sciaga pluca, nerki

UKŁAD ODDECHOWY

Dyfuzja komórki- płyn tkankowy

Płyn tkankowy- krew

Kapilary

Kapilary płucne- pęcherzyki

Pęcherzyki- atmosfera

Funkcje układu oddechowego

Funkcja oddechowa jest najważniejszą funkcją układu krążenia. Krążąca krew pobiera tlen i dostarcza go do komórek i tkanek.

Funkcja odżywcza polega na dostarczaniu tkankom substancji odżywczych o odprowadzeniu końcowych produktów przemiany materii do narządów wydalniczych.

Funkcja regulacyjna polega na rozprowadzaniu substancji biologicznie czynnych (hormonów), które regulują wiele procesów życiowych. Funkcja termoregulacyina polega na wyrównaniu i utrzymaniu stałej temperatury ciała, przenoszenie ciepła z mięsni do wątroby oraz regulacji oddawania ciepła na zewnątrz.


Układ oddechowy:

nozdrza, jama nosowa, gardło, krtań, tchawice, oskrzela (P i L), oskrzeliki, pęcherzyki płucne- nabłonek oddechowy, oskrzeliki oddechowe, oskrzeliki końcowe (nie uczestniczą w wymianie gazowej)


Anatomia czynnościowa ukł. oddechowego

-składa się z płuc, dróg oddechowych, mięśni oddechowych klatki piersiowej

Górne drogi oddechowe: jama nosowa, jama ustna i gardłowa, krtań

Dolne: tchawica, oskrzela główne, odgałęzienia oskrzelowe (23 generacje)

Strefa przewodząca:

-górne dr. oddechowe I 16 pierwszych rozgałęzień

-powietrze transportowane do kolejnych odcinków ukł. oddechowego

-nie zachodzi wymiana gazowa

-powietrze ulega ogrzaniu, nawilżeniu i oczyszczeniu

Strefa Przejściowa:

-odgałęzienia od 17. do 19.

-dalsze nawilżanie, ogrzanie, oczyszczenie

-częściowa wymiana gazowa

Strefa Oddechowa:

-odgałęzienia od 20. do 23. I pęcherzyki płucne

-największa wymiana w pęcherzykach oplecionych naczyniami włosowatymi

-wymiana zachodzi zgodnie z gradientem ciśnień parcjalnych gazów oddechowych

(tlen dyfunduje z powietrza zawartego w pęcherzykach płucnych do krwi, CO2 przeciwnie)


Żebra- osłaniają i chronią jamę, w której są płuca

Przepona- płat mięśniowo- włóknisty oddzielający jamę klatki piersiowej od jamy brzusznej, jej skurcz i rozkurcz umożliwia przepływ powietrza do i z płuc.


JAMA NOSOWA
Pierwszy odcinek dróg oddechowych. Podzielona na dwie części przegrodą nosa zbudowaną z kości oraz chrząstki. Wokół jamy znajdują się przestrzenie wypełnione powietrzem, tzw.
zatoki oboczne nosa. Od tyłu jama nosowa łączy się poprzez nozdrza tylne z jamą gardła.
Wewnątrz wysłana jest unaczynioną błoną śluzową pokrytą rzęskami - migawkami, w przedniej części błonę śluzową jamy nosowej pokrywają włoski. W jamie nosowej wyróżniamy okolicę węchową, w błonie śluzowej tej okolicy są zakończenia nerwów węchowych.
Powietrze, które przechodzi przez jamę nosową, zostaje:
- oczyszczone z kurzu (przez śluz, rzęski i włoski pokrywające tę jamę;
- ogrzane;
- nawilżone.

GARDŁO
Odcinkiem, w którym krzyżują się drogi oddechowe i pokarmowe. Jama gardła dzieli się na 3 części:
-
górną - nosową , łącząca się z jamą nosową; w bocznej ścianie części nosowej gardła znajdują się otwory - ujścia trąbek słuchowych;
-
środkową - ustną, leżącą bezpośrednio za jamą ustną;
-
dolną - krtaniową, w której znajduje się wejście do krtani.

KRTAŃ
Narząd położony między gardłem a tchawicą. Zbudowany jest z 9 chrząstek, połączonych ze sobą więzadłami i mięśniami, które służą do jej unoszenia i opuszczania. Jedna z chrząstek - nagłośnia - zamyka wejście do krtani (w czasie połykania pokarmu). Zabezpiecza drogi oddechowe przed niepożądanym wyniknięciem cząstek pokarmowych. Wnętrze wysłane jest nabłonkiem z ruchomymi rzęskami poruszającymi się w kierunku gardła, usuwając zanieczyszczenia, dostające się do krtani wraz z wdychanym powietrzem.
Krtań jest narządem głosotwórczym. Wewnątrz krtani pomiędzy chrząstkami są rozpięte tzw.
fałdy głosowe, które ograniczają przestrzeń, zwaną głośnią. Jest to właściwy aparat głosowy. Dolne fałdy głosowe to strunami głosowymi. Fałdy głosowe przemieszczają się względem siebie dzięki mięśniom, powiększając lub zwężają szpary głośni.
Szpara głośni może by szeroka (przechodzące przez nią powietrze nie powoduje powstawania dźwięku). Przy wąskiej szparze głosowej, przechodzące przez nią powietrze wywołuje drgania strun głosowych i powstawanie dźwięku. Wysokość dźwięku zależy od stanu napięcia strun głosowych, natężenia zaś dźwięku - od szybkości przepływającego przez szparę głosową powietrza.

TCHAWICA
Ma kształt rury o dużej sprężystości. Od góry połączona jest z krtanią, u dołu przechodzi w dwa oskrzela. Ściana zbudowana z chrzęstnych pierścieni połączonych ze sobą za pomocą więzadeł. Chrząstka ma kształt podkowy. Tchawica wewnątrz jest wysłana błoną śluzową pokrytą nabłonkiem z rzęskami. Śluz wydzielany przez gruczoły śluzowe oraz falujące ruchy rzęsek ułatwiają wychwytywanie wdychanych wraz z powietrzem drobin pyłów, które usuwane są z dróg oddechowych w czasie odruchu kaszlu.

OSKRZELA
Naturalne przedłużenie tchawicy. Zbudowane z podkowiastych chrząstek, połączonych ze sobą więzadłami, wysłane nabłonkiem z ruchomymi rzęskami.
Oskrzela główne rozgałęziają się na oskrzela o mniejszej średnicy, dające początek węższym oskrzelikom.


Podstawowe zadania tchawicy i oskrzeli to:
- transport powietrza do płuc;
- ogrzewanie i nawilżanie tego powietrza;
- oczyszczanie powietrza z ciał obcych.


OSKRZELIKI

W ścianach nie występują chrząstki. System rozgałęzień każdego z oskrzeli głównych tworzy tzw. drzewo oskrzelowe doprowadzające powietrze do płuc. Dzielą się one dychotomicznie. Najdrobniejsze z oskrzelików zakończone są pęcherzykami płucnymi. W oskrzelikach ich kolejny podział może być trójdzielny. Oskrzela główne dzielą się na płatowe, te na segmentalne, subsegmentalne i dalsze. Kolejne oskrzele ma mniejszą średnicę. Ściany są dość podobnie zbudowane do ścian tchawicy i dużych płatowych oskrzeli; chrząstki nie tworzą podkowiastych pierścieni, są zwykłymi nieregularnymi płytkami. Ważną rolę zaczyna tu odgrywać warstwa mięśniowa. Napięcie mięśni regulowane przez autonomiczny układ nerwowy, który decyduje o średnicy światła oskrzela.
Oskrzeliki, nie posiadające już chrząstek, a po kolejnych pięciu podziałach pojawiają się oskrzeliki oddechowe, w których ścianie znajdują się pęcherzyki płucne. Po kilkukrotnym podziale tych oskrzelików pojawiają się przewody pęcherzykowe, które prowadzą wprost do pęcherzyków płucnych.

PŁUCA
Narząd parzysty o gąbczastej strukturze, leżący wewnątrz klatki piersiowej (zawieszone są w odpowiednich jamach opłucnej klatki piersiowej). Płuca wypełniają całą klatkę piersiową, oprócz śródpiersia (centralnej części ), otoczone są opłucną , podwójną (dwublaszkową) błoną surowiczą z przestrzenią wewnątrzopłucnową, która oddziela płuca od klatki piersiowej. W jamie opłucnowej znajduje się niewielka ilość płynu surowiczego. Dwie szczeliny, skośna i pozioma, dzielą
płuco prawe na 3 płaty: górny, środkowy i dolny. Płuco lewe - jedna szczelina skośna, dzieli na 2 płaty: górny i dolny. W obrębie płatów wyodrębniamy mniejsze części miąższu płucnego: segmenty oskrzelowo-płucne dzielące się na podsegmenty, te na liczne małe części- zraziki i na najmniejsze części miąższu płucnego - grona. Płuca przypominają zaokrągloną u góry piramidę, której podstawa oparta jest na przeponie, a zaokrąglony szczyt sięga do pierwszego żebra i obojczyka.
Od strony śródpiersia oba płuca posiadają wgłębienie, jest nazywana wnęką płuca, czyli miejsce wypełnione przez tzw. korzeń płuca (oskrzela, naczynia krwionośne, limfatyczne i nerwy). Płuco lewe - w związku z ułożeniem serca - jest nieco mniejsze od prawego. Płuca są pokryte cienką, błyszczącą błoną, tzw.
opłucną, której wilgotna powierzchnia ułatwia ruch płuc w czasie oddechu, nie pozwalając na tarcie ścian. Zbudowane są z pęcherzyków płucnych. Płuca odpowiedzialne są za procesy wymiany gazów pomiędzy powietrzem i krwią przepływających przez sieć naczyń włosowatych otaczających pęcherzyki płucne. Płuca pobierają tlen ze środowiska i przekazują go przez krew do komórek z jednoczesnym odebraniem dwutlenku węgla z komórek do krwi i usunięciem go na zewnątrz


Pozaoddechowe funkcje płuc:


Jama opłucnej

Wewnętrzna powierzchnia klatki piersiowej i zewnętrzna powierzchnia płuc pokryte są błonami surowiczymi zwanymi opłucnymi. Przylegają one do siebie a wąska przestrzeń między nimi stanowi jamę opłucnej. Wypełnia ją niewielka ilość płynu opłucnego:

-ślizganie się powierzchni obu opłucnych względem siebie ->zmniejszenie siły tarcia podczas ruchów oddechowych

-przyleganie obu opłucnych dzięki siłom koherezji ->podążanie tkanki płucnej za ruchami klatki piersiowej

W jamie występuje ciśnienie rozciągające tkankę płucną. W rozciągniętej tk.pł. występują siły retrakcji powodujące jej zapadanie się. Przeciwstawne działanie sił retrakcji i sprężystości klatki piersiowej powoduje wytworzenie ciśnienia w jamie opłucnej.

W jamie opłucnej nie występuje powietrze w warunkach fizjologicznych.


PĘCHERZYKI PŁUCNE

Mają kształt kulisty. Zbudowane są z 1 warstwy płaskich komórek nabłonkowych (pneumocytów) noszących nazwę nabłonka oddechowego oraz komórek ziarnistych, które produkują i wydzielają tzw. czynnik powierzchniowy pęcherzyka płucnego (surfaktant- mieszanina białkowo-tłuszczowa zapobiegająca zlepieniu pęcherzyków płucnych i obniżanie ciśnienia potrzebnego do rozprężenia pęcherzyków płucnych), który w postaci cienkiej błonki pokrywa warstwę płynu surowiczego wyścielającego wnętrze pęcherzyków płucnych. Na wewnętrznej powierzchni pęcherzyka znajdują się komórki pyłowe zjadające zanieczyszczenia dostające się do pęcherzyka płucnego.Na powierzchni pęcherzyków płucnych znajdują się liczne włosowate naczynia krwionośne, których ściany zbudowane są z jednej warstwy śródbłonka. W pęcherzykach płucnych odbywa się wymiana gazowa między wypełniającym je powietrzem a krwią. Ściana pęcherzyka płucnego i ściana naczynia włosowatego tworzą błonę włośniczkowo-pęcherzykową, przez którą tlen przemieszcza się (dyfunduje) do krwi, podczas gdy z krwi do światła pęcherzyków przedostaje się CO2. Od zewnątrz ściana pęcherzyków płucnych jest opleciona siecią naczyń włosowatych (włośniczek płucnych).

- pneumocyty (I typ)

duża powierzchnia, mała grubość, dobra dyfuzja

Wyścielają pęcherzyk płucny, cienkościenne, płaskie o małej grubości. przez nie odbywa się dyfuzja

Pęcherzyk ma w środku płyn który zapewnia najmniejszą objętość.

Z zewnątrz otoczony siecią naczyń krwionośnych, wymiana gazowa między światłem pęcherzyka i światłem kapilary.

CO2 od kapilar płucnych do pęcherzyka zgodnie z gradientem ciśnień.

-pneumocyty (II typ))

produkują surfaktant który zawiera strukturę hydrofilną i hydrofobowa, zmniejsza pracę oddechową umożliwia wykonanie 1 wdechu, zmniejszają opory oddechowe. Niedobór to spadek podatności na rozprężenia

Bariera dyfuzyjna pomiędzy pęcherzykiem a kapilarami.

CO2 i O2 przemieszają się na zasadzie dyfuzji, wymiana gazowa na zasadzie różnic ciśnień.


Płyn, który wyściela pęcherzyki od środka, wykazuje napięcie powierzchniowe i pęcherzyk osiąga małe rozmiary. Surfaktant pokrywa warstwę płynu i zmniejsza napięcie powierzchniowe, co powoduje:

-ułatwienie rozprężania pęcherzyków płucnych w czasie wdechu

-zmniejsza wydatki energii związane z wentylacją


Przebieg wymiany gazowej zachodzącej w pęcherzykach płucnych.
Występuje pomiędzy pęcherzykiem płucnym i naczyniem krwionośnym oplatającym go. Polega na wyrównaniu stężeń O2 i CO2 pomiędzy pęcherzykiem płucnym i oplatającym go naczyniem krwionośnym. Proces ten nie zachodzi w każdej części płuc. Wyróżnia się tzw.
składnik oskrzelowy, który służy do przewodzenia powietrza, oraz składnik pęcherzykowy, w którym to ma miejsce ostatnia faza oddychania zewnętrznego (przedtkankowego), czyli wymiana gazowa.


Wentylacja:

Mechanika oddychania związana jest z rytmicznymi zmianami wymiarów klatki piersiowej, ze sprężystością płuc, określoną rolą opłucnej oraz zmieniającym się w kolejnych fazach oddychania ciśnieniem powietrza w jamie klatki piersiowej, w jamie opłucnowej oraz miąższu płucnym. Wentylacja płuc jest przede wszystkim uzależniona od odruchów klatki piersiowej w fazie wdechu i wydechu.

Etapy wentylacji:

  1. Wdech

  1. Wydech


W wysiłku aktywne mięśnie wydechowe:

-międzyżebrowe wewnętrzne

-mięśnie ścian jamy brzusznej

Dodatkowe mięśnie wdechowe

Mięśnie pochyłe – unoszą klatkę piersiową

Mięśnie mostkowo- obojczykowo-mieczykowate


Krew z kapilar do lewego serca.

Transport O2 z kapilar płucnych do kapilar systemowych.

Wymiana gazowa między płynem tkankowym a poszczególnymi komórkami ustroju.

CO2 produkowany w komórkach.


Przepływ gazów między wdechem a wydechem w spoczynku gradient 0mm/Hg

W warunkach spoczynkowych 12-16 oddechów/min

Każdy wdech i wydech to 400-500ml – objętość oddechowa

Wentylacja- 6l/min

Duży wysiłek fizyczny

Wentylacja 120-160 l/min


Nerwy para synaptyczne- powodują obkurczenie drzewa oskrzelowego

-adrenalina- rozszerzenie drzewa oskrzelowego

-histamina- obkurczenie mięśnia oskrzelowego


Objętości płuc:


Pojemności płuc:

W czasie spoczynku jest wdychane i wydychane około 8 litrów powietrza na minutę. Jest to wentylacja płuc minutowa.

Całkowita wentylacja płuc minutowa- przeciętnie wynosi ona (TV x f) 600 x 12 = 7,2 litra. Zależy ona od płci, masy ciała, ogólnie od metabolizmu organizmu.

Całkowita pojemność płuc - to cała objętość powietrza zawartego w płucach. Dzieli się ją na:
a)
pojemność wdechową, którą określa pojemność powietrza wciąganego do płuc w czasie najgłębszego wdechu, po spokojnym wydechu.
b)
pojemność zalegającą czynnościową - pojemność powietrza pozostająca w płucach przy spokojnym wydechu

Pojemność życiowa płuc – człowiek dorosły wykonuje przeciętnie 18 oddechów na minutę pobierając i wydychając jednorazowo około 500cm3 powietrza – jest to powietrze oddechowe. Przy silnym wdechu można do płuc wciągnąć jeszcze około 1500cm3, jest to tzw. powietrze zapasowe, w sumie pojemność życiowa płuc wynosi 3500cm3. w płucach pozostaje zawsze powietrze zalegające (około 1000cm3) całkowita pojemność płuc równa jest pojemności życiowej plus powietrze zalegające czyli 4500cm3.


Wentylacja a perfuzja

Wentylacja i perfuzja nie zachodzą w płucach równomiernie. Przepływ powietrza i krwi jest większy w częściach dolnych płuc. powody:

U dorosłego człowieka w pozycji stojącej w spoczynku stosunek wynosi ok. 0,85. Optymalną wartością jest 1. W częściach przyszczytowych płuc występuje względna przewaga wentylacji nad przepływem krwi i część powietrza nie uczestniczy w wymianie gazowej – pęcherzykowa przestrzeń bezużyteczna. W częściach przypodstawnych – część krwi przepływającej przez naczynia włosowate oplatające pęcherzyki nie uczestniczy w wymianie – fizjologiczny przeciek płucny. Stosunek wentylacja/przepływa waha się od 3,3 do 0,55.


Wymiana gazowa

Pęcherzyki płucne

Ciśnienie O2- 104mm/Hg wdech

Ciśnienie CO2- 40mm/Hg

Ciśnienie H2O- 47mm/Hg

W płucach po wydechu pozostaje objętościowa pojemność zalegająca ok. 2l


Dyfuzja gazów oddechowych

Szybkość dyfuzji zależy od:


Transport gazów oddechowych:
Transport tlenu:

Transport CO2

Cząsteczki CO2 dyfundujące z tkanek do krwi rozpuszczają się w osoczu i przenikają w tej postaci do wnętrza erytrocytów. Tam pod wpływem enzymu anhydrazy węglanowej dwutlenek węgla wiąże się z wodą i powstaje kwas węglowy. CO2 znajdujący się w erytrocytach wiąże się z grupami aminowymi aminokwasów, z których są zbudowane białka osocza i hemoglobina


Dyfuzja tlenu odbywa się z pęcherzyków w kierunku krwi. Cząsteczka tlenu, aby dostać się z obszaru pęcherzyka płucnego do cząsteczki hemoglobiny w erytrocycie, musi przenikać przez warstwę surfaktantu, komórki nabłonka oddechowego pęcherzyka, przez płyn międzykomórkowy miąższu płucnego, śródbłonek naczyniowy włośniczki płucnej, osocze, w którym zawieszone są krwinki i błonę komórkową erytrocytu.
Dyfuzja tleneku węgla(IV)- odwrotnie.


Czynnikiem, który szczególnie wpływa na szybkość dyfuzji gazów w powyższych warunkach, jest różnica ich stężeń, względnie ciśnień cząstkowych (parcjalnych) w obu środowiskach. Dyfuzja gazów w płucach jest podstawowym elementem wymiany gazowej ustroju z otoczeniem. Zablokowanie dyfuzji prowadzi do śmierci wskutek uduszenia (surfaktant).

Gazy oddechowe dyfundują w płucach przez tzw. błonę dyfuzyjną utworzoną z: surfaktantu, pneumocytów, błony podstawnej pęcherzyków płucnych, błony podstawnej naczynia włosowatego, śródbłonka naczyń włosowatych.


Dyfuzja gazów w tkankach – krew tętnicza dopływająca do tkanek ma większą prężność tlenu i mniejszą prężność dwutlenku węgla w porównaniu z odpływającą krwią żylną. Zgodnie z gradientem ciśnień tlen zgromadzony w erytrocytach przenika do komórek, dwutlenek węgla zaś w kierunku przeciwnym - z komórek do osocza. Cząsteczki tlenu dyfundują przez błonę komórkową krwinek czerwonych do osocza, następnie przez ścianę naczyń włosowatych do płynu międzykomórkowego i w końcu przedostają się do komórek.

W zależności od intensywności metabolizmu występują duże
różnice w prężności tlenu w poszczególnych tkankach. W tkankach o intensywnym metabolizmie prężność tlenu w komórkach jest mała i jednocześnie te tkanki zużywają więcej tlenu. Dlatego też krew z nich odpływająca zawiera mniej tlenu i więcej dwutlenku węgla.

Stopień zużycia tlenu określa się tzw.
różnicą tętniczo-żylną w zawartości tlenu. W okresie aktywności ruchowej zwiększa się pojemność minutowa serca i wentylacja minutowa płuc. W trakcie wysiłku fizycznego zużycie tlenu przez organizm może zwiększyć się kilkakrotnie.


REGULACJA ODDYCHANIA

Regulacja oddychania, czyli częstotliwość i głębokość oddechów odbywa się za pośrednictwem ośrodka oddechowego w rdzeniu przedłużonym. W składa tego ośrodka wchodzą dwa rodzaje neuronów tworzące dwa ośrodki o przeciwnej funkcji. Są to neurony wdechowe tworzące ośrodek wdechu (znajdują się w jądrze samotnym i w części przedniej jądra tylno-dwuznacznego nerwu błędnego) oraz ośrodek wydechu (w jądrze dwuznacznym nerwu błędnego i w części tylnej jądra tylno-dwuznacznego błędnego)

Ośrodek wdechu wysyła impulsy nerwowe do rdzenia kręgowego, do neuronów ruchowych unerwiających Miśnie wdechowe, ośrodek wydechu pobudza zaś neurony ruchowe unerwiające mięśnie wydechowe.

Ośrodek pneumotaksyczny hamuje zwrotnie ośrodek wdechu na 1-2 sekundy po czym neurony ośrodka wdechu ponownie pobudzają się i wysyłają salwę impulsów do rdzenia kręgowego. Rytmiczność oddechów związana jest z występującymi po sobie kolejno okresami pobudzania i hamowania ośrodka wdechu.


Modulacja aktywności ośrodka wdechu

Pobudzenie powstające w ośrodku wdechu jest modulowane, a więc oddechy przyspieszają się i są pogłębiane lub zwalniają się i spłycają na skutek:

Impulsy nerwowe modulujące aktywność neuronów ośrodka wdechu biegną od:


Chemoreceptory

Zasadniczym modulatorem aktywności ośrodka wdechu są impulsy aferentne biegnące od chemoreceptorów kłębuszków szyjnych i kłębków aortowych. Bodźcem drażniącym chemoreceptory jest nieznaczne zwiększenie ciśnienia parcjalnego CO2 i koncentracji jonów wodorowych lub znaczne zmniejszenie ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi tętniczej.

Interoreceptory i proprioreceptory

Rozciągnięcie tkanki płucnej pobudza interoreceptory – mechanoreceptory inflacyjne – znajdujące się pomiędzy mięśniami gładkimi oskrzeli i wyzwala wydech. Przeciwnie – zmniejszenie stopnia rozciągnięcia płuc w czasie wydechu pobudza inne mechanoreceptory deflacyjne i wyzwala wdech. Wdechowe lub wydechowe ustawienie klatki piersiowej drażni odpowiednie proprioreceptory i wpływa modulująco na częstość i głębokość oddechów. Im głębszy jest wdech, tym głębszy wydech po nim następuje.


Charakterystyka krążenia płucnego :

krążenie to jest niskociśnieniowym, małooporowym odcinkiem układu krążenia

obszar o niewielkim gradiencie ciśnień ( 8 mmHg ), ciśnienie w tym krążeniu wytwarzane jest przez prawą komorę serca.

Ciśnienie w pniu tętniczym


  1. tętnice i żyły krążenia płucnego zawierają niewielkie ilości mięśni gładkich, wykazują znaczną plastyczność, zarówno po stronie tętniczej, jak i żylnej

  2. w krążeniu tym nie ma typowych naczyń oporowych

  3. w tętnicach dochodzących do naczyń włosowatych ( oplatających pęcherzyki płucne ) występuje zaledwie kilkumilimetrowy spadek ciśnienia

  4. największy opór, ok. 60 % całkowitego oporu w układzie krążenia, występuje w obrębie naczyń oplatających pęcherzyki płucne i związany jest z ciśnieniem wewnątrzpęcherzykowym, średnicę tych naczyń kształtuje ciśnienie transmuralne (różnica ciśnień pomiędzy ciśnieniem w naczyniach a ciśnieniem pęcherzykowym). To ciśnienie zmienia się w czasie wdechu i wydechu, związane jest to ze zmianą ciśnienia pęcherzykowego w fazach oddychania, ciśnienie to jest odmienne od atmosferycznego – równe mu tylko przy otwartych drogach oddechowych i przy zatrzymaniu wdechu

  5. w łożysku naczyniowym krążenia płucnego objętości krwi po stronie tętniczej i żylnej są podobne

  6. w obrębie mikrokrążenia znajduje się 12 – 15 % całkowitej objętości krwi łożyska naczyniowego płuc


Prawidłowy stosunek wentylacji pęcherzykowej do przepływu krwi przez naczynia włosowate płuc wynosi od 0,8 do 1,0. Przy tych wartościach wskaźnika objętość powietrza wpływającego do danego obszaru pęcherzyków płucnych w jednostce czasu jest bardzo zbliżona do objętości krwi przepływającej w tym czasie przez naczynia włosowate pęcherzyków.



UKŁAD WYDALNICZY, NERKI

NERKI

Błona przepuszcza wszystko prócz białek, subst, potrzebne pobierane z pramorzu

EGF- naskórkowy czynnik wzrostu, czynnik przyspieszający gojenie i regenerację, wymiana nabłonka

Kwas moczowy- oddzielanie martwej tkanki

wit.D3- związanie z wchłanianiem Ca2+, słoneczko+ wapń, przy niedoborze niedobór pobierany z kości

nerki znajdują się w okolicy lędźwiowej, wiszą w torebce tłuszczowej (amortyzacja), parzyste

nerka produkuje hormony i jest wrażliwa na wszystkie hormony i można ją regulować hormonalnie

jed. funkcjonalna- nefron

mocz 0,5- 1,8l

-minimalny- maksymalnie zagęszczony

15g substancji osmotycznie czynnych

Filtracja kłębuszkowa

100-125 ml – średni/minimalny

140-180 dziennie

Kilkukrotna filtracja płynów ustrojowych

Nie wymaga energii- droga dyfuzji

Odzyskanie subst- potrzebna energia

Filtruje do układu krążenia

1l krwi- krążenie czynnościowe (realizacja)

Nerka- małe unerwienie, krążenie systemowe, wykorzystuje tlen tylko do odżywiania, pracuje na osoczu

Precyzyjne mechanizmy autoregulacji, podlegają jej 3 parametry:

nadciśnienie-> większe wydalanie moczu-> wzrost gęstości krwi-> skrzep

przepływ krwi w nerce mocno regulowan

nerki są unerwione sympatycznie-parasympatycznie

- kurczą się kapilary przed i za

Częstsze sikanie wynika ze skurczu pęcherza

3/4 H2O wraca i znowu na początek

Subst. niepożądane pozostają w reszcie (ok. 30%)

Filtracja kłębuszkowa- u kobiet mniejsza, różnica ciśnień na zewnątrz i wewnątrz naczynia

Nie filtrują dużych białek, ściągają z powrotem wodę

Zapalenie nerek- białko ucieka, białkomocz zatyka kanaliki nerkowe, nie produkuje się moczu

czynniki wywierające wpływ na przesączanie kłębuszkowe:

Ciśnienie w drogach moczowych

Torebka tłuszczowa otwarta od dołu, nie można za szybko się odchudzać

Wit. C max 500mg, bo gromadzą się w mięśn.

Klirens nerkowy- zdolność nerek do oczyszczania moczu, ilość osocza całkowicie oczyszczona z danej substancji (ml,l)

Klirens glukozy- 0%(wraca się z powrotem), barwniki 100%

Odzyskiwanie H2O

W kanaliku bliższym 75%

Jony wodorowe i inne niepożądane antybiotyki

10% odzyskiwanej w petli Henlego

1% siki

Przez i między komórkami

Klirens wody: 99%

Klirens osocza- 1ml

ADH – wazopresyna

Czynniki uwalniające ADH:

Sód- 1% tracimy, 99%odzyskujemy

W drugim etapie transportu zachodzi przeciwko gradientowi, wykorzystanie pompy K-Na- potrzeba energii

Wnętrze kanalika- elektronegatywne, potem wchłaniamy słabe zasady i kwasy dzięki tej elektronegatywności

Potas- usuwamy go tylko z moczem, pompa wodoro-potasowa, im więcej tym większe zakwaszenie

W rozwidleniu- komórki hormonalne naczyń doprowadzających i odprowadzających

Erytropoetyna- pobudza produkcję erytrocytów w szpiku, anemia

Tenina- uruchomienie angiotensyny, nadciśnienie

Plamka gęsta- regulacja układu ciśnienia krwi

Sól- pobudzenie reniny-> angiotensyny-> wzrost ciśnienia

Sumarycznie do efektu fizjologicznego wynik z działania układu:

Angiotensyny są też produkowane w sercu, korze nadnerczy, trzustce i jajnikach

Im więcej przefiltrujemy tym więcej wchłoniemy.

Jeśli filtracja wzrasta do 15 to nie sikamy więcej (7-8l) tylko więcej wchłaniamy

Tm- transport maksymalny (z udziałem nośników Na)

Cukier- jest odzyskiwany ale tylko do pewnego stopnia

Wchłanianie wodorowęglanów (zasad.)1mEq wysikujemy , mocz jest kwaśny

Po wymiotach mocz alkaliczny

długie unieruchomienie – kamica nerkowa

pętle nefronu i przeciwny przepływ płynów przez naczynia proste-wytwarza się wysoki gradient osmotyczny w części piramidowe, mocz płynący ma zabieraną wodę i staje się gęstszy, na końcu ADH doreguluje resztę.

Subst. toksyczne , metale, mało wart. energetycznie

Zdolność nerki do zagęszczania moczu:

Praca wzmacniaczy, przeciwprądowy

Hiperosmolarnością części rdzennej nerki

Udział: ADH, ANP, aldosteronu, angiotensyny (II), PTH

Równowaga kwasowo-zasadowa

Bufor dawca K+ biorca H+

Wodorowęglanowy H2CO3 HCO3 + H+

Fosforanowy H2PO4- HPO4 + H+

Białczanowy

Hemoglobin owy

Amonowy

Ph=const+nerki/płuca (20/1)

Zaburzenia ph:

Kompensacja:

Metabol. (nerki)

Odechowa (płuca)

Kwasica metaboliczna- stan nierównowagi

Spadek HCO3-/pCO2

Nerki pracują na wodorowęg., płuca- na dwutlenku węgla

Jak kwasica jest głęboka to CO2 (płuca) mogą się skompensować

Hiperwentylacja- oddech kussmaula, ale HCO3- spada jeszcze bardziej

Kwasica oddechowa

HCO3-/wzrostCO2

Kompensacja nerkowa

Wzrost reabsorbcji HCO3-

Oszczędza się zasad/ zakwaszenie moczu, synteza amoniaku

Alkaloza metaboliczna

Kompensacja płucna (oddychanie wokie, spadek wentylacji pęcherzyko.)

wzrostHCO3/wzrostpCO2

Alkaloza oddechowa

HCO3/spadek pCO2

Kompensacja nerkowa

Wydalanie HCO3-

Udział nerek w utrzymaniu pH płynów ustrojowych


Głównym zadaniem jest zabezpieczenie stałości środowiska wewnętrznego organizmu poprzez wydalanie:

Nerki są odpowiedzialne za:


Znaczenie i główne funkcje

Główne zadania nerek to:


Filtracja kłębuszkowa, (fizjol. pierwszy etap powstawania moczu; w wyniku filtracji powstaje w ciągu doby ok. 150 l moczu pierwotnego, który, przepływając przez kanaliki nerkowe, ulega zagęszczeniu do ok. 1,5 l/dobę moczu ostatecznego)

Filtracja kłębuszkowa i czynniki na nią wpływające
filtracja krwi w kłębuszku zachodzi dzięki różnicy w ciśnieniu pomiędzy krwią tętnicza a płynem w torebce Bowmana. Wysokie ciśnienie krwi w naczyniach włosowatych kłębuszka wzmaga ultrafiltrację, zaś obniżone ciśnienie zmniejsza.
Przesącz kłębuszkowy zawiera takie same składniki jak osocze krwi
Przesączanie kłębkowe jest funkcją przepuszczalności błony filtracyjnej kłębków, ciśnienia osmotycznego białek osocza, wewnątrzkłębkowego ciśnienia hydrostatycznego i ciśnienia krwi w naczyniach doprowadzających krew do kłębka.


Krążenie nerkowe: przepływ krwi

Do kłębuszków nerkowych krew dopływa poprzez tętniczki doprowadzające a odpływa przez tętniczki odprowadzające. Ciśnienie w naczyniach kłębuszka jest wyższe niż w naczyniach włosowatych innych narządów i wynosi średnio 6 kPa. Skurcz błony mięśniowej tętnic zmniejsza przepływ krwi przez nerki i przez naczynia kłębuszków nerkowych. Przepływ krwi przez naczynia kłębuszków zależy również od przekaźników chemicznych i hormonów dopływających z krwią tętniczą do kłębuszków. Hormony i przekaźniki działają na komórki mezangium, które kurcząc się zmniejszają przepływ krwi przez naczynia włosowate. Komórki mezangium kurczą się pod wpływem: noradrenaliny, hormonów peptydowych, eikozanoidów.


Budowa nerek
Miąsz nerkowy składa sie z położonej na obwodzie
kory oraz rdzenia. W korze znajdują sie ciałka nerkowe Malpighiego, w których odbywa sie filtracja. Podstawowym składnikiem rdzenia są kanaliki nerkowe. Jednostka czynnościowa w nerce jest nefron. Nefrony działają jednocześnie choć każdy z nich pełni swoje funkcje niezależnie.

Nefron składa sie ze splotu naczyń włosowatych, zwanych kłębkiem nerkowym, otoczonych torebka Bowmana (kłębek nerkowy i torebka Bowmana tworzą ciałko nerkowe Malpighiego) oraz z kanalików nerkowych


NERKA

jest narządem parzystym, położonym zaotrzewnowo, na tylnej ścianie jamy brzusznej. Od strony przyśrodkowej wnikają do nerki tętnice i nerwy, a wychodzą z niej żyły i moczowód. Nerka jest pokryta cienką torebką łącznotkankową. Na powierzchni przekroju wyróżnia się dwie części nerki:

Część korowa stanowi 3/4 miąższu nerki. Wnika ona między jednostki strukturalne rdzenia (tzw. piramidy), tworząc słupy nerkowe. Mają one kształt przylegającego podstawą do kory stożka, na wierzchołku którego znajdują się tzw. brodawki nerkowe. Na szczycie brodawek zlokalizowane są końcowe odcinki przewodów zbiorczych cewek nerkowych. Od podstawy piramid wnikają w głąb kory pasmowate struktury - promienie rdzenne Ferreina. Zawierają one cewki bliższe, dalsze oraz zbiorcze.
Rdzeń nerki dzieli się na część zewnętrzną, przylegającą do kory, oraz wewnętrzną, która kończy się brodawką nerkową. W części zewnętrznej wyróżnia się pasmo zewnętrzne i wewnętrzne.

Podstawową jednostką morfologiczno-czynnościową nerki jest
nefron. W jego skład wchodzą:

Nefrony różnią się między sobą długością pętli Henlego. Nefrony, których kłębuszki znajdują się w powierzchownej lub środkowej warstwie kory, mają pętle krótkie, natomiast te, które leżą przyrdzeniowo, posiadają pętle długie.


CIAŁO NERKOWE

Składa się z sieci naczyń włosowatych, powstałych z podziału tętniczki doprowadzającej, które następnie łączą się ponownie, tworząc tętniczkę odprowadzającą oraz torebki kłębuszka nerkowego (torebki Bowmana). W kłębuszku nerkowym wyróżnia się biegun naczyniowy (miejsce, gdzie wnika tętniczka doprowadzająca i wychodzi tętniczka odprowadzająca) oraz biegun moczowy, gdzie kłębuszek łączy się z cewką bliższą.

Torebka kłębuszka (torebka Bowmana)

jest zbudowana z nabłonka o spłaszczonych komórkach oraz błony podstawnej. W obrębie bieguna naczyniowego nabłonek (ścienny) przechodzi na powierzchnię pętli naczyniowych kłębuszka nerkowego, tworząc tzw. nabłonek trzewny. Komórki nabłonka przekształcają się, wytwarzając wypustki stopowate. W ten sposób powstają komórki nabłonka kłębuszka (podocyty), które tworzą najbardziej zewnętrzną część bariery filtracyjnej kłębuszka nerkowego (filtra kłębuszkowego). Podocyty zawierają duże ilości kwasu sialowego oraz sialoproteiny. Obecność tych związków powoduje, że powierzchnia komórek jest naładowana ujemnie, co warunkuje utrzymanie prawidłowej struktury kłębuszka i jego czynności jako bariery filtracyjnej. Drugą z kolei warstwą bariery filtracyjnej kłębuszka nerkowego jest błona podstawna. Składa się ona z gęstej warstwy środkowej oraz dwóch warstw rozrzedzonych: wewnętrznej (podśródbłonkowej) i zewnętrznej (podnabłonkowej). Ujemny ładunek błony podstawnej powodują glikozaminoglikany bogate w siarczan heparanu. Ostatnią warstwę bariery filtracyjnej tworzą komórki śródbłonka naczyniowego. Również powierzchnia tych komórek ma ładunek ujemny. Wynika to z obecności polianionowych glikoprotein. W przestrzeni pomiędzy poszczególnymi pętlami naczyniowymi kłębuszka nerkowego znajdują się tzw. komórki mezangialne. Mają one nieregularne kształty, posiadają bowiem liczne, różnej długości wypustki. Komórki mezangialne m.in. podtrzymują strukturę kłębuszka, wpływają na szerokość światła włośniczek kłębuszka nerkowego, mają zdolność fagocytozy oraz produkują niektóre substancje czynne. Komórki te charakteryzują się dużą ruchliwością. Uczestniczą w większości reakcji tkankowych na terenie kłębuszka nerkowego.

CEWKA NERKOWA

tworzy pozakłębuszkową część nefronu. Zbudowana jest z następujących, przechodzących jeden w drugi, odcinków: cewki krętej I rzędu (cewki bliższej albo proksymalnej), pętli Henlego oraz cewki krętej II rzędu (cewki dalszej albo dystalnej). Cewki dystalne sąsiadujących nefronów łączą się w cewki zbiorcze, a te po kolejnych połączeniach tworzą duże cewki zbiorcze, uchodzące w szczycie brodawki nerkowej do kielichów nerkowych.

Cewka bliższa rozpoczyna się w biegunie moczowym kłębuszka nerkowego jako cewka kręta pierwszego rzędu. Od strony światła pokryta jest komórkami nabłonkowymi, posiadającymi rąbek szczoteczkowy z mikrokosmkami.

Dalszy odcinek cewki, tj. część prosta cewki bliższej, przechodzi (na granicy między pasmem zewnętrznym i wewnętrznym zewnętrznej części rdzenia) w część cienką pętli Henlego. Nabłonek tej cewki jest niski, a liczba mikrokosmków niewielka.

Pętla Henlego przechodzi w cewkę dystalną. Jej średnica oraz kształt komórek są zbliżone do cewki bliższej. Z komórek cewki dystalnej w miejscu ich przylegania do ściany tętniczki doprowadzającej kłębuszka nerkowego oraz z komórek mezangium pozakłębuszkowego powstaje specyficzny zespół komórek, które tworzą tzw. aparat przykłębuszkowy, gdzie produkowana jest substancja aktywna - renina. Cewki dystalne sąsiadujących nefronów łączą się w cewki zbiorcze, które po kolejnych połączeniach tworzą duże cewki zbiorcze, uchodzące w szczycie brodawki nerkowej (brodawki znajdują się na wierzchołku piramid nerkowych) do kielichów nerkowych.

Tkanka śródmiąższowa stanowi niewielki odsetek objętości nerki. Składają się na nią komórki oraz tzw. macierz, zawierająca głównie glikozaminoglikany. W tkance śródmiąższowej produkowane są niektóre enzymy i substancje aktywne, np. prostaglandyny. Tkanka ta odgrywa również istotną rolę w zagęszczaniu moczu.


Unaczynienie nerek

Nerki otrzymują krew utlenowaną (tętniczą) z parzystych tętnic nerkowych, odchodzących od części brzusznej aorty na wysokości pierwszego kręgu lędźwiowego.

Tętnica nerkowa dzieli się zazwyczaj na gałąź przednią i tylną. Gałąź przednia dzieli się na górną, środkową i dolną (doprowadzają one krew do segmentu górnego, środkowego i dolnego nerki). W miejscu wnikania do miąższu nerki tętnice ulegają dalszemu podziałowi i jako tętnice międzypłatowe przebiegają między piramidami do wysokości połączenia istoty korowej i rdzeniowej. Następnie powstają z nich tętnice łukowate, od których odchodzą tętnice międzypłacikowe. Od tych ostatnich odchodzą tętniczki doprowadzające kłębuszka nerkowego, które po podziale na sieć naczyń włosowatych łączą się ponownie i tworzą tętniczkę odprowadzającą. Dalszy.

W kłębuszkach korowych tętniczki odprowadzające przechodzą we włośniczki międzycewkowe (dostarczają one krew poszczególnym cewkom nerkowym), natomiast w kłębuszkach przyrdzeniowych dzielą się na gałązkę doprowadzającą krew do cewek oraz gałązkę wchodzącą do piramid nerkowych, która jako tętniczka prosta rzekoma biegnie wzdłuż pętli nefronu i cewek zbiorczych aż do szczytu piramid. Takie położenie topograficzne pętli nefronu, naczyń prostych oraz cewek zbiorczych umożliwia zagęszczanie i rozcieńczanie moczu.

Różnej wielkości żyły w nerkach towarzyszą w zasadzie opisanym tętnicom nerkowym. W efekcie krew z żył nerkowych spływa do
żyły głównej dolnej.
Nerki posiadają unerwienie
współczulne (ze splotu nerkowego) oraz przywspółczulne (z nerwu błędnego lub nerwów trzewnych miedniczek).


Czynność nerek
Głównym zadaniem nerek jest zabezpieczenie stałości środowiska wewnętrznego organizmu poprzez wydalanie nadmiaru wody, soli mineralnych i innych substancji zbędnych i/lub szkodliwych, które powstają podczas procesów metabolicznych albo są przyjmowane np. z pokarmem. Nerki są odpowiedzialne za zachowanie stałej objętości, ciśnienia osmotycznego oraz składu elektrolitowego płynów ustrojowych.

Można wyróżnić cztery główne kategorie czynności nerek:


Powyższe funkcje są spełniane m.in. dzięki procesowi filtracji (przesączania), mającemu miejsce w kłębuszkach nerkowych, oraz dzięki procesom wchłaniania zwrotnego (reabsorbcji) i wydzielania, jakie zachodzą w cewkach nerkowych.


  1. Przesączanie kłębuszkowe

jest podstawowym procesem powstawania moczu. Polega ono na przechodzeniu wody osocza i wszystkich substancji w niej rozpuszczonych (z wyjątkiem większości białek) z włośniczek, poprzez trójwarstwową błonę filtracyjną, do światła torebki kłębuszka nerkowego (torebki Bowmana).
W ciągu jednej minuty przepływa przez nerki około 1000-1200) ml krwi (tj. 550-650 ml osocza). Z tej ilości około 90% przepływa przez korę nerki.

We wszystkich kłębuszkach nerkowych powstaje w ciągu doby około 180 litrów przesączu (moczu pierwotnego).


  1. Wchłanianie zwrotne

Przesącz zbierany w torebce kłębuszka przechodzi do światła cewek nerkowych, gdzie zachodzi wchłanianie zwrotne (reabsorbcja), będąca procesem (regulowanym przez niektóre hormony i enzymy) przebiegającym na wielką skalę. Podlega mu około 98-99% moczu pierwotnego. Wchłanianiu temu ulega m.in. około 180 litrów wody, 1100 gram chlorku sodu i 150 gram glukozy.


  1. Wchłanianie cewkowe

polega na przemieszczaniu się różnych substancji ze światła cewek do wnętrza komórek i dalej do przestrzeni okołocewkowej. Mechanizm przechodzenia danej substancji przez błonę komórkową zwróconą do światła cewki (tzw. błonę luminalną). Transport elektrolitów, związków chemicznych i innych substancji może być bierny lub czynny.

W początkowym odcinku cewki, tj. w cewce proksymalnej, wchłanianiu zwrotnemu podlega około 50-75% przesączu. Reabsorbowana jest woda, niektóre białka, aminokwasy, glukoza, mocznik, kwas moczowy oraz 2/3-3/4 jonów sodu, chloru, wapnia i fosforanów. Jony potasu i wodorowęglany są wchłaniane niemal w całości, natomiast jon wodorowy, niektóre leki i barwniki są wydzielane do światła cewki.


  1. zagęszczanie

Wchłaniany zwrotnie płyn ma takie samo ciśnienie osmotyczne (i takie samo stężenie jonów sodu) jak przesącz. Płyn pozostający w świetle na końcu tego odcinka cewki ma taką samą osmolarność. Reabsorbcja w cewce bliższej ma charakter izoosmotyczny lub izotoniczny.

Płyn opuszczający cewkę bliższą ulega stopniowemu zagęszczeniu wzdłuż ramienia zstępującego pętli nefronu (pętli Henlego). Jest to wynikiem przechodzenia wody ze światła pętli do hipertonicznego śródmiąższu rdzenia nerki.


  1. dalsze wchłanianie wody

W cewce dystalnej następuje dalsze wchłanianie wody, sodu, wapnia, magnezu, chloru i mocznika oraz wydzielanie m.in. wodoru, potasu i jonów amonowych.


  1. Zagęszczanie i rozcieńczanie moczu

W cewkach nerkowych zachodzi zagęszczanie i rozcieńczanie moczu. Możliwe jest ono na skutek charakterystycznego anatomicznego układu pętli nefronu, naczyń prostych i leżących w ich sąsiedztwie cewek zbiorczych, a także różnej zdolności przepuszczania wody w poszczególnych częściach cewki nerkowej (ramię wstępujące pętli Henlego jest nieprzepuszczalne dla wody, zaś przepuszczalność cewki dystalnej i zbiorczej zależy od aktywności hormonu antydiuretycznego - ADH). Istotną rolę w zagęszczaniu moczu odgrywa również recyrkulacja mocznika i wynikająca z niej zmiana stężenia mocznika w poszczególnych strukturach nerki.

Ważną rolą spełnianą przez nerki jest
utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej. Ze względu na przemiany metaboliczne ustrój ma tendencję do stałego ulegania zakwaszaniu. Utrzymanie wyżej wymienionej równowagi możliwe jest m.in. dzięki prawidłowej czynności nerek.

Udział nerek w gospodarce kwasowo-zasadowej polega na wchłanianiu zwrotnym wodorowęglanów (ich oszczędzaniu) oraz wydzielaniu jonu wodorowego. Wchłanianie zwrotne wodorowęglanów odbywa się, pod wpływem enzymu - anhydrazy węglanowej, w cewce bliższej (około 90%) oraz w ramieniu wstępującym pętli Henlego. Jon wodorowy jest wydalany w postaci wolnej oraz tzw. kwaśności miareczkowej i amoniaku. Kwaśność miareczkowa stanowi 25-40% wydalonego jonu wodorowego, pozostała część zaś wydala się w powiązaniu z amoniakiem. Wielkość wydalania w postaci wolnej jest niewielka i nie odgrywa praktycznie żadnej roli.

Filtracja zachodząca w kłębuszkach nerkowych oraz resorbcja zwrotna, wydzielanie, zagęszczanie, rozcieńczanie i zakwaszanie doprowadzają w konsekwencji do powstania moczu ostatecznego, który poprzez drogi moczowe jest wydalany z ustroju. Objętość dobowa moczu w warunkach prawidłowych wynosi około 1,0-2,0 litra.


Czynność wewnątrzwydzielnicza nerek

W nerkach wytwarzane są liczne hormony, m.in.: erytropoetyna, aktywna witamina D3, prostaglandyny, renina, angiotensyna I i II, kininy, endotelina, tlenek azotu.


Mechanizm wytwarzania moczu


Przesaczanie klebkowe

Produkcja moczu rozpoczyna sie od przesączania wody i innych składników osocza z naczyń włosowatych kłębka do światła torebki Bowmana. Stopień przesączania kłębkowego zależy od wielu czynników. Jednym z nich jest ciśnienie hydrostatyczne w naczyniach włosowatych kłębka (60 mm. Hg). Ciśnienie hydrostatyczne jest siła napędowa przesączania kłębkowego. Drugim czynnikiem jest ciśnienie koloidoosmotyczne, zależne od obecności w osoczu białek chłonących wodę. Jego wartość wynosi 32mm Hg . Ciśnienie koloidoosmotyczne oraz ciśnienie hydrostatyczne przefiltrowanego płynu w torebce Bowmana przeciwstawiają sie przesączaniu kłębkowemu. Filtracji sprzyja natomiast brak białek w przesączu. Przesączanie kłębkowe jest regulowane również na drodze humoralnej. Przesączanie kłębkowe wynosi 120 ml w ciągu minuty ale z tego tylko 1 ml to mocz ostateczny co świadczy o wchłanianiu zwrotnym w pozostałych częściach nefronu.


Transport kanalikowy: wchłanianie zwrotne i wydzielanie

Przesączanie kłębkowe jest procesem biernym. Dlatego przesącz zawiera nie tylko końcowe produkty przemiany materii, które powinny zostać wydalone ale także substancje potrzebne, jak woda, witaminy, glukoza. Utracie owych substancji zapobiega wchłanianie zwrotne ze światła kanalików do krwi. Może ono mieć charakter bierny lub czynny. Przenikanie czynne to wydzielanie. Ruch substancji przez ścianę kanalików to transport kanalikowy.


Zagęszczanie moczu

Nerki regulują objętość płynów ustrojowych. Jeśli wzrasta ilość wydalanej wody innymi drogami jak, poprzez mocz to zmniejsza sie jego ilość. Pod wpływem wazopresyny ściana kanalika dalszego i zbiorczego staje sie przepuszczalna dla wody która ulega wchłanianiu zwrotnemu. Przy prawidłowym stężeniu we krwi glukoza przesączu kłębkowego jest całkowicie wchłaniana w kanalikach. W przypadku nadmiaru we krwi pojawia sie ona w moczu. Wchłanianiu zwrotnemu ulegają liczne substancje takie jak: aminokwasy, witamina c, kwas moczowy fosforany i siarczany.


Transport jonów

Transport kanalikowy jonów może być bierny lub czynny. W kanaliku bliższym woda, sod, potas, wchłaniane są bez zmian ciśnienia osmotycznego. W ramieniu wstępującym pętli Henlego nadal odbywa sie wchłanianie sodu ale bez wody. Pętla Henlego jest miejscem tak zwanego wzmocnienia przeciw-prądowego jednego z mechanizmów zagęszczania moczu. Wchłanianie zwrotne sodu wzrasta pod wpływem aldosteronu. Działanie to jest najwyraźniejsze w kanaliku dalszym. Potas najpierw wchłaniany jest w kanaliku bliższym, potem wydalany w kanaliku dalszym i zbiorczym.


Filtracja kłębuszkowa

Na filtrację kłębuszkową mają wpływ czynniki zmieniające przepływ nerkowy.


Czynne wydzielanie kanalikowe i reabsorpcja

80% krwi przepływającej przez nerki przechodzi przez naczynia włosowate okołokanalikowe kanalika proksymalnego. Z nich do światła kanalika transportowane s

Ponieważ leki transportowane są z wykorzystaniem mechanizmu transportu aktywnego (a więc także wbrew gradientowi stężeń) czynne wydzielanie kanalikowe jest najbardziej efektywnym mechani-zmem eliminacji leków przez nerki – stężenie leku w osoczu może zmniejszyć się nawet do wartości bliskich zera.

Białka przenośnikowe można podzielić na dwie grupy w zależności od tego czy transportują leki o odczynie kwaśnym czy zasadowym.

W przeciwieństwie do filtracji kłębkowej, transport czynny osiąga du-że wartości klirensu nawet jeśli lek jest w dużym stopniu wiązany z białkami osocza (spadek stężenia wolnego leku w osoczu wskutek je-go transportu do kanalika powoduje dysocjację leku z połączenia z albuminami i ponowny wzrost fazy wolnej)

Duża grupa leków korzystać może z tego samego układu transportującego, co powodować może zjawisko kompetycyjnego hamowania.


Dyfuzja przez kanaliki nerkowe

Podczas przechodzenia przesączu przez kanalik dochodzi do biernej reabsorpcji wody (ok. 99% objętości pierwotnego przesączu ulega biernej reabsorpcji).

Jeśli ściana kanalika jest przepuszczalna dla cząsteczek danego leku zostanie on ponownie wchłonięty wraz z wodą.

Dlatego leki dobrze rozpuszczalne w tłuszczach są tak wolno wydala-ne przez nerki.

Jeśli lek składa się z cząsteczek spolaryzowanych, a więc słabo prze-nikających przez ścianę kanalika – jego stężenie w świetle kanalika będzie wielokrotnie wyższe niż w osoczu (glikozydy, aminoglikozydy).

Dla leków będących słabymi kwasami lub zasadami kluczowe znacze-nie dla tego mechanizmu ma pH moczu – w moczu kwaśnym groma-dzić się będą słabe zasady, a w moczu zasadowym – słabe kwasy.


Wydalanie moczu – ciąg zdarzeń prowadzący do usunięcia wyprodukowanego w nerkach moczu na zewnątrz ciała. Mocz wydostający się z kanalików nerkowych gromadzi się w miedniczce nerkowej. Następnie wskutek ruchów perystaltycznych moczowodu oraz siły ciążenia przedostaje się do pęcherza moczowego.

Mocz wypełniający pęcherz powoduje jego rozciąganie, a także pobudzenie mechanoreceptorów zlokalizowanych w ścianach. Informacje płynące z receptorów są przekazywane do ośrodka oddawania moczu położonego w części krzyżowej rdzenia kręgowego. Jego pobudzenie powoduje wysłanie impulsów nerwowych do mięśnia wypieracza (skurcz) moczu, mięśnia zwieracza wewnętrznego (rozkurcz) i zewnętrznego cewki moczowej (rozkurcz). W efekcie ciśnienie wewnątrz pęcherza ulega podniesieniu i mocz zostaje wydalony przez cewkę moczową na zewnątrz.


Moczowód - odprowadza mocz z miedniczek nerkowych do pęcherza moczowego. Moczowód jest rozciągliwym przewodem.

Pęcherz moczowy to kulisty zbiornik moczu. Znajduje sie w miednicy mniejszej. Składa sie z dna trzonu i szczytu. Pusty ma kształt miski a pełny jest kulisty.

Cewka moczowa wychodzi z najniżej położonej części pęcherza. połączenie cewki moczowej z pęcherzem jest otoczone okrężnymi włóknami mielinowymi stanowiącymi zwieracz kontrolujący opróżnienie pęcherza moczowego. Cewka moczowa u mężczyzn i u kobiet ma odmienną budowę.


Powyższe funkcje są spełniane m.in. dzięki procesowi filtracji (przesączania), mającemu miejsce w kłębuszkach nerkowych, oraz dzięki procesom wchłaniania zwrotnego (reabsorbcji) i wydzielania, jakie zachodzą w cewkach nerkowych.urczają się pod wpływem: dopaminy, prostaglandyny i.in..

Przesączanie kłębuszkowe jest podstawowym procesem powstawania moczu. Polega ono na przechodzeniu wody osocza i wszystkich substancji w niej rozpuszczonych (z wyjątkiem większości białek) z włośniczek, poprzez trójwarstwową błonę filtracyjną, do światła torebki kłębuszka nerkowego (torebki Bowmana).

W ciągu jednej minuty przepływa przez nerki około 1000-1200) ml krwi (tj. 550-650 ml osocza). Z tej ilości około 90% przepływa przez korę nerki.

We wszystkich kłębuszkach nerkowych powstaje w ciągu doby około 180 litrów przesączu (moczu pierwotnego). Przesącz zbierany w torebce kłębuszka przechodzi do światła cewek nerkowych, gdzie zachodzi wchłanianie zwrotne (reabsorbcja), będąca drugim - po filtracji kłębuszkowej - procesem (regulowanym przez niektóre hormony i enzymy) przebiegającym na wielką skalę. Podlega mu około 98-99% moczu pierwotnego. Wchłanianiu temu ulega m.in. około 180 litrów wody, 1100 gram chlorku sodu i 150 gram glukozy.

Wchłanianie cewkowe polega na przemieszczaniu się różnych substancji ze światła cewek do wnętrza komórek i dalej do przestrzeni okołocewkowej. Mechanizm przechodzenia danej substancji przez błonę komórkową zwróconą do światła cewki (tzw. błonę luminalną) jest inny niż przez błonę podstawno-boczną. Transport elektrolitów, związków chemicznych i innych substancji może być bierny lub czynny.

Odmianą transportu czynnego jest endocytoza. W ten sposób wchłaniane są, przy wykorzystaniu odpowiednich receptorów błonowych, substancje wielkocząsteczkowe, np. hormony i peptydy.

W początkowym odcinku cewki, tj. w cewce proksymalnej, wchłanianiu zwrotnemu podlega około 50-75% przesączu. Reabsorbowana jest woda, niektóre białka, aminokwasy, glukoza, mocznik, kwas moczowy oraz 2/3-3/4 jonów sodu, chloru, wapnia i fosforanów. Jony potasu i wodorowęglany są wchłaniane niemal w całości, natomiast jon wodorowy, niektóre leki i barwniki są wydzielane do światła cewki.

Wchłaniany zwrotnie płyn ma takie samo ciśnienie osmotyczne (i takie samo stężenie jonów sodu) jak przesącz. Dlatego też i płyn pozostający w świetle na końcu tego odcinka cewki ma taką samą osmolarność. Tak więc reabsorbcja w cewce bliższej ma charakter izoosmotyczny lub izotoniczny. Płyn opuszczający cewkę bliższą ulega stopniowemu zagęszczeniu wzdłuż ramienia zstępującego pętli nefronu (pętli Henlego). Jest to wynikiem przechodzenia wody ze światła pętli do hipertonicznego śródmiąższu rdzenia nerki.

W cewce dystalnej następuje dalsze wchłanianie wody, sodu, wapnia, magnezu, chloru i mocznika oraz wydzielanie m.in. wodoru, potasu i jonów amonowych.

W cewkach nerkowych zachodzi również bardzo istotne zjawisko, jakim jest zagęszczanie i rozcieńczanie moczu. Możliwe jest ono na skutek charakterystycznego anatomicznego układu pętli nefronu, naczyń prostych i leżących w ich sąsiedztwie cewek zbiorczych, a także różnej zdolności przepuszczania wody w poszczególnych częściach cewki nerkowej (ramię wstępujące pętli Henlego jest nieprzepuszczalne dla wody, zaś przepuszczalność cewki dystalnej i zbiorczej zależy od aktywności hormonu antydiuretycznego - ADH). Istotną rolę w zagęszczaniu moczu odgrywa również recyrkulacja mocznika i wynikająca z niej zmiana stężenia mocznika w poszczególnych strukturach nerki.

Mechanizm zagęszczania i rozcieńczania moczu jest bardzo złożony i w dalszym ciągu (pomimo wieloletnich badań) niektóre zjawiska nie są w pełni wyjaśnione.

Kolejną niezwykle ważną rolą spełnianą przez nerki jest
utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej. Komórki i tkanki organizmu są bardzo wrażliwe na zmianę środowiska wewnętrznego w kierunku kwaśnym lub zasadowym. Stąd kwasica i zasadowica stanowią istotne zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania ustroju. Ze względu na przemiany metaboliczne ustrój ma tendencję do stałego ulegania zakwaszaniu. Utrzymanie wyżej wymienionej równowagi możliwe jest m.in. dzięki prawidłowej czynności nerek.

Udział nerek w gospodarce kwasowo-zasadowej polega na wchłanianiu zwrotnym wodorowęglanów (ich oszczędzaniu) oraz wydzielaniu jonu wodorowego. Wchłanianie zwrotne wodorowęglanów odbywa się, pod wpływem enzymu - anhydrazy węglanowej, w cewce bliższej (około 90%) oraz w ramieniu wstępującym pętli Henlego (około 10%). Jon wodorowy jest wydalany w postaci wolnej oraz tzw. kwaśności miareczkowej i amoniaku. Kwaśność miareczkowa stanowi 25-40% wydalonego jonu wodorowego, pozostała część zaś wydala się w powiązaniu z amoniakiem. Wielkość wydalania w postaci wolnej jest niewielka i nie odgrywa praktycznie żadnej roli.

Filtracja zachodząca w kłębuszkach nerkowych oraz resorbcja zwrotna, wydzielanie, zagęszczanie, rozcieńczanie i zakwaszanie doprowadzają w konsekwencji do powstania moczu ostatecznego, który poprzez drogi moczowe jest wydalany z ustroju. Objętość dobowa moczu w warunkach prawidłowych wynosi około 1,0-2,0 litra.

Czynność wewnątrzwydzielnicza nerek

W nerkach wytwarzane są liczne hormony, m.in.: erytropoetyna, aktywna witamina D3, prostaglandyny, renina, angiotensyna I i II, kininy, endotelina, tlenek azotu.

Mechanizm wytwarzania moczu

Wytwarzanie moczu obejmuje 3 procesy:

Przesaczanie klebkowe

Produkcja moczu rozpoczyna sie od przesączania wody i innych składników osocza z naczyń włosowatych kłębka do światła torebki Bowmana. Stopień przesączania kłębkowego zależy od wielu czynników. Jednym z nich jest ciśnienie hydrostatyczne w naczyniach włosowatych kłębka (60 mm. Hg). Ciśnienie hydrostatyczne jest siła napędowa przesączania kłębkowego. Drugim czynnikiem jest ciśnienie koloidoosmotyczne, zależne od obecności w osoczu białek chłonących wodę. Jego wartość wynosi 32mm Hg . Ciśnienie koloidoosmotyczne oraz ciśnienie hydrostatyczne przefiltrowanego płynu w torebce Bowmana przeciwstawiają sie przesączaniu kłębkowemu. Filtracji sprzyja natomiast brak białek w przesączu. Przesączanie kłębkowe jest regulowane również na drodze humoralnej. Przesączanie kłębkowe wynosi 120 ml w ciągu minuty ale z tego tylko 1 ml to mocz ostateczny co świadczy o wchłanianiu zwrotnym w pozostałych częściach nefronu.


Transport kanalikowy: wchłanianie zwrotne i wydzielanie

Przesączanie kłębkowe jest procesem biernym. Dlatego przesącz zawiera nie tylko końcowe produkty przemiany materii, które powinny zostać wydalone ale także substancje potrzebne, jak woda, witaminy, glukoza. Utracie owych substancji zapobiega wchłanianie zwrotne ze światła kanalików do krwi. Może ono mieć charakter bierny lub czynny. Przenikanie czynne to wydzielanie. Ruch substancji przez ścianę kanalików to transport kanalikowy.

Zagęszczanie moczu

Nerki regulują objętość płynów ustrojowych. Jeśli wzrasta ilość wydalanej wody innymi drogami jak, poprzez mocz to zmniejsza sie jego ilość. Pod wpływem wazopresyny ściana kanalika dalszego i zbiorczego staje sie przepuszczalna dla wody która ulega wchłanianiu zwrotnemu. Przy prawidłowym stężeniu we krwi glukoza przesączu kłębkowego jest całkowicie wchłaniana w kanalikach. W przypadku nadmiaru we krwi pojawia sie ona w moczu. Wchłanianiu zwrotnemu ulegają liczne substancje takie jak: aminokwasy, witamina c, kwas moczowy fosforany i siarczany.

Transport jonów

Transport kanalikowy jonów może być bierny lub czynny. W kanaliku bliższym woda, sod, potas, wchłaniane są bez zmian ciśnienia osmotycznego. W ramieniu wstępującym pętli Henlego nadal odbywa sie wchłanianie sodu ale bez wody. Pętla Henlego jest miejscem tak zwanego wzmocnienia przeciw-prądowego jednego z mechanizmów zagęszczania moczu. Wchłanianie zwrotne sodu wzrasta pod wpływem aldosteronu. Działanie to jest najwyraźniejsze w kanaliku dalszym. Potas najpierw wchłaniany jest w kanaliku bliższym, potem wydalany w kanaliku dalszym i zbiorczym.


Dyfuzja przez kanaliki nerkowe

Podczas przechodzenia przesączu przez kanalik dochodzi do biernej reabsorpcji wody (ok. 99% objętości pierwotnego przesączu ulega biernej reabsorpcji).

Jeśli ściana kanalika jest przepuszczalna dla cząsteczek danego leku zostanie on ponownie wchłonięty wraz z wodą.

Dlatego leki dobrze rozpuszczalne w tłuszczach są tak wolno wydalane przez nerki.

Jeśli lek składa się z cząsteczek spolaryzowanych, a więc słabo przenikających przez ścianę kanalika – jego stężenie w świetle kanalika będzie wielokrotnie wyższe niż w osoczu (glikozydy, aminoglikozydy).

Dla leków będących słabymi kwasami lub zasadami kluczowe znaczenie dla tego mechanizmu ma pH moczu – w moczu kwaśnym gromadzić się będą słabe zasady, a w moczu zasadowym – słabe kwasy.


Mocz wypełniający pęcherz powoduje jego rozciąganie, a także pobudzenie mechanoreceptorów zlokalizowanych w ścianach. Informacje płynące z receptorów są przekazywane do ośrodka oddawania moczu położonego w części krzyżowej rdzenia kręgowego. Jego pobudzenie powoduje wysłanie impulsów nerwowych do mięśnia wypieracza (skurcz) moczu, mięśnia zwieracza wewnętrznego (rozkurcz) i zewnętrznego cewki moczowej (rozkurcz). W efekcie ciśnienie wewnątrz pęcherza ulega podniesieniu i mocz zostaje wydalony przez cewkę moczową na zewnątrz.






 

 

 









26



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:

więcej podobnych podstron