Egészségügy | Nephrológia » Veseműködés, homeosztázis előadások

Vesemûködés - homeosztázis elôadások tematikája 1. Homeosztázis, a vesemûködés morfológiai és funkcionális alapjai 2. Vesemûködés kvantitatív jellemzése 3. Glomerularis filtráció mechanizmusa 4. Glomerularis filtráció szabályozása 5. Tubuláris transzport: proximalis tubulus 6. Tubuláris transzport: Henle-kacs és distalis nephron 7. A vese hígító és koncentráló mûködése, kóros vesemûködés 8. Ozmoreguláció, vízháztartás 9. Volumenreguláció, nátriumháztartás 10. A szervezet pufferrendszerei, sav-bázis egyensúly 11. Sav-bázis egyensúly zavarai, kalciumháztartás 12. Kalciumháztartás, a csont élettana 13. Káliumháztartás, vizeletürítés V-1. Homeosztázis, a vesemûködés morfológiai és funkcionális alapjai 1.1 A túlélés szabályozáselméleti biztosítékai 1. Homeosztázis A belsô környezet kémiai stabilitásának megôrzése az egyes komponensek koncentrációjának szabályozása által. Jellegzetesen

negatív feedback Pl. vér Ca2+ koncentrációja 2. Adaptáció A szervezet optimális mûködését nem mindig a normálértékekhez történô feltétlen ragaszkodás szolgálja. Pl. vérnyomásszabályozás, hôszabályozás 3. Többcsatornás szabályozás Egy-egy paraméter vagy komponens védelmét általában több, részben független, szabályozó rendszer biztosítja. Pl. volumenreguláció 1.2 A vese homeosztatikus mûködése Miért van feltétlenül szükség a renális szabályozásra ? Kihívások és megoldások Hôszabályozás verejtékezés Víz NaCl K+, H+ Táplálkozás akcidentális bevitel hasmenés Víz, ionok Légzés sav-bázis háztartás CO2 Belsô környezet Extracelluláris tér Nincs tartalék: Na+, Cl-, víz Ca2+ Intracelluláris Pufferek tér Csont Vese Kiválasztás 1.3 A vese homeosztatikus mûködése A belsô környezet stabilitásának megôrzése A vérplazma legfontosabb paraméterei Na+ = 142 mM K+ = 4.2 mM Cl- = 101 mM

HCO3- = 26 mM pH = 7.4 Glukóz = 5 mM Fehérje = 70 g/l Urea = 5.5 mM Foszfát = 1 mM Ca / Ca2+ = 2.5 / 12 mM Renális szabályozás Isovolaemia (NaCl) Isotonia (H2O) Isohydria (H+, HCO3-) Isoionia (K+, Ca2+, foszfát) Sokféle funkció -> részben átfedô szabályozórendszerek -> kapcsolt szabályozás pl.: ozmo <-> volumen Na+ -> H+, K+ H+ <-> K+ 1.4 A vese további funkciói Transzportfunkció tápanyagok reabszorpciója fehérjék, aminosavak, cukrok idegen anyagok szekréciója gyógyszerek, mérgek bomlástermékek kiválasztása urea, NH3, kreatinin, húgysav Endokrin mûködések eritropoetin kalcitriol vasoactiv anyagok termelése lokális és szisztémás hatások prosztaglandinok, kininek, renin -> angiotenzin II 1.5 A vesemûködés fô elvi lépései Filtrációs - reabszorpciós mechanizmus 1. Primer szûrlet készítése a plazmából = glomerularis filtráció (a veséken átáramló plazma 20%-a: napi 180 l) 2. A szûrlet

összetételének változtatása a tubulusokban a szervezet igényei szerint a szabályozó rendszerek kontrollja alatt (napi 179 l folyadék reabszorpciója) 3. A végleges vizelet (napi 1 l) tárolása és kiürítése (myctio) 1.6 A vese makroszkópos szerkezete Vesetok Kéreg Kéreg-velô határ Vesemedence { Vena renalis Ureter Velô Arteria renalis Vesepapilla Vesepiramis 1.7 A vese érrendszere Arteria interlobaris 1 3 2 4 Arteria renalis 5 1 Arteria arcuata Arteria interlobularis Peritubuláris kapilláris 5 Arteriola efferens 3 Arteriola afferens 2 Arteria interlobularis 4 Glomeruláris kapilláris Véna Vasa recta 1.8 A vese morfológiai és funkcionális egysége a nephron nephron = glomerulus + hozzátartozó tubulusrendszer Belsô velô Külsô velô Kéreg Összekötô szegmentum Juxtaglomerularis apparátus Distalis kanyarulatos csatorna Veseglomerulus Proximalis tubulus: - pars convoluta Corticalis gyûjtôcsatorna Medullaris gyûjtôcsatorna

Papillaris gyûjtôcsatorna - pars recta Henle-kacs: - vékony leszálló szár - vastag felszálló szár - hajtûkanyar 1.9 Corticalis és juxtamedullaris nephronok Külsô velô Kéreg Corticalis nephron (85%) -glomerulus a kéreg felszínén -rövid Henle-kacs -hajtû a külsô/belsô velô határán -nincs vékony felszálló szár -peritubuláris kapilláris rendszer kéreg - velô határ Belsô velô Juxtamedullaris nephron (15%) -glomerulus a kéreg-velô határon -hosszú Henle-kacs -hajtû a vesepapilla magasságában -van vékony felszálló szár -vasa recta rendszer Belsô velô Külsô velô Kéreg 1.10 Mi van a vese egyes rétegeiben ? Összes glomerulus (cort + JM) Összes kanyarulatos csatorna (prox + dist) Peritubularis kapillárisok Corticalis gyûjtôcsatorna Corticalis nephron: Henle-kacs Corticalis nephron: Henle-kacs JM nephron: Henle-kacs Medullaris gyûjtôcsatorna Vasa recta JM nephron Henle-kacs: csak vékony szegmentumok Papillaris

gyûjtôcsatorna Vasa recta 1.11 A tubulusrendszer és az érrendszer viszonya Anyagkicserélôdés vér - tubulus tubulus - tubulus 1.12 Transzepitheliális transzport mechanizmusa Transzcellularis útvonal Paracellularis útvonal Na+/ K+ Na+/ K+ Tight junction Luminalis membrán Na+/ K+ Lateralis intercelluláris tér Basolateralis membrán 1.13 A tubulusfal szerkezete Eltérô szerkezet, ioncsatornák, carrierek, receptorok és permeabilitási viszonyok az egyes tubulusszakaszokon ! Kefeszegély Proximalis kanyarulatos csatorna magas hám, kefeszegély, mitokondriumok, gyengén záró tight junction: leaky tubule -> nagy anyagmennyiségek transzportja alacsony grádienssel szemben Distalis kanyarulatos csatorna Henle kacs - vékony szegmentum lapos hám, kevés mitokondrium -> dominánsan passzív transzport Gyûjtôcsatorna fejlett tight junction -> hatékony szigetelés -> kis anyagmennyiségek transzportja jelentôs grádienssel szemben

Mitokondrium 1.14 Tubuláris transzport jellemzôi 1. Iránya: reabszorpció, szekréció, kétirányú transzport 2. Jellege: transzcelluláris (uniport, szimport, antiport), paracelluláris 3. Mechanizmus: diffúzió, ioncsatorna, mobil carrier 4. Energetika: passzív, aktív (elsôdleges, másodlagos) 5. Hajtóerô: koncentráció- , elektromos-, ozmotikus grádiens 6. Rate-limiting paraméter: diffúzió, áramlási sebesség 7. Kölcsönhatások: tubulusok és az érrendszer között különbözô tubulusszakaszok között egyes transzportálandó anyagok között: - direkt kompetíció (pl. monoszacharidok között) - ozmotikus kölcsönhatás (víz és oldott anyagok között) - elektrosztatikus kölcsönhatás (kationok és anionok között) - kapcsoltan transzportálódó anyagok között (szimport, antiport) - gyenge savak és bázisok pH-függô transzportja V-2. A vesemûködés kvantitatív jellemzése 2.1 Extrakció fogalma és értelmezése black box E = ( Pa -

Pv ) / Pa 0<E<1 Pv meghatározása nehézkes ! Pa Pv 2.2 Clearance fogalma és értelmezése U*V=PC -> C = U * V / P (ml / min) C: az a virtuális plazmamennyiség, amely az adott anyagtól 1 perc alatt megtisztul. U = vizeletkoncentráció V = percdiurézis (ml / min) P = plazmakoncentráció Pa Pv C = clearance (ml / min) Pv-t nem kell mérni ! U*V 2.3 Alapfogalmak RBF (renal blood flow) = 1200 ml / min (a Ptf 20%-a) RPF (renal plasma flow) = 670 ml / min RPF = RBF * (1 - Htc) ERPF (effective RPF) = 600 ml / min ERPF = RPF * 0.9 GFR (glomerular filtration rate) = 125 ml / min FF (filtration fraction) = 0.2 FF = GFR / RPF 2.4 A clearance és az extrakciós koefficiens viszonya A vesébe percenként belépô és azt elhagyó anyagmennyiségek (mg/ml) Pa * ERPF Pv * ERPF Pa*ERPF = PvERPF + U V -> Pa * ERPF - Pv ERPF = U V -> (Pa - Pv) * ERPF = U V -> ERPF = (U * V) / (Pa - Pv) / Pa ERPF = (U * V) / Pa U*V = C / E -> C = ERPF * E (Pa

- Pv) / Pa 0 < C < 600 (ml / min) 2.5 A tubularis transzport szerepe ürített mennyiség (E) = filtrált (F) - reabszorbeált (R) + szekretált (S) U*V Pa * GFR 1. ha U * V = Pa GFR -> tubularis transzport nincs 2. ha U * V < Pa GFR -> tubularis reabszorpció 3. ha U * V > Pa GFR -> tubularis szekréció Efferens arteriola Vena renalis Peritubuláris kapilláris R S F E Tubulus Bowman tok Afferens arteriola Glomerulus Vizelet 2.6 Anyagok csoportosítása E és C szerint E C 0 0.2 0 125 Glukóz Inulin 1 600 ml / min ERPF PAH Filtrált / kiválasztott inulin mennyisége 2.7 Inulin szabad filtráció, nincs tubuláris transzport Uin * V = GFR Pin GFR = Uin * V / Pin GFR = Cin Cin független Pin-tôl 0 0 Plazma inulin-koncentrációja 2.8 Glukóz szabad filtráció + reabszorpció Filtrált / reabszorbeált / kiválasztott glukóz mennyisége (mg / min) 1000 UG * V = GFR PG - TmG UG * V / PG = (GFR PG / PG ) - (TmG / PG) CG

= GFR - TmG / PG ha PG kicsi, akkor CG = 0 500 Lekerekedés Transzport maximum TmG = 375 mg / min 0 0 5.5 11 17 Plazma-glukóz (mM) Veseküszöb 2.9 Miért van lekerekedés ? Mert az egyes nephronok eltérô hosszúságú proximális tubulusokkal rendelkeznek. Ha PG = 14 mM: Proximális tubulus hossza: legrövidebb átlagos leghosszabb Szaturáló glukózkoncentráció: 11 veseküszöb 14 17 (mM) 2.10 PAH szabad filtráció + szekréció Filtrált / szekretált / kiválasztott PAH mennyisége UPAH * V = GFR PPAH + TmPAH UPAH * V / PPAH = (GFR PPAH / PPAH ) + (TmG / PPAH) CPAH = GFR + TmPAH / PPAH ha PPAH kicsi, akkor CPAH = ERPF Transzport maximum 0 0 Plazma PAH-koncentrációja 2.11 Clearance a koncentráció függvényében Clearance (ml / min) A CG és CPAH koncentráció-függô ! 600 600 ml / min ERPF PAH 400 200 Inulin Glukóz 0 0 Plazma-koncentráció 125 ml / min GFR V- 3. A glomerularis filtráció mechanizmusa 3.1 A glomerulus

szerkezete Bowman-tok Tubulusfolyadék Podocyta-nyúlványok Proximalis tubulus Mesangialis sejtek Basalis membrán Glomeruluskapilláris A. aff A. eff Endothelsejt d = 100 nm Szûrlet Plazma Glomerulus kapilláris Basalis membrán d = 20 - 40 Å Epithelsejt (Podocyta) d = 25 nm Plazma Szûrlet 3.2 A filtrátum összetételét meghatározó tényezôk Szûrô sajátságai: kollagén rostháló -> effektív pórusnagyság Technikai szûrô Glomerulus basalis membrán Pórusátmérô EP Relatív permeabilitás Gyakoriság Gyakoriság 1 0.5 0 Pórusátmérô Részecske sugara 3.3 A filtrátum összetételét meghatározó tényezôk Szûrô sajátságai: glycoproteidek -> fix negatív töltések Relatív permeabilitás 1.0 Kationos POLYDEXTRAN 0.75 Neutrális 0.5 Myoglobin Hemoglobin Albumin Anionos 0.25 0 18 22 26 30 34 38 42 46 Molekulasugár (Å) 7 kD 70 kD 3.4 A filtrátum összetételét meghatározó tényezôk Permeáló molekula

sajátságai: • méret • töltés • vízoldékonyság -> fehérje-kötés jelentôsége bilirubin hormonok gyógyszerek A filtrátum összetétele kis molekulák (MW < 7 kD) esetén azonos a plazmáéval, de a Donnan hatás miatt: (70 g/l versus 0.15 g/l fehérje) anionok: +5 % kationok: -5 % Ultrafiltráció - solvent drag Effektív ozmol fogalma 3.5 GFR mérésére használt anyag jellemzôi 1. szabadon filtrálódik nem akad fenn az ultrafiltrációs folyamatban nem kötôdik plazmafehérjékhez 2. Nem vesz részt aktív tubularis transzportban 3. Nem metabolizálódik és nem raktározódik a vesében 4. Nem befolyásolja a filtráció ütemét (nem vasoactiv) 5. Nem toxikus 6. Könnyen kimutatható a plazmában és a vizeletben 7. Legyen endogén anyag ! Inulin: (1-6), de stabil vérszintet kell beállítani Kreatinin: (1, 3-7), de +15 % szekréció -> túlbecsüli a GFR-t 3.6 A filtrációs folyamat hajtóereje GFR = Kf * Pnet Pnet = Peff - πeff Peff = PC

- PG , πeff = πC - πG πG = 0 -> Pnet = PC - PG - πC A. afferens PG πC PC πG A. efferens PC PC πG πG PG πC PG πC Kf : permeabilitás és felület Pnet: nettó filtrációs nyomás Peff: effektív hidrosztatikai nyomás πeff: effektív oncoticus nyomás PC: plazma hidrosztatikai nyomása PG: szûrlet hidrosztatikai nyomása πC: plazma oncoticus nyomása πG: szûrlet oncoticus nyomása Afferens 46 Hgmm 10 Hgmm 25 Hgmm 0 Hgmm PC PG πC πG Efferens 45 Hgmm 10 Hgmm 35 Hgmm 0 Hgmm 11 Hgmm Pnet 0 Hgmm 3.7 A filtrációs egyensúly Nyomás (Hgmm) 50 Peff Filtrációs egyensúly πeff 25 Filtráció Reabszorpció 0 Artériás vég Vénás vég Glomeruláris kap. Nyomás (Hgmm) Extrarenális kap. 50 Peff πeff 25 Pnet Filtrációs egyensúly 0 Afferens vég Efferens vég A különbség oka az, hogy a rövid és tág glomerularis kapillárisokban gyakorlatilag nincs nyomásesés, továbbá a glomerularis kapillárisfal nagy (100-szoros)

permeabilitása miatt jelentôs folyadékkilépés van -> fehérjekoncentráció nô. 3.8 A filtrációs egyensúly áramlásfüggô jellege Nyomás (Hgmm) 50 Filtrációs egyensúly Peff 40 1 2 3 1. Normál RPF πeff 2. Alacsony RPF 3. Magas RPF miközben Peff nem változik Pnet 30 Afferens vég Efferens vég áramlásfüggô GFR-szabályozás lehetôsége 3.9 Nyomásviszonyok a renalis érmederben Nyomás (Hgmm) 100 Peff Filtráció 50 0 Reabszorpció πeff Art. Afferens Glomerulus arteriola kapilláris Efferens arteriola Peritubuláris kapilláris Véna A vesében a filtráció és reabszorpció anatómiailag elkülönül az efferens arteriola jelenléte miatt. portalis keringés V- 4. A glomerularis filtráció szabályozása Miért kell a GFR-t szabályozni ? 4.1 A GFR-t meghatározó tényezôk (Starling erôk) GFR = Kf * (PC - PG - πC) 1. Vese véráramlása (filtrációs egyensúly) 2. Hidrosztatikai nyomás a glomeruluskapillárisban

(szisztémás vérnyomás változásai, arteriolák összehúzódása) 3. Hidrosztatikai nyomás a Bowman-tokban (ureter elzáródása, veseödéma) 4. Plazmafehérjék koncentrációja (éhezés, dehydratio) 5. Glomerularis basalmembrán permeabilitása (nephrosis) 6. Filtráló felület csökkenése (nephrosclerosis, nephrectomia) 4.2 A GFR és az RBF autoregulációja Myogen teória - Bayliss effektus (denervált vesében is) Feszülés-érzékeny csatornák -> Ca2+ influx -> A. afferens constrictio Az autoregulációs sávban RBF és PC --> GFR konstans Emberben: 60 - 130 Hgmm Artériás középnyomás (Hgmm) 150 1500 Áramlás (ml / min) Afferens arteriola RBF 1000 100 50 PC autoregulációs sáv 500 GFR 0 0 0 40 80 120 160 200 240 Artériás középnyomás (Hgmm) 4.3 A GFR-szabályozás efferens mechanizmusai Afferens és efferens arteriolák kaliberének beállítása PC 50 0 R = R1 + R2 R2 U1 = U * R1 / (R1 + R2) Ha R2 U Afferens Nyomás

(Hgmm) 100 Feszütségosztó Efferens Glomerulus kapilláris Arteriolák szûkületének hatása R1 U1 (afferens constr) -> akkor U1 Ha R1 , R (efferens constr) -> akkor U1 , R Afferens a. constrictio: PC , RPF -> GFR Efferens a. constrictio: PC , RPF -> GFR 4.4 A filtráció ütemét módosító humorális tényezôk GFR
A. afferens dilatatio Prosztaglandinok PGE2, PGI2 A. efferens constrictio NO (JGA) Kininek (->NO) A. afferens constrictio Angiotenzin II Noradrenalin kis adag (JM erôsebb) (JM erôsebb) a NA és az A-II hatását Noradrenalin kompenzálják nagy adag ANP (JM erôsebb) GFR  kis adag (szimpatikus idegekbôl) Angiotenzin II nagy adag Vazopresszin=ADH (V1) Endothelin Tromboxán A (ureter-elzáródás) A. efferens dilatatio Angiotenzin II antagonisták 4.5 A juxtaglomerularis apparátus felépítése Afferens arteriola Szimpatikus beidegzés Érsimaizom sejtek Myoepithel sejtek Renin Endothel sejtek NO ß

Nyomás-szenzor Macula densa: NaCl szenzor NaCl Distalis kanyarulatos csatorna Mesangium sejtek Glomerulus Efferens arteriola 4.6 A tubulo-glomeruláris feedback GFR autoregulációja az egyes nephronok szintjén Input: a tubulusfolyadék NaCl koncentrációja Szenzor: macula densa GFR -> lassú áramlás -> fokozott NaCl reabszorpció -> NaCl cc. -> afferens dilatátor és efferens constrictor mechanizmusok aktiválódása -> GFR Angiotenzinogén Afferens dilatatio Renin Angiotenzin I ACE NO Angiotenzin II NaCl + Efferens constrictio (lokális) 4.7 A JGA szerepe a filtráció fenntartásában A vese alkalmazkodása a keringés redistributiojához Szimpatikus A. afferens beidegzés NA Szimpatikus izgalom: NA + A Renin α1 Pa A. afferens constrictio Angiotenzin II A ß + Pa RPF Renin GFR Angiotenzin II A. efferens Efferens constrictio Az a. afferens mérsékelt constrictiojának hatását a GFR-re a rendszer képes kompenzálni erôs

constrictio esetén a GFR jelentôsen csökken a GFR mérséklôdik 4.8 A JGA szerepe a vérnyomás hosszú távú szabályozásában Szimpatikus beidegzés NA α1 Pa A ß Angiotenzin II Élettani szabályozás Kóros szabályozás Hypotensio Tartós szimpatikus izgalom Renin Baroreceptorok Szimpatikus tónus Tartósan magas Angiotenzin II szint Renin Angiotenzin II Generalizált vasoconstrictio Vérnyomás Érsimaizom hypertrophia és hyperplasia, szívhypertrophia Hypertonia betegség 4.9 A JGA szerepe a volumenregulációban Szimpatikus beidegzés Hypovolaemia Aldoszteron NA α 1 Baroreceptorok Angiotenzin II Szimpatikus tónus Renin Renin A ß Angiotenzin II Aldoszteron gyûjtôcsatornákban Na+ reabszorpció EC volumen 4.10 A JGA komplex mûködése 1. GFR-szabályozása az egyes nephronok szintjén szenzor: macula densa input: szûrlet NaCl koncentrációjának csökkenése tubulo-glomeruláris feedback 2. A filtráció fenntartása a vesekeringés

csökkenésekor 3. Vérnyomás és EC volumen szabályozása 2-3-nál: szenzor: az a. afferens myoepithel sejtjeinek baroreceptorai input: az ér feszülésének csökkenése Mindhárom mechanizmusban közös elem a renin-angiotenzin rendszer (RAS) aktiválódása, amely mind a macula densa felôl (alacsony tubuláris NaCl koncentráció), mind az arteriola afferens felôl (csökkent feszülés) kiváltható és amelyet a szimpatikus tónus növekedése közvetlenül is serkent. 4.11 A renin-termelés szabályozása A renin elválasztását serkenti: - transzmurális nyomás csökkenése az a. afferensben (a myoepithel sejtek csökkent feszülése) csökkent veseperfúzió az aorta vagy a veseartéria szûkülete álló testhelyzet az arteriola afferenset szûkítô hatások az intrarenális nyomás emelkedése - szimpatikus izgalom (a. afferens szûkülete + renintermelés közvetlen fokozása) hypotonia hypovolaemia keringés redisztribúciója - a filtrátum alacsony NaCl

koncentrációja (macula densa) hyponatraemia alacsony GFR V- 5. A proximalis tubulus transzportfolyamatai 5.1 A tubulusfolyadék összetételének változásai Proximalis tubulus kezdetén végén Térf. (GFR %) Na+ (mM) Cl(mM) HCO3- (mM) Urea (mM) Ozmolaritás 100 33 140 110 24 4 300 140 132 8 6 300 Koncentráció ( F / P ) Meghatározása: tubuluspunkció útján 3 2 Inulin Aminosavak Glukóz Cl- 1 HCO3- 0 Kezdete Vége Proximalis tubulus A proximalis tubulusban visszaszívódik: • paracelluláris és transzcelluláris (aquaporin-1) vízreabszorpció • glukóz, aminosavak, albumin: a filtrált mennyiség közel 100%-a • a filtrált bikarbonát 90%-a • a filtrált urea 50%-a (passzív rediffúzió) • isoosmotikus, döntôen NaCl oldat: a filtrált mennyiség 2/3 része • Ca2+, foszfát: beviteltôl függôen (Tm) térfogatcsökkentô lépés 5.2 A proximalis tubulus transzportja Transzportsajátságok • struktúrált magas hám, kefeszegély, sok

mitokondrium • laza tight junction -> leaky tubule • nagy anyagmennyiségek transzportja csekély grádiens ellenében (maximum: ±2 mV, néhány mOsm, Pump - leak rendszer Na+ Tight junction Visszaáramlás H2O Na+ Na+ NaCl H2O NaCl H2O Na+ Tubulus lumen 0.5 pH) Na+ PPC πPC Reabszorpció H2O Lateralis intercelluláris tér Proximalis tubulus-sejt Peritubuláris kapilláris A visszaáramlás és a reabszorpció arányát a Starling erôk ( PPC és πPC ) nagysága szabja meg a peritubuláris kapillárisban. 5.3 A glomerulo-tubuláris egyensúly A proximalis tubulusban a NaCl és víz reabszorpciója függ a FF és a GFR nagyságától A proximalis tubulus NaCl reabszorpciójának adaptálódását a laterális intercelluláris tér kaliberváltozásai kísérik πPC PPC Peritubuláris kapilláris pl. az a efferens kontrahál: GFR és FF és πPC PPC NaCl és víz reabszorpciója Visszaáramlás Eff Aff Tubulussejt Tubulus-lumen Laterális

intercelluláris tér pl. az a efferens dilatál: GFR és FF és πPC PPC NaCl és víz reabszorpciója Visszaáramlás Eff Aff • Az adaptáció részleges (adott %-ra vonatkozik) • A NaCl reabszorpció terhelés-függô jellege 5.4 A reabszorpció általános sémája a proximalis tubulusban Aktív Na+ reabszorpció Elektromos hajtóerô Anionok passzív reabszorpciója Ozmotikus hajtôerô Víz-reabszorpció Egyéb anyagok koncentrációja a tubuláris folyadékban megnô Koncentráció grádiens Egyéb anyagok passzív rediffúziója 5.5 A Na+ reabszorpció mechanizmusa a proximális tubulusban Proximalis Luminalis Basolateralis 2 mV Cl- + 1. Na+ - X symport: 10% Peritubuláris tér Tubulus - lumen - Na+ X HCO3Na+ ClNa+ + 2 mV - Luminalis Basolateralis Distalis Proximalis szakasz: 2. Na+/ H+ cseréhez kötött NaHCO3 reabszorpció: 25% Distalis szakasz: 3. Na+/ H+ cseréhez kötött NaCl reabszorpció: 45% 4. "Cl- driven Na+ reabsorption":

20% 5.6 A proximalis tubulus Na+ reabszorpciója: (1.) Na+ - X symport glukóz X= aminosavak foszfát eltérô carrierek fajtánként kompetíció K+ Na+ K+ Na+/ K+ X Na+ Cl- X ClLuminalis - Basolateralis 2 mV + Transzcelluláris Na+ és paracelluláris Cl- transzport 5.7 A proximalis tubulus Na+ reabszorpciója: (2.) szénsav-eredetû H+ szekrécióhoz kapcsolt NaHCO3 reabszorpció Luminalis HCO3- + H+ Basolateralis CO2 + H2O C.A H2CO3 H2CO3 C.A H2O + CO2 K+ K+ Na+/ K+ H+ + HCO3H+ Na+ Na+/ +/H+ Na + H Na+ Na+ - HCO3- 3 HCO31 Na+ A bikarbonát fizikailag nem lép át a luminalis membránon 5.8 A proximalis tubulus Na+ reabszorpciója: (3.) szerves sav-eredetû H+ szekrécióhoz kapcsolt NaCl reabszorpció Luminalis H+ HCOO- + H+ Na+ Na+/ Basolateralis K+ H+ Na+/ K+ HCOOH HCOOH HCOO- K+ Na+ HCOO- + H+ HCOO- / Cl- Cl- Cl- A szerves savak (pl. hangyasav) a sejtanyagcsere során termelôdnek 5.9 A proximalis tubulus Na+ reabszorpciója:

(4.) "Cl- driven Na+ reabsorption" Cl- Cl- Cl- = 132 mM Cl- = 110 mM Na+ Na+ Luminalis + Basolateralis 2 mV - A korábbi Na-X symport és NaHCO3 reabszorpció miatt a luminalis Cl- koncentráció megemelkedett, ami passzív Cl- kilépéshez vezet. Ez pozitívvá teszi a lument, ami elektromos hajtóerôt generál a paracelluláris Na+ reabszorpció számára. 5.10 A glukóz reabszorpció mechanizmusa 1 K+ K+ Na+ SGLT- 2 Glukóz 2 Na+/ K+ Glut - 2 Na+ SGLT- 1 Glukóz Na+/ K+ Glut - 1 Luminalis SGLT- 2 - GLUT- 2 magas Kd és Vmax max. 70 x gradiens Glukóz K+ K+ Na+ Pars convoluta Na+ Glukóz Basolateralis Pars recta SGLT-1 - GLUT-1 alacsony Kd és Vmax max. 5000 x gradiens 5.11 Aminosavak reabszorpciója Na+ Na+ - AA symport Na+/ K+ AA AA-transporter AA K+ K+ Na+ AA AA-transporter Luminalis Basolateralis Jellemzôen luminalis Na+-AA symport és basolateralis AA-transporter mûködik, de egyes aminosavaknál mindkét mechanizmus

jelen van luminalisan. 5.12 Erôs szerves savak és bázisok szekréciója Carrier-mediált aktív transzportrendszerek (Tm) Anionok ( An - ) Kationok ( Kat + ) K+ Na+ K+ Na+/ H+ Na+/ K+ H+ Na+/ K+ Na+ K+ K+ Na+ Na+ Na+/ Dik- H+ H+/ Kat+ Kat+ Kat+ Kat+ An - An - An-/ Dik- Dik Dik An - Luminalis Basolateralis Kation+/ H+ exchanger Kation+- transzporter Luminalis Basolateralis Anion-/ Dikarboxilát- exchanger Anion- - transzporter 5.13 Gyenge szerves savak és bázisok transzportja pH-függô passzív nem-ionos diffúzió A vízfelszívódás miatt az egyéb anyagok tubuláris koncentrációja megnô Szerves savak: A- + H+ HA Tubuluslumen HA A- HA Peritubuláris tér HA A- HA A- HA A- HA Reabszorpció Reabszorpció Neutrális lumen Savanyú lumen Szerves bázisok: HB+ Tubuluslumen Peritubuláris tér B HB+ B HB+ Reabszorpció B HB+ B HB+ Szekréció AA- Szekréció Alkalikus lumen B + H+ B HB+ B HB+ Reabszorpció V- 6.

A Henle-kacs és a distalis nephron transzportja 6.1 A peritubuláris tér összetétele Külsô Belsô velô velô Kéreg NaCl Urea Ozm Urea/NaCl 294 + 6 = 300 1:50 294 + 6 = 300 1:50 400 + 200 = 600 1:2 600 + 300 = 900 1:2 600 + 600 = 1200 1:1 Koncentráló vese 6.2 A tubuláris folyadék összetétele Peritubuláris tér Kéreg NaCl Urea Ozm 294 + 6 = 300 Belsô velô Külsô velô 294 + 6 = 300 400 +200= 600 Koncentráló vese JM nephron Corticalis nephron 100 4 100 200 100 40 4 140 294 1 6 300 294 6 1 300 400 560 40 2 600 3 100 500 600 +300 = 900 1150 600+600= 1200 2 50 1200 6.3 A tubulusfolyadék összetételének változásai a Henle-kacsban JM nephronok, koncentráló vese 4 1 A prox. tubulusban az "egyéb" anyagok nagyrészt reabszorbeálódtak, ezért ezek koncentrációja a Henle-kacsban elhanyagolható. A NaCl cc. ozmotikus ekvivalensekben van megadva Punkció helye: Térfogat (GFR %) 1 2 3 2 3 Vékony Vékony

Vastag leszálló felszálló felszálló 33 1/4 8 - 8 NaCl (mM) 294 4x 1150 400 Urea (mM) 6 8x 50 100 300 4x 1200 500 Ozmolaritás (mOsm) 4 - 8 100 - 100 200 6.4 A Henle-kacs transzportjának sajátságai Vékony leszálló Vékony felszálló minimális aktív transzport minimális aktív transzport nagyfokú állandó víz-permeabilitás (AP-1) víz-permeabilitás nincs térfogat nem változik NaCl-ra nem permeábilis magas NaClpermeabilitás közepes ureapermeabilitás közepes ureapermeabilitás ozmotikus kiegyenlítôdés fôleg vízkilépés útján (de urea belép) ozmotikus cc. nô passzív NaCl kilépés és urea-belépés ozmotikus cc. csökken Vastag felszálló obligát aktív NaCl reabszorpció: Na+-K+-2Cl- symport nem permeabilis: vízre, ureára, NaCl-ra változatlan térfogat mellett a NaCl cc. és ozmolaritás tovább csökken, végül a folyadék hypotoniás lesz A fôleg NaCl tartalmú izotóniás folyadékból magas

urea tartalmú, elôbb hypertoniás, majd hypotoniás oldat lesz. Magyarázat: a corticomedullaris ozmotikus gradiens egyre dominánsabb urea tartalommal, valamint a tubulusok eltérô permeabilitása és transzportsajátságai. 6.5 A vastag felszálló szár transzportja K+ K+ K+ K+ furoszemid Na+- K+- Na+/ K+ 2Cl- Na+ Na+ Cl- Cl- + Luminalis 8 mV Basolateralis Aktív NaCl és KCl reabszorpció a Na+- K+- 2Cl- symport segítségével, amely maximum 200 mOsm ozmotikus különbség fenntartására képes. Urea / NaCl arány = 0.3 - 05 Hígító szegmentum 6.6 A distalis kanyarulatos és összekötô szegmentumok transzportja ClK+ - Cl- Cltiazid Na+- ClNa+ K+ K+ K+ Na+/ K+ Na+ Luminalis Basolateralis Sem transzcelluláris sem paracelluláris víztranszport nincs. Aktív NaCl reabszorpció a Na+- Cl- symport segítségével A NaCl cc. és ozmotikus cc tovább csökken (100 mOsm-ra) Urea / NaCl arány = 1 Hígító szegmentum 6.7 Szabályozott Ca2+

reabszorpció a distalis kanyarulatos és összekötô szegmentumokban K+ K+ + Parathormon Ca2+ Ca2+ Na+/ K+ Ca2+-kötô Ca2+ fehérje: calbindin - Kalcitonin Luminalis Ca2+ Ca2+ Na+/ Ca2+ Na+ Na+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Basolateralis + Kalcitriol 6.8 A gyûjtôcsatorna transzportja Corticalis gy.cs principalis sejt Amilorid Cl- Cl- Na+ K+ Corticalis gy.cs-ban Aldoszteron-függô NaCl reabszorpció és K+ szekréció H2O ADH-függô vízreabszorpció A limitált paracelluláris Cl- transzport miatt nagy transzepitheliális feszültség (max. 70 mV) Na+/ K+ AP-2 AP-3/4 Cl- Na+ K+ K+ H2O Cl- Luminalis 5 - 70 mV + Basolateralis Medullaris gy.cs-ban (külsô velô): csak ADH-függô vízreabszorpció Papillaris gy.cs-ban (belsô velô): ANP-vel gátolható NaCl reabszorpció ADH-függô vízreabszorpció ADH-függô urea-kiválasztás 6.9 A gyûjtôcsatorna transzportja Intercalaris sejtek 1 CO2 + H2O Plaszticitás: acidózis hatására C.A H2CO3 H+ H+ H+ +

HCO3- Luminalis Cl- / HCO3- ClCl- CO2 + H2O C.A H2CO3 K+ H+ / K+ H+ +HCO3- Luminalis C.A Cl- / HCO3- H2CO3 HCO3- + H+ Luminalis H+ Cl- / HCO3- ClClHCO3- K+ Basolateralis H+ Basolateralis Aktív H+ pumpa mindenhol ! 3 H+ CO2 + H2O ClCl- HCO3- HCO3- Basolateralis 2 1. Luminalis H+ pumpa (aldoszteron-függô) H+ szekréció, HCO3- produkció 2. Basolateralis H+ pumpa HCO3- szekréció 3. Luminalis aktív K+ / H+ csere H+ szekréció, HCO3- produkció, K+ reabszorpció 6.10 A tubulusfolyadék összetételének változásai a distalis nephronban 2 Corticalis + JM nephronok (5:1) 1 A jelentôs vízreabszorpció miatt az összes elektrolittal számolni kell. Az elektrolit-koncentráció (dominánsan NaCl) ozmotikus ekvivalensekben van megadva. Punkció helye: ADH + ADH - 1 2 3 3 4 5 4 5 Distalis Corticalis Medullaris Papillaris tubulus gyûjtôcs. gyûjtôcs gyûjtôcs Térfogat (GFR %) 14 Térfogat (GFR %) 14 Elektrolitok (mM) 100 Elektrolitok (mM)

100 Urea (mM) 50 Urea (mM) 50 Ozmolaritás (mOsm) 150 Ozmolaritás (mOsm) 150 - 14 14 50 50 50 50 100 100 - - 4 14 125 30 175 50 300 80 - 2 14 250 30 350 50 600 80 - - 0.5 14 600 20 600 50 1200 70 6.11 A tubuláris Na+ reabszorpciót szabályozó humorális tényezôk Proximalis tubulusban Noradrenalin + Na+ /H+ csere serkentése Angiotenzin II. + Na+ /H+ csere serkentése Vastag felszálló szárban Prosztaglandinok - Na+ - K+ - 2Cl- kotranszport gátlása Corticalis gyûjtôcsatornában Aldoszteron + luminális Na+ csatornák kihelyezése Papillaris gyûjtôcsatornában ANP - luminális Na+ csatornák zárása 6.12 A tubuláris víztranszport mechanizmusa Tubulusszakasz Basolat. m Luminalis m. Vízpermeabilitás Proximális tubulus Vékony leszálló szár AP-1 AP-1 Vékony felszálló szár AP-1 - nincs Vastag felszálló szár AP-1 - nincs Disztális tubulus AP-1 - nincs Gyûjtôcsatorna AP-3 / AP-4 AP-1 AP-1 AP- 2 Transcell. + Paracell

állandó csak ADH jel. V- 7. A vese hígító és koncentráló mûködése 7.1 A koncentrálás és hígítás mechanizmusa A vesemûködés koncentráló vagy hígító jellegét az ADH jelenléte vagy hiánya dönti el. Koncentráló vese ADH + Hígító vese ADH - gyûjtôcsatorna vízpermeabilitása nô vízkilépés a gy.cs-ból gy.cs-ban urea bekoncentrálódik a gyûjtôcsatorna vízre és ureára impermeabilis gy.cs ureapermeabilitása nô urea kilép a papilláris peritub. térbe és növeli annak ozmotikus cc.-ját tubuláris NaCl reabszorpció következtében az ozmolaritás folyamatosan csökken vízkilépés a HK-ból és a gy.cs-ból Koncentrált vizelet 1200 mOsm (50% NaCl + 50% urea) térfogat: GFR 0.5%-a = 1 l / nap Híg vizelet 70 mOsm (30% NaCl + 70% urea) térfogat: GFR 14%-a = 25 l / nap 7.2 A tubulusfolyadék és a peritubuláris tér ozmolaritása koncentráló és hígító vesében JM nephron 300 200 100 0 Vé. fel ADH + Vizelet ADH

hatása Med. + Papill gy.cs Corticalis gy.cs Összekötô csat. 600 Distalis kanyarulatos Vastag felszálló 900 Vékony le 1200 Proximalis tubulus Tubulusfolyadék ozmolaritása (mOsm) Henle-kacs ADH - A koncentrálási folyamat hajtóereje a cortico-medulláris ozmotikus grádiens. A velôgrádiens nagysága a peritubuláris térbe kilépô urea mennyiségének függvénye. Koncentráló vesében a velôgrádiens nagyobb (900 mOsm), mint hígító vesében (450 mOsm) a fokozott ureakilépés következtében. 7.3 A koncentráló és hígító vese által ürített anyagmennyiségek Koncentráló vese Velôgrádiens nagysága Ürített vizelet mennyisége 1200 - 300 = 900 mOsm 1 l /nap Hígító vese 750 - 300 = 450 mOsm 25 l / nap Naponta ürített elektrolit (NaCl) mennyisége 1 l x 600 mM = 600 mmol 25 l x 20 mM = 500 mmol Naponta ürített urea mennyisége 1 l x 600 mM = 600 mmol 25 l x 50 mM = 1250 mmol Naponta ürített ozmolok 1200 mosmol 1750 mosmol

A naponta ürített oldott anyagok mennyisége alig különbözik - a vízürítés szabályozott. 7.4 A koncentráló és hígító vese teljesítményének kvantitatív jellemzése Vizelet ozmolaritása: 70 - 1200 mOsm között Vizelet sûrûsége: 1.002 - 1030 között Ozmotikus tetô: Uosm (max) / Posm = 4 (vízelvonás) Ozmotikus clearance: Cosm = Uosm x V / Posm (ml / min) Szabadvíz clearance: Cvíz = V - Cosm (ml / min) -> Cvíz = V - (V x Uosm / Posm) -> Cvíz = V x [ 1 - (Uosm / Posm )] Hígító vesében (vízterhelés): V >> Cosm ( V = 25 l, Uosm / Posm = 70 / 300) -> Cvíz = 0.75 x V -> Cvíz = 19 l / nap Koncentráló vesében (vízelvonás): V << Cosm ( V = 1 l, Uosm / Posm = 1200 / 300) -> Cvíz = -3 x V -> Cvíz = -3 l / nap Hígító vesében a Cvíz pozitív értéke az izoozmotikus plazmához hozzáadott vizet, míg a koncentráló vesére jellemzô negatív érték az abból elvont vizet jelzi. 7.5 Ellenáramlásos

sokszorozódás 10 ml / min 10 ml / min dT = 10 oC 30 oC 30 oC Hôforrás 100 cal / min 40 oC 40 oC 30 40 50 60 70 80 90 40 50 60 70 80 90 100 Hôforrás 100 cal / min A horizontális egységkülönbség (10 oC) vertkálisan megsokszorozódik 7.6 A cortico-medullaris ozmotikus gradiens eredete: Ellenáramlásos sokszorozódás corticalis nephronban Alapállapot Na+ reabszorpció + Vízpermeabilitás + 300 300 300 300 400 200 350 350 200 300 300 300 300 400 200 350 350 200 300 300 300 300 400 200 350 350 200 300 300 300 300 400 200 350 350 200 dc=200 mOsm Áramlás + 300 350 200 Végállapot 300 300 100 300 350 200 400 400 200 350 350 350 500 500 300 350 350 350 600 600 400 Anatómiai alap: a Henle-kacs és benne az ellenáramlás Funkcionális alap: a két szár eltérô permeabilitása és transzportja Lényege: a horizontális ozmotikus egységkülönbség (200 mOsm) vertikális sokszorozódása 7.7 A

cortico-medullaris ozmotikus gradiens eredete: Ellenáramlásos sokszorozódás a JM nephron Henle-kacsában Koncentráló vese: ADH + ureára impermeábilis tubulusfal Urea-trapping 6 4 100 6 100 6 175 12 100 200 350 Külsô velô 1. Gyûjtôcsatornában a vízkilépés miatt az urea bekoncentrálódik (urea trapping). 2. A papilláris gycs-ból az urea kilép a peritubuláris térbe és növeli ott az ozmotikus koncentrációt. Ennek egy része belép a Henle-kacsba. 3. Ozmotikus kiegyenlítôdés történik a Henle-kacs leszálló szárán. A vízkilépés miatt ott a NaCl cc. nô 4. A tubuláris folyadék a HK felszálló szárán hígul a passzív NaCl kilépés miatt. 5. Az így kialakult vertikális grádiens már tovább sokszorozódhat. Kéreg Peritub. tér 300 50 600 Urea-körforgás 600 Belsô velô A hajtóerô itt is a vastag felszálló szár aktív NaCl reabszorpciója ! 7.8 Ellenáramlásos kicserélôdés a vasa recta rendszerben Vasa recta

keringés jelentôsége Peritub. Vasa recta • A velô táplálása tér 300 350 • A velôgrádiens nagyságának 300 szabályozása • A HK leszálló szárából és a NaCl 400 NaCl 400 gyûjtôcsatornából kilépô víz Urea 400 H2O Urea elszállítása az ozmotikusan aktív 600 NaCl anyagok megtartásával. NaCl 600 H2O 600 Urea Ennek feltétele a lassú áramlás a Urea 800 hosszú, vékony kapillárisok és a NaCl vér magas viszkozitása miatt. H O 2 800 800 NaCl 1000 Urea A vasa recta fala vízre és oldott Urea anyagokra szabadon átjárható. H2O 1000 1200 1000 Ozmotikus kiegyenlítôdés: Leszálló száron: só be, víz ki Felszálló száron: só ki, víz be 1200 1200 vízbelépés >> vízkilépés A magas onkotikus nyomás a leszálló száron fékezi a Mindezek miatt a vér ozmotikus vízkilépést, míg a felszálló száron cc.-ja csak kis mértékben nô serkenti a vízbelépést. (300 mOsm-ról 350 mOsm-ra) és Anatómiai helyzet: a vasa recta így a

velôgrádiens fennmarad. belépése ill. kilépése egyaránt kéreg-velô határon történik. 7.9 A velôgrádiens kialakításában és fenntartásában résztvevô tényezôk • Aktív NaCl kilépés a Henle-kacs vastag felszálló szárából a peritubuláris térbe (motor) • ADH jelenléte (ureakilépés feltétele a papilláris gy.cs-ból) • Ellenáramlásos sokszorozódás a Henle-kacsban • Ellenáramlásos kicserélôdés a vasa recta rendszerben • Alacsony intenzitású velôkeringés 7.10 Kóros vesemûködés Kóros vizeletalkotók: fehérje, glukóz, vvt, fvs, genny, cilinderek Akut veseelégtelenség Ok: shock, hemolízis, mérgezések Labor: alacsony GFR, uraemia, kreatinin , hyperkalaemia, acidózis Tünetek: oliguria, edema, hányás, izomgörcsök, stupor, kóma Kezelés: dialízis Krónikus veseelégtelenség A veseállomány valamely krónikus vesebetegség (ált. gyulladás) következtében progresszíve pusztul (zsugorvese) mûködô nephronok

száma folyamatosan csökken -> GFR csökken Tünetek: beszûkült koncentrálóképesség (hyposthenuria, isosthenuria), edema, uraemia, kompenzatorikus polyuria ---> oliguria, Ok: krónikus glomerulonephritis, krónikus pyelonephritis, nephrosclerosis, vese tbc, tumor, extrém vesekövesség Kezelés: rendszeres dialízis -> vesetranszplantáció Nephrosis syndroma Vizeletben masszív fehérjetartalom Ok: glomerulonephritis (fokozott fehérje kilépés), nehézfém- és szerves oldószer-mérgezések (elégtelen tubularis fehérje visszavétel) 7.11 Hemodialízis dializált vér friss dializáló folyadék be elhasznált dializáló folyadék ki dialízisre váró vér perisztaltikus pumpa Heparin dializátor A-V fistula V- 8. Vízürítés szabályozása - ozmoreguláció 8.1 A vese koncentrálóképességét befolyásoló tényezôk A HK vastag felszálló szárának obligát NaCl reabszorpciója Henle-kacs hossza és a hosszú kacsú nephronok aránya

emberben: 15% -> 4 x koncentráló képesség sivatagi állatokban: 35% -> 17 x koncentráló képesség Rendelkezésre álló urea mennyisége fehérjehiány rontja a koncentráló képességet Áramlási sebesség (GFR jelentôsége) Nagy áramlási sebesség rontja a velôgrádienst mert: • a Henle-kacs leszálló szárából és a gyûjtôcsatornából idôegység alatt több víz lép ki a peritubuláris térbe • a vasa recta több oldott anyagot mos ki a velôbôl Prosztaglandinok hatása -> hígító vesemûködés A mûködô nephronok száma ADH jelenléte (víz- és urea-permeabilitás) 8.2 Prosztaglandinok hatása a vesemûködésre Prosztaglandin Veseerek tágulata Vasa rectában nô a véráramlás Vastag felszálló száron gátolja a NaCl reabszorpciót Urea-kilépés Gyûjtôcsatornában gátolja az ADH hatását Vízreabszorpció Velôgrádiens Hígító vesemûködés Az ADH-hatás negatív feed-back regulációja Az ADH serkenti a

prosztaglandinok szintézisét, a prosztaglandinok gátolják az ADH hatását. ADH Prosztaglandinok Vizelet ozmolaritása (mOsm) 8.3 Koncentrálóképesség a nephronok számának függvényében 1200 Hyposthenuria 900 600 300 Koncentráló vese Isosthenuria Hígító vese 0 2.0 1.5 1.0 0.5 Mûködô nephronok száma (millió db) 0 8.4 Az ADH antidiuretikus hatása Vízdiurézis ADH Vízbevitel Vízbevitel Diurézis (ml / min) 15 10 5 0 0 60 120 180 0 60 Intact beidegzés Denervált vese 120 180 min 8.5 Az ADH termelôdése és raktározása Nucleus paraventricularis Hypothalamus pars magnocellularis Nucleus supraopticus Hypophysisnyél Neurohypophysis ADH Ha az ADH hatása hiányzik Diabetes insipidus ADH-hiány V2 receptor-defektus szignáltranszdukciós zavar polyuria polydipsia max. 25 l / nap 8.6 Az ADH hatásmechanizmusa AP-3 / AP-4 H2O H2O AP-2 V2 receptor Aquaporin-2 vízcsatornák és urea-carrierek kihelyezése a gyûjtôcsatorna

luminális membránjába AP-3 / AP-4 H2O AP-2 H2O H2O H2O PKA Luminalis cAMP ADH V2 receptor Basolateralis 8.7 Az ozmo- és volumenreguláció alapjai Extracelluláris tér = NaCl + H2O Szabályozás: lassú gyors Az E.C tér nagyságának szabályozása = volumenreguláció A NaCl és víz arányának szabályozása = ozmoreguláció isoosmosis = 300 mOsm Mivel az E.C és az IC terek ozmotikus egyensúlyban vannak egymással az ozmoreguláció az I.C térre is hat Szabad vízfelvétel és vízürítés mellett a normális arány fenntartásához a víz mennyiségét igazítjuk a NaCl mennyiséghez, mert a vízfelvétel és vízürítés szabályozása gyors. volumenreguláció = NaCl háztartás ozmoreguláció = vízháztartás Közös efferens mechanizmusok ! 8.8 Vízháztartás Bevitel 2.2 - 34 l / nap Leadás 2.2 - 34 l / nap táplálák: 0.8 - 1 l oxidáció: 0.4 l ivás: 1 - 2 l jelentôs egyéni variációk ! párolgás: 0.8 - 1 l verejtékezés: 0.2 l

széklet: 0.2 l vizelet: 1- 2 l (de minimum 0.5 l) A vízháztartás szabályozása a vizelet mennyisége és ozmotikus koncentrációja (ADH) szomjúságérzés (ivás) mindkettô hypothalamikusan szabályozott inger: a plazma ozmolaritásának és térfogatának változásai 8.9 Az ADH termelés szabályozása artériás nyomás szimpatikus aktivitás medulla oblongata magas nyomású baroreceptorok sinus caroticum / aorticum + + + renin vese A-II. vértérfogat + alacsony nyomású baroreceptorok nagy vénák, kisvérkör, pitvarok + nausea nikotin + HYPOTHALAMUS NEUROHYPOPHYSIS vér ozmolaritása + - "osmosodium" receptorok hypothalamus fájdalom ADH ANP kortizol alkohol 8.10 A szomjúságérzés szabályozása szimpatikus aktivitás medulla oblongata artériás nyomás magas nyomású baroreceptorok sinus caroticum / aorticum vértérfogat + + renin vese + angiotenzin II. + alacsony nyomású baroreceptorok nagy vénák, kisvérkör,

pitvarok + lokális AT II. szájnyálkahártya kiszáradása vér ozmolaritása "osmosodium" receptorok hypothalamus + HYPOTHALAMUS + szomjúság 8.11 Az ozmo- és volumenreguláció viszonya Folyadék Diurézis (ml / min) 15 10 5 1l víz 1l 0.89 %-os NaCl 0 0 60 120 180 min Ozmoreguláció Volumenreguláció érzékenység: 1 - 2 % érzékenység: 10 % gyors: 2 órán belül komplett elhúzódó: több óra alatt 8.12 Az ozmo- és volumenreguláció szinergizmusa Akut vízvesztés kompenzációja Dehydratio Plazmatérfogat Baroreceptor-ingerület Szomjúságérzés Vízfelvétel Plazma ozmolaritása Ozmoreceptor-ingerület ADH szekréció Vízreabszorpció Plazmatérfogat és ozmolaritás helyreáll 8.13 Az ozmo- és volumenreguláció konfliktusa Plazma ADH (pg / ml) 10 -20% -15% -10% Normál E.C volumen +10% Konfliktushelyzet +15% hypoosmoticus hypovolaemia (verejtékezés + vízivás) 5 +20% 0 260 270 280 290 300 310 320

330 340 Plazma ozmotikus koncentrációja (mOsm) Bár az ozmoreguláció gyorsabb, a 10%-ot elérô volumen-eltéréseknél a volumenreguláció dominál az ozmoreguláció ellenében. Cél az E.C volumen fenntartása minden körülmények között 8.14 Ozmotikus diurézis Nem, vagy csak részben reabszorbeálódó anyag a filtrátumban (pl. mannitol, inulin, glukóz, NaCl) Proximalis tubulusban csökkent NaCl reabszorpció Distalisan megnövekedett NaCl terhelés Distalisan inkomplett NaCl reabszorpció Proximalis tubulusban csökkent vízreabszorpció Distalisabb szakaszokon áramlási sebesség megnô Henle-kacs leszálló szárán több víz lép ki NaCl ürítés nô Gyûjtôcsatornából csökkent urea-kilépés Gyûjtôcsatornában urea cc. csökken Csökkent cortico-medullaris ozmotikus grádiens Gyûjtôcsatornában csökkent vízreabszorpció Fokozott NaCl- és vízürítés 8.15 Diureticumok Vízreabszorpció gátlása (vízdiurézis) ADH-hatás gátlása a

gyûjtôcsatornában: V2 receptor-antagonisták ADH-termelés gátlása: víz, alkohol Na+ reabszorpció gátlása (ozmotikus diurézis) Proximalis tubulusban Na+ / H+ csere csökkentése: szénsavanhidráz-gátlók (diamox, acetazolamid) Henle-kacsban Na+- K+- 2Cl- cotranszport gátlása: kacsdiureticumok (furoszemid) Distalis tubulusban Na+ - Cl- symport gátlása: tiazid-származékok Gyûjtôcsatornában Na+ konduktancia direkt v. indirekt csökkentése: amilorid, aldoszteron receptor blokkolók (spironolakton) Aldoszteron-termelés csökkentése: ACE-gátlók (captopril) Nem vagy csak részben reabszorbeálódó anyagok (ozmotikus diurézis): mannitol, inulin, glukóz GFR-növelése (ozmotikus diurézis): xantin-származékok A Na+ reabszorpció gátlása a gyûjtôcsatorna elôtti szakaszokon fokozza a gyûjtôcsatornák Na+ terhelését, így növeli a K+ szekréciót -> K+-vesztô diureticumok. Ugyanez a gyûjtôcsatornákban csökkenti a K+ szekréciót -> K+-kímélô

diureticumok. V-9. Az extracelluláris térfogat szabályozása 9.1 Az EC térfogat szabályozásának igénye Az E.C volumen a szervezet NaCl készletével arányos -> Az E.C volumen szabályozása = NaCl háztartás Ok: az ozmoreguláció érzékenysége és gyors reakciója A vértérfogat széles határok között független a vízbeviteltôl 6 Átlagos tartomány 4 2
Vértérfogat (l) Vértérfogat (l) A NaCl bevitel nem szabályozott, a sóvesztés esetleges -> A renális NaCl ürítés szabályozásának abszolút szükségessége A vértérfogat az E.C térfogat nagyságával arányos 8 Edema 6 Normál érték 4
2 0 0 0 2 4 6 Napi vízbevitel (l) 8 0 10 20 30 40 Extracelluláris tér (l) 9.2 A NaCl háztartás és volumenreguláció efferens mechanizmusai • GFR - mechanizmus • Aldoszteron - mechanizmus • "Harmadik tényezô" • ANP NaCl bevitelt követôen a plazmatérfogat megnô, mert az ozmoreguláció azonnal kompenzál: NaCl

bevitel hyperosmoticus normovolaemia ozmoreguláció isoosmoticus hypervolaemia 9.3 A GFR - mechanizmus Plazmatérfogat Pitvarok feszülése Baroreceptorok ingerülete Plazma oncoticus nyomása Szimpatikus tónus ANP szekréció A. afferens tágul Glomeruluskapillárisban hidrosztatikai nyomás Glomeruluskapillárisban oncoticus nyomás RPF Eff. filtrációs nyomás GFR Na+ ürítés Plazmatérfogat A GFR-mechanizmus szerepét csökkenti • RPF és GFR autoregulációja • Tubulo-glomeruláris feedback • Glomerulo-tubuláris egyensúly -> A GFR-mechanizmus jelentôsége minor 9.4 Az aldoszteron hatásai Primer hatások sejtekben (izom, agy): fokozott Na+ leadás és K+ felvétel szekrétumok (szûrlet, verejték, nyál): fokozott Na+ reabszorpció, K+ szekréció és H+ szekréció Következményes hatások nô a szervezet Na+ készlete -> nô az E.C volumen hypokalaemia, alkalózis (a fokozott K+ és H+ szekréció miatt) Gyûjtôcsatorna principális sejt

Hatásmechanizmus A fehérje mRNS R A DNS Na+ K+ R Na+ Na/K K+ mitochondrium Luminalis ATP Basolateralis receptor: sejtplazmában Korai hatás (lat.: 30 min) tartalék Na+ csatornák és Na+/K+ pumpák kihelyezése Késôi hatás (lat.: több óra) sejtmagban fehérjeszintézis • Na+ csatorna • K+ csatorna • H+ pumpa (intercalaris sejtben) • Na+/ K+ pumpa • mitochondr. légzôferment -> ATP szintézis nô 9.5 Az aldoszterontermelés szabályozása Pitvarok ANP Vese Renin Vérplazma Hyperkalaemia ACE Az aldoszteron-elválasztás zavarai Angiotenzin II - + Mellékvesekéreg zona glomerulosa ALDOSZTERON aspecifikus stimuláció + Hypophysis anterior ACTH + hiány: Addison kór mellékvesekéreg-elégtelenség (aldoszteron + kortizol hiány) hyponatraemia, hyperkalaemia, hypovolaemia túlprodukció: Conn szindróma aldoszteron-termelô tumor hypokalaemia és hypervolaemia van, de ép ozmoreguláció mellett nincs hypernatraemia és a következményes

ANP aktiváció miatt nem alakul ki edema (escape jelenség) 9.6 Az aldoszteron - mechanizmus mûködése Plazmatérfogat Pitvarok feszülése Baroreceptorok ingerülete A. afferens tágul ANP szekréció Szimpatikus tónus Veseperfúzió Renin szekréció Plazma angiotenzin II Plazma aldoszteron Gy.cs-ban Na+ reabszorpció Na+ ürítés Plazmatérfogat 9.7 Az angiotenzin II élettani hatásai Mellékvesekéreg Aldoszteron Gyûjtôcsatornában Na+ reabszorpció Prox. tubulus Na+ / H+ csere Proximalis tubulusban Na+ reabszorpció NaCl készlet Angiotenzin II + Renin - Hypothalamus Szomjúságérzés Vízfelvétel Hypothalamus ADH elválasztás Gyûjtôcsatornában Vízreabszorpció Vízkészlet Az angiotenzin II a szervezet NaCl készletét és vízkészletét egyaránt növeli, így minden eszközzel növeli az E.C térfogatot Az angiotenzin II elválasztás egyetlen ingere a reninszekréció, amelyet az ADH gátol -> negatív feedback az A-II

vonatkozásában. 9.8 A pitvari natriuretikus peptid (ANP) Cél: aldoszteron-hatás kompenzációja és az edema elleni védelem Hypervolaemia Papillaris gyûjtôcsatornában Na+ konduktancia Pitvarok feszülése Mellékvesekéregben aldoszterontermelés szívizomsejtek ANP Renintermelés A. afferens dilatál ANP hatásmechanizmusa G Ca2+ G K+ Hypothalamusban ADH-termelés NaCl reabszorpció NaCl ürítés Diurézis E.C volumen 9.9 Az escape jelenség A Na+ bevitel növelése rövid latenciával a Na+ ürítés növekedéséhez vezet, miközben az E.C volumen megnô. Az aldoszteron hatására bekövetkezô Na+ ürítés-csökkenés átmeneti (a Na+ ürítés megszökik az aldoszteron kontrollja alól), miközben az E.C volumen végig magas marad. Ok: fokozott ANP elválasztás a nagyobb E.C volumen miatt 0 5 10 15 Napok száma escape Na+ excretio Testsúly Na+ bevitel Na+ excretio Testsúly Na+ bevitel késés Aldoszteron 0 2 4 Hetek száma 6 9.10

A "harmadik tényezô" Kísérleti tény, hogy a fokozott Na+ bevitel állandó GFR értékek és magas aldoszteron szintek mellett is képes növelni a Na+ ürítést. A "harmadik tényezô" szereplôi (jellemzôen Starling-erôk) részben megegyeznek a GFRmechanizmus szereplôivel. A különbség az, hogy a résztvevô mechanizmusok jelentôs része fix GFR mellett is szabályoz és non-aldoszteron direkt hatásokat is involvál a Na+ reabszorpció szabályozásában. 9.11 A "harmadik tényezô" mûködése Plazmatérfogat Pitvarok feszülése Baroreceptorok ingerülete Plazma oncoticus nyomása Szimpatikus tónus Veseperfúzió ANP Renin A. afferens tágul Peritubuláris kapillárisban hidrosztatikai nyomás Angiotenzin II Peritubuláris kapillárisban oncoticus nyomás Peritubuláris kapillárisban folyadékreabszorpció Proximális tubulusban Na+ reabszorpció Gyûjtôcsatornában Na+ reabszorpció Na+ ürítés Plazmatérfogat

Hemodinamikai változások (Starling erôk) Non-aldoszteron direkt hatások 9.12 A NaCl háztartás komplex szabályozása Plazmatérfogat Pitvarok feszülése Plazma oncoticus nyomása Szimpatikus tónus Renin GFR ANP Angiotenzin II Peritubuláris kapillárisban hidrosztatikai nyomás Peritubuláris kapillárisban oncoticus nyomás Aldoszteron Proximális tubulusban Na+ reabszorpció Gyûjtôcsatornában Na+ reabszorpció Na+ ürítés Plazmatérfogat GFR mech. ALDOSZTERON mech. ANP Harmadik tényezô 9.13 Volumenreguláció A hypovolaemia ellen védô mechanizmusok túlsúlya Angiotenzin II Hypervolaemia Antidiurézis Aldoszteron NaCl reabszorpció Renin Szomjúság - - ADH Prosztaglandin Vízreabszorpció - ANP NaCl ürítés Szabályozás beépített fékekkel - Szimpatikus tónus Vízürítés Hypovolaemia Diurézis Hypovolaemia elleni védelem Hypervolaemia elleni védelem Gátlás - Beépített fék V-10. A sav-bázis egyensúly 10.1

Pufferek mûködése • Isohydria jelentôsége • Fiziológiás pH: 7.38 - 742 (acidózis - alkalózis) • Kihívások: dominánsan savanyodás (szervetlen savak, szerves savak, CO2) pH • Védelem: azonnali = puffer rendszerek hosszabb távon légzés (10-15 min) vesék (órák - napok) • Pufferrendszerek fogalma mûködése hatékonysága pK ± 1.0 pH pufferkapacitás pH = pK + log ( [A-] / [HA] ) 11 9 7 Puffer 5 Víz 3 10 5 0 5 10 Mol Sav Bázis 10.2 A szervezet pufferrendszerei Fehérje-pufferek: amino- és imidazol-csoportok (pK = 7.4) plazmafehérjék, cytoplasmaticus fehérjék, hemoglobin Foszfát-puffer: H2PO4- / HPO42- (pK = 6.8) IC, vizeletben Szénsav / bikarbonát-puffer: H2CO3 / HCO3- (pK = 3.7) CO2 / HCO3- puffer pH = pK + log ( [HCO3-] / 0.03 pCO2 ) pK = 61 pH = 7.4-nél: HCO3- = 24 mM, pCO2 = 40 Hgmm nagy pufferkapacitás komponensek egymástól független szabályozása: HCO3-: vesemûködés CO2: légzés Vér pufferkapacitása: 50% bikarbonát

+ 50% fehérje (albumin + Hgb) Vizeletben: szénsav/bikarbonát-, foszfát- és ammonium-puffer (pK=9.3) Renális H+ kiválasztás = titrálható aciditás + ammoniumürítés 10.3 A légzés szerepe a pH-regulációban artériás pCO2 és pH szabályozása + 0.3 E.C pH változás + 0.2 + 0.1 0.0 - 0.1 - 0.2 - 0.3 - 0.4 - 0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Alveolaris ventilatio (x normál) Alveolaris ventilatio (x normál) szenzor: centrális és perifériás kemoreceptorok 4 3 2 1 0 7.0 71 72 7.3 74 75 76 Artériás pH 10.4 A vese szerepe a pH-regulációban a plazma HCO3- koncentrációjának szabályozása HCO3- reabszorpció = H+ szekréció 1. filtrált HCO3- reabszorpciója dominánsan a proximalis tubulusban 2. puffereléshez elhasznált HCO3- pótlása: HCO3- produkció gyûjtôcsatorna intercalaris sejtjeiben 3. HCO3- szekréció gyûjtôcsatorna intercalaris sejtjeiben A filtrált bikarbonát sorsa Proximalis tubulusban 90 % reabsz. (max 05 pH gradienssel szemben)

Gyûjtôcsatornában 9.9 % reabsz (max 30 pH gradienssel szemben) Vizelettel ürül 0.1 % A vizelet maximális savanyúsága: pH = 4.5 10.5 A HCO3- reabszorpció és produkció mechanizmusa közös szénsav-eredetû H+ szekréció HCO3- + H+ CO2 + H2O H2CO3 H2CO3 C.A H2O + CO2 C.A H+ Na+/H+ Tubulus lumen Na+ Luminalis HPO42- + H+ C.A H2PO4 + NH4+ H2CO3 H+ H+ H+ Na+- HCO3- 3 HCO3- Na+ Basolateralis H2O + CO2 - NH3 H+ + HCO3- Proximalis tubulus H++HCO3- CO2 Gyûjtôcsatorna intercalaris sejt Cl- Cl- / HCO3HCO3- A proximalis tubulusban HCO3- reabszorpció történik. A gyûjtôcsatornában a HCO3- már elfogyott, ezért itt HPO42- és NH3 lesz a protonakceptor -> HCO3- produkció: foszfát- és NH4+-pufferek részvételével 10.6 Bikarbonát szekréció gyûjtôcsatorna intercalaris sejt a protonszekréció tükörképe krónikus alkalózis esetén H2O ClClHCO3- + H+ + CO2 C.A Cl- / HCO3- H2CO3 H2CO3 HCO3- + H+ Luminalis HCO3- H+ H+

Basolateralis C.A CO2 + H2O Peritubuláris tér Az intercalaris sejtállomány nettó H+ / HCO3- forgalma a sav-bázis háztartás aktuális állapotától függ: acidózis -> bikarbonát produkció alkalózis -> bikarbonát szekréció 10.7 Az ammonium-puffer mûködése Glutamin nem-ionos diffúzió 2 NH4+ NH3 AA AA Acidózis aktiválja Glutamináz 2-oxoglutarát NH3 Prox. tubulus NH4+ H+ diffusion trapping Na+ Na+/H+ HCO3- H+ Luminalis 2 NH4+ NH3 NH4+ H+ AA H+ AA Glutamináz 2-oxoglutarát NH3 H+ Na+ Basolateralis Glutamin Tubulus lumen Na+- HCO3- 3 HCO3- HCO3- Gyûjtôcsatorna Cl- / HCO3- HCO3- Cl- NH4+ proton Na+/H+ Na+/NH4+/2Clszekréció csere symport NH4+ NH4+ H+ + NH3 H+ + NH3 NH3 NH4+ H+ NH4+ + NH3 NH4+ H+ + NH3 NH3 NH4+ NH3 Na+/K+ pumpa NH4 H+ + NH3 NH4+ NH4+ H+ + NH3 NH4+ NH4+ H+ + NH3 NH4+ NH4+ + NH3 -ra impermeabilis H+ + NH3 NH4+ H+ + NH3 NH4+ Intersticium Vékony leszálló proton pumpa Vastag

felszálló Intersticium Cortico-medulláris NH4+ -gradiens 10.8 Az ammonium recirkulációja NH4+ Gyûjtôcsatorna Ellenáramlásos sokszorozódás. Hajtóerô: a vastag felszálló szár aktív NH4+reabszorpciója Az NH4+-ürítés megvalósul anélkül, hogy az NH4+ visszajutna a kéregbe, ahonnan könnyen reabszorbeálódhatna. Feltételek: az NH4+ helyettesíti a K+-ot a Na+/K+ pumpán és a Na+/K+/2Cl- symporton, valamint a vastag felszálló szár NH3-ra impermeabilis luminális membránja. 10.9 A protonürítést módosító tényezôk hipotetikus tubulussejt CO2 H2O C.A H2CO3 HCO3- H+ CO2 H2O C.A Na+ Na+ Na+/H+ H2CO3 H+ H+ H+ H+ H+ Tubulus lumen K+ H+ / K+ Luminalis Na+ CO2 Na+- HCO3- HCO3- HCO3- Cl- / HCO3- ClH+ K+ / H+ Basolateralis Peritubuláris tér A protonürítést fokozza A protonürítést csökkenti alacsony E.C -> IC pH magas vér pCO2 magas szûrlet [HCO3-] (H+ akceptor) fokozott Na+ reabszorpció prox.: Na+ / H+ csere

dist.: transzepitheliális pot kül aldoszteron (H+ pumpa , TEPK ) hypokalaemia sejtbôl K+ lép ki, helyette H+ lép be magas E.C -> IC pH alacsony vér pCO2 alacsony szûrlet [HCO3-] csökkent Na+ reabszorpció hyperkalaemia szénsavanhidráz gátlása veseszövet pusztulása V-11. A sav-bázis egyensúly zavarai, Ca++ háztartás 11.1 A sav- bázis háztartás zavarai Acidózis Metabolikus Chr. Alkalózis Respiratorikus Akut Chr. Metabolikus Chr. pH = pK + log ( [HCO3-] / 0.03 pCO2 ) Respiratorikus Akut Chr. pK = 6.1 Elsôdleges változás: Metabolikus -> [HCO3-] Respiratorikus -> pCO2 Akut = nem kompenzált Krónikus = részlegesen kompenzált A légzésszabályozás és a vesemûködés feladata az egyensúly fenntartása és az abnormalitások korrekciója, de ôk maguk is okozhatnak zavarokat. 11.2 A pH - bikarbonát diagram 40 CO2 NaHCO3 oldat 20 CO2 izobárok 30 24 -1 B á 0 -5 zis fele 0 +5 sle +1 g( 0 mM ) pCO2 clamp HCO3- koncentráció

(mM) pCO2 pCO 80 6 2 (Hgm 0 m) 40 20 10 vér-puffer vonal 0 7.0 pH 7.2 HCO3- HCl vagy NaOH CO2 + H2O 7.4 pH 7.6 H2CO3 7.8 8.0 HCO3- + H+ 11.3 A szénsav / bikarbonát - puffer mûködése 2. pCO2 40 -> 20 Hgmm (A->D) [H+] és [HCO3-] (akut respiratorikus alkalózis) 3. HCl hozzáadása (A->F) [H+] és [HCO3-] (akut metabolikus acidózis) 4. NaOH hozzáadása (A->H) [H+] és [HCO3-] (akut metabolikus alkalózis) CO2 + H2O 80 40 40 HCO3- koncentráció (mM) 1. pCO2 40 -> 80 Hgmm (A->B) [H+] és [HCO3-] (akut respiratorikus acidózis) 20 H 30 B 24 A 20 D F 10 0 7.0 H2CO3 7.2 7.4 pH 7.6 HCO3- + H+ 7.8 8.0 11.4 Respiratorikus acidózis és alkalózis (akut és részlegesen kompenzált formák) Respiratorikus acidózis Respiratorikus alkalózis Ok: hyperventilatio pCO2 (A->D) [H+] és [HCO3-] (puffer) renális kompenzáció (D->E) HCO3- reabszorpció és produkció -> [HCO3-] tovább , [H+] -> a pH a normálishoz

közelít 40 HCO3- koncentráció (mM) Ok: hypoventilatio pCO2 (A->B) [H+] és [HCO3-] (puffer) renális kompenzáció (B->C) HCO3- reabszorpció és produkció -> [HCO3-] tovább , [H+] -> a pH a normálishoz közelít 80 B és D: akut (nem kompenzált) forma C és E: részlegesen kompenzált alak 40 20 C 30 B 24 A 20 D E 10 Primer változás Renális komp. 0 7.0 7.2 CO2 + H2O 7.4 7.6 pH H2CO3 7.8 8.0 HCO3- + H+ 11.5 Metabolikus acidózis HCO3- koncentráció (mM) (részlegesen kompenzált forma, mert a respiratorikus kompenzáció lépést tart a primer változással) 80 Ok: savprodukció [HCO3 ] (A->F) 40 40 (diabetes, shock, veseelégtelenség) 20 [H+] és [HCO3-] (puffer) Respiratorikus komp. (F->G) 30 hyperventilatio pCO2 [HCO3-] tovább , [H+] 24 A -> a pH a normálishoz közelít 20 Restitúció = F renális kompenzáció (G->A) G HCO3- ürítés 10 •alacsony [HCO3-] a filtrátumban F: akut forma (csak elméletben) •HCO3-

reabszorpció, produkció G: részlegesen kompenzált alak -> minden paraméter helyreáll 0 A renális kompenzációt nehezíti az 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 alacsony pCO2. pH CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+ Primer változás Respir. komp Tényleges vált. Renális komp. 11.6 Metabolikus alkalózis (részlegesen kompenzált forma) 80 HCO3- koncentráció (mM) Ok: savvesztés [HCO3-] (A->H) 40 (hányás, lúgbevitel, savanyú vizelet) [H+] és [HCO3-] (puffer) Respiratorikus komp. (H->I) hypoventilatio pCO2 [HCO3-] tovább , [H+] -> a pH a normálishoz közelít A respiratorikus kompenzációt limitálja a hypoxia. Restitúció = renális kompenzáció (I->A) HCO3- ürítés •magas [HCO3-] a filtrátumban •HCO3- reabszorpció, produkció •HCO3- szekréció -> minden paraméter helyreáll A renális kompenzációt nehezíti a magas pCO2 és a hányás okozta hypovolaemia (aldoszteron!). 40 I 20 H 30 24 A 20 H: akut forma (csak elméletben) I:

részlegesen kompenzált alak 10 CO2 + H20 HCO3- + H+ H2CO3 0 7.0 7.2 7.4 pH Primer változás Respir. komp 7.6 7.8 8.0 Tényleges vált. Renális komp. 11.7 Az akut és krónikus formák összehasonlítása Primer változás Puffer mûködése Respiratorikus komp. Renális kompenzáció Akut pH pCO2 [HCO3-] Krónikus pH pCO2 [HCO3-] Respiratorikus acidózis Respiratorikus alkalózis Metabolikus acidózis - Metabolikus alkalózis - A respiratorikus és renális kompenzáció általában csak a pH abnormalitás vonatkozásában hoz javulást, mert a bázisfelesleg/hiány tovább súlyosbodik. Kivétel ez alól a metabolikus változások renális kompenzációja, amely teljes restitúcióra vezethet. Kalcium háztartás 11.8 Külsô és belsô Ca2+ forgalom Ionizált Ca Ca komplex Fehérjéhez kötött Összes plazma Ca 1.2 mM 0.15 mM 1.15 mM 2.5 mM 0.8 g Colon Jejunum 1 g Külsô Ca2+ forgalom - Albumin - - 0.3 g 0.1 g Csont intersticiális tere

amorf Ca-foszfát 2+ 30 g [Ca ] x [Pi] = const. Extracelluláris tér 1.2 mM 1g 0.2 g Vizelet Ca2+ Belsô Ca2+ forgalom Intracelluláris tér 100 nM 0.2 g - H+ Napi forgalom Ca tartalom Koncentráció 4g 0.5 g Mineralizált csontállomány hidroxiapatit 1000 g 11.9 Ca2+ felszívódás a vékonybélben Vékonybél mucosa sejt Ca2+ transzporter Ca2+ Ca2+ Ca2+-kötô fehérje Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Luminalis Ca2+ pumpa Ca2+ Ca2+ Basolateralis Kalcitriol Kalcitriol-függô adaptív Ca2+ felszívódás Fokozza: Kalcitriol + Ca2+ Csökkenti: D vit. hiány, zsírfelszívódás zavara, Ca kicsapódása (oxalát) 11.10 Ca2+ reabszorpció a vesében Proximalis tubulus: a filtrált Ca2+ 66%-a reabszorbeálódik "Cl--driven Ca2+ reabsorption" Vastag felszálló szár: a filtrált Ca2+ 20%-ának obligát reabszorpciója (nem szabályozott) Distalis kanyarulatos és összekötô csatorna: a filtrált Ca2+ 10%-ának parathormon-függô szabályozott

reabszorpciója Gyûjtôcsatorna: 2% + Parathormon Ca2+ Calbindin - Kalcitonin Ca2+ + Ca2+ Ca2+ Kalcitriol Luminalis Vizelet: 2 % Na+/ Ca2+ Na+ Basolateralis Distalis tubulus V-12. Kalcium háztartás, a csont élettana 12.1 A csont szerkezete Havers csatorna Osteon Osteocyta Kapilláris Felszíni osteoblast sejtréteg Osteocyta Canaliculus Osteocyta nyúlványok Reszorpciós lacuna Osteoclast A csontállomány felépítése Sejtes elemek osteoblast -> osteocyta (osteoprogenitor sejtvonalból) osteoclast (haemopoieticus ôssejtekbôl) Alapállomány proteoglikán matrix kollagén rostok oszteokalcin, oszteonektin amorf Ca-foszfát hidroxiapatit kristályok 12.2 Ca2+ transzport a csontban indirekt Parathormon Kalcitriol - + Kalcitonin Osteoclast Kalcitriol Parathormon + + Ca2+ Ca2+ Ca2+ Kalcitonin Ca2+ Osteocyta Ca2+ Ca2+ Csont E.C tere Ca2+ Csont Felszíni osteoblast sejtréteg 12.3 Csontátépülés (remodeling) Osteoblast

precursorok + Bone remodeling unit Osteoclast precursorok Cytokinek (IL-1) Növekedési faktorok (IGF-I, IGF-II) - Osteoblast matrix termelése: (kollagén, oszteokalcin, oszteonektin) alkalikus foszfatáz aktivitás: kollagénrostokon Ca-foszfát kicsapódik az osteoblastot kalcifikálódott matrix veszi körül Csontlebomlás + Osteoclast differenciáló faktor (ODF) + osteoblast membrán fehérje Differenciálódás Differenciálódás Csontképzôdés Osteoclast H+ kiválasztás: (membránban H+ pumpa) hidroxiapatit feloldódik bontóenzimek termelése: (kollagenáz, proteázok) a matrix lebontása, majd phagocytosis Osteocyta Osteoprotegerin Immobilizált növekedési faktorok és cytokinek felszabadulása 12.4 A csontátépülést szabályozó tényezôk 1. Mechanikai hatások •szenzor: osteocyta •csontgerendák az erôvonalak mentén helyezkednek el •immobilizáció hatása 2. Plazma Ca2+ szint 3. Sejtes elemek •prekurzorok proliferációja és

aktivációja •érett sejtalakok osteoblastok, osteocyták és osteoclastok aktivitása 4. Lokális parakrin mechanizmusok •növekedési faktorok (IGF-I, IGF-II) •cytokinek és gyulladásos termékek (IL-1, ODF, TNF) 5. Hormonok •kalciotrop hormonok (kalcitriol, parathormon, kalcitonin) •nem kalciotrop hormonok (kortizol, hGH és szomatomedinek, tiroxin, ösztrogének és tesztoszteron, inzulin, prolaktin) 12.5 A kalcitriol 24 A kalcitriol a D3 vitamin biológiailag aktív metabolitja UV fény bôrben: 7-dehidrokoleszterin -> kolekalciferol (D3) 25 májban: 25-hidroxiláz -> 25-OH-D3 (végtermék-gátlás) Kalcitriol vesében: 1-α-hidroxiláz -> kalcitriol (szabályozott) 3 1 A kalcitriol képzôdés szabályozása Ösztrogén Prolaktin Diabetes Acidózis 25-OH-D3 - Parathormon + - + - 1-α-hidroxiláz 24-α-hidroxiláz Ca2+ Kalcitriol + Csont, bél + Foszfát 24, 25-OH-D3 inaktív termék 12.6 A kalcitriol hatásai Mechanizmus:

cytoplasmaticus receptor -> sejtmag -> fehérjeszintézis (Ca2+ pumpa, Ca2+-kötô fehérje, alkalikus foszfatáz, kollagén, matrix) Mellékpajzsmirigy Parathormon szekréció Osteoclast prekurzorok Proliferáció és differenciálódás Osteoclast Aktiváció + - Csont Kalcitriol Osteoblast Aktiváció Ca2+ reszorpció Vékonybél Ca2+ felszívódás Kalcifikáció Dekalcifikáció Vese distalis tubulus Ca2+ reabszorpció Vérplazma Ca2+ A kalcitriol fô hatása a szervezet Ca2+ készletének növelése. Vannak kalcifikációt és dekalcifikációt okozó hatásai. A nettó eredmény az intestinalis Ca2+ felszívódás nagyságától függ. 12.7 A parathormon mellékpajzsmirigy arteria thyroidea inferior Csont Életfontosságú polypeptid Termelés: Mellékpajzsmirigy Felezési idô: 20 perc Lebomlás: máj Kuppfer sejtek Hatás: plazma Ca2+ szint , foszfát Hatásmechanizmus: cAMP Parathormon Osteoclast prekurzorok Proliferáció és differenciálódás

Distalis tubulus Ca2+ reabszorpció Proximalis tubulus Foszfát reabszorpció Osteoblast Aktiváció Osteoclast Aktiváció Osteocyta PCa Vese Proximalis tubulus 1-α-hidroxiláz Plazma Ca2+ Kalcitriol 12.8 A kalcitonin Nem életfontos polypeptid Termelés: Pajzsmirigy parafollicularis sejtek Felezési idô: 10 perc Hatás: plazma Ca2+ szint A csontállomány védelme (fôleg terhesség alatt) Csont Kalcitonin Distalis tubulus Ca2+ reabszorpció Osteoclastok Gátlása Osteocyta PCa Vese Plazma Ca2+ 12.9 A parathormon és a kalcitonin elválasztás szabályozása Pajzsmirigy parafollikuláris sejt Mellékpajzsmirigy Parathormon + Plazma Ca2+ + + Plazma PTH (µg/l) Kalcitriol - 4 3 Gyors gátlás Lassú gátlás 2 1 0 0 0.5 10 15 20 25 Plazma Ca2+ (mM) Plazma kalcitonin (µg/l) - E.C Ca2+ szenzor + - Kalcitonin + Ösztrogén 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.5 10 15 20 25 Plazma Ca2+ (mM) 12.10 Alacsony Ca2+ bevitel kompenzációja Serkentô hatás -

Ca2+ bevitel Gátlás (beépített fék) Kalcitonin elválasztás Plazma Ca2+ Plazma foszfát Parathormon elválasztás Vesében Ca2+ reabszorpció Csontban Ca2+ és foszfát reszorpció - Kalcitriol elválasztás Bélben Ca2+ felszívódás Plazma Ca2+ Plazma foszfát 12.11 A csontok és a plazma Ca2+ tartalmát befolyásoló tényezôk Csont Ca2+ Plazma Ca2+ szint tartalma Parathormon Kalcitriol Kalcitonin Kortizol Tiroxin Ösztrogének, tesztoszteron Prolaktin hGH, szomatomedinek Inzulin Növekedési faktorok (IGF) Prosztaglandin E2 Cytokinek (IL-1) Tumor nekrózis faktor Acidózis Lokális gyulladás 12.12 A Ca2+ háztartás zavarai Osteopetrosis - génhiba: ODF hiány vagy osteoprotegerin túltermelés > csökkent osteoclast aktivitás -> fokozott csontképzôdés, trabecularis helyett kompakt csontszerkezet -> neurológiai és hematológiai tünetek Paget kór - kórosan fokozott osteoclast aktivitás -> csontritkulás Primer hyperparathyroidismus

(PTH-termelô tumor: ossitis fibrosa cystica generalisata R. ) -> hyperkalcaemia, csontritkulás, cysták, lágyrészek kóros kalcifikációja Szekunder hyperparathyroidismus - fokozott PTH elválasztás hypocalcaemia miatt (ok: Ca2+ felszívódás zavara, kalcitriol hiány, veseelégtelenség, csökkent 1-α-hidroxiláz aktivitás) Rachitis / Osteomalatia (angolkór / csontlágyulás) - kalcitriol-hiány -> osteoid képzôdés (csontok csökkent kalcifikációja normális matrix mennyiség mellett) -> csontdeformitások Hypoparathyroidismus (tetánia) - súlyos hypocalcaemia -> neuronok fokozott ingerlékenysége -> vázizomgörcsök -> halál Osteoporosis (csontritkulás) 12.13 Osteoporosis (csontritkulás) Csontokban csökkent matrix és Ca2+ tartalom Ok: a csontátépülés tartósan megbomlott egyensúlya (fokozott csontreszorpció és/vagy csökkent csontképzôdés miatt) •Kor, nem, immobilizáció, menopausa, genetikai tényezôk, mint rizikófaktorok.

•Endokrin státus jelentôsége: ösztrogének és androgének hiánya, kortizol túlprodukció (Cushing sy.), krónikus szteroid terápia Csont Ca2+ tartalma •Tartósan csökkent Ca2+ bevitel A csont az E.C tér Ca2+ puffere Az elégtelen Ca2+ bevitel következményeit akár éveken keresztül is kompenzálhatja, de kapacitása nem végtelen ! Férfiak Nôk Menopausa 0 Népbetegség Tünetek: patológiás fraktúrák, gerincdeformitások 30 60 Életkor (év) 90 V-13. Káliumháztartás, vizeletürítés 13.1 A K+ kompartmentalizációja K+ H+ H+ / K+ I.C tér [K+]i = 160 mM 4500 mmol K+ + Na Na+ / K+ K+ E.C tér [K+]e = 4.2 mM 60 mmol Az I.C tér 75-szörös K+ tartalmánál fogva az EC tér K+-puffereként mûködik -> hyper/hypokalaemia általában krónikusan alakul ki -> K+ pótlás szabályai Az I.C és EC K+ megoszlás alapja a passzív K+ efflux (K+ csatornák) és az aktív K+ felvétel (Na+/K+ pumpa) mûködésének egyensúlya: •A sejtek K+

felvételét fokozza: inzulin, katekolaminok, aldoszteron •A K+ felvételt gátolja: digitálisz származékok (ouabain, strophantidin) •A K+ kilépést fokozza: sejtsérülés, izommunka, acidózis Inzulin-kezeléskor gondoskodni kell a kálium pótlásáról ! Bikarbonát infúzió hatékonyan mérsékli a hyperkalaemiát ! Veseelégtelenség, Acidózis, Mellékvesekéreg-elégtelenség, Diureticumok (Ald.-antagonisták) Hyperkalaemia Hypovolaemia (hányás, hasmenés), Alkalózis, Diureticumok (furoszemid, tiazid) Hypokalaemia Szívritmuszavar Izomgyengeség 13.2 A tubuláris K+ transzport Proximális tubulus: a filtrált K+ 65%-a aktív reabszorpció ("Cl--driven K+ reabsorption") Vastag felszálló szár: a filtrált K+ 27%-a obligát reabszorpció (Na+/K+/2Cl- kotranszport) A distalis nephronba belép a filtrált K+ mennyiség 8%-a = a napi K+ felvétel kétharmada Gyûjtôcsatorna: ált. nettó K+ szekréció Principális sejtek: szabályozott K+

szekréció (magas [K+]e-nál) Intercalaris sejtek: állandó intenzitású K+ reabszorpció (alacsony [K+]e-nál) A nettó eredményt a kettô aránya dönti el. 13.3 A K+ szekréció szabályozása K+ szekréció Luminális membrán PK [H+] Inzulin Adrenalin K+ Gy.cs sejt [K+]i e Na+/K+ pumpa aktivitása Alkalózis Gy.cs sejtbôl K+ kilépés hajtóereje [Na+]i Hyperkalaemia A szekréciót fokozza + •Na /K+ pumpa aktiválása •Hyperkalaemia •Fokozott Na+ reabszorpció •Aldoszteron •Magas tubuláris [HCO3-] •Alkalózis •Hypovolaemia Transzepitheliális Pot. Különbség Gy.cs-ban Na+ reabsz. Aldoszteron Tubuláris [HCO3-] Hypovolaemia gy.cs- princip sejt Na+ [Na+] K+ H+ / K+ i H+ + [Na ]e Na+ Na+/ K+ K+ [K+]e [K+]i K+ - 5 - 70 mV Luminalis + Basolateralis 13.4 A sav-bázis háztartás és a K+ szekréció viszonya Akut alkalózis Tubulussejtekben K+ felvétel Tubulussejtekben [K+ ]i HCO3- reabsz. Tubuláris [HCO3-] Gyûjtôcsatornában

potenciálkülönbség Tubulussejtekben H+ szekréció Tubulusfolyadék pH-ja Gyûjtôcsatornában luminalis PK Gyûjtôcsatornában K+ ürítés Hypokalaemia Tubulussejtekben a K+ H+-re cserélôdik Tubulussejtekben H+ szekréció Alkalózis állandósul K+ ürítés (x normál) 4 3 2 1 0 3.0 3.5 4.0 [K+]e 4.5 5.0 (mM) 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 Plazma aldoszteron (x normál) 4.6 [K+]e (mM) K+ ürítés (x normál) 13.5 A szabályozás hatékonysága 4.4 Normál 4.2 4.0 Aldoszteron-antagonista 3.8 0 50 100 150 200 Napi K+ bevitel (mmol) 13.6 Fokozott K+ bevitel kompenzációja K+ bevitel [K+]e Tubulussejtekben K+ felvétel [Na+] Tubulussejtekben [K+ ]i Aldoszteron szekréció i Gyûjtôcsatornában Na+ reabszorpció Gyûjtôcsatornában potenciálkülönbség Gyûjtôcsatornában K+ szekréció K+ ürítés Gy.cs luminalis membr. PK Vizeletürítés 13.7 A felsô és alsó húgyutak szerepe Vizelet folyamatos termelése - szakaszos ürülés

Tárolás (akaratlagos szabályozás) szükségessége és képessége: kontinencia (szobatisztaság) Felsô (vesemedence, ureter) és alsó (hólyag, urethra) húgyutak szerepe Ureterperisztaltika single-unit simaizom - nexusok miogén pacemaker aktivitás a vesemedencében ( f = 2-5 / min ) szimpatikus izgalom (α1 receptor) fokozza a kontraktilitást -> uretertónus Vesicoureteralis junkció jelentôsége (funkcionális sphincter) 13.8 A húgyhólyag mûködése A lapos telôdési fázis okai: •Receptív relaxáció (aktív tágulékonyság) a hólyag telôdésére adott reflexválasz 40 Nyomás (Hgmm) •Hólyagfal viszkoelasztikus jellege (elasztikus rostok passzív tágulékonysága) Cystometrogram Ürülési fázisban a hólyagnyomás meredeken nô és aktív kontrakciók jelennek meg. 30 Telôdési fázis 20 10 0 0 Ürülési fázis 100 200 300 400 Hólyagtérfogat (ml) Tehát a hólyag a falfeszülés növekedésére kétféle motoros mintázattal

reagálhat: - relaxáció: alacsony hólyagtérfogatnál (a telôdési fázisban) - kontrakció: magas hólyagtérfogatnál (az ürülési fázisban) 500 13.9 A hólyag beidegzése Kéreg Relé központ Lumbalis gerincvelô Híd SP Sacralis gerincvelô Szimpatikus efferens N. hypogastricus SP Paraszimpatikus efferens N. pelvicus Paraszimpatikus ganglion Belsô sphincter simaizom + - + Szomatikus efferens N. pudendus M. detrusor urinae + M ß2 Afferens N. pelvicus Feszítési receptor α1 + N Külsô sphincter vázizom 13.10 A hólyagtelôdés mechanizmusa Mérsékelt hólyagtelôdés + Hólyagfalban feszítési receptorok SP Afferens idegek - SYMP + SP AFF PAR - + - Substance-P + M ß2 + Sacralis gv. Lumbalis gv. Szomatikus efferens + AcCh Szimpatikus efferens NA + - SOM α1 + N Alaphelyzetben a hólyagbeidegzés telôdésre van beállítva. Ilyenkor az afferens bemenet automatikusan a szimpatikus efferensekre csatolódik át a lumbalis

gerincvelôben. Külsô sphincter, gátizmok kontrakció N rec. Belsô sphincter kontrakció α1 rec. - Paraszimp. efferens AcCh M. detrusor relaxáció M rec. ß2 rec 13.11 A hólyagürülés mechanizmusa: a vizelési reflex - SP Fokozott hólyagtelôdés Hólyagfalban feszítési receptorok + SYMP SP Afferens idegek AFF PAR Lumbalis gv. - + - + M ß2 + Substance-P SOM α1 N Sacralis gv. Paraszimp. efferens + AcCh Szimpatikus efferens - + Vizeléskor a hídban lévô reléközpont a fel- és leszálló pályák révén az a sacralis afferens bemenetet gerincvelôben lévô paraszimpatikus efferensekre irányítja át. Eközben a hasizmok kontrahálnak, de a lumbális szimpatikus átcsatolódás gátolt. Belsô sphincter relaxáció Külsô sphincter, gátizmok relaxáció Szomatikus efferens - M. detrusor kontrakció M rec. 13.12 A kontinencia feltételei, zavarai A hídban lévô reléközpont dönti el, hogy a falfeszülés növekedése, mint bemenô

jel, a gerincvelôi szimpatikus (telôdéskor) vagy paraszimpatikus (ürüléskor) kimenetre tevôdjék át (reciprok beidegzés). Ezt a reléközpont a felszálló pályákon át érkezô bemenet intenzitása alapján dönti el, és leszálló pályák segítségével hajtja végre. A reléközpont döntését csak az agykéreggel történt konzultáció után hozza meg - ez biztosítja a szabályozás akaratlagos jellegét. Kontinencia feltételei •lapos hólyagtelôdési görbe •külsô és belsô sphincterek, gátizmok integritása •reflexes szabályozás épsége (aff. és eff idegek, gerincvelô, híd, cortex) •a tanult viselkedési mintázat rögzülése Vizeletürítés zavarai •Gátizmok tónusának csökkenése: (nôknél szülés után) tüsszentés, köhögés vizeletcsorgást okoz (rövid nôi urethra !) •Deafferentált hólyag: (tabes dorsalis) reflexes ürülés hiányzik -> tág és petyhüdt hólyag -> retentio urinae •Gerincvelô sérülése:

(sacralis segmentumok feletti harántlézió) akaratlagos ürítés képessége elvész -> decentralizált hólyag incontinentia passiva -> incontinentia activa A tesztekrôl .kôkeményen