nefronda su ve solüt taşınması

02.05.2023 1

Nefronda su ve solüt taşınması

Prof. Dr. Nazan Doluİzmir Üniversitesi Tıp Fakültesi

02.05.2023 2

Proksimal tubul

• Yüksek kapasiteli, sızdırıcı transport epiteline sahiptir

• Tüpün başlangıcı helezon şeklinde (PKT), sonra düzleşir (PDT)

• Fonksiyonu: izoozmatik sıvı geri emilimi• 120 lt sıvı ve solut geri emilir• Duvarı mitokondri ile doludur• Yüzey zarları, yüzey alanını genişletecek şekilde

özelleşmiştir

02.05.2023 3

Proksimal tubul• Apikal ve bazolateral zarları

kanal ve taşıyıcılar içerir• Geri emilim ATP bağımlı

pompalarladır• Apikal zarda çok sayıda villus

bulunur, fırçamsı kenar oluştururlar

• Komşu epitel hücreleri çok gevşek bağlanır

• Suya çok geçirgendir• Epitelin elektriksel direnci çok

düşükdür.

02.05.2023 4

Proksimal tubul

• Geri emilim, tubul lumeninden interstisyuma sonra da peritubuler kapiller ağa (basit difüzyon) geçişle olur.

• Parasellüler yol• Transsellüler yol

02.05.2023 5

Transepitelyal taşınmada 5 basamak

bulunur• 1. basamak:• Na-K pompası

bazolateral zarda• 3 Na dışarı-2 K içeri

gönderir.• 2. basamak:• İyon taşınması tubul

lumeni ve interstisyum arasında voltaj farkı oluşturur (3 mV kadar)

02.05.2023 6

• 3. basamak-ozmotik fark: Na’un interstisyuma pompalanması, tubul lumeninden suyun sıkı bağlantılardan ozmotik farkla geçişini sağlar

• 4. basamak-solvent sürüklenmesi; su ve iyonlar beraberinde solvent sürükler

02.05.2023 7

• 5. basamak: Suyun geri emilimi tubulde kalan solütleri yoğunlaştırır ve difüzyonla geri emilimi kolaylaştıran kimyasal fark yaratır

02.05.2023 8

Peritübüler ağ

• Proksimal tubulun yanında seyreder.• PT’e oksijen ve besin sağlar• Peritübüler kapiller duvarında Starling kuvvetleri,

böbrek interstisyumundan geri emilimini artırır.• Sıvı geri emiliminde başlıca güç, plazma kolloid

ozmotik basıncıdır.• Kapiller hidrostatik basınç geri emilimi önler

02.05.2023 9

• Plazma kolloid ozmotik basıncı (pk)

• Tüm vücutta ortalama 25 mmHg

• Peritübüler ağa giren kanın sıvı kısmının % 20 kadarı glomerülden geçerken filtre olur.

• pk, 35 mmHg kadardır.

• Kapiller Hidrostatik basınç (Ppk)

• Kan peritübuler kapillerlere ulaşmadan efferent arteriole geçer.

• Peritubuler ağda basınç 20 mmHgya düşer.

02.05.2023 10

• Sonuçda; Peritübüler kapilerlerde • kolloid ozmotik basınç yüksek, • kapiller hidrostaik basınç düşük

02.05.2023 11

Proksmal tübülde organik solüt geri emilimi

• Plazmada glikoz (4-5 mmol/l), aaler (2.5 mmol/lt).

• Hepsi serbestçe Bowman aralığına geçer• PKTde organik bileşiklerin % 98i emilir, geri

kalan PDT’den emilir.• Organikler, apikal taşıyıcılarla (sınırlı

sayıdadırlar), difüzyonla geri kazanılır.• Sonra peritubuler kapillere geçer.

02.05.2023 12

Glikoz

• Sağlıklı kişide plazma glikozu 3.8- 6.1 mmol/lt• Glikoz tübüle serbestçe filtre olur• % 98i erken proksimal tübülden emilir.• Geri alım transsellüler ve taşıyıcı aracılığı iledir.

02.05.2023 13

Glikoz• Apikal membranda;• İki farklı Na birlikte taşıyıcı

kullanılarak geri kazanılır. Transmembran Na farkı kullanılır.

• PKT’de:• Yüksek kapasiteli, düşük

afiniteli Na-glikoz birlikte taşıyıcısı (SGLT ailesi, SGLT2). Filtre edilen glikozu hemen geri emer

SGLT: Sodium Glucose Co-transporter

02.05.2023 14

Glikoz

• Basolateral membranda;• GLUT ailesinden • GLUT2 PKT’de• GLUT1 PDT’de• Bazolateral

membrandan interstisyuma kolaylaştırılmış difüzyonu sağlar

02.05.2023 15

% 98

% 99

02.05.2023 16

Aminoasitler

• Aminoasitlerin hepsi böbrek tübülüne filtre olur.

• Erken PT’de aa yükünün % 98’i geri kazanılır• Plazma aa düzeyindeki fizyolojik yükselmeler

kolaylıkla nefronun geri emme kapasitesini aşar ve önemli miktar aa atılır.

02.05.2023 17

Aminoasitler

• Apikal membranda; • Çeşitli aa taşıyıcıları vardır. Geniş bir substrat

sfesifiteleri vardır.• Anyonik aaler (asidik), K’a karşı H, Na ve bir aa’i

değiştiren bir eksitatör aa taşıyıcısı ile geri alınırlar.• Katyonik aa’ler (bazik), bir nötral aa ile yer

değiştirirler.• Nötral aa’ler Na ya da H birlikte taşıyıcıları ile

alınırlar.

02.05.2023 18

Aminoasitler

• Bazolateral membranda; • Substrat spesifiteleri apikale göre daha

geniştir.• Katyonik ve nötral aa’ler bir nötral aa + Na

ile değiştirilirler• Aromatik aaler interstisyumu kolaylaştırılmış

difüzyonla geçer.

02.05.2023 19

Peptidler ve proteinler

• Proksimal tübülde taşınma, parçalanma ve endositoz olarak 3 şekilde gerçekleşir.

• 1.Taşınma; Gikoz taşınımına benzer.• Apikal yüzeyde PepT1 ve PepT2 H-

peptid birlikte taşıyıcıları (>8000 aa kalıntı kombinasyonlarını)

• PepT1, PT erken bölümlerinde düşük afinite, yüksek kapasiteli

• PepT2, PDTde erken bölümlerinde yüksek afinite, düşük kapasiteli

• Hücre içinde proteazlar ile yıkılırlar ve peritubuler ağa serbest aa olarak dönerler.

02.05.2023 20

Peptidler ve proteinler

• 2.Parçalanma: PT fırçamsı kenarında çok sayıda peptidaz vardır. Taşıyıcıya bağlanmadan önce peptid ya da aalere parçalayabilirler.

• 3.Endositoz:PT epitel hücreleri apikal yüzeylerinde bulunan MEGALİN ve KUBİLİN endositik resptörleri prtleri içine alır, sindirir, bazolateral taraftan serbest aa olarak kana gönderir.

02.05.2023 21

Organik asitler

• Laktat, pirüvat, mono-, di-, trikarboksilatlar• İki farklı Na ile birlikte PTden geri emilirler• Bazolateral membrandan;• Monokarboksilatlar, H karboksilat ile hücreden

çıkar• Di ve trikarboksilatlar, organik anyon

taşıyıcıları (OAT) ile organik anyonla değiştirilirler

02.05.2023 22

ORGANİK SOLÜTLER: SALINMA

• Salgılanma, filtre olup toksik etkiyen birçok toksinin temizlenmesini sağlar.

• Geç PTde;• Ürik asit, nükleik asit metabolizmasının Ptden

aktif olarak salgılanan ve kısmen insolübl olan bir son ürünüdür.

02.05.2023 23

Üre• İki amid grubuna bir karbonil

grubu bağlanmış küçük bir organik moleküldür.

• Kcde yapılır, istemeyen aa ve nitrojenin atılması için bir yol oluşturur

• Plazma konsantrasyonu: 2.5-6 mmol/lt

• Klinik laboratuarlar üre düzeylerini kan üre nitrojeni (BUN) olarak adlandırır.

• Normal BUN, 7-18 mg/dl dir.

02.05.2023 24

Üre

• PT, filtre olan yükün % 50sini parasellüler yolla geri emer.

• PT den büyük hacimlerde suyun oluşturduğu solvent sürüklemesi ile emilir

• Böbrek en sonunda filtre olan ürenin % 20 sini atar.

02.05.2023 25

Fosfat ve kalsiyum

• Plazmada 1.0-1.5 mmol/lt inorganik fosfor (Pi) ve 2.1- 2.3 mmol/lt Ca bulunur.

• Pi, RNA ve DNA’nın bir komponentidir. ATPde yer alır, birçok lipid prt ile birleşmiş bulunur.

• Ca, enzimleri aktive eder, kas kasılması, nörotransmitter salgılanmasını tetikleme görevleri vardır.

02.05.2023 26

Fosfat• Fosfatın % 90ı tübüllerden geri

emilir.• % 80 PT (PTH ve plazma Pi

konsantrasyonlarında etkilenir)• % 10 distal kıvrımlı tübül• Geri emilimi: Pi iki apikal Na-Pi

birlikte taşıyıcısı (N-PiTIIa ve Na-Pi TIIc) ile geri emilir.

• Bazolateral zardan geçişi araştırılmaktadır.

• Düzenlenme: PTH, tubul lumeninden Pi geri kazanımını engellemek için, apikal Pi taşıyıcılarını endositozla alarak parçalar.

02.05.2023 27

02.05.2023 28

Kalsiyum• Plazma Ca konsantrasyonu

1.0-1.3 mmol/lt• Filtre olan Ca un hemen hepsi

geri emilir.• % 65 PT’den parasellüler yolla

geri emilim• % 35 henle kalın çıkan kol (%

25) ve distal kıvrımlı tübül (%8).

• Ca geri emiliminin düzenlenmesinde başlıca bölge DKT’dür.

02.05.2023 29

Magnezyum• Enzimlerin normal fonksiyonu,

prtlerin yapısal bütünlüğünün stabilizasyonu için önemlidirler

• İyon kanallarında akışı düzenlerler .

• Plazmada azaldığı zaman, aritmi, kas tetanileri olur.

• Büyük kısmı kemiktedir.• Plazma konsantrasyonu 0.75-1

mmol/lt• Günlük alımını dengelemek için

filtre edilen yükün %2-5i idrarla atılır.

02.05.2023 30

Magnezyum• Geri emilim solvent

sürüklenmesi ve difüzyonla parasellüler gerçekleşir.

• PTden % 15i geri emilir.• PT distal bölümünde lumen-

pozitif potansiyel farkı geri emilimine yardımcıdır.

• Filtre olan magnezyumun % 70 gibi büyük kısmı, kalın çıkan koldan geri kazanılır.

02.05.2023 31

Potasyum• Ölümcül kardiyak bozukluklara

yol açabilir Plazma konsantrasyonu 3.5- 5.0 mmol/lt

• % 67 PT den parasellüler yolla geri emilir.

• Emilim solvent sürüklenmesi ve transepitelyal voltaj farkına dayanan difüzyon ile gerçekleşir.

• % 20, henle kalın çıkan koldan olur

• Ancak düzenleme esas olarak distal segmentlerdedir.

02.05.2023 32

02.05.2023 33

Bikarbonat ve hidrojen iyonları

• Böbreğin en önemli işlevlerinden biri hücre dışı sıvı pH’ını 7.4 de tutmaktır.

• Akciğerlerden uçucu asit, böbreklerden uçucu olmayan asit (sülfürik, fosforik, nitrik gibi) olarak atılırlar

• PT, HCO3 geri kazanımı, H salgılanması için başlıca bölgedir.

02.05.2023 34

Bikarbonat• HCO3 atılımı, hücre dışı sıvının

asidik olmasına yol açar. Bu yüzden HCO3 % 100 geri kazanılmaya çalışılır.

• PT’den % 80 geri kazanılır.• HCO3 anyoniktir. Membrandan

serbestçe difüze olamaz. • Bunun için PT hücresi tubule H

salgılar.• HCO3+ H H2CO3 CO2 ve

H2O (karbonik anhidraz ile)• CO2 ve H2O basit difüzyonla geri

kazanılır.

02.05.2023 35

Bikarbonat

• H, tubul lumenine, bir apikal Na-H değiştiricisi ile taşınır. H ve bikarbonat birleşir, karbonik asit olur. Karbonik asitten CO2 ve H2O oluşumu karbonik anhidraz enzimi IV ile gerçekleşir.

02.05.2023 36

Bikarbonat• Hücre içinde CO2

ve H2O tekrar birleşir (KAII ile)

• Bikarbonat bazolateral zardan interstisyuma ve kapillere (???),

• H ise tubul lumenine pompalanır.

02.05.2023 37

• Bikarbonat emilince, tubul hafif asidik olur (pH 6.8)

• Glomerulde pH 7.4

02.05.2023 38

H iyonları

• H salgılanması PT de olur.

• İdrar pHının belirlenmesi ve hücre dışı sıvının pHının düzenlenmesi distal segmenttedir.

• H, NHE3 Na-H değiştirici ve bir H pompası tarafından salgılanır

NHE3: Na+–H+ exchanger

02.05.2023 39

• Na-H iyon değişimi: Bazolateral Na-K ATPazın oluşturduğu Na gradyanı, H salgılanması için kullanılır (PTde net H salgılanmasının % 60ı)

• Proton pompası: PT ayrıca vakuoler tip H pompası kullanarak tübüle aktif olarak H salgılar (PTde net H salgılanmasının % 40ı). Elektrojenik bir pompadır.

* NHE3 aynı zamanda PT’e Na kazanımınınBaşlıca yoludur

02.05.2023 40

Uçucu olmayan asitler

• Günlük asit fazlasının üstünden gelmek, yeterli H atabilmek için diğer atılımlar vardır

• a) Eşzamanlı olarak üriner tamponları (titre edilebilir asitler) atmak

• b)Hidrojeni amonyak (NH3) ile bağlayarak amonyum iyonu (NH4) olarak atmak

02.05.2023 41

• A)Titre edilebilir asitler• Bu tamponlar H ile

kompleks yapar ve tübülde H konsantrasyonundaki artışı sınırlayan titre edilebilir asitler olarak bilinirler.

• Hidrojen fosfat, ürat, kreatinin, laktat, pirüvattır

02.05.2023 42

Amonyak• Plazmada normalde

bulunmaz• PT hücrelerinde

glutaminden NH3 ve alfa-ketoglutarat sentezlenir.

• NH3 yağda çözünür. Tubul lumenine çıkar. H ile birleşir. NH4 oluşur.

• NH4 PT hücrelerinde de oluşabilir. Na-H değiştirici ile tubul lumenine taşınır.

02.05.2023 43

Sodyum, klorür, su

• Plazma Na konsantrasyonu 136-145 mmol/lt• Filtre olan yükün % 99.6 sı böbrek tübülünden ilk

geçişte geri emilir (% 67 PT).• Klor da Na’u takip eder, Na’un pozitif yükü ile içe

taşınır. • Organik solütlerin geri emilimi ile de suyun

emilimi için güçlü bir ozmotik potansiyel oluşur.• Tüm bu süreçlerde net etki izoozmotik bir PT

sıvısıdır.

02.05.2023 44

Proksimal kıvrımlı tübül başlangıcı (Na)

• Organik solütler ve HCO3 Na ilişkili olarak buradan geri emilir (Transsellüler Na geri emilimi)

• Na’un bir kısmı parasellüler geri sızar

02.05.2023 45

Proksimal kıvrımlı tübül başlangıcı (Na)

• TRANSSELLÜLER: Bazolateral Na-K ATPaz Na’u hücre dışına gönderdiğinde, hücrede oluşan Na gradyanı, apikal membrandan Na ile beraber glikoz, aa, organik asit ve fosfat geri emilimini sağlayacaktır.

• Büyük miktar Na, NHE3 Na-K değiştirici aracığıyla da hücreye girecektir.

• Daha sonra Na interstisyuma Na-K ATPaz ve bazolateral Na-HCO3 ile taşınır

02.05.2023 46

Proksimal kıvrımlı tübül başlangıcı (Na)

• PARASELLÜLER:• Bu taşımalar tübül lumni

ile interstisyum arasında 3 mVluk bir fark yaratır, bu da parasellüler Cl geri emilimini sağlar.

• Ayrıca geri emilen Na, parasellüler yolla tubul lumenine döner (%30)

02.05.2023 47

Proksimal düz tübül

• Buraya ulaşan sıvı tüm yararlı organik molekül ve HCO3den arınmıştır.

• Yalnız Cl fazlalığı vardır.• Na ve Cl transselüler ve parasellüler geri emilir.

02.05.2023 48

Kaynak

• Lippincott Fizyoloji 2013