2008-02-13

Njurens Fysiologi

Ainhoa IndurainST-läkare

Njurmedicinska Kliniken,US

Kroppens vätskerum

Anatomi

Aorta

Arteria renalisVena cava inferior

Vena renalis

Uretär

Urinblåsa

Anatomi

Cortex

Medullan

Kapsel

Uretär

Pelvis

Nefron

Glomerulus.

Tubulus:Proximal.Henles slynga.Distal.

Samlingsrör.

Juxtaglomedullärapparat.

Nefron

Njurens funktionella enhet.Ca 1 miljon i varje njure.2 typer av nefron:– Kortical.– Juxtamedullär.

Njurens Funktioner

Utsöndring av vattenlösliga ämnen (blodrening) Reglering av kroppens vätskevolymer.Reglering av osmolaritet.Reglering av blodtrycket.Reglering av syra-bas balans.Hormonproduktion: renin, erytropoyetin,

1,25-dihydroxivitamin D3.Glukoneogenes (nybildning av glukos)

Vaskulär anatomi

Vaskulär anatomi

BlodflödeRenalt blodflöde (RBF) = 1,2l/min ~20-25% av hjärtminutvolymen.

90% av RBF går till kortex.

RBF minskar med åldern.

RBF ökar vid graviditet ( +50%)

Vid ensidig nefrektomi , RBF ökar successivt i den kvarstående njuren. RBF kan dubbleras på 2 veckor.

Autoreglering

Njurarnas tryckautoregleringMekanismer:

1.- Myogen hypotes.

2.- Tubuloglomerulär feedback (TGF)

3.- Andra mekanismer.

1.-Myogen Hypotes

Kontraktionen i blodkärlsglatta muskulatur beror påtensionen,dvs,trycket i kärlen: myogen aktivitet

a.a. e.a.

Distala

tubuli

Macula

densa

Efferentarteriol

Bowmans kapsel

Glomerulus

Proximalatubuli

Yuxtaglomeruläraceller

Afferentarteriol

2.-Tubuloglomerulär Feedback

3.- Andra Mekanismer

Sympaticus stimulation.

Prostaglandiner: Pg E2, Pg I2.

FiltrationReabsortionSekretion

Exkretion

BowmansKapsel

Afferentarteriol

Glomeruli

Effetentarteriol

Peritubulär Kapillär

ProximalaTubili

Distala tubuli

Renal VenSamlingsrör

Henles

Slynga

Exkretion = Filtration + Sekretion - Reabsortion

Glomeruli

Urin

FiltrationReabsortionSekretion

Exkretion

BowmansKapsel

Afferentarteriol

Glomeruli

Effetentarteriol

Peritubulär Kapillär

ProximalaTubili

Distala tubuli

Renal VenSamlingsrör

Henles

Slynga

Exkretion = Filtration + Sekretion - Reabsortion

Glomerulus

Glomerulus

Filtreringsbarriär

Kapillärväggarna i glomeruli bestämmer vad och hur mycket filtreras in i Bowmans kapsel.

Tillåter filtrera stora vätskemängder av plasman men förhindrar filtrering av stora makromolekyler.

Barriären har 4 viktiga komponenter: – podocyter– basalmembran– endotel – glycocalyx.

Barriärens komponenter

glykocalyx

När barriären skadas…

Glomerulär Filtration

Blodplasma filtreras från blodet i glomeruluskapillärernain i Bowmans kapsel.Blodtrycket som ger tryckgradienten”Primär urin”.Liknar den

interstitiella vätskan.

Kapillärernas filtrationsegenskap

Hydrostatiskt tryck konstant.

Onkotiskt (kolloidosmotiskt) tryck ökar under kapillärernas väg.

Onkotiskt tryck saknas in i Bowmans kapsel.

PGC= Glomerular hydrostatic pressure

PBC= Bowmans capsule pressure

Π GC= Glomerular colloid osmotic pressure

60mmHg 32mmHg

18mmHg

NFP= PGC-PBC- ΠGC

=

GFR: Den Glomerulära Filtrationshastighet

Den glomerulära filtrationshastighet (GFR)=volym primärurin per tidsenhet som produceras i njurarnas glomeruli. Uppgår till 180l/dygn eller 125ml/min.

180L primärurin/dygn genom filtration i glomeruli.

2/3 del reabsorberas i proximala tubuli och den resterande 1/3 delen i övriga nefronet.

Normalt återstår 1-2L färdig urin.

Clearance

Njurens GFR kan bestämmas medclearencebestämning för en substans.

Clearence betyder rening och defineras somden volym plasma som fullständigt renas frånsubstansen ifråga per tidsenhet.

Speglar antalet fungerande nefron.

Viktigaste mått på hur njurarna fungerar.

Clearence

Oftast bestäms genomatt injicera en testsubstansintravenöst, Iohexoleller Cr51-EDTA.

Iohexol och Cr51-EDTA filtreras fritt i glomeruli. Utsättsvarken för reabsortioneller sekretion i tubuli.

Uppskattning av clearance från s-kreatinin, ålder, längd, vikt, kön, t.ex.

Cockcrofts & Gaults ekvation:

60 x (140 –ålder) x kroppsvikt (kg)Män Ccr =

S-kreatinin (µmol/l) x 50

52 x (140 –ålder) x kroppsvikt (Kg)Kvinnor Ccr=

S-kreatinin(µmol/l) x 50

FiltrationReabsortionSekretion

Exkretion

BowmansKapsel

Afferentarteriol

Glomeruli

Effetentarteriol

Peritubulär Kapillär

ProximalaTubili

Distala tubuli

Renal VenSamlingsrör

Henles

Slynga

Exkretion = Filtration + Sekretion - Reabsortion

Reabsorption

Mekanismen som gör möjligt att återfåde ämnen som är oumbärliga till cellerna.

Både passiva samt aktiva transport-mekanismer.

I proximala tubuli reabsorberas 2/3 av GFR.

Reabsorption

Under normala förhållanden reabsorberasnästan all glukos, aminosyror, kalium och bikarbonat, och andra ”nyttigheter”i proximala tubuli.

Mekanismer bakom transport

PassivPassiv (Diffusion)(Diffusion)– Kemisk/elektrisk gradient– Genom cellmembran– Genom transportmolekyler eller kanalerAktivAktiv– Primär aktiv transport– Sekundär aktiv transport

Diffusion

Diffusion

Primär aktiv transport: Na/K-ATPas

Salterna förs från en låg koncentration till en hög med hjälp av ATP konsumtion.

Sekundär aktiv transport:Na+/2Cl-/K+ symport

Na+ & Cl- reabsorberas in i den tjockadelen av ascenderande Henles slynga

Reabsorption

Cellerna i proximala tubuli innehåller rikligt med Na+/K+- ATPas. Ca 80% av Natrium reabsoberas där.

Vid inträde till distala tubuli har 80% av filtrerat vatten reabsorberats.

Reabsorption

Anledning till att proximala tubuli och dencenderande Henles slynga har så hög vattentransport är att cellerna är rikligt försedda med aquaporiner.

Aquaporiner: proteiner som ökar cellmembranens vattenpermeabilitet.

FiltrationReabsortionSekretion

Exkretion

BowmansKapsel

Afferentarteriol

Glomeruli

Effetentarteriol

Peritubulär Kapillär

ProximalaTubili

Distala tubuli

Renal VenSamlingsrör

Henles

Slynga

Exkretion = Filtration + Sekretion - Reabsortion

SekretionMekanismen som gör att olika ämnen förs från peritubulära kapillärerna in i tubuli.

Bara aktiva transport- mekanismer.

Elimineras substanser som urea och urinsyra.

I distala tubuli sker sekretion av kalium.

Reglerar pH-värde genom sekretionen av vätejoner.

Osmolaritet Mängder av lösta partiklar som finns i 1L vatten (mOsm/L)

Countercurrent Mekanism

Descenderande Henles slyngaär mycket permeabel för vatten och impermeabel för natrium och klorid.Ascenderande Henles slynga(den tjocka delen) är impermeabel för vatten och transporterar aktivt ut natrium och klorid.Samlingsrören i märgen är permeabel för urea även något för natrium.

Countercurrent Mekanism

Countercurrent Mekanism

Na

Na

H20

H20

Na

Na Na

Na

Countercurrent Mekanism

Producerar en stor vertikal osmotisk gradient med hög osmolaritet längst ner i märgen.

Countercurrent Mekanism

Countercurrent Mekanism

Urinvolym - Antidiuretiskt Hormon (ADH)ADH är det absolut viktigaste reglersystemet när det gäller

kroppens volym och osmolaritet

Utan ADH: Samlings röret är icke permeabelt för vatten och produceras stora urinvolymer

Med ADH: Samlings röret är permeablet för vatten och produceras små urinvolymer.

Syra-bas balansen

Absortion av bikarbonat med hjälp avkarbanhydras.

Sekretion av vätejoner(H+) som bindstill ammoniak(NH3) i urinen(=ammoniumjoner NH4

+)

Njuren som endokrint organ

Erytropoietin,EPO.

Vitamin D3.

Parathyroidea hormon,PTH.

Renin.

Erytropoietin, EPO

Glykoprotein som bildas i njurarna.Bildas troligen i endotelceller i peritubulära kapillärer nära den tjocka delen av Henles slynga (TAL)TAL fungerar som syrgassensor som gör att vid lågt 02 EPO bildas och frisättes,Hb stiger,mer syrgas till TAL. Utan EPO blir hemoglobinhalten i blodet. inte mer än 50-60g/l (mot 140g/l normalt)

Vitamin D3

Vitamin D bildas i huden men slutaktivering sker i njuren =>1,25-(OH)2-D3(i proximala tubuliceller)

Aktivt vitamin D3 stimulerar upptag av kalcium (+fosfat+magnesium) från tarmen.

Parathyroidea hormon, PTH

PTH bildas inte i njurarna men har viktiga njureffekter.Bildas i huvudcellerna i parathyroidea.Det frisättes av lågt s-Ca.Stimulerar till ökning av Ca-koncentration genom:– Ökad benresorption.– Samt njureffeter i form av ökad vitamin D3

produktion,ökad Ca-reabsorption,ökad utsöndring av fosfat.

PTH-Vitamin D3-Skelett

NjursviktmekanismerRenal osteodystrofi

P

++

serum calcium