22
MED RAZGL 2005; 44: 235–256 PREGLEDNI ^LANEK 235 Marjan Rupnik 1 Fiziologija ledvic Kidney Physiology IZVLE^EK KLJU^NE BESEDE: ledvica – fiziologija, ledvi~ni funkcijski testi Pri~ujo~i prispevek opisuje, kako ledvice delujejo v normalnih razmerah. Poudarek je na opisu pretoka snovi skozi ledvice predvsem soli, vode in nekaterih proizvodov presnove. Podrob- neje so prikazani in razlo`eni ledvi~ni klirens in protito~ni sistemi, pomembni pri tvorbi se~a in gospodarjenjem z vodo. ABSTRACT KEY WORDS: kidney – physiology, kidney function tests These chapter describes the normal kidney function. The emphasis is on the mass flow of salts, water and some other products of the metabolism through the kidney tubular system. The clirens and counter-current flow systems and their function in the urin formation and the household of water are outlined. 1 Prof. dr. Marjan Rupnik, European Neuroscience Institute, Waldweg 33, 37073 Göttingen, Nem~ija.

Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

  • Upload
    others

  • View
    21

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44: 235–256 PREGLEDNI ^LANEK

235

Marjan Rupnik1

Fiziologija ledvic

Kidney Physiology

IZVLE^EK

KLJU^NE BESEDE: ledvica – fiziologija, ledvi~ni funkcijski testi

Pri~ujo~i prispevek opisuje, kako ledvice delujejo v normalnih razmerah. Poudarek je na opisupretoka snovi skozi ledvice predvsem soli, vode in nekaterih proizvodov presnove. Podrob-neje so prikazani in razlo`eni ledvi~ni klirens in protito~ni sistemi, pomembni pri tvorbi se~ain gospodarjenjem z vodo.

ABSTRACT

KEY WORDS: kidney – physiology, kidney function tests

These chapter describes the normal kidney function. The emphasis is on the mass flow ofsalts, water and some other products of the metabolism through the kidney tubular system.The clirens and counter-current flow systems and their function in the urin formation andthe household of water are outlined.

1 Prof. dr. Marjan Rupnik, European Neuroscience Institute, Waldweg 33, 37073 Göttingen, Nem~ija.

Page 2: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

236

UVOD

Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a odve~-ne topljence in vodo. Koli~ina izlo~ene vodeje pri zdravem organizmu prilagojena vnosuvode, okolju in dejavnosti organizma. Dandanesprevladuje mnenje, da je zdravo piti pogostejein ve~, kot nam narekuje ob~utek ̀ eje. Dejan-sko pa v prid tej tezi ni trdne znanstveneosnove. Tudi podatek, da ̀ eja hkrati ̀ e pomenidehidracijo, ne dr`i, saj spremembe v osmo-larnosti plazme zna~ilno prej spro`ijo ob~utek`eje kot pa izlo~anje antidiureti~nega hor-mona ob dehidraciji. Ve~ina zdravih, zmernodejavnih ljudi, v zmernem okolju lahko zgoljsledi fiziolo{kim potrebam po pitju vode inne modnemu trendu siljenega vnosa teko~in.Za optimalno hidracijo zadostuje normalnodelovanje ledvic.

Pregled ledvi~ne funkcije

Poglavitne funkcije ledvic so:

• uravnavanje osmolarnosti in volumna tele-snih teko~in,

• uravnavanje ravnovesja elektrolitov,• uravnavanje kislinsko-baznega ravnovesja,• izlo~anje presnovnih proizvodov in tujih

snovi,• tvorba in izlo~anje hormonov.

Primarno ledvice izlo~ajo vodo in soli, pri~emer je njihova funkcija tesno povezanaz drugimi fiziolo{kimi sistemi, npr. sr~no-`il-nim, endokrinim in centralnim `iv~nimsistemom. Poleg tega naj bi v idealnih razme-rah dnevni vnos ionov (Na+, K+, Cl–, HCO3

–,H+, Ca2+, Mg2+, PO4

3–) ustrezal izlo~anju tehionov prek ledvic. Skupaj s plju~i ledviceuravnavajo notranje ravnovesje pH v tele-snih teko~inah. Procesi presnove proizvedejove~ proizvodov, ki se ravno tako izlo~ajo prekledvic. Urea nastaja v presnovi aminokislin,uri~na kislina v presnovi nukleinskih kislin,kreatinin se izlo~a iz mi{ic, bilirubin pa iz pre-snove hemoglobina. Skozi ledvice se izlo~ijotudi mnoge tuje snovi, npr. zdravila, pestici-di in druge snovi, vnesene s hrano.

Zelo pomembna je tvorba in izlo~anje led-vi~nih hormonov: renina, prostaglandinov inkininov, 1,25-dihidroksivitamina D3 ter eri-tropoetina. Renin je udele`en pri aktivacijirenin-angiotenzin-aldosteronskega sistema, ki

uravnava krvni tlak in ravnovesje Na+ in K+.Bradikinin je vazoaktivna snov, ki uravnavapretok krvi skozi ledvice ter skupaj z angio-tenzinom II uravnava sistemski pretok krvi.Vitamin D3 spodbuja resorpcijo Ca2+ in nalaga-nje kosti, medtem ko eritropoetin pro`i tvorborde~ih krvni~k v kostnem mozgu.

Ledvice si lahko poenostavljeno predstav-ljamo kot sistem `ilnega cevja na eni straniin ledvi~nih tubulov na drugi, med katerimase pretakajo telesne teko~ine. Posebne last-nosti membran endotelijskih celic kapilar inepitelnih celic v tubulih omogo~ajo ledvicam,da iz plazme izlo~ijo odve~ne snovi in jih zbe-rejo v se~u ali pa v plazmo vrnejo koristnesnovi. Ker so premiki snovi in vode v ledvicahpodobni kot drugje v telesu, si najprej poglej-mo, kako se voda in elektroliti razporejajov celotnem organizmu in zakaj se (ali pa ne)voda premika med notranjostjo celic in zunaj-celi~nim prostorom.

Razporeditev vode v telesu

Celokupna voda v telesu (TBW, angl. totalbody water) predstavlja pribli`no 60% celotnete`e telesa. Odstotek vode v telesu je najvi{jipri novorojen~kih in odraslih mo{kih, naj-manj{i pa pri odraslih `enskah in odraslihz obilo ma{~obnega tkiva. Voda v telesu je raz-porejena v znotraj- in zunajceli~nem prostoru(tabela 1). Znotrajceli~na teko~ina (ICF, angl.intracellular fluid) predstavlja 2/3 celotneteko~ine v telesu. Poglavitna kationa v tejteko~ini sta K+ and Mg2+, glavni anioni pa sobeljakovine in organski fosfati (adenozintrifosfat (ATP), adenozin difosfat (ADP), inadenozin monofosfat (AMP)).

Zunajceli~na teko~ina (ECF, angl. extracellu-lar fluid) predstavlja pribli`no 1/3 celokupnevode v telesu in je razporejena v medceli~nemali intersticijskem prostoru in plazmi. V tejteko~ini je prevladujo~ kation Na+, glavnaaniona pa sta Cl– in HCO3

–. Ve~ji del zunaj-celi~ne teko~ine je v medceli~nem prostoru,plazma predstavlja pribli`no 1/4 celotne zunaj-celi~ne teko~ine (skupaj 1/12 celotne telesneteko~ine). Glavne plazemske beljakovine soalbumin in globulini.

Sestava medceli~ne teko~ine je enakaplazmi, le da skoraj ne vsebuje beljakovin.Medceli~na teko~ina je tako ultrafiltrat plazme.

Page 3: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

237

Premiki vode med razdelki

V ravnovesju je osmolarnost znotraj- in zunaj-celi~ne teko~ine enaka. Kadar se spremenikoncentracija ionov v enem od razdelkov,se ravnovesje poru{i. Da bi se to ravnovesjeznova vzpostavilo, se med predelki premikavoda. Topljenci, kot npr. NaCl in manitol, neprehajajo celi~ne membrane prosto in soomejeni na zunajceli~no teko~ino.

Slika 1 prikazuje, kako se voda premikamed telesnimi razdelki v razli~nih fiziolo{kihrazmerah. Premiki vode lahko privedejo dopove~anja ali pa do zmanj{anja volumnazunajceli~ne teko~ine. Volumen zunajceli~neteko~ine se pove~a, npr. ob infuziji izotoni~-ne raztopine soli (NaCl) oziroma ob obiliciNaCl v hrani. Infuzija izotoni~ne NaCl pov-zro~i t. i. izoosmotsko pove~anje volumnazunajceli~ne teko~ine. Volumen zunajceli~-ne teko~ine naraste, vendar brez spremembev osmolarnosti obeh teko~in. Ker se osmolarnost

Razdelek Dele` Ozna~evalci Glavni Glavni TBW* razdelka kation anion

TBW 1. 0 T3OD2O

ECF 1/3 Sulfat Na+ Cl–

inulinmanitol HCO3

plazma 1/12 evansovo Na+ Cl–

modriloHCO3

beljakovine

medceli~na 1/4 posredno Na+ Cl–

teko~ina (ECF-plazma) HCO3–

ICF 2/3 posredno K+ organski (TBW-ECF) fosfati

beljakovine

Tabela 1. Telesne teko~ine in razdelki. * TBW je pribli`no 60 %skupne telesne te`e oziroma 42 litrov pri 70 kg te`kem mo{kem.Spominsko pomagalo za razumevanje razporeditve telesnih teko~inje pravilo 60–40–20 (TBW je 60 % telesne te`e, ICF je 40 %telesne te`e, ECF je 20 % telesne te`e).

Slika 1. Premiki vode med telesnimi razdelki. Volumen in osmolarnost normalne zunajceli~ne teko~ine (ECF) in znotrajceli~ne teko~ine(ICF) sta ozna~ena s polno ~rto. Spremembe v volumnu in osmolarnosti pri razli~nih fiziolo{kih stanjih so ozna~ene s ~rtkano ~rto inpu{~icami.

Page 4: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

238

ne spremeni, se voda med zunaj- in znotraj-celi~nim prostorom ne premika. V primeruizotoni~nega pove~anja volumna se koncen-tracija plazemskih beljakovin in hematokritzmanj{ata, ker dodatek teko~ine k zunajceli~niteko~ini razred~i beljakovine in krvne celice.Volumen krvnih celic se ne spremeni, ker nipri{lo do sprememb v osmolarnosti. Posledi-ca pove~anja volumna zunajceli~ne teko~ineje pove~anje arterijskega tlaka.

Pri prevelikem vnosu soli s hrano pride dohiperosmotskega pove~anje volumna zunaj-celi~ne teko~ine. Hkrati naraste osmolarnostzunajceli~ne teko~ine, ker se dodajajo osmo-li (NaCl). Voda se zato iz znotrajceli~negaprostora premakne v zunajceli~ni prostor. Posle-dica tega premika je, da se v znotrajceli~niteko~ini osmolarnost pove~uje, dokler se neizena~i z osmolarnostjo zunajceli~ne teko~ine.Zaradi premika vode iz celic se pove~a volumenzunajceli~ne raztopine, volumen znotrajceli~nepa pade. Koncentracija plazemskih beljakovinin hematokrita se zaradi pove~anja volumnazunajceli~ne teko~ine zni`a.

Volumen zunajceli~ne teko~ine se zmanj-{a pri diareji ali ob obse`nem znojenju. Pridiareji se lahko izgublja izotoni~na teko~i-na, zato pride do izoosmotskega zmanj{anjazunajceli~nega volumna. Ker je osmolarnostnespremenjena, se voda ne premika medzunajceli~no in znotrajceli~no teko~ino. Kon-centracija plazemskih beljakovin in hematokritanaraste, ker izguba teko~ine iz zunajceli~negaprostora zgosti beljakovine in krvne celice, ven-dar se volumen slednjih zaradi izoosmotskihsprememb ne spremeni. Izguba zunajceli~ne-ga volumna povzro~i padec arterijskega tlaka.

Pri znojenju v pu{~avi pride do hipero-smotskega zmanj{evanja volumna zunajceli~neteko~ine. Osmolarnost zunajceli~ne teko~i-ne naraste, ker je znoj hipoosmotski (izgubave~ vode kot soli). Voda se premakne iz zno-trajceli~nega prostora, kjer se hkrati pove~ujeosmolarnost, dokler se ne izena~i z osmolar-nostjo v zunajceli~ni teko~ini. Koncentracijaplazemskih beljakovin naraste, ker se zmanj-{a volumen zunajceli~ne teko~ine. ̂ eprav bise moral pove~ati tudi hematokrit, se todejansko ne zgodi zaradi premika vode iz rde-~ih krvnih celic, tako da le-te ne zavzamejove~jega dela volumna krvi. Ledvice so organ,ki ob normalnem delovanju lahko u~inkovi-

to uravnajo odstopanja v volumnu in sesta-vi zunajceli~ne teko~ine.

Ocenjevanje ledvi~ne funkcije

Pretok krvi in plazme skozi ledvice

Skozi ledvice te~e dobr{en del celotnegavolumna krvi in zna{a 25% minutnega volum-na srca (1200 ml/min). Tok krvi skozi ledvice(RBF, angl. renal blood flow) je premosoraz-meren razliki med tlakom v ledvi~ni arterijiin ledvi~ni veni in obratno sorazmeren upo-ru ledvi~nega `ilja. Pretok krvi skozi ledvicetako pade zaradi kr~enja ledvi~nih arteriol(slika 2). Kr~enje teh arteriol povzro~ita akti-vacija simpati~nega `iv~nega sistema inhormon angotenzin II. Pri nizki koncentra-ciji angiotenzina II se v prvi vrsti kr~ijoodvodne arteriole ter tako vzdr`ujejo (pove-~ujejo) glumerularno filtracijo. Zaviralciencima, ki spremeni angiotenzin (ACE), nas-protno {irijo odvodne arteriole in povzro~ijopadec v glomerularni filtraciji. Ostale snovi,ki {irijo ledvi~ne arterije in tako pove~ajo pre-tok krvi skozi ledvice, so: prostaglandina E2in I, bradikinin, du{ikov oksid (NO) in dopa-min. Pretok krvi skozi ledvice je seveda tesnopovezan s pretokom plazme (RPF, angl. renalplasma flow). Odnos med tema dvema koli-~inama opisuje naslednja ena~ba:

RPF = RBF × (1 – hematokrit).

Pretok plazme skozi ledvice je enak pretokukrvi, zmanj{an za dele` volumna krvi, ki gazavzema plazma. Pretok plazme skozi ledvi-ce se v fiziologiji uporablja pogosteje, ker galahko neposredno merimo. Pretok plazmeskozi ledvice merimo prek klirensa paraa-minohipuri~ne kisline (PAH, glej poglavjeo ledvi~nem klirensu).

Avtoregulacija pretoka plazme skozi ledvice

Avtoregulacija pretoka plazme skozi ledvicepoteka prek spreminjanja upornosti ledvi~-nega `ilja. ^e se spremeni arterijski tlak,premosorazmerna sprememba v upornostiledvi~nega ̀ ilja vzdr`uje stalen pretok plazmeskozi ledvice. Zaradi avtoregulacije je pretokplazme stalen v obmo~ju srednjega arterijske-ga tlaka med 80 in 190 mm Hg (slika 2).

Page 5: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

239

Avtoregulacija pretoka plazme skozi ledvicevklju~uje dva temeljna mehanizma, neposred-ni mi{i~ni mehanizem in tubuloglomerularnopovratno zvezo. Pri neposrednem mi{i~-nem mehanizmu se ledvi~ne arteriole najprejzaradi pove~anega ledvi~nega arterijskegatlaka raztegnejo in nato skr~ijo. Tako zvi{a-na upornost zagotavlja stalen pretok plazme.Tubuloglomerularna povratna zveza vklju~ujeposebno skupino celic v strukturi, imenova-

ni macula densa, ki zazna pove~an prilivkrvi, spro`i izlo~anje lokalnih prena{alcev inpovzro~i kr~enje bli`njih dovodnih arteriol(glej tudi sliko 6). Tudi ta mehanizem pove~aupornost ̀ ilja in tako vzdr`uje stalen pretokplazme skozi ledvice.

Hitrost glomerularne filtracije

Filtracija v ledvicah poteka v glomerulusu.Hitrost glomerularne filtracije (GFR, angl. glo-

Slika 2. Avtoregulacija pretoka plazme skozi ledvice. Srednji arterijski tlak (SAT) je izra~unan kot 1/3 sistoli~nega + 2/3 diastoli~negakrvnega tlaka. Obmo~je avtoregulacije je tako med 90/70 in 260/140 mm Hg. Spremembe hidrostatskega tlaka v ledvi~ni arteriji seuravnavajo prek kr~enja oziroma {irjenja dovodnih arteriol in tako vzdr`ujejo stalen hidrostatski tlak v krvi glomerularne kapilare (PGC).

Page 6: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

240

merular flow rate) merimo prek klirensasnovi, ki se v celoti filtrirajo, ne pa tudi reab-sorbirajo ali izlo~ajo v ledvi~nih tubulih (npr.inulin; glej poglavje o ledvi~nem klirensu).V kolikor se zmanj{a hitrost glomerularne fil-tracije, se koncentracija teh snovi v plazmizvi{a. Za meritev glomerularne filtracije jeprimeren tudi kreatinin, ker je normalnoprisoten v plazmi in ga v organizem ni trebavnesti. Hitrost glomerularne filtracije padas starostjo, kljub temu pa se koncentracijakreatinina v plazmi ne zvi{uje, ker se hkratizmanj{uje mi{i~na masa.

Filtracijska frakcija

Filtracijska frakcija (FF) predstavlja dele` pre-toka plazme skozi ledvice, ki se prefiltrira prekglomerularnih kapilar, in je podana z nasled-njo ena~bo:

FF = GFRRPF

.

Normalna vrednost filtracijske frakcije je oko-li 0,2, ker se normalno preceja 20 % plazme.Preostalih 80% plazme prek odvodnih arteriolzapusti glomerularne kapilare in ste~e v peri-tubularno ̀ ilje. Pove~anje filtracijske frakcijepovzro~i zvi{anje koncentracije beljakovinv krvi v peritubularnih kapilarah.

Dolo~anje GFR – Starlingove sile

Gonilna sila glomerularne filtracije je netoultrafiltracijski tlak prek glomerularnih kapi-lar. Filtracija v glomerularnih kapilarah stalnopoteka, saj neto ultrafiltracijski tlak vednopotiska teko~ino iz kapilare (slika 3). Hitrostglomerularne filtracije lahko izrazimo s Star-lingovo ena~bo:

GFR = Kf [(PGC – PBS) – (πBS – πBS)],

kjer je:Kf – filtracijski koeficient glomerularnih kapi-lar (odvisen od aktivne povr{ine za filtracijoter prevodnosti glomerularnih membran);PGC in PBS – hidrostatski tlak v glomerularnikapilari (GC, angl. glomerular capilary) in Bow-manovem prostoru (BS, angl. Bowman's space);πGC in πBS – onkotski tlak v glomerularni kapi-lari in Bowmanovem prostoru.

Pri glomerularni filtraciji je pomembna glo-merularna pregrada, ki je sestavljena izkapilarnega endotelija, bazalne membranein membrane podocitov. Dodatno barieropredstavljajo negativno nabiti anionski gliko-proteini, ki zaradi ionskega odboja prepre~ijofiltracijo ostalih (tudi negativno nabitih) belja-kovin. Filtracijski koeficient glomerularnihkapilar je zelo visok, saj ̀ e pri neto prese`ku

Slika 3. Starlingove sile prek glomerularne kapilare. Debelej{e pu{~ice ozna~ujejo gonilne sile prek stene glomerularne kapilare. Legendaje v besedilu.

Page 7: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

241

tlaka 10mmHg v glomerularni kapilari nasta-ne pribli`no 180 litrov filtrata na dan.

Hidrostatski tlak glomerularne kapilare(PGC) je stalen vzdol` celotne dol`ine kapila-re (slika 2). Pove~a se lahko bodisi pri {irjenjudovodne arteriole ali kr~enju odvodne arte-riole (tabela 2). Zvi{anje hidrostatskega tlakaglomerularne kapilare pove~a neto ultrafil-tracijski tlak in hitrost glomerularne filtracije.

Hidrostatski tlak Bowmanovega prosto-ra je enak hidrostatskemu tlaku v sistemskihkapilarah. Zvi{anje v hidrostatskega tlaka

Slika 4. Dejavnosti filtracije, reabsorpcije in sekrecije. Vsota vseh treh dejavnosti je izlo~anje.

U~inek na GFR U~inek na RPF U~inek na filtracijo

Skr~enje dovodne arteriole ↓ povzro~en s ↓ PGC ↓ ni spremembeSkr~enje odvodne arteriole ↑ povzro~en s ↑ PGC ↓ pove~ana

↑ GFR/↓ RPFPovi{ane serumske beljakovine ↓ povzro~en s ↑ πGC ni spremembe zmanj{ana

↓ GFR/nesprem. RPFLedvi~ni kamni ↓ povzro~en s ↑ PBS ni spremembe zmanj{ana

↓ GFR/nesprem. RPF

(Povpre~ne referen~ne vrednosti v tabeli omenjenih parametrov: GFR 120 ml/min; RPF 650 ml/min; PGC 52 mm Hg; πGC 28 mm Hg;PBS 10 mm Hg; πBS 0,3 mm Hg). Pu{~ice ka`ejo bodisi porast ali padec vrednosti. Tako naprimer skr~enje dovodne arteriole zaradipadca tlaka v glomerularni kapilari zmanj{a pretok plazme skozi ledvice. Pove~an onkotski tlak zni`a hitrost glomerularne filtracije.

Tabela 2. U~inki sprememb v Starlingovih silah na hitrost glomerularne filtracije in filtracijsko frakcijo.

Snov Premer molekule [nm] Odstotek filtracije [%]

Urea 0,32 100

Na+ ≈ 0,4 (hidriran) 100

K+ ≈ 0,6 (hidriran) 100

Glukoza 0,74 100

Mioglobin 3,9 75

Hemoglobin 6,5 3

Albumin 7,2 < 0,1

Tabela 3. Zveza med premerom molekul in filtracijo prek glomerularnemembrane.

Page 8: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

242 v Bowmanovem prostoru zni`a neto ultrafil-tracijski tlak in hitrost glomerularne filtracije.

Onkotski tlak glomerularne kapilare seobi~ajno pove~uje vzdol` glomerularne kapi-lare, saj filtracija vode zvi{a koncentracijobeljakovin v krvi glomerularne kapilare. Pove-~anje onkotskega tlaka v glomerularni kapilarizmanj{a neto ultrafiltracijski tlak in hitrost fil-tracije. Onkotski tlak Bowmanovega prostoraje obi~ajno 0, ker se beljakovine v fiziolo{kihrazmerah ne filtrirajo (tabela 3).

Primer izra~una vi{ine in smeri netoultrafiltracijskega tlaka, izra~unan s Starlin-govo ena~bo pri PGC 45 mm Hg, PBS 10 mm Hgin πGC 27 mm Hg.

Neto ultrafiltracijski tlak = (PGC – PBS) – πGC == (45 mm Hg – 10 mm Hg) – 27 mm Hg == + 8 mm Hg

Ledvi~na reabsorpcija, sekrecija in izlo~anje

Na minuto prite~e v ledvice pribli`no 650 mlplazme. Tubulna teko~ina je se~ vzdol` celot-nega nefrona. Manj{i del plazme tako kon~av se~u, preostanek se vrne v plazmo. V se~preidejo le snovi, ki se po filtraciji v glome-

rulusu ne reabsorbirajo v tubulih oziroma tjapridejo prek sekrecije iz peritubularnih kapilar.

Hitrost reabsorpcije in izlo~anja je razlikamed koli~ino mase, filtrirano prek glomeru-larne membrane, in koli~ino, izlo~eno v se~.Vrednosti hitrosti reabsorpcije in izlo~anjalahko izra~unamo z naslednjimi ena~bami:

filtracija = GFR × koncentracija v plazmihitrost izlo~anja = volumen se~a (V)×koncen-tracija v se~uhitrost reabsorpcije = filtracija – hitrost izlo-~anjahitrost sekrecije = hitrost izlo~anja – filtracija

^e je filtracija ve~ja kot hitrost izlo~anja,potem poteka neto reabsorpcija snovi. ^e jefiltracijska obremenitev manj{a kot hitrostizlo~anja, potem poteka neto sekrecija snovi(sliki 4 in 5).

Prenos glukoze v ledvicah

Glukoza je primer snovi, ki se reabsorbira (sli-ka 5). Filtracija glukoze se pove~uje premo-sorazmerno s koncentracijo glukoze v plazmi.@e takoj v proksimalnem tubulu se reabsor-bira ve~ji del glukoze nazaj v kri prek Na+-glu-koznega prenosa (glej tudi slika 7; substrat (S)

Slika 5. Filtracija, reabsorpcija, sekrecija in izlo~anje razli~nih snovi v ledvicah. Slikovna ponazoritev prenosnih dejavnosti v zgornjemdelu slike je podrobneje ponazorjena z grafi v spodnjem delu slike. ^e je krivulja izlo~anja pod krivuljo filtracije, se snov reabsorbira.^e je nad njo, se secernira. Pomen navpi~nih ~rt je opisan v besedilu.

Page 9: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

243

je v tem primeru glukoza). Vendar pa obsta-ja omejeno {tevilo Na+-glukoznih prena{alcev.^e je koncentracija glukoze v plazmi ni`ja kot250 mg/dl (~rta A), se vsa filtrirana glukozalahko reabsorbira, ker je na razpolago dovoljNa+-glukoznih prena{alcev. V tem obmo~juje ~asovni potek reabsorpcije enak poteku fil-tracije. Kadar koncentracija glukoze v plazmiprese`e 350 mg/ml, se prena{alci nasi~ijo.Zatorej zvi{ana koncentracija glukoze v plaz-mi hkrati ne pove~a tudi reabsorpcije. Hitrostreabsorpcije, pri kateri so prena{alci nasi~e-ni, je Tm (~rta C).

Pri plazemski koncentraciji glukoze< 250 mg/ml se vsa filtrirana glukoza reabsor-bira in tako se ni~ glukoze ne izlo~i s se~em.Pra`na vrednost (ki je dolo~ena s pojavom glu-koze v se~u) tako zna{a pribli`no 250 mg/ml(~rta B). Pri koncentracijah glukoze, vi{jih od350 mg/ml, se vsa filtrirana glukoza ne moreve~ reabsorbirati in se zato izlo~i v se~u.Obmo~je reabsorpcije glukoze, kjer prena{al-ci {e niso nasi~eni, glukoza pa se `e pojavljav se~u, se nahaja med pra`no vrednostjo inTm (med ~rtama B in C). Do tega pojava pri-de zaradi heterogenosti nefronov in relativnonizke afininitete Na+-glukoznih prena{alcev.

Prenos paraaminohipuri~ne kisline (PAH)

Druga skrajnost prehoda skozi ledvice pred-stavlja prenos paraaminohipuri~ne kisline(slika 5). Podobno kot pri glukozi se filtraci-ja pove~uje premosorazmerno s koncentracijov plazmi, vendar se PAH ne absorbira v tubul-nem sistemu. Nasprotno, preostanek PAHv plazmi se secernira iz peritubulnih kapilarv tubulno teko~ino prek prena{alcev v prok-simalnem tubulu. Pri nizkih koncentracijahPAH v plazmi sekrecija premo sledi zvi{anjukoncentracije v plazmi. Ko se prena{alci nasi-tijo, nadaljnje zvi{evanje PAH v plazmi nepove~a ve~ sekrecije (Tm). Izlo~anje PAH jevsota filtracije prek glomerularnih kapilar insekrecije iz krvi peritubularnih kapilar v se~u.Krivulja izlo~anja PAH je najstrmej{a pri niz-kih koncentracijah (ni`jih kot Tm; ~rta D).Kadar se Tm prese`e in so vsi prena{alci nasi-~eni, se krivulja izlo~anja upogne navzdol,dokler ne poteka vzporedno s filtracijo (~rtaE). Pri koncentracijah, ni`jih kot Tm, lahko kli-rens PAH uporabimo kot mero za pretokplazme skozi ledvice. Podobno kot PAH se

izlo~a {e vrsta drugih tako notranjih kot zuna-njih snovi. Prek sekrecije se izlo~ajo anioni(urat, oksalat, hipurat, penicilin, salicilat) inkationi (kreatinin, dopamin, adrenalin, kinin).

Ledvi~ni klirens

Ledvi~ni klirens je izra~un, ki nam pomagaoceniti dejavnost ledvic. Po definiciji je led-vi~ni klirens volumen plazme, iz kateregaledvice v nekem ~asu popolnoma odstranijoobravnavano snov (glej tudi sliko 5). Ledvi~niklirens ima enoto ml/min ali ml/24 ur in seizra~una po splo{ni ena~bi:

kjer je:C = klirens (ml/min ali ml/24 ur),U = koncentracija v se~u (mg/ml ali mol/l),V = volumen se~a/~as (ml/min),P = koncentracija v plazmi (mg/ml ali mol/l).

Klirens za Na+ pri [Na+] v plazmi 140 mM inv se~u 700mM ter pretoku se~a 1ml/min takozna{a:

^e se neka snov ne izlo~a iz ledvic, je njen kli-rens enak ni~ (slika 5). Klirens nekaterihpomembnih nutrientov, npr. glukoze in ami-noklislin, je ni~ in se prakti~no ne izlo~ajo.Druga skrajnost je dose`ena, kadar se snovmaksimalno izlo~a (slika 5, PAH).

Dve inertni snovi s posebnimi lastnostminam olaj{ata razlago ledvi~nega klirensa.Inulin se v ledvicah zgolj filtrira, ne pa tudireabsorbira ali izlo~a v ledvi~nih tubulih,zato je mera za hitrost glomerularne filtra-cije (slika 5, inulin).

^e je plazemska koncentracija inulina 1mg/mlin ~e je volumen se~a, odvzet v eni uri, 60 mlin vsebuje 120mg/ml inulina, potem je hitrostglomerularne filtracije naslednja:

CUVP

=

CU V

PmM ml

mMmlNa

Na

Na

+

+

+

=[ ] ×

[ ] = × =700 1140

5min

min

GFR CU V

Pinulininulin

inulin

= =[ ][ ]

GFRU V

Pmg ml ml

mg mlinulin

inulin

=[ ] ×

[ ] = × =120 11

min

ml= 120 min

,

.

.

.

Page 10: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

244

@e prej smo omenili PAH, ki se filtrira in {edodatno secernira, se pa ne reabsorbira, takoda se v celoti izlo~i iz ledvic (slika 5, PAH).Tok PAH skozi ledvice je tako enak tokuplazme in se zato uporablja za meritev pre-toka plazme skozi ledvice:

Zavedati se je treba, da klirens PAH meri efek-tivni pretok plazme skozi ledvice in podcenipravo vrednost za pribli`no 10%. Klirens PAHnamre~ ne meri pretoka plazme skozi del led-vic, kjer filtracija in izlo~anje ne potekata.

Snovi z najvi{jim klirensom so tiste, ki sev se~ izlo~ajo tako s filtracijo iz glomerular-nih kapilar in sekrecijo iz krvi peritubulnihkapilar v se~ (PAH). Snovi z najni`jim kliren-som so tiste, ki se bodisi ne filtrirajo (npr.beljakovine) ali se filtrirajo in se nato reab-sorbirajo v kri peritubularnih kapilar (npr.Na+, glukoza, aminokisline, HCO3

–, Cl–). Inkon~no, snovi, katerih klirens je enak hitrostiglomerularne filtracije, so tiste, ki se prostofiltrirajo, se pa ne reabsorbirajo ali secernira-jo (npr. inulin) ter jih lahko uporabljamo kotglomerularne ozna~evalce. Primerjava kli-rensov za razli~ne spojine poka`e naslednjorazporeditev izmerjenega klirensa: PAH > K+

(visok dele` K+ v prehrani) > inulin > urea >> Na+ > glukoza, aminokisline in HCO3

– (pri-merjaj s sliko 5, od desne proti levi klirens pada).

Za oceno prenosa topljencev v ledvicahse pogosto uporablja razmerje TF/Px, ki pri-merja koncentracijo snovi v tubulni teko~inina poljubni to~ki vzdol` nefrona s koncentra-cijo v plazmi. V kolikor je razmerje TF/Px = 1,potem reabsorpcije te snovi ni ali pa je reab-sorpcija te snovi proporcionalna reabsorpcijivode. Razmerje TF/PNa = 1 pomeni, da je kon-centracija Na+ v se~u in plazmi enaka. Za vsesnovi, ki se prosto filtrirajo, je razmerje v Bow-manovem prostoru = 1 (pred reabsorpcijo insekrecijo, ki spremenita sestavo tubulne teko-~ine). V primeru, da je TF/Px < 1, potem jereabsorpcija snovi ve~ja kot reabsorpcija vodein koncentracija tega topljenca v tubulni teko-~ini je ni`ja kot v plazmi. ^e pa je TF/Px > 1,potem je reabsorpcija snovi manj{a kot reab-sorpcija vode ali pa se snov secernira.

Razmerje TF/Pinulin se uporablja kot meraza reabsorpcijo vode vzdol` nefrona. Vrednost

razmerja nara{~a, ko se voda reabsorbira. Kerse inulin prosto filtrira, ne pa tudi reabsor-bira ali secernira, je njegova koncentracijav tubularni teko~ini dolo~ena zgolj s tem, koli-ko vode ostane v tubulni teko~ini. Frakcijofiltrirane vode, ki se je reabsorbirala, lahkoizra~unamo na naslednji na~in:

frakcija reabsorbirane vode = 1 – 1/[TF/P]inulin.

^e se 50 % filtrirane vode reabsorbira, jeTP/Pinulin = 2. ̂ e je TF/Pinulin = 3, potem se jeabsorbiralo 67 % filtrirane vode.

Dvojno razmerje [TF/P]x/[TF/P]inulin palahko uporabimo zato, da popravimo raz-merje TF/Px za reabsorpcijo vode. Vrednostdvojnega razmerja nam pove frakcijo filtra-ta na poljubni to~ki vzdol` nefrona. ̂ e je takorazmerje [TF/P]K/[TF/P]inulin = 0,3 na koncuproksimalnega tubula, to pomeni, da je 30 %filtriranega K+ ostalo v tubulni teko~ini, 70 %pa se ga je absorbiralo nazaj v kri.

Uravnavanje soli

Na+ se prosto filtrira prek glomerularnihkapilar, zato je koncentracija Na+ v tubular-ni teko~ini Bowmanovega prostora enaka tistiv plazmi (TF/PNa = 1). Na+ se reabsorbiravzdol` celotnega nefrona. Le majhen dele`(<1% filtrata) se izlo~i s se~em (slika 6). V raz-li~nih odsekih ledvi~nih tubulov se absorbirarazli~en dele` Na+ prek razli~nih prenosnihmehanizmov, kot je ponazorjeno na sliki 6.

Reabsorpcija Na+ v proksimalnem tubulu

Proksimalni tubul tako reabsorbira 2/3 filtri-ranega Na+ in vode in je mesto glomerotubu-larnega ravnovesja. Reabsorpcija Na+ v temodseku je izoosmotska dejavnost, ker sta reab-sorpcija Na+ in vode v proksimalnem tubuluproporcionalni in sta tako TF/PNa in TF/Posmenaka 1.

V za~etnem delu proksimalnega tubula seabsorbirajo Na+ in voda s HCO3

–, glukozo, ami-nokislinami, fosfati in laktatom. Z aktivnimiprenosi se glukoza in aminokisline v celotireabsorbirajo v kri. Na+ se hkrati reabsorbi-ra z aktivnim prenosom prek izmenjaveNa+–K+, ki je neposredno povezan z reabsorp-cijo filtriranega HCO3

–. Zaviralci karbonskeanhidraze (npr. acetazolamid) so diuretiki, kidelujejo na ta del proksimalnega tubula prek

RPF CU V

PPAHPAH

PAH

= =[ ][ ] .

Page 11: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

245

zavrtja reabsorpcije HCO3–. V srednjem in

zadnjem delu proksimalnega tubula so glu-koza, aminokisline in HCO3

– `e v celotiodstranjeni iz tubulne teko~ine. Na+ se v tehdveh segmentih reabsorbira s skupaj s Cl–

(slika 6).Glomerutubularno ravnovesje v prok-

simalnem tubulu vzdr`uje stalno frakcijskoreabsorpcijo Na+ in vode (67 %). ̂ e bi hitrostglomerularne filtracije spontano narasla, bibrez tega ravnovesja narasla tudi koli~ina fil-triranega Na+. Brez prilagoditev v reabsorpcijibi to pomenilo pove~anje izlo~anja Na+. Meha-

nizem glomerotubularnega ravnovesja teme-lji na Starlingovih silah v peritubulnih kapilarah(slika 3). Te sile spremenijo reabsorpcijo Na+

in vode v proksimalnem tubulu (slika 7).Pot izoosmotske reabsorpcije teko~ine

poteka iz svetline prek celic proksimalnegatubula v stranski medceli~ni prostor in natov kri peritubularnih kapilar (slika 7). Kolikoizoosmotske teko~ine se bo reabsorbiralo, jev celoti odvisno od Starlingovih sil v peritu-bulnih kapilarah. Reabsorpcija teko~inenara{~a, kadar se pove~a πPC, in pade, ko sele-ta zmanj{a. Pove~anje hitrosti glomerularne

Slika 6. Pretok Na+ v nefronu. Pu{~ice ozna~ujejo reabsorpcijo Na+. [tevilke ozna~ujejo odstotek Na+, ki se reabsorbira ali izlo~i. Obsliki so prikazani poglavitni mehanizmi prenosa Na+ iz svetline tubulov v peritubulne kapilare. Podrobnosti so opisane v besedilu.

Page 12: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

246

filtracije zvi{a koncentracijo beljakovin inπPC v peritubulnih kapilarah. To pove~anjenato zvi{a reabsorpcijo.

Spremembe v volumnu zunajceli~neteko~ine zna~ilno vplivajo na reabsorpcijov proksimalnem tubulu. Zmanj{anje volum-na zunajceli~ne teko~ine zvi{a koncentracijobeljakovin in πPC ter zmanj{a PPC v peritubulnihkapilarah. Skupaj te spremembe v Starlingo-vih silah v peritubulnih kapilarah pove~ajoreabsorpcijo v proksimalnem tubulu. Nas-protno, pove~anje volumna zunajceli~ne teko-~ine zni`a koncentracijo beljakovin in πPC terpove~a PPC v peritubulnih kapilarah. Skupaj tespremembe v Starlingovih silah v peritubul-nih kapilarah zmanj{ajo reabsorpcijo v prok-simalnem tubulu.

Reabsorpcija Na+ v odebeljenem ascendentnem delu Henlejeve zanke

V odebeljenem ascendentnem delu Henleje-ve zanke se reabsorbira 25 % filtriranega Na+.Luminalna membrana je prekrita z aktivnimiprena{alci Na+–K+–2Cl–, ki so tar~a diuretikov

zanke (slika 6). Ta del zanke je neprepustenza vodo, zato se NaCl reabsorbira brez vode.Posledi~no se koncentracija Na+ in osmolar-nost v tubulni teko~ini zmanj{a pod raventeh vrednosti v plazmi (razmerji TF/PNa inTF/Posm < 1,0). V tem segmentu se torej se~red~i.

Distalni tubul in zbiralce

Distalni tubul in zbiralce skupaj reabsorbiratadodatnih 8% filtriranega Na+ (slika 6). V za~et-nem delu distalnega tubula se Na+ reabsorbiraprek aktivnega prena{alca Na+–Cl–. Tudi ta delzanke je neprepusten za vodo, reabsorbira sesamo NaCl, zato se se~ {e nadalje red~i.

V epitelu kon~nega dela distalnega tubulanajdemo dva celi~na tipa, principalne celicein α–interkalarne celice. Principalne celicereabsorbirajo Na+ in vodo ter secernirajo K+.Aldosteron pove~a reabsorpcijo Na+ in pove-~a sekrecijo K+. U~inek aldosterona (kot priostalih steroidnih hormonih) traja nekaj urin vklju~uje proizvodnjo novih beljakovin.Aldosteron vpliva na reabsorpcijo pribli`no2 % filtriranega Na+. Antidiureti~ni hormon(ADH) pove~a propustnost za vodo prek pove-~anja {tevila vodnih kanalov (akvaporinov)v luminalni membrani principalnih celic.V odsotnosti ADH pa so principalne celiceprakti~no nepropustne za vodo.

Uravnavanje K+

Premiki K+ med znotraj- in zunajceli~noteko~ino

Ve~ina K+ v organizmu se nahaja v znotrajce-li~ni teko~ini. Premik K+ iz celic vodi v hiper-kalemijo, premik K+ v celice pa v hipokalemijo(tabela 4).

Slika 7. Mehanizem izoosmotske reabsorpcije v proksimalnemtubulu. ̂ rtkana ~rta prikazuje pot reabsorpcije Na+. Pove~anje πPCin zmanj{anje PPC povzro~i pove~anje izoosmotske reabsorpcije.

Povzro~i premik K+ iz celic (hiperkalemija) Povzro~i premik K+ v celice (hipokalemija)

pomanjkanje inzulina Inzulinβ-adrenergi~ni antagonisti β-adrenergi~ni agonistiacidoza (zamenjava zunajcel. H+ za znotrajcel. K+) alkaloza (zamenjava znotrajcel. H+ za zunajcel. K+)hiperosmolarnost (voda ste~e iz celice, K+ sledi z difuzijo) hipoosmolarnost (voda ste~e v celico, K+ sledi z difuzijo)zaviralci Na+–K+ ~rpalke (digitalis; kadar ~rpalka ne deluje, se K+ ne vra~a v celico)telesna dejavnostliza celice

Tabela 4. Premiki K+ med znotraj- in zunajceli~no teko~ino.

Page 13: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

247

Uravnavanje K+ ravnovesja prek ledvic

Podobno kot Na+ se tudi K+ filtrira, reabsor-bira in secernira v nefronu. K+ ravnovesje jedose`eno, kadar je izlo~anje s se~em enakovnosu prek hrane. Izlo~anje K+ lahko zelo niha(med 1 in 110 % filtrata), odvisno od razli~-nih dejavnikov (slika 8).

Reabsorpcija K+ pred distalnim tubulom

V proksimalnem tubulu se reabsorbira 67 %filtriranega K+ skupaj z Na+ in vodo (slika 6).V odebeljenem ascendentnem delu se reab-sorbira 20 % filtriranega K+. Reabsorpcijavklju~uje aktivni prena{alec Na+–K+–2Cl–

v luminalni membrani celic Henlejeve zan-ke (slika 6).

Reabsorpcija in izlo~anje K+ v distalnemtubulu in zbiralcu

V distalnem tubulu in zbiralcu se K+ reabsor-bira ali izlo~i, odvisno od koli~ine s hranovne{enega K+ (slika 8). Reabsorpcija K+ pote-ka prek H+, K+-ATPaze v luminalni membrani

α-interkalarnih celic. Poteka le v primeru, ~eje K+ v prehrani malo (izguba K+). Izlo~anjeK+ v teh razmerah je nizko, le 1 %, ker se K+

aktivno zadr`uje (tabela 5).Sekrecija K+ poteka iz principalnih celic

in je lahko zelo spremenljiva. Podobno spre-menljivo je lahko tudi izlo~anje K+. SekrecijaK+ je odvisna od vnosa K+ s prehrano, ravnialdosterona, kislinsko-bazi~nega ravnovesja inpretoka se~a. Distalna sekrecija K+ vklju~ujetako bazolateralno kot luminalno membranoprincipalnih celic (slika 9). Na bazolateralnimembrani se K+ aktivno prena{a v celico prek~rpalke Na+–K+. Kot v ve~ini celic v organizmuta mehanizem vzdr`uje visoko znotrajceli~-no koncentracijo K+. Na luminalni membranise K+ pasivno secernira v svetlino prek K+-ion-skih kanalov. Obseg tega pasivnega prenosaje dolo~en s kemi~nim in elektri~nim gradien-tom prek luminalne membrane. Dejavnosti,ki pove~ajo znotrajceli~no koncentracijo K+ alizmanj{ajo luminalno koncentracijo tega iona,pove~ajo sekrecijo K+. Nasprotno dejavnosti,ki zni`ajo znotrajceli~no koncentracijo K+,

Slika 8. Uravnavanje K+ v nefronu. Pu{~ice ozna~ujejo reabsorpcijo in sekrecijo K+. [tevilke ka`ejo odstotek filtrata, ki se reabsorbira,secernira oziroma izlo~i.

kislinsko-bazi~no ravnovesje

Page 14: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

248

sekrecijo K+. Kri vsebuje prese`ek H+, zato H+

vstopa v celice prek bazolateralne membra-ne in K+ zapu{~a celico. Zato se zmanj{agonilna sila in hkrati sekrecija K+. Nasprotnoalkaloza pove~a sekrecijo K+. V tem primeruv medceli~nini primanjkuje H+, zato se H+

splavlja iz celic prek bazolateralne mem-brane in K+ vstopa v celico. Znotrajceli~nakoncentracija in gonilna sila narasteta insekrecija se pove~a. Iz podobnega razloga sesekrecija K+ pove~a zaradi prese`ka anionov(npr. HCO3

–) v svetlini tubulov. Pregled hor-monov, ki delujejo na ledvice, in njihoviu~inki so povzeti v Tabeli 6.

Uravnavanje uree, fosfatov,kalcija in magnezija

Urea

Pribli`no 50 % filtrirane uree se pasivnoreabsorbira v proksimalnem tubulu. Distal-ni tubul, kortikalni in zunanji medularnizbirni vodi so neprepustni za ureo, zato seurea v tem delu ne absorbira. ADH pove~apropustnost za ureo v notranjih medularnihzbiralcih. Reabsorpcija uree slednjih zbiral-cev prispeva k recikliranju uree in razvojukortikopapilarnega osmotskega gradienta (glejpoglavje Ledvi~ni protito~ni sistem in ADH).

Fostat

Vsaj 85 % filtriranega fosfata se reabsorbirav proksimalnem tubulu prek Na+-fosfatnega

zmanj{ajo sekrecijo K+. Distalna sekrecija K+

prek principalnih celic se pove~a, kadar nara-ste elektrokemijska gonilna sila za K+ prekluminalne membrane. V obratnem primeruse sekrecija zmanj{a.

Velik vnos K+ pove~uje sekrecijo, nizekvnos jo zmanj{uje. Pri velikem vnosu K+ se zvi-{a znotrajceli~na koncentracija K+, gonilna silanara{~a. Pri nizkem vnosu K+ se zni`a znotraj-celi~na koncentracija K+, gonilna sila pade.Hkrati se pove~a reabsorpcija K+ prek H+,K+-ATPaze v α-interkalarnih celicah.

Tudi aldosteron pove~a sekrecijo K+.Mehanizem delovanja aldosterona vklju~ujepove~an vstop Na+ v celice prek luminalnemembrane in posledi~no pove~ano iz~rpava-nje Na+ prek ~rpalke Na+–K+. Spodbuda te~rpalke so~asno pove~a privzemanje K+ v prin-cipalne celice, koncentracija K+ v citosolu sezvi{a in pove~a se gonilna sila za sekrecijo K+.Aldosteron hkrati pove~a {tevilo luminalnihK+ kanalov.

Ker se H+ in K+ efektivno izmenjujeta nabazolateralni membrani, acidoza zmanj{a

Slika 9. Mehanizem sekrecije K+ iz principalne celice distalnega tubula.

Povzro~i pove~ano sekrecijo K+ Povzro~i zmanj{ano sekrecijo K+

visok vnos K+ s hrano nizek vnos K+

hiperaldosteronizem hipoaldosteronizemalkaloza acidozatiazidni diuretiki diuretiki, ki zadr`ujejo K+

luminalni ioni

Tabela 5. Spremembe v distalni sekreciji K+.

(kislinsko-bazi~noravnovesje)

Page 15: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

249aktivnega prenosa. Ker distalni deli nefrona fos-fata ne reabsorbirajo, se pribli`no 15 % stalnoizlo~a v se~. Paratiroidni hormon (PTH) zavi-ra reabsorpcijo fosfata v proksimalnem tubuluprek aktivacije adenililne ciklaze, tvorbe cAMPin zavrtja Na+-fosfatnega aktivnega prenosa.PTH tako povzro~a fosfaturijo in pove~ancAMP v se~u. Fosfat je se~ni pufer za H+, izlo-~anje H2PO4

– se imenuje titrabilna kislina.

Kalcij

Pribli`no 60 % plazemskega kalcija se filtriraprek glomerularnih kapilar. Skupaj proksi-malni tubul in odebeljeni ascendentni delreabsorbirata ve~ kot 90 % filtriranega Ca2+

s pasivnimi dejavnostmi, ki so vezane nareabsorpcijo Na+. Distalni tubul in zbiralcereabsorbirata dodatnih 8 % filtriranega Ca2+

v aktivni dejavnosti. PTH pove~a reabsorpcijoCa2+ prek aktivacije adenilil ciklaze v distal-nem tubulu.

Magnezij

Magnezij se reabsorbira v proksimalnemtubulu, odebeljenem ascendentnem delu

Henlejeve zanke in distalnem tubulu. V ode-beljenem ascendentnem delu Mg2+ in Ca2+

tekmujeta pri reabsorpciji, zatorej hiperkal-cemija povzro~i pove~ano izlo~anje Mg2+

(prek zavrtja reabsorpcije Mg2+). Podobnohipermagnezemija povzro~i pove~ano izlo~a-nje Ca2+ (prek zmanj{ane reabsorpcije Ca2+).

Ledvi~ni protito~ni sistem in ADH

Uravnavanje osmolarnosti plazme potekaprek spremembe izlo~anja vode glede nakoli~ino izlo~enega topljenca. Pri pomanj-kanju vode naraste osmolarnost plazme, karspodbuja osmoreceptorje v anteriornem hipo-talamusu in spro`i sekrecijo ADH iz zadaj{njegare`nja hipofize. ADH pove~a propustnost zavodo v zadnjem delu distalnega tubula inzbiralcu in tako pove~a reabsorpcijo vode.Pove~ana reabsorpcija vode povzro~i pove~a-nje osmolarnosti se~a in zmanj{an volumense~a. Osmolarnost plazme se normalizira.

Pri pove~anem vnosu vode se zmanj{aosmolarnost plazme, kar zavira osmorecep-torje v sprednjem hipotalamusu in zmanj{a

Hormon Spodbuda za izlo~anje ^asovni potek Mehanizem delovanja U~inek na ledvice

PTH ↓ konc. Ca2+ v plazmi hiter bazolateralni receptor ↓ reabsorpcija fosfata adenililna ciklaza (proksimalni tubul)cAMP → se~

↑ reabsorpcija kalcija (distalni tubul)spodbuja 1α-hidroksilazo (proksimalni tubul)

ADH ↑ osmolarnost plazme hiter bazolateralni V2-receptor ↑ H2O-prepustnost (kon~ni distalni

adenililna ciklaza tubul in zbirni vod principalne celice)

↓ volumen krvi cAMP(opomba: V1-receptorji so v `ilah, mehanizem je Ca2+ – IP3)

aldosteron ↓ volumen krvi po~asen proizvodnja novih beljakovin ↑ reabsorpcija Na+ (principalne (prek renin-angiotenzin II) celice distalnega tubula)↑ plazemski K+

↑ sekrecija K+ (principalne celice distalnega tubula)↑ sekrecija H+ (α-interkalarne celice distalnega tubula)

ANF ↑ atrijski tlak hiter gvanililna ciklaza, cGMP ↑ GFR↓ reabsorpcija Na+

angiotenzin II ↓ volumen krvi hiter ↑ izmenjava Na+–H+ in reabsorpcija(prek renina) HCO3

– (proksimalni tubul)

Tabela 6. Pregled poglavitnih hormonov v ledvicah. Referen~ne vrednosti koncentracij za v tabeli omenjene ione so: Ca2+ 2,10–2,55mmol/l;K+ 3,8–4,9 mmol/l. Osmolarnost je v obmo~ju med 280–295 mOsm/kg H2O.

Page 16: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

250

sekrecijo ADH iz hipofize. Pomanjkanje ADHzmanj{a propustnost za vodo v distalnemtubulu in zbiralcu, tako da se zmanj{a reab-sorpcija vode. Osmolarnost se~a se zmanj{a,volumen zato pove~a in osmolarnost plazmese vrne v normalno obmo~je.

Koncentriranje in red~enja se~a, potreb-no za vzdr`evanje ravnovesja v osmolarnostiplazme, zahteva usklajeno delovanje {tirihdejavnosti:

• sistem tubulov Henlejeve zanke, ki kot pro-tito~ni pomno`evalci ustvarjajo medceli~niosmotski gradient med ledvi~no skorjo inpapilo (kortikopapilarni osmotski gra-dient);

• sistem `ilja vasa recta, ki kot protito~niizmenjevalci pomagajo pri vzdr`evanjutega gradienta;

• kro`enje uree;• u~inek ADH, ki uravnavajo propustnost

zadnjega dela distalnega tubula, ter korti-kalnih in medularnih zbiralc za vodo.

Protito~no pomno`evanje v Henlejevihzankah

Henlejeve zanke igrajo osrednjo vlogo privzpostavitvi in pove~evanju osmotskega gra-dienta v ledvi~ni medceli~nini, ki se razteza

med ledvi~no skorjo in konico papile. Pri ~lo-veku je normalna osmolarnost medceli~nineledvi~ne skorje 300 mOsm/l, v medceli~ninipapile pa lahko naraste do 1200 mOsm/l (sli-ka 10). Tako visok gradient lahko nastanezgolj s pomo~jo protito~nega pomno`evanjav tubulih Henlejevih zank. Izgradnja gradientatemelji na aktivnem prenosu (ob porabi ATP)NaCl iz ascendentnega dela zanke. Pove~anaosmolarnost, do katere pride pri iz~rpavanjusoli, se {e dodatno okrepi s protito~nim tokomskozi descendentni del zanke.

Protito~na izmenjava v vasa recta

Protito~no pomno`evanje vzpostavlja osmot-ski gradient med ledvi~no skorjo in papilo.Vzdr`evanje visokega gradienta prek koncen-tracije topljencev v medceli~nini sredice jemo`no zaradi {ibke prekrvljenosti tega delaledvic. Tok krvi skozi ledvi~no sredico je manj-{i od toka skozi skorjo, saj zgolj 7 % celotnegatoka te~e skozi sredico. Pretok krvi skozi led-vi~no sredico je omejen na sistem kapilar vasarecta, ki potekajo vzporedno s tubuli Hen-lejeve zanke in zbiralc. Tako delujejo kotprotito~ni izmenjevalci in u~inkovito zakasnijoizplavljanje topljencev iz ledvi~ne sredice (sli-ka 10). Kapilare v vasa recta so visoko propustne

Slika 10. Protito~na sistema v ledvicah. Protito~no pomno`evanje ob porabi celi~ne energije v nefronu in protito~na izmenjava v vasarecta. Podroben opis je v besedilu.

Page 17: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

251

za topljence in vodo. Kri znotraj teh kapilarv descendentni smeri te~e iz skorje v sredi-co in pri tem vstopa v podro~je vedno vi{jeosmolarnosti. Kri znotraj vasa recta tako pri-dobiva topljence in izgublja vodo ter se takoizena~uje z osmolarnostjo lokalne medce-li~nine, ki je na koncu teh kapilar enakamedceli~nini sredice. Pri povratku krvi skoziascendentne kapilare vasa recta proti ledvi~-ni skorji se okoli{ka osmolarnost zmanj{uje.Kri izgublja topljence in pridobiva vodo terse tako osmotsko izena~uje z medceli~ninoledvi~ne skorje. Sestava topljencev v krvi ascen-dentnega dela vasa recta pa ni povsem enakatisti v descendentnem delu. Povratna kri imamalce vi{jo osmolarnost, ker se del topljen-cev vseeno izplavi (npr. NaCl). Vasa recta sicernasprotujejo osmotskemu gradientu med skor-jo in papilo, vendar zaradi majhnega pretokau~inki osmotske izmenjave bolj prispevajok vzdr`evanju gradienta kot pa njegovemuru{enju. Protito~no izmenjevanje ne potre-buje energije za prenos topljencev, kot je tov primeru protito~nega pomno`evanja, zatopredstavljajo energijsko ugoden mehanizemza vzdr`evanje kortikopapilarnega gradienta.Negativen u~inek vasa recta postane pomemb-nej{i, v kolikor kortikopapilarni gradientizni~imo z zavrtjem protito~nega pomno`e-vanja (npr. z diuretiki zanke).

Kro`enje uree

Do sedaj opisani sistem za tvorbo kortikopa-pilarnega osmotskega gradienta je vklju~evalv glavnem prispevek NaCl k hiperosmolarno-sti medceli~nine. Dejansko pa pri nastajanjukoncentriranega se~a vsaj 40 % osmolarnosti(pribli`no 500 mOsm/l) prispeva dejavnostkro`enja uree. Urea v presnovi nastaja v ve~-jih koli~inah in se mora zato v se~u precejzgostiti, da bi se ob njenem izlo~anju neizgubilo preve~ vode. Za razliko od NaCl seurea v tubulih reabsorbira pasivno. [e pose-bej ob pomanjkanju vode in visoki ravniADH se veliko uree pasivno reabsorbira izmedularnih zbiralc v medularno intesticijskoteko~ino. Del nefrona od tankega dela descen-dentne in ascendentne Henlejeve zanke nazajdo medularnega dela zbiralca pa je slabopropusten za ureo, tako da se ve~ina ureereabsorbira {ele v zbiralcu. Ob pomanjkanjuvode in visokem ADH se v kortikalnih in

zunanjih zbiralcih sredice urea zaradi izsto-panja vode zelo skoncentrira. Ker so zbiralcaledvi~ne sredice propustna za ureo, ta vsto-pa v medceli~nino sredice. Zaradi visokeravni ADH hkrati izstopa tudi voda, tako dase urea v se~u prakti~no ne red~i, ~eprav sereabsorbira. Urea je eden od poglavitnihproizvodov presnove v organizmu, zato jepomembno, da se izlo~a koncentrirana obhkratni izgubi ~im manj{e koli~ine vode.

Antidiureti~ni hormon

Fiziolo{ki pomen protito~nega pomno`eva-nja in izmenjave v zankah in vasa recta je {edodatno podprto prek u~inkov antidiureti~-nega hormona (ADH) na propustnost tubulovin zbiralc za vodo.

^love{ki ADH je oktapeptid (vsebuje8 aminokislin) z disulfidno vezjo v verigi inbazi~no aminokislino arginin. Hormon nasta-ja v celi~nih telesih nevronov supraopti~negain paraventrikularnega jedra hipotalamusa.Ti nevroni tvorijo `iv~ne kon~i~e na `iljuzadaj{njega re`nja hipofize. Poglavitni dra`ljajza pro`enje izlo~anja ADH je povi{anje osmo-larnosti, ki vzdra`i osmoreceptorje v hipota-lamusu in spro`i sekrecijo ADH. Hormon po`ilju dose`e principalne celice v distalnemtubulu ter medularnih in kortikalnih zbiral-cih. Vezava hormona na receptor na membra-ni principalne celice spro`i znotrajceli~nosignalno pot, ki omogo~a prenos vodnih kana-lov (akvaporinov) na membrano teh celic.Poleg pove~anja propustnosti za vodo imaADH tudi druge u~inke, ki vklju~ujejo `ilnokr~itev in pove~ano propustnost za ureo v zbi-ralcu. Ob dolgotrajni ̀ eji se tako tvori majhenvolumen se~a in je klirens za vodo negativen(slika 11, glej poglavje Klirens vode). Zni`anjeosmolarnosti ob zau`itju ve~je koli~ine voderelativno hitro zavre sekrecijo ADH in takozni`uje {tevilo vodnih kanalov na membra-ni principalnih celic in propustnost za vodo.Tok se~a se v nekaj deset minutah zna~ilnopove~a, klirens vode postane pozitiven. Takostanje imenujemo fiziolo{ki diabetes insipi-dus (slika 11).

Prenos vode in soli v proksimalnem tubulu,obeh tankih delih Henlejeve zanke, odebelje-nem ascendentnem delu zanke in za~etnemdelu distalnega tubula ni odvisen od ADH.Prav tako je od ADH neodvisen prenos soli

Page 18: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

252

iz ascendentnega dela zanke in za~etnega deladistalnega tubula, tako da ta del nefrona se~red~i tako v odsotnosti kot prisotnosti ADH.

Nastajanje koncentriranega se~a

Koncentrirani ali hiperosmotski se~ nastaja,kadar je raven kro`e~ega ADH visoka (`eja,krvavitev). Kortikopapilarni gradient je visok,vzpostavi se zaradi protito~nega pomno`eva-nja, protito~ne izmenjave in kro`enja uree.Osmolarnost glomerularnega filtrata je ena-ka plazmi (300 mOsm/l). 67 % filtrirane vodese reabsorbira izoosmotsko (z Na+, Cl–, HCO3

–,glukozo, aminokislinami itn.) v proksimalnemtubulu. Razmerje TF/Posm = 1 vzdol` celotnegaproksimalnega tubula, ker se voda izoosmot-sko reabsorbira s topljencem.

Odebeljeni ascedentni del Henlejeve zan-ke se imenuje tudi dilucijski segment. V njemse NaCl reabsorbira z aktivnim prena{alcemNa+–K+–2Cl–. Ker je nepropusten za vodo, se

topljenci v tubulni teko~ini red~ijo. Teko~ina,ki zapu{~a odebeljeni ascendentni del zanke,ima nizko osmolarnost (100 mOsm/l) in raz-merje TF/Posm < 1. Tubulna teko~ina se {enaprej red~i v za~etnem delu distalnegatubula, ki se imenuje tudi kortikalni dilucij-ski segment.

[ele v zadnjem delu distalnega tubulaADH pove~uje propustnost vode v princi-palnih celicah. Tukaj se voda reabsorbiratako dolgo, dokler se osmolarnost ne izena-~i z osmolarnostjo okoli{ke medceli~ninev ledvi~ni skorji (300 mOsm/l). Razmer-je TF/Posm = 1 na koncu distalnega tubulazaradi osmotskega ravnovesja kot posledi-ca prisotnosti ADH. Tudi v zbiralcu ADHpove~uje propustnost za vodo v principalnihcelicah.

Na poti skozi zbiralce se~ te~e mimokortikopapilarnega gradienta (podro~ijz nara{~ajo~o osmolarnostjo), vzpostavlje-

Slika 11. ^asovni potek obremenitve `ejnega ~loveka z vodo. Zdrav mo{ki, ki je `ejal 10 ur, potem pa v nekaj minutah popil doberliter vode. Zaradi hude obremenitve z vodo se popolnoma zavre izlo~anje ADH. V zgornjem grafu sta prikazana volumen se~a (polnikrogi) ter osmolarnost plazme (prazni krogi). Spodnji graf prikazuje osmolarnost se~a (polni krogi), osmotski klirens (prazni trikotniki)in klirens vode (prazni krogi). Med `ejo je osmolarnost se~a visoka in klirens vode negativen, po obremenitvi z vodo se se~ razred~ipo 100 mOsm/l in klirens vode postane pozitiven (glej tudi slike 12–14).

Page 19: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

253

nega s protito~nim pomno`evanjem in kro-`enjem uree. Voda se iz zbiralca reabsorbiratako dolgo, dokler se osmolarnost ne izena-~i z osmolarnostjo okoli{ke medceli~nine.Osmolarnost tako nastalega se~a je enaka tistina zavoju Henlejeve pentlje (1200 mOsm/l).Razmerje TF/Posm je ve~je kot 1, ker se vzpo-stavi ravnovesje s kortikopapilarnim gra-dientom v prisotnosti ADH.

Nastajanje redkega se~a

Redek se~ imenujemo tudi hipoosmolarni se~in ima ni`jo osmolarnost kot plazma. Nastajapri nizki ravni ADH (npr. vnos vode, fiziolo{-ki diabetes insipidus, sliki 11 in 13), oziromakadar je ADH neu~inkovit (nefrogeni diabe-tes insipidus).

Kortikopapilarni osmotski gradient jezni`an v odsotnosti ADH. V proksimalnemtubulu se kljub odsotnosti ADH {e vedno2/3 filtrirane vode reabsorbira izoosmotsko

(z Na+, Cl–, HCO3–, glukozo, aminokislinami

itn.) in je razmerje TF/Posm = 1 vzdol` celot-nega proksimalnega tubula.

Odebeljeni ascendentni krak Henlejevezanke reabsorbira NaCl prek aktivnega pre-na{alca Na+–K+–2Cl– in je neprepusten zavodo, zato se topljenci v tubulni teko~inired~ijo, vendar ne v tolik{ni meri kot v pri-sotnosti ADH, tako da je razmerje TF/Posm <1.

V za~etku distalnega tubula se v odsot-nosti ADH reabsorbira NaCl. Distalni tubulje neprepusten za vodo, zato se se~ nadaljered~i. Razmerje TF/Posm < 1.

[ele v zadnjem delu distalnega tubula sepropustnost vode v principalnih celicahv odsotnosti ADH zelo zmanj{a. Zato navkljubtemu, da tubulna teko~ina te~e skozi kortiko-papilarni osmotski gradient (600mOsm/l), nepride do osmotskega izena~enja. Tako nasta-li se~ ima zelo nizko osmolarnost (tudi do50 mOsm/l), razmerje TF/Posm < 1.

Slika 12. Mehanizem nastanka hiperosmotskega se~a v prisotnosti ADH. [tevilke opisujejo osmolarnost. Debelej{e pu{~ice prikazujejoreabsorpcijo vode. Deli nefrona, ki so neprepustni za vodo, so osen~eni (prirejeno po Valtin H, 1995).

Page 20: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

254

Klirens vode (CH2O)

Klirens vode ni klasi~en klirens, z njim se oce-njuje sposobnost nefrona za koncentriranjein red~enje se~a. Prosta voda oziroma voda,prosta topljencev, nastaja v dilucijskih seg-mentih ledvic (odebeljeni ascendentni del inza~etni del distalnega tubula), kjer se NaClabsorbira in prosta voda ostaja v tubulniteko~ini. V odsotnosti ADH se ta prosta vodaizlo~i, tako da je klirens vode pozitiven (sli-ka 11). Nasprotno pa se v prisotnosti ADHprosta voda ne izlo~i, temve~ se reabsorbi-ra v kon~nem distalnem tubulu in zbirnihvodih, tako da je klirens vode negativen (sli-ka 11). Klirens vode lahko izra~unamo poena~bi:

CH2O = V – Cosm,

kjer je V pretok se~a in Cosm osmolarni klirens(Uosm x V/Posm) v ml/min.

^e je tako pretok se~a 10 ml/min, osmolar-nost se~a 100mOsm/l, osmolarnost plazme pa300 mOsm/l, je klirens vode torej:

CH2O = V – Cosm = 10 ml/min – 100 mOsm/l × 10 ml/min/300 mOsm/l == 10 ml/min – 3,33 ml/min = + 6,7 ml/min.

Izostenuri~ni se~ je se~, katerega osmolar-nost je enaka osmolarnosti plazme. Klirensvode je v tem primeru 0. Nastaja pri zdravlje-nju z diuretiki zanke, ki zavirajo reabsorpcijoNaCl v odebeljenem ascendentnem kraku terposledi~no zavrejo red~enje v tem delu innastanek kortikopapilarnega osmotskega gra-dienta. Zato se se~ ne more red~iti niti medvelikim privzemom vode (zavrt dilucijski seg-ment) ali koncentrirati med pomanjkanjemvode (ker ni kortikopapilarnega gradienta).Kadar je se~ hipoosmoti~en (nizek ADH), jeklirens vode (CH2O) pozitiven. Tak se~ v fizio-lo{kih razmerah nastaja po velikem vnosuvode, ki povzro~i zavrtje izlo~anja ADH iz

Slika 13. Mehanizem nastanka redkega se~a v odsotnosti ADH. [tevilke ozna~ujejo osmolarnost se~a. Odebeljene pu{~ice ka`ejo reabsorpcijovode. Deli nefrona, ki so neprepustni za vodo, so osen~eni (prirejeno po Valtinu, 1995).

Page 21: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

MED RAZGL 2005; 44

255

posteriorne hipofize (slika 11). V prisotnostiADH pa je se~ hiperosmoti~en in je klirensvode negativen. V fiziolo{kih razmerah nasta-ja med pomanjkanjem vode, kadar se izlo~anjeADH iz hipofize pove~a. V izoosmotskih raz-merah se izlo~i pribli`no 2 ml na minuto, primaksimalni hipoosmozi (50 mOsm/l) se

v istem ~asu izlo~i 10 ml se~a, pri maksimal-ni hiperosmozi (1200mOsm/l) pa zgolj 0,5ml(slika 11). Zna~ilno ve~ji volumen vode se takoohrani pri prehodu med redkim se~em inizotenuri~nim se~em (8 ml/min), kot pa priprehodu iz normoosmotskega v koncentriranse~ (1,5 ml/min) (slika 14).

Slika 14. Reabsorpcija in izlo~anje vode iz nefrona. Odebeljene pu{~ice ka`ejo reabsorpcijo vode. Deli nefrona, ki so neprepustni zavodo, so osen~eni. (Prirejeno po Valtinu, 1995). V oklepajih so koli~ine vode v posameznih delih nefrona, ki se preto~i v minuti. Podrobnostiso razlo`ene v besedilu.

LITERATURA

1. Costanzo LS. BRS Physiology (Board Review Series). 3rd ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2003.2. Guyton AC, Hall JE. Human physiology and mechanisms of disease. 6th ed. Philadelphia: WB Sauders Comp; 1997.3. Korda{ M. Kroni~na insuficienca ledvic. V: Ribari~ S, ur. Izbrana poglavja iz patolo{ke fiziologije. 8th ed. Ljub-

ljana: Medicinska fakulteta, In{titut za patolo{ko fiziologijo; 1996.

Page 22: Marjan Rupnik Fiziologija ledvic - medrazgl.simedrazgl.si/arhiv/mr05_3_03.pdf · M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44 236 UVOD Ledvice so organ, ki iz organizma izlo~a

M. RUPNIK FIZIOLOGIJA LEDVIC MED RAZGL 2005; 44

256

4. Schmidt RF, Thews G, Lang F. Physiologie des Menschen. 28th ed. Berlin: Springer Verlag; 2000.5. Valtin H, Schaffer JA. Renal function. 3rd ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 1995.6. Valtin H. »Drink at least eight glasses of water a day.« Really? Is there scientific evidence for »8 × 8«? Am J Physiol

Regul Integr Comp Physiol 2002; 283 (5): R993–1004. Rew.

Prispelo 7. 3. 2005