Biochemické aspekty funkce ledvin František Duška

Přehled Funkce jednotlivých částí nefronu Ledviny a vnitřní prostředí –objem ECT –složení ECT Vylučování dusíkatých katabolitů Ledviny a endokrinní systém Ledviny a intermediární metabolismus

Nefron

Glomerulární filtrace I. Pasivní děj - krevní plazma je filtrována přes molekulární síto: –endotel kapilár –bazální membrána: kolagen IV., glykoproteiny –výběžky podocytů Negativní náboj bariéry odpuzuje negativně nabité částice (albumin)

Glomerulární filtrace II. Je přefiltrováno asi 20% protékající plazmy (2 ml/s), tj. cca l/den Primární moč: –s výjimkou proteinů je identická s plazmou –obsahuje i některé proteiny, které jsou pak resorbovány v tubulech (α2 a β2 mikroglobulin, lysozym)

Proteinurie znamená patologické množství bílkoviny v moči (tj. nad 0.15 g/24 hod), je častým příznakem onemocnění ledvin Poškození glomerulu: –mechanické: neselektivní p. –ztráta neg. náboje: selektivní p. Tubulární p.: α2 a β2 mikroglobulin, lysozym) Prerenální: myoglobin, Hb aj.

Tubuly - dokonalá analytická laboratoř Analyzují primární moč a aktivně upravují jeho složení –zpětnou resorpcí –tubulární sekrecí Na těchto dějích se podílí mnoho aktivních a pasivních transportérů Hormonální regulace (ADH, aldosteron)

Proximální tubulus Místo obligatorní (na hormonech nezávislé) resorpce: –většiny Na +, Cl-, K +, 70% vody –veškeré glukózy a aminokyselin –bikarbonát Na + je resorbován aktivně, voda, chloridy a bikarbonát jej pasivně sledují Glukóza a AK jsou resorbovány sekundárně aktivním transportem

Henleova klička Její funkcí je vytvářet hyperosmolární prostředí ve dřeni ledvin, které pak umožní koncentrovat moč ve sběracím kanálku Protiproudový multiplikační systém – sestupné raménko propustné pro vodu – vzestupné s aktivním kotransporérem Na + K + 2Cl - Zde se resorbuje dalších 20% filtrované vody

Distální tubulus Resorpce Na + a exkrece K +, závislá na aldosteronu Resorpce dalších 0 - 5% filtrované vody Aldosteron: –zvyšuje zadržování Na + a tekutin, zvyšuje vylučování K + – působí v jádře indukci Na + K + ATPasy na bazolaterální membráně –zvyšuje sekreci H +

Sběrací kanálek Definitivně rozhoduje o objemu a osmolalitě definitivní moči ADH ovlivňuje propustnost sběracího kanálku pro vodu – v jeho přítomnosti se moč koncentruje, jak prochází hyperosmolární dření –v nepřítomnosti ADH se voda neresorbuje, moč zůstává hypotonická

Metabolismus vody - obligátní resorpce Ze180 l glomerulárního filtrátu denně: –60-70% ( l) je obligátně resorbováno v proximálním tubulu –asi 20% (40 l) v protiproudovém systému Henleovy kličky –zbude asi 20 l hypotonické moči, která přijde do distálního tubulu…... zde začíná prostor pro možnou regulaci

Regulace objemu a osmolality definitivní moči …do distálního tubulu přichází denně asi l hypotonického filtrátu Aldosteron - resorpce Na + a vylučování K + ADH - propustnost sběracího kanálku pro vodu izovolemieDefinitivní moč: l/den, mosm/l, dle potřeb organismu tak, aby se udržela izovolemie

Poruchy objemu a osmolarity moči Polyurie = > 3 l/24 hod –osmotická diuréza –vodní diuréza Oligurie = < 0.5 l/24 hod Anurie = < 0.1 l/24 hod Izostenurie

Izoionie - stálost iontového složení Na + : aktivní transport je motorem pro udržení stálého objemu ECT K + : – resorbován v proximálním tubulu –secernován v distálním tubulu (aldosteron) –antiport s Na +, soutěží s H + Ca 2+ a fosfáty: PTH a vit. D

Ledviny (a plíce) jsou nejdůležitějšími orgány pro udržování acidobazické rovnováhy Vylučují netěkavé kyseliny, zadržují bikarbonát

Izohydrie I. proximální tubulus Reabsorpce bikarbonátu Sekrece H + Karboanhydrasa Čím větší pCO2, tím větší sekrece H +

Distálně tubulární sekrece H + H + ATPasa secernuje H + do lumen Aldosteron sekreci H + zvyšuje H + v moči –reaguje s NH 3 (glutaminasa, GDH) –reaguje s HPO 4 2- pH moči se pohybuje mezi

Vylučování dusíkatých katabolitů Močovina (urea) –syntetizována v játrech –pasivně prochází membránami –má svou roli v protiproudovém systému Amoniak vzniká z glutaminu, má pufrační funkci v moči Kreatinin vzniká ve svalech, není ani resorbován ani secernován tubuly, používá se proto k vypočtení GF (clearance kreatininu)

Ledviny jako endokrinní orgán Renin-angiotensinový systém, systém kalikrein-kinin a prostaglandiny ovlivňují především hemodynamiku (viz fyziologie) Erytropoetin Vznik vitaminu D3: v kůži ze 7- dehydrocholesterolu vzniká cholekalciferol, v játrech 25-hydroxylace, následně v ledvinách 1-hydroxylace za vzniku aktivního kalcitriolu (1,25 - dihydroxycholekalciferol)

Úloha ledvin v metabolismu Metabolicky aktivní jsou hlavně tubulární epitelie. ATP pro aktivní transporty z aerobní oxidace laktátu, glutaminu a MK Za hladovění významný orgán glukoneogeneze (a ketogeneze?) Glutamin...

Renální selhání Hyperkalemie Vzestup urey a krea v plazmě Tendence k acidoze U chronické RI též anemie (EPO), postižení kostí (vit. D) Změny objemu ECT

Urolithiasa Močové konkrementy (kameny) Nejčastěji Ca-oxalát či Ca-fosfát Urátové (z kys. močové) - dna, kyselé pH moči Struvitové (Mg, NH4-fosfát) u chronických zánětů (ureasa bakterií - alkalická moč) Cystinové - u vroz. defektů mtb. Cys

Souhrn Ledviny udržují stálý objem a složení ECT (izovolumie, izoionie, izohydrie) Vylučují dusíkaté katabolity Jsou zdrojem i cílovým orgánem mnoha hormonů Ovlivňují hemodynamiku (TK), ABR, metabolismus, krvetvorbu, kosti...