(voda a ve vodě rozpustné látky) (ABR, elektrolyty, osmolarita, atd.) Hormonální (renin, erytropoetin, vitamin D 3 )

Transkript

1 Ledviny a vylučování anatomie, RBF a jeho regulace, Henleova klička, glomerulární filtrace, tubulární funkce, systém renin-angiotensin, regulace osmolarity. 1

2 Funkce ledvin Regulace osmolarity Regulace koncentrace iontů v plazmě Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, bikarbonát (HCO - 3 ), fosfáty, sulfáty Regulace ABR vylučováním H + - nebo HCO 3 Regulace objemu ECT vylučováním H 2 O a Na + Regulace TK (vylučování H 2 O a Na +, sekrece reninu) Eliminace metabolitů: urea (metabolizmus bílkovin), kyselina močová (metabolizmus purinů), kreatinin (svalový metabolizmus) Eliminace ve vodě rozpustných endogenních a cizorodých látek, léků, toxinů Endokrinní (erytropoetin, vitamin D 3 ) Degradace některých polypeptidových hormonů (insulin, glukagon, parathyroidní hormon) Syntéza amoniaku (hraje roli v ABR rovnováze) Sekrece molekulárních mediátorů (prostaglandiny, thromboxan A 2, kallikrein) - regulace TK Funkce ledvin Vylučovací (voda a ve vodě rozpustné látky) Homeostatická (ABR, elektrolyty, osmolarita, atd.) Hormonální (renin, erytropoetin, vitamin D 3 ) Metabolická (degradace aminokyselin, glukoneogeneze) 2

3 Anatomie ledvin Nefron 3

4 Nefron Renalní vasculatura Brenner and Rector's The Kidney, 8th ed,

5 Renalní vasculatura, lymfatika renální arterie interlobární arterie obloukovité arterie interlobulární arterie aferentní arterioly glomeruly eferentní arterioly peritubulární kapiláry interlobulární žíly obloukovité žíly interlobární žíly renální žíla Brenner and Rector's The Kidney, 8th ed, 2007 Tvorba moči E = F - R + S 5

6 Tak nějak Glomerulus RUBIN S PATHOLOGY Clinicopathologic Foundations of Medicine, 6th ed,

7 Glomerulus juxtaglomerulární aparát Brenner and Rector's The Kidney, 8th ed, 2007 Glomerulus - mesangium Mesangium Matrix z modifikovaných buněk hladké svaloviny ležící mezi glomerulárními kapilárami. Mechanická podpora Endocytóza Kontraktilní schopnost (ovlivnění GFR) Tvorba mediátorů (prostaglandiny, cytokiny) RUBIN S PATHOLOGY Clinicopathologic Foundations of Medicine, 6th ed,

8 Glomerulární kapiláry Tenký endotel Fenestrace (póry nm) 100x vyšší permeabilita Součást filtrační membrány Syntéza vasoaktivních látek NO = vasodilatace endothelin-1 = vasokonstrikce Brenner and Rector's The Kidney, 8th ed, 2007 Glomerulus - podocyty Brenner and Rector's The Kidney, 8th ed,

9 Glomerulární membrána Glomerulární membrána Endotel (fenestrace) Bazální membrána Podocyty Cesta filtrátu je zcela extracelulární Póry cca 2,9 nm do 15 kda bez omezení nad 65 kda nepropustná Brenner and Rector's The Kidney, 8th ed, 2007 Glomerulární filtrace Glomerulární filtrace = primární moč cca 125 ml/min cca 180 l/24hod filtrační Látka MW (g/mol) koef. Voda 18 1 Sodík 23 1 Glukóza Inulin Myoglobin ,75 Albumin ,005 Filtrační frakce = GFR (glomerulární filtrace) RPF (renální průtok plazmy) Filtrační frakce cca 20% 9

10 Autoregulace GFR a RBF Renal blood flow (RBF) 20-25% srdečního výdeje Cca 1 litr za minutu Cca 1500 litrů za 24 hodin RBF = ΔP R Fundamentals of Anatomy & Physiology, 3rd ed, Donald C. Rizzo,

11 Cévní rezistence Tlak (v mmhg) Céva Začátek Konec Procento celkové df cévní rezistence Renální arterie Interlobární, obloukovité a interlobulární arterie Aferentní arterioly Glomerulární kapiláry Eferentní arterioly Peritubularní kapiláry Interlobární, obloukovité a interlobulární žíly Renalní žíla Determinanty GFR Vasokonstrikce GFR Vasokonstrikce GFR Vasodilatace GFR Vasodilatace GFR 11

12 GFR regulace Afferent arteriole Result Efferent arteriole Dilatation Constriction Prostaglandins Angiotensin II Kinins Sympathetic stimulation GFR Dopamine Atrial natriuretic peptide Atrial natriuretic peptide Nitric oxide Afferent arteriole Result Efferent arteriole Constriction Dilatation Angiotensin II Angiotensin II blockade Sympathetic stimulation Prostaglandins Endothelin Adenosine Vasopressin Prostaglandin blockade GFR Physics, Pharmacology and Physiology for Anaesthetists, Cross, Plunkett, 2008 GFR regulace Autoregulace k udržení konstantní GFR Tubuloglomerulární zpětná vazba Macula densa registruje průtok NaCl NaCl vede ke: dilataci aferentní arterioly a tím GFR sekrece reninu Hormon, mediátor GFR Noradrenalin Adrenalin Endothelin Angiotensin II (zabraňuje ) Endoteliální NO Myogenní regulace (Baylissův reflex) Prostaglandiny TK vede k roztažení stěn cévy a tím k vasokonstrikci (zvýšení konc. Ca 2+ iontů v buňkách hl.svaloviny cév) 12

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.) 13

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 Ca 2+ -ATPáza Sekundárně aktivní transport proti elektrochemickému gradientu Spřažený transport, zdrojem energie je transport jiné látky Symport, antiport 14

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 15

16 Henleová klička vzestupné raménko Tlustá část vzestupného raménka Aktivní reabsorpce Na +, K +, Cl - (cca 25% celku) Reabsorpce Ca 2+, Mg 2+, bikarbonátu Vysoká metabolická aktivita Na + H + antiport, sekrece H + Nepropustné pro vodu Tubulární tekutina je hypoosmolární Důležité pro pozdější koncentraci Na + Cl - K + symport, místo působení kličkových diuretik Pozitivní intratubulární el.potenciál vede k reabsorpci Ca 2+, Mg 2+ difuzi 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) Vysoká metabolická aktivita Nepropustné pro vodu Tubulární tekutina je hypoosmolární Důležité pro pozdější koncentraci Pokračuje reabsorpce Ca 2+, Mg 2+ Na + -Cl - symport - místo působení thiazidových diuretik 16

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% Poslední místo regulace Úprava finální koncentrace Propustnost pro vodu je regulována ADH Propustnost pro ureu Částečná reabsorpce urey do intersticia Aktivní sekrece sekrece H + Acidifikace moči (H + -ATPáza) 17

18 Tubulární systém Hormonální regulace tubulární reabsorpce Hormone Site of Action Effects Aldosterone Collecting tubule and duct NaCl, H2O reabsorption, K + secretion Angiotensin II Proximal tubule, thick ascending loop of Henle/distal tubule, collecting tubule NaCl, H2O reabsorption, H + secretion Antidiuretic hormone Distal tubule/collecting tubule and duct Atrial natriuretic peptide Distal tubule/collecting tubule and duct Parathyroid hormone Proximal tubule, thick ascending loop of Henle/distal tubule H2O reabsorption NaCl reabsorption PO43- reabsorption, Ca 2+ reabsorption 18

19 Hyperosmolární intersticium Koncentrace moči 19

20 Vylučování urey Vylučování vody Absence ADH Absence ADH 20

21 Poruchy koncentrační schopnosti SIADH - ADH Centrální diabetes insipidus - ADH Nefrogenní diabetes insipidus Neschopnost ledvin reagovat na ADH Porucha medulárního hyperosmolárního protiproudového systému Absence ADH Absence ADH Ledviny a regulace ABR Hlavní orgány pro regulaci ABR: plíce a ledviny Plíce vyloučí mmol CO 2 /24hod Ledviny a regulace ABR Vyloučí mmol kyselin /24hod Reabsorpce bikarbonátu mmol /24hod Produkce nového bikarbonátu (z glutaminu = 2x HCO x NH 4+ ) Proximální tubulus Reabsorpce bikarbonátu 85-90% Sekrece amoniaku Distální tubulus Vyloučí mmol kyselin /24hod (až max. 700 při adaptaci) Sekrece H +, finální úprava acidity moči Sekrece NH4 + Reabsorpce bikarbonátu 21

22 Diuretika Diuretics Mechanism of Action Site of Action Osmotic diuretics Inhibit water and solute reabsorption by Mainly proximal (mannitol) increasing osmolarity of tubular fluid tubules Loop diuretics Inhibit Na + -K + -Cl - co-transport in luminal Thick ascending (furosemide) membrane loop of Henle Thiazide diuretics (hydrochlorothiazide) Inhibit Na + -Cl - co-transport in luminal membrane Early distal tubules Carbonic anhydrase Inhibit H + secretion and HCO3 - Proximal tubules inhibitors (acetazolamide) reabsorption, which reduces Na + reabsorption Aldosterone antagonists (spironolactone) Sodium channel blockers (amiloride) Inhibit action of aldosterone on tubular receptor, decrease Na + reabsorption, and decrease K + secretion Collecting tubules Block entry of Na + into Na + channels of Collecting tubules luminal membrane, decrease Na + reabsorption, and decrease K + secretion 22