tjelesne_tekucine.pdf

• Unutarstanična (intracelularna) tekućina

– citoplazma stanica i sincicija

• Vanstanična (ekstracelularna) tekućina

- krvna plazma

- limfa

- tekućine tjelesnih šupljina (pleuralna cerebrospinalna, peritonealna,…)

- međustanična tekućina

– Za održavanje ravnoteže, ono što uđe u tijelo mora biti upotrebljeno ili izlučeno

– Biti u ravnoteži:

Unos + Stvaranje = Upotreba + Iznos

– Pozitivna ravnoteža - Voda i otopljene tvari ulaze u tijelo brže nego što izlaze

– Negativna ravnoteža- Voda i otopljene tvari izlaze iz tijela brže nego što ulaze

Ravnoteža i regulacija tjelesnih tekućina

Održavanje sastava tjelesnih tekućina

• Unutarstanična tekućina

-različiti oblici transmembranskog prijenosa (difuzija, olakšana difuzija, osmoza, prim. i sek. aktivni transport)

• Vanstanična tekućina

- unutarnja svojstva ovih tekućina (puferi) i organski sustavi

• Unos

– Gastrointestinalni sustav

– Dišni sustav

• Gubitak

– probavni sustav

– Dišni sustav

– Koža

– Bubrezi

Bubrezi - funkcija

• Izlučivanje produkata metabolizma i stranih tvari • Nadzor nad ravnotežom vode i elektrolita • Nadzor osmolalnosti plazme • Regulacija volumena plazme • Regulacija arterijskog tlaka • Regulacija acidobazne ravnoteže • Lučenje, metabolizam i izlučivanje hormona (renin, eritropoetin) • Glukoneogeneza

donja šuplja vena abdominalna aorta

nadbubrežna žlijezda

uretra

mokraćni mjehur

vrat mjehura

mokraćovod

bubrežna vena

bubrežna arterija

nakapnica

bubreg

Sustav organa za izlučivanje – anatomija

Sustav organa za izlučivanje

Žena Muškarac

Uretra

Vanjski otvor uretre

Ureter

Glatki mišići zida mokraćnog mjehura

Otvori uretre

Interni sfinkter

Dijafragma zdjelice

Eksterni sfinkter

Prostata

Bulbouretralna žiljezda)

Vanjski Otvor uretre

Uretra

– Kontrola: receptori rastezanja

Mokrenje (mikturicija)

Leđna moždina – 3 seta neurona

(1) Parasimpatički (detrosus m.)

(2) Simpatički (interni sfinkter)

(3) Somatični (eksterni sfinkter)

Uretra

Vanjski otvor uretre

mokraćovod

Glatki mišići zida mokraćnog mjehura (detrosus m.)

Otvori uretre

Interni sfinkter (glatki m.)

Dijafragma zdjelice

Eksterni sfinkter (p.p.m.)

tijelo

vrat

Ureter

Bubrežna piramida

Bubrežni sinus

(sa masnim tkivom)

Veliki vrč

Mali vrč

Bubrežna kapsula

kora

srž

Bubrežna

nakapnica

Bubrežna

arterija

Bubrežna

vena 1100 ml/l

Kortikalna

sabirna

cijev

Medularna

sabirna

cijev

Unutrašnja

medula

Vanjska

medula

Korteks

Kortikalni

nefron

Jukstamedularni

nefron

Nefron – osnovna funkcionalna jedinica bubrega

Nefron – osnovna funkcionalna jedinica bubrega

Proksimalni kanalić

Distalni kanalić

Sabirni kanalić

Bowmanova čahura

Glomerul

Korteks Medula

Tanki segment Henleove petlje U plevis

Peritubularne kapilare

Vena

Arterija

Aferentna areriola

Eferentna arteriola

Jukstaglomerularni aparat

Vasa recta

Debeli segment Henleove petlje

Nefron – Bowmanova čahura i glomerul

Aferentna arteriola

Eferentna arteriola

Glomerul

Bowmanova

čahura

Lumen

Bowmanove

čahure

Vanjski omotač

Bowmanove

čahure

Unutarnji

sloj Bowmanove

čahure

(podociti)


Lumen

glomerularne

kapilare

Endotelna

stanica

Bazalna

membrana

Podociti

Nefron – Bowmanova čahura i glomerul

Prstasti nastavci

podocita

Pukotinske

pore

Bazalna

membrana

Pore

(fenestre)

Endotelna

stanica

Lumen Bowmanove

čahure

Lumen glomerularne

kapilare

Glomerularna kapilarna membrana -Tri sloja -Negativni naboj sprečava filtraciju bjelančevina plazme

Macule

denza

Eferentna

arteriola

Ekstraglomerularne

mesangialne

stanice

Glomerularne

kapilare


Bowmanova čahura

Granularne stanice

Bubrežni

živci Aferentna arteriola

Distalni

kanalić

Nefron – jukstaglomerularni aparat

Sekrecija Ekskrecija

Bubrežni kanalić

Glomerul

Filtracija

Peritubularna kapilara

Reapsorpcija

Stvaranje mokraće Glomerularna filtracija: Kapilarni tlak protiskuje čestice manje od 10 000 D 80% plazme prolazi nefiltrirano

Tubularna reapsorpcija: Selektivni prijenos otopljanih tvari i vode iz lumena tubula u plazmu

Stvaranje mokraće


Bubrežni kanalić

Glomerul

Filtracija


Reapsorpcija

Tubularna sekrecija: Selektivni prijenos tvari iz plazme u lumen kanalića

Stvaranje mokraće


Bubrežni kanalić

Glomerul

Filtracija


Reapsorpcija

Pročišćena krv vraća se nazad u tijelo

Puni srčani

odljev

(5,000 ml/min)

Protok kroz bubreg

(1,140 ml/min)

Za pročišćenje plazme

(vrlo malo za prehranu bubrega)

Sva ostala tkiva

(3,860 ml/min)

Za opskrbu kisikom i hranom,

Te uklanjanje otpadnih proizvoda

Krvni tlak u arterioli

Aferentna arteriola Eferentna arteriola

1, 2, 4

GFR

Stvaranje mokraće - Filtracija

Fitracija (glomerular filtration rate - GFR) ovisi o:

- 1 - hidrostatskom pritisku u glomerulnim kapilarama

- 2 - hidrostatskom pritisku u Bowmanovoj čahuri

- 3 - osmotskom tlaku u glomerulnim kapilarama

- 4 - osmotskom tlaku u Bowmanovoj čahuri

3

• Autoregulacija

- miogena regulacija (receptori za rastezanje u aferentnoj arterioli)

- tubuloglomerularna povratna sprega (parakrini iz macule danse)

- mesangialne stanice (glatko mišićje oko glom. kapilara)

• Vanjska kontrola

- baroraceptori simpatička živ. vlakna mišićje u stjenkama aferentne i eferentne arteriole


• 180 l primarne mokraće /dan

(plazma bez stanica i proteina)

• 1,5 l mokraće napušta tijelo/dan

• 99% se reapsorbira

Vazokonstrikcija

(smanjen dotok

krvi u glomerul)

Aferentna arteriola

Glomerul

Eferentna arteriola

Krvni tlak u

glomerulu

Ukupni filtracijski

tlak

GFR


Povećan krvni tlak

GFR


Smanjen krvni tlak

Vazodilatacija

(povećan dotok

krvi u glomerul)

Aferentna arteriola

Glomerul

Eferentna arteriola

Krvni tlak u

glomerulu

Ukupni filtracijski

tlak

Stvaranje mokraće – Reapsorpcija

- U proksimalnom i distalnom kanaliću - Kroz stanični prijenos, međustanični samo u proksimalnom kanaliću - Stanice distalnog kanalića nemaju mikrovila

Lumen apikalna m. Citoplazma bazolateralna m. Bazalna m.

Peritubularni prostor fenestrirani kapilarni endotel

Tight junction

Bazolateralna stanična membrana

LUMEN KANALIĆA

KAPILARA

Mitohondriji

Jezgra

Bazalna membrana

Lateralni peritubularni prostor

Mikrovili

Endocitički vezikul

Apikalna stanična membrana

Put reapsorpcije

(1) Pasivna reapsorpcija – difuzijom (urea) (2) Aktivna raepsorpcija kroz bazolaterelnu membranu (porast

konc. u peritubularnom prostoru) (3) Aktivna raepsorpcija kroz apikalnu membranu (porast konc. u

citoplazmi) (4) Pasivna reapsorpcija vode - Sudjeluju različiti oblici kotransporta, kontratransporta,

olakšane difuzije i aktivnog prijenosa


Reapsorpcijom Na+ određuje se konc. Na+ u krvi, reapsorpcija H2O i otopljenih tvari, sekrecija H+ i K+.

Tight

junction

Stanica

proksimalnog

kanalića

Glukoza

Aminokiseline

Fosfati

Peritubularna

kapilara

Lateralni

inercelularni

prostor

Peritubularni prostor

Lumen

kanalića

NaCl

Stvaranje mokraće – Reapsorpcija elektrolita

Glukoza

Apikalna

staniča

membrana

Lumen

kanalića

Stanica proksimalnog

kanalića

Aktivni

transport

ADP

ATP

Kotransport Glukoza

Glukoza

Glukoza

Olakšana

difuzija

Bazolateralna

stanična

membrana

Peritubularna

kapilara

Primjer: Reapsorpcija glukoze pomoću Na/glukoza pumpe (sekundarni aktivni transport)

- pojava zasićenosti nosača


Regionalna specijalizacija bubrežnih kanalića

Proksimalni kanalić reapsorbira 70% Na i H2O, neke tvari 100% (glukoza) • Isoosmotska reapsorpcija • Mikrovili na apikalnoj membrani • Neregulirana reapsorpcija Distalni kanalić i sabirna cijev • Manje mitohondrija • Malo ili ništa mikrovila • Čvrste veze među stanicama • Hormonski receptori na stanicama

• Henleova petlja - stvaranje medularnog osmotskog gradijenta

• Samo jukstamedularni nefroni

• Sistem protustrujne izmjene

• Henleova petlja je protustrujni pojačivač; vasa recta protustrujni izmjenjivač

Stvaranje mokraće – medularni osmotski gradijent

Silazni krak (propusan za H2O)

Uzlazni krak (propusan za Na i Cl)

Henleova petlja

Vasa recta

Stvaranje osmotskog gradijenta


Iz aferentne

arteriole

Korteks

Medula

U venu

Vasa recta


• U distalnom kanaliću i sabirnoj cijevi

• Pod utjecajem hormona

• K+, H+, NH3, organske kiseline i baze (u jetri vezivanje za glukuroničku kiselinu ili njene sulfate)

Stvaranje mokraće – Sekrecija

Segment tubula Reapsorpcija tvari Sekrecija tvari

Proksimalni kanalić Na+

Cl-

K+

Ca+

HCO3-

Glukoza Amino kis. Vitamini Urea voda

H+

Silazni krak henleove petlje

voda

Uzlazni krak henleove petlje

Na+

Cl-

K+

Mg 2+

Ca2+

K+

H+

Distalni kanalić Na+

Cl-

Ca+

voda

K+

H+

Sabirni kanalić Na+

Cl-

K+

Ca+

HCO3-

Urea voda

K+

H+

• Ispitivanje ekskretorne funkcije bubrega

• Pročišćenje = eks. brzina/plazmatska konc.

• Eks. Brzina = filtracija - reapsorpcija + sekrecija

- za međusobnu usporedbu tvari

• Inulin, kreatinin – samo filtracija bez reapsorpcije (za procjenu minutne glomerularne filtracije)

• Paraaminihipurina kis. (PAH) – filtracija i sekrecija (za procjenu bubrežnog protoka plazme)

Stvaranje mokraće

• Četiri glavna hormona:

- renin (proteolitički enzim)

- aldosteron (steroidni hormon)

- ADH (antidiuretski hormon - vazopresin)

- ANP (atrijski natriuretički peptid)

Hormonalna regulacija

• Unos - probavni trakt (kontrola) - metabolizam • Iznos - probavni trakt - koža - dišni sustav - bubrezi (kontrola) Hipervolemia - unos veći od iznosa Hipovolemia - unos manji od iznosa Normovolemia - unos jednak iznosu Diabetes insipidus - poremećaj ADH – poliuria i

polidipsia (20 l/dan)

Ravnoteža vode

Iz

proksimalnog

kanalića

Hipoosmotski filtrat

100 mosm/liter napušta

Henleovu petlju

Sabirni

kanalić

Henleova

petlja Medula

Korteks

Distalni kanalić

Koncentracija

urina koji napušta

sabirnu cijev

može biti niska do

100 mosm/liter = pasivna difuzija H2O

= aktivni transport NaCl

= dio kanalića

nepropusan za H2O

Ravnoteža vode

Višak vode u organizmu Baroreceptori atrija srca Djelovanje ANP

Ravnoteža vode

Manjak vode u organizmu djelovanje ADH Osmoreceptori hipotalamusa

Baroreceptori atrija (volumen)

aortnog i karotidnog luka (tlak) Iz

proksimalnog

kanalića Hipoosmotski filtrat

100 mosm/liter napušta

Henleovu petlju

Sabirni

kanalić

Henleova

petlja

Medula

Korteks

Distalni kanalić

Koncentracija

urina koji napušta

sabirnu cijev

može biti visoka do

1200 mosm/liter = pasivna difuzija H2O

= aktivni transport NaCl

= dio kanalića

nepropusan za H2O

Gs protein

ciklički

AMP

ADH

Epitel sabirnog kanalića Lumen

kanalića

krv

Fosforilacija

protein

Povećana propusnost za vodu H2O

Receptor

Adenil

ciklaza

cAMP-ovisna

protein kinaze

H2O

H2O

H2O

Vezikule sa

akvaproteinom-2

spajaju se sa

membranom

ATP

Djelovanje ADH

Unos

1 L vode

Povećani

volumen

Ekstracelularne

tekućine

Kardiovaskularni receptori za rastezanje

Smanjeno otpuštanje

ADH

iz stražnjeg

režnja hipofize

osmoreceptori

Normalni

volumen

tekućine

Povećana

ekskrecija

vode

Smanjena

osmolalnost

plazme

Smanjena količina ADH u plazmi

Smanjena

propusnost

distalnih

kanalića

za vodu

Smanjena

reapsorpcija

vode

Unos vode

Ravnoteža vode

Morska voda

(3% soli)

Urin

(2% soli)

krvne žile

Aldosteron ADH

žeđ

Angiotenzin II

Konvertirajući

enzim

Normalni

krvni

pritisak

Smanjeni

krvni

pritisak

Kora

nadbubrežne

žljezde

mozak

jetra

Kidney

Angiotenzin I

Renin

Angiotezinogen

Vazokonstrikcija

eferentne

Unos H2O

Krvni tlak

Reapsorpcija Na+ Reapsorpcije H2O

Ravnoteža natrija • Renin-angiotenzin-aldosteron sustav

Baroreceptori Jukstagomerularni aparat (Granularne stanice)

Pad tlaka

Renin

Simpatička inervacija

Angiotenzinogen (u krvi)

Jetra

Angiotenzin I Angiotenzin konvercijski enzim

(Stjenka plućnih kapilara) Angiotenzin II

Aldosteron Vazokonstrikcija ADH Hipotalamus (unos)

Citostolički receptor u principijalnim stanicama, aktivacija Na i K kanala, sinteza istih te Na/K pumpi

• Glavni kation vanstanične tekućine - važan nosioc osmotskog pritiska - za funkcioniranje podražljivih stanica • Hipernatremia • Hiponatremia • Slobodna filtracija, reapsorpcija u proksimalnom kanaliću 70%, u

distalnom i sabirnoj cijevi regulirana hormonima aldosteronom i ANP • Nema sekrecije

Ravnoteža natrija

Gastrointestinalni

gubici (proljev,

povraćanje)

Koža

Bubrezi

Vanstanična tekućina

Na u prehrani

100 - 300 mEq/dan

IZNOS

UNOS

Ravnoteža natrija

Ravnoteža natrija

Principalna stanica Lumen

kanalića Kapilara

U proksimalnom kanaliću kontratransport sa H U distalnom kanaliću kontratransport sa K Na/K pumpa na bazolateralnoj membrani glavni pokretač transporta

Stjenka distalnog kanalića

• Osnovni unutarstanični kation

• Važan za funkcioniranje podražljivih stanica

• Hiperkalemia

• Hipokalemija

• Slobodna filtracija, reapsorpcija u proksimalnom kanaliću (inrtracelularni prijanos, intercelularni nepoznat preko apikalne membrane)

• u distalnom i sabirnoj cijevi reapsorpcija i sekrecija regulirana hormonima aldosteronom i ANP

• Konc. K+ u krvi direktno djeluje na otpuštanje aldosterona

Ravnoteža kalija

Povećana

ekskrecija kalija

Djelovanje na koru

nadbubrežne žljezde Povećana količina K+ u stanicama Povećana količina K+

Povećani unos kalija

Povećana

sekrecija kalija

Povećano

lučenje

aldosterona

Povećana koncentracija

aldosterona u plazmi

Povećana propusnost luminalne

membrane za Na+ i K+i povećana

Aktivnost bazolateralne membrane

Na+/K+-ATPazna aktivnost u

principalnim stanicama sabirnih kanalića

Normalna koncentracija kalija

HORMON IZVOR AKTIVACIJA MJESTO DJELOVANJA

CILJ DJELOVANJA

UČINAK

Renin

Jukstaglom rularni aparat (granularne stanice)

Promjena konc Na i Cl u distal. kanaliću

Kora Nadbubrežne žlijezde

Lučenje aldosterona, ADH, unos iona i vode

Vazokonstr. eferentne

arteriole Povečanje

tlaka

Aldosteron Kora Nadbubrežne žlijezde

Pad konc. Na i Cl

u distalnom kanaliću

Principalne stanice

distalnog kanalića i

sabirne cijevi

Povećana propustljivost kanalića za Na i aktivna reapsorpcija Na

Smanjenje izlučivanja

Na, Povećano izlučivanje

K

ADH Stražnji

režanj Hipofize

Povećana osmolalnost, pad krvnog

tlaka

Stanice distalnog tubula i sabirne cijevi

Stvaranje akvaporina na apikalnoj membrani

Reapsorpcija vode,

koncetrirana mokraća

ANP Atrij srca Povećan krvni

tlak

Aferentna i eferentna arter. Inhibicija renina, aldosterona i

ADH

Povećano izlučivanje vode i elektrolita

Pojačana diureza, Smanjenje tlaka

• Aktivira egzocitozu i kontrakciju mišića

• Hiperkalcemija

• Hipokalcemija

• Raspodjela u tijelu:

– Kosti (99%)

– Mišići (0.3%)

– Tekućine (0.7%)

Ravnoteža kalcija

Ca-protein

40%

Ca-An

10%

slobodni Ca2+ 50%

Slobodno se filtrira

• Proksimalni kanalić reapsorbira 70%

• Henleova petlja reapsorbira 20%

• Distalni kanalić 10%

• Regulacija u Henleovoj petlji i distalnom kanaliću

• Hormoni - Paratiroidni hormon (PTH)

(peptid iz paratiroidne žlijezde)

- Kalcitrol (steroidni hormon iz vitamina D3)

- Kalcitonin (peptidni hormon iz tiroidne žlijezde)

Ravnoteža kalcija

Ravnoteža kalcija

Manjak Ca

Višak Ca

PTH Reapsorpcija u nefronu Aktivacija kalcitrola Reapsorpcija Ca iz kosti

Kalcitrol

Kalcitonin

7-dehidroksidkolesterol

Vitamin D3 Hrana

UV

Apsorpcija iz probavnog trakta

U jetri

Smanjena reapsorpcija u nefronu Depozit u kosti

From dialyzer

Arteriovenous

fistula Radial

artery

Superficial

vein

Fresh dialyzing

solution

Used dialyzing

solution

Dialyzer

membrane

Constant

temperature bath

Bubble

trap

Acido – bazna ravnoteža

- Količina prisutnih H+ i OH- iona - ph = -log(H+) = 0 do 14 - Puferi – tvari koje se opiru promjeni pH slabe kiseline ili baze sa njihovim solima - Amfoterne tvari – mogu se ponašati kao kiseline ili baze

HCl Cl–

Na+

Dodatak

3 HCl

Otopina NaCl bez pufera 3 slobodna H+

H+

Cl–

Na+

Na+

1 slobodni H+

H+

Cl–

Na+

H2CO3

HCO3– H2CO3

HCO3–

Otopina sa karbonatnim puferom

Dodatak

3 HCl

HCl


Raspon pH koji organizam može podnijeti

< 6.8 = smrt

6.8-7.35 = acidoza

7.35-7.45 = normalno

7.45-7.8 = alkaloza

>8.0 =smrt

-Poremećaj -osmotskog tlaka -enzima i proteina -živčanog sistema -raspodjela K+ -aritmija i vazodilatacija

• Uzroci neravnoteže (1) Poremećaj u disanju (40 mmHg norm.)

(2) Poremećaj u metabolizmu

acidoza – proteinska hrana

- masna hrana

- pojačan metabolizam

- učestali proljevi

alkaloza – kronično povraćanje

- poremećaj bubrežnih funkcija

• Obrana od neravnoteže (1) Puferi

(2) Dišni sustav

(3) Bubrezi


CO2 Mliječna kis. Ketokiseline

Unos Iznos

Prehrana

Metabolizam

Proteini Masti

H+

CO2

Bubrezi

Pluća

• Puferi

• Disanje

• Bubrezi


Karbonatni

Proteinski

Fosfatni

CA

CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

HCO3- + H+ H2CO3

Protein- + H+ H.Protein

HPO42- + H+ H2PO4

-

(samo neutraliziraju

naglu promjenu, brzo djeluju)

(djelomična kompenzacija,

djelovanje za par minuta)

(kompenzacija, do par dana)

Acidoza Pojačana ventilacija

Alkaloza Smanjena ventilacija

Acidoza Povećana sekrecija H+

Povećana repsorpcija HCO3-

Sinteza HCO3-

Puferiranje sa NH3

Alkaloza Smanjena sekrecija HCO3-

Smanjena reapsorpcija HCO3-

HCO3/CO2 =20/1

Lumen kanalića Krv

K+

K+

Na+

CO2CO2

HCO3-

H+

H2O

Na+

ProtonskaATPaza Cl-

Karboanhidraza

Stanice tipa A

H+

Novostvoreni CO2

Lumen kanalića KrvStanice tipa B

HCO3-HCO3

-

H+

CO2

H2OKarboanhidraza

Cl- Cl-

ProtonskaATPaza

• Respiracijska acidoza

• Respiracijska alkaloza

• Metabolička acidoza

• Metabolička alkaloza

Hipoventilacija

Kompenzacija: bubrezi

Hiperventilacija

Kompenzacija: bubrezi

Višak H+ (izvor nije CO2)

Kompenzacija: disanje i bubrezi

Manjak H+ (izvor nije CO2)

Kompenzacija: disanje i bubrezi

tjelesne_tekucine.pdf

Documents