A VESEMÛKÖDÉS ÉLETTANA, A KIVÁLASZTÁS FUNKCIÓJAAZ EMBERI TEST VÍZTEREINEK ÉLETTANA

A VESE SZEREPE

1. A vízterek (elsõsorban az extracelluláris tér)állandóságának biztosítása(isosmia, isovolemia, isoionia, isohydria,)

2. Nem kívánatos anyagok eltávolítása2.1. endogén (anyagcsere végtermékek),2..2 exogén (organikus és anorganikus anyagok)

3. Endokrin funkció

Funkcionális anatómiai áttekintés

Anatómiai helyzet, tok, kéreg és velõállomány, vesepiramisok, vesekelyhek,vesemedence.A vese vérellátása: a. renalis, a. lobaris, a. interlobaris, a. arcuata, a. interlobularis,afferens arteriola, glomerularis capillaris, efferens arteriola, vasa recta, peritubulariscapillarisok,A vese funkcionális egysége a nephron. Vesénként kb. 1.2 millió nephron található.

A nephron részei:1./ A Malpighi test (glomerulus + Bowman-tok)2./ A proximális nephron

2.1 A kanyarulatos csatorna és az2.2. Egyenes leszálló szegment

3/. A Henle-kacs (vékony leszálló szegment, vékony felszálló szegment, vastagfelszálló szegment4/. A disztális nephron (disztális kanyarulatos csatorna)5/. A gyûjtõ csatorna

Corticalis és juxtamedullaris nephronok jellegzetességei

1. A glomerulus elhelyezkedése.2. A Henle-kacs hossza a vesepiramisban,

hosszú-kacsú nephronok,rövid-kacsú nephronok

2

Az epithelialis sejtek közös sajátosságai:

interdigitáló citoplazma nyúlványok,“tight junctions “(zona occludens) a luminalis oldalon,lateralis intercellularis tér .

A vesemûködés alapelvei

Glomeruláris mûködésekultrafiltráció

Tubularis mûködésekReabszorpcióSzekréció

Aktív és passzív tubularis transzport folyamatokAktív tanszport jellemzôi

GLOMERULARIS FILTRÁCIÓ

A filtrációt meghatározó tényezõk

1. A glomerulus membrán sajátosságai (kiterjedés, permeabilitás)2. Az effektív filtrációs nyomás3. A filtrálandó anyagok jellemzõi

ad. 1A glomerulus membrán felépítése

capillaris endothel,bazális membrán,epithel (podocyták)

A glomerulus membrán permeabilitásaA fenesztrált endothel rései mintegy 50-100 nm nagyságúak.A podocyták közötti rések 25 nm-esek.A bazális membrán kollagen és proteoglyan hidrált csatornái 3-5 nm-esek.

3

ad. 2.Az effektív filtrációs nyomás

Starling-elv:q = Kf[(PC - PB) - (ÐG - ÐB)]

q = filtrációs rátaÐ = onkotikus nyomásP = hidrosztatikus nyomásPC = glomerulus capillaris nyomásPB = Bowman-tok nyomásaDG = onkotikus nyomás a glomerulus capillarisbanDB = onkotikus nyomás a Bowman-tokban

GFR = Kf PeffGFR = Kf [PG- PB- ÐG]

Kf = filtrációs koefficiensPeff= effektiv filtrációs nyomás

ad. 3.A filtrálandó anyagok jellemzõi

Molekula tömege,Molekula alakja,Elektrosztatikus faktorok.

A glomerulus filtrátum fehérjementes és lipidmentes plazma.

GFR meghatározásainulin clearance: 120-125 ml/min,

kreatinin clearance: 90-150 ml/minFiltrált mennyiség

Pa x GFR

korrekciós faktorok: plazma volumen/plazma víz,Gibbs-Donnan egyensúly

A vese vérátáramlás és a glomerulus filtráció szabályozása

RPF (renal plasma flow)vesén 1 perc alatt átáramló plazmamennyiség 660 ml/perc

RBF= (renal blood flow)

4

a vesén 1 perc alatt átáramló vérmennyiség 1320 ml/perc

RBF = ∆P/ R

∆P = perfúziós nyomásR= veseerek ellenállása

A veseekeringés autoregulációja90-190 Hgmm a. renalis vérnyomásértékek között a GFR és RPF közelállandó

Bayliss-effektusAz RBF, a GFR és a vizelettermelôdés függése az arteriás vérnyomástól.Nyomás diurézis.

A vesekeringés idegi szabályozásaA veseerek beidegzése (szimpatikus).A vese szerepe a presszor válaszban.A vese válaszreakciója emocionális terhelésre, vagy stressre.

Hormonális szabályozásAngiotenzin IIProsztaglandinok (PGE2, PGD2, PGI2, lokális vasodilatatorok)ADH és szerotonin (csökkenti a RPF-et és GFR-t),A dopamin és az atrialis natriuretikus faktor (fokozza a GFR-t és RPF-et).Bradykinin (kallikrein-kinin rendszer, vasodilatatorok)

(renopriv hipertenzió)

TUBULARIS MÛKÖDÉSEK

Clearance-elvClearance az a plazmamennyiség melyet a vese idôegység alatt egy adott anyagtólteljesen megtisztít (ez egy anyagra jellemzô virtuális plazmamennyiség)

C = U x V / P

Jelentõsége:A vesefunkció megítélése.A vesére jellemzõ paraméterek meghatározása.Az egyes anyagok vesén belüli sorsának megítélése.

5

Inulin-clearanceaz inulin szabadon filtrálódik a glomerulusokban, nincs szekréció és reabszorpció atubulusokban, nem toxikusEndogén kreatinin clearance: klinikai alkalmazás

Para-amino-hippursav-clearance, PAH-clearance: RPF-ról ad felvilágosítást

Extrakciós koefficiensE = Pa - Pv /Pa

értéke 0 -1

RPF = U x V / Pa -Pv= C / ERBF = RBF /1 - Hematokrit = 1320 ml/minFF (filtrációs frakció) = GFR / RPFExkréció fogalma.

Aktív tubularis transzport folyamatok: (szimport és antiport fogalma)passzív reabszorpció: urea,glomerulo-tubularis egyensúly.

PROXIMÁLIS CSATORNA

Szövettani szerkezeteköbalakú, microvillusok (kefeszegély), kifejezett interdigitáció, sok mitochondrium

A proximális csatorna hámja maximálisan permeabilis a vizzel szemben.A vízvisszaszívódás: transzcellularis út és paracellularis út

Proximális csatorna mûködése

ReabszorpcióA Na+ és víz 70 százaléka.Az összes filtrált glukoz és aminosav.A fehérjék.A filtrált K+az 1. és 2. szegmentben.A Ca++, Mg++ és foszfát ionok.A laktát, citrát és a Szent-Györgyi-Krebs ciklus több más komponense.A vízoldékony vitaminok.A húgysav.

SzekrécióA szerves savak és bázisokA filtrált K+ a 3. szegmentben.A H+ ion.

6

A Na+ reabszorpció (1. Ábra)A filtrált Na+ 70 %-a szívódik vissza a proximális tubulusban.A Na+ reabszorpció független:

a filtrált Na+ mennyiségtõla ozmotikus éstérfogat viszonyoktól.

Mechanizmusa:A Na+ ionok aktív kiválasztása a bazális oldalon, a peritubularis térbe, a

Na+/K+ ATP-áz segítségével történik.A Na+ pozitiv töltéssel rendelkezik, ezért transepithelialis elektromos

potencialgrádiens lép fel.A pozitiv Na+ ionok visszaszívódásával együtt

75 % ban negatív Cl- ionok,25 % ban negatív HCO3- ionok szívódnak vissza.

Vivõanyag (carrier) mechanizmusok

1./ Na+/oldott anyag szimport,2./ Na+/H+ csere ( HCO3

- ),3./ Cl- hajtott Na+ transzport

ad 1. Na+/oldott anyag szimportHelye: az 1. szegment.

A Na+ belépése a sejtbe carrierhez kötött folyamat és az elektrokémiai grádiensmozdítja elõ.Az elektrokémiai grádiensnek megfelelôen a Na+ mozgását Cl- követi, és azozmotikus grádiensnek megfelelõen víz. Ezért “lyukas tight junction”-okatfeltételezünk a proximális tubulusban.

ad 2. Na+/H+ antiport mechanizmusItt is Na+/K+ ATP által mozgatott Na+ reabszorpció mûködik a sejt capillaris oldalán,mint az 1. mechanizmusban. A carrier mechanizmus azonban különbözik a luminalisoldalon. Egy Na+ ion carriermediált reabszorpcióját ugyanis egy H+ ion szekréciójakíséri. A Na+/H+ ioncsere mellett Cl- és HCO3- reabszorpció is van. A HCO3- atubulus sejtben fejlõdõ szénsav szolgáltatja. Az innen származó H+ szekretálódik azantiport mechanizmusban. Akkor szívódik fel Cl- is, ha az antiport mechanizmusbanszereplõ H+ hangyasavból származik. Az anyagcsere eredetû hangyasav H+-ra ésformiát ionra disszociál a proximális tubulus sejtben.

HCOOH ⇔ H+ + HCOO-

7

A H+ ion szekrécióra kerül, a formiát pedig egy tubularis Cl--ra cserélõdik mely aperitubularis térbe diffundál.A formiát a tubulusban visszaalakul hangyasavvá.ad 3. A Cl- által meghajtott Na+ transzport.Ennek az a mechanizmusa, hogy amíg a glomerulus filtrátumban HCO3- és Cl-

koncentráció a plazmáéval megegyezõ, addig az 1. mechanizmus a Na+

reabszorpcióhoz viszonyítva jobban csökkenti a HCO3- koncentrációját, mint a Cl--ét.Ez egy Cl- koncentrációs grádienshez vezet a 2. és 3. szegmentben. A Cl- ennekhatására átdiffundál a peritubularis térbe. Ez egy transepithelialispotenciálkülönbséghez vezet (lumen pozitiv). A pozitiv lumen a Na+ passzív, aperitubularis folyadék irányába vezetõ transzportját okozza.

A vízreabszorpció (passzív)transzcelluláris,paracellularis,"solvent drag" mechanizmus.

Glukoz típusú reabszorpcióA glukoz

a glomerulusban teljes mértékben filtrálódik,a proximális tubulusban teljes mértékben reabszorbeálódik (1 mol glukoz /die),carrier mediált transzport.

A glukoz TmA Tm-limitált reabszorpció plazmakoncentráció függõsége.Glukozuria mechanizmusa.

pathologiás állapotok :diabetes mellitus, renalis glukozuria

A glukoz típusú reabszorpcióval szívódnak vissza:foszfátok (hormon szenzitív reabszorpció),aminosavak, kismolekulasúlyú peptidek,húgysav (köszvény) stb.

A fehérje típusú reabszorpciójellege, mechanizmusa,kismolekulasúlyú peptidek : carriermediált mechanizmus,a nagymolekulasúlyú fehérjék pinocytosis-sal (endocytosis) szívódnakvissza,albumin, hemoglobin (haptoglobin mechanizmus).

Tubularis szekréció mechanizmusaOrganikus savak és bázisok szekréciója,PAH-szekreció, PAHTm,kompetetiv gátlás,

8

A húgysav reabszorpciója és szekréciója (a filtrált mennyiség mintegy 10 %-a ürül).A filtrált húgysav reabszorbeálódik, az ürített húgysav szekrécióból származik.

A tubularis müködések klinikai jelentõsége.

A Henle-kacs ( 2. Ábra)

Szövettani szerkezete:A felszálló szár részei:

vékony felszálló szár (vékony szegment): lapos sejtek, kevésmithochondrium, kevés mikrovillus.vastag felszálló szár (vastag szegment): köbalakû sejtek, kifejezettinterdigitáció, sok mitochondirium (nincs kefeszegély)

MûködéseA proximális tubulusból kikerülõ mintegy 30 % izotoniás folyadékból a Na+

25 %-át és a víz 20 %-t visszaszívja és hypotoniás folyadékot enged tovább adisztális tubulusba.Medulláris grádiens (fele NaCl, fele urea).

Vékony leszálló szárGyengén permeabilis az oldott anyagokra,Erõsen permeabilis a vízre,Nincs benne aktív transzport.A hosszú-kacsú nephronokban 300 mosm/kg -rõl 1200 mosm/kg-ra, arövidkacsú nephronokban 600 mosm/kg-ra nõ az osmolalalitás. Akoncentráció növekedése a vízreabszorpció következménye, ahajtûkanyarnál a Na+ koncentráció és az ureakoncentráció is a plazmakoncentráció négyszeres azaz 80 mosm/kg, míg a környezõ interstitialistér urea koncentrációja 600 mosm/kg urea.

A nephronok lumenében a domináns oldott anyag Na+ és Cl-, míg aperitubularis folyadékban az urea.

Vékony felszálló szár

Impermeabilis a vízre,Nagyon permeabilis Na+- -ra és Cl--ra,Mérsékelten permeabilis az ureara.Na+ és Cl- diffundál a peritubularis térbe és urea diffundál a tubulusba.Az ozmolalitás csökken, a tubularis folyadék volumene nemváltozik.

Vastag felszálló szárNincs vízpermeabilitása,

9

Aktívan reabszorbeálja a Na+-ot és a Cl--ot a peritubularis térbe.Csekély az ureapermeabilitása.Eredménye: az ozmolalitás a tubularis folyadékban csökken, a Na+ és aCl- koncentráció alacsonyabb.A csekély vízpermeabilitás miatt az urea koncentráció változatlan.A Henle-kacsot elhagyó folyadék:

1./ hypoozmotikus,2./ magas az urea koncentrációja,3./ volumene változatlan.

A Na+ reabszorpciós folyamat hasonló a proximális tubulusnál leírtakhoz, csakaz apikális felszínen más a carrier. Egy Na+ ion kilépése két Cl- és egy K+

belépéséhez kötött. Ezt a mechanizmust Na+/K+- 2Cl- szimportnaknevezik ( 3. Ábra)

Disztális nephronMûködése:

aktív Na+ reabszorpció,csekély vízpermeabilitás,csekély ureapermeabilitás.

A disztális nephron változtatja át a tubularis folyadékot vizeletté.

Szövettani jellemzõkkanyarulatos csatorna

köbalakú sejtek, kifejezett interdigitáció,sok mitochondriumnincs kefeszegély

gyûjtõcsatornaköbalakú-hengeralakú sejtek

(világos, principális sejtek, sötét interkalát sejtek).kevés sejtorganellumnincs kefeszegély.

A disztális nephronban a nem-urea jellegû oldott anyagok mint pl. a K+, NH4,Ca++ és Mg++ az un. nus (“nonureasolute”) anyagok relatív koncentrációjafokozódik. A Na+ és Cl- relatív koncentrációja csökken, a nagymértékû Na+ ésCl- felszívódás miatt.

Na+ aktív reabszorpciója

Azonos a proximális tubulussal kapcsolatban leírtakkal, csak a carrierfolyamatok különbözõek a disztális tubulusban és a gyûjtõ csatornában.

10

Disztális kanyarulatos csatornaItt a Na+ aktív transzportja Cl- carrierhez van kötve, ezért eztNa+/Cl- szimportnak nevezik ( 4. Ábra).Jellegzetessége, hogy a filtrált mennyiség függvénye (“load-dependens”) és a thiazid gátolja.Az aktív Na+ reabszorpció, az alacsony vízpermeabilitás ésureapermeabilitás következménye, hogy a disztális tubulusbancsökken a tubularis folyadék ozmolalitása és elektrolitkoncentrációja, míg az ureakoncentráció változatlanullényegesen magasabb, mint a plazmában. A tubularisfolyadék mennyisége változatlan marad.

GyûjtõcsatornaA Na+ apikalis belépése, itt nem carrierfüggõ, az aktív Na+

reabszorpció a konductív Na+ csatornákon keresztül történik.Transepithelialis elektromos potenciálgrádiens lép fel (lumennegatív), mely nagysága a Na+-t kísérõ anionokpermeabilitásának függvénye. A Cl- permeabilitás alacsony, ezérta transepithelialis potenciálgrádiens -70 mV-ot is elérhet.A gyûjtõcsatornának magas az elektromos ellenállása (‘"tight"tight junctions’).A Na+-reabszorpció “load-dependens”. A Na+-reabszorpciót azaldoszteron fokozza, amely a transpithelialis potenciálkülönbsé-get növeli.A Na+ reabszorpciót gátolják

atrialis natriuretikus faktor,egyes prosztaglandinok,egyes diuretikumok (triamteren, amilorid).

A víztranszportot az ADH szabályozza ( 5. Ábra ).Az ADH hiányában a gyûjtõcsatorna viszonylag impermeabilis avízre és az ureara.ADH jelenlétében az egész gyûjtõcsatorna vízpermabilitása és agyûjtõcsatorna papillaris részének urea permeabilitásanagymértékben fokozódik.

ADH (vasopressin)Jellemzõi:

Az ADH a hátulsó hypophysis hormonja.A hypothalamus n. supraopticusában termelõdik.Nyolc aminosavból álló oligopeptid. Az emberi ADH-t az arginin jellemzi(arginin-vasopressin, AVP).

11

A fiziológiásnál magasabb dózisban adva érszûkületet okoz a V1 receptoronhatva.ADH hatásmechanizmusa

Az ADH az epithelialis sejtek bazális-lateralis felszinén levõ V2

receptorokhoz kötõdik, az adenilátciklázt aktiválja és a ciklikus AMPszintézisét fokozza.. Ez aktiválja a proteinkináz C-t, fokozza afehérjefoszforilációt és ennek révén váltja ki a membránvízpermeabilitásának fokozódását.Az ureapermeabilitás fokozódása más, feltehetõen carriermediáltamechanizmus következménye.ADH hiányában a gyûjtõcsatornát elhagyó folyadék ozmolalitása 70mosm/kg (50 mosm/kg urea és 20 mosm/kg elektrolit).ADH hiányában a filtrált víz 15 %-a ürül (26 liter/nap). Ez jellemzi adiabetes insipidus-t.

ADH elválasztás

Serkent Gátol

1. Vér magas ozmolaritása 1. Alacsony ozmolaritás(vízterheléskor)

2. Hypovolémia (gátolja az ANP elválasztást)

2. Hypervolémia (fiz. só infuzió)

3. Állás pitarivénás ↓ ANP ↓

3. Fekvés (vénás beömlés ↑ ANP ↑ )

4. Vénás pangás beáramlás 4. Alkohol

5. Fájdalom, izommunka

A disztális nephron egyéb funkcióiA disztális nephron K+ reabszorpcióra és szekrécióra, valamint H+ és HCO3-

szekrécióra is képes.A Ca++ ürítés szabályozásában is részt vesz.

A VIZELET KONCENTRÁCIÓJÁNAK ÉS HÍGÍTÁSÁNAK MECHANIZMUSA

Az ellenáramlásos sokszorosító mechanizmus

Medulláris grádiensA velõállományban az interstitialis folyadék ozmolalitása a kéregtõl a vesemedencefelé haladva négyszeresére (300 mosm/kg-ról 1200 mosm/kg-ra) dúsul fel ( 6. Ábra ).A medulláris grádiens az ellenáramlásos sokszorosító mechanizmus révén keletkezik.

12

A velõállomány ozmotikus nyomásának négyszeresre történõ feldúsulását a következôtényezõk váltják ki:

A Henle-kacs felszálló szárában vízvisszaszívódás nélküli aktív Na+

reabszorpció (horizontális grádiens)

A Henle-kacs leszálló és felszálló szárában a folyadék egymás közvetlenközelségében ellenirányban mozog (ellenáramlás, verticalis grádiens).A hosszú-kacsú (juxtamedulláris) nephronokban a vékony felszálló szár menténelsõsorban az urea tart fenn passzív Na+ és Cl- reabszorpciót.

A furosemid, amely gátolja a Na+ reabszorpciót a vastag felszálló szárból,megszünteti a medulláris ozmotikus grádienst.

A másodlagos ellenáramlásos mechanizmusA vese medulláris állományán átfolyó vér perceken belül megszûntetné az ozmotikusgrádienst, ha nem létezne a másodlagos ellenáramlásos mechanizmus.Ez egy passzív folyamat, amely a vasa recta leszálló és felszálló szárában folyófolyadék ellenkezõ irányú áramlása következtében jön létre.A végeredmény élettani körülmények között a medulláris koncentrációgrádiensfenntartása.

A vizelet koncentrálását befolyásoló tényezõkA Henle-kacsok hossza

a hosszú kacsú nephronok elõfordulásának aránya a rövid kacsúakhozképest.

Az urea jelenléte(pl. fehérjehiányos étrend mellett csökken a medulláris grádiens)

A Henle-kacson és a gyûjtõ csatornán átfolyó folyadékmennyiség.A vasa recta vérátáramlása,A prosztaglandinok (PGE2, PGD2) jelenléte.

A vizelet koncentrációjának és hígításának értékelése

A vizelet napi mennyisége: 1-26 liter,A vizelet fajsúlya:1001-1030 g/L,A vizelet ozmolalitása: 70-1200 mosm/kg,

Az ozmotikus clearance, CU V

Posmosm

osm

=×

A szabadvíz clearance. C V CH O osm2= −

13

A SZERVEZET VÍZ ÉS SÓHÁZTARTÁSA

Vízfelvétel2100-3400 ml/nap

Folyadék formájában felvett víz1000-2000 ml/nap

Táplálék formájában felvett víz800-1000 ml/nap

Oxidációs vízmennyiség300-400 ml/nap

Vízleadás 2100-3400 ml/nap

Perspiratio insensibilis800-1000 ml/nap

Perspiratio sensibilis, verejtékezés200 ml/nap

Széklet100-200 ml/nap

Vizelet1000-2000 ml/nap

Naponta 650 mosm oldott anyagtól kell a szervezetet megszabadítani ezért aminimális vizeletmennyiségnek 500-600 ml-nek kell lennie.

A vízegyensúly (isosmozis) fenntartásaReceptorok:

ozmoreceptorok,baroreceptorok.

Az ADH és szomjúság mechanizmusok, élettani körülmények között elsõsorbanaz ozmoreceptorok hatása alatt állanak. ADH szekréciót a plazmaozmolalitásának kevesebb mint 1 %-os eltérése és a volumen 10 % -osváltozása idézi elõ.Nagymértékû volumencsökkenés is aktiválja az ADH és szomjúságmechanizmust, nagymértékû volumen növekedés gátolja az ADH rendszert.

A szomjúságérzés mechanizmusaTényezõi:

A száj szárazsága,A hyperozmosis,A hypovolemia,Az angiotenzin II,

Sóháztartás

14

Na+ bevitel ( só bevitel)A Na+ bevitele teljes mértékben ételeink és italaink Na+ tartalmánakfüggvénye. A Na+ fogyasztás 10 és 600 mmol Na+ között változhat (általában100-400 mmol/nap).Az emberben nem mutatható ki a Na+ felvétel élettani szabályozása.

Na+ vesztés (sóvesztés)A verejtékezéssel (normál körülmények között elhanyagolható),A széklettel (normál körülmények között elhanyagolható),A vizelettel (100-400 mmol/nap).

A sóháztartás szabályozásaA sóvesztés szabályozásán keresztül történik.

Effektor mechanizmusai1./ A GFR változásai

A sófelvétel változása megváltoztatja a plazma sótartalmát és ilymódona plazmavolument. Ez megváltoztatja:1.1. A RPF-et,1.2. Az effektív filtrációs nyomást.

Az autoreguláció és a glomerulotubularis egyensúly letompítja ezeket aváltozásokat. Ezért a GFR változását elhanyagolhatónak tekintjük a sóháztartásszabályozásában.Effektor mechanizmus2. Aldoszteron

Az aldoszteron a mellékvesekéreg zona glomerulosa-jának szteroidhormonja (mineralokortikoid), amely a disztális tubulus és gyüjtõcsatorna Na+ és K+ ioncserét szabályozza, fokozza a Na+

reabszorpciót és a K+ szekréciót.

Az aldoszteron szekréciót fokozó tényezõk:2.1. Az angiotenzin II fokozódása,2.2. A csökkent atrialis natriuretikus faktor,2.3. A fokozott plazma K+ koncentráció,2.4 Az ACTH,2.5. A csökkent plazma Na+ koncentráció.

ad 2.1.Renin-angiotenzin rendszer

A juxtaglomerularis apparatusmyoepithel sejtek,disztális tubulus macula densa sejtek,

15

mesangialis kötõszövet,A renin a myoepithel sejtekben termelõdik (mol tömege: 66500 d)

Az angiotenzinogén (alfa2-globulin, májban termelõdik), ebbõl hasad le renin hatásáraAngiotenzin I (10 aminosav) majd a konvertáz hatására azAngiotenzin II (8 aminosav) ebbõl az angiotenzináz hatására,Angiotenzin III képzõdik.

Angiotenzin II hatásai1/ Vérnyomás:

erélyes vasoconstrictor (systolés, diastolés RR nõ)fiziológiásan: sóelvonásra belép az AII-elválasztás

2/ Sóürítés (direkt hatás):RBF, GFR csökken,Közvetlenül gátolja a Na+ tubularis reabszorpcióját,A keringés átrendezõdik (medullárisan nagyobb a vasoconstrictio),A hemodinamikai változás miatt a sóretenció dominál.

3/ Aldoszteron elválasztás(sóürítésre gyakorolt indirekt hatás): Na+ reabszorpció nõ.

4/ Idegrendszeri hatás: dypsogen

A renin elválasztást fokozza:1. Csökkent renális véráramlás (a baroreceptorok érzékelik),2. A macula densa-t elérõ tubularis folyadék volumene és összetétele,3. A renalis szimpatikus ideg ingerlése,4. Az extracellularis hypovolemia (vérzés, diuretikum, vérnyomás-csökkenés,sóelvonás)

A renin elválasztást gátolja:1. A prosztaglandinok ( PGE2, PGD2, PGI2)2. Az atrialis natriuretikus faktor (ANF)

A renin elválasztáshoz tartozó receptorok:A baroreceptorok (JGA):

lokális RR-változást érzékelik,A macula densa kémiai receptorai:

disztális tubulusban található vizelet Na+-tartalma,Az arteriola-fal alfa és béta adrenerg receptorai, A myoepithel sejtek:

a vér Na+- és K+-tartalmát érzékelik.A renin élettani szerepe,

16

az RR akut szabályozása;kórélettani jelentõsége

renalis hypertonia(experimentalis renalis hypertonia)

Effektor mechanizmus

3. “Harmadik faktor” hatásAmennyiben a GFR-t és az aldoszteron szintet mesterségesen állandó szintentartjuk a kísérletes állat mégis szabályozni tudja Na+ ürítését úgy, hogy aplazma volumen állandó maradjon.A Na+ ürítés aldoszterontól és GFR-tõl független fokozódását "harmadikfaktor hatás"-nak nevezik.

A “harmadik faktor” feltételezett hatásmechanizmusai1. A szimpatikus ingerlés,2. Az angiotenzin II,3. Az ANF Na+ reabszorpciót gátló hatása,4. A peritubularis capillarisok hidrosztatikus és onkotikus nyomástbefolyásoló effektusa.

Atrialis natriuretikus faktor (ANF)

A pitvarok (elsõsorban a jobb pitvar) által termelt az erekre és a vesére hatópolypeptideket foglalja magába.Leggyakrabban 28 (21 - 73) aminosavból állhat, mol. tömege 2800-13.000 daltonközött.Egy 126 aminosavból álló prekurzorból a pro-ANF-bõl (atriopeptinogén) származik.

Az ANF elválasztásának ingereA fokozott atrialis feszítés (hypervolemia)Az adrenalin,Az ADH,Az acetilkolin.

Az ANF hatásai1. Vasodilatatio,2. Vérnyomáscsökkenés,3. GFR fokozódás

(az az arteriola afferens dilatatatioja révén),4. Renin szekréció gátlása,5. Aldoszteron szekréció gátlása,6. Perctérfogat csökkenés

17

7. ADH gátlás,8. Natriurezis és vízdiurezis

A SAV-BÁZIS EGYENSÚLY ÉS A VESE H+ ION ÜRÍTÉSÉNEK SZABÁLYOZÁSA

Az arteriás vérplazma pH-ja:7.40 ± 0.02

A vénás vérplazma pH-ja:7.38 ±0.02

A vér H+ ion koncentrációja pH 7.40-nél:40 nmol/L

Igy a fiziológiás 7.38-7.42 pH sáv 42-38 nmol/L H+ ionkoncentrációnak felel meg.

A normális pH-értéket befolyásoló tényezõkA volatilis savak.

Naponta 10 000 mmol H+ képzõdéséhez elég széndioxid termelõdik.A fix savak.

A kénsav, foszforsav, stb.A kénsav a methionin és cystein oxidációjának terméke.A foszforsav a foszfolipidek, nukleinsavak, foszfoproteinek ésfoszfogliceridek lebontási terméke. Naponta 50-100 mmol H+

termelõdik ezekkel a fix savakkal.A szerves savak.

A tejsav, acetecetsav, ß-hidroxivajsav a szénhidrát és zsíranyagcsere termékei.Ezen savak felhalmozódása a pH csökkenését, acidózist eredményezhet.

Sav-bázis puffer rendszer

A pufferek olyan gyenge savak, melyek egy része a fiziológiás pH sávban protonnalkapcsolt, más része viszont nem protonnal kapcsolt formában fordul elõ.

A disszociációs reakció:HA ⇔ H+ + A-

A tömeghatás törvénye értelmében:

[H+][A-]Ka = ----------------

[HA]

ahol a Ka a sav disszociációs konstansa.Ennek az egyenletnek a logaritmusa:

18

[H+][A-]log Ka = log -----------------

[HA]vagy

log Ka = log (H+) + log (A-/HA)

átalakítás után:

A-

-log H+ = -logKa + log ------------HA

A -log H+ helyébe a pH-t behelyettesítve és a -logKa-t pKa-nak definiálva az ún.Henderson-Hasselbach egyenletet kapjuk

[A-]pH = pKa + log -------

[HA]

Elsõdleges védelmi mechanizmus

Az optimális puffer jellemzõi:1. A pKa értéke közeli van 7.4-hez,2. Nagy koncentrációban fordul elõ.

A testfolyadékok puffer rendszerei

1. A hemoglobin és más fehérjék puffer hatásaElsõsorban a hisztidin imidazol csoportjának és az N-terminálisaminocsoportoknak van 7.4-hez közeli pKa-ja.A fehérjék nagy koncentrációban vannak a sejtekben, ez lehetõvé teszipuffer mûködésüket.

Hemoglobin ( Hb) puffer jellegzetességeiA Hb nagy koncentrációban van a vérben,

Igen sok (38) hisztidin csoportja van, kétszer annyi mintaz albuminnak.

A deoxigenált hemoglobin imidazol csoportjának pKa értékenagyobb, mint az oxidált hemoglobinnak, ezért a deoxigenált Hbjobban köti a H+-t .

2. Foszfát puffer hatása

19

H2PO4- ⇔ H+ + HPO4= (pKa = 6.8)

A foszfátpuffer hatásosabb az intracelluláris térben, mint az extracellulárisban.Szintén effektív a foszfát puffer a vesetubulusokban,

(magas a foszfátkoncentráció, alacsony a pH).

3. Bikarbonát puffer

H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-

A Henderson-Hasselbach egyenlet

HCO3-

pH = pKa + log --------------- H2CO3

A H2CO3 egyensúlyban van a vízben oldott széndioxiddal, az egyenletet a következõformában is fel lehet írni:

[HCO3-]pH = pKa + ----------------

[CO2]

A szervezetben a CO2 és a szénsavszint függetlenül szabályozható, ezért ez alegfontosabb puffer rendszer.

A CO2 parciális nyomásának ismeretében a Henry-törvény alapján:

HCO3-

pH = pKa + log -------------------------0.03 x PCO2

isohydriás alapelv

A vese szerepe a pH szabályozásban

A vese szerepe a pH regulációban elsõsorban a plazma bikarbonát koncentrációjánakszabályozásán keresztül valósul meg.

Effektor mechanizmusok

20

1. A vesék reabszorbeálják a bikarbonátot,e nélkül mintegy 4320 mmol bikarbonátot veszítenénk el naponta.

2. A vese bikarbonátot képez az elveszített bikarbonát pótlására.3. A vese bikarbonát szekréciója.

Az elsõ és a második mechanizmus a proximális és disztális tubularis sejtekaktív H+ szekréciója révén valósul meg.

Minden egyes szekretált H+ ionhoz egy reabszorbeált bikarbonát iontartozik.

CO2 + H2O ⇔ H2CO3

Ezt a reakciót a szénsavanhidráz enzim katalizálja.

A proximális tubulusban a H+ ion szekréciója a Na+ aktív reabszorpciójához kötött,Na+/H+ csere, Na+/H+ antiport révén történik.A basalis sejtfelszínen 3 bikarbonát ion kötödik egy Na+ ion reabszorpciójához(7. Ábra).

A disztális tubulusban a H+ ion szekréciója egy aktív folyamat, míg a bazalismembránon a carrier mediált HCO3- transzport (passzív) egy bikarbonát ion cseréjétjelenti egy Cl- ionra.

ad.1. Bikarbonát reabszorpcióA bikarbonát reabszorpció 90 %-a a proximális tubulusban történik.A bicarbonát ürítés kevesebb, mint a filtrált mennyiség 0.1 %-a, mivel a filtráltbikarbonát 99.9 %-a reabszorbeálódik. Ez azt jelenti, hogy naponta mintegy 4300mmol bikarbonát reabszorbeálódik ( 8. Ábra ).

ad.2. Új bikarbonát képzéseA vesék naponta 50 - 100 mmol új bikarbonátot képeznek az erõs savakközömbösítésére felhasznált bikarbonát pótlására.Az új bikarbonát képzés is a szénsavból származó H+ ion szekréciójához kapcsolódik( 9. Ábra ).Az új bikarbonát képzésével együtt keletkezett H+ ion azonban nem hagyhatja el aszervezetet mint szabad H+, mivel a H+ iongrádiens korlátozott.A disztális tubulusban a “tight junction” miatt magas H+ koncentráció grádienstartható fenn, azonban a vizelet pH-ja így sem lehet 4,0-nél alacsonyabb.Ha valamennyi H+ iont szabad formában ürítenénk, akkor naponta 1000 liter vizeletetkellene ürítsünk, ennek csökkentésére szolgálnak a vizelet pufferek.A vizelet pH-ja élettani körülmények között 4,0-tõl 8,0-ig változhat.

21

A vizeletben levõ puffer rendszerek1. A foszfát puffer rendszer,2. Az ammónia puffer rendszer,3. A bikarbonát puffer rendszer.

Ad.1. Foszfát puffer rendszerA HPO4

=/H2PO4 - arány a tubulus folyadékban 4:1 és a pK= 6.8.

A foszfátpuffer adja az un. titrálható aciditást.A foszfát részvétele a pH regulációban korlátozott, a foszfát limitáltelõfordulása miatt.

Ad.2. Az ammónia puffer rendszerNH4 ⇔ NH3 + H+ (pK = 9.3)A magas pK érték miatt szinte valamennyi a testben elõforduló ammoniaprotonált (NH4) formában található.

Az ammóniapufferek jelentõsége

1. A vese maga készíti az ammóniát glutaminból

Glutamináz Glutamát dehidrogenáz

Glutamin Glutaminsav α-Ketoglutársav

NH3 NH3

ezért magas koncentrációban lép be a tubulusokba..

2. Az NH3-nak és NH4-nek jelentõsen különbözik az oldékonysága.Az NH3 nagyon zsíroldékony és passzívan diffundál át amembránokon, az NH4 poláris vegyület és nem megy át amembránon.

22

3. A termelõdött ammónia mennyiségét a plazma pH regulálja aglutamináz aktivitás szabályozásán keresztül.

KÁLIUM HÁZTARTÁS

A szervezet K+ tartalmát meghatározó tényezõk1. A K+ felvétel és leadás viszonya,2. A kálium megoszlása az intra- és extracelluláris tér között.

Kálium Felvétel Leadásétel,ital 50-100 mmol/nap verejték és

széklet 5-10 mmol/napvizelet 45-90 mmol/nap

Összesen 50-100 mmol/nap 50-100 mmol/nap

A Na+ felvételhez hasonlóan a K+ felvételnek sincs élettani szabályozása.

A kálium háztartás szabályozása

A kálium ürítés az ion vizeletben történõ kiválasztásának szabályozásával valósul meg.

K+ reabszorpcióA proximális tubulus 1. és 2. szegmentjeiben az ürítéstõl függetlenül történik.A Henle-kacs vastag felszálló szárában is megvalósul.

Kálium szekrécióA proximális tubulus 3. szegmentjében,A Henle-kacs vékony leszálló szárában.A disztális tubulusban,

a filtrált kálium 10 %-a jut a disztális nephronba, ahol megvalósul a káliumürítés szabályozása (aldoszteron).A disztális tubulusban netto kálium szekréció történik,

módjai:1. Aktív felvétel a peritubularis oldalon Na+/K+ ATP-áz segítsé-gével,2. Passzív diffúzió a tubularis oldalon.

A szervezet kálium tartalmát szabályozó tényezõk1. Az aldoszteron (glukokortikoidok mineralokortikoid hatása),2. Az inzulin

extra-és intracellularis elrendezõdés módosítása,

23

3. A sav-bázis egyensúly megváltozása (acidózis, alkalózis)extra-és intracellularis elrendezõdés módosítása.

A K+ tubularis szekréciót befolyásoló tényezõk1. A disztalis tubulus Na+ reabszorpciója,2. Nem permeáló anionok jelenléte a tubularis folyadékban,3. A tubularis folyadékáramlás foka,4. A sav-bázis egyensúly.

KALCIUM, MAGNÉZIUM ÉS FOSZFÁT ÜRÍTÉS A VESÉBEN

A Ca++ és Mg++ háztartás szabályozása a parathyreoidea, gastrointestinalis szervek, acsontok és a vese mûködését is magába foglalja.

Kalcium háztartás szabályozásaA plazma Ca++ (2,2 - 2,6 mmol/L) 40 - 50 %-a fehérjéhez kötött, amely nemfiltrálódik a glomerulusokban.A fehérjéhez nem kötött Ca++ szabadon filtrálódik.A filtrált Ca++ 97-99%-a visszaszívódik a tubulusokban, 2,5 - 7,5 mmol Ca++ ürülnaponta.

Kalcium ürítés a vesében1. A glomerulusokban filtrált Ca++ 70 %-a a proximális tubulusban szívódikvissza.2. A Henle-kacsban a Ca++ 20-25%-a reabszorbeálódik,3. A disztális nephronban Ca++ 5-10 %-a kerül vissza.

A Ca++ kiválasztás és plazma ionizált Ca++ tartalom szabályozása, aparathormon (PTH) mûködéséhez kapcsolódik.

A PTH receptor kötés után fokozza az adenilát cikláz és foszfolipáz-Caktivitását, így az IP3 és a cAMP közremûködésével valósul meg aPTH hatás.A PTH fokozza a Ca++ reabszorpcióját a vastag felszálló szárban és adisztális nephronban.A natriurézis a Ca++ ürítés fokozódásával is jár.

Foszfát háztartás szabályozása

A vérplazmában a foszfát a Ca++-al ellentétben csak kis mennyiségben kötöttplazmafehérjékhez (10 -12 %).

24

A vérplazmában a foszfátok két-harmada foszfolipid formájában fordul elõ.Triklorecetsavval a fehérjékhez kötött és a foszfolipidokban tárolt foszfát kivonható aplazmából.A megmaradó egyharmad a savoldékony, vagy anorganikus foszfát, melyet aszokványos laboratóriumi módszerek a plazma foszfátként adnak meg (0,9-1,6mmol/L).A anorganikus foszfát a glomerulusokban szabadon filtrálódik. A filtrált foszfátmennyiség 1.3 mmol/L foszfát koncentrációval számolva, naponta 235 mmol.

A foszfát reabszorpcióA filtrált foszfát 85-95 %-a a proximlis tubulusokban visszaszívódik.Ez a visszaszívódás a Na+ reabszorpciójához csatolt és ennélfogva Tm értéke van.A foszfátürítés szabályozását a PTH végzi, amely a proximális tubulus foszfátreabszorpcióját gátolja.Nagy koncentrációjú PTH jelenlétében a filtrált mennyiség 40 %-a is ürülhet(hiperfoszfatúria).Alacsony PTH plazma szint mellett, a filtrált mennyiség kevesebb, mint 5%-a ürül(hipofoszfatúria).A fenti PTH mechanizmus indirekt módon a plazma Ca++ szintjét isbefolyásolja.A PTH fajlagos receptorokon keresztül hat a sejtek baso-lateralis felszínén a Ca++-nálleírt módon.