i pobudzenie receptorów adrenergicznych typu β.

• Skurcze mięśniówki pęcherza moczowego są wynikiem pobudzenia nerwów przywspółczulnych (nerwy miedniczne), będących wypustkami neuronów przedzwojowych segmentów krzyżowych i krótkich pozazwojowych neuronów cholinergicznych i peptydergicznych w ścianie pęcherza. Skurcz mięśnia wypieracza, połączony ze wzrostem ciśnienia wewnątrzpęcherzowego i jednoczesnym rozkurczem mięśnia gładkiego zwieracza wewnętrznego cewki moczowej, umożliwia wyparcie moczu do cewki moczowej. Na przeszkodzie w jego odpływie stoi poprzecznie prążkowany zwieracz zewnętrzny cewki, unerwiony przez nerw sromowy, pozostający pod kontrolą naszej woli. W czasie odruchu oddawania moczu motoneurony nerwu sromowego zostają zahamowane przez bocznice z dróg aferentnych, biegnących z mechanoreceptorów pęcherza do rdzenia kręgowego i to także ułatwia opróżnianie pęcherza. Siłą woli można zahamować oddawanie moczu właśnie przez pobudzenie do skurczu zwieracza zewnętrznego cewki moczowej, co łatwiej udaje się u mężczyzn niż u kobiet, u których zwieracz zewnętrzny cewki jest słabiej rozwinięty i łatwiej też ulega upośledzeniu np. w wyniku uszkodzenia na skutek porodów.

• Odruch oddawania moczu ma stosunkowo długi okres utajony z uwagi na swój wielosynaptyczny charakter i wysokie położenie ośrodka torującego oddawanie moczu w moście.

• Ośrodki przywspółczulne w segmentach krzyżowych stanowią ośrodek integracyjny odruchowego oddawania moczu (przy wypełnieniu pęcherza i pobudzeniu jego mechanoreceptorów) szczególnie u niemowląt, ale w miarę rozwoju dziecka jego funkcję przyjmuje ośrodek mostowy wyzwalający mikcję. U dorosłych tonicznie hamująco na odruch oddawania moczu działają ośrodki śródmózgowia.. Ośrodki położone w tylnym podwzgórzu i wyżej, w obrębie górnego zakrętu czołowego w pobliżu linii środkowej i na wewnętrznej powierzchni półkuli, mają wpływ torujący (ułatwiający) na ośrodek rdzeniowy oddawania moczu.

Opracowanie:

Magdalena Masłowska

BIBLIOGRAFIA

1. S. Konturek: Fizjologia człowieka, tom III. Kraków: Wydawnictwo Uniwersytetu Jagielońskiego, 2001.

2. W. F. Ganong: Fizjologia. Warszawa: PZWL, 19994.

3. J. Bullock, J. Boyle, M.B. Wang: Fizjologia. Wrocław: Urban & Partner, 2001.

4. Z. Traczyk, A. Trzebski: Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, tom I. Warszawa: PZWL, 1989.

5. Z. Traczyk, A. Trzebski: Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej, tom II. Warszawa: PZWL, 1990.

6. J. Walocha, A. Skawina, J. Gorczyca: Anatomia prawidłowa człowieka- Miednica. Kraków: Wydawnictwo Uniwersytetu Jagielońskiego, 2001.

7. Wykłady z fizjologii. Z roku akademickiego 2006/2007

8. http://badaniamedyczne.fm.interia.pl/moczogolnie.html.

Ryc.6 Nerka lewa (przekrój czołowy, widok z przodu)

Ryc. 7 Schemat budowy nefronu ukazujący po prawej stronie nefron korowy, po lewej nefron przyrdzeniowy

Ryc.2 Procentowy rozdział całkowitej wody organizmu w przestrzeni wewnąrz- i zewnątrzkomórkowej

A-osocze; B-płyn zewnątrznaczyniowy; C-płyn”uwięziony”w tkance zbitej, chrzęstnej; D-płyn”uwięziony” w kościach; E- ICF; F- płyn transkomórkowy

Ryc.1 Podziały całkowitej wody w organizmie

Ryc.3 Stężnie kationów i anionów w płynach zewnątrz- i wewnątrzkomórkowych

Ryc.4 Zmiany objętości osmolalności płynów ustrojowych (ECF) w stanach równowagi

Ryc.5 Diagram Darrowa- Yanneta przedstawiający objętość (oś odciętych) i osmomolalność (oś rzędnych) wewnętrz- i zewnątzrkomórkowego płynów u mężczyzny o masie ciała 70kg. Stan prawidłowy zaznaczono na wszystkich diagramach liniami ciągłymi natomiast odchylenia od tego stanu - liniami przerywanymi.

Ryc. 8 Zależność między oporem naczyniowym w tętniczkach, wielkością filtracji (GFR) i nerkowym przepływem osocza (RBF).

P₁- ciśnienie hydrostatyczne w części bliższej; P₂- ciśnienie hydrostatyczne w części dalszej; P_kap- kłębuszkowe ciśnienie hydrostatyczne

Ryc. 9 Autoregulacja przepływu krwi przez nerki

Tkanka śródmiąższowa okołokanalikowa

Komórka nabłonka

Światło kanalika

Błona luminalna

Błona antyluminlna

Ryc. 10 Błona luminalna i antyluminalna

Ryc. 11 Schemat przedstawiający gradienty chemiczne i elektryczne oraz niektóre mechanizmy biorące udział w transporcie substancji rozpuszczonych w kanaliku bliższym

CA- anhydraza węglanowa

Tkanka śródmiąższowa okołokanalikowa

Światło kanalika bliższego

Komórka nabłonka kanalika bliższego

H⁺+HCO^-₃ H₂CO₃

H₂O + CO₂

Na⁺

H⁺ H⁺+HCO^-₃

H₂O + CO₂ H₂CO₃

Ryc.12 Schemat przedstawiający wydzielanie hormonu antydiuretycznego (ADH) w odpowiedzi na zmiany osmolalności osocza i objętości krwi krążącej

Ryc.13 Wpływ aldosteronu na równowagę Na⁺, K⁺, H⁺

Ryc. 14 Kierunki przepływu w kanaliku (przeciwprąd)

A-odcinek zagęszczający; B -odcinek rozcieńczający; C- kanalik zbiorczy; I-śródmiąższe

Ryc.15 Przechodzenie substancji rozpuszczonych oraz rozpuszczalnika

Ryc.16 Gradienty osmotyczne w obecności hormonu antydiuretycznego (ADH)

U_osm- osmolalność moczu

Błona luminalna

Ryc. 17 Wymiana przeciwprądowa w naczyniach prostych

AVR- ramię wstępujące naczynia prostego; DVR- ramię zstępujące naczynia prostego

Ryc. 18 Schemat wydalania jonu wodorowego w formie NaH₂PO₄ („kwaśności miareczkowej”). W świetle kanalika Na₂HPO₄ przechodzi w NaH₂PO₄, a NaHCO₃ wchłania się zwrotnie (oszczędzanie zasad).

aw- anhydraza węglanowa (enzym zlokalizowany w przylegającym do światła kanalika rąbku szczoteczkowym komórek nabłonka kanalików bliższych.

Ryc. 19 Mechanizm wydalania jonu wodorowego w połączeniu z amoniakiem w postaci jonu amonowego (NH⁺₄). Zastępowanie Na⁺ w Na₂SO₄ przez NH⁺₄ umożliwia oszczędzanie zasad ustrojowych (resorpcja NaHCO₃).

Ryc. 20 Charakterystyka nieskompensowanych zaburzeń równowagi kwasowo- zasadowej

Ryc.21 Schemat różnicowania zaburzeń równowagi kwasowo- zasadowej

Objaśnienia: pobudza

hamuje

Podwyższone ciśnienie krwi

RENINA

aldosteron

Wzrost objętości krwi

Zatrzymanie Na⁺ (wzrost resorpcji Na⁺ )

Spadek resorpcji K⁺ (zwiększone wydalanie)

Nieaktywne fragmenty

Przedsionkowy hormon natriretyczny (ANP)

Pobudzenie włókien współczulnych; wzrost amin katecholowych ( działają za pośrednictwem receptorów β₁ adrenergicznych)

Pobudzenie baroreceptorów w obrębie komórek ziarnistych (przykłębuszkowych)

Pobudzenie chemoreceptorów plamki gęstej na skutek spadku stężenia jonów Na⁺ i Cl^- w moczu w części dalszej kanalików nerkowych

Prostaglandyny, tlenek azotu (NO)

odwodnienie

krwotok

Stany utraty sodu

Podwyższone ciśnienie krwi

Angiotensyna II

Wazopresyna (ADH)

Wzrost stężenia potasu (hiperkaliemia)

Nadmiar NaCl

Spadek ciśnienie krwi

Nagła zmiana pozycji z poziomej na pionową

Angiotensynogen (nieaktywny)

Angiotensyna I (nieaktywna)

Angiotensyna II (AKTYWNA)

Angiotensyna III (aktywna)

Ryc. 23 Przemiany angiotensynogenu oraz działanie reniny i enzymy konwertującego (ACE)

Ryc. 22 Aparat przykłębuszkowy i uwalnianie oraz działanie układu renina- angiotensyna

Ryc. 23 Cystometrogram i jego odcinki

---