PowerPoint Presentation · 1 Ledviny a ... Degradace některých polypeptidových hormonů (insulin, glukagon, parathyroidní hormon) ... Propustnost pro vodu je regulována ADH Sběrné

18.9.2012

1

Ledviny a vylučování – anatomie, RBF a jeho regulace,

Henleova klička, glomerulární filtrace, tubulární funkce,

systém renin-angiotensin, regulace osmolarity.

18.9.2012

2

Funkce ledvin

Regulace osmolarity

Regulace koncentrace iontů v plazmě

Na +, K+, Ca 2+, Mg2+, Cl -, bikarbonát (HCO3-), fosfáty, sulfáty

Regulace ABR vylučováním H+ nebo HCO3-

Regulace objemu ECT vylučováním H2O a Na+

Regulace TK (vylučování H2O a Na+, sekrece reninu)

El iminace metabolitů:

urea (metabolizmus bílkovin),

kyselina močová (metabolizmus purinů),

kreatinin (svalový metabolizmus)

El iminace ve vodě rozpustných endogenních a cizorodých látek, léků, toxinů

Endokrinní (erytropoetin, vi tamin D3)

Degradace některých polypeptidových hormonů (insulin, glukagon, parathyroidní hormon)

Syntéza amoniaku (hraje roli v ABR rovnováze)

Sekrece molekulárních mediátorů (prostaglandiny, thromboxan A2, kallikrein) - regulace TK

Funkce ledvin

Vylučovací (voda a ve vodě rozpustné látky)

Homeostatická (ABR, elektrolyty, osmolarita, atd.)

Hormonální (renin, erytropoetin, vitamin D3)

Metabolická (degradace aminokyselin, glukoneogeneze)

18.9.2012

3

Guyton & Hall Textbook of Medical Physiology, 12th ed, 2010

Anatomie ledvin

Nefron


18.9.2012

4

Nefron


Renalní vasculatura

Brenner and Rector's The Kidney, 8th ed, 2007

18.9.2012

5

Renalní vasculatura, lymfatika


renální žíla

interlobární žíly

obloukovité žíly

interlobulární žíly

peritubulární kapiláry

eferentní arterioly

glomeruly

aferentní arterioly

interlobulární arterie

obloukovité arterie

interlobární arterie

renální arterie


Tvorba moči

E = F - R + S

18.9.2012

6

Tak nějak…

Glomerulus

Guyton & Hall Textbook of Medical Physiology, 12th ed, 2010 RUBIN’S PATHOLOGY Clinicopathologic Foundations of Medicine, 6th ed, 2011

18.9.2012

7

Glomerulus – juxtaglomerulární aparát


Glomerulus - mesangium

RUBIN’S PATHOLOGY Clinicopathologic Foundations of Medicine, 6th ed, 2011

Mesangium

Matrix z modifikovaných buněk hladké

sva loviny ležící mezi glomerulárními

kapilárami.

• Mechanická podpora

• Endocytóza

• Kontraktilní schopnost (ovlivnění GFR)

• Tvorba mediátorů (prostaglandiny,

cytokiny)

18.9.2012

8

Glomerulární kapiláry

Tenký endotel

Fenestrace (póry 70 – 100 nm)

100x vyšš í permeabilita

Součást filtrační membrány

Syntéza vasoaktivních látek

• NO = vasodilatace

• endothelin-1 = vasokonstrikce


Glomerulus - podocyty


18.9.2012

9

Glomerulární membrána

Póry cca 2,9 nm

• do 15 kDa bez omezení

• nad 65 kDa nepropustná

Glomerulární membrána

• Endotel (fenestrace)

• Bazální membrána

• Podocyty

Cesta filtrátu je zcela extracelulární


Glomerulární filtrace

Glomerulární filtrace = primární moč

cca 125 ml/min

cca 180 l/24hod

𝐹𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎č𝑛í 𝑓𝑟𝑎𝑘𝑐𝑒 =𝐺𝐹𝑅 (𝑔𝑙𝑜𝑚𝑒𝑟𝑢𝑙á𝑟𝑛í 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑐𝑒)

𝑅𝑃𝐹 (𝑟𝑒𝑛á𝑙𝑛í 𝑝𝑟ů𝑡𝑜𝑘 𝑝𝑙𝑎𝑧𝑚𝑦)

Fi l trační frakce cca 20%

Látka MW (g/mol) filtrační

koef. Voda 18 1

Sodík 23 1

Glukóza 180 1

Inulin 5500 1

Myoglobin 17000 0,75

Albumin 69000 0,005

18.9.2012

10

Autoregulace GFR a RBF


Renal blood flow (RBF)

20-25% srdečního výdeje Cca 1 l i tr za minutu

Cca 1500 l i trů za 24 hodin

Fundamentals of Anatomy & Physiology, 3rd ed, Donald C. Rizzo, 2010

𝑅𝐵𝐹 =Δ𝑃

𝑅

18.9.2012

11

Cévní rezistence

df

Tlak (v mmHg)

Céva Začátek Konec Procento celkové cévní rezistence

Renální arterie 100 100 ≈0

Interlobární, obloukovité a interlobulární arterie

≈100 85 ≈16

Aferentní arterioly 85 60 ≈26

Glomerulární kapiláry 60 59 ≈1

Eferentní arterioly 59 18 ≈43

Peritubularní kapiláry 18 8 ≈10

Interlobární, obloukovité a interlobulární žíly

8 4 ≈4

Renalní žíla 4 ≈4 ≈0



Determinanty GFR

Vasokonstrikce ↓ GFR

Vasodilatace ↑ GFR

Vasokonstrikce ↑ GFR

Vasodilatace ↓ GFR

18.9.2012

12

GFR regulace

Afferent arteriole Result Efferent arteriole

Dilatation

↑ GFR

Constriction

Prostaglandins Angiotensin II

Kinins Sympathetic stimulation

Dopamine Atrial natriuretic peptide

Atrial natriuretic peptide

Nitric oxide

Afferent arteriole Result Efferent arteriole

Constriction

↓ GFR

Dilatation

Angiotensin II Angiotensin II blockade

Sympathetic stimulation Prostaglandins

Endothelin

Adenosine

Vasopressin

Prostaglandin blockade Physics, Pharmacology and Physiology for Anaesthetists, Cross, Plunkett, 2008

GFR regulace

Hormon, mediátor GFR Noradrenalin ↓

Adrenalin ↓

Endothelin ↓

Angiotensin II ↔ (zabraňuje ↓)

Endoteliální NO ↑

Prostaglandiny ↑

Autoregulace k udržení konstantní GFR

Tubuloglomerulární zpětná vazba

Macula densa registruje průtok NaCl

↓NaCl vede ke:

di lataci aferentní arterioly a tím ↑ GFR

↑sekrece reninu

Myogenní regulace (Baylissův reflex)

↑TK vede k roztažení s těn cévy

a tím k vasokonstrikci

(zvýšení konc. Ca 2+ iontů v buňkách hl.svaloviny cév)

18.9.2012

13

Filtrační tlak


Renin

Sekrece v granulárních buňkách juxtaglomerulárního aparátu

1. Renální baroreceptory:

↓TK vede ke ↑sekrece reninu

2. Macula densa:

↓NaCl vede ke ↑sekrece reninu

3. Neuronální:

↑ tonus sympatiku vede ke ↑sekrece reninu

4. Edokrinní (ANP snížuje sekreci reninu, angiotenzin II snížuje sekreci reninu)

a parakrinní mechanizmy (prostaglandiny, atd.)

18.9.2012

14

Tubulární reabsorpce


Vysoký objem

Vysoká selektivita

Vysoká variabilita (regulace)

Kontrola míry reabsorpce

jednotlivých látek

= kontrola vylučování

Aktivní transportní mechanizmy

Primárně aktivní transport - proti elektrochemickému gradientu

zdroj energie ATP

Na+-K+-ATPáza

H+-ATPáza H+-K+-ATPáza

Ca2+-ATPáza

Sekundárně aktivní transport

proti elektrochemickému gradientu

Spřažený transport, zdrojem energie je transport jiné látky

Symport, antiport


18.9.2012

15

Proximální tubulus


Reabsorpce cca 65% sodíku a vody

Vysoká permeabilita pro vodu

Tubulární tekutina zůstává isoosmotická

Vysoká kapacita pro reabsorpci a sekreci

Vysoká metabolická aktivita

Velká plochá buněčného povrchu

Reabsorpce glukózy, bikarbonátu, AMK

Aktivní sekrece některých organických látek:

metabolity, léky, toxiny

Sekrece (PAH) para-aminohipurové kyseliny

Hlavní místo působení osmotických diuretik (manitol)

Sekrece H+ a reabsorpce bikarbonátu (85-90%)

Diuretikum acetazolamid - inhibice karbonátdehydratázy a snížení reabsorpce sodíku

Henleová klička – tenký segment


Sestupné raménko

Minimální metabolická aktivita

Vysoká permeabilita pro vodu

Jednoduchá difuze do intersticia

Reabsorpce cca 20% vody

Tenká část vzestupného raménka

Nepropustné pro vodu

Koncentrace moči

Minimální metabolická aktivita

Mnohem menší reabsorpční kapacita než v tlusté části

18.9.2012

16

Henleová klička – vzestupné raménko


Tlustá část vzestupného raménka

Aktivní reabsorpce Na+, K+, Cl - (cca 25% celku)

Reabsorpce Ca 2+ , Mg2+, bikarbonátu


Na +– H+ antiport, sekrece H+


Tubulární tekutina je hypoosmolární

Důležité pro pozdější koncentraci

Na + –Cl -–K + symport, místo působení kličkových diuretik

Pozi tivní intratubulární el.potenciál vede k reabsorpci Ca 2+ , Mg2+ di fuzi

Začátek distálního tubulu


Distální tubulus začíná oblasti macula densa, součást juxtaglomerulárního aparátu

Zpětná vazba pro regulaci GFR a RBF

Podobné vlastnosti tlustému segmentu H.kl.

Aktivní reabsorpce Na+, Cl - (cca 5% celku)



Tubulární tekutina je hypoosmolární

Důležité pro pozdější koncentraci

Pokračuje reabsorpce Ca 2+ , Mg2+

Na +-Cl - symport - místo působení thiazidových diuretik

18.9.2012

17

Distální tubulus, sběrné kanálky


Principal cells

Aktivní reabsorpce Na+, Cl - , sekrece K+

Na +-K+-ATPáza

Místo působení aldosteronu

Místo působení kalium šetřících diuretik

Intercalated Cells

Hlavní místo sekrece H+ = acidifikace moči (H+-ATPáza)

Reabsorpce bikarbonátu a K+

Nepropustnost pro ureu

Propustnost pro vodu je regulována ADH

Sběrné kanálky


Reabsorpce Na+ a vody cca 10%

Pos lední místo regulace

Úprava finální koncentrace

Propustnost pro vodu je regulována ADH

Propustnost pro ureu

Částečná reabsorpce urey do intersticia

Aktivní sekrece sekrece H+

Acidi fikace moči (H+-ATPáza)

18.9.2012

18

Tubulární systém


Hormonální regulace tubulární reabsorpce

Hormone Si te of Action Effects Aldosterone Col lecting tubule and duct ↑ NaCl , H2O reabsorption,

↑ K+ secretion

Angiotensin II Proximal tubule, thick ascending loop of Henle/distal tubule, col lecting tubule

↑ NaCl , H2O reabsorption, ↑ H

+ secretion

Antidiuretic hormone Dis tal tubule/collecting tubule and duct

↑ H2O reabsorption

Atria l natriuretic peptide Dis tal tubule/collecting tubule and duct

↓ NaCl reabsorption

Parathyroid hormone Proximal tubule, thick ascending loop of

Henle/distal tubule

↓ PO43- reabsorption, ↑ Ca

2+ reabsorption

18.9.2012

19

Hyperosmolární intersticium


Koncentrace moči


18.9.2012

20

Vylučování urey


Vylučování vody


Absence ADH

Absence ADH

18.9.2012

21

Poruchy koncentrační schopnosti


Absence ADH

Absence ADH

SIADH - ↑ ADH

Centrá lní diabetes insipidus - ↓ ADH

Nefrogenní diabetes insipidus

Neschopnost ledvin reagovat na ADH

Porucha medulárního hyperosmolárního

protiproudového systému

Ledviny a regulace ABR

Hlavní orgány pro regulaci ABR: plíce a ledviny

Pl íce vyloučí 12000-13000 mmol CO2 /24hod Ledviny a regulace ABR • Vyloučí 70-100 mmol kyselin /24hod • Reabsorpce bikarbonátu 4000 – 5000 mmol /24hod • Produkce nového bikarbonátu (z glutaminu = 2x HCO3- + 2x NH4+) Proximální tubulus • Reabsorpce bikarbonátu 85-90% • Sekrece amoniaku

Distální tubulus

• Vyloučí 70-100 mmol kyselin /24hod (až max. 700 při adaptaci) • Sekrece H+ , finální úprava acidity moči

• Sekrece NH4+ • Reabsorpce bikarbonátu

18.9.2012

22

Diuretika Diuretics Mechanism of Action Si te of Action Osmotic diuretics (mannitol)

Inhibit water and solute reabsorption by increasing osmolarity of tubular fluid

Mainly proximal tubules

Loop diuretics (furosemide)

Inhibit Na+-K

+-Cl

- co-transport in luminal

membrane Thick ascending loop of Henle

Thiazide diuretics (hydrochlorothiazide)

Inhibit Na+-Cl

- co-transport in luminal

membrane Early distal tubules

Carbonic anhydrase inhibitors (acetazolamide)

Inhibit H+ secretion and HCO3

-

reabsorption, which reduces Na+

reabsorption

Proximal tubules

Aldosterone antagonists (spironolactone)

Inhibit action of a ldosterone on tubular receptor, decrease Na

+ reabsorption,

and decrease K+ secretion

Col lecting tubules

Sodium channel blockers (ami loride)

Block entry of Na+ into Na

+ channels of

luminal membrane, decrease Na+

reabsorption, and decrease K+ secretion

Col lecting tubules

Documents

PowerPoint Presentation · 1 Ledviny a ... Degradace některých polypeptidových hormonů (insulin, glukagon, parathyroidní hormon) ... Propustnost pro vodu je regulována ADH Sběrné