Fizjologiczne funkcje nerek

Anatomia czynnościowa nerek

• Główne funkcje:

• 1.utrzymanie homeostazy

• 2.funkcja wydalnicza

• 3.regulacja gospodarki wodno-elektrolitowej

• 4.regulacja równowagi kwasowo-zasadowej

• 5.funkcja wewnątrzwydzielnicza

Nerki

• Narządy parzyste

• Położone pozaotrzewnowo

• Waga pojedynczej - ok.150 g

• Składa się z ok. 1 mln nefronów

• Część korowa

• Część rdzeniowa

Nefron

• Funkcjonalna jednostka nerki

• 1.kłębuszek nerkowy -ciałko nerkowe

• 2.cewka nerkowa/kanalik nerkowy/ bliższy i dalszy

Ciałko nerkowe/kłębuszek/

• Pęk naczyń włosowatych ok.20 -40 - podział tętniczki doprowadzającej kłębka- końce naczyń - połączenie - tętniczka odprowadzająca

• Biegun naczyniowy - bliskie położenie tętniczki doprowadzającej i odprowadzającej

• W ścianie tętniczki doprowadzającej w biegunie naczyniowym- komórki przykłębuszkowe- renina

• Torebka - tzw.torebka Bowmana tworzona przez kanalik nerkowy bliższy

Kanaliki

• Bliższe - od ciałka nefronu do zagięcia pętli

• Dalsze - pozostała część

Kanalik

• Kanalik kręty bliższy - powstaje z torebki kłębuszka

• Przechodzi w część prostą kanalika bliższego

• Powstaje pętla nefronu - pętla Henlego, składa się

• 1.ramię zstępujące/ odcinek gruby, następnie cienki/

• 2.ramię wstępujące /odcinek cienki, następnie gruby/

Pętla Henlego

• Odcinek gruby ramienia wstępującego przebiega w pobliżu bieguna naczyniowego - powstanie z komórek kanalika tzw plamki gęstej

• Plamka gęsta - reaguje na zmiany stężenia chloru

• Plamka gęsta +komórki przykłębuszkowe - aparat przykłębuszkowy

Kanalik zbiorczy nerki

Przedłużenie kanalika krętego dalszego

Uchodzi do kanalika zbiorczego

Kanalik zbiorczy - kończy się na brodawce nerkowej

Podział nefronów

• Nefrony korowe: 85% w korze

• o krótkiej pętli Henlego

• zaginają się w zewnętrznej części rdzenia

Nefrony przyrdzeniowe:przejście kory w rdzeń

• o długich pętlach

• zaginają się w okolicach brodawki nerkowej

Nefrony przyrdzeniowe

• Główna rola w przeciwprądowym zagęszczaniu moczu

Nerkowy przepływ krwi

• Ok.1200 ml/min 420ml/100 g/min

• Nerkowe zużycie tlenu 6ml/100 g/min

Tworzenie moczu

• 1.Filtracja -przesączanie w kłębuszkach

• 2.Wchłanianie zwrotne-reabsorbcja w cewkach

• 3.Wydzielanie - sekrecja w cewkach

Filtracja

Wstępny etap tworzenia moczu

Odbywa się dzięki różnicy ciśnień

Ciśnienia hydrostatycznego w naczyniach włosowatych ok.55 mmHg

Sił przeciwstawiających się filtracji:

Ciśnienie onkotyczne osocza ok.25 mmHg

Ciśnienie w torebce kłębka ok.15 mmHg

Efektywne ciśnienie filtracyjne ok.15 mmHg

EFP

EFP =/P _kap - P _Bov / - COP_kap

Przesącz kłębkowy

• Tzw mocz pierwotny = odbiałczone osocze

• Przechodzi przez błonę filtracyjną kłębuszków -zatrzymywane krwinki większość białek

• Zbiera się w torebce Bowmana

Filtracja kłębuszkowa

• Objętość przesączu kłębuszkowego powstającego w ciągu jednej minuty w obu nerkach

GFR

= 125 ml/min

80 l /24 godz

Klirens

Ilość osocza wyrażona w mililitrach, jaka zostaje całkowicie oczyszczona z danej substancji w ciągu 1 minuty

Miara sprawności oczyszczania osocza z danej substancji

Klirens

U_X x V

C_x = ---------------

P_X

C_x =klirens substancji w ml/min

U_x = stężenie substancji w moczu mg/ml

V = wielkość diurezy w ml/min

P_{x =}stężenie substancji w surowicy w mg/ml

Klirens inuliny

• Inulina - polisacharyd ulegający tylko całkowitej filtracji w kłębuszkach

• Klirens inuliny odpowiada GFR

U _in x V

GFR = ^{________________________}

P_in

Klirens

• Klirens inuliny- porównanie z klirensem innych substancji - informacja o mechanizmach oczyszczających osocze z tej substancji

Klirens

C_x =C _in

Ok.1

Wydalanie głównie przez filtrację

taka sama ilość jest przesączana i wydalana w jednostce czasu

Jedynie filtracja

Mannitol,sorbitol,B12, sacharoza

Klirens

C_x < C_in

Filtracja + reabsorbcja

ilość substancji wydalanej z moczem< ilości substancji przesączanej

Glukoza 0 ml/min ,ksyloza,fruktoza, mocznik 75 ml/min

Klirens

C_x >C _in

Wydalanie danej substancji przewyższa jej filtrowanie

Usuwanie = filtracja + wydzielanie

Kwas paraaminohipurowy, jodopiracet, niektóre penicylliny, kreatynina endogenna 140 ml/min

Czynność cewek nerkowych

• Z 125 ml moczu pierwotnego - powstaje

1 ml moczu ostatecznego

Wymiana wody , substancji w niej rozpuszczonych pomiędzy kanalikami a śródmiąższem , krwią naczyń włosowatych okołokanalikowych

Powstawanie moczu

• Mechanizmy :

• 1.resorbcja - zwrotne wchłanianie ze światła kanalika do tkanki otaczającej

• 2.sekrecja - wydzielanie substancji przez nabłonek kanalika do światła

Resorbcja kanalikowa

• Bierna - zgodna z gradientem stężeń , potencjału elektrycznego

• Czynna - wbrew gradientowi stężeń,wymagająca nakładu energii

1.ograniczona stężeniem/ np.glukoza, aminokwasy ,potas/

2.ograniczona stężeniem, czasem wchłaniania /np.sód/

Sekrecja kanalikowa

• Wydzielanie bierne - dyfuzja zgodnie z gradientem stężeń/np. kwas salicylowy/

• Wydzielanie czynne -

1.ograniczone stężeniem substancji/np.kreatynina ,penicyllina/

2.ograniczone stężeniem substancji, czasem /np.jony K⁺,H⁺

Transport maksymalny

T_m -maksymalna ilość w miligramach substancji, którą kanaliki mogą przetransportować przez ściany w czasie 1 min

np.glukoza - 350 mg/min

Próg nerkowy

• Maksymalne stężenie substancji we krwi , po przekroczeniu którego dana substancja pojawia się w moczu

• Przekroczenie zdolności resorbcyjnych kanalików

• np.glukoza - 180 mg%

Równowaga kłębuszkowo- kanalikowa

Resorbcja 70% przesączu kłębuszkowego w kanalikach bliższych

Resorbcja izotoniczna/ H₂O ,Na, Cl, HCO3-/

Ochrona kanalików dalszych przed nadmierną ilością płynu

Zagęszczanie, rozcieńczanie moczu

• Zdolność nerek do wydalania zbędnych produktów metabolicznych w zmiennej objętości moczu

• Minimalna ilość - 400 ml/24 godz/oliguria/

• < 1 ml/godz/kg c.c

• < 400 ml/24 godz- anuria

• 0,5 ml/godz/kg c.c

Osmolalność moczu

• Ciśnienie osmotyczne moczu

• Maks- 1300 mOs/ H₂O

• Min 70 mOsm/ kg H₂O

• ciśnienie moczu pierwotnego= ciśnieniu osmotycznemu osocza = 300 mOs/kg H₂O

Wzmocnienie przeciwprądowe

• Wzrost osmolarności w obrębie pętli Henlego

1.przepuszczalność kanalika zstępującego dla wody

2.brak przepuszczalności dla wody w obrębie ramienia wstępującego

• Wytworzenie różnicy stężeń wzdłuż długiej osi nefronu

Ramię zstępujące

• Przechodzenie H₂O do śródmiąższu

• Transport n H₂O naczyniami prostymi

Ramię wstępujące

• Czynny transport do śródmiąższu NaCl

• Nieprzepuszczalne dla H₂O

• Z pętli Henlego - mocz hypotoniczny

Kanalik kręty dalszy

Przepuszczalność dla H₂O - regulowana poziomem ADH

• Przy ↑ zapotrzebowania na H₂O

1.↑ ADH

2.↑ przepuszczalności ścian kanalika dla ↑ H2O

3.↑zatrzymania wody -

4.zmniejszone wydzielanie zagęszczonego moczu

Zagęszczenie moczu - zależne od stężenia ADH

Kanalik zbiorczy

• Możliwość rozcieńczania moczu przez reabsorbcję NaCl

Równowaga kwasowo- zasadowa
rola nerek

Wydalanie jonów H⁺

Regulowanie zasobów HCO₃^-

HCO₃^{-/ z przesączu/ +} H^{+/wydzielany czynnie przez komórki kanalika bliższego =} H₂CO3

^przy udziale anhydrazy węglanowej z kk kanalika

H₂O + CO₂

• CO₂ do komórek kanalika

• CO_{2 + =}H₂CO3 /przy udziale anhydrazy węglanowej/

• H₂CO3 → H^{+ +} HCO₃^-/

• HCO₃^- dyfunduje do śródmiąższu nerki,do naczyń okołokanalikowych

Bufor fosforanowy

• Wychwytywanie jonów H⁺ w dalszych odcinkach nefronu

• Wymiana z jonem Na fosforanu dwusodowego

Amoniak - wydalanie H⁺

• W płynie kanalikowym

• Z amoniaku i jonu H⁺ → jon amonowy

---