1. Az ozmo- és volumenreguláció alapjai Extracelluláris tér = NaCl + H2O Szabályozás: lassú gyors Az E.C. tér nagyságának szabályozása = volumenreguláció A NaCl és víz arányának szabályozása = ozmoreguláció isoosmosis = 300 mOsm Mivel az E.C. és az I.C. terek ozmotikus egyensúlyban vannak egymással az ozmoreguláció az I.C. térre is hat. Szabad vízfelvétel és vízürítés mellett a normális arány fenntartásához a víz mennyiségét igazítjuk a NaCl mennyiséghez, mert a vízfelvétel és vízürítés szabályozása gyors.
volumenreguláció = NaCl háztartás ozmoreguláció = vízháztartás Közös efferens mechanizmusok !
2.1. Vízháztartás Bevitel 2.2 - 3.4 l / nap
Leadás 2.2 - 3.4 l / nap
táplálék: 0.8 - 1 l oxidáció: 0.4 l ivás: 1 - 2 l jelentôs egyéni variációk !
párolgás: 0.8 - 1 l verejtékezés: 0.2 l széklet: 0.2 l vizelet: 1- 2 l (de minimum 0.5 l)
A vízháztartás szabályozása = Ozmoreguláció • szomjúságérzés (ivás) • vizelet mennyisége és ozmotikus koncentrációja (ADH)
mindkettô hypothalamikusan szabályozott inger: a plazma ozmolaritásának és térfogatának változásai
2.2. A vízfelvétel szabályozása szimpatikus aktivitás medulla oblongata
artériás nyomás magas nyomású baroreceptorok sinus caroticum / aorticum vértérfogat
+
+ renin vese
+
angiotenzin II.
+
alacsony nyomású baroreceptorok nagy vénák, kisvérkör, pitvarok
+
lokális AT II. szájnyálkahártya kiszáradása vér ozmolaritása "osmosodium" receptorok hypothalamus
+
HYPOTHALAMUS
+ szomjúság
2.3. A vízürítés szabályozása Az ADH antidiuretikus hatása Vízdiurézis
ADH
Vízbevitel
Vízbevitel
Diurézis (ml / min)
15 10 5 0 0
60
120
180 0
60
Intact beidegzés Denervált vese
120
180 min
2.4. Az ADH hatásmechanizmusa AP-3 / AP-4
ADH hatása: aquaporin-2 vízcsatornák kihelyezése a gyûjtôcsatorna fôsejtjeinek luminális membránjába
H2O H2O
AP-2
V2 receptor
-> a tubulus fala vízre permeábilissá válik
AP-3 / AP-4
H2O AP-2 H2O
ADH
H2O H2O PKA
Luminalis
cAMP
V2 receptor
Basolateralis
Vízreabszorpció
2.5. Az ADH termelôdése és raktározása Nucleus paraventricularis
Hypothalamus pars magnocellularis
Nucleus supraopticus Hypophysisnyél Neurohypophysis
ADH Ha az ADH hatása hiányzik
Diabetes insipidus
ADH-hiány V2 receptor-defektus szignáltranszdukciós zavar
polyuria polydipsia max. 25 l / nap
2.6. Az ADH termelés szabályozása artériás nyomás
szimpatikus aktivitás medulla oblongata
magas nyomású baroreceptorok sinus caroticum / aorticum
+
+
+
renin vese A-II.
vértérfogat
+ alacsony nyomású baroreceptorok nagy vénák, kisvérkör, pitvarok
+
nausea nikotin
+
HYPOTHALAMUS NEUROHYPOPHYSIS
vér ozmolaritása
+
-
"osmosodium" receptorok hypothalamus
fájdalom
ADH
ANP kortizol alkohol
3.1. Volumenreguláció Az E.C. térfogat nagyságának szabályozása Az E.C. volumen a szervezet NaCl készletével arányos -> Az E.C. volumen szabályozása = NaCl háztartás Ok: az ozmoreguláció érzékenysége és gyors reakciója
A vértérfogat széles határok között független a vízbeviteltôl 6 Átlagos tartomány
4 2
Vértérfogat (l)
Vértérfogat (l)
A NaCl bevitel nem szabályozott, a sóvesztés esetleges -> A renális NaCl ürítés szabályozásának abszolút szükségessége A vértérfogat az E.C. térfogat nagyságával arányos 8 Edema 6 Normál érték 4
2 0
0 0
2 4 6 Napi vízbevitel (l)
8
0
10 20 30 40 Extracelluláris tér (l)
3.2. A vese Na+ ürítését közvetlenül szabályozó humorális tényezôk Proximalis tubulusban Noradrenalin - Na+ /H+ csere serkentése Angiotenzin II. - Na+ /H+ csere serkentése Vastag felszálló szárban Prosztaglandinok + Na+ - K+ - 2Cl- kotranszport gátlása Corticalis gyûjtôcsatornában Aldoszteron - luminális Na+ csatornák kihelyezése Papillaris gyûjtôcsatornában ANP + luminális Na+ csatornák zárása
3.3. A vese Na+ ürítését / konzerválását szabályozó további tényezôk az ozmotikus grádiens nagyságának változtatása útján hatnak • Rendelkezésre álló urea mennyisége (éhezés) • ADH jelenléte (víz- és urea-permeabilitás) • Juxtamedulláris nephronok aránya (koncentráló képesség) • Mûködô nephronok száma (üríthetô Na+ mennyisége, koncentráló képesség) • GFR nagysága (üríthetô Na+ mennyisége, áramlási sebesség jelentôsége)
3.4. A juxtaglomerularis apparátus felépítése Afferens arteriola
Szimpatikus beidegzés Érsimaizom sejtek Myoepithel sejtek Renin Endothel sejtek NO
ß
Nyomás-szenzor Macula densa: NaCl szenzor NaCl
Distalis kanyarulatos csatorna Mesangium sejtek
Glomerulus Efferens arteriola
3.5. A JGA szerepe a volumenregulációban Szimpatikus beidegzés
Hypovolaemia Aldoszteron
NA α
1
Baroreceptorok Angiotenzin II Szimpatikus tónus Renin Renin
A ß
Angiotenzin II Aldoszteron gyûjtôcsatornákban Na+ reabszorpció EC volumen
3.6. A renintermelés szabályozása A renin elválasztását serkentô tényezôk A transzmurális nyomás csökkenése az a. afferensben (a myoepithel sejtek csökkent feszülése miatt) csökkent veseperfúzió az aorta, veseartéria, arteriola afferens szûkületemiatt, álló testhelyzet, az intrarenális nyomás emelkedése
Szimpatikus izgalom hatása (a. afferens szûkülete + renintermelés közvetlen fokozása) hypotonia, hypovolaemia, keringés redisztribúciója
A filtrátum alacsony NaCl koncentrációja (macula densa) hyponatraemia, alacsony GFR
3.7. Angiotenzin II élettani hatásai Mellékvesekéreg Aldoszteron
Gyûjtôcsatornában Na+ reabszorpció
Prox. tubulus Na+ / H+ csere
Proximalis tubulusban Na+ reabszorpció
NaCl készlet
Angiotenzin II
+ Renin
-
Hypothalamus Szomjúságérzés
Vízfelvétel
Hypothalamus ADH elválasztás
Gyûjtôcsatornában Vízreabszorpció
Vízkészlet
Az angiotenzin II a szervezet NaCl készletét és vízkészletét egyaránt növeli, így minden eszközzel növeli az E.C. térfogatot.
3.8. Az aldoszteron szabályozó hatása Plazmatérfogat Pitvarok feszülése
Baroreceptorok ingerülete A. afferens tágul
ANP szekréció
Szimpatikus tónus
Veseperfúzió
Renin szekréció Plazma angiotenzin II
Plazma aldoszteron Gy.cs.-ban Na+ reabszorpció Na+ ürítés Plazmatérfogat
3.9. Az aldoszteron hatásmechanizmusa Elsôdleges hatások • sejtekben fokozott Na+ leadás és K+ felvétel • szekrétumoknál fokozott Na+ reabszorpció és K+ szekréció Következményes hatások • nô a szervezet Na+ készlete -> nô az E.C. volumen • hypokalaemia a fokozott K+ szekréció miatt Gyûjtôcsatorna principális sejt mRNS R A Na+
Hatásmechanizmus
A
fehérje
DNS
K+
R
Na+ Na/K
K+ mitochondrium
Luminalis
ATP Basolateralis
receptor: sejtplazmában sejtmagban fehérjeszintézis • Na+ csatorna • K+ csatorna • Na+/ K+ pumpa • mitochondr. légzôferment -> ATP szintézis nô
3.10. Az aldoszterontermelés szabályozása Pitvarok ANP
Vese Renin
Vérplazma Hyperkalaemia
ACE Angiotenzin II
-
+ Mellékvesekéreg zona glomerulosa ALDOSZTERON
aspecifikus stimuláció
+
Hypophysis anterior ACTH
+
3.11. Prosztaglandinok hatásai Prosztaglandin Veseerek tágulata
Vasa rectában nô a véráramlás
Vastag felszálló száron gátolja a NaCl reabszorpciót Urea-kilépés Velôgrádiens
Hígító vesemûködés
Gyûjtôcsatornában gátolja az ADH hatását Vízreabszorpció
3.12. Pitvari natriuretikus peptid (ANP) hatásai Hypervolaemia
Cél: aldoszteron-hatás kompenzációja és az edema elleni védelem Papillaris gyûjtôcsatornában Na+ konduktancia
Pitvarok feszülése
szívizomsejtek
Mellékvesekéregben aldoszterontermelés
NaCl reabszorpció
NaCl ürítés Renintermelés
ANP A. afferens dilatál Hypothalamusban ADH-termelés
Diurézis E.C. volumen
3.13. A NaCl háztartás komplex szabályozása Plazmatérfogat
Pitvarok feszülése
Plazma oncoticus nyomása
Szimpatikus tónus Renin
GFR ANP
Angiotenzin II
Peritubuláris kapillárisban hidrosztatikai nyomás
Peritubuláris kapillárisban oncoticus nyomás
Aldoszteron Proximális tubulusban Na+ reabszorpció Gyûjtôcsatornában Na+ reabszorpció
Na+ ürítés Plazmatérfogat
GFR ALDOSZTERON ANP Starling erôk NA, Angiotenzin II
4.1. Az ozmo- és volumenreguláció viszonya
NaCl bevitelt követôen a plazmatérfogat megnô, mert az ozmoreguláció azonnal kompenzál:
NaCl bevitel hyperosmoticus normovolaemia ozmoreguláció isoosmoticus hypervolaemia
4.2. Az ozmo- és volumenreguláció viszonya
Folyadék
Diurézis (ml / min)
15 10 5
1l víz 1l 0.89 %-os NaCl
0 0
60
120
180 min
Ozmoreguláció
Volumenreguláció
érzékenység: 1 - 2 %
érzékenység: 10 %
gyors: 2 órán belül komplett
elhúzódó: több óra alatt
4.3. Az ozmo- és volumenreguláció szinergizmusa Akut vízvesztés kompenzációja Dehydratio Plazmatérfogat
Baroreceptor-ingerület
Szomjúságérzés
Vízfelvétel
Plazma ozmolaritása
Ozmoreceptor-ingerület
ADH szekréció
Vízreabszorpció
Plazmatérfogat és ozmolaritás helyreáll
4.4. Az ozmo- és volumenreguláció konfliktusa
Plazma ADH (pg / ml)
10
-20% -15% -10%
Normál E.C. volumen
+10%
Konfliktushelyzet
+15%
hypoosmoticus hypovolaemia (verejtékezés + vízivás)
5 +20%
0 260 270 280 290 300 310 320 330 340
Plazma ozmotikus koncentrációja (mOsm) Bár az ozmoreguláció gyorsabb, a 10%-ot elérô volumen-eltéréseknél a volumenreguláció dominál az ozmoreguláció ellenében. Cél az E.C. volumen fenntartása minden körülmények között.
