2015.12.01.
A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (2)
Dr. Nagy Attila 2015
Transzepitheliális transzport (Polarizált sejt)
1
2015.12.01.
Transzepitheliális transzport
A transzepitheliális transzport transzcelluláris és paracelluláris útja
2
2015.12.01.
Transzepithelális transzport: 2 membrán – 3 kompartment modell
Előfordulási hely: Vese, Gyomor-bél traktus, Exokrin mirigyek, Plexus choroideus
„Solvent drag” mechanizmus
Schmidt/Thews: Physiologie des Menschen 27. Auflage 1997
A transzport iránya
3
2015.12.01.
Passzív transzport
Facilitált diffúzió
4
2015.12.01.
Elsődleges aktív transzport (ion pumpák)
Szekunder és tercier aktív transzport
5
2015.12.01.
1. Erősen víz-permeabilis epithelium (proximális tubulus) 1. Hosszú és sokszoros redők a lateralis intercelluláris térben. 2. Az apikális oldalon sok hosszú microvillus (kefeszegély) Erősen vízpermeabilisek. Izo-ozmotikus abszorpció
2. Víz-impermeabilis epithelium (disztális tubulus) 1. A sejtek laposak és kevés a mikrovillus 2. A transzport erősen hypertoniás. Egyes esetekben a víztranszport szabályozott (ADH)
6
2015.12.01.
Glomeruláris filtrátum Volumen Glukóz Fehérje Nátrium Sejt
180 l/nap 16 g/nap) 20 g/nap 700 g/nap Ø
Vizelet 1.5 l/nap Ø Ø 5-15 g/nap Ø
7
2015.12.01.
Transzportok a proximális csatornában Szövettani szerkezete köbalakú, microvillusok (kefeszegély), kifejezett interdigitáció, sok mitochondrium A proximális csatorna hámja maximálisan permeabilis a vizzel szemben. A vízvisszaszívódás: transzcellularis út és paracellularis út
8
2015.12.01.
Laterális intercelluláris tér
Tight junction
Bazális begyűrődések
Luminális sejt membrán
Bazális membrán Nucleus
VÉR OLDAL
TUBULUS LUMEN Microvillus (kefeszegély) Endocytotikus vesiculumok
Mitochondrium Bazolaterális sejt membrán
9
2015.12.01.
Proximális csatorna működése Reabszorpció A Na+ és víz 70 százaléka. Az összes filtrált glukoz és aminosav. Az összes fehérje. A filtrált K+az 1. és 2. szegmentben. A Ca2+, Mg2+ és foszfát ionok. A laktát, citrát és a Szent-Györgyi-Krebs ciklus több más komponense. A vízoldékony vitaminok. A húgysav Urea
Szekréció A szerves savak és bázisok A filtrált K+ a 3. szegmentben. A H+ ion.
10
2015.12.01.
A Na+ reabszorpció mechanizmusa: A Na+ ionok aktív kiválasztása a bazális oldalon, a peritubularis térbe, a Na+/K+ ATP-áz segítségével történik. A Na+ pozitív töltéssel rendelkezik, ezért transepithelialis elektromos potencialgrádiens lép fel. A pozitív Na+ ionok visszaszívódásával együtt 75 % ban negatív Cl- ionok, 25 % ban negatív HCO3- ionok szívódnak vissza.
1. SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ -2 mV (lumen negatív)
TUBULÁRIS LUMENTRANSZMEMBRÁN POT. ≅ - 60-tól -80 mV-ig PERITUBULÁRIS TÉR (sejt negatív)
ATPáz
OLDOTT ANYAG
OLDOTT ANYAG SZIMPORT
OLDOTT ANYAG ATPáz
REABSZORPCIÓ
ATPáz
METABOLIKUS REAKCIÓK
ANTIPORT REABSZORPCIÓ
HAJTOTT TRANSZPORT
AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT 2. 3. SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ +2 mV (lumen pozitív)
Na+ reabszorpció a proximális tubulusban
11
2015.12.01.
Vivőanyag (carrier) mechanizmusok 1./ Na+/oldott anyag szimport, 2./ Na+/H+ csere ( HCO3- ), 3./ Cl- hajtott Na+ transzport
Na+ - OLDOTT ANYAG SZIMPORT
ATPáz
OLDOTT ANYAG
OLDOTT ANYAG
AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT
12
2015.12.01.
Na+ - PROTON ANTIPORT PROXIMÁLIS TUBULUS PERITUBULÁRIS TÉR
TUBULÁRIS LUMEN
ATPáz
(REABSZORBEÁLT HCO3)
PASSZÍV MOZGÁS
Na+ - PROTON ANTIPORT
ATPáz
METABOLIKUS REAKCIÓK
AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT
13
2015.12.01.
Na+ - PROTON ANTIPORT
1. SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ -2 mV (lumen negatív)
TUBULÁRIS LUMENTRANSZMEMBRÁN POT. ≅ - 60-tól -80 mV-ig PERITUBULÁRIS TÉR (sejt negatív)
ATPáz
OLDOTT ANYAG
OLDOTT ANYAG SZIMPORT
OLDOTT ANYAG ATPáz
REABSZORPCIÓ
ATPáz
METABOLIKUS REAKCIÓK
ANTIPORT REABSZORPCIÓ
HAJTOTT TRANSZPORT
AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT 2. 3. SZEGMENT TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ +2 mV (lumen pozitív)
Na+ reabszorpció a proximális tubulusban
14
2015.12.01.
A vízreabszorpció (passzív) transzcelluláris, paracellularis, "solvent drag" mechanizmus.
Glukóz-típusú reabszorpció (Na+ -
OLDOTT ANYAG SZIMPORT)
A glukóz a glomerulusban teljes mértékben filtrálódik a proximális tubulusban teljes mértékben reabszorbeálódik carrier mediált transzport A glukóz Tm A Tm-limitált reabszorpció plazmakoncentráció függősége. pathologiás állapotok : diabetes mellitus, renalis glukózuria A glukóz típusú reabszorpcióval szívódnak vissza: foszfátok (hormon szenzitív reabszorpció), aminosavak, kismolekulasúlyú peptidek, C-vitamin, húgysav (köszvény) stb.
15
2015.12.01.
Proximális tubulus sejt
Aktív transzport
Tubulus lumen
Glukóz
Glukóz Glukóz
Peritubuláris kapilláris vér
Kotranszport
Facilitált diffúzió
Glukóz
Luminális sejtmembrán
Basolaterális sejt membrán
Glukóz (mmol/min)
Filtráció
Kiválasztás
Reszorpció
Tm normál
Tm csökkent
Glukóz cc. (mmol/l)
16
2015.12.01.
Aminosavak
17
2015.12.01.
A fehérje típusú reabszorpció jellege, mechanizmusa, kismolekulasúlyú peptidek: karriermediált mechanizmus, a nagymolekulasúlyú fehérjék pinocytosis-sal (endocytosis) szívódnak vissza, (albumin ürítés: <30 mg Albumin/nap)
18
2015.12.01.
Urea A proximális tubulus ureára jól átjárható. A filtrált mennyiség több mint fele itt visszaszívódik. (Urea visszaszívódás még a gyűjtőcsatornából is.)
Húgysav A filtrált húgysav teljes mennyisége visszaszívódik a proximális tubulusban. A proximális tubulus 3. szegmentjében a húgysav szekretálódik. Ez a szekretált mennyiség ürül a vizelettel (kb 10%-a a filtrált mennyiségnek). Húgysav ürítés döntő jelentőségű! Köszvény!!!
19
2015.12.01.
Tubularis szekréció mechanizmusa Proton, Kálium Organikus savak és bázisok szekréciója, Para-amino-hippursav PAH-szekréció, PAHTm,
20
2015.12.01.
21
2015.12.01.
A Henle-kacs 1. 2. 3.
vékony leszálló szár vékony felszálló szár (vékony szegment) vastag felszálló szár (vastag szegment)
Működése A proximális tubulusból kikerülõ mintegy 30 % izotoniás folyadékból a Na+ 20 %-át és a víz 10 %-t visszaszívja és hypotoniás folyadékot enged tovább a disztális tubulusba.
Medulláris grádienst alakít ki (fele NaCl, fele urea)
22
2015.12.01.
Vékony leszálló szár 1. Gyengén permeabilis az oldott anyagokra 2. Erősen permeabilis a vízre 3. Nincs benne aktív transzport. Az osmolaritás 300 mosm/kg –ról 1200 mosm/kg ra (600 mosm/kg) emelkedik (elsősorban a vízreabszorpció miatt). A leszáló szár végénél Na+ és Cl- túlsúly van a tubuláris lumenben, urea túlsúly a peritubuláris térben
Vékony felszálló szár 1. Impermeabilis a vízre !! 2. Nagyon permeabilis Na+- -ra és Cl--ra 3. Mérsékelten permeabilis az urea-ra Na+ és Cl - diffundál a peritubuláris térbe és urea diffundál a tubulusba. Az ozmolalitás csökken, a tubularis folyadék volumene nem változik.
23
2015.12.01.
Vastag felszálló szár
1. Nincs vízpermeabilitása !!! 2. Aktívan reabszorbeálja a Na+-ot és a Cl--ot a peritubularis térbe. 3. Csekély az ureapermeabilitása. Eredménye: az ozmolalitás a tubularis folyadékban csökken, a Na+ és a Cl koncentráció alacsonyabb. A csekély vízpermeabilitás miatt az urea koncentráció változatlan.
TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ +6-tól +10 mV-ig (lumen pozitív)
TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ -60-tól -80 mV-ig (sejt negatív) TUBULÁRIS LUMEN
PERITUBULÁRIS TÉR
ATPáz
AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT
A Na+/K+ - 2 Cl- szimport a vastag felszálló szárban
24
2015.12.01.
A Na+ reabszorpciós folyamat hasonló a proximális tubulusnál leírtakhoz, csak az apikális felszínen más a carrier. Egy Na+ ion kilépése két Cl- és egy K+ belépéséhez kötött. Ezt a mechanizmust Na+/K+- 2Cl- szimportnak nevezik.
25
2015.12.01.
A Henle-kacsot elhagyó folyadék: 1./ hypoozmotikus, 2./ magas az urea koncentrációja, 3./ volumene változatlan.
Proximális kanyarulatos csatorna
Henle-kacs
Disztális kanyarulatos csatorna és gyűjtőcsatorna
Reabszorpció a filtrált nátrium százalékában Reabszorpció a filtrált víz százalékában
26
2015.12.01.
Disztális nephron (disztális kanyarulatos csatorna+ gyűjtőcsatorna ) Működése: 1. aktív Na+ reabszorpció, 2. csekély vízpermeabilitás, 3. csekély ureapermeabilitás. A disztális nephron változtatja át a tubularis folyadékot vizeletté.
27
2015.12.01.
Szövettani jellemzők kanyarulatos csatorna köbalakú sejtek, kifejezett interdigitáció, sok mitochondrium nincs kefeszegély
gyűjtőcsatorna köbalakú-hengeralakú sejtek (világos, principális sejtek, sötét interkaláris sejtek). kevés sejtorganellum nincs kefeszegély.
Disztális tubulus sejt
28
2015.12.01.
Na+ aktív reabszorpciója Azonos a proximális tubulussal kapcsolatban leírtakkal, csak a karrier folyamatok különbözőek a disztális tubulusban és a gyűjtő csatornában. Disztális kanyarulatos csatorna Itt a Na+ aktív transzportja Cl- karrierhez van kötve, ezért ezt Na+/Cl- szimportnak nevezik. A filtrált mennyiség függvénye (“load-dependens”), a thiazid gátolja.
Fő (principális) sejtek és interkaláris sejtek
Fősejt
Interkaláris sejt (A típus) Interkaláris sejt (B típus)
29
2015.12.01.
A Na+-reabszorpciót a disztális nephronban az aldoszteron fokozza (aldoszteron blokkoló pl. spironolakton) A Na+ reabszorpciót gátolják atrialis natriuretikus faktor, egyes prosztaglandinok
DISZTÁLIS KANYARULATOS CSATORNA TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ -60-tól -80 mV -ig (sejt negatív)
PERITUBULÁRIS TÉR
TUBULÁRIS LUMEN
ATPáz
ATPáz
SZIMPORT
KONDUKTÍV Na+ CSATORNA
AKTÍV TRANSZPORT PASSZÍV TRANSZPORT
GYŰJTŐ CSATORNA TRANSZEPITHELIÁLIS POT. ≅ -5 től -70 mV -ig (lumen negatív)
A Na+ reabszorpció a disztális tubulusban
30
2015.12.01.
A Na+-reszorpció a tublus rendszerben Na/H antiporter Na/S szimporter Paracelluláris transzport
Proximális tubulus (acetazolamid gátol)
Na/K/2Cl szimporter Paracelluláris transzport
Henle kacs (furosemid gátol)
Na/Cl Szimporter Konduktív Na csatornák
Disztális nephron (thiazid gátol)
31
