Humán élettan II. molekuláris biológus MsC
A vese szerepe a pH-regulációban
V-10. A sav-bázis egyensúly
10.1. Pufferek mûködése Fiziológiás pH: 7.38 - 7.42 (acidózis - alkalózis) pH=-log[H+]
nmol/L=39,8 (pH 7,4)
•Kihívások: dominánsan savanyodás (szervetlen savak, szerves savak, CO2) a vizelet a felesleges protont eltávolítja • Védelem: azonnali = puffer rendszerek hosszabb távon légzés (10-15 min) vesék (órák - napok) A H+-koncentráció a konjugált sav/bázis párok arányából megadható:
Sav
H+
+ bázis
H++HCO-3 H2CO3
H2O+CO2
Kd=[H]*[bázis]/[disszociálatlan sav]
I. pH = Kd + log ( [A-] / [HA] ) II. pH= pK + log [HCO-3] / [CO2]
10.2. A szervezet pufferrendszerei Fehérje-pufferek: amino- és imidazol-csoportok (pK = 7.4) plazmafehérjék, cytoplasmaticus fehérjék, hemoglobin
Foszfát-puffer: H2PO4- / HPO42Szénsav / bikarbonát-puffer: H2CO3 / HCO3CO2 / HCO3- puffer
nagy pufferkapacitás komponensek egymástól független szabályozása: CO2: légzés HCO3-: vesemûködés
---------------------------------------------------------------------------------------
Vér pufferkapacitása: 50% bikarbonát + 50% fehérje (albumin + Hgb)
H++HCO-3
H2CO3
H2O+CO2
A sav- bázis háztartás zavarai
Acidózis Metabolikus
Respiratorikus
Alkalózis Metabolikus
Respiratorikus
A légzésszabályozás és a vesemûködés feladata az egyensúly fenntartása és az abnormalitások korrekciója.
11.4. Respiratorikus acidózis és alkalózis (akut és részlegesen kompenzált formák) Ok: hypoventilatio pCO2 (A->B) [H+] és [HCO3-] (puffer) renális kompenzáció (B->C) HCO3- reabszorpció és produkció -> [HCO3-] tovább , [H+] -> a pH a normálishoz közelít
Respiratorikus alkalózis Ok: hyperventilatio pCO2 (A->D) [H+] és [HCO3-] (puffer) renális kompenzáció (D->E) HCO3- reabszorpció és produkció -> [HCO3-] tovább , [H+] -> a pH a normálishoz közelít
HCO3- koncentráció (mM)
Respiratorikus acidózis
pH B és D: akut (nem kompenzált) forma C és E: részlegesen kompenzált alak
CO2 + H2O
H2CO3
HCO3- + H+
Nánási P.: Élettan előadás
10.4. A vese szerepe a pH-regulációban a plazma HCO3- koncentrációjának szabályozása 1. filtrált HCO3- reabszorpciója dominánsan a proximalis tubulusban 2. puffereléshez elhasznált HCO3- pótlása: HCO3- produkció gyûjtôcsatorna intercalaris sejtjeiben
3. HCO3- szekréció gyûjtôcsatorna intercalaris sejtjeiben
Nánási P.: Élettan előadás
Angiotenzin!!!
Acetazolamid!!!
Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve 1999.
HPO2-4
Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve 1999.
11.5. Metabolikus acidózis (részlegesen kompenzált forma, mert a respiratorikus kompenzáció lépést tart a primer változással) Ok: savprodukció [HCO3-] (A->F) (diabetes, shock, veseelégtelenség) [H+] és [HCO3-] (puffer) Respiratorikus komp. (F->G) hyperventilatio pCO2 [HCO3-] tovább , [H+] -> a pH a normálishoz közelít Restitúció = renális kompenzáció (G->A) HCO3- ürítés •alacsony [HCO3-] a filtrátumban •HCO3- reabszorpció, produkció -> minden paraméter helyreáll
CO2 + H2O
H2CO3
Nánási P.: Élettan előadás
HCO3- + H+
Primer változás Respir. komp.
Tényleges vált. Renális komp.
11.6. Metabolikus alkalózis
(részlegesen kompenzált forma)
Ok: savvesztés [HCO3-] (A->H) (hányás, lúgbevitel) [H+] és [HCO3-] (puffer) Respiratorikus komp. (H->I) hypoventilatio pCO2 [HCO3-] tovább , [H+] -> a pH a normálishoz közelít A respiratorikus kompenzációt limitálja a hypoxia. Restitúció = renális kompenzáció (I->A) HCO3- ürítés •magas [HCO3-] a filtrátumban •HCO3- reabszorpció, produkció •HCO3- szekréció -> minden paraméter helyreáll
Nánási P.: Élettan előadás
Primer változás Respir. komp.
Tényleges vált. Renális komp.
1. A légzési eredetű pH változásokat a vese kompenzálja CO2 + H2O
H2CO3
H++HCO-3
1. lépés
2. lépés
tüdő
vese
2. A nem légzési eredetű pH változásokat a légzés kompenzálja
CO2 + H2O
H2CO3
H++HCO-3
2. lépés
1. lépés
tüdő
erős sav
10.7. Az ammonium-puffer mûködése Glutamin nem-ionos diffúzió
2 NH4+ NH3
AA
AA Acidózis aktiválja
Glutamináz
2-oxoglutarát
NH3
Prox. tubulus
NH4+ H+ diffusion trapping
Na+
Na+/H+
H+
Luminalis
Tubulus lumen
HCO3-
Na+- HCO3-
3 HCO3-
Na+
Basolateralis Na+ - NH+4 pumpa
NH3 NH4+ H+ Nánási P.: Élettan előadás
Gyûjtôcsatorna
NH3 H+
H+
Cl- / HCO3-
HCO3-
Cl-
10.8. Az ammonium recirkulációja
Ellenáramlásos sokszorozódás. Hajtóerô: a vastag felszálló szár aktív NH4+reabszorpciója. Feltételek: az NH4+ helyettesíti a K+-ot a Na+/K+ pumpán és a Na+/K+/2Cl- symporton, valamint a vastag felszálló szár NH3-ra impermeabilis luminális membránja. Nánási P.: Élettan előadás
Vizeletürítés
13.7. A felsô és alsó húgyutak szerepe Vizelet folyamatos termelése - szakaszos ürülés
Tárolás (akaratlagos szabályozás) szükségessége és képessége: kontinencia (szobatisztaság) Felsô (vesemedence, ureter) és alsó (hólyag, urethra) húgyutak szerepe Ureterperisztaltika single-unit simaizom - nexusok miogén pacemaker aktivitás a vesemedencében ( f = 2-5 / min )
szimpatikus izgalom (α1 receptor) fokozza a kontraktilitást -> uretertónus Vesicoureteralis junkció jelentôsége (funkcionális sphincter)
13.8. A húgyhólyag mûködése A lapos telôdési fázis okai: •Hólyagfal viszkoelasztikus jellege (elasztikus rostok passzív tágulékonysága) •Receptív relaxáció (aktív tágulékonyság) a hólyag telôdésére adott reflexválasz
Ürülési fázisban a hólyagnyomás meredeken nô és aktív kontrakciók jelennek meg. Tehát a hólyag a falfeszülés növekedésére kétféle motoros mintázattal reagálhat: - relaxáció: alacsony hólyagtérfogatnál (a telôdési fázisban) - kontrakció: magas hólyagtérfogatnál (az ürülési fázisban)
13.9. A hólyag beidegzése Kéreg Relé központ Szimpatikus efferens N. hypogastricus Paraszimpatikus efferens N. pelvicus
Lumbalis gerincvelô Sacralis gerincvelô Afferens N. pelvicus Szomatikus efferens N. pudendus
Paraszimpatikus ganglion
Feszítési receptor
Belsô sphincter simaizom
Külsô sphincter vázizom
13.11. A hólyagürülés mechanizmusa: a vizelési reflex Fokozott hólyagtelôdés Hólyagfalban feszítési receptorok Afferens idegek Lumbalis gv.
Substance-P Sacralis gv. Paraszimp. efferens AcCh +
Szimpatikus efferens -
Vizeléskor a hídban lévô reléközpont a fel- és leszálló pályák révén az afferens bemenetet a sacralis gerincvelôben lévô paraszimpatikus efferensekre irányítja át. Eközben a hasizmok kontrahálnak, de a lumbális szimpatikus átcsatolódás gátolt.
Belsô sphincter relaxáció Külsô sphincter, gátizmok relaxáció
Szomatikus efferens
M. detrusor kontrakció M rec.
