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:
Filtracyjna – układ krzepnięcia i fibrynolizy
Wpływa na przemiany enzymatyczne i hormono – humoralne
Wydzielnicza – surfaktant, EDRF, endotelina, PAF
Metaboliczna – metabolizm leków
Obronne – makrofagi pęcherzykowe
inaktywacja amin biogennych
konwersja angiotensyny I w angiotensynę II
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.
Wdech jest fazą czynną, powstaje w wyniku skurczu mięśni wdechowych (mięśnie międzyżebrowe oraz mięśnie przepony brzusznej). Ich skurcz powoduje zwiększenie objętości klatki piersiowej w 3 wymiarach: górno-dolnym, poprzecznym, przednio-tylnym (w skutek działania mięśni wdechowych, które unoszą ku górze żebra oraz wysuwają do przodu mostek). W konsekwencji maleje ciśnienie w jamie opłucnej. Powoduje to zwiększenie objętości tkanki płucnej, powiększenie objętości pęcherzyków płucnych, spadek ciśnienia wewnątrzpęcherzykowgo. Spadek ten wytwarza gradient ciśnień między pęcherzykami a atmosferą skierowany w stronę pęcherzyków. Gdy osiągnie odpowiedni poziom następuje ruch powietrza (do płuc). Ustaje gdy wyrówna się ciśnienie. W czasie wdechu (1mm/Hg)
Spokojny wydech jest fazą bierną. Następuje w wyniku rozkurczu mięśni wdechowych. Wymiary klatki piersiowej ulegają zmniejszeniu i powracają do wartości spoczynkowych. Zwiększa się ciśnienie w jamie opłucnej , tkanka płucna zmniejsza swoją objętość ->zwiększenie ciśnienia w pęcherzykach płucnych. Wytwarza się gradient ciśnień skierowany z pęcherzyków do atmosfery ->ruch powietrza z pęcherzyków do atmosfery. Trwa do momentu wyrównania ciśnień.
Etapy wentylacji:
Wdech
Skurcz przepony
Skurcz mięśni międzyżebrowych
Uniesienie żeber ku górze i na boki, a także uniesienie się mostka
Spadek ciśnienia w pęcherzykach płucnych, w skutek czego do płuc przedostaje się powietrze z otoczenia
Wydech
Rozkurcz przepony
Rozkurcz mięśni międzyżebrowych
Opadnięcie klatki piersiowej pod wpływem własnego ciężaru
Opadnięcie mięśni brzusznych
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:
oddechowa Vt – ilość powietrza wprowadzana do układu oddechowego w trakcie spokojnego oddychania (500 ml)
zapasowa objętość wdechowa IRV – ilość powietrza wprowadzana do układu oddechowego podczas max wdechu wykonywanego z poziomu spokojnego wdechu (3300 ml)
zapasowa objętość wydechowa ERV – ilość powietrza usuwana z układu oddechowego podczas maksymalnego wydechu wykonywanego z poziomu spokojnego wydechu (1000 ml)
objętość zalegająca RV – ilość powietrza pozostająca w płucach w trakcie maksymalnego wydechu (1200 ml)
Objętość dopełniająca – dodatkowa ilość powietrz, którą można pobrać przy maksymalnym wdechu - ok. 2500cm3
Objętość zapasowa – ilość powietrza, którą można usunąć z pęcherzyków przy maksymalnie pogłębionym wydechu ok. 1200cm3
Całkowita pojemność płuc wynosi 5400cm3
Pojemności płuc:
pojemność wdechowa IC – Vt+IRV (obydwie objętość wdechowe) – ilość powietrza wprowadzanego do układu oddechowego podczas maksymalnego wdechu wykonywanego z poziomu spokojnego wydechu (3800 ml)
czynnościowa pojemność zalegająca FRC – ERV+RV – ilość powietrza pozostająca w płucach na szczycie maksymalnego wydechu (2200 ml)
pojemność życiowa VC – TV+IRV+ERV - ilość powietrza wprowadzana do układu oddechowego podczas maksymalnego wdechu z poziomu maksymalnego wydechu (4800 ml)
całkowita pojemność oddechowa TLC – TV+IRV+ERV+RV – ilość powietrza w układzie oddechowym na szczycie maksymalnego wdechu (6000 ml)
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:
większa podatność przypodstawnych części płuc na rozciąganie; ruch przepony powoduje niższe ciśnienie śródopłucnowe
siła grawitacji powoduje przesunięcie większej ilości krwi do naczyń krwionośnych dolnej części płuc
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
zgodnie z gradientem ciśnień parcjalnych między światłem pęcherzyka a osoczem krwi
w poprzek błony pęcherzykowo-kapilarnej (włośniczkowej)
O2 z pęcherzyka do krwi, CO2 na odwrót
Szybkość dyfuzji zależy od:
gradientu ciśnień parcjalnych gazów oddechowych; im większy tym szybsza
grubości błony włośniczkowej; im grubsza tym wolniejsza
powierzchni wymiany gazowej; im większa tym szybsza
Transport
gazów oddechowych:
Transport
tlenu:
ok. 3% tlenu, który dostaje się do krwi fizycznie rozpuszcza się w osoczu
ok. 97% tlenu transportowane jest w erytrocytach w połączeniu z hemoglobiną powstaje tzw. oksyhemoglobina. Cząsteczka hemoglobiny składa się z czterech połączonych ze sobą łańcuchów białkowych dwa α (alfa) i dwa β (beta). Każdy z łańcuchów białkowych jest z cząsteczką związku organicznego zwanego henem (hem) W środku cząsteczki hemu znajduje się atom żelaza dwu wartościowego Fe2+, który przyłącza nietrwale jedną cząsteczkę tlenu, nie zmieniając przy tym swojej wartościowości.
Transport CO2
Ok. 10% dwutlenku węgla rozpuszcza się w osoczu
Ok. 20% dwutlenku węgla transportowane jest w połączeniu z białkami osocza i z białkową częścią hemoglobiny.
Ok. 70% dwutlenku węgla transportowane jest w osoczu w formie jonów HCO3-, które powstają w erytrocytach z H2O i 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:
Impulsów wysyłanych przez receptory i odbieranych przez neurony wdechowe
Zmiany wartości pH w bezpośrednim sąsiedztwie neuronów wdechowych, czyli po podrażnieniu chemodetektorów
Impulsy nerwowe modulujące aktywność neuronów ośrodka wdechu biegną od:
Chemoreceptorów kłębuszków szyjnych i kłębków aortowych
Interoreceptorów w tkance płucnej oraz proprioreceptorów klatki piersiowej
Ośrodków znajdujących się w wyższych piętrach mózgowia
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
skurczowe: 24 mmHg,
rozkurczowe: 9 mmHg
średnie: 15 mmHg
Ciśnienie w lewym przedsionku – 7 mmHg.
tętnice i żyły krążenia płucnego zawierają niewielkie ilości mięśni gładkich, wykazują znaczną plastyczność, zarówno po stronie tętniczej, jak i żylnej
w krążeniu tym nie ma typowych naczyń oporowych
w tętnicach dochodzących do naczyń włosowatych ( oplatających pęcherzyki płucne ) występuje zaledwie kilkumilimetrowy spadek ciśnienia
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
w łożysku naczyniowym krążenia płucnego objętości krwi po stronie tętniczej i żylnej są podobne
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:
ciśnienie u układzie naczyniowym nerek
przepływ nerkowy krwi
filtracja kłębuszkowa
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
Wchłanianie zwrotne
Wydzielanie kanalikowe
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 tętnicze krwi
Przepływ krwi przez kłębuszki nerkowe
Stężenie białek osocza
Aktywność układu współczulnego
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:
Wzrost ciśnienia osmotycznego krwi o 1-2%
Pobudzenie CUN
Angiotensyna
Spadek objętości krwi/ ciśnienia tętniczego
Prostaglandyny (jak mamy gorączkę sikamy)
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:
Utrzymanie prawidłowego ciśnienia wewnętrznego
Zapewnienie równowagi kłębuszkowo-kanalikowej
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
czynniki
wpływające na wchłanianie
zmiany
CO2 w krwi tętniczej
zmiany poziomu jonów K w osoczu
pośrednio zmiany jonów Na
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:
Metaboliczne
Oddechowe
Kompensacja:
Metabol. (nerki)
Odechowa (płuca)
Kwasica metaboliczna- stan nierównowagi
Spadek HCO3-/pCO2
Ciężka praca fizyczna- kwas mlekowy
Niedoleczona cukrzyca
Ciężka niewydolność nerek- kwas siarkowy, fosforowy
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
Upośledzenie usuwania CO2 z płuc
Choroby destrukcyjne płuc
Uszkodzenie mięśni oddechowych
Niedostosowanie przepływu krwi do wentylacji pęcherzykowej
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
Stan histerii
Zatrucie salicylanami
Kompensacja nerkowa
Wydalanie HCO3-
Udział nerek w utrzymaniu pH płynów ustrojowych
Zakwaszanie moczu
Jony amonowe, aminowate
Głównym zadaniem jest zabezpieczenie stałości środowiska wewnętrznego organizmu poprzez wydalanie:
nadmiaru wody
soli mineralnych
innych substancji zbędnych i/lub szkodliwych dla zdrowia, które powstają podczas procesów metabolicznych albo są przyjmowane np. wraz z pokarmem (dotyczy to również np. silnie toksycznych leków).
Nerki są odpowiedzialne za:
zachowanie stałej objętości płynów ustrojowych
ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych
składu elektrolitowego płynów ustrojowych.
Znaczenie i główne funkcje
Główne zadania nerek to:
usuwanie z moczem szkodliwych produktów przemiany materii
utrzymanie stałej objętości płynów ustrojowych (w pierwszej kolejności płynu zewnątrzkomórkowego)
utrzymanie stałej os molarności płynów ustrojowych (z uwzg, gospodarki sodu, potasu, wapnia)
oszczędzanie zasad a wydzielanie nadmiaru kwasów (nerka jako główny narząd utrzymuje równowagę kwasowo-zasadową)
regulacja składu subst. organicznych i nieorganicznych w organizmie
wydalanie produktów końcowych metabolizmu, które są zbędne lub szkodliwe w organizmie (kwas moczowy, mocznik, kreatynina)
produkowanie subst, hormonalnie czynnych (renina, bradykinina, erytropoetyna)
aktywacja witaminy D3 do hormono.
Produkcja peptydu i epidermalnego czynnika wzrostu
W przewlekłym stanie głodzenia pobudzenie glukogeonezy
Procesy doteoksykacyjne
zatrzymywanie składników niezbędnych dla organizmu, które ulegają przefiltrowaniu do moczu pierwotnego (resorpcja),
regulacja objętości płynów ustrojowych,
wpływ na ciśnienie tętnicze krwi (układ renina-angiotensyna-aldosteron),
wpływ na prawidłową erytropoezę (produkcja erytropoetyny),
wpływ na równowagę kwasowo-zasadową (pH krwi), dzięki możliwości zakwaszania moczu,
wpływ na układ kostny przez produkcję aktywnych postaci witaminy D3.
regulacji gospodarki wodno-elektrolitowej,
wydalaniu leków i trucizn
regulacji ciśnienia tętniczego,
wydzieleniu do krwi związków biologicznie czynnych,
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:
jaśniejszą, zewnętrzną (kora)i
ciemniejszą, wewnętrzną (rdzeń).
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:
ciałko nerkowe (kłębuszek)
cewka bliższa
pętla nefronu (pętla Henlego)
cewka dalsza.
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:
czynność regulacyjna (utrzymanie stałej objętości, składu i odczynu płynów ustrojowych bez względu na warunki zewnętrzne, zapobieganie utracie substancji niezbędnych do życia, np. wody, sodu, potasu),
wydalnicza (usuwanie z organizmu zbędnych końcowych produktów przemiany materii, np. mocznika, kwasu moczowego, fosforanów),
wewnątrzwydzielnicza (produkcja i wydzielanie m.in. reniny, angiotensyny II, prostaglandyny, erytropoetyny, aktywnej witaminy D3),
metaboliczna (wytwarzanie licznych substancji oraz degradacja wielu hormonów i związków aktywnych biologicznie).
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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
wchlanianie zwrotne
sekrecje kanalikowa
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.