Biochemické aspekty funkce ledvin

Prezentace na téma: "Biochemické aspekty funkce ledvin"— Transkript prezentace:

1 Biochemické aspekty funkce ledvin
Pavla Balínová

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

3 Funkce ledvin udržování stálého objemu ECT a ICT, její osmolarity, pH, koncentrace iontů vylučování katabolitů a cizorodých látek Z toho vyplývá: rychlý průtok krve ledvinami →↑ spotřeba O2 ledvinami vysoká spotřeba Glc, dále FA, laktátu, Pyr a glukogenních AA V ledvinách probíhá glomerulární filtrace, tubulární resorpce a sekrece.

4 Nefron jako funkční jednotka v ledvině
Obrázek byl převzat z

5 Glomerulární filtrace I
Pasivní děj - krevní plazma je filtrována přes molekulární síto: endotel kapilár bazální membrána: kolagen IV, glykoproteiny (fibronektin a laminin), GAG výběžky podocytů neomezeně prochází molekuly do Mr 5000 bez výrazného náboje negativní náboj bariéry odpuzuje negativně nabité částice (albumin)

6 Glomerulární filtrace II
míra glomerulární filtrace u dospělého je 2 ml/s = 120 ml/min = 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) při zánětech ledvin se rozšiřují póry → bílkoviny do moči (proteinurie)

7 Tubuly – dokonalá analytická laboratoř
analyzují primární moč a aktivně upravují její složení zpětnou resorpcí tubulární sekrecí na těchto dějích se podílí mnoho aktivních a pasivních transportérů hormonální regulace (ADH, aldosteron)

8 Proximální tubulus místo obligatorní (na hormonech nezávislé) resorpce: většiny Na+, Cl-, K+ a HCO3- asi 70% vody veškeré glukózy a aminokyselin Na+ je resorbován aktivně, voda, chloridy a bikarbonát jej pasivně sledují. glukóza a AA jsou resorbovány sekundárně aktivním transportem přes specifické transportéry močovina se do krve vrací pasivně (difúze)

9 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, naopak se do tubulu dostává močovina → ↑osmolarita vzestupné raménko je nepropustné pro vodu, ale je propustné pro Na+ a Cl- → ↓osmolarita zde se resorbuje dalších 20% filtrované vody

10 Osmotický gradient v Henleově kličce
mosmol/l Osmotický gradient se tvoří tím více, čím hlouběji zasahuje Henlova klička do dřeně ledvin…

11 Distální tubulus resorpce Na+ a exkrece K +, závislá na aldosteronu
zvyšuje zadržování Na+ a tekutin, zvyšuje vylučování K + působí v jádře indukci Na+/ K+ ATPázy na bazolaterální membráně zvyšuje sekreci H+

12 Sběrací kanálek finálně rozhoduje o objemu a osmolaritě definitivní moči ADH ovlivňuje propustnost sběracího kanálku (aquaporiny) pro vodu: v jeho přítomnosti se moč koncentruje, jak prochází hyperosmolární dření v nepřítomnosti ADH se voda neresorbuje, moč zůstává hypotonická

13 Transportní procesy v distálním tubulu a sběracím kanálku
Obrázek byl převzat z

14 Metabolismus vody – obligátní resorpce
ze 180 l glomerulárního filtrátu denně: % ( 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

15 Regulace objemu a osmolarity definitivní moči
…do distálního tubulu přichází denně asi l hypotonického filtrátu aldosteron - resorpce Na+ a vylučování K+ ADH - propustnost sběracího kanálku pro vodu definitivní moč: objem: 0,5 - 2 l/den, osmolarita: mosm/l, dle potřeb organismu tak, aby se udržela izovolemie

16 Poruchy objemu a osmolarity moči
Polyurie > 3 l/24 hod, znamená časté a hojné močení vyskytuje se zvl. u úplavice močové (diabetes insipidus), u diabetes mellitus, u chronických zánětů ledvin a močového měchýře Oligurie < 0,5 l/24 hod, je snížená produkce moči (dehydratace, renální selhání, zvětšená prostata) Anurie < 0,1 l/24 hod, může být příznakem tumoru nebo močového kamene/ů → neschopnost se vymočit

17 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+ Ca2+: - resorbován účinkem parathormonu (PTH) a kalcitriolu ● fosfáty: - resorpce je inhibována účinkem PTH a kalcitoninu

18 Ledviny (a plíce) jsou nejdůležitějšími orgány pro udržování ABR
Proximální tubulus reabsorpce HCO3- a sekrece H+ enzym karboanhydráza (CA) Čím větší pCO2, tím větší sekrece H+. Distální tubulus H+ -ATPáza secernuje H+ do lumen aldosteron sekreci H+ zvyšuje H+ v moči reaguje s NH3 reaguje s HPO42- pH moči se pohybuje mezi 4,5 – 8,0 PUFRAČNÍ SYSTÉMY

19 Pufrační systémy v moči

20 Vylučování dusíkatých katabolitů
Močovina (urea) je syntetizována v játrech pasivně prochází membránami má svou roli v protiproudovém systému Amoniak vzniká z Gln, má pufrační funkci v moči Kreatinin vzniká ve svalech, není ani resorbován ani secernován tubuly, používá se proto k vypočtení GF (kreatininová clearance) Kyselina močová je produktem degradace purinů kreatinin kyselina močová

21 Ledviny jako endokrinní orgán
renin-angiotenzinový systém, systém kalikrein-kinin a prostaglandiny ovlivňují především hemodynamiku (viz fyziologie) renin je !enzym! štěpící angiotenzinogen → angiotenzin I → angiotenzin II v kůře nadledvin stimuluje biosyntézu a uvolňování aldosteronu erytropoetin – peptidový hormon secernovaný při hypoxii (↓ pO2) → stimuluje diferenciaci erytroblastů → ery kalcitriol (vitamin) D3: v kůži ze 7-dehydrocholesterolu vzniká cholekalciferol, v játrech 25-hydroxylace, následně v ledvinách 1-hydroxylace za vzniku aktivního kalcitriolu (1,25 –dihydroxy-cholekalciferol)

22 Systém renin-angiotenzin-aldosteron
Obrázek byl převzat z

23 Úloha ledvin v metabolismu
metabolicky aktivní jsou hlavně tubulární epitelie ATP pro aktivní transporty pochází z aerobní oxidace laktátu, glutaminu a FA za hladovění významný orgán glukoneogeneze (Gln, laktát, glycerol, Fru) ledviny vychytávají glutamin z plazmy ↓ glutamináza glutamát + NH MOČ ↓ glutamátdehydrogenáza 2-oxoglutarát + NH MOČ ↓ citrátový cyklus Pozn. glutamináza je lokalizována ve vnitř. mitoch. membráně a je aktivována kortizolem a katecholaminy.

24 Renální selhání hyperkalémie
vzestup plazmatických koncentrací urey a kreatininu tendence k acidóze změny v objemu ECT u chronické RI též anémie (erytropoetin) a postižení kostí (vit. D)

25 Vyšetřování moči Fyzikální vyšetření:
objem, hustota, barva, zápach, pěna, pH Chemické vyšetření: ionty: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Li+, Cl-, fosfáty dusíkaté metabolity: urea, kreatinin, kyselina močová bílkovina, glukóza, ketolátky, enzymy, hormony Funkční vyšetření ledvin: kreatininová clearance Mikroskopické vyšetření: neorgánové součásti (krystaly solí) a orgánové součásti (buňky) Mikrobiologické vyšetření: ● přítomnost bakterií, plísní nebo kvasinek

26 Patologické součásti moči
↑ proteiny → proteinurie (záněty ledvin nebo dolních močových cest, těhotenství) fyziologicky se denně vyloučí asi 150 mg proteinů ↑glukóza → glykosurie (diabetes mellitus, emoční stres) ledvinový práh pro Glc je asi 9 – 10 mmol/l ↑ketolátky → ketonurie (hladovění, diabetes, těhotenství, zvýšený metabolismus tuků) Další patologické součásti: bilirubin, krev (ery, Hb),…

27 Urolitiáza tvorba močových konkrementů (kamenů)
kameny jsou součástí neorgánového močového sedimentu nejčastěji složeny z oxalátu Ca nebo fosforečnanu Ca urátové kameny (z kys. močové) - dna, kyselé pH moči krystaly oxalátu krystaly kyseliny močové Obrázky byly převzaty z - Atlas močového sedimentu On-line

28 Souhrn udržují stálý objem a složení ECT (izovolumie, izoionie, izohydrie) vylučují dusíkaté katabolity jsou zdrojem i cílovým orgánem několika hormonů ovlivňují hemodynamiku (TK), ABR, intermediární metabolismus, krvetvorbu, kosti,….