1e. WPŁYW UKŁADU NERWOWEGO I HORMONÓW NA PRZEPŁYW KRWI NA NACZYNIACH NERKI.

NERWY

Naczynia nerkowe unerwiane są przez włókna współczulne wydzielające na swoich zakończeniach adrenalinę. W czasie spoczynku wykazują one słaby toniczny wpływ, przez co słabe są wyniki odruchu z baroreceptorów działające na naczynia nerkowe. Jednak przy dużym pobudzeniu np. w momencie znacznej utraty krwi dochodzi do bezpośredniego skurczu naczyń nerkowych i zmniejszenia lub całkowitego zaniku filtracji kłębuszkowej kosztem nasilenia przepływu krwi przez narządy obwodowe. Miejscowo działać mogą związki powodujące zwiększenie wydzielania noradrenaliny takie jak sama noradrenaliny rdzenia nadnerczy, angiotensyna 2. NO, peptydy natriuretyczne i kilka innych związków zmniejszają wydzielanie noradrenaliny. Co więcej wpływa ona poprzez receptory beta na zwiększenie wydzielania reniny.

HORMONY

Różne hormony różnie wpływają na przpeływ krwi w naczyniach nerkowych. I tak np. wazopresyna wspólnie z angiotensyna powodują osłabienie przepływu krwi w naczyniach okołokłębuszkowych oraz naczyniach prostych, co zwiększa szanse efektywnej resorpcji zwrotnej do tych naczyń. Peptydy natriuretyczne rozszerzają naczynia doprowadzające i kurczą odprowadzające wpływając na filtrację krwi, co więcej powodują zwiększenie przepływu krwi w naczyniach prostych utrudniając w ten sposób resorpcję krwi. Rozszerzający jest wpływ NO oraz Prostacykliny. Endoteliny mogą zarówno zwężać jak i rozszerzać naczynia w zależności od receptorów, na jakie działają. Angiotensyna może działać także na same tętnice nerkowe powodując ich skurcz i zmniejszenie przepływu krwi.

3c DETERMINANTY FILTRACJI KŁĘBUSZKOWEJ- determinanty czyli wszystkie czynniki wpływające na filtrację. Należy pamiętać, że na wielkość filtracji w nerkach wpływ mają ciśnienia hydrostatyczne w naczyniach włosowatych oraz w torebce Bowmana oraz ciśnienie onkotyczne naczyń. Wszystkie czynniki, które wpływać będą na wyżej wymienione ciśnienia będą również miały ewidentny wpływ na filtrację. Do determinantów zaliczyć możemy:

1. Ogólny dopływ krwi do naczyń włosowatych kłębuszka nerkowego - im więcej krwi dopływa pod odpowiednim ciśnieniem utrzymywanym mniej więcej na tym samym poziomie w obrębie naczyń włosowatych tym więcej ulegnie filtracji. Ilość krwi dopływającej jest ściśle regulowana przez różne mechanizmy. Należy pamiętać, że w momencie zmniejszenia przepływu krwi przez kłębuszek szybciej narasta ciśnienie onkotyczne w naczyniach włosowatych, ponieważ z takim samym tempem będzie zachodziła filtracja, ale dotyczyć będzie większej objętości krwi.

2. Ciśnienie tętnicze-, jeżeli ciśnienie tętnicze nie przekracza 90mm/Hg to każdy wzrost ( do tej granicy) ciśnienia powoduje zwiększenie przepływu gdyż naczynia tętnicze doprowadzające są wtedy maksymalnie rozszerzone. Przekroczenie tej granicy prowadzi do uruchomienia mechanizmów autoregulacji miogennej, kiedy to naczynia doprowadzające kurcząc się zmniejszają przepływ krwi.

3. Stan skurczu tętniczek doprowadzających i odprowadzających - regulowany przez szereg mechanizmów endokrynnych, parakrynnych oraz nerwowych. Przykładowo w momencie zmniejszonego ciśnienia tętniczego powstała angiotensyna powoduje zwężenie tętniczki odprowadzającej, co przyczynia się do zwiększenia ciśnienia włośniczek. W ten sam sposób działają peptydy natriuretyczne.

4. Układ współczulny - w obrębie naczyń nerkowych odnotowuje się mały wpływ toniczny układu na naczynia jednakże w momencie utraty sporej ilości krwi lub pobudzenia emocjonalnego dochodzi do ewidentnego wpływu układu na filtrację.

5. Skład białkowy osocza - im większe jest ciśnienie onkotyczne powodowane przez białka osoczowe tym mniejszy jest stopień filtracji krwi

6. Ciśnienie w drogach moczowych - różne składniki biorące udział w ciśnienie w drogach moczowych mają wpływ na filtrację albo pośrednio uruchamiając mechanizmy wydzielające substancje działające skurczowo lub rozkurczowo na naczynia doprowadzające i odprowadzające albo bezpośrednio. Przykładowo spadek ciśnienia hydrostatycznego w kłębuszku doprowadzi do zwiększenia filtracji. Może to spowodować osłabienie odpływu moczu pierwotnego i umożliwić powstawanie obrzęków.

3e REGULACJA FILTRACJI KŁĘBUSZKOWEJ

Wielkość filtracji zależy od ciśnienia filtracyjnego oraz od współczynnika charakteryzującego powierzchnię oraz zdolność tej powierzchni do filtracji.

1) Współczynnik filtracji zależy od powierzchni i przepuszczalności ściany kapilarów. Skurcz komórek mezangium powoduje zmniejszenie tej powierzchni. Do substancji powodujących skurcz komórek należą:

1. Noradrenaliny

2. Wazopresyny

3. Angiotensyny

4. Trombaksanu A2

5. Leukotrienu C4

6. Prostaglandyny F2

Rozkurcz komórek powodują:

2. Dopamina

3. ANF

4. Prostacykliny

5. Prostaglandyny E2

Mechanizmy mające wpływ na efektywne ciśnienie filtracyjne poprzez zmianę ciśnienia tętniczego a co za tym idzie zmiany ciśnienia hydrostatycznego kapilar.

1. autoregulacja - mięśniowa oraz ta dotycząca GFR ( kiedy mniejszy to co, kiedy większy to co - jak większy to sprzężenie zwrotne i większa resorpcja jak mniejszy to równowaga i angiotensyna)

1. Autoregulacja nerkowa - miogenny mechanizm powoduje wzrost kurczliwości naczyń krwionośnych po przekroczeniu progu 90mm/Hg. Skutkuje to wzrostem oporu naczyniowego. Przepływ krwi wraz ze wzrostem ciśnienia nie zmienia się w wyniku, czego dalsze podwyższenie ciśnienia nie będzie miało wpływu na wzrost ciśnienia hydrostatycznego kłębuszków i zwiększenia filtracji

2. Pod wpływem zmniejszonego ciśnienia dochodzi do zmniejszenia filtracji a co za tym idzie zmniejszenia przepływu moczu przez kanaliki. Mniejsza prędkość przepływu powoduje większe wychwytywanie sodu i co za tym idzie pobudzenie receptorów ciałka przynerwowego. Zwiększa się wydzielanie reniny i angiotensyny,która kurczy tętniczki odprowadzające zwiększając przez to ciśnienie hydrostatyczne i wzmagając filtrację

3. Taki sam skutek podczas pobudzenia wydzielanie, reniny poprzez zaangażowanie baroreceptorów.

4. Zwiększenie GFR powoduje zwiększenie resorpcji oraz jednocześnie zmniejszenie wchłaniania, Na więc dochodzi do pobudzenia plamki gęstej, która wydziela substancję kurczącą naczynia doprowadzające w celu zmniejszenia GFR - jest to kłębuszkowo kanalikowe sprzężenie zwrotne - nie mylić z ich równowagą.

5. Po przekroczeniu ciśnienie o wartości 90mm/Hg renina przestaje być wydzielana, więc naczynia się nie kurczą. Zwiększony przepływ krwi zostaje zahamowany poprzez działanie NO rozszerzającego naczynia odprowadzające, co zmniejsza ciśnienie hydrostatyczne i chroni naczynia włosowate przed uszkodzeniem i nadmiarem filtracji.

6. Przy małym ciśnieniu NO rozszerza naczynia doprowadzające zmniejszając opór i powodując zwiększenie dopływu krwi.

7. Peptydy natriuretyczne powodują rozszerzenie naczyń krwionośnych doprowadzających oraz skurcz naczyń odprowadzających, przez co zwiększają filtrację.

8. W momencie pobudzenia układu współczulnego dochodzi do zwiększenia wydzielania noradrenaliny, która zwęża naczynia krwionośne doprowadzające powodując hamowanie przepływu krwi i filtrację po to żeby zwiększyć przepływ krwi przez mięśnie.

4a Mechanizmy reabsorbcji substancji przez błonę luminalną oraz podstawnoboczną oraz z płynu śródmiąższowego do naczyń krwionośnych.

Należy wspomnieć, że większość substancji, która uległa filtracji w obrębie kłębuszka naczyniowego w zależności od powierzchni styku oraz od efektywnego ciśnienia filtracyjnego ulega powrotnemu wchłonięciu z kanalików nerkowych do naczyń krwionośnych splotu okołokanalikowego lub naczyń prostych. Ułatwianie wchłaniania zwrotnego jest ułatwione przez niskie ciśnienie hydrostatyczne oraz wysokie osmotyczne krwi naczyń prostych. Wymusza to przepływ płynu do krwi. Co więcej takie substancje jak angiotensyna powodują spadek ciśnienia w naczyniach prostych przez co krew przepływa tam wolno co wymusza transport substancji do naczyń.

1. Dyfuzja- Jony mogą dyfundować przez kanały jonowe. Do dyfuzji niezbędna jest różnica stężeń między dwoma środowiskami. Woda przepływa zawsze w kierunku otoczenia, w, którym stężenie jonów jest większe. Woda może przepływać przez kanały wodne oraz przez ścisłe połączenia międzykomórkowe. Co więcej jony również w niektórych odcinkach kanalików mogą przepływać przez ścisłe połączenia. Połączenia są przepuszczalne na odcinku kanalików bliższych. Dyfuzja przez kanały jonowe odbywa się zarówno w błonie luminalnej jak i podstawnobocznej. W taki sposób transportowane są jony sodu, do komórki oraz jony potasu w kierunku światła ( błona luminalna) oraz jony chlorkowe i potasowe do płynu śródmiąższowego

2. Dyfuzja ułatwiona - odbywająca się również zgodnie z gradientem stężeń jednakże pomagają w tym białkowe przenośniki.

3. Transport pierwotnie czynny - Transport niezgodny z gradientem stężeń. Potrzebne są do niego białka przenośnikowe wymagające również energii dostarczanej w momencie hydrolizy ATP. W ten sposób funkcjonuje pompa Na/K w błonie podstawnobocznej zapewniająca stały gradient stężeń jonów sodowych w kierunku komórki kanalika nerkowego. Co więcej funkcjonuje także pompa protonowa H, jej zadanie jest ważne w procesach usuwania nadmiaru wodoru poza komórkę oraz pompa H/K która funkcjonuje w kanaliku zbiorczym w stanach niedoboru potasu.

4. Transport wtórnie czynny - Ma formę antyportu lub kotransportu. Ruch jednej cząsteczki napędza ruch innej przez błonę komórkową. Tak np. funkcjonuje symport Na/HCO3- w błonie podstawnobocznej i luminalnej lub antyport Cl/HCO3- a także antyport Na/H czy symport Na/K/Cl- obydwa obecne w ramieniu grubym wstępującym pętli nefronu. Na zasadzie symportu transportowane są także takie substancje jak glukoza czy aminokwasy oraz kwasy.

5. Endocytoza - na zasadzie endocytozy transportowane są wielkocząsteczkowe substancje. Takie jak śladowe cząsteczki hemoglobiny i albumin w moczu.

Przystosowania oraz różnice absrobcyjne między kolejnymi fragmentami kanalików

1) kanalik bliższy - w obrębie tego kanalika dochodzi do wchłonięcia około 67% sodu, potasu i wody, całkowite wchłonięcie aminokwasów oraz glukozy i wydalenia około 50 % moczanów

Sód

1. W początkowym odcinku wchłaniany poprzez symport z glukozą aminokwasami oraz anionami organicznymi.

2. Również w początkowym odcinku na zasadzie antyportu z jonami wodorowymi.

3. W dalszej części wchłaniany zgodnie z jonami HCO3-, oraz przez kanały jonowe

4. Ważne w dalszej części, że z chlorem - przez transport międzykomórkowy oraz przezkomórkowy - sód z antyportem wodoru a chlor z antyportem anionów octanowych szczawiowych i OH-..

5. Bardzo ważna do ciągłego transportu sodu jest pompa, która wypompowuje jony sodu a wypompowuje potasu

POTAS- po wpompowaniu usuwany z symportem z jonami chloru oraz przez kanały potasowe, może też przez połączenia ścisłe.

Wejście - poprzez pompę - może przejść z Na i Ca i Cl i wodą przez połączenia

Wyjście - wychodzi przez kanały potasowe oraz łącznie z symportem z chlorem, który przeszedł na zasadzie antyportu z jonami ujemnymi.

HCO3 - Wchodzi łącznie z sodem w dalszym odcinku kanalika bliższego i wychodzi z sodem, mimo, że sód z pompą.

GLUKOZA I AMINOKWASY - Po wejściu z sodem przez specyficzne przenośniki przechodzą do płynu śródmiąższowego.

BIAŁKA - ENDOCYTOZA

Cl- Wchodzi do komórki na zasadzie antyportu z jonami ujemnymi takimi jak OH- oraz szczawiany natomiast wychodzi łącznie z K lub przez kanały jonowe. Może przechodzić też przez połączenia ścisłe.

MOCZANY- W kanaliku proksymalnym dochodzi do intensywnego wchłaniania zwrotnego moczanów ( około 50%) mechanizmy regulujące stężenia moczanu mają duże znaczenie w zagęszczaniu i rozcieńczaniu moczu.

2) PĘTLA HENLEGO - w obrębie pętli henlego dochodzi do reabsorbcji około 25% NaCl oraz 10% wody a także reabsorbcji moczanów.

Część zstępująca -(WZROST OSMOLALNOŚCI) jest odpowiedzialna za intensywne zagęszczenie moczu. W jej ścianie znajdują się akwaporyny 1, które pomagają w wypływie wody z kanalika. Co więcej zachodzi u zgodny z gradientem stężeń transport jonów Na oraz Cl do komórki nefronu i do moczu. Wobec tych czynników mocz zostaje zagęszczony. W tej części dochodzi także do resorpcji moczanów jednak ma to bardzo małą rolę. WODA TUTAJ RESORBOWANA GDYŻ RAMIĘ WSTEPUJĄCE NIE MA MOŻLIWOŚCI TRANSPORTU H2O - jest nieprzepuszczalne dla wody.

Część wstępująca - ( SPADEK OSMOLALNOŚCI)- NIE MOŻE RESORBOWAĆ WODY PRZEZ, CO SPADA OSMOLALNOŚĆ). Dzielimy ją na część grubą oraz cienką. Tutaj bardzo ważne jest również działanie pompy, która powoduje różnice w gradiencie. Dzięki czemu wytwarza się gradient i w sposób bierny przez przestrzenie międzykomórkowe przechodzi sód. W części grubej sód przechodzi do komórki poprzez charakterystyczne symport Na/K/2Cl- oraz na zasadzie antyportu z jonami wodorowymi. Jak w kanaliki proksymalnym K usuwany zostaje przez symport z Cl lub przez kanały jonowe a sód oprócz pompy przez symport z HCO3-.

3) KANALIK DALSZY - w obrębie kanalika dalszego dochodzi do kontynuacji zagęszczania moczu poprzez transport sodu na zasadzie symportu z jonami chloru. Dochodzi tu do reabsorbcji około 7% NaCl. Początkowy odcinek jest nieprzepuszczalny dla wody natomiast dochodzi do wydalania jonów K!! Oraz do wchłaniania jonów Na Cl oraz Ca. Osmolalność spada do 100-80

4) KANALIK ZBIORCZY- Jego komórki możemy podzielić na komórki główne oraz komórki wtrącone inaczej komórki wstawkowe.

KOMÓRKI GŁÓWNE - Są to komórki pozostające pod wpływem aldosteronu. Powoduje on zwiększenie pracy pompy sodowo potasowej i zwiększanie reabsorbcji sodu oraz wydalania potasu. Bez aldosteronu może dojść do zakłócenia tego procesu. Transport sodu do komórki powoduje zwiększenie panującego tu pH i wzrost transportu chloru. Chlor może być także transportowany przez przestrzenie łącznie z wodą, co prowadzi do zagęszczenia moczu. Sód przez kanały!!

KOMÓRKI WSTAWKOWE - Odpowiedzialne są za równowagę kwasowo zasadowa, ponieważ transportują na zasadzie pompy protonowej jony wodorowe do komórki a następnie do światła. Biorą udział w resorpcji. Co więcej jak komórki kanalików dalszych oraz komórki główne powodują wydzielanie jonów potasu chyba że jest ich niedomiar. Wtedy na zasadzie pompy wydalane są jony wodorowe a resorbowane potasowe. NALEŻY PAMIĘTAĆ, ŻE TRANSPORT WODY W TYCH KOMÓRKACH (GŁÓWNYCH) JEST ZALEŻNY OD WAZOPRESYNY ZWIĘKSZAJĄCEJ AKWAPORYNY 2. W DALSZEJ CZĘŚCI KANALIKA ZBIORCZEGO ZNAJDUJĄ SIĘ JUŻ TYLKO KOMÓRKI TYPOWO GŁÓWNE<, KTÓRYCH ROLĄ JEST RESORPCJA NACL ORAZ MOCZNIKA _ OKOŁO 10 %

4f .REGULACJA RESORPCJI KANALIKOWEJ

Resorpcja kanalikowa jest regulowana różnymi mechanizmami. Do najważniejszych możemy zaliczyć wpływ:

ALDOSTERON - jest hormonem, którego wydzielanie pobudza angiotensyna II powstająca z reniny w momencie obniżonego ciśnienia tętniczego rejestrowanego przez komórki ciałka nerkowego lub przez rejestrowane przez nie obniżenie poziomu sodu w kanalikach nerkowych związane ze zmniejszeniem ciśnienia tętniczego i zmniejszonym tempem przepływu krwi. Aldosteron wydzielany jest także pod wpływem ACTH oraz beta, endorfiny czyli pochodnych proopiomelanokortyny. Hamowanie wydzielania aldosteronu zachodzi pod wpływem ANP oraz NO, czyli związków rozszerzających naczynia krwionośne i w zależności od tego, które naczynia różnie wpływających na filtrację.

DZIAŁANIE ALDOSTERONU:

1. Zwiększenie transkrypcji niektórych genów, co prowadzi do wzrostu jednostek pompy sodowo potasowej w błonie przypodstawnej

2. Zwiększenie ilości kanałów jonowych w błonie luminalnej kanalika dalszego i zbiorczego nerki w wyniku, czego zwiększa się możliwość dokomórkowego transportu jonów sodu

3. Zwiększenie antyportu wodór/sód.

4. Zwiększenie aktywności pompy wodorowej, przez co zwiększa się jego stężenie w świetle kanalika- przez to regulacja równowagi kwasowo zasadowej.

ANGIOTENSYNA 2- szereg czynników powoduje wydzielanie reniny, która przekształca angiotensynogen w angiotensyna. Należą do nich odbarczenie baroreceptorów oraz pobudzenie chemoreceptorów, spadek ciśnienia, prostaglandyny, spadek poziomu sodu w komórce. Działa poprzez receptory zlokalizowane na całej długości kanalików nerkowych.

DZIAŁANIE ANGIOTENSYNA

1. Wzmaga działanie pompy Na/K

2. Wzmaga antyport Na/H

3. Wzmaga działanie Na/HCO3- w błonie przypodstawnej

4. Zwęża naczynia odprowadzające, co powoduje spadek ciśnienia w splotach okołokanalikowych i tętnicach prostych - to przekłada się na wolniejszy przepływ krwi w naczyniach wewnątrz rdzenia i ułatwia proces filtracji oraz zapobiega rozejściu się odpowiedniego gradienty osmolalności.

5. Pobudza wydzielanie aldosteronu.

6. Pobudza wydzielanie wazopresyny

WAZOPRESYNA jest substancją produkowaną przez jądro przykomorowe i nadwzrokowe. Do wydzielania pobudza je:

1. Zwiększenie osmolalności krwi

2. Odbarczenie baroreceptorów

3. Pobudzenie przez angiotensynę 2

Działanie wazopresyny

1. Zwiększaniu kanałów wodnych akwaporynowych 2 w komórkach głównych kanalików zbiorczych, co powoduje zwiększenie osmolalności moczy i jego zagęszczenie.

2. Zwiększenie współtransportu Na/Cl/K w grubej części ramienia wstępującego, co wpływa na utrwalenie gradientu osmotycznego i wytworzenie siły napędzającej przepływ wody.

3. Działa synergistycznie z aldosteronem zwiększając ilość kanałów jonowych dla Na w błonie luminalnej kanałów zbiorczych. Zwiększa to napływ dokomórkowy jonów sodowych.

4. Zwiększanie receptorów w zstępującym ramieniu pętli oraz w kanaliku zbiorczym - dla moczowego kwasu.

5. Zmniejszenie przepływu krwi przez naczynia proste nerek, co utrudnia osłabienie gradientu onkotycznego.

Peptydy natriuretyczne - przykładem może być ANP wydzielany przez prawy przedsionek w momencie jego nadmiernego rozszerzenia.

DZIAŁANIE PEPTYDÓW

1. Rozszerzenie tętniczki doprowadzającej oraz zwężenie odprowadzającej, co ma na celu zwiększenie filtracji poprzez wzrost ciśnienia hydrostatycznego

2. Przyśpieszenie przepływu krwi w naczyniach prostych, co utrudnia resorpcję

3. Zmniejszenie ogólnej resorpcji sodu.

4. Zmniejszenie zwężającego działania wazopresyny i noradrenaliny i angiotensyny 2

PARATHORMON- Zwiększanie w kanaliku bliższym resorpcji jonów wapnia oraz magnezu w pętli henlego oraz osłabienie wchłaniania zwrotnego fosforanów

UKŁAD WSPÓŁCZULNY - Jednym z mechanizmów działania noradrenaliny jest zwiększenie aktywności pompy Na/K oraz antyportu Na/H działając w ten sposób synergistycznie do angiotensyny oraz aldosteronu. Zwiększa to resorpcję, co więcej układ współczulny może zwężać naczynia krwionośne odprowadzające oraz wydziela reninę.

5.KLIRENS NERKOWY I JEGO ZASTOSOWANIE

Badania klirensowe używane są w celu określenia ogólnego stanu całej nerki jako narządu. W tym badaniu porównuje się wielkość filtracji danej substancji i jej stężenie w filtracie do stężenia tej substancji w moczu wydalonym. Do badań klirensowych używa się substancji prezentujących pewne charakterystyczne cechy.

1. Muszą one ulegać całkowitej filtracji w kłębuszku nerkowym, więc nie mogą być substancjami wysokobiałkowymi lub o dużym ładunku ujemnym.

2. Nie mogą ulegać reabsorpcji w kanalikach nerki jednocześnie łatwo przechodząc do moczu ostatecznego

3. Muszą się utrzymywać na stałym poziomie w organizmie człowieka tak, aby ich stężenie nie spadało po wstrzyknięciu ich do naczyń krwionośnych oraz nie mogą być one toksyczne dla organizmu.

TYPOWĄ SUBSTANĆJĄ JEST INULINA

TERMINY POTRZEBNE DO ZROZUMIENIA ZJAWISKA KILERENSU

1. TEMPO WYDALANIA SUBSTANCJI X (UxV) - zależne jest od objętości moczu wydalonego w jednostce czasu, czyli od V oraz od stężenia substancji x w tym wydalonym moczu, czyli Ux - wiadomo jednak, że UxV zależy od wielu różnych czynników, do których możemy zaliczyć objętość przefiltrowanego płynu przez kłębuszek naczyniowy. Rosnąc będzie wtedy stężenie substancji w wydalonym moczu

2. PRZESĄCZONY ŁADUNEK SUBSTANCJI X ( Fx, GFRx) - Wyraża on ilość substancji x, jaka uległa filtracji w jednostce czasu, co przenosi się na stężenie tej substancji w moczu ostatecznym. Zależny jest on od ilości płynu przesączonego w jednostce czasu przez kłębuszek nerkowy ( GFR) oraz od stężenia substancji x w tej przesączonej objętości osocza - Px. Więc przesączony ładunek substancji x wynosi

Fx= GFR*Px

Spostrzeżenia dla inuliny, - Jako, że jest ona substancją, która nie ulega przenikaniu przez ściany kanalików nerkowych jej ilość przesączona przez kłębuszek nerkowy jest równa ilości wydalonej razem z moczem, więc możemy to zapisać, że:

GFR*Px = UxV -> ciekawe jest to, że stężenie substancji znajdujących się w moczy jest niemal takie samo jak stężenie tych substancji w osoczu( z wyjątkiem białek) w wyniku tego, Px dla inuliny jest równe jej stężeniu w osoczu.

GFR= UxV/Px - jest to określenie filtracji kłębuszkowej. Oznacza to, że filtracja jest równa wydalaniu zależnemu od stężenia substancji x w filtracie, więc od Px. Jest to także nazwane kilirensem nerkowym, czyli Cx

Cx= UxV/Px - określa się go w mL/ min. Kilirens określa wielkość filtracji. Określa on ilość danej substancji w filtracie a więc również w osoczu. Wartość Kilirens równa 100ml/min mówi o tym, że w przeciągu jednej minuty nerka wydaliła taką ilość substancji x, jaka zawarta jest w 100ml osocza.

Jeżeli:

Cx=Ci - to oznacza to, że ilość substancji, jaka dotarła do moczu jest równa ilości wydalonej, więc substancja ta nie ulega wchłonięciu zwrotnemu.

Cx>Ci - to substancja ta nie dość, że uległa filtracji i nie uległa wchłonięciu zwrotnemu to dodatkowo na jakimś odcinku kanalika jej stężenie zostało zwiększone poprzez proces sekrecji z naczyń kanalikowych

Cx<Ci - to substancja, która uległa filtracji ulega również w różnym stopniu resorpcji.

6.Nerkowe mechanizmy zapewniające utrzymanie stałej osmolalności płynów ciała oraz stężenia sodu w organizmie.

Wiadome jest, że zwiększenie przesączania w kłębuszkach nerkowych np. pod wpływem wzrostu ciśnienia w tętniczce odprowadzającej, do czego prowadzi angiotensyna lub wazopresyna dochodzi jednocześnie do zwiększenia stężenia substancji takich jak sód czy woda w kłębuszku a co za tym idzie w kanalikach nerkowych. W organizmie muszą istnieć mechanizmy, które regulują intensywność wchłaniania zwrotnego sodu i wody w takich momentach. Średnio procentowo resorpcja w tym odcinku kanalika wynosi 70% i jest utrzymywana na tym poziomie pod wpływem tzw. równowagi kłębuszkowo kanalikowej ( nie mylić z autoregulacją kłębuszkowo kanalikową)

RÓWNOWAGA KŁĘBUSZKOWO KANALIKOWA- jest to rodzaj mechanizmu w pełni autonomicznego niezależnego od układu współczulnego oraz hormonalnego. Kiedy GFR znacząco wzrasta zdecydowanie wzrasta resorpcja zwrotna wody oraz jonów sodu. Są one wydalane w większych ilościach z moczem. Dzieje się tak, ponieważ zwiększony przepływ krwi wymusza zdecydowane zwiększenie ciśnienia onkotycznego w naczyniach odchodzących od tętnicy odprowadzającej, więc w naczyniach włosowatych okołokanalikowych oraz naczyniach prostych. Powoduje to zwiększenie wchłaniania zwrotnego płynu w kanalikach bliższych tak, aby nie doszło do zalania dalszych części nefronu, które nie mają takiej zdolności reabsorpcji jak kanalik bliższy. Jednocześnie zwiększony przepływ krwi powoduje zmniejszenie wchłaniania jonów sodowych a co za tym idzie ich zwiększone wydalanie - właśnie ten mechanizm odpowiedzialny jest za blokowanie wydzielania wazopresyny w momencie zwiększenia objętości dostarczanych płynów. . Dlatego równowaga kłębuszkowo kanalikowa dotyczy tylko kanalików bliższych a nie ma racji bytu w pętli nefronu oraz kanaliku dalszym i zbiorczym. Zalanie tych elementów prowadziłoby do zwiększania wydalania wody oraz składników mineralnych cennych dla naszego organizmu. Jednocześnie sytuacja jest odwrotna, kiedy malej GFR, maleje wtedy też ciśnienie onkotyczne w naczyniach i spada wartość resorpcji w stosunku do tej panującej w równowadze tak, aby proporcjonalnie 70% płynu uległo wchłonięciu zwrotnemu. Gdyby resorpcja się nie zmniejszyła to zmniejszona objętość płynu dopływającego do ramienia wstępującego pętli lub do kanalika zbiorczego mogłaby całkowicie ulegać wchłanianiu, co zaburzyłoby rolę nerki w procesach wydalania. Jednocześnie dochodzi do zwiększenia wchłaniania sodu, ponieważ mocz przepływa wolniej, co powoduje zmniejszenie dopływu tego pierwiastka do plamki gęstej. Mechanizm ten jest odpowiedzialny za zwiększanie wydzielania wazopresyny w momencie niedoboru płynów poprzez zwiększenie ciśnienia onkotycznego, a także wydzielania reniny w momencie zmniejszonego dopływu sodu do plamki gęstej. TEN MECHANIZM MA NA CELU JEDYNIE DOPROWADZENIE DO KANALIKÓW DALSZYCH PROPORCJONALNIE TAKIEJ SAMEJ OBJĘTOŚCI I ZAWARTOŚCI PŁYNU - INNE NIŻEJ WYMIENIONE MECHANIZMY BIORĄ UDZIAŁ ZMIANACH WCHŁANIANIA SODU W ZALEŻNOŚCI OD ZMIAN ŚRODOWISKA

INNE MECHANIZMY REGULUJĄCE OSMOLALNOŚĆ TO :

1. Działanie wazopresyny na komórki główne kanalików zbiorczych. Wazopresyna powoduje zwiększenie ilości kanałów akwaporynowych w obrębie kanalików zbiorczych, jednocześnie zwiększając dokomórkowy transport jonów Na poprzez zwiększenie ilości kanałów jonowych oraz symportu tych jonów. Zwiększa to ich przepływ do płynu śródmiąższowego, co pociąga za sobą wodę. Ostatecznie skutkuje to rozrzedzeniem płynów organizmu przy jednoczesnym zagęszczeniu moczu. Zwiększanie wydzielania wazopresyny potęguje angiotensyna II, układ współczulny w momencie spadku ciśnienia tętniczego, oraz hipoksja i pobudzenie receptorów wazopresyny na skutek wzrostu ciśnienia osmotycznego krwi poprzez spadek ilości wody a wzrost stężenia soli.

Działanie związków, które zwiększają lub zmniejszają stężenie wazopresyny:

Angiotensyna, układ współczulny, czynniki natriuretyczne prostaglandyny E - zmniejszanie itp.

Należy pamiętać, że mechanizm równowagi powoduje zachowanie odpowiednich proporcji w dostarczeniu odpowiednie przygotowanego moczy do dalszych części kanalików. Dlatego przy zwiększonej podaży płynów na poziomie kanalika bliższego dojdzie do zwiększonego wchłaniania wody i soli. Spowoduje to zmniejszenie ciśnienia osmotycznego krwi oraz zwiększenie ogólnego tętniczego ciśnienia. Zahamuje to wydzielanie angiotensyny i wazopresyny, przez co spadnie resorpcja wody i sodu i zostanie więcej wydzielone. KANALIK BLIŻSZY DZIAŁA NA SPADEK CIŚNIENIA OSMOTYCZNEGO, WIĘC DZIAŁA POŚREDNIO NA ZWIĘKSZNIE WYDALANIA WODY Z MOCZEM.

7.Nerkowe mechanizmy utrzymania stałej objętości krwi i płynów komórkowych

1. Mechanizm zagęszczania oraz rozrzedzania moczu.

- Niezależnie od ilości spożywanych płynów objętość substancji, jakie są dziennie wydalane razem z moczem ( klirens poszczególnych substancji) jest stała. Różnice dotyczą jedynie objętości moczu, jaka jest potrzebna bądź po prostu używana, aby owe substancje usunąć z organizmu. Minimalna objętość moczu, jaka potrzebna jest do usunięcia substancji wydalanych wynosi około 0.4 litra natomiast w warunkach normalnych objętość ta wynosi około 1,5-2l na dobę natomiast w momencie obfitego dostarczania płynów przekroczyć może ona nawet 10l na dobę. Do mechanizmów zagęszczania oraz rozrzedzania moczu należy zaliczyć:

1) mechanizm wzmocnienia przeciwprądowego - Jest to mechanizm, którego utrzymanie możliwe jest dzięki równoległemu przebiegowi poszczególnych ramion pętli nefronu oraz panujących w nich różnic przepuszczalności dla wody. Po przefiltrowaniu krwi w kłębuszku nerkowym ultrafiltrat jest izoosmotyczny w stosunku a także w stosunku do płynu śródmiąższowego. Początkowo w momencie pierwszego przepływu krwi przez kanaliki nerki osmolalność jest równa w ramieniu zstępującym, wstępującym oraz w samej pętli i w obrębie płynu śródmiąższowego. Działający jednak transport jonów sodowych, chlorkowych oraz potasowych w obrębie ramienia wstępującego powoduje przesunięcie tych jonów do płynu śródmiąższowego. Odbywa się to we fragmencie cienki ramienia wstępującego w sposób bierny poprzez przestrzenie międzykomórkowe a w części grubej poprzez działanie symportu Na K Cl oraz Na Cl ( w obrębie kanalika dalszego) powoduje to wytworzenie gradientu osmolalności równego około 200 jednostek pomiędzy ramieniem wstępującym a płynem komórkowym. Jednocześnie ramię to jest nieprzepuszczalne dla wody, więc stopniowo w kierunku kory nerki molalność maleje zarówno mocz jest coraz bardziej rozcieńczony. Wzrost molalności płynu śródkomórkowego powoduje zwiększenie przepływu wody w z ramienia zstępującego w kierunku płynu, przez co jednocześnie wzrasta molalność w obrębie ramienia zstępującego. Jednocześnie dochodzi do zwiększenia transportu jonów sodu i chloru do ramienia zstępującego. Mocz zostaje zagęszczony.

PODSUMOWUJĄC-

W obrębie ramienia zstępującego dochodzi do zagęszczenia moczu w wyniku transportu wody wywołanego zwiększającą się osmolalnością wywołaną przenikaniem jonów z ramienia wstępującego do płynu śródkomórkowego - woda wypływając powoduje stopniowy wzrost molalności w kierunku brodawki nerkowej.

W obrębie ramienia wstępującego - dochodzi do rozrzedzenia moczu w wyniku przepływu soli oraz braku kanałów wodnych.

W kanaliku dalszym - woda dalej nie jest resorbowana, wobec czego osmolalność maleje również w tej części nefronu, przez co mocz jest rozrzedzony. Dalsza część wrażliwa na wazopresynę.

W kanaliku zbiorczym - W komórkach głównych pod wpływem wazopresyny dochodzi do zwiększenia stężenia kanałów wodnych, przez co woda może wypływać i mocz się zagęszcza. Dochodzi do tego jedynie po pobudzeniu odpowiednich receptorów wazopresyny w momencie podwyższonego ciśnienia osmotycznego płynów ciała.

2. Mechanizm wzmocnienia przeciwprądowego naczyniowego- Należy pamiętać, że do prawidłowego funkcjonowania opisanych wyżej mechanizmów niezbędny jest udział naczyń prostych drążących w kierunku brodawki nerki. Tętnica prosta znajduje się w tym obszarze rdzenia nerki gdzie osmolalność stopniowo rośnie. Powoduje to przepływ jonów do tętnicy oraz oddawanie przez nią wody. Żyła prosta przebiega od środowiska bardziej osmolalnego do środowiska mniej osmolalnego w wyniku, czego woda jest tu resorbowana do naczyń a związki osmotyczne oddawane do rdzenia. Zapobiega to rozproszeniu gradientu. Co więcej ilość krwi przepływającej przez te naczynia wynosi około 1-2 % co umożliwia lepszą wymianę substancji między płynem śródkomórkowym a naczyniami.

3. MOCZNIK - Stężenie mocznika również przyczynia się do utrzymania mechanizmów zagęszczania oraz rozrzedzania moczu- Mocznik przefiltrowany z osocza ulega powrotnemu wchłonięciu w obrębie kanalika bliższego ( około 50%) ściany pętli Henlego, kanalika dalszego są dla niego nieprzepuszczalne. Jednocześnie w obrębie tych struktur dochodzi do zwrotnego wchłaniania mocznika, więc jego stężenie wzrasta. W kanaliku zbiorczym pod wpływem wazopresyny dochodzi do zwiększenia kanałów białkowych dla mocznika i do zwrotnego wchłonięcia około 10% tego związku do płynu śródkomórkowego. Skutkuje to zwiększeniem jego osmolalności i przepływem wody bezpośrednio do tego płynu oraz zagęszczeniem moczy w kanaliku zbiorczym. Jest to taki sam skutek, jaki wywołuje wazopresyna.

8. DIUREZA CIŚNIENIOWA

W zależności od podwyższonego lub obniżonego ciśnienia tętniczego dochodzi do wzrostu lub obniżenia wydalania sodu oraz wody z moczem w celu zmian ciśnienia panującego w układzie naczyniowym.

Obniżone ciśnienie tętnicze - w przypadku obniżonego ciśnienia tętniczego dochodzi do zwolnienia baroreceptorów oraz pobudzenia chemoreceptorów ze względu na spadek dostarczania tlenu. Skutkuje to wydzieleniem reniny, co zwiększa poziom, angiotensyny. Angiotensyna powoduje zwężenie naczynia odprowadzającego kłębuszka nerkowego, co skutkuje zwiększeniem ciśnienia hydrostatycznego w kłębuszku nerkowym oraz naczyniach okołokanalikowych i naczyniach prostych. Dzięki temu zwiększa się wchłanianie zwrotne płynu z kanalików. Co więcej angiotensyna powoduje zwiększenie aktywności pompy Na/K oraz mechanizmów symportu i antyportu. Obniżenie ciśnienia powoduje także pobudzenie układu współczulnego, który działa analogicznie. Zwiększanie wchłaniania zwrotnego sodu powoduje przepływ wody do naczyń i zwiększenie ciśnienia. To sam aldosteron.

Podwyższone ciśnienie tętnicze- powyżej 90mm/hg powoduje zmniejszenie wydzielania angiotensyna, więc maleje jej wpływ na sód oraz wodę. Jednocześnie prowadzi to do zwiększenia zwężania tętniczek doprowadzających, co zmniejsza filtrację oraz do wydzielania NO. NO jest związkiem, który hamuje symportu oraz antyportu obniżając stężenie sodu w komórce kanalika, co prowadzi do zmniejszenia resorpcji. Jednocześnie rozszerza on naczynia krwionośne naczyń prostych wspólnie z peptydami natriuretycznymi, co skutkuje spadkiem wchłaniania zwrotnego. Spadek Na powoduje pociągnięcie wody w kierunku światła kanalika i do spadku ciśnienia tętniczego.

---