Download - Izojonia, izowolemia
Izojonia, izowolemia
Woda – pierwotne środowisko życia
Izotoniczność – „komórka nie podlega zmianom objętości” – bezwględnie wymagana do przetrwania
Osmolarność – liczba rozpuszczonych cząsteczek
Organizmy: izoosmotycznehipoosmotyczne hiperosmotyczne
Ryby chrzęstnoszkieletowe (morskie)
Izoosmotyczne (choć stężenie soli jest 2~3 razy niższe niż w morzu) Mocznik: ~ 0.5 M (100 razy wyższe stężenie niż ssaki!)
Wytwarzają metyloaminy (TMAO, betainę, sarkozynę) chroniące białka przed denaturacją
Ryby kostnoszkieletowe (morskie)
Hipoosmotyczne – piją wodę (ale muszą wydalać jony, gł. Na+ i Cl- – skrzela: „komórki chlorkowe”, energochłonne)
Ryby kostnoszkieletowe (słodkowodne)
Hiperosmotyczne – duże ilości moczu (jony są wchłaniane czynnie w skrzelach)
Płazy
Hiperosmotyczne – duże ilości moczu (jony są wchłaniane czynnie przez skórę)
Żaba morska - mocznik
Ląd – problemy z utratą wody
Płazy - mogą gromadzić rozcieńczony mocz (do 30% masy ciała – Chirdeptes)
Gady, ssaki, ptaki – szczelne pokrywy ciała, raczej brak problemów z nadmiarem wody.
Wydalanie wody, nadmiaru jonów (przyjętych z pokarmem), produktów przemiany materii, toksyn, utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej, itd. – NERKA
Nerka
Miąższ nerki (kora nerki)
Piramida nerkowa (rdzeń)
Kanał zbiorczy
Miedniczka nerkowa
Moczowód
Nefron – jednostka czynnościowa, 1.2 mln
Kłębuszek nerkowy
Tętniczka doprowadzającąca
Podocyty
Tętniczka odprowadzająca
Filtracja kłębuszkowa
RPF – przepływ osocza przez nerki
GFR – objętość filtrowana przez kłębuszki (1/5 RPF)
GFR ~180 L/dobę
Mocz ~1.5 L/dobę
Filtracja kłębuszkowa
- poniżej ~15 000 Da,
- aniony (białka): 1.8 – 4.4 nm – filtracja częściowa
Resorpcja kanalikowa:1. glukoza, mleczany2. aminokwasy, peptydy i białka3. jony: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3
-
4. Woda5. Witaminy, mocznik
Resorpcja glukozy
SGLT1-14
GLUT2
ATP
ADP
Maltoza - maltaza glukoza
SGLT 1
Resorpcja białek, peptydów i aminokwasów
Aminokwasy – kotransport z Na+
oligopeptydy: peptydazy zaewnątrzkomórkowe – aminokwasy (Na+) idipeptydy (H+)
białka - egzocytoza
Kotransport:- glukoza- aa’s- Cl-, K+
- HCO3
- - CO2
Resorpcja Na+ - gł. w kanaliku krętym bliższym
Kanalik nabłonek krew
Na+K+
Na+
ATP
(gradient el-chem)
Resorpcja H2O
60-70% resorpcji
Akwaporyny
homotetramer ~ 28 kDa (monomer)
„blokada” dla protonów (H3O-)
<8 Å
AQP1 – kanalik zstępujący
AQP2 – w kanaliku zbiorczym – wazopresyna hamuje wydzielanie moczu (alkohol i kofeina hamują wydzielanie wazopresyny)
Mocznik - ssaki, płazy, chrzęstnoszkieletowe
Gady, ptaki – kwas moczowy
Równowaga kwasowo-zasadowa
Usuwanie powstających w organizmie niewielkich ilości kwasów innych niż kwas węglowy (H3PO4, H2SO4), oraz bieżące
wyrównywanie pH związanego z nieprawidłowym natężeniem wentylacji płuc.
a) kwasica (ośrodek oddechowy pracuje nieznacznie zbyt słabo) nerki wyrównują pH:
- zwiększając wchłanianie HCO3¯ („Resorpcja
wodorowęglanów” – wchłanianie CO2 i H2O)
- wydzielając jony H+ i NH4+
- zatrzymują inne jony zasadowe Mg2+, Ca2+
- zwiększają wydalanie innych anionów: np. HPO42¯,
SO42-, Cl¯
b) alkaloza (ośrodek oddechowy pracuje zbyt intensywnie)
nerki wyrównują pH:wydalenie jonów zasadowych ( Na+, K+, Ca2+ i Mg)
Resorpcja HCO3-
Kanalik nabłonek krew
K+
Na+
ATP
Na+
H+
Na+
H+
ACa
HCO3+
CO2
H2O
H2O
ACaHCO3
-
Na+
HCO3-
Na+
Resorpcja Ca2+
Kotransport z Na+ - gł. W końcowym odcinku kanalika dalszego
Parathormon i kalcyferol (1,25-dihydroksykalcyferol – D3)
Całkowity wapń w surowicy ~2 mM (wolny ~1.6 mM)
Parathormon, kalcyferol i kalcytonina
Tarczyca (komórki C) i przytarczyce – receptor Ca2+
(sprzężony z białkami G)
Parathormon (84 aa’s) - przytarczyce
Niskie Ca2+ stężenie
wysokie Ca2+
stężenietarczyca
kacytonin
a PTHPTHprzytarczyce
Ca2+ dostarczane
do krwi
Ca2+ dostarczane do
kości
Wzmaga:- resorpcję w nerkach- aktywuje
osteoklasty - zwiększa wchłanianie w jelicie (pośrednio)
receptor sprzężony z białkami G
(CA; PLC)
stimulacja CA powoduje aktywację Na/K/Cl- kotransportera
Kalcytonina – 32 aa’s
Komórki C tarczycy
Obniża st. Ca2+ - gł. zwiększając wbudowywanie wapnia do kości i hamując wydzielanie PTH
kalcyferol
kalcitriol = „witamina D”
1,25-(OH)cholekacyferol
1,25 dihydrokalcyferol
- gł. pobudza wchłanianie Ca2+ w jelicie
- pobudza ekspresję genów (ATPazy Ca2+, CBP, alkalicznej fosfatazy itd.)
- obniża wydzielanie PTH (ekspresję)
Wazopresyna wzmaga resorpcję wody w kanaliku zbiorczym (AQP2)
Aldosteron wzmaga resorpcję Na+
w kanaliku wstępującym
Angiotensyna II obniża przesącz kłębuszkowy
renina – angiotensyna
angiotensyna IIrenina
Zmniejszona objętość osocza
aldosteron
(baroreceptory)
Resorpcja Na+
(jako i wody)Wzrost ekspresji
Na+/K+ ATPazy
angiotensyna I (10 aa’s)
renina (proteaza asparaginowa ~ 37 kDa)
Angiotensynogen ~450 aa’s
angiotensyna II (8 aa’s)enzym konwertujący
(karboksypeptydaza)Receptory: wzrost Ca2+
Wazopresyna (ADH)
Osmoreceptory
podzgórza
ADHprzysadka
Przysadka
receptory angiotensyny