Biochemie ledvin

Základní úlohy ledvin Tvorba moči Složení moči Endokrinní funkce ledvin

Základní funkce ledvin Exkrece vody a látek rozpustných ve vodě Regulace intracelulárního pH a elektrolytové rovnováhy - homeostáza (Exkrece i homeostáza jsou řízeny hormonálně) Metabolická funkce (glukoneogeneze a degradace aminokyselin) Endokrinní funkce ledvi

Tvorba moči v nefronu zahrnuje 3 fáze glomerulární filtraci plasmy zpětnou resorpci vody a rozpuštěných látek do krevního oběhu sekreci určitých látek do moči

Glomerulární filtrace Ultrafiltrace krevní plasmy probíhá v glomerulu (ledvinové tělísko). Hnací sílou je tlak arteriální krve. Filtrem je glomerulární bazální membrána. Výsledkem glomerulární filtrace je primární moč. Primární moč je isotonická s krevní plasmou. Ultrafiltrát má stejné složení jako plasma s výjimkou bílkovin

Proximální tubulus Proximální tubulus je místem resorpce většiny nízkomolekulárních látek: Na+, K+ (aktivní transport Na+/K+ - ATPasa) Cl-, HCO3- (pasivní transport) S Na+ se transportuje voda (difúzí) a glukosa Aminokyselin (usnadněnou difúzí pomocí receptorů) a většiny Glc (receptory) Močovina se zpětně resorbuje do krve (pasivně) (i v Henleově kličce a distálním tubulu) Kreatinin se zpětně neresorbuje Resorpce 90% kyseliny močové

Henleova klička Další reabsorpce Na+ a Cl+ V descendentním raménku (sestupně) resorpce vody do intersticia – zvýšení osmolarity V ascendentním raménku transport Na+ – snížení osmolarity

Distální tubulus Resorpce Na+ z moči a absorpce K+ do moči. Aldosteron zvyšuje vylučování K+ a resorpci Na+. Sekrece H+ iontů H+ ionty se v moči spojí s HPO42- na H2PO4- (exkretován v moči) nebo se pojí s NH3 na NH4+ (exkretován v moči) Konečná koncentrace moči – distální tubulus a sběrací kanálek - AD

Složení moči Organické látky Anorganické látky

Organické látky Anorganické látky gramy/den močovina 20 – 30 kreatinin 1 – 1,5 k. močová 0,3 – 2,0 k. hippurová 0,15   glukosa < 0,16 ketolátky < 3 aminokyseliny < 1 – 3 bílkoviny < 0,15 Anorganické látky   mmol/den Cl- 120 – 240 Na+ 100 – 150 K+ 60 – 80 SO42- 30 – 60 NH4+ 30 – 50 HPO42- 10 – 40 Ca2+ 4 – 11 Mg2+ 3 – 6  

Ledviny a ABR Sekrece protonů Exkrece amoniaku

Recyklace elektrolytů a vody – hormonální regulace Parathormon Kalcitonin Antidiuretický hormon ADH Aldosteron Atriový natriuretický peptid (ANP) Kortisol

Parathormon (PTH) Je peptidový hormon příštitných tělísek Zvyšuje resorpci vápníku v distálních částech nefronu a současně inhibuje resorpci fosfátů Snižuje resorpci sodíku a zejména bikarbonátu Celkový efekt zvýšené koncentrace PTH je zvýšení koncentrace Ca2+ v plasmě a snížení koncentrace fosfátu.

Kalcitonin Je peptid, tvořený ve štítné žláze Inhibuje reabsorpci jak vápníku, tak fosfátů a snižuje jejich hladinu v plasmě Vzhledem k vápníku, má opačný účinek než parathormon

Kalcitriol Steroidní hormon tvořený v ledvinách Stimuluje reabsorpci vápníku i fosfátů

Antidiuretický hormon (ADH) ADH se secernuje z neurohypofýzy při vzestupu osmolarity vnitřního prostředí. ADH se naváže na membránový receptor. Aktivace adenylátcyklasy, produkce cAMP. Proteinkinasa aktivuje podjednotky tubulinu Změna konformace membránových bílkovin (aquaporiny). Usnadněný průtok vody do krve. Snížené vylučování vody (oligurie).

Aldosteron Mineralokortikoid, hormon kůry nadledvin V tubulech podporuje zpětnou resorpci Na+ (tím i vody) a zároveň podporuje vylučování K+ a H+. Syntéza aldosteronu je regulována renin-angiotensinovým systémem.

Atriový natriuretický peptid (ANP) Vytváří se v myokardu srdečních síní Vyvolává natriurézu zvýšením glomerulární fitrace nebo ANP působí na tubuly a zvyšuje exkreci Na+ Inhibuje sekreci reninu ANP působí opačně než angiotensin II: snižuje krevní tlak snižuje tvorbu aldosteronu inhibuje sekreci ADH

Kortisol Glukokortikoid, hormon kůry nadledvin Podporuje glukoneogenesu

Hormony ledvin Erytropoetin Kalcitriol Renin - angiotensin Kalikrein – kinin Prostaglandiny

Erytropoetin Polypeptidový hormon je tvořen v ledvinách Kontroluje diferenciaci kmenových buněk kostní dřeně Uvolňování je stimulováno hypoxií (nízký pO2) Zajistí, že prekurzorové buňky v kostní dřeni (erytroblasty) se přemění na erytrocyty a jejich koncentrace v krvi vzroste.

Kalcitriol Je tvořen v ledvinách 1,25 dihydroxycholekalciferol – steroidní hormon (aktivní forma vitaminu D) Cholekalciferol je hydroxylován v játrech v poloze 25 na kalcidiol (25-hydroxycholekalciferol) V ledvinách probíhá hydroxylace v poloze 1 na 1,25-cholekalciferol – kalcitriol. (1-hydroxylasu aktivuje parathormon) Kalcitriol stimuluje reabsorpci Ca2+ i fosfátů, čímž stoupá jejich hladina v plasmě

Renin - angiotensin systém Renin – proteasa, syntetizovaná a uvolňovaná juxtaglomerulárními buňkami ledvin v závislosti na: - snížení hladiny Na+ v moči v distálním tubulu - poklesu krevním tlaku v aferentní arteriole

Renin – angiotensin systém Renin štěpí (v plasmě) angiotensinogen na angiotensin I (dekapeptid), který je dále štěpen na angiotensin II (oktapeptid) enzymem peptidyl dipeptidasou A (ACE). ACE je lokalisován v membránách cév, hlavně v plicích. Angiotensin II je oktapeptid s funkcí hormonu a neurotransmiteru.

Účinky angiotensinu II Ledviny – zahajuje retenci Na+ a vody Mozek – zahajuje nárůst neurotransmiteru, který signalizuje pocit žízně, v hypofýze stimuluje uvolňování ADH Kůra nadledvin – stimuluje biosyntézu a uvolňování aldosteronu, který zahajuje retenci Na+ a vody v ledvině Působí vasokonstrikci arteriol v těle, a také aferentní arterioly, což vede ke zvýšení TK Všechny tyto účinky vedou přímo nebo nepřímo ke vzrůstu TK ve spojení s retencí Na+ a vody

Kallikrein - kinin Kallikrein se tvoří a je skladován v buňkách distálních tubulů Kallikrein uvolňuje z plasmatických globulinů (kininogenů) kininy (bradykinin, lysyl-bradykinin) Kininy degraduje ACE Kininy jsou vazodiltátory Stimulují v ledvinách syntézu a uvolňování prostaglandinů (PGE2) Výsledkem je: - zmenšení vazokonstrikčního a antidiuretického působení angiotensinu II - zvýšení vazodilatačního a diuretického působení kininů

Prostaglandiny Tvoří se v ledvinách Jsou pravděpodobně nejdůležitější mediátory stimulace sekrece reninu při ztrátě krve, poklesu TK a snížení krevního objemu. PGI2 (prostacyklin) zvyšuje vylučování Na+, K+ a vody. PGE2 i PGI2 mají vazodilatační účinky. PGF2alfa má vazokonstrikční účinky