Njurens anatomi och fysiologi

Gregor Guron SU, 20012

När symtom av njursvikt?

• då njurfunktionen sjunker under 20 % av den normala

- njursjukdom kan förlöpa helt ”tyst”!

• då njurfunktionen är 5-10 % av den normala krävs aktiv uremivård

• obs! ingen ökad morbiditet eller mortalitet hos njurdonatorer

– hög reservkapacitet!

Njurens blodflöde

ca 1,2 L/min (20-25 % av hjärt-minut volymen)

- extremt högt flöde per gram vävnad!

varför så hög genomblödning?

ca 90 % till barken, och ca 10 % till märgen

autoreglering, blodflödet minskar först då MAP < ca 70 mmHg

- autoregleringen sker främst via myogen aktivitet

Autoreglering av RBF och GFR

Njurens kärlträd

Två seriekopplade kapillärsystem

glomeruli

- hydrostatiskt tryck ca 60 mmHg (främjar filtration)

- filtration av plasmavatten (filtrat = primärurin) som samlas upp

av Bowmans kapsel och leds vidare till tubuli

- glomerulär filtrationshastighet = 125 ml/min = 180 L/dag

(förkortas GFR, Glomerular Filtration Rate)

peritubulära kapillärer

- hydrostatiskt tryck ca 15 mmHg (främjar reabsorption)

- transporterar av tubuli reabsorberad urin åter till blodbanan

- normalt reabsorberas 99 % av filtrerad volym dvs ca 178 L/dag

Kapillärutbyte

Huvudsakliga krafter som styr vätskeflödet (filtration och absorption)

över kapillärväggen:

1. hydrostatisk tryckgradient

2. kolloidosmotisk tryckgradient

hydrostatiskt

tryck

kolloidosmotiskt

tryck Glomeruli:

60 mmHg

18 mmHg

glom. kap

Bowmans space

32 mmHg

0 mmHg

+ 42 mmHg - 32 mmHg

Netto filtrations-

tryck (effektivt

filtrations tryck) :

10 mmHg

sekretion

Nefronet

Ett nefron utgörs av:

1. Glomeruli

2. Bowmans kapsel

3. Tubuli

Ca 1 miljon nefron per njure

Glomeruli och Bowmans kapsel (1)

Glomeruli och Bowmans kapsel (2)

Podocyter

Den glomerulära barriären

Glomerulära barriären har hög

permselektivitet

Passage av ämnen beroende av:

- storlek

- form

- laddning

Vad filtreras och reabsorberas?

Filtration

per dygn

Reabsorption

(%)

Vatten 180 L 99

Na 575 g 99+

Cl 692 g 99+

HCO3 275 g 99.9+

K 28 g 80-95

Glukos 180 g 99.9+

Proximala tubuli

reabsorption av 90-99 % av filtrerat

- glukos

- aminosyror

- HCO3

reabsorption av 2/3 av filtrerat vatten och NaCl

mkt hög vattenpermeabilitet, aquaporin-1

urinen isoosmolär efter proximala tubuli

Vad sker i Henles loop?

1. reabsorption av 25-30 % av filtrerat NaCl

(reabsorberas mer NaCl än vatten)

2. skapar hyperosmolär gradient i njurmärgen

- en förutsättning för koncentrering av urinen

Vad sker i Henles loop?

Vad sker i distala tubuli och samlingsrör?

finreglering av salt-vatten utsöndring utifrån

situationens krav

hormonell reglering (ex. ADH, aldosteron)

reabsorption

• vatten (ADH)

• Na (aldosteron)

sekretion

• kalium (aldosteron)

• H (aldosteron)

Asta 77 år, diabetes typ 2, högt blodtryck, och hjärtsvikt sedan en hjärtinfarktför två år sedan. Njurfunktionen normal (krea runt 70 umol/L).

Inkommer till akuten då hon känner sig trött. Sedan 5 dagar tillbaka har hon besvärats av diarréer och illamående.

Mediciner: Trombyl (ASA), Seloken (β-blockerare), Simvastatin (statin, kolesterolsänkare), Spironolakton (diuretika), och Enalapril (ACE-hämmare).

Status: Blodtryck på 90/60, hjärtfrekvens 70 s/min.

Lab: Hb 150 g/L, S-kreatinin 350 umol/L, S-Kalium 6,8 mmol/L

Varför njursvikt?

Fall Asta 77 år

Renin-angiotensin systemet och

reglering av GFR

Ang II:

→ resistens efferenta arteriolen ↑

→ RBF ↓

→ glomerulärt kapillärtryck och GFR ↑

RAS HAR VIKTIG FUNKTION ATT UPPRÄTTHÅLLA GFR VID

HYPOVOLEMA OCH HYPOTENSIVA TILLSTÅND!

afferent arteriol efferent arteriol

Ang II

vasokonstriktion Pg ↑

NO

PGI2

Juxtaglomerulära celler och renin

Renin-frisättningen stimuleras fr.a. av:

- lågt blodtryck och ökad sympatikusaktivitet till njuren

angiotensinogen

angiotensin I

mineralkortikoid

receptor (MR)

angiotensin II

renin

angiotensin-converting enzyme (ACE)

aldosteron angiotensin II typ-1 receptor

ACE-hämmare

ARBs

Renin-hämmare

MR-antagonister

angiotensin II

vasokonstriktion

tubulär Na

reabsorption

aldosteron-

frisättning

törst

endotelin-1

syntes

ADH-

frisättning

salt-aptit

sympatikus-

aktivering

Sammantaget effekter som strävar efter att återställa

blodvolym, blodtryck och GFR.

Reglering av GFR vid hjärtsvikt

Efferent Afferent

Glomerulus

P

RBF x FF = GFR

Normalt

Efferent Afferent

Glomerulus

P

RBF↓ x FF↓ = GFR↓

Hjärtsvikt med Ang II antagonism

Ang II

Hjärtsvikt med RAAS aktivering

Efferent Afferent

Glomerulus

P

RBF↓ x FF↑ = GFR↔

Ang II Ang II

PGs NO

50-årig man hittad liggande på golvet hemma

• ensamstående, alkoholmissbruk, i övrigt frisk

• fallit i hemmet, revbensfrakturer, inte kommit upp och legat under ca 24 h

• Undersökning + provtagning visar:

– trött och medtagen, törstig, nedsatt hudturgor, BT 115/70

– S-kreatinin 500 mikromol/L (normalvärde <90)

– S-albumin normalt

– S-Kalium 5,7 mmol/L (normalt 3,6-4,6)

– U-sticka visar 1+ för ”röda blodkroppar”

• I journalen hittas att mannen haft normalt S-kreatinin för 1 må sedan då han var på akuten pga infektion

Kompletterande utredning – ”50-årig man”

• Ultraljud av urinblåsa och njurar – avflödeshinder?

– normalt

• Kompletterande prover:

– intoxikationsprover normala förutom förhöjt etanol

– S-myoglobin 20 000 mikrog/l (normalt < 80) !

• Diagnos:

– rhabdomyolys

– akut njursvikt sekundärt till myoglobinuri

Hur hanterar njuren myoglobin?

• myoglobin 17 000 D (albumin 69 000)

– filtreras nästan fritt pga liten storlek

– reabsorberas fullständigt i proximala tubuli via megalin-medierad endocytos

• då S-myoglobin > cirka 5000 mikrog/l uppstår myoglobinuri (reabsorptiv kapacitet via endocytos mättad)

– risk för ”utfällning” av myoglobin fr.a. vid lågt urinflöde och lågt U-pH

Varför sjunker GFR?

Orsaker till akut njurfunktionsnedsättning?

afferent arteriol efferent arteriol

1. Pre-renala

3. Post-renala

2. Renala

P

Anamnes viktigt!

Analys av njurfunktion - GFR

2. Direkt mätning av GFR

• GFR = renalt clearance av exogen,

ideal, filtrationsmarkör

• exakt

• i stort inga felkällor

• analyseras på sjukhus

• dyrt

1. Indirekt skattning av GFR

• S-kreatinin (umol/L)

• skattning - inexakt

• felkällor finns

• ett blodprov

• billigt

• MDRD och Cockroft-Gault formlerna

ger en estimering av GFR (eGFR, eller estimerat kreatinin clearance)

och korrigerar för ålder, kön och etnicitet

S-kreatinin

Kan vi använda S-koncentrationen av kreatinin för skattning av GFR?

Brister:

1. Okänslig och inexakt

2. Felkällor

muskelmassa

födointag

Clearance begreppet

– Clearance (Cl) av ett ämne = den plasmavolym per tidsenhet som

fullständigt renas på ämnet i fråga

– Renalt clearance av ett ämne x (Clx) = den plasmavolym per

tidsenhet som fullständigt renas på ämnet genom att ämnet

utsöndras med urinen

– PX . ”renad plasmavolym” = (UX . Urinvolym)

– ClX = (UX . Urinvolym)/PX

Ux = urinkonc av ämnet x

Px = plasmakonc av ämnet x

Direkt/exakt mätning av GFR (1)

intravenös administration av IDEAL FILTRATIONSMARKÖR

Cr-EDTA, Inulin, Iohexol (Omnipaque)

renalt clearance av sådan markör = GFR

Ex:

ClIohexol = (UIohexol x Urinvolym)/ PIohexol

ClIohexol = GFR

Direkt/exakt mätning av GFR (2)

filtrerad mängd = utsöndrad mängd

plasma konc. x filtrerad volym = urin konc. x urinvolym

filtrerad volym (GFR) = (urin konc. x urinvolym)/plasma konc.

Afferent arteriol Efferent arteriol

Urin

Exakt mätning av GFR - i praktiken (3)

• Renalt clearance ersatts av plasmaclearance

• Plasmaclearance:

– Iv bolus av känd mängd av filtrationsmarkören

– Analys av plasma konc av markören vid exakt definierade tidpunkter efter bolusdosen

– 51Cr-EDTA plasmaclearance: pga extra-renal elimination överskattas GFR med 2 ml/min

– 4-timmars 51Cr-EDTA plasmaclearance då GFR väntas > 20 ml/min

– 24-timmars 51Cr-EDTA plasma clearance då GFR väntas < 20 ml/min

Exakt mätning av GFR (4)

Normalt sjunker alltså GFR med ca 1 ml/min per år efter 50 års ålder

Sidofördelning av GFR

Njurscintigrafi /

Gammakamera-renografi

Radioaktiva markörer:

- DTPA (filtration)

- MAG3 (filtr + sekretion)

- DMSA (anrikas)

Glomerulär barriärfunktion

• tU-albumin (24 h U-samling)

» Normalt < 30 mg/24 h

» Microalbuminuri 30-300 mg/24 h

» Albuminuri > 300 mg/24 h

• Vanliga teststickor för U-alb blir positiva vid 200-300 mg/L

• Speciella stickor U-samling krävs för detektion a mikroalbuminuri

• U-albumin/kreatinin index (första morgonurinen)