Σωληναριακή επεξεργασία σπειραματικού διηθήματος Χ. Ν. Σκαλιώτη Πανεπιστημιακή Νεφρολογική Κλινική & Μονάδα Μεταμοσχεύσεων Νεφρού ΓΝΑ «Λαϊκό»
Δομή του Νεφρώνα - Glomerulus Σπείραμα - Proximal Convoluted Tubule Εγγύς Εσπειραμένο Σωληνάριο -Loop of Henle Αγκύλη Henle - Distal Convoluted Tubule Άπω Εσπειραμένο Σωληνάριο -Collecting Duct Αθροιστικός πόρος
Βασικά χαρακτηριστικά νεφρικής λειτουργίας Glomerular Filtration Rate Ρυθμός Σπειραματικής Διήθησης 125 ml/min 180 L/24h Urine Rate Ρυθμός Διούρησης 1-2 ml/min 1,5 L/24h
Tubular lumen: Αυλός σωληναρίου Tubular epithelial cell: Σωληναριακό επιθηλιακό κύτταρο Peritubular capillary: Περισωληναριακό τριχοειδές Κορυφαία μεμβράνη Πλαγιο-βασική μεμβράνη Vander J. A., Sherman J., Luciano D, Tσακοπουλος M, Human Physiology, 8 th ed
Οδοί Σωληναριακής Μεταφοράς Διακυτταρική οδός Διαμέσου της κυτταρικής μεμβράνης Παρακυτταρική οδός Διαμέσου των στεγανών συνάψεων (tight junctions) μεταξύ των κυττάρων García N H et al, Physiology 1998;13:38-43
Νεφρικό Σωληνάριο - Λειτουργίες Επαναρρόφηση - Ενεργητική μεταφορά διαλυμένων ουσιών Αυλός του σωληναρίου Σωληναριακά κύτταρα Μεσοκυττάριο υγρό Περισωληναριακά τριχοειδή ΑΙΜΑ - Παθητική μετακίνηση ύδατος με ώσμωση Παθητική μετακίνηση διαλυμένων ουσιών Vander J. A., Sherman J., Luciano D, Tσακοπουλος M, Human Physiology, 8 th ed
Νεφρικό Σωληνάριο - Λειτουργίες Έκκριση Μεταφορά διαλυμένων ουσιών (K +, H +, NH 4+, κρεατινίνη, οργανικά οξέα, φάρμακα) Περισωληναριακά τριχοειδή Μεσοκυττάριο υγρό Σωληναριακά κύτταρα Αυλός του σωληναρίου ΟΥΡΑ
Απέκκριση με ούρα Σπειραματική διήθηση - Σωληναριακή επαναρρόφηση + Σωληναριακή έκκριση Vander J. A., Sherman J., Luciano D, Tσακοπουλος M, Human Physiology, 8 th ed
Διήθηση, Επαναρρόφηση, Απέκκριση Ουσιών Διήθηση (meq/24h) Επαναρρόφηση (meq/24h) Αποβολή ουσίας (meq/24h) Επαναρρόφηση % Γλυκόζη 180 180 0 100 HCO 3 4.320 4.318 2 99,9 Νάτριο 25.560 25.410 150 99,4 Χλώριο 19.440 19.260 180 99,1 Ύδωρ 169 167,5 1,5 99,1 Ουρία 48 24 24 50 Κρεατινίνη 1,8 0 1,8 0 Σωληναριακή Επαναρρόφηση Εκλεκτική διαδικασία
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Ενεργητική μεταφορά Πρωτογενής Δευτερογενής Πινοκύτωση Παθητική μεταφορά
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Πρωτογενής Ενεργητική Μεταφορά Μετακίνηση διαλυμένων ουσιών έναντι ηλεκτροχημικού πρανούς Χρησιμοποιεί άμεσα ενέργεια από διάσπαση φωσφορικής ένωσης Υδρόλυση ATP Πρωτεΐνες - Μεταφορείς (Αντλίες) Νάτριο Kάλιο ATPάση Υδρογόνο ATPάση Υδρογόνο Κάλιο ATPάση Ασβέστιο ATPάση
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Πρωτογενής Ενεργητική Μεταφορά Έναντι ηλεκτροχημικού πρανούς Χρησιμοποιεί άμεσα ενέργεια από το ATP
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Πρωτογενής Ενεργητική Μεταφορά Περισωληναριακό Τριχοειδές Σωληναριακά κύτταρα Αυλός σωληναρίου Μεσοκυττάριο υγρό
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Δευτερογενής Ενεργητική Μεταφορά Δύο ή περισσότερες ουσίες αλληλεπιδρούν με ειδική μεταφορική πρωτεΐνη και μετακινούνται κατά μήκος της μεμβράνης. Συμμεταφορά Μετακίνηση ουσιών προς την ίδια κατεύθυνση Αντιμεταφορά Μετακίνηση ουσιών προς αντίθετη κατεύθυνση
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Δευτερογενής Ενεργητική Μεταφορά Δε χρησιμοποιεί άμεσα ενέργεια από το ATP Η ενέργεια παράγεται από τη μετακίνηση Να + προς το κύτταρο Ειδικές μεταφορικές πρωτεΐνες Συμμεταφορείς Αντιμεταφορείς Νa + - Γλυκόζη Νa + - H + Νa + - Αμινοξέα Νa + - NH + 4 Νa + - K + - 2Cl Νa + - Ca + 2 K + - Cl - Cl - - HCO - 3
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Δευτερογενής Ενεργητική Μεταφορά Συμμεταφορά Δευτερογενής επαναρρόφηση Γλυκόζης - Αμινοξέων
Μηχανισμοί Μεταφοράς Ουσιών στο Σωληνάριο Δευτερογενής Ενεργητική Μεταφορά Αντιμεταφορά Δευτερογενής έκκριση Η +
Πινοκύτωση Μηχανισμός ενεργητικής μεταφοράς - επαναρρόφησης Επαναρρόφηση πρωτεϊνών στο εγγύς σωληνάριο Πρωτεΐνη + ψηκτροειδής παρυφή κορυφαίας μεμβράνης σωληναριακού κυττάρου Εγκόλπωση Μεταφορικό μόριο που περιέχει την πρωτεΐνη Διάσπαση προς αμινοξέα Επαναρρόφηση προς το μεσοκυττάριο υγρό
Transport maximum, Tm Μέγιστο όριο μεταφοράς Μέγιστο Όριο Μεταφοράς -Μέγιστος ρυθμός μεταφοράς της διαλυμένης ουσίας - Κορεσμός - Γλυκόζη Τm: 375mg/min Ουδός απέκκρισης: 200 mg/100ml
Παθητική Μεταφορά Παθητική επαναρρόφηση ύδατος Ώσμωση Μέσω στεγανών συνάψεων κυρίως στο εγγύς Παθητική επαναρρόφηση διαλυμένων ουσιών Διάχυση Συνεπαγωγή Solvent Drag
Παθητική Μεταφορά Ώσμωση Διάχυση Συνεπαγωγή
ΕΠΑΝΑΡΡΟΦΗΣΗ & ΕΚΚΡΙΣΗ ΣΤΑ ΔΙΑΦΟΡΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΣΩΛΗΝΑΡΙΟΥ
Εγγύς σωληνάριο Χαρακτηριστικά κυττάρων Μεγάλος αριθμός μιτοχονδρίων Εγγύς σωληνάριο Αύξηση επιφάνειας μεμβράνης - Εκτεταμένη ψηκτροειδής παρυφή με μόρια πρωτεϊνών-φορέων Ισοωσμωτικό - Διακυτταρικοί δίαυλοι Βασικοί δίαυλοι
Εγγύς σωληνάριο Επαναρρόφηση Πλήρης Γλυκόζη, Αμινοξέα: 100% Μερική Η 2 Ο& Να + : 65 % HCO 3,Κ + (2/3), Cl - Εγγύς σωληνάριο Ισοωσμωτικό Έκκριση Η +, Οργανικά οξέα, Βάσεις
Έκκριση στο εγγύς σωληνάριο Τελικά προϊόντα του μεταβολισμού Οξαλικά, χολικά, ουρικά άλατα Φάρμακα όπως η πενικιλλίνη Δεν επαναρροφώνται Αποβάλλονται ταχέως από τον οργανισμό
Εγγύς σωληνάριο Επαναρρόφηση Νa + : 65% Συμμεταφορά Είσοδος στο κύτταρο με - Γλυκόζη, Αμινοξέα Αντιμεταφορέας Νa + - Η + Νa + - K + ATPάση
Αγκύλη Henle Λεπτό Τμήμα Κατιόν Ανιόν Παχύ Τμήμα Ανιόν Renal Physiology, Functional Renal Anatomy
Αγκύλη Henle Λεπτό Τμήμα Λεπτό επιθήλιο, Χωρίς ψηκτροειδή παρυφή Λίγα μιτοχόνδρια Κατιόν σκέλος - Μεγάλη διαπερατότητα στο H 2 O - Μέτρια διαπερατότητα σε Na +, ουρία - Επαναρροφάται 20% H 2 O Ανιόν σκέλος: - Μικρή διαπερατότητα στο H 2 O - Παθητική μεταφορά NaCl Ωσμωτικότητα σωληναριακού υγρού 1200 mosm Renal Physiology, Functional Renal Anatomy
Αγκύλη Henle Παχύ Τμήμα Κύτταρα πάχους Μιτοχόνδρια Υποτυπώδης ψηκτροειδή παρυφή Λίγοι δίαυλοι Ισχυρές στεγανές συνάψεις Ενεργητική μεταφορά Na +, Cl -, K + (25%) Αδιαπέραστο σε H 2 O, ουρία Παθητική μεταφορά Ca, Mg Renal Physiology, Functional Renal Anatomy
Αγκύλη Henle Επαναρρόφηση Na + : 25%
Άπω Εσπειραμένο Σωληνάριο & Αθροιστικό σωληνάριο Αρχικό τμήμα άπω σωληναρίου Αρχίζει από την παρασπειραματική συσκευή Αρχικό τμήμα: Τμήμα αραίωσης Τελικό τμήμα άπω σωληναρίου & αθροιστικό σωληνάριο Τελικό τμήμα άπω σωληναρίου & αθροιστικό σωληνάριο Renal Physiology, Functional Renal Anatomy
Άπω Εσπειραμένο Σωληνάριο Τμήμα αραίωσης: Αδιαπέρατο σε H 2 O, ουρία Επαναρρόφηση Na + : 5 % Συμμεταφορέας Na + - Cl - Ευρεία επαναρρόφηση ιόντων Renal Physiology, Functional Renal Anatomy
Άπω Εσπειραμένο & Αθροιστικό σωληνάριο Τελικό τμήμα Κύρια κύτταρα: Επαναρρόφηση Na + Έκκριση Κ + Νa + - K + ATPάση Εμβόλιμα κύτταρα: Επαναρρόφηση Κ +, HCO 3 Έκκριση Η + (οξινοποίηση ούρων) Μεμβράνες αδιαπέραστες στην ουρία Επαναρρόφηση Na +, Έκκριση Κ + Αλδοστερόνη Διαπερατότητα προς το H 2 O ποικίλλει Η + ATPάση Κύρια κύτταρα Αντιδιουρητική ορμόνη Εμβόλιμα κύτταρα Renal Physiology, Functional Renal Anatomy
Αθροιστικός πόρος Κυβοειδή κύτταρα Λεία επιφάνεια Λίγα μιτοχόνδρια Μυελικός αθροιστικός πόρος Μεμβράνες διαπερατές στην ουρία Επαναρρόφηση ουρίας Διάχυση προς την αγκύλη Henle Διαπερατότητα προς το H 2 O ποικίλλει Αντιδιουρητική ορμόνη Επαναρρόφηση Na + : 3-8% Ενεργητική έκκριση Η + Renal Physiology, Functional Renal Anatomy
Glomerular Filtration Rate Ρυθμός Σπειραματικής Διήθησης 125 ml/min Ρυθμός επαναρρόφησης στα περισωληναριακά τριχοειδή 124 ml/min
Επαναρρόφηση= Κf x Καθαρή δύναμη επαναρρόφησης +7 mmhg Pc: Υδροστατική πίεση στα περισωληναριακά τριχοειδή Πc: Κολλοειδωσμωτική πίεση στα περισωληναριακά τριχοειδή Pif: Υδροστατική πίεση στο μεσοκυττάριο χώρο Πif: Κολλοειδωσμωτική πίεση στο μεσοκυττάριο χώρο +17 mmhg Kf (Ρυθμός επαναρρόφησης/καθαρή Δύναμη Επαναρρόφησης) : 124/10: 12,4 ml/min/mmhg Καθαρή Κολλοειδωσμωτική πίεση Καθαρή Υδροστατική πίεση
Ορμονική ρύθμιση σωληναριακής επαναρρόφησης Αλδοστερόνη Επαναρρόφηση Na +, Έκκριση Κ + στο αθροιστικό σωληνάριο Αγγειοτασίνη ΙΙ Επαναρρόφησης Na + & Η 2 Ο από το εγγύς έως το άπω σωληνάριο, σε ΑΠ - Έκκριση αλδοστερόνης - Αγγειοσύσπαση απαγωγού αρτηριολίου: RBF, FF - Νa + - K + ATPάση Αντιμεταφορέας Νa + - Η + Αντιδιουρητική ορμόνη Επαναρρόφησης Η 2 Ο από το άπω έως τον αθροιστικό πόρο RBF: Renal Blood Flow, FF: Filtration Fraction
Κάθαρση ουσίας - Clearence Ο όγκος του πλάσματος που καθαίρεται πλήρως από την ουσία στη μονάδα του χρόνου. Cs = Us x V / Ps Ινουλίνη Διηθείται ελεύθερα, δεν επαναρροφάται, δεν εκκρίνεται Δε μεταβολίζεται Βιολογικά αδρανής, μη τοξική Κάθαρση ινουλίνης: Ιδανικός δείκτης GFR
Xρήση της κρεατινίνης ως δείκτη εκτίμησης του GFR Όχι ιδανικός δείκτης διήθησης Έκκριση από σωληνάριο Παραγωγή κρεατινίνης: συσχέτιση με μυϊκή μάζα Απώλεια μυϊκής μάζας σε: ηλικία, κίρρωση, χρόνια νοσήματα (!) του GFR παρά την σταθερή scr Καμπύλη συσχέτισης Cr με GFR: υπερβολή: μικρές μεταβολές scr μεγάλες μεταβολές GFR
Καμπύλη συσχέτισης Cr με GFR: υπερβολή μικρές μεταβολές scr μεγάλες μεταβολές GFR σε χαμηλές τιμές Cr
Ρύθμιση των φυσικών δυνάμεων στα περισωληναριακά τριχοειδή Pc: Eπαναρρόφησης αντιστάσεων στο προσαγωγό & απαγωγό αρτηριόλιο αρτηριακής πίεσης Πc: Eπαναρρόφησης συγκέντρωση πρωτεϊνών στο πλάσμα κλάσμα διήθησης ( FF: GFR/RPF) Kf : Eπαναρρόφησης Μειωμένη μετακίνηση δ/νων ουσιών & ύδατος προς τα περισωληναριακά τριχοειδή Υδροστατική πίεση στο μεσοκυττάριο χώρο Ρυθμού καθαρής επαναρρόφησης