Kiv

1
Kiválasztás
2
Ionális és ozmótikus egyensúly

• soksejtu élolényekben az intersticiális folyadék
  a belso környezet - összetétele hasonlít az
  ostengerére magas Na, alacsony K, alacsony
  Ca és Mg
• ennek fenntartása az ozmoregulátor szervek
  feladata izovolémia, izoionia, izohidria
• további feladat mérgezo anyagcseretermékek
  eltávolítása (foként a fehérjék N-je)
• tengeri gerinctelenek tengervízzel azonos
  ozmózisnyomás és ionkoncentráció
• tengeri gerincesek nyálkahal (körszájú)
  kivételével kb. egyharmad ionkoncentráció, MgSO4,
  Cl- jóval alacsonyabb cápa-rája ozmózisnyomás
  tengervízzel azonos - karbamid
• édesvizi, szárazföldi ionkoncentráció harmad
  édesvízhez hiper-, tengerhez hipozmótikus ?

3
Ozmótikus kicserélodés

• sejtmembrán ozmótikusan azonos, ionálisan
  különbözo oldatokat választ el
• hám (epitelium) általában mindkét szempontból
  eltérot
• nem zárhatja el magát az állat a külvilágtól
  gázcsere, táplálkozás bár Artemia salina
• obligát és szabályozott ozmótikus kicserélodés
• az obligát fizikai faktoroktól függ, állat
  kevéssé tudja kontrollálni
• a fiziológiailag szabályozott kompenzálja az
  obligát által okozott eltéréseket
• az ozmoregulációban a hámnak általában csak kis
  része vesz részt kopoltyú, vese, sómirigy, bél

4
Obligát ozmótikus kicserélodés

• a bor, a légzofelület, és minden környezettel
  érintkezo hám területén folyik
• tényezoi
• gradiens a pocsolyában ülo békába víz lép be a
  borén át a csontos halból a tengerben víz
  távozik, de NaCl-lép be, édesvízi hal sót veszít
  de vizet nyer a kopoltyúján át
• felület kis állat - nagyobb relatív felület,
  gyorsabb kiszáradás
• permeabilitás
• transzcelluláris és paracelluláris átlépés (de
  tight junction)
• kétéltuek bore, halak kopoltyúja magas
  permeabilitású
• hüllok, sivatagi kétéltuek, madarak, emlosök bore
  kevéssé átjárható (bortömlok), de izzadással az
  emlosök is sokat veszítenek
• táplálkozás, metabolizmus, ürítés sivatagi
  élolényeknek a metabolikus víz igen fontos, de a
  tengeri emlosöknek is (fóka halat eszik hízik,
  gerinctelent eszik, zsírt éget a víz kedvéért)
• légzés az orr szerepe - víz kicsapódás, hutés
  kilégzéskor - tél, intubáció utáni légcsofájdalom

5
Ozmótikus szabályozás I.

• a gerincesek legnagyobb része szigorú
  ozmoregulátor - kivétel cápa-rája és nyálkahal
• a tengeri gerinctelenek egyensúlyban vannak, a
  többiek, a gerincesekhez hasonlóan, tengerhez
  képest hipo-, édesvízhez hiperozmótikusak
• vannak ozmokonformerek és ozmoregulátorok
  közöttük
• vízbol lélegzo édesvizi állatok
• hiperozmótikusak 200-300 mosm, míg a víz
  általában 50 mosm alatt víz belépés, só kilépés
• kompenzálására híg vizeletet termelnek, a sót a
  táplálékkal veszik fel, illetve aktív
  transzporttal a vízbol (hal, béka), borük
  átjárhatóságát csökkentik
• nem isznak édesvizet ?

6
Ozmótikus szabályozás II.

• vízbol lélegzo tengeri állatok
• gerinctelenek egyensúlyban
• nyálkahal csak Ca, Mg, SO42- szabályozás
• rája-cápa ozmótikus egyensúly karbamid miatt,
  fölösleges sót végbél miriggyel távolítja el
• halak vizet veszítenek, ezért tengervizet isznak,
  felesleges sót kopoltyún át aktív transzporttal
  távolítják el (klorid sejtek) ?
• levegot lélegzo tengeri állatok
• vízvesztés a légzohámon és más hámfelületeken át
• tengeri hüllok és madarak tengervizet isznak, de
  a halakhoz hasonlóan nem tudnak erosen
  hiperozmótikus vizeletet készíteni - sómirigyek
• tengeri emlosök nem isznak tengervizet,
  táplálékkal és metabolitikus úton nyernek vizet,
  hiperozmótikus vizeletet termelnek
• oroszlánfóka hímek 3 hónapig is tartózkodnak a
  parton evés-ivás nélkül, kis fókák 8-10 hétig
  hasonlóan vannak, míg anyjuk a tengeren van ?

7
Ozmótikus szabályozás III.

• levegot lélegzo szárazföldi állatok
• ha van édesvíz, akkor pótolható a légzéssel
  elvesztett víz, a só (vizelet, ürülék,
  verejtékezés) pedig a táplálékkal -
  takarékoskodni kell
• hajótöröttek problémája emberi vese 6 g Na/l
  vizelet, tengervízben 12 g/l - a tengervíz ivása
  sófelhalmozódást okoz
• sivatagi állatok kettos nehézséggel néznek
  szembe vízhiány és meleg
• sivatagi ugróegér nappal földalatti üregben,
  csak éjjel aktív metabolikus víznyerés,
  vízvisszanyerés az orrban
• teve nem tud üregbe bújni ha dehidrált nem
  izzad, inkább felmelegszik 35-41 C között
  ingadozik a testhomérséklete ilyenkon nem vizel,
  a karbamidot a szövetekben tárolja széklet
  száraz, vizelet hiperozmótikus ?

8
Összefoglaló táblázat
9
Az emlosök vízterei

• az emberi test átlagosan 60-a víz, de férfi-no,
  öreg-fiatal
• különbözo kompartmentumokban található
• intracellulárisan 2/3, extracellulárisan 1/3
• extracelluláris 3/4-e intersticiálisan, 1/4-e
  vérplazmában
• elválasztó felületek, átlépési szabályok már
  ismertek
• térfogatok mérése hígitási elv alapján
  Evans-blue, inulin, triciált víz
• igen fontos a homeosztázis kolera, vérhas -
  kiszáradás, trópusi kazánfuto - vízmérgezés,
  súlyos égés - borhiány miatt kiszáradás
• a szabályozásban emberben a vese a dönto, de igen
  nagy szerepe van a magatartási szabályozásnak is
  - víz csak korlátozottan termelheto
  metabolikusan

10
Az emlos vese

• az ozmoreguláció szerveiben (bor, kopoltyú, vese,
  bél) mindenütt transzporthámot találunk
  polarizált - apikális (lumináris, mukózális) és
  bazális (szerózális) felszín eltéro sajátságú
• a transzporthám teljesítoképességét speciális
  struktúrába rendezodés fokozza tubuláris
  szerkezet
• az emlos vese muködése jól ismert - bár nem
  reprezentatív valamennyi gerinces vesére
• testsúly 0,5-a, perctérfogat 20-25-a
• kéreg, velo, vesepiramis, vesemedence,
  húgyvezeto, húgyhólyag, húgycso ?
• napi 1 l, kissé savas (pH 6) vizelet keletkezik,
  összetétele, mennyisége táplálék és vízháztartás
  függo - sör, amidazophen, stb.

11
A vese muködési egysége

• az emlos vese muködési alapegysége a nefron
• afferens és efferens arteriola, közte glomerulus
  Bowman tok, proximális kanyarulatos csatorna,
  Henle kacs, disztális kanyarulatos csatorna,
  gyujtocsatorna ?
• a többség (85) kortikális, a maradék (15)
  juxtamedulláris nefron
• a vizelet képzodésének lépései
• ultrafiltráció
• reabszorpció
• szekréció
• a vese igen fontos szerepet játszik a pH
  szabályozásában
• a vese távolítja el a fehérjék bomlása során
  keletkezo ammóniát

12
Ultrafiltráció

• a víz és az oldott anyagok 15-25-a filtrálódik,
  napi 180 l - fehérjék és vérsejtek maradnak
• a filtráció függ
• a kapilláris és a Bowman tok lumene közötti
  hidrosztatikai nyomástól 55-15 40 Hgmm
• a vér kolloid ozmótikus nyomásától 30 Hgmm - az
  effektív filtrációs nyomás 40-30 10 Hgmm ?
• a szuro hidraulikus permeabilitásától
  fenesztrált kapillárisok, alaphártya
  (kollagénnegatív glikoproteinek), podociták
  (nyúlványaik között hosszúkás rések) ?, ?
• a boséges vérellátás a viszonylag alacsony
  ellenállásnak köszönheto - afferens arteriola
  vastag és rövid - magas nyomás a glomerulusban
• vérátáramlás szabályozása bazális miogén tónus,
  juxtaglomeruláris apparátus parakrin hatása,
  szimpatikus hatás (afferens, glomerulus,
  podocita) ?

13
Clearance

• egy anyag clearance-e az a plazma mennyiség,
  amely megtisztul az adott anyagtól a vesében
• VU CP VU azaz C ------
  P
• ahol C - clearance, P - plazma koncentráció, V
  - a vizelet mennyisége 1 perc alatt, U - az
  anyag koncentrációja a vizeletben
• ha olyan anyagot nézünk, ami nem szívódik vissza
  és nem szekretálódik (pl. inulin), akkor
  megkapjuk az 1 perc alatt képzodo szurlet
  mennyiségét GFR
• ha olyan anyagot nézünk, ami teljes egészében
  szekretálódik (pl. PAH), akkor megkapjuk a vesén
  1 perc alatt átáramló plazma (RPF) mennyiségét,
  illetve kiszámíthatjuk az RBF-t

14
Tubuláris reabszorpció I.

• a 180 l elsodleges szurletbol 1 l vizelet lesz,
  az 1800 g NaCl-bol csak 10 g ürül
• a visszaszívás folyamatairól az 1920-as években
  kifejlesztett mikropunkciós módszerrel tudtak meg
  igen sokat
• az egyes szakaszok szerepe
• proximális tubulus
• a Na 70-a aktív transzporttal visszaszívódik,
  Cl- és víz passzívan követi ?
• a szürlet izozmótikus, de a vissza nem szívott
  anyagok koncentrációja négyszeres
• a sejteken felületnövelo kefeszegély van
• glukóz és aminosavak a Na gradiense segítségével
  (synport) szívódnak vissza
• jellemzo a tubuláris maximum 1,8 mg/ml alatt
  teljes visszaszívódás (normális érték 1,0
  mg/ml), 3,0 mg/ml felett teljes telítettség -
  cukorbetegségben cukor a vizeletben
• a Ca, a foszfát és az egyéb elektrolitok
  szükségletnek megfeleloen szívódnak vissza - lásd
  késobb

15
Tubuláris reabszorpció II.

• Henle kacs leszálló szakasza
• nincs kefeszegély, kevés mitokondrium - nincs
  aktív transzport
• alacsony só és karbamid permeabilitás, magas víz
  permeabilitás
• Henle kacs vékony felszálló szakasza
• nincs kefeszegély, kevés mitokondrium - nincs
  aktív transzport
• alacsony víz és karbamid permeabilitás, magas
  NaCl permeabilitás
• Henle kacs vastag felszálló szakasza
• aktív Na visszaszívás
• alacsony víz permeabilitás
• disztális kanyarulatos csatorna
• aktív Na visszaszívás, passzív vízvisszaszívás
• K, H és NH3 transzport igényeknek megfeleloen
  - lásd késobb (pH szabályozás)
• a transzport hormonális szabályozás alatt -
  fakultatív
• gyujtocsatorna
• aktív Na visszaszívás a kortikális részen, eros
  karbamid permeabilitás a belso medulláris részen
• szabályozott víz permeabilitás (ADH) ?

16
Tubuláris szekréció

• a nefronban különbözo rendszerek, amelyek a
  plazmából a tubulusba szekretálnak anyagokat
• legjobban vizsgált K, H, NH3, szerves savak,
  szerves bázisok
• a nefron igen sokféle anyagot tud szekretálni a
  máj számos molekulát glükuronsavval, vagy annak
  szulfátjával konjugál, és azt ismeri fel a
  transzportrendszer
• K felvétele a proximális tubulusban és a Henle
  kacsban (Na/2Cl/K transzporter)
• túl magas K koncentráció esetén disztális
  tubulusban szekréció, de Na felvétellel
  kapcsoltan aldoszteron függo módon - K
  közvetlenül hat, Na renin-angiotenzinen át ?
• konfliktus esetén inzulin szekréció K hatására -
  foleg zsírsejtek felveszik a K többletet
• a H és NH3 kiválasztás a pH szabályozás
  szolgálatában áll

17
pH szabályozás I.

• normál pH 7,4 - 7,35 már acidózis, 7,45 alkalózis
• normál muködés 7,0 és 7,8 között képzelheto el
• állandóságát pufferrendszerek biztosítják
  légzés és kiválasztás
• Henderson-Hasselbalch egyenlet
  A- pH pK log ------ HA
• CO2-re két egyenlet, ezeket összevonva a
  nevezoben ?PCO2 kerül, ahol ? a CO2 oldhatósága,
  K helyére K-t írunk
• pK 6,08, vagyis a vér normális pH-ján nem jó
  puffer a CO2/HCO3- rendszer - mégis jó, mert
  CO2-t a légzés, HCO3--at a vese gyorsan tudja
  módosítani
• vérfehérjék (14-15 Hgb, 6-8 egyéb) pK-ja kb.
  azonos a vér pH-val - jó pufferek
• foszfát alárendelt, kevés van belole

18
pH szabályozás II.

• respiratórikus alkalózis és acidózis hiper-,
  ill. hipoventiláció miatt
• metabolikus alkalózis - pl. Cl- vesztés hányással
• metabolikus acidózis - energiatermelés
  erjesztéssel, ketózis cukorbetegségben
• elobbiben a vese kompenzál, utóbbiban rövid távon
  a légzés, hosszú távon a vese
• proximális csatornában és Henle kacsban Na/H
  kicserélo, disztális tubulus és gyujtocsatorna
  A-sejtek - netto HCO3- felvétel
• disztális tubulus és gyujtocsatorna területén
  vannak HCO3- szekretáló B-sejtek is ?
• acidózis esetén a szurletben kevés HCO3-,
  ilyenkor NH3 szekréció - ez felveszi a protont a
  HCO3- helyett, NH4 nem tud visszalépni, H
  szekréció fokozódhat ?

19
A vizeletkoncentrálás

• madarak és emlosök tudnak hiperozmótikus
  vizeletet készíteni - a gyujtocsatornából kilép
  a víz ozmótikus okokból
• közös jellemzo a Henle kacs, minél hosszabb,
  annál hiperozmótikusabb a vizelet - sivatagi
  ugróegérben igen hosszú
• a nyomáskülönbség kialakulását az ellenáram
  mechanizmus segíti ?
• a veloben felszálló Henle kacs ágon Na
  transzport van - ez nem lép be a leszálló ágba,
  de onnan kivonja a vizet, ami ugyanolyan hatású
• ehhez adódik, hogy a Na és víz kilépés miatt
  felhalmozódott karbamid csak a belso velorészben
  léphet ki a gyujtocsatornából ?
• a kéregtol a veloig no az ozmózisnyomás ?
• fontos, hogy a tubulusok vérellátása (vasa recta)
  párhuzamosan fut a Henle kaccsal, így nem mossa
  ki az ozmótikus gradienst

20
A vesemuködés szabályozása

• a juxtaglomeruláris apparátus sejtjei érzékelik a
  veseperfúzió és/vagy a NaCl csökkenését - renint
  adnak le
• a renin angiotenzinogénbol (glikoprotein)
  angiotenzin I-et (10 aminosav) hasít
• konvertáló enzim (foleg a tüdoben) angiotenzin
  I-bol lehasít 2 aminosavat angiotenzin II
• angiotenzin II serkenti a mellékvese aldoszteron
  szekrécióját, vazokonstrikcióval növeli a vér
  nyomását és fokozza az ADH termelést ?
• az aldoszteron 3 lehetséges úton fokozza a Na
  visszaszívását pumpa serkentés, ATP termelés,
  apikális Na permeabilitás fokozás ?
• az ADH termelo sejtek a vérnyomásra és az
  ozmolaritásra is érzékenyek (alkohol) ?
• atriális natriuretikus peptid (ANP) - a vénás
  nyomás növekedésére szabadul fel a pitvarból -
  gátolja a renin, aldoszteron, ADH felszabadulást

21
Nitrogén ürítés

• az aminosavak amino csoportját vagy újra
  felhasználja a szervezet, vagy el kell
  távolítania, mert az NH3 és az NH4 is káros
• három fo forma ammónia, karbamid, húgysav ?
• ammónia
• diffúzióval mérgezo - sok víz kell, hogy hígítsa
  és legyen gradiens - mexikói guanó denevérek igen
  ellenállóak, barlangjukba nem tanácsos bemenni
• 0,5 l víz/1 g nitrogén
• halak, vízi gerinctelenek, emlosök kis
  mennyiségben
• szállítás glutamin formában a májból a vesébe
• karbamid
• kevésbé mérgezo 0,05 l víz/1 g nitrogén
• szintézise ATP-t igényel
• gerincesek, kivéve a halakat, ornitin-karbamid
  ciklusban szintetizálják, halak és gerinctelenek
  húgysavból
• emberszabásúak húgysavat nem bontják - köszvény
• húgysav
• kevéssé oldódik 0,001 l víz/1 g nitrogén
• fehér paszta - madár guanó (húgysav és guanin)
• halak, hüllok, szárazföldi ízeltlábúak

22
(No Transcript)
23
Extracelluláris ionkoncentrációk
24
Ozmoreguláció az állatvilágban
25
Az emlos vese szerkezete
Eckert Animal Physiology, W.H.Freeman and Co.,
N.Y.,2000, Fig. 14-13.
26
A nefron szerkezete
27
Glomeruláris filtráció
28
A Bowman tok podocitái
29
A Bowman tok podocitái - EM
30
Juxtaglomeruláris apparátus
31
A Na visszaszívása
32
A visszaszívás folyamata
33
A K szekréció mechanizmusa
34
A vizelet pH szabályozása
35
Ammónia termelés a vesében
36
Az ellenáram elv
37
A koncentrálás mechanizmusa
38
Ozmózis viszonyok a vesében
39
A renin-angiotenzin rendszer
40
Aldoszteron hatásmechanizmusa
41
Az ADH szekréció szabályozása
Eckert Animal Physiology, W.H.Freeman and Co.,
N.Y.,2000, Fig. 14-35.
42
A nitrogén ürítés módjai