Pytania II grupy
1. Dlaczego przy silnym pobudzeniu ukł. współczulnego dochodzi do zahamowania diurezy i wydalania sodu?
Nerki są unerwiane przez współczulne włókna adrenergiczne, których głównym neuroprzekaźnikiem jest noradrenalina. Uwalnianie z nich noradrenaliny jest regulowane przez docierające do nich impulsacje z neuronów nadrzędnych.
Noradrenalina obniża przepływ krwi w nerkach, zwężając naczynia za pośrednictwem receptorów alfa. Z zakończeń włókien współczulnych razem z noradrenaliną uwalniane są koprzekaźniki: neuropeptyd Y (NPY), naczynioruchowy peptyd jelitowy (VIP) i substancja P.
Neuropeptyd Y działa naczyniozwężająco, potęguje również naczyniozwężające właściwości noradrenaliny.
Uwalniana noradrenalina bierze udział w regulacji transportu kanalikowego, pobudzając receptory adrenergiczne alfa. Pobudzenie receptorów adrenergicznych w ścianie podstawno – bocznej prowadzi do aktywacji ATP – azy Na – K, a w ścianie luminalnej do pobudzenia przeciwtransportu Na – H. Zwiększone wchłanianie sodu i towarzyszących mu cząsteczek wody prowadzi do redukcji diurezy i zatrzymywania sodu. Silna stymulacja układu współczulnego może spowodować znaczące zahamowanie diurezy i wydalania sodu.
2. Mechanizm Autoregulacji
Dzięki mechanizmowi autoregulacji przepływu krwi na stały poziomie jest również utrzymywane przesączanie kłębuszkowe. Odgrywa ono zasadniczą rolę w regulacji objętości wydalanego moczu. W mechanizmie autoregulacji przepływu odgrywają rolę zarówno właściwości samej ściany naczynia i znajdującej się w niej kanałów jonowych, jak i czynniki parakrynne.
Przy zbyt niskim ciśnieniu transmuralnym w tętnicach łukowatych, międzypłacikowych, aferentnych wzrasta wydzielanie reniny przez komórki aparatu przykłębuszkowego. Zapoczątkowuje to aktywację wewnątrz- i zewnątrznerkowego układu renina – angiotensyna. Wzrost stężenia angiotensyny II we krwi. Angiotensyna II wywiera silny wpływ zwężający na naczynia krążenia nerkowego. Tętniczki odprowadzające odgrywają strategiczną rolę w regulacji ciśnienia hydrostatycznego w kłębuszkach nerkowych oraz w regulacji przepływu krwi przez naczynia włosowate towarzyszące kanalikom nerkowym. Skurcz tych naczyń zwiększa stosunek oporu pozawłośniczkowego do przedwłośniczkowego i umożliwia utrzymanie odpowiednio wysokiego ciśnienia hydrostatycznego w kłębuszkach pomimo obniżenia ciśnienia w tętniczkach doprowadzających.
Gdy ciśnienie transmuralne w naczyniach międzypłacikowych i aferentnych przekroczy 80 – 90 mmHg, uwalnianie reniny i powstawanie angiotensyny II zostaje zahamowane. Zmniejszenie stężenia angiotensyny II wywołuje obniżenie ciśnienia hydrostatycznego i filtracyjnego w kłębuszkach. Wzrost szybkości przepływu krwi w naczyniach międzypłacikowych i aferentnych powoduje uwolnienie tlenku azotu, który rozszerza naczynia krwionośne, obniżając w nich ciśnienie hydrostatyczne i zapobiegając hiperperfuzji.
Najsilniejsze właściwości autoregulacyjne mają naczynia kory nerek. W naczyniach rdzenia zjawisko autoregulacji jest znacznie słabiej wyrażone. Wiąze się to z różnicami w unerwieniu i gęstości receptorów związków naczyniozwężających i naczyniorozszerzających w naczyniach kory i rdzenia.
Równowaga kłębuszkowo – kanalikowa wspomaga proces autoregulacji przepływu krwi przez nerkę i regulację objętości wydalanego moczu. Zasadnicze znaczenie polega na utrzymywaniu na stałym poziomie przepływu moczu i zawartego w nim sodu przez dystalną część nefronu. Zapobiega to jej przeciążeniu. Mechanizm jest oparty na współdziałaniu komórek aparatu przykłębuszkowego oraz nabłonkowych komórek plamki gęstej. Stęzenie sodu w moczu dopływającym dodystalnej części nefronu jest rejestrowane przez komórki plamki gęstej – sygnał do komórek przykłębuszkowych – modyfikując w nich wydzielanie reniny i aktywność wewnątrznerkowego układu renina – angiotensyna.
W przypadku obniżenia GFR zmniejsza się szybkość przepływu moczu przez proksymalną część nefronu – wchłonięcie proporcjonalnie większej liczby jonów Na w stosunku do objętości moczu. Maleje stężenie sodu w płynie kanalikowym, aparat przykłębuszkowy uwalnia reninę Zintensyfikowane zostaje wytwarzanie angiotensyny II – silniejszy wpływ zwężający na naczynia odprowadzające niż na doprowadzające – zrost GFR.
W przypadku wzrostu przesączania kłębuszkowego szybkość przepływu moczu przez kanaliki wzrasta. Dochodzi do aktywacji syntazy tlenku azotu. Wzrasta wydzielanie NO – rozkurcz mięśni tętniczek aferentnych i zwiększenie dopływu krwi do kłębuszków. NO hamuje wydzielanie reniny.
3. Klirens wolnej wody
Klirens służy do oznaczania wielkości przesączania kłębuszkowego (GFR).
Przy wzmożonej diurezie w wyniku spadu ADH we krwi, nerki poza objętością moczu odpowiadającą objętości osocza zawierają wydalane z moczem substancje, wydalają również nadwyżkę wody. Ta nadwyżka wydalanej z moczem wody nad objętością moczu odpowiadającą klirensowi osmotycznemu nazywana jest klirensem wolnej wody .
CH2O = V – Cosm
Im wyższa wartość klirensu wolnej wody tym większe rozcieńczanie moczu przez nerki. W prawidłowych warunkach ta wartość jest miarą spadku poziomu ADH w surowicy
Klirens wolnej wody jest także miernikiem czynności zagęszczania moczu przez nerkę
4. Zadanie ze wzorem na GPR - kobieta 40lat, 100 kilo, 1mg/dl kreatyniny. oblicz GPR
$GFR = \frac{W(140 - L)}{72*Skr}$ [ml/min/1,73m2]
W = 100 kg
L = 40 lat
GFR = $\frac{100*(140 - 40)}{72*1} = 138,89$ [ml/min/1,73m2]
Pytania IV grupa:
1. mechanizmy działania ADH zmniejszające diurezę
ADH to hormon antydiuretyczny, czyli wazopresyna. Krążąca we krwi wazopresyna działa w nerkach na receptory V2 w ścianie kanalików dalszych i cewek zbiorczych oraz na receptory V1 w ścianie naczyń. Zwiększa ona bierny transport wody – hipertoniczny mocz ostateczny. Mechanizm stymulacji receptorów V2 polega na wbudowaniu białka kanału wodnego – akwaporyny 2 do ściany luminalnej kanalika dalszego i cewki zbiorczej. Stymulacja receptorów V2 przez wazopresynę zwiększa aktywność cyklazy adenylanowej i stężenie cAMP, cAMP pobudza kinazę białkową A, która fosforyluje akwaporynę 2 – wchodzi w interakcję z innymi białkami cytoplazmy, co umożliwia mu transport i wbudowanie do błony luminalnej.
Wazopresyna zwiększa jedynie bierny transport wody, zależny od gradientu stężeń osmotycznych.
Wielkość gradientu stężeń jest w znaczącym stopniu regulowana przez wazopresynę, która wywiera następujące działanie:
-zwiększa współtransport Na-K-2Cl w grubej części ramienia wstępującego,
-działa synergistycznie z aldosteronem, zwiększając syntezę i aktywność nabłonkowego kanału sodowego,
-ułatwia dyfuzję mocznika, zwiększając aktywność transporterów mocznika UT-A2 w naczyniach prostych i ramieniu zstępującym oraz UT-A1 w cewce zbiorczej,
-zwiększa wytwarzanie osmoli organicznych w rdzeniu nerek, zwiększając syntezę sorbitolu,
-zmniejsza przepływ krwi przez naczynia proste nerek, utrudniając rozpraszanie gradientu osmotycznego.
Wazopresyna zwiększa również wrażliwość układu pragnienia na bodźce osmotyczne.
Zwiększa bierny transport Na – K – Cl w grubiej części ramienia
2. mechanizm resorpcji glukozy z uwzglednieniem miejsca gdzie to zachodzi
Kanalik proksymalny jest miejscem, gdzie następuje resorpcja 67% wody, sodu, potasu oraz całkowita resorpcja aminokwasów i glukozy. W początkowy odcinku kanalika proksymalnego jon Na+ dyfunduje przez błonę luminalną przy współudziale współ- lub przeciwtransporterów. Wraz z sodem wnikają tu do komórek wodorowęglany, glukoza, aminokwasy i mleczany. Wchłanianiu sodu towarzyszy usuwanie z komórki jonów H, a w tym procesie bierze udział przeciwtransport Na/H. Jony Na, które wniknęły do komórki, aktywują ATP – azę, która usuwa je do płynu śródmiąższowego, a glukoza, aminokwasy, mleczany są transportowane przez błonę luminalną z wykorzystaniem odpowiednich nośników.
3. co to jest klirens osmotyczny i jak sie go wyznacza
Wszystkie substancje osmotycznie czynne wydalane przez nerki można traktować łącznie i obliczyć w jakiej objętości osocza zawarte są substancje czynne wydalane z moczem w ciągu minuty. Jest to tzw. klirens osmotyczny, który oblicza się ze wzoru
$$Cosm = \frac{Uosm*V}{P\text{osm}}$$
Uosm – osmolalność moczu w mOsm/kg H2O
V – obętość moczu wydalonego w ciągu 1 minuty
Posm – osmolalność osocza w mOsm/kg H2O
4. osoba 50 lat, 90kg, Ckreatyniny=1mg/dl, obliczyc GFR, wynik podac z jednostka
L = 50 lat
W = 90 kg
C = 1 mg/dl
GFR=$\frac{W(140 - L)}{72*C} = \frac{90*(140 - 50)}{72*1} = \frac{90*90}{72} = 112,5$ [ml/min/1,73m2]
Pytania I grupa:
1. mechanizm biernego i czynnego transportu jonów w ramieniu wstępującym pętli Henlego (w błonie podstawno-bocznej i luminalnej)
Część gruba ramienia wstępującego jest głównym miejscem resorpcji jonów wchłanianych w pętli Henlego. Resorpcja tych składników zachodzi przez- i międzykomórkowo.
Bierna resorpcja jonów Na w pętli jest uwarunkowana aktywnym transportem sodu przez ATP – azę, aktywowaną przez 3Na i 2K w błonie podstawno – bocznej. Transport jonów Na z komórki przez błonę podstawno – boczną wytwarza gradient elektrochemiczny, warunkujący wniknięcie innych jonów przez błonę luminalną. W grubej części ramienia wstępującego głównymi układami transportującymi biernie jony do komórki ze światła kanalika są współtransport Na – K – 2Cl i przeciwtransport Na – H. Wprowadzone do komórki jony Na są z niej usuwane do płynu śródmiąższowego przez pompę sodowo – potasową, a inne jony przechodzą przez błonę podstawno – boczną za pomocą kanałów i wymienników jonowych. Usuwaniu jonów H do światła kanalika towarzyszy resorpcja jonów HCO3. Współtransport Na – K – 2Cl i przeciwtransport Na – H wytwarzają wtórne gradienty dla transportu wielu innych jonów w tej części pętli Henlego.
Pętla Henlego jest miejscem uchwytu dla związków blokujących współtransport Na – K – 2Cl, nazywanych diuretykami pętlowymi. Duża skuteczność moczopędna tych związków wynika ze zwiększenia nie tylko wydalania jonów Na, K, Cl wraz z towarzyszącymi im cząsteczkami wody, ale również innych wtórnych transportów jonowych. Gruba część ramienia wstępującego jest nieprzepuszczalna dla wody. Ciągłe wchłanianie jonów bez wody powoduje tu obniżenie osmolarności.
3. klirens wolnej wody co to jest i jak się zmienia po zjedzeniu 100 gram soli
Klirens służy do oznaczania wielkości przesączania kłębuszkowego (GFR).
Przy wzmożonej diurezie w wyniku spadu ADH we krwi, nerki poza objętością moczu odpowiadającą objętości osocza zawierają wydalane z moczem substancje, wydalają również nadwyżkę wody. Ta nadwyżka wydalanej z moczem wody nad objętością moczu odpowiadającą klirensowi osmotycznemu nazywana jest klirensem wolnej wody .
CH2O = V – Cosm ll
Im wyższa wartość klirensu wolnej wody tym większe rozcieńczanie moczu przez nerki. W prawidłowych warunkach ta wartość jest miarą spadku poziomu ADH w surowicy
Klirens wolnej wody jest także miernikiem czynności zagęszczania moczu przez nerkę
Po zjedzeniu 100g soli klirens wolnej wody zmaleje, ponieważ spożycie soli spowoduje wzrost ciśnienia hydrostatycznego – napędowego dla filtracji. Wzrośnie również ciśnienie osmotyczne, co spowoduje zrost wydzielania wazopresyny, która wpływa na bierne wchłanianie wody. Wzrośnie bierne wchłanianie wody, przez to wydalanie wody z moczem spadnie – zmaleje klirens wolnej wody.
Pytania VIII grupa:
5. Obliczyć filtrację kłębuszkową przy podanym: objętości moczu, stężeniu inuliny w moczu i osoczu
GFR – filtracja kłębuszkowa
V = 1,25
Cmocz = 1,5%
Cosm = 0,03%
$$Vup = GFR = \ \frac{V*Cmocz}{\text{Cosm}} = \frac{1,25*1,5}{0,03} = 62,5ml/min$$
MOJE NOTATKI
Filtracja – zachodzi dzięki temu, że ciśnienie hydrostatyczne w naczyniach włosowatych kłębuszka (Pc) przewyższy siły przeciwstawiające się temu procesowi, tzn. sumę ciśnienia onkotycznego krwi (π) i ciśnienia hydrostatycznego wewnątrz torebki Bowmana (Pt).
Efekt ciśnienia filtracyjnego:
EFP = Pc – (π+Pt)
Pc – const, dzięki zjawisku autoregulacji przepływu
π – zależy od stężenia białek osocza – zwłaszcza albumin
Pt – waha się w zależności od wielkości ciśnienia śródmiąższowego nerek
EFP określa wielkość filtracji kłębuszkowej (GFR) a zależność między tymi parametrami: GFR = Kf*EFP
Wielkość filtracji kłębuszkowej ustala się pośrednio określając klirens inuliny.
Inulina – polisacharyd, nie ulega resorpcji ani sekrecji kanalikowej i dlatego zawartość inuliny w ultraprzesączu (up) jest równa jej zawartości (iloczyn objętości i stężenia) w moczu ostatecznym:
Vup * Sup = Vmocz * Smocz
Substancje rozpuszczone w wodzie osoczowej filtrowane są bez zmiany stężenia.
$$Vup = \ \frac{Vmocz*Smocz}{\text{So}}$$
Vmocz, Smocz, So można określić mierząc objętość moczu wydzielonego w jednostce czasu oraz stężenie inuliny w moczu i w osoczu. Ze względu na własności inuliny oznaczone w ten sposób Vup równe jest wielkości filtracji kłębuszkowej (GFR).
Wyrażenie$\frac{Vmocz*Smocz}{\text{So}}$ określane jest mianem klirensu (C). Jest to wskaźnik oczyszczenia osocza, który charakteryzuje zdolność nerki do wydalania dowolnej substancji.
Transport kanalikowy, czyli wchłanianie zwrotne (resorpcja) i wydzielanie kanalikowe (sekrecja) może mieć charakter bierny lub ułatwionej dyfuzji lub transportu czynnego.
Maksymalna ilość substancji, którą kanaliki mogą zresorbować lub wydzielić w ciągu jednej minuty, określa się jako maksymalny transport kanalikowy (Tm). Poziom danej substancji w osoczu przy którym osiągana jest wartość Tm substancja nie jest dalej wchłaniana ani wydzielana, a jej stężenie w ultraprzesączu i moczu ostatecznym wzrasta liniowo wraz ze wzrostem stężenia tej substancji w osoczu.
W wyniku filtracji, resorpcji i sekrecji powstaje mocz ostateczny. Warunkiem koniecznym poprzedzającym rozcieńczanie lub zagęszczanie moczu jest znaczna redukcja ultra przesączu w kanaliku bliższym.
Woda biernie podąża za wchłanianymi jonami Na i towarzyszącymi im jonami Cl i HCO3, wyrównując różnicę ciśnienia osmotycznego. Pozostała część jonów Na i wody może być wchłaniana w dalszych odcinkach nefronu, gdzie ich resorpcja jest niezależna od siebie, dlatego może powstawać hipertoniczny bądź hipotoniczny mocz ostateczny w stosunku do osocza.
W procesie zagęszczania lub rozcieńczania moczu główną rolę odgrywa pętla Henlego. Ramię wstępujące jest nieprzepuszczalne dla wody, a jony sodu są transportowane czynnie ze światła kanalika do śródmiąższu, a jony Cl są biernie wraz z nimi transportowane. Wskutek tego procesu rośnie ciśnienie osmotyczne w przestrzeni okołokanalikowej, co powoduje przenikanie wody z ramienia zstępującego pętli Henlego do środowiska hipertonicznego i zagęszczania zawartości kanalika. Woda przenika następnie do naczyń prostych, a jej nadmiar przechodzi do układu żylnego. W ramieniu wstępującym płyn kanalikowy staje się hipotoniczny, bo usuwany jest niego NaCl.
W ramieniu wstępującym i zstępującym płyn przemieszcza się w kierunku przeciwnym – w związku z tym różnica stężeń między obu ramionami jest niewielka, leczna długości pętli różnice te sumuję się (efekt wzmacniacza przeciwprądowego) i warunkują charakterystyczny rozkład ciśnienia onkotyczego (NaCl i mocznik), który wzrasta w kierunku od kory do rdzenia.
Hipotoniczny płyn spływający z kanalika dalszego do zbiorczego może ulec dalszemu zagęszczeniu pod wpływem hormonu antydiuretycznego (ADH, wazopresyna). W jego obecności ściana kanalika zbiorczego staje się przepuszczalne dla wody, która dyfunduje do hipertonicznego środowiska i w miarę zbliżania się do szczytu brodawki nerkowej mocz staje się coraz bardziej zagęszczony. Przy niskim stężeniu wazopresyny wydalany jest mocz rozcieńczony.
Klirens służy do oznaczania wielkości przesączani kłębuszkowego (GFR). Substancje, które przesączają się w kłębuszkach i nie są wydzielane ani wchłaniane w kanalikach nerkowych mogą służyć do oznaczania GFR np. inulina której wielkość klirensu przyjmuje się 127ml/min/1,73m2.
Związkiem endogennym nadającym się do oceny GFR jest kreatynina. Obliczenie klirensu kreatyniny jest wiarygodne tylko przy niskim stężeniu kreatyniny w osoczu.
GFR w ml/min/1,73m2 = $\frac{W\left( 140 - L \right)}{72*Skr}$
W – Waga
L – Wiek
Skr – stężenie kreatyniny w osoczu w mg/dl
Ta część przepływu krwi przez nerki, która zaopatruje miąższ nerkowy służy wytwarzaniu moczu, to tylko ona umożliwia czynność wydalniczą nerek. Jest to tzw. skuteczny przepływ krwi przez nerki (ERBF). Przesącz kłębuszkowy powstaje jednak z osocza, którego dopływ do nerek zwany jest skutecznym przepływem osocza przez nerki (ERPF) jest mniejszy od ERBF o wartość hematokrytu. Wielkość ERPF oznacza się na podstawie klirensu PAH.
$$ERBF = \ \frac{ERPF*100}{100*Hct}$$
Porównanie GFR z objętością ERPF dostarcza informacji o wielkości tzw. frakcji filtracyjnej (FF). FF to taka częśc objętości osocza przepływającego przez kłębuszki nerkowe przefiltrowana dla wytworzenia moczu pierwotnego:
$$FF = \ \frac{\text{Cin}}{\text{CPAH}}$$
Prawidłowo FF wynosi 0,19.
FF może wzrastać zwłaszcza w niedoborze albumin w osoczu, wzrasta wówczas EFP na skutek spadku ciśnienia onkotycznego przeciwstawiającemu się ciśnieniu hydrostatycznemu oscza; w zastoinowej niewydolności krążenia z powodu wzrostu w kłębuszkach ciśnienia hydrostatycznego.