Transcript Vere ja kudede vaheline ainevahetus neeru näitel

Vere ja kudede vaheline
ainevahetus neeru näitel
Kertu Rünkorg
Füsioloogia osakond
Vee sisaldus organismis :
0,46 – 0,75 l/kg kehakaalust
0,2 l/kg
l/kg
rasvkoes
teistes
kudedes
Organismi vee fraktsioon
kogu keha massist
1,0
Mees
Laps
Naine
Noor
Mees
Naine
Vana
Despopoulos, Color Atlas of Physiology,2003
Loovutamine
Vereplasma
3l
Veresoone sein
Rakuväline vedelik
11 l
Rakumembraan
Keskmise, 70 kg kaaluva,
täiskasvanud inimese keha
vedelikuruumide jaotus.
Rakusisene vedelik
28 l
Lümfiringe
Rakuväline vedelik
Saamine
Endoteelirakud
Koerakud
Vererakud
Vereplasma
Endoteel
Rakkudevaheline vedelik
RVR
Rakusisene
vedelik
RSR
Rakumembraan
Peamiste organismi katioonide ja anioonide jaotumine rakusiseses ja -välises ruumis:
Verekapillaari sein
Rakumembraan
H2O
H2O
Ektrolüüdid
Elektrolüüdid
Valgud
Valgud
Na+/K+ATPaas
mmol/l
Mitteelektrolüüdid
Mitteelektrolüüdid
Valgud
Valgud
Vereplasma
Rakkudevaheline
vedelik
Rakusisene
vedelik
DIFUSIOON…?
OSMOOS…?
OSMOOTNE RÕHK…?
Vereplasma osmootse rõhu väärtus on: 5600 mmHg, ehk 7,3 atm, ehk
545 kPa
96 % sellest on tingitud anorgaaniliste elektrolüütide, peamiselt NaCl
sisaldusest.
ONKOOTNE RÕHK…?
Vereplasma valgud oma madala molaarse kontsentratsiooni tõttu
plasma osmootset rõhku oluliselt ei mõjuta.
Vereplasma onkootse rõhu väärtus ~ 25mmHg, ehk 3,3kPa
Rakuvälise vedeliku onkootne rõhk ~ 5mmHg, ehk 0,7 kPa
Osmolaarsus…?
Osmolaalsus…?
1mmol NaCl/kgH2O = 2mOsmol/kg H2O
Vereeplasma osmolaarsus ~ 290 mosmol/l
Elastsed arterid
Aort
Aordiklapp
Südame
vasak
pool
Muutuva läbimõõduga
arterioolid
Vasak vatsake
Mitraalklapp
Vasak koda
Kopsuveenid
Kopsud
Ainete
vahetamine
rakkudega
Kapillaarid
Kopsuarterid
Kopsuarteri klapp
Südame
parem
pool
Parem vatsake
Veenulid
Kolmhõlmklapp
Parem koda
Õõnesveen
Veenid
Arterid
Arterioolid
Kapillaarid
Veenulid
Veenid
Sidekude
Silelihaskiud
Elastsed kiud
Endoteel
Seina läbimõõt
diameeter
Arterid
Veen
Veenul
Sfinkterid
Arterioolid
Metarterioolid
Kapillaarid
Väikesed veenulid
Arteriovenoosne
anastomoos
Perikapillaarsed
sfinkterid
Arteriool
Lõõgastunud
perikapillaarsed
sfinkterid
Veenul
Kapillaarid
Kokkutõmbunud perikapillaarsed sfinkterid
Trantsütoosi põiekesed
Fenestratsioonid
ehk poorid
Endoteelirakkude
vaheline
Basaalmembraan
ühendus
Fenestreeritud poorid
Basaalmembraan
Erütrotsüüt
Rakkudevaheline
pilu
Basaalmembraan
32 mmHg
25 mmHg
15 mmHg
25 mmHg
7200 l/päevas
Koguabsorptsioon
Kogufiltratsioon
, p = kolloidosmootne rõhk
, Pcap = Kapillaaride hüdrostaatiline rõhk
Oksendamine, kõhulahtisus,
higistamine, aldosterooni
vaegus
Isoosmootne
mahu
vaegus
Vee
vaegus
Soola
vaegus
Liigsoolase vee, steroidiode
tarbimine, aldosterooni liig,
hüpertoonilise soolalahus
infusioon
Isoosmootne
mahu
liig
Massiivne vee tarbimine või
ADH nõristamine, maoloputus,
glükoosilahuse veenisisene
manustamine
Südamepuudulikus,
neeruhaigused
Higistamine, hingeldamine,
osmootne diurees, ADH
vaegus (diabetes isipidus)
NORM
Oksendamine, kõhulahtisus,
diureetikumid, verekaotus,
põletushaavad
Kõrvalekalded soola ja vee normaalses tasakaalus:
RVR- rakuväline ruum
RSR-rakusisene ruum
Vee liig
Soola liig
RVR
RSR
SOOL
Despopoulos, Color Atlas of Physiology,2003
Veediurees peale 1 liitri vee manustamist:
Joodud 1,0 l
vett
Uriini
osmolaasus
Osmolaarsus,
mOsm/l
Vereplasma
osmolaasus
Uriini eritumine,
ml/min
Uriinis lahustunud
ainete eritumine,
mOsm/min
Ae, min
Guyton, A.C. and Hall J.E. “ Textbook of medical physiology” – 10th ed.
Neeru verevarustus:
Neerupäsmake, e.
glomerulus
Toov, e.
aferentne
arteriool
Frontaaltasapind
Viiv, e.
eferentne
arteriool
Peritubulaarne
kapillaarl
Neeruarter
Sagarike
vaheline
veen
Segmendiarter
Sirged
sooned
(vasa recta)
Sagaratevaheline arter
Kaararter
Nefroni verevarustus
Sagarikevaheline arter
Neerukihn
Aferentne arteriool
Sagarikuarter
Kaararter
Neerukoor
Neerupüramiid
Sagara-arter
Segmendiarter
Päsmakese kapillaarid
Eferentne arteriool
Peritubulaarsed kapillaarid
ja/või sirged sooned
Neeruarter
Sagarikevaheline veen
Neeruveen
Neeru-urge
Segmendiveen
Kaarveen
Sagartevaheline veen
Sagaraveen
Kaarveen
Sagarikuveen
Segmendiveen
Neeruveenr
Neeru verevoolu tee
Tortora G.J. “Principles of Human Anatomy”
Neerukoore ehk kortikaalse nefroni struktuur.
Joonisel on kujutatud nefronit kollasena ning seda ümbritsevaid veresooni arteriaalse ja venoosse verega vastavalt punase ja
sinisena.
Neerukihn
Neerukehake:
1. Päsmakese kihn, e.
Bowman’i kapsel
Proksimaalne, e. päsmakesele
lähemal asuv vääntoruke
2. Päsmake
Peritubulaarne, e.
neerutorukesi ümbritsev kapillaar
Eferentne arteriool
Distaalne, ehk päsmakesest
eemal asuv vääntoruke
Aferentne arteriool
Sagarikevaheline arter
Sagarikevaheline veen
Neer
Neerukoor
Kaarveen
Kaararter
Koore-säsi ühendus
Neerukoor
Neerusäsi
Neerupapill
Neerusäsi
Väike neerukarikas
Henle ling:
1. Henle lingu alanev säär
2. Henle lingu ülenev säär
Kogumistoruke
VEDELIKU VOOL KORTIKAALSES
NEFRONIS

Päsmakese kapsel

Proksimaalne vääntoruke
Papillaarjuha

Henle lingu alanev säär

Neerupapill
Henle lingu ülenev säär

Distaalne vääntoruke
(suubub kogumistorukesse)
Väike neerukarikas
Uriin
Tortora G.J. “Principles of Human Anatomy”
Henle ling
Distaalne
vääntoruke
ADH toime
Säsi
Koor
Distaalne segment
Lahjendamise segment
Osmolaarsus, mOsm/l
Proksimaalne
vääntoruke
Kogumistoruke
Uriin
Guyton, A.C. and Hall J.E. “ Textbook of medical physiology” – 10th ed.
A. Neerukehakese histoloogiline ehitus
Bowmani kapsli parietaal-,
ehk seinmine leste
Aferentne
arteriool
Mesangiaalrakk
Neerukehakese Jukstaglomerulaar
-rakud
välisvaade
Bowmani kapsli õõn
Macula densa rakud
Henle lingu ülenev säär
Proksimaalne vääntoruke
Eferenttne arteriool
Bowmani kapsli seesmise,
ehk vistseraalse lestme
podotsüüt
Päsmakese endoteel
Podotsüüdi jätke
Neerukehakese sisevaade
B. Filtratsioonimembraani ehitus
Filtratsioonipilu
Podotsüüdi jätke
Päsmakese endoteeli fenestratsioonid, ehk poorid - vereplasmat läbilaskev, vere vormelementidele aga läbimatu
Päsmakese basaal kiht,
takistab suurte valgumolekulide filtreerumist
Filtratsioonipilu membraan
podotsüüdi jätkete vahel, takistab
keskmise suurusega valgumolekulide filtreerumist
Tortora G.J. “Principles of Human Anatomy”
A. Skeemil on kujutatud nefroni struktuuri ja ära on märgitud ka see millise nefroni osaga on seotud vastav
eritumise põhiprotsess – ultrafiltratsioon, reabsoptsioon või sekretsioon
Neerukehake
Aferentne, ehk juurdetoov
arterioo l(veri pärineb
neeruarteritest)
Päsmakese
kapsel
Neerutoruke ja kogumistoruke
Päsmake
Neerutorukese sisene vedelik
(tubulaarvedelik)
Ultrafiltratsioon verest nefronisse
Uriin, mis sisaldab
kõiki erituvaid aineid (ekskretsioon)
Tubulaarne reabsorptsioon,
ehk tagasiimendumine
tubulaarvedelikust verre
Eferentne, ehk eemale
viiv arteriool
Tubulaarne sekretsioon,
ehk nõristumine verest
tubulaarvedelikku
Veri
Peritubulaarne kapillar
B. Ultrafiltratsioon neerupäsmakesest. Ultrafiltratsiooni käivitab vere hüdrostaatiline rõhk. Sellele toimet
vähendab vereplasma kolloidosmootne rõhk ja päsmakese kapsli sisene hüdrostaatiline rõhk.
Glomerulaarvere
hüdrostaatiline
rõhk (Pkap) = 55 mmHg
Aferentne arteriool
Bowmani kapsli sisene
hüdrostaatiline rõhk
(PBow) = 15 mmHg
Vere kolloidosmootne
rõhk (πkap) = 30 mmHg
Proksimaalne vääntoruke
Efektiivne filtratsioonirõhk
(EFR) = 30 mmHg
EFR = Pkap – PBow – πkap=
=55 mmHg – 15 mmHg – 30 mmHg =
= 10 mmHg
Eferentne arteru´iool
Glomerulaar, ehk
Bowmani kapsel
Bowmani kapsli
sisemus
Tortora G.J. “Principles of Human Anatomy”
Vee reabsorptsioon
ja ekskretsioon:
GF
~180 l/d
100%
Vereplasma
vesi
H2O järgneb Na+
ADH kontrollile
allutatud vee reabsorptsioon
H2O järgneb Na+
Jääk:
~45 l/d
Jääk:
~63 l/d
35%
Interstitsiaalruumi
suurest osmolaarsusest
tingitud vee reabsorptsioon
Veele läbimatu piirkond
Sisemine säsi
1200 mosm/kgH2O
Välimine säsi
600 mosm/kgH2O
Neeru koor
290 mosm/kgH2O
~117 l/d
65%
Suur vee
reabsorptsioon
antdiureesi korral
Maksimaalse
antidiureesi korral
~0.9 l/d
~18 l/d
~9 l/d
Maksimaalse
vee diureesi korral
Despopoulos, Color Atlas of Physiology,2003
Erinevate neerupäsmakeses filtreerunud ainete kontsentratsioonid
tubulaarvedelikus nefroni erinevates segmentides:
kuni
140%
Kontsentratsioon
(erinevus kordades võrreldes sellega, mis oli filtreerumisel)
kuni
585 %
kuni
125%
PAH
ClK+
Na+
K+
ClNa+
Kontsentratsiooni väärtus
üks
näitab,
et
aine
resorbeerub ühes tempos
veega. Selle väärtus <1
näitab, et aine resorbeerub
veest kiiremini ja väärtus >1
näitab, et aine resorbeerub
veest aeglasemalt.
HCO3-
Proksimaalne
vääntoruke
Henle
ling
Distaalne
vääntoruke
Kogumistorukesed
Guyton, A.C. and Hall J.E. “ Textbook of medical physiology” – 10th ed.
Ülevaade nefronis toimuvatest olulistest transpordi protsessidest
Primaarselt aktiivne
ja passivne
Na+: primaarselt aktiivne
Cl-: sekundaarselt aktiivne
Sekundaarselt
aktiivne
Glükoos,
aminohapped,
fosfaadid,
laktaat,
sulfaadid
Sekundaarselt
aktiivne
Na+: primaarselt aktiivne
Cl-: sekundaarselt aktiivne
Uurea
Despopoulos, Color Atlas of Physiology,2003
Ainete reabsorptsiooni peritubulaarsesse kapillaari määravab hüdrostaatilise ja kolloidosmootse rõhu summade
erinevus vereplasma ja interstitsiaal vedeliku vahel.
Peritubulaarne
kapillaar
Pk
Interstitsiaalvedelik
Tubulaarvalendik
Pi
6 mmhg
13 mmHg
πk
Tubulaarepiteeli
rakk
πi
15 mmHg
32 mmHg
Neto
vool
H2O
Na+
Reabsorptsiooni rõhk
10 mmHg
Pk – hüdrostaatiline rõhk peritubulaarses kapillaaris
Pi – hüdrostaatiline rõhk interstitsiaal ruumis
π k – kolloidosmootne rõhk peritubulaarses kapillaaris
π i – kolloidosmootne rõhk interstitsiaal ruumis
Guyton, A.C. and Hall J.E. “ Textbook of medical physiology” – 10th ed.
Vähenenud reabsorptsioon proksimaalses vääntorukesest peritubulaarsesse
kapillaari suurenenud kapillaari sisese hüdrostaatilise rõhu ja vähenenud
kolloidosmootse rõhu tõttu:
Peritubulaarne
kapillaar
Interstitsiaalvedelik
Tubulaarepiteeli
rakk
Tubulaarvalendik
Pk
πk
Na+
Neto
reabsorptsioon
H2O
Na+
H2O
Guyton, A.C. and Hall J.E. “ Textbook of medical physiology” – 10th ed.
Normaalnsetes oludes toimuv proksimaalsest vääntorukesest peritubulaarsesse
kapillaari toimuv reabsorptsioon:
Peritubulaarne
kapillaar
Interstitsiaalvedelik
Tubulaarepiteeli
rakk
Tubulaarvalendik
Pk
πk
Na+
Neto
reabsorptsioon
H2O
Na+
H2O
Guyton, A.C. and Hall J.E. “ Textbook of medical physiology” – 10th ed.
Rreabsorptsiooni mõjutavad faktorid peritubulaarses kapillaaris
↑P →↓Reabsorptsioon:
–↓Resistentsus aferentses arterioolis → ↑P
–↓Resistentsus eferentses arterioolis → ↑P
–↑Arteriaalne rõhk → ↑P
↑π → ↑ Reabsorptsioon
–↑Aferentse arteriooli kolloidosmootne rõhk → ↑ π
–↑Filtratsiooni fraktsioon → ↑ π
↑K → ↑ Reabsorptsioon
k
k
k
k
k
k
k
f
*
*
Kf - filtratsiooni koefitsient, iseloomustab kapillaari seina läbilaskvust ja pindala. Püsib suhteliselt
konstantsena normaalsetes füsioloogilistes oludes.
Soola- ja veetasakaalu regulatsioon
Vee liig
Vee vaegus
Rõhk
kodades
osmolaalsus
osmolaalsus
Janu
H2O reabsorptsioon
H2O reabsorptsioon
Hüpoüüsi tagasagar
Väheneb
Vee eritumine:
Soola vaegus
Suureneb
Soola liig
osmolaalsus
osmolaalsus
Veediurees
Janu
Plasma maht,
vererõhk
Angiotensiin II
Janu
Vee peetumine
Plasma maht,
vererõhk
Kodade rõhk
Aldosteroon
Reniin
Reniin
Na+ reabsorptsioon
Neerupealise koor
Na+ reabsorptsioon
Soola ja vee eritumine:
Väheneb
Suureneb
Despopoulos, Color Atlas of Physiology,2003
Jukstaglomerulaaraparaat
Afferentne arteriool
Macula densa
Mesangiaalsed rakud
Efferentne arteriool
Päsmake
Proksimaalne
vääntoruke
Distaalne
vääntoruke
Reniin-angiodensiin süsteem
Vererõhu ja/või
mahu jõrsk
langus
Reniini sekretsioon
Vererõhu ja/või
mahu
normaliseerumine
Reniin
Angiodensinogeen
Angiodensiin I
Konverteeriv
ensüüm
Angiodensiin II
Soolaisu
Neerupealise koor
Janu
Neeru vervool
glomerulaarfiltratsioon
Üldine
vasokonstriktsioon
Aldosteroon
Langenud soola ja vee eritumine
Suurenenud soola ja vee tarbimine
Despopoulos, Color Atlas of Physiology,2003
Tuubulo-glomerulaarne tagasiside.
Suurenenud vedeliku (NaCl) juurdevool neerutorukeste epiteeli macula densa rakkude piirkonda põhjustab adenosiini
produktsiooni ja vabanemise suurenemise neist rakkudes. Adenosiin põhjustab afferentse arteriooli seinas silelihaste
kontraktsiooni, Ca2+ sisalduse tõusu granulaarrakkudesning reniini vabanemise vähenemise.
Tubulaarvalendik
Macula densa
Granulaar ja
Ekstraglomerulaarsed silelihas rakud
mesasngiaalrakud
Afferentne arteriool
Reniini vabanemine ↓
Adenosiin
Vasokonstriktsioon
Acta Physiol. Scand., 2004, 181, 471-474
Acta Physiol. Scand., 2004, 181, 471-474