Funkční anatomie ledvin Clearance

Transkript

1 Funkční anatomie ledvin Clearance doc. MUDr. Markéta Bébarová, Ph.D. Fyziologický ústav Lékařská fakulta Masarykovy univerzity

2 Tato prezentace obsahuje pouze stručný výtah nejdůležitějších pojmů a faktů. V žádném případně není sama o sobě dostatečným zdrojem pro studium ke zkoušce z Fyziologie.

3 Funkce ledvin Vylučování odpadních produktů a toxinů Kontrola objemu a složení tělesných tekutin, osmolality Udržování acidobazické rovnováhy Regulace krevního tlaku Sekrece, metabolismus a exkrece hormonů Glukoneogenéza

4 Struktura ledvin

5 Struktura ledvin ndstech.edu/carter p/courses/bio211/c hap25/chap25.htm

6 Struktura nefronu Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

7 Struktura nefronu - glomerulus mezangiální buňky Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

8 Struktura nefronu - glomerulus mezangiální buňky Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

9 Struktura nefronu - glomerulus Vysoká rychlost filtrace v glomerulech Zajištěna vysokou permeabilitou glomerulární membrány Prevence prostupu bílkovin Negativní náboj všech vrstev glomerulární membrány Ganong s Review of Medical Physiology

10 Struktura nefronu - tubulus glomerulus proximální stočený kanálek Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

11 Struktura nefronu - tubulus glomerulus proximální stočený kanálek Henleova klička Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

12 Struktura nefronu - tubulus glomerulus proximální stočený kanálek Henleova klička Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

13 ndstech.edu/carter p/courses/bio211/c hap25/chap25.htm Struktura nefronu - tubulus

14 Struktura nefronu - tubulus glomerulus proximální stočený kanálek Henleova klička distální stočený kanálek Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

15 Struktura nefronu - tubulus glomerulus proximální stočený kanálek Henleova klička distální stočený kanálek sběrný kanálek Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

16 Tvorba moče 1) Glomerulární filtrace 2) Tubulární resorpce 3) Tubulární sekrece 4) Exkrece moči Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

17 Tvorba moče Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology Kreatinin Elektrolyty Aminokyseliny PAH Některé další odpadní produkty Glukóza Toxické látky Organické kyseliny a báze

18 Tvorba moče Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology Kreatinin Elektrolyty Aminokyseliny PAH Některé další odpadní produkty Glukóza Toxické látky Organické kyseliny a báze

19 Tvorba moče - Glomerulární filtrace GFR = 125 ml/min = 180 l/den FF = 0,2 profiltrováno 20% plazmy! Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

20 Tvorba moče - Glomerulární filtrace Rychlost glomerulární filtrace (GFR) závisí na: 1) Kapilární filtračním koeficientu K f (permeabilita a plocha glomerulární membrány;mezangiální bb.) 2) Rovnováze hydrostatických a koloidněosmotických sil GFR = K f čistý filtrační tlak

21 Tvorba moče - Glomerulární filtrace Rychlost glomerulární filtrace (GFR) závisí na: 1) Kapilární filtračním koeficientu K f (permeabilita a plocha glomerulární membrány;mezangiální bb.) 2) Rovnováze hydrostatických a koloidněosmotických sil GFR = K f čistý filtrační tlak

22 Tvorba moče - Glomerulární filtrace GFR = K f čistý filtrační tlak P G π G Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition π B Za fyziologických podmínek: P B π B = 0 Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology čistý filtrační tlak = P G + π B P B - π G = = 10 mmhg GFR = K f (P G + π B P B π G )

23 Tvorba moče - Glomerulární filtrace Vas afferens, vas efferens vstup a výstup vysokotlaké glomerulární kapilární sítě průtok krve glomerulem = P v.a. P v.e. R v.a. + R v.e. + R g.k. odporu ve vas aff. či vas eff. průtoku ledvinou (pokud je stabilní arteriální tlak) řídí glomerulární filtrační tlak: konstrikce vas aff. tlaku v glomerulu filtrace konstrikce vas eff. tlaku v glomerulu filtrace

24 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

25 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy 1) Primární aktivní transport 2) Sekundární aktivní transport 3) Pinocytóza (velké molekuly, např. bílkoviny, zejména v proximálním tubulu)

26 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy 1) Primární aktivní transport Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

27 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy 1) Primární aktivní transport - Na + /K + ATPáza - H + ATPáza - Ca 2+ ATPáza

28 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy 2) Sekundární aktivní transport symport antiport Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

29 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy Látky podléhající aktivnímu transportu mají tzv. transportní maximum (dáno saturací přenašeče). Např. glukóza transportní maximum: 320 mg/min diabetes mellitus Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

30 Tvorba moče Tubulární procesy resorpce Aktivní transportní mechanismy Látky podléhající aktivnímu transportu mají tzv. transportní maximum (dáno saturací přenašeče). sekrece Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

31 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy Látky podléhající aktivnímu transportu bez transportního maxima ( gradient-time transport ). - resorpce Na + v proximálním tubulu Čím větší koncentrace Na + v proximálním tubulu, tím větší rychlost resorpce. Čím pomalejší tok tekutiny v proximálním tubulu, tím více Na + resorbováno. V distálnějších částech tubulu už podléhá transport Na + transportnímu maximu (těsnější tight junctions, transport menší) může být zvýšeno např. aldosteronem.

32 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy 1) Primární aktivní transport 2) Sekundární aktivní transport 3) Pinocytóza (velké molekuly, např. bílkoviny, zejména v proximálním tubulu) Pasivní transportní mechanismy 1) Resorpce H 2 O osmózou v proximálním tubulu (vysoce propustný pro H 2 O) aktivní resorpce solutů koncentrační gradient mezi lumen a intersticiem H 2 O osmózou do intersticia (gradient zrušen) 2) Resorpce solutů difúzí Cl - (Na + do intersticia, resorpce vody osmózou) urea (resorpce vody osmózou)

33 Tvorba moče Tubulární procesy Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

34 Tvorba moče Tubulární procesy Aktivní transportní mechanismy Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

35 Tvorba moče Tubulární procesy Fyzikální síly působící v peritubulárních kapilárách a intersticiu - tubulární resorpce řízena hydrostatickými a koloidněosmotickými silami (obdobně jako GFR) GFR = K f čistý filtrační tlak TRR = K f čistá resorpční síla

36 Tvorba moče Tubulární procesy Fyzikální síly působící v peritubulárních kapilárách a intersticiu Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

37 Tvorba moče Tubulární procesy Tubuloglomerulární zpětná vazba Glomerulotubulární rovnováha Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd edition

38 Tvorba moče Tubulární procesy Proximální tubulus 1) úplná resorpce látek klíčových pro organismus (glukóza, aminokyseliny) 2) částečná resorpce látek důležitých pro organismus (ionty Na +, K +, Cl -, aj.) 3) resorpce vody 4) sekrece H + 5) resorpce HCO 3 - Výsledek: izoosmotická tekutina, objem významně snížen Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

39 Tvorba moče Tubulární procesy Henleova klička 1) tenké sestupné raménko - pasivní resorpce vody osmózou 2) tlusté vzestupné raménko - aktivní resorpce iontů (Na + /K + /2Cl - symport), sekrece H +, resorpce HCO 3 - tzv. protiproudový násobič Výsledek: hypotonická tekutina, objem dále snížen

40 Tvorba moče Tubulární procesy Henleova klička 1) tenké sestupné raménko - pasivní resorpce vody osmózou 2) tlusté vzestupné raménko - aktivní resorpce iontů (Na + /K + /2Cl - symport), sekrece H +, resorpce HCO 3 -

41 Tvorba moče Tubulární procesy 1) juxtaglomerulární aparát Distální tubulus 2) aktivní resorpce solutů obdobná jako v tlustém raménku Henleovy kličky, rovněž neprostupný pro močovinu a vodu tzv. diluční segment ( ředí tubulární tekutinu) Výsledek: hypotonická tekutina

42 Tvorba moče Tubulární procesy Sběrací kanálek (+ konec distálního tubulu) 1) principiální buňky resorpce Na + a vody (ADH), sekrece K +

43 Tvorba moče Tubulární procesy Sběrací kanálek (+ konec distálního tubulu) 1) principiální buňky resorpce Na + a vody (ADH), sekrece K + 2) vmezeřené buňky sekrece H +, resorpce HCO - 3 a K +

44 Tvorba moče Tubulární procesy Sběrací kanálek medulární část 1) resorpce Na + a Cl -, vody (ADH) i urey 2) sekrece H +, resorpce HCO - 3

45 Tvorba moče Tubulární procesy výrazná sekrece v porovnání s H 2 O výrazná resorpce v porovnání s H 2 O Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

46 Clearance = objem plazmy, která je ledvinami od dané látky očištěna za čas Pomocí clearance lze kvantifikovat exkreční schopnost ledvin, rychlost průtoku ledvinami i základní funkce ledvin (GFR, tubulární resorpce a sekrece). C S P S = V U S C S = [ml/min] V U S P S

47 Stanovení rychlosti průtoku plazmy ledvinami (RPF) Clearance látky, která je v glomerulotubulárním aparátu nefronu plně očištěna z plazmy. Clearance PAH (paraaminohippurová kyselina) očištěna z 90% RPF = 5,85 x 1 mg/min 0,01 mg/ml = 585 ml/min Korekce na extrakční poměr PAH (E PAH ): E PAH = P PAH - V PAH P PAH = 0,9 RPF = Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology 585 ml/min 0,9 = 650 ml/min

48 Stanovení rychlosti glomerulární filtrace (GFR) Clearance látky, která je v glomerulu plně filtrována a není v tubulech resorbována ani secernována. Inulin Kreatinin Clearance Guyton Hall. Textbook of Medical Physiology

49 Clearance Stanovení filtrační frakce (FF) FF je frakce plazmy, která se profiltruje glomerulární membránou. FF = GFR RPF 125 ml/min = ~20% plazmy je v = 0, ml/min glomerulu profiltrováno. Výpočet tubulární resorpce/sekrece A. GFR P S > V U S látka je resorbována. B. GFR P S < V U S látka je secernována.