u. moczowy
FIZJOLOGIA CA 7 (U. moczowy)
Wytwarzanie moczu
Filtracja kłębuszkowa:
Jest to pierwszy etap tworzenia się moczu. Zachodzi w kłębuszkach nerkowych.
Na zasadzie filtra fizycznego (tj. filtra kłębuszkowego) powstaje mocz pierwotny (ultrafiltrat) – przefiltrowana krew pozbawiona białek.
W ciągu doby nerki wytwarzają 110-220 litrów moczu pierwotnego, natomiast mocz ostateczny to jedynie 1-1,5 litrów (mniej niż 1% moczu pierwotnego).
GFR (Glomerular Filtration Rate):
Wskaźnik filtracji kłębuszkowej - objętość przefiltrowanej cieczy wytwarzanej przez obie nerki w ciągu minuty.
GFR minutowy = 125 ml/min.
GFR dobowy = 180 l/24h.
Zależy od:
Współczynnika ultrafiltracji (K1).
Przepuszczalności ściany naczyń włosowatych i efektywnej bariery filtracyjnej.
Ciśnienia filtracyjnego (FP) oraz gradientu ciśnienia hydrostatycznego i osmotycznego w obrębie torebki Bowmana.
Klirens nerkowy
Współczynnik oczyszczania:
Taką objętość osocza, która jest całkowicie oczyszczona przez nerki z danej substancji w danej jednostce czasu.
Filtracja kłębuszkowa:
Autoregulacja:
Zapewnia utrzymanie nerkowego przepływu krwi pod stałym ciśnieniem w szerokim zakresie ciśnienia skurczowego (ok. 80-200 mm Hg).
Działa niezależnie od kontroli nerwowej.
Przy ciśnieniu skurczowym poniżej 80 mm Hg autoregulacja zawodzi, co prowadzi do spadku przepływu krwi przez nerki oraz spadku ciśnienia hydrostatycznego, co upośledza proces filtracji w nefronach.
Resorpcja kanalikowa
Drugi etap tworzenia moczu:
Z moczu pierwotnego do krwi powracają wiele ważnych i cennych substancji.
Wyróżniamy dwa rodzaje resorpcji:
Obligatoryjna:
Zachodzi w cewkach krętych proksymalnych.
Woda wchłaniana przez dyfuzję.
Transport aktywny glukozy, aminokwasów, soli mineralnych.
Fakultatywna:
Wchłanianie wody i soli mineralnych zależne od bieżących potrzeb organizmu.
Proces resorpcji
Resorpcja kanalikowa:
Większość substancji w ultrafiltracie ulega resorpcji.
Proces selektywny – ok. 99% wody z moczu pierwotnego ulega resorpcji.
Rodzaje resorpcji:
Resorpcja bierna:
Zgodna z gradientem stężenia i potencjału elektrycznego.
Dotyczy:
Wody (85%), Jonathan sodu, chlorkowe (Na, Cl), mocznik.
Resorpcja czynna:
Zachodzi wbrew gradientom stężenia i potencjału elektrycznego.
Dotyczy:
Glukozy (99%), jonów potasu, wapnia, sodu (K, Ca, Na) (80%), fosforany, siarczany, chlorki, aminokwasy, kreatynina, kwas moczowy, kwas askorbinowy, kwas acetylooctowy, ciała ketonowe.
Transport aktywny wtórny (transport glukozy):
Powstający rozkład jonów podczas transportu pierwotnego wykorzystywany jest do transportu innych związków (np. sód + glukoza).
Około 70% ultrafiltratu ulega resorpcji kanalikowej w kanaliku proksymalnym.
Sekrecja kanalikowa
Trzeci etap tworzenia moczu:
Transfer substancji z krwi do światła kanalików nerkowych.
W kanaliku proksymalnym:
Kwas moczowy, niektóre leki, PAH, kreatynina.
W kanaliku dystalnym:
Jony wodoru H+, jony potasu K+.
Glukoza, aminokwasy i węglowodany ulegają resorpcji wraz z jonami sodu w początkowej części kanalika proksymalnego.
Kontrola hormonalna resorpcji i sekrecji
Sekrecja kanalikowa:
O bezwzględnie ograniczonej najwyższej pojemności wydzielniczej.
Związki egzogenne:
Kwas para-aminohipiurowy, penicylina, sulfonamidy.
Związki endogenne:
Kreatynina, hormony steroidowe (glukuraniany, siarczany).
Wydzielanie bierne:
Dyfuzja zgodna z gradientem stężeń (słabe zasady, np. sole amonowe, słabe kwasy, np. kwas salicylowy).
Wydzielanie aktywne:
O pojemności wydzielniczej zależnej od gradientu stężenia i czasu (jony potasu K+, jony wodoru H+).
Rola w kontrolowaniu pH krwi oraz eliminacji niektórych substancji.
Wchłanianie zwrotne wody
W kłębuszkach nerkowych powstaje ok. 120 ml pramoczu/min (180 l/dobę), z czego powstaje ok. 1,04 ml/min (1,5 l/dobę) moczu ostatecznego.
99% przefiltrowanej wody ulega resorpcji w kanalikach.
Wazopresyna:
Zwiększa przepuszczalność dla wody nabłonka kanalików dalszych i cewek zbiorczych -> mniejsza ilość wydalanego moczu (zagęszczenie).
ADH (hormon antydiuretyczny/wazopresyna) wiąże się z receptorem w błonie podstawno-bocznej komórek.
Mocz zagęszczony (obecność ADH): hipertoniczny, hiper osmotyczny w stosunku do osocza;
Mocz rozcieńczony (brak ADH): hipotoniczny, hypo osmotyczny w stosunku do osocza.
Procesy degeneracyjne
Nerki wydalają mocz zagęszczony również dzięki:
Działaniu wzmacniaczy przeciwprądowych (pętla Henlego i kanalik zbiorczy).
Działaniu wymienników przeciwprądowych (naczynia proste).
Działanie przeciwprądowe
Układ wzmacniaczy przeciwprądowych opiera się na trzyramiennym modelu budowy nefronu.
Ramię zstępujące pętli Henlego (DLH):
Część zagęszczająca nefronu.
Wysoce przepuszczalne dla wody, przepuszczalne dla NaCl i mocznika.
Osmolalność równa ciśnieniu osmotycznemu przylegającego śródmiąższa rdzenia.
Ramię wstępujące (ALH):
Część rozcieńczająca nefronu.
Nieprzepuszczalne dla wody, bardzo słabo rozpuszczalne dla NaCl.
Gradient poziomy rzędu 200 mOsm/kg pomiędzy ALH a płynem śródmiąższowym i DLH.
Kanalik zbiorczy:
Względnie nieprzepuszczalny dla wody, mocznika i NaCl.
Przepuszczalny dla wody tylko w obecności ADH.
Osmolalność moczu wyrównuje się z hiper osmotycznym śródmiąższem rdzenia.
Wydalanie moczu, mikcja
Proces: kanaliki nerkowe zbiorcze -> miedniczka nerkowa -> ruchy perystaltyczne moczowodu (1-5x/min) -> pęcherz moczowy.
Wypełnianie się pęcherza powoduje rozciąganie ścian i podrażnianie mechanoreceptorów (bodziec progowy: wzrost ciśnienia śródpęcherzowego do 15-20 cm H2O), co prowadzi do:
Skurczu mięśnia wypieracza (m. gładki) w ścianie pęcherza moczowego -> szybko narastające ciśnienie śródpęcherzowe.
Rozkurczu zwieracza wewnętrznego (m. gładki) cewki moczowej.
Rozkurczu zwieracza zewnętrznego cewki (m. poprzecznie prążkowany).
Wyrzut moczu ze średnią prędkością 20-25 ml/s u mężczyzn i 25-30 ml/s u kobiet.
Procesy odruchowe
Odruchowe oddawanie moczu:
U niemowląt do ok. 3 rż.
U dorosłych, gdy świadomy wysiłek nie może powstrzymać działania odruchowego.
Rozciąganie ścian pęcherza -> impulsacja pobudzająca biegnie do segmentu krzyżowego rdzenia kręgowego.
Aktywacja neuronów przywspółczulnych w tym segmencie -> stymulacja mięśnia wypieracza.
Rozciąganie pęcherza -> przekazywanie impulsów czuciowych z pęcherza do wyższych ośrodków OUN -> możliwość zahamowania mikcji w odpowiednim momencie.
Czynność wewnątrzwydzielnicza nerek
Wytwarzanie reniny:
Angiotensyna II.
Wytwarzanie erytropoetyny (EPO):
Kontrolowanie produkcji czerwonych krwinek.
Hydroksylacja 25(OH)D3 do 1,25(OH)2D3:
Metabolizowanie witaminy D.
Wytwarzanie prostaglandyn, kinin:
Regulacja przepływu krwi i filtracji kłębuszkowej.
Hormony i ich wpływ na funkcje nerek
Aldosteron:
Stymuluje resorpcję jonów Na+ i wody do łożyska naczyniowymi z przesączu kłębkowego w kanaliku dystalnym.
Angiotensyna II:
Hormonu wazokonstrukcyjny, który zwiększa ciśnienie tętnicze krwi.
Erytropoetyna:
Pobudza erytropoezę w szpiku kostnym.
Działanie prostaglandyn:
Pośredniczą w uwalnianiu reniny i aktywacji szlaku RAA.
Chemiczne składniki moczu
Mocz:
Barwa bursztynowa.
Gęstość względna 1020-1030 g/ml.
pH 4,5-8.
Zawartość:
Woda (96%), mocznik (2%), pozostałe (2%): kwas moczowy, kreatynina, amoniak, sód, potas, chlorki, fosforany, siarczany, szczawiany.
Zadanie kanalików nerkowych:
Resorpcja wody, jonów i innych składników organicznych (kanalik proksymalny).
Sekrecja jonów, kwasów, leków i toksyn (kanalik dystalny).
Resorpcja fakultatywna wody i jonów sodu oraz wapnia (kontrola hormonalna).
Budowa nefronu
Ciałko nerkowe:
Filtracja, czyli wytwarzanie moczu pierwotnego.
Ramię zstępujące:
Substancje rozpuszczone.
Ramię wstępujące:
Zagęszczanie moczu, resorpcja fakultatywna pod kontrolą hormonu antydiuretycznego ADH.
Cewka zbiorcza:
Resorpcja fakultatywna wody, resorpcja i sekrecja jonów sodu i potasu, wodoru oraz jonów dwuwęglanowych.
Transport moczu do kielicha mniejszego:
Gromadzenie moczu wyprodukowanego przez nerki.