Νεφρική ρύθμιση Καλίου, Ασβεστίου, Φωσφόρου και Μαγνησίου Βασίλης Φιλιόπουλος Νεφρολόγος Γ.Ν.Α «Λαϊκό»
Κάλιο Το 98% του ολικού Κ + του σώματος βρίσκεται στο εσωτερικό των κυττάρων Το 2% στο εξωκυττάριο υγρό
Κάλιο Ολικό ποσό Κ + 3000-4000 meq (50-55 meq/kg ΒΣ) Συγκέντρωση Κ + στο εξωκυττάριο υγρό 4.2±0.3 meq/l Απαραίτητη η ακριβής ρύθμιση της συγκέντρωσης Κ + στο εξωκυττάριο υγρό Κ + κατά 3-4 meq/l καρδιακές αρρυθμίες
Κάλιο Πρόσληψη Κ + 100 meq/24ωρο Ενήλικας με ΣΒ 70 κιλά Εξωκυττάριο Υγρό 4.2 meq/l 14 L 59 meq Ενδοκυττάριο Υγρό 140 meq/l 28 L 3920 meq Αποβολή Κ + Ούρα 92 meq/24ωρο Κόπρανα 8 meq/24ωρο 100 meq/24ωρο
Ομοιόσταση Κ + Πρόσληψη 40 meq καλίου Κ + πλάσματος κατά 2.9 meq/l αν δεν υπάρξουν ταχείες και κατάλληλες αντιρροπιστικές αντιδράσεις
Κάλιο Για τη διατήρηση της ομοιόστασης του Κ + Οι νεφροί προσαρμόζουν την απέκκριση Κ + ταχέως και με ακρίβεια προς τις ευρείες διακυμάνσεις της πρόσληψης Πρώτη γραμμή άμυνας η ανακατανομή του Κ + μεταξύ του ενδοκυτταρίου και του εξωκυτταρίου διαμερίσματος
Ρύθμιση της ενδογενούς κατανομής του Κ+
Η αντλία Na + /K + ATPase
Νεφρική απέκκριση Κ + Ρυθμός διήθησης Κ + (GFR συγκέντρωση Κ + στο πλάσμα) Ρυθμός σωληναριακής επαναρρόφησης Κ + Ρυθμός σωληναριακής απέκκρισης Κ +
Σωληναριακή Διαχείριση Κ+
Αυλός σωληναρίου Μεσοκυττάριο υγρό νεφρών
Νεφρική απέκκριση Κ + Η ρύθμιση της ημερήσιας έκκρισης Κ + επιτελείται κατά κύριο λόγο στα τελικά τμήματα των άπω και στα φλοιικά αθροιστικά σωληνάρια φυσιολογική πρόσληψη Κ + έκκριση 4% διηθούμενου Κ αυξημένη πρόσληψη Κ + έκκριση μειωμένη πρόσληψη Κ + έκκριση πολύ μειωμένη πρόσληψη Κ + επαναρρόφηση Κ +
Έκκριση Κ + στα κύρια κύτταρα των άπω και αθροιστικών σωληναρίων
Πρωτογενείς παράγοντες που ρυθμίζουν την έκκριση Κ + Δραστηριότητα αντλίας Na-K ATPase Ηλεκτροχημικό πρανές για την έκκριση Κ από το αίμα προς τον αυλό του σωληναρίου Διαπερατότητα της μεμβράνης που βλέπει προς τον αυλό του σωληναρίου
Παράγοντες που ρυθμίζουν την έκκριση Κ + Συγκέντρωση Κ + στο πλάσμα Αλδοστερόνη Σωληναριακός ρυθμός ροής Συγκέντρωση Η + στο εξωκυττάριο υγρό
Συγκέντρωση Κ + στο πλάσμα Αυξημένη συγκέντρωση Κ + στο πλάσμα διεγείρει την έκκριση Κ + Διεγείρει την αντλία Na-K-ATPase Αυξάνει το πρανές Κ + από το πλάσμα προς το εσωτερικό του κυττάρου Διεγείρει την έκκριση αλδοστερόνης
Αλδοστερόνη Διεγείρει την έκκριση Κ + μέσω αριθμού αντλιών Na-K-ATPase και ενεργοποίησης αυτών αριθμού των ανοικτών καναλιών Na + αριθμού καναλιών Κ +
Αυξημένη πρόσληψη Κ + Αυξημένη απέκκριση Κ + Πρόσληψη Κ + Κ + στο πλάσμα έκκριση αλδοστερόνης έκκριση Κ + στα αθροιστικά σωληνάρια
Το σύστημα αλδοστερόνης ελέγχει με ακρίβεια το Κ + στο πλάσμα παρά τις μεγάλες διακυμάνσεις στην πρόσληψη
Σωληναριακός ρυθμός ροής Διεγείρει την έκκριση Κ + Ο αυξημένος ρυθμός σωληναριακής ροής περιορίζει την αύξηση της συγκέντρωσης Κ + στον αυλό του σωληναρίου
Οξέωση Ελαττωμένη έκκριση Κ + μέσω μείωσης της δραστηριότητας αντλίας Na-K-ATPase Ωστόσο, σε παράταση της οξέωσης περιορίζεται η μειωμένη έκκριση Κ +
Ασβέστιο Το 99% του ολικού ασβεστίου στα οστά Το 1% στο ενδοκυττάριο υγρό Το 0.1% στο εξωκυττάριο υγρό Ασβέστιο ορού 9-10.4 mg/dl ή 2.25-2.6 mmol/l Το 50% του ασβεστίου στον ορό σε ιονισμένη μορφή 40% συνδεδεμένο με πρωτεΐνες 10% σε σύμπλοκα
Ασβέστιο Το ιονισμένο ασβέστιο παραμένει σχετικά σταθερό παρά τις μεταβολές στο ολικό ασβέστιο Αυτό είναι το βιολογικά δραστικό και καθορίζει τη νευρομυική διεγερσιμότητα ολικού ασβεστίου σύνδεσης ασβεστίου με αλβουμίνη περιορίζεται η αύξηση στο ιονισμένο ασβέστιο
Ασβέστιο αλβουμίνης κατά 1 gr/dl ολικού ασβεστίου κατά 0.8 mg/dl ph κατά 0.1 ιονισμένου ασβεστίου κατά 0.1 meq/l, συνδεδεμένου με αλβουμίνη ασβεστίου, σταθερό ολικό ασβέστιο
ΗΜΕΡΗΣΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ Ca ΑΠΟ TΟ ΠΕΠΤΙΚΟ ~ 1000 mg Καθαρή απορρόφηση ~ 200 mg Πλάσμα Έκκριση Απορρόφηση Απορρόφηση ~ 300 mg ~ 500 mg 1 kg ΟΣΤΑ Απέκκριση στα κόπρανα 800 mg
Ασβέστιο
Παραθορμόνη Κύριος ρυθμιστής της πρόσληψης και απόδοσης ασβεστίου από τα οστά αλλά και της εντερικής απορρόφησης του ασβεστίου μέσω διέγερσης της βιταμίνης D καθώς και της επαναρρόφησης ασβεστίου από την αγκύλη του Henle και το άπω σωληνάριο
Ca ++ Ενεργοποίηση βιταμίνης D PTH επαναρρόφησης Ca ++ από το έντερο επαναρρόφησης Ca ++ από τους νεφρούς απόδοσης Ca ++ από τα οστά
Σωληναριακή επαναρρόφηση Ασβεστίου 65% στο ΕΕΣ 25-30% στην αγκύλη Henle 4-9% στα άπω και αθροιστικά σωληνάρια 1%
Εγγύς σωληναριακή επαναρρόφηση ασβεστίου
Άπω σωληναριακή επαναρρόφηση ασβεστίου Αγκύλη Henle (παχύ ανιόν σκέλος): 50% με παθητική διάχυση, 50% με ενεργητική μεταφορά που διεγείρεται από την PTH Άπω σωληνάριο: εξ ολοκλήρου με ενεργητική μεταφορά που διεγείρεται από την PTH
Φωσφόρος 90% του ολικού φωσφόρου στα οστά 1% στο εξωκυττάριο και 10% στο ενδοκυττάριο υγρό Φωσφόρος ορού 2.5-4.5 mg/dl ή 0.8-1.4 mmol/l, σε μορφή ανόργανου φωσφόρου 85% του ανόργανου φωσφόρου διηθείται από τους νεφρούς
Φωσφόρος Ημερήσια πρόσληψη 800-1850 mg (25-60 mmol) Καθαρή απορρόφηση 60-75% του προσλαμβανόμενου Η βιταμίνη D ρυθμίζει την εντερική απορρόφηση Νεφρική απέκκριση όταν P στο πλάσμα > 0.8 mmol/l Μέγιστο νεφρικής επαναρρόφησης 0.1 mmol/min
Σωληναριακή επαναρρόφηση Φωσφόρου 75-80% στο ΕΕΣ 10% στο άπω σωληνάριο 8-12%
Παράγοντες που μεταβάλλουν τη νεφρική απέκκριση φωσφόρου Περιεκτικότητα φωσφόρου στη δίαιτα Παραθορμόνη προάγει την οστική απορρόφηση ελαττώνει την επαναρρόφηση στο ΕΕΣ (φωσφατουρική δράση)
Μαγνήσιο Το 66% του ολικού μαγνησίου στα οστά Το 33% ενδοκυττάρια Το 1% στο εξωκυττάριο υγρό Μαγνήσιο ορού 1.8-3.0 mg/dl ή 0.7-1.05 mmol/l Το 55% του μαγνησίου στον ορό σε ιονισμένη μορφή 30% συνδεδεμένο με αλβουμίνη
Μαγνήσιο
Σωληναριακή επαναρρόφηση Μαγνησίου 15-25% στο ΕΕΣ 65-80% στην αγκύλη Henle 5-10% στο άπω σωληνάριο 10-15%
Αυλός σωληναρίου Μεσοκυττάριο υγρό νεφρών
Νεφρική ρύθμιση όγκου αίματος και εξωκυτταρίου υγρού
Διαμερίσματα σωματικών υγρών 28,0 L
Νεφρικοί μηχανισμοί ρύθμισης εξωκυτταρίου υγρού Ο όγκος του εξωκυτταρίου υγρού καθορίζεται από την ισορροπία μεταξύ πρόσληψης και αποβολής νερού και άλατος Οι νεφροί προσαρμόζουν την απέκκριση άλατος και νερού στην αντίστοιχη πρόσληψη Μεταβολές στη συγκέντρωση NaCl στο εξωκυττάριο υγρό συνεπάγονται παρόμοιες μεταβολές στο ποσό νερού στο εξωκυττάριο υγρό όταν οι μηχανισμοί ADH-δίψας λειτουργούν φυσιολογικά
Η απέκκριση Na είναι πλήρως συντονισμένη με την πρόσληψη υπό σταθερές συνθήκες Διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ πρόσληψης και απέκκρισης Na με ενδονεφρικές προσαρμογές συστηματικές προσαρμογές-μεταβολές Πίεση αίματος Ορμόνες ΣΝΣ
Απέκκριση = Σπειραματική διήθηση Σωληναριακή επαναρρόφηση Ο ΡΣΔ και η σωληναριακή επαναρρόφηση ρυθμίζονται με ακρίβεια ώστε η νεφρική απέκκριση να προσαρμόζεται προς την πρόσληψη νερού και ηλεκτρολυτών Αντιρροπιστικοί μηχανισμοί ελαχιστοποιούν τις μεταβολές στην απέκκριση των ούρων όταν διαταράσσεται ο ΡΣΔ ή/και η σωληναριακή επαναρρόφηση
Απέκκριση=Σπειραματική διήθηση Σωληναριακή επαναρρόφηση Παράδειγμα ΡΣΔ κατά 5% (180 189 L/24ωρο) όγκου των ούρων κατά 9 L/24ωρο, αν δεν υπάρξει σωληναριακή αντιρρόπηση
Ενδονεφρικοί αντιρροπιστικοί μηχανισμοί Σπειραματοσωληναριακή ισορροπία: π.χ. όταν αυξάνει ο ΡΣΔ, αυξάνει η απόδοση NaCl προς τα σωληνάρια και επάγεται αύξηση της σωληναριακής επαναρρόφησης του μεγαλύτερου μέρους του επιπλέον διηθούμενου NaCl Ανατροφοδότηση από την πυκνή κηλίδα: ΡΣΔ αυξημένη απόδοση NaCl προς το άπω σωληνάριο συστολή του προσαγωγού αρτηριδίου και μείωση έκκρισης ρενίνης επάνοδος του ΡΣΔ προς το φυσιολογικό
Η παρασπειραματική συσκευή
Νατριούρηση-Διούρηση από πίεση Βασικός μηχανισμός για τη διατήρηση της ισορροπίας νατρίου και νερού, και τη ρύθμιση του όγκου του αίματος και του εξωκυττάριου υγρού Διούρηση από πίεση: αύξηση του όγκου των ούρων όταν αυξάνει η ΑΠ Νατριούρηση από πίεση: αύξηση της απέκκρισης νατρίου όταν αυξάνει η ΑΠ Ελάχιστη αύξηση/ελάττωση της ΑΠ αρκεί για να αυξήσει/ελαττώσει τη νατριούρηση και το ποσό των ούρων στο πολλαπλάσιο του φυσιολογικού
Ανατροφοδοτικός μηχανισμός νεφρών-υγρών του σώματος
Ανατροφοδοτικός μηχανισμός νεφρών-υγρών του σώματος Μεγάλες μεταβολές στην πρόσληψη άλατος και νερού προκαλούν ελάχιστες μεταβολές στον όγκο του αίματος και του εξωκυτταρίου υγρού, και στην ΑΠ εφόσον η νεφρική λειτουργία είναι φυσιολογική και ο μηχανισμός διούρησης από πίεση λειτουργεί κανονικά
Κατανομή του εξωκυτταρίου υγρού μεταξύ του διάμεσου χώρου και του πλάσματος Το προσλαμβανόμενο υγρό αρχικά φέρεται στο αίμα αλλά κατανέμεται ταχέως μεταξύ των διάμεσων χώρων και του πλάσματος Παράλληλη ρύθμιση του όγκου του αίματος και του εξωκυτταρίου υγρού
Κατανομή του εξωκυτταρίου υγρού μεταξύ του διάμεσου χώρου και του πλάσματος Ο όγκος του αίματος δεν μπορεί να συνεχίσει να αυξάνεται όταν ο όγκος του εξωκυτταρίου υγρού αυξηθεί σε υπέρμετρο βαθμό οίδημα
Οίδημα: Συσσώρευση υγρού στο διάμεσο χώρο Αυξημένη τριχοειδική υδροστατική πίεση Ελαττωμένη κολλοειδωσμωτική πίεση πλάσματος Αυξημένη τριχοειδική διαπερατότητα Απόφραξη λεμφαγγείων
Νευρικοί και ορμονικοί παράγοντες που ρυθμίζουν την νεφρική απέκκριση Συμπαθητικό νευρικό σύστημα Αγγειοτενσίνη ΙΙ Αλδοστερόνη Αντιδιουρητική ορμόνη Κολπικό νατριουρητικό πεπτίδιο
Συμπαθητικό νευρικό σύστημα Νεφροί: εκτεταμένη συμπαθητική νεύρωση όγκου αίματος ενεργοποίηση τασεουποδοχέων χαμηλής πίεσης στο δεξιό κόλπο και στα πνευμονικά αγγεία αντανακλαστική ενεργοποίηση του ΣΝΣ όγκου αίματος ΑΠ ελαττωμένη διάταση αρτηριακών τασεοϋποδοχέων στον καρωτιδικό βολβό και το αορτικό τόξο ενεργοποίηση ΣΝΣ
Συμπαθητικό νευρικό σύστημα Η διέγερση του ΣΝΣ περιορίζει την νεφρική απέκκριση νατρίου και νερού μέσω συστολής νεφρικών αρτηριδίων αύξησης σωληναριακής επαναρρόφησης διέγερσης συστήματος ρενίνηςαγγειοτενσίνης ΙΙ-αλδοστερόνης
Συμπαθητικό νευρικό σύστημα Σε αιμορραγία ενεργοποίηση ΣΝΣ ταχεία αποκατάσταση όγκου αίματος Σε πρόσληψη μεγάλης ποσότητας άλατος και νερού αναστολή ΣΝΣ ταχεία απομάκρυνση της περίσσειας υγρού από την κυκλοφορία
Αγγειοτενσίνη ΙΙ-Δράσεις Αγγειοσυστολή των απαγωγών αρτηριδίων νεφρικής αιμάτωσης αιματικής ροής στα περισωληναριακά τριχοειδή επαναρρόφησης νατρίου και νερού με άμεσο τρόπο την επαναρρόφηση νατρίου σε όλα τα τμήματα του σωληναρίου έκκρισης αλδοστερόνης
Αγγειοτενσίνη ΙΙ Το σύστημα ρενίνης-ατ ΙΙ ισχυρός ρυθμιστικός παράγοντας της νεφρικής απέκκρισης νατρίου και νερού Αυξημένη πρόσληψη νατρίου έκκρισης ρενίνης παραγωγής ΑΤ ΙΙ απέκκριση νατρίου και νερού Μειωμένη πρόσληψη νατρίου έκκρισης ρενίνης παραγωγής ΑΤ ΙΙ απέκκριση νατρίου και νερού
Η σημασία της αγγειοτενσίνης ΙΙ στην ενίσχυση της νατριούρησης από πίεση
Αγγειοτενσίνη ΙΙ ΑΤ ΙΙ νεφρική κατακράτηση νατρίου και νερού εξωκυτταρίου όγκου ΑΠ νατριούρηση από πίεση Αποκαθίσταται ισορροπία μεταξύ πρόσληψης και αποβολής νατρίου και νερού σε υψηλότερη ΑΠ
Αγγειοτενσίνη ΙΙ Αποκλεισμός ΑΤ ΙΙ νεφρική απώλεια νατρίου και νερού εξωκυτταρίου όγκου ΑΠ νεφρική κατακράτηση νατρίου και νερού Σε καρδιακή ανεπάρκεια, αδυναμία αύξησης της ΑΠ κατακράτηση μεγάλων ποσοτήτων νατρίου και νερού συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια
Αλδοστερόνη Κατακράτηση νατρίου και νερού στα φλοιικά αθροιστικά σωληνάρια Η έκκρισή της διεγείρεται από την ΑΤ ΙΙ Όταν ο όγκος εξωκυτταρίου υγρού αυξηθεί κατά 10-15% με σύγχρονη αύξηση της ΑΠ, οι νεφροί «διαφεύγουν» από τη δράση της αλδοστερόνης Κύριος λόγος για τη διαφυγή η νατριούρηση/διούρηση από πίεση
Αγγειοτενσίνη ΙΙ-Αλδοστερόνη ΔΕΝ έχουν θέση στη ρύθμιση της συγκέντρωσης Na + στο εξωκυττάριο υγρό Οι μηχανισμοί ADH-δίψας ρυθμίζουν τη συγκέντρωση Na + στο εξωκυττάριο υγρό
Αλδοστερόνη Σε υπερέκκριση αλδοστερόνης η ελαττωμένη νεφρική απέκκριση νατρίου είναι πρόσκαιρη Η [Na + ] στο πλάσμα συνήθως δεν μεταβάλλεται Σε ακραίες περιπτώσεις [Na + ] πλάσματος κατά 3-5 meq/l Σε επινεφριδιακή ανεπάρκεια σημαντική ελάττωση όγκου εξωκυτταρίου υγρού, της ΑΠ και της [Na + ] πλάσματος
Αντιδιουρητική ορμόνη (ADH) Ρυθμίζει την [Na + ] πλάσματος, μαζί με τον μηχανισμό της δίψας στην πρόσληψη Na + ως και 6 φορές από το φυσιολογικό, καμία μεταβολή στη [Na + ] πλάσματος εφόσον οι μηχανισμοί ADH-δίψας λειτουργούν κανονικά μικρή ωσμωτικότητας πλάσματος έκκρισης ADH ΑΠ κατα 5% ή/και υποογκαιμία έκκρισης ADH
Αντιδιουρητική ορμόνη (ADH) Επαναρρόφηση νερού στα άπω και αθροιστικά σωληνάρια Διατήρηση του όγκου του εξωκυτταρίου υγρού και της ΑΠ σε συνθήκες στέρησης νερού Αποκλεισμός της δράσης της ADH όγκου του εξωκυτταρίου υγρού και της ΑΠ σε συνθήκες στέρησης νερού
Αντιδιουρητική ορμόνη (ADH) Υπερέκκριση ADH προκαλεί μικρή μόνο αύξηση του όγκου του εξωκυτταρίου υγρού και της ΑΠ αλλά μεγάλη ελάττωση στη συγκέντρωση νατρίου Έλλειψη ADH 5-10 φορές αυξημένη διούρηση όγκου αίματος και ΑΠ μόνο αν δεν υπάρχει πρόσβαση σε νερό
Κολπικό νατριουρητικό πεπτίδιο Εκκρίνεται από το μυοκάρδιο των κόλπων Ερέθισμα η υπερδιάταση των κόλπων από περίσσεια όγκου αίματος Δρα στους νεφρούς και προκαλεί μικρή αύξηση του ΡΣΔ και ελάττωση επαναρρόφησης νατρίου από τα αθροιστικά απέκκρισης νατρίου και νερού
Υψηλή πρόσληψη νατρίου μικρή εξωκυτταρίου όγκου Ενεργοποίηση αντανακλαστικών των υποδοχέων χαμηλής πίεσης αναστολή ΣΝΣ Καταστολή έκκρισης ΑΤ ΙΙ-αλδοστερόνης Ενεργοποίηση έκκρισης κολπικού νατριουρητικού πεπτιδίου Μικρή αύξηση ΑΠ που διεγείρει τη νατριούρηση από πίεση Σε χρόνια υψηλή πρόσληψη νατρίου αδυναμία αποτελεσματικής νεφρικής απέκκρισης νατρίου αναγκαία η αύξηση ΑΠ
Καταστάσεις που προκαλούν μεγάλη αύξηση του όγκου του αίματος και του εξωκυτταρίου υγρού Συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια καρδιακή παροχή ΑΠ νεφρική κατακράτηση νατρίου και νερού επαναφορά καρδιακής παροχής και ΑΠ προς το φυσιολογικό Αυξημένη χωρητικότητα του κυκλοφορικού (π.χ. στην εγκυμοσύνη)
Καταστάσεις που προκαλούν μεγάλη αύξηση του όγκου του εξωκυτταρίου υγρού με φυσιολογικό ή μειωμένο όγκο αίματος Διαφυγή υγρού και πρωτεϊνών προς το διάμεσο ιστό όγκου αίματος νεφρική κατακράτηση άλατος και νερού οίδημα Ελαττωμένος δραστικός όγκος αίματος (effective arterial blood volume) ενεργοποίηση νευρο-ορμονικών συστημάτων που κατακρατούν νάτριο και νερό
Καταστάσεις που προκαλούν μεγάλη αύξηση του όγκου του εξωκυτταρίου υγρού με φυσιολογικό ή μειωμένο όγκο αίματος Νεφρωσικό σύνδρομο: απώλεια πρωτεϊνών στα ούρα κολλοειδωσμωτικής πίεσης πλάσματος οίδημα όγκου πλάσματος νεφρική κατακράτηση άλατος και νερού περαιτέρω οίδημα Κίρρωση ήπατος: ελαττωμένη σύνθεση πρωτεϊνών από το ήπαρ οίδημα και αύξηση της πίεσης στην πυλαία ασκίτης Βαριά συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια