Opracowanie pojęć zadanych do przyswojenia na następne ćwiczenia z fizjologii do prof. Rydzewskiego. Pojęcia: NEFRON, PODSTAWOWE FUNKCJE NEREK i REGULACJA OBJĘTOŚCI PŁYNU KOMÓRKOWEGO. Zakładam, że nie muszą to być informacje, o które jemu chodziło. Część poszedłem na łatwiznę, bo nie chciało mi się czytać - mówiąc wprost - WIKIPEDIA. Regulacja objętości płynu komórkowego - Fizjologia Człowieka w Zarysie - W. Traczyk.

1. Regulacja objętości płynu komórkowego

Metabolizm wewnątrzkomórkowy

Fizjologia człowieka w zarysie - W. Traczyk

Str. 39 - 41

Komórki pobierają z otoczenia, czyli z płynu międzykomórkowego, składniki odżywcze. Składnikami tymi dla komórek są: glukoza, amino kwasy I kwasy tłuszczowe. Pobieranie składników odżywczych z otoczenia odbywa się dzięki aktywnemu transportowi cząsteczek przez błonę komórkową przeciw gradientom stężeń w wyniku pinocytozy i w niektórych rodzajach komórek również poprzez fagocytozę.

Wyzwolenie energii ze składników odżywczych odbywa się w procesie odłączenia atomów wodoru od produktów rozpadu składników odżywczych i przenoszenia tych atomów na atomy tlenu. Na skutek dyfuzji przez błonę komórkową atomy tlenu są stale dostarczane z zewnątrz, czyli z płynu międzykomórkowego, do wnętrza komórki. Prężność cząsteczek tlenu (Po,) w każdej komórce jest wypadkową szybkości, z jaką są one dostarczane, oraz szybkości, z jaką są zużywane wewnątrz komórki. Przy jednakowej szybkości dostawy mała prężność tlenu występuje w komórkach wytwarzających dużo energii, a wlec intensywnie pracujących.

Wytwarzanie energii w komórce jest istotą oddychania wewnętrznego (interna! respiration), czyli oddychania wewnątrzkomórkowego. Proces oddychania wewnątrzkomórkowego przebiega w dwóch fazach: beztlenowej i tlenowej. W fazie beztlenowej energia Jest pozyskiwana w procesie glikolizy z głównego składnika odżywczego, jakim jest glukoza. Przekształceniu glukozy w pirogronian towarzyszy powstanie dwóch cząsteczek ATP, co nie wymaga obecności tlenu. W fazie tlenowej tlen jest niezbędny do dalszego pozyskiwania energii z pirogronianu przez jego rozkład do dwutlenku węgla 1 wody. W razie nieobecności tlenu zachodzi tylko glikoliza beztlenowa kończąca się przekształceniem pirogronianu w mleczan.

Proces glikolizy i powstawanie pirogronianu odbywa się w cytoplazmie komórkowej. W mitochondriach natomiast następuje włączanie do cyklu kwasu cytrynowego zarówno pirogronianu, który jest wcześniejszym ogniwem glikolizy, jak i innych reszt kwasów tri karboksylowych wytworzonych w procesie hydrolizy aminokwasów i kwasów tłuszczowych.

Enzymy cyklu kwasu cytrynowego występują w macierzy mitochondrialncj, a enzymy łańcucha oddechowego znajdują się w wewnętrznej błonie milochondrialnej. W czasie przemian w cyklu kwasu cytrynowego uwalniają się atomy wodoru i cząsteczki dwutlenku węgla. Atomy wodoru są transportowane przez białka łańcucha oddechowego aż do momentu połączenia ich z tlenem i powstania cząsteczek wody. Energia wyzwolona w czasie rozpadu glukozy do pirogronianu jest zużyta do syntezy ATP. Przeciętnie w fazie beztlenowej zostaje zsyntetyzowane około 5% ogólnej ilości ATP komórkowego. Pozostałe 95%ATP komórkowego jest syntetyzowane w mitochondriach w fazie tlenowej.

Adenozynotritosforan — ATP jest syntetyzowany z adenozynodifosforanu — ADP (adenosine diphosphate) i ortofosforanu. ATP jest bogaty w energię, która jest wykorzystywana w procesach wewnątrzkomórkowych.

Energia wyzwolona w czasie rozpadu ATP zostaje zużyta:

1) na transport aktywny jonów i substancji malocząsteczkowych przez błonę komórkową wbrew gradientowi stężenia oraz na transport wewnątrzkomórkowy;

2) do syntezy składników komórkowych, takich Jak DNA, RNA, białka, lipidy, oraz do resyntozy glukozy i polimeryzacji glikogenu komórkowego;

3) na pracę mechaniczną komórki polegającą na ruchu cytoplazmy komórkowej lub skurczu włókienek mięśniowych w komórkach mięśniowych.

Uwolniony w czasie jednego z wymienionych procesów ADP powraca do mitochondriów, gdzie ponownie uczestniczy w resyntezie ATP, w ten sposób ATP służy jako uniwersalny magazyn i jednocześnie przenośnik energii w komórkach.

Samoregulacja metabolizmu komórkowego

Fizjologia człowieka w zarysie - W. Traczyk

Str. 41

Procesy biosyntezy komórkowej podlegają kontroli humoralnej lub kontroli nerwowej ze strony innych komórek znajdujących się często w odległych narządach. Na równi z kontrolą zewnętrzną, humoralnej lub nerwowej procesy biosyntezy podlegają samoregulacji w obrębie pojedynczej komórki. Nadmiar jakiegoś produktu wytworzonego w komórce hamuje jego dalszą syntezę zarówno na etapach końcowych przez inaktywowanie odpowiedniego enzymu, jak również na etapach pośrednich i początkowych dzięki hamowaniu syntezy tego enzymu. W ten sposób komórka zabezpiecza się przed nagromadzeniem się w niej pewnych związków w ilościach przekraczających granice fizjologiczne. Przekroczenie tej granicy przy niedostatecznie sprawnej samoregulacji może doprowadzić do obumierania komórki.

2. Główne funkcje nerek (Wikipedia)

Główne zadania nerek to:

• usuwanie z moczem szkodliwych produktów przemiany materii,

• 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.

3. Nefron (Wikipedia)

Nefron - podstawowa jednostka funkcjonalno-strukturalna nerki. Składa się z dwóch zasadniczych części: ciałko nerkowe (kłębuszek nerkowy + torebka) oraz kanalika nerkowego. Nerka człowieka składa się z około 1 miliona nefronów ich liczba jest cechą osobniczą - wahać się może od 1 do 4 mln.

Ciałko nerkowe (ciałko Malpighiego, corpusculum renis) - część nefronu zbudowana z kłębuszka nerkowego (sieć dziwna) oraz otaczającej go torebki (Bowmana) o średnicy ok. 170-200μm (najczęściej ciałka nerkowe nefronów przyrdzennych są większe niż korowych). W ciałku nerkowym wyróżnić możemy:

• biegun naczyniowy (polus vasicularis) - miejsce, w którym blaszka zewnętrzna przechodzi w blaszkę wewnętrzną (wnika t. doprowadzająca i odchodzi t. odprowadzająca),

• biegun kanalikowy (polus tubularis) - miejsce, w którym światło torebki przechodzi w kanalik bliższy.

W ciałku nerkowym na zasadzie filtracji fizycznej (tzw. filtracji kłębuszkowej) powstaje mocz pierwotny (jest to przesączona krew pozbawiona białek i elementów morfotycznych). W ciągu doby obie nerki wytwarzają 110-220 litrów moczu pierwotnego na dobę (dla porównania mocz ostateczny to tylko ok. 1,5 litra).
Liczba komórek (kk. śródbłonka naczyń, kk. mezangialne, kk. podocytarne) tworzących jeden kłębuszek w pierwszych latach życia wynosi ok. 2800 komórek. Ich liczba zmienia się z wiekiem - wzrasta półtorakrotnie liczba kk. śródbłonka i mezangium, natomiast liczba kk. podocytarnych jest zazwyczaj stała lub wykazuje tendencję do zmniejszania.

Torebka kłębuszka nerkowego (inaczej: torebka Bowmana; łac. capsula glomeruli) jest częścią ciałka nerkowego (części nefronu) zbudowaną z nabłonka jednowarstwowego płaskiego otaczającą naczynia krwionośne kłębuszka nerkowego. Składa się ona z dwóch listków (warstw):

• listek ścienny - jest to nabłonek jednowarstwowy płaski, którego komórki ściśle do siebie przywierają. W biegunie kanalikowym przechodzi on w nabłonek kanalika proksymalnego nerki.

• listek trzewny - zbudowany z wysoce wyspecjalizowanych komórek (podocytów), które charakteryzują się licznymi wypustkami (łac. podium).

Pomiędzy listkami znajduje się wypełniona moczem pierwotnym przestrzeń zwana jamą torebki, światłem torebki lub przestrzenią moczową.

Torebka Bowmana nazwana jest na cześć Sir Williama Bowmana (1816-1892), brytyjskiego chirurga i anatoma.

Mezangium (gr. mesos - między; angeion - naczynie) - element budowy ciałka nerkowego, będący rodzajem tkanki łącznej^[1] zlokalizowanej pomiędzy naczyniami. W skład mezangium wchodzą komórki mezangialne (mezangiocyty, komórki krezki naczyniowej^[2]) oraz istota podstawowa (matriks mezangialny, substancja międzykomórkowa)^[1][3].

Ze względu na lokalizację wyróżniamy dwa rodzaje mezangium:

• mezangium zewnętrzne zlokalizowane pomiędzy tętniczką doprowadzającą a odprowadzającą, będące częścią aparatu przykłębuszkowego

• mezangium wewnętrzne znajdujące się pomiędzy naczyniami włosowatymi kłębuszka.

Na obszarze centralnym naczyń włosowatych kłębuszka kom. mezangium kontaktują się bezpośrednio z osoczem (około ¼ obwodu), natomiast na pozostałym obszarze (zawierającym błonę podstawną) kontakt zachodzi przez komórki śródbłonka.

Na powierzchni komórek mezangium znajdują się liczne receptory. Substancje oddziaływając przez te receptory powodują skurcz lub rozkurcz komórek mezangium (dużej zawartości miofibryli), a przez to wpływają na powierzchnię filtracji kłebuszkowej i jej przepuszczalność. Do substancji kurczących należy m.in.: angiotensyna II, endotelina, nukleotydy adeninowe, adenozyna wazopresyny. Natomiast głównymi substancją rozkurczającymi są: ANP oraz NO.

Obecne są również receptory dla wielu innych substancji, takich jak: IL-2, PDGF, TGF-β, białek układu dopełniacza, immunoglobulin. Obecność tych receptorów wskazują na rolę mezangium w procesie zapalnym.

Mazagniocyty syntezują substancję mezangialną, w której skład wchodzi m.in.: kolagen (typ IV i V), fibronektyna, lamininy, proteoglikany. Mają róznież zdolność do syntezy cytokin: IL-1, PDGF, czy nabłonkowego czynnika wzrostu (EGF).

Komórki mezangialne charakteryzują się zdolnością egz- i fagocytozy związków wielkocząsteczkowych (w tym kompleksów immunologicznych).

Liczba komórek mezangium, które zachowując zdolność do proliferacji i liczba z wiekiem zwiększa się o około 30-40%(nawet 50%).

---