NEERUTALITLUS JA KEHA HAPPE-LEELISE TASAKAAL (0)

NEERUTALITLUS JA KEHA HAPPE- LEELISE TASAKAAL
Programm veterinaarmeditsiini üliõpilastele
1. Neerude ja kuseteede struktuur.
Neere ümbritseb neerusidekirme, millele järgneb rasvkihn ja selle all fibrooskihn. Neeru parenhüüm koosneb koorest ja säsist. Neerukoor on jaotunud sagarikeks. Koores esinevad neerukehakesed. Neerukehakesed koosnevad glomeerulist (päsmakesest) ja seda ümbritsevast Bowmani kapslist (päsmakesekihn). Glomeeruli moodustavad arvukad verekapillaarid , millel on paks GBM. Glomeeruli ja Bowmani kapsli vahele jääb kihnu valendik , kuhu filtreeritakse esmasuriin.
Glomeerulis on 2 tüüpi rakke (mõlemad kontaktis GBM-ga): endoteelirakud ja mensangia rakud ( modifitseeritud silelihasrakud, mis asuvad kapillaaride vahel). Mesangia rakkude fn: reguleerivad verevoolu kontraktsioonide abil, sekreteerivad ekstratsellulaarset maatriksit, prostaglandiine ja tsütokiine, fagotsütoosiaktiivsus (eemaldavad proteiine jt molekule, mis jäid glomerulaarsesse basaalmembraani kinni (GBM). Bowmani kapsli sisemises kihis asuvad podotsüüdid, mis kinnituvad ka GBM-le. Bowmani ruum on Bowmani 2 kihi vaheline ruum.
GBM on kapillaare kattev makromolekulaarne filter . Moodustab koos kapillaari endoteeli ja podotsüütidega barjääri, kust ei pääse läbi suured ja/või negatiivse laenguga proteiinid . Väikesed molekulid, vesi ja ioonid pääsevad kapillaaridest Bowmani ruumi. Läbi Bowmani kapsli sisekihi toimubki ultrafiltratsioon (moodustub esmasuriin), mis läheb edasi nefornisse ja torukestesse, kus moodustub pärisuriin ehk läheb proksimaalsesse tuubulisse. Seega filtraat , mis lahkub Bowmani kapslist on väga sarnane vereplasmale (glomerulaarne filtraat on vereplasma - plasmaproteiinid – kõik vereplasma komponendid va proteiinid).
Neeru morfofunktsionaalne ühik on nefron , mis koosneb Bowmani kapslist ja torukestest. Torukestes toimub vedeliku tagasiimendumine . Neerusäsi koosneb neerupüramiididest. Neerupüramiidid koos peal asuvate kooreosadega mood. neerusagaraid.
Kusejuha – ühendab neeruvaagna või – karikaid (Ru) kusepõiega. Sellel on kõhtmine ja vaagenmine osa. Juhib uriini neerust kusepõide.
Kusepõis – kuse ajutine reservuaar, pirnja kujuga. Eristatakse põietippu, keha ja kaela. Põie seina suubub paariline kusejuha. Põiekaelast saab alguse kusiti, mille kaudu väljutatakse kusepõiest uriin.
2. Neerude füsioloogilised funktsioonid.
* uriini moodustumine (jääkainet eemaldamine organismist) – selle hulga hulga, soolsuse, happelisuse reguleerimine
* kehavedelike tasakaalu tagamine
* osmootse rõhu säilitamine
* ekstratsellulaarvedelike mahu säilitamine
* happe-leelise-tasakaalu regulatsioon
* bioaktiivsete ainete sekretsioon – toodavad 2 hormooni – kaltsitriool ja erütropoietiin
* metabolism
* vereloome (erütropoietiini kaudu – reguleerib erütrotsüütide erütrotsütopoeesi). Lisaks toodetakse ensüümi reniini (aktiveerib reniin -angiotensiin- aldosteroon -süsteemi, vabastatakse vastusena füsioloogilisele stiimulile ( hüpotensioon , hüpokaleemia, vererõhu ja –mahu langus).
* arteriaalse vererõhu ja veresuhkru taseme regulatsioon.
3. Neerutalitlus
3.1. Nefron kui talitluslik üksus: hulk, struktuur, funktsioonid.
Nefron on neeru morfofunktsionaalne üksus. Koosneb glomeerulist (glomerulaarsed kapillaarid ) ja torukestest. Läbi Bowmani kapsli sisekihi toimub ultrafiltratsioon (moodustub esmasuriin) ja torukestes lõplik uriin.
Hulk – ühes neerus – koeral 400 000. Seal 1 miljon, veisel 4 miljon.
* glomeerul – verest → filtraati – lahustunud ained, vesi, uurea , kreatiniin
Torukeste struktuur:
* proksimaalne vääntoruke – enamik filtreeritud aineid (60%) ja vett reabsorbeerub.
torukese vedelikust → verre – Na+, K+, Cl-, bikarbonaat, vesi, glükoos , AH
Väga palju transporditakse aineid (aktiivselt ja passiivselt). Palju Na+, Cl-, fosfaati imendub – kontrollivad hormoonid angiotensiin II, aldosteroon, antidiureetiline hormoon , endoteliin-1, nartiuretic peptiid , paratrüoidhormoon, vitamiin D3 ja kaltsitoniin .
Sekreteeritakse: endogeensed - sapphappe soolad , oksalaat, uraat, kreatiniin, prostaglandiinid, epinefriin , hippuraat. Lisaks ravimid ja toksiinid : AB (penitsilliin G, trimethoprim), diureetikud (chlorothiazide, furosemide), viirusvastased (acyclovir, ganciclovir), anesteetiline morfiin ja selle derivaadid , herbitsiid paraquat jpt
* Henle ling ( alanev osa ja peen/ ülenev jäme osa).
ülenev peen osa:
- uurea läheb toru valendikku , vesi tuleb torust välja, teeb U-ringi, seejärel läheb NaCl torust verre. Säilitab torus hüpertoonilisuse.
ülenev jäme osa:
- imenduvad Na+,K+, Cl. vesi ei liigu läbi „lahjendav segment “. Vesi jääb torru . Veri muutub hüpertooniliseks.
– furosemide sekreteeritakse ( diureetikum )
* distaalne vääntoruke- imenduvad Na+, Cl-, Ca+2, Mg+2 – 90% sooladest lõpuks imendub tagasi (koos jämeda osaga arvestades). vesi ei liigu läbi „lahjendav segment“
- thiazide sekreteeritakse (diureetikum)
* ühendav segment – reguleerib hapete, HCO3 -, ammoniaagi, Ca+2, Na+, K+ ja vee eritamist.
* koore kogumistoruke
- reguleerib happe, HCO3-, ammoniaagi, Na+, K+ ja vee eritamist. (K+ tavatingimustes eritatakse uriini).
* välimine säsi kogumistoruke
- reguleerib happe, ammoniaagi, Na+, K+ ja vee eritamist
* sisemine säsi kogumistoruke
- reguleerib vee, uurea ja happe eritamist.
- lisaks eraldi ka jukstaglomerulaar aparaat (distaalne vääntoruke läheb glomeeruli juurest aferentse ja eferentse arteriooli vahelt läbi – moodustab kompleksi, kus toimub filtratsioon ja reabsorptsiooni reguleerimine). Ehk glomerulaatse filtratsiooni määra regulatsioon ja süsteemse vererõhu regulatsioon.
3.2. Uriini moodustumise põhifaasid.
Filtratsioonil juhitakse vedelik glomerulaarsetest kapillaaridest neerutorukeste algusesse . 25% vereplasmast siseneb glomeerulisse ja filtreeritakse. Glomerulaarne filter on proteiinidele läbimatu ja seega proteiinide kontsentratsioon filtraadis on väga madal. Filtraat on samasuguse kontsentratsiooniga nagu plasma .
Imendumine . Reabsorptsioonil tehakse vahet väärtuslikul ja jääkproduktidel. Kui filtraat läbib torusid , siis lahustunud ained ja vesi transporditakse ümbritsevatesse kapillaaridesse (toimub absorptsioon ) ja saadetakse kehasse ringlusesse (millisel määral toimub absorptsioon, sõltub keha vajadustest ). Jääkaineid üldiselt tagasi verre ei transpordita (väga minimaalsel määral) ja eritatakse uriiniga kehast.
Sekretsioon. Tubulaarse sekretsiooni korral transporditakse ained ümbritsevatest kapillaarides toru valendikku. Ka tubulaarsed epiteelirakud võivad toota aineid, mida sekreteeritakse valendikku. Need eritatakse uriiniga välja.
3.2.1. Glomerulaarfiltratsioon: mõiste, mehhanism , regulatsioon, mõjutavad tegurid.
Mõiste. Glomerulaarfiltratsioonil – esmasuriini moodustumine vere filtreerumise tulemusena läbi glomerulaarse kapillaari seina Bowmani ruumi.
Mehhanism. Neeruarter voolab aferentsesse arteriooli, mis jaguneb mitmeks glomerulaarseks kapillaariks. Kapillaarid moodustavad omavahel anastomoose (tekib glomeerul) ja lõpuks moodustavad eferentse arteriooli, mis juhib filtreeritud verd glomeerulist eemale.
Glomerulaarsel kapillaaril on 3 kihti: 1) endoteel – 2) basaalmembraan ehk glomerulaarne basaalmembraan GBM – rakke pole, koosneb glükoproteiinidest ( laminiin ), tüüp IV kollageen jne. GBM omakorda koosneb 3 kihist – 3) vistseraalne epiteel – seal on ka podotsüüdid.
Põhiline filtratsiooni edasiviivaks jõuks on hüdrostaatiline rõhk verekapillaaris. Kui veri voolab läbi glomerulaarse kapillaari, siis suur hulk vereplasma vedelikku juhitakse läbi kapillaari seina (proteiinid jäävad kapillaari). Nii tõuseb järkjärgult vereplasmas onkootne rõhk, kuid plasma maht väheneb ja hüdrostaatiline rõhk väheneb samuti ning filtratsioon väheneb. Filtratsioonibarjäär – rakud ja valgud (alates 4nm läbimõõduga, nt albumiini suurused) ei läbi kapillaari seina. Samuti molekuli elektriline laetus mõjutab seina läbimist. Kõige paremini läbivad positiivselt laetud ained (katioonsed), seejärel neutraalsed ning järgneb negatiivselt laetud ained (anioonsed). Samuti mõjutab molekuli kuju ja millisel määral saab deformeeruda.
Regulatsioon. Hormoonide kaudu (reniin-angiotensiin-aldosteroon) ja 2 sisemist faktorit ning üldiselt süsteemne regulatsioon.
Reniin-angiotensiin-aldosteroon süsteem
- hormooni reniin toodavad jukstaglomerulaarsed rakud aferentse arteriooli seinas. Kui on hüpotensioon (madal vererõhk ), siis voolab neerudest läbi vähem verd > stim . reniini vabastamist.
Reniin muudab angiotensinogeeni (toodetakse maksas ) angiotensiin I. Angiotensiin I muudetakse aktiivsemaks angiotensiin II angiotensiini konvertiva ensüümi poolt (ACE). ACE asub kopsu endoteelis, aga on olemas ka neerus ACE on olemas ka neerus (kapillaari endoteelis ja proksimaalses tuubulis). Toimub lokaalselt angiotensiin I konversioon angiotensiin II, mis reguleerib verevoolu neerus iseseisvalt muudest süsteemidest.
Angiotensiin II:
* potensiaalne vasokonstriktor (veresoonte ahendaja) ja otseselt suurendab süsteemset vererõhku ja neeru perfusiooni (läbivoolutuse) rõhku.
* aktiveerib Na imendumist neerutorukestes (proksimaalne, distaalne vään- ja kogumistoruke). See omakorda stimuleerib aldosterooni vabastamist neerupealistest ja vasopressiini hüpofüüsist jt mis võimendavad neeru naariumi ja vee reabsorptsiooni.
- seega angiotensiin II suurendab vee ja soolade säilitamist, veresoonesisest mahtu ja vaskulaarset resistentsust – need kõik osalevad süsteemse vererõhku ja neerude perfusioonirõhu suurendamisel. Reniini vabastamine on vähendatud, kui neerude perfusioon suureneb ja vereplasma angiotensiin II tase on tõusnud – negatiivne tagastusside – see säilitab neerude perfusiooni ja GFRi füsioloogilistes normides.
2 sisemist faktorit, mis kontrollivad glomerulaarsete kapillaaridega verega varustatust: müogeenne refleks ja tubuloglomerulaarne tagasiside.
* müogeenne refleks – algatatakse, kui voolumaht neerus muutub. Kui veresoone seina pinge suureneb > aferentne arteriool aheneb. Kui veresoone pinge väheneb > aferentne arteriool laieneb.
Müogeense refleksi innervatsiooni pool – pre-glomerulaarsetes arterites ja arterioolides toimub veresoonte silelihasrakkude depolarisatsioon - pingesõltuvad kanalid avanevad ja kaltsium siseneneb mööda kaltsiumikanaleid, see stimuleerib silelihasrakke kontraheeruma. Müogenne refleks on sõltumatu neeru innervatsioonist, kuid seda võivad mõjutada keemilised mediaatorid (NO).
* tubuloglomerulaarne tagasiside – tubuloglomerular feedback – algatatakse, kui voolumaht neerus muutub. Jukstaglomerulaarses aparaadis on Macula densa epiteelirakud, need asuvad distaalses vääntorukeses. Kui filtratsioon suureneb, siis suureneb ka torukeses vedeliku maht, Henle lingu ülenevas jämedas osas suureneb suurema vedelikumahu tõttu NaCl viimine Macula Densa (MD) rakkudeni. MD rakkudesse võetakse NaCl, see põhjustab ATP vabastamist. ATP vabastamine inhibeerib reniini vabastamise jukstaglomerulaarsetest rakkudest > aferentne arteriool aheneb. Lõpuks filtratsioon glomeerulis väheneb. Vaja selleks, et ei toimubs vedeliku ja lahustunud ainete kadu (kui liiga kiiresti voolab vedelik, ei jõua toimuda absorptsioon).
Kui on suurenenud NaCl transport distaalsesse nefronisse, siis MD rakkudes toodetakse aineid, mis laiendavad veresooni. timuleerib veresooni laiendavate agentide tootmist macula densa rakkudes – NO ja prostaglandiin E2 (PGE2). Lisaks, endoteel ise osaleb neeru veresoonte toonuse reguleerimises – toodab potensiaalseid ahendajaid ja laiendajaid.
Endoteeli ahendajad: endoteliin, tromboksaan A2 ja angiotensiin II.
Endoteeli laiendajad: NO, prostatsükliin (prostaglandiin I2) ja PGE2.
Neerusisene regulatsioon – veresoonte toonuse ja glomerulaarse filtatsiooni – põhineb kompleksetel interaktsioonidel eri regulatoorsete mehhanismide vahel. Nt. angiotensiin II saab stimuleerida endoteliini vabastamist, endoteliin saab stimuleerida vasolaiendajate vabastamist – NO ja PGE2. NO moduleerib neeru COX-2 ekspressiooni ja PGE2 tootmist. Keerulisemaks teeb see asjaolu, et esinevad vastandlikud toimed ühel faktoril, mis seondub retseptori ühe kindla subtüübiga. Nt angiotensiin II inhibeerib ja stimuleerib MD COX-2 ekspressiooni ja PGE2 tootmist sõltuvalt sellest, milline angiotensiini retseptori subtüüp aktiveeritakse. Rafineeritud kontrollide süsteem, et säilitada neerude verega varustatus ja glomerulaarne funktsioon tervetes loomades .
Süsteemsed faktorid – reguleerivad veremahtu ja veresoonte toonust. Mitmed hormoonid reguleerivad veresoonte toonust - angiotensiin II, aldosteroon, vasopressiin (antidiureetiline hormoon) võimendavad vee ja lahuste reabsorptsiooni neerude kaudu ja seeläbi suurendavad vere mahtu. Artiaalsed natriureetilised peptiidid – toodetakse südame arteris, põhjustab natriureesi (naatriumi raiskamist) ja diureesi (vere raiskamine) ja seega vähendavad vere mahtu.
Vasopressiin ja tsirkuleerivad katehhoolamiinid võivad põhjustada süsteemset vasokonstriktsiooni ja suurendada vere rõhku. Vasokonstriktorid mõjutavad ka mesangiarakke kontraheeruma (glomeeruli sees) ja seega vähendada pinda filtratsiooniks.
GFRi suurendavad ka insuliini sarnane kasvufaktor ja kõrgproteiiniga dieet. Insuliini sarnane kasvufaktor suurendab GFRi tavalistes ja isheemilistes neerudes. Üksik kõrgproteiiniline lõuna põhjustab mööduvat tõusu neerude verevoolus ja GFRis . Krooniline kõrgproteiiniline dieet põhjustab püsivat neerude verevoolu tõusu ja GFRi. Võib kujuneda krooniline neerude puudulikkus ja neerude kahjustus. Kuigi alguses tundub, et on oluline tõsta GFRi mistahes viisil kroonilise neeruhaigusega patsientidel, siis GFR suurendamine kõrgproteiini dieedi korral põhjustab kiiremat glomerulaarse kahjustuse süvenemist ja neerude kahjustust loomadel ja inimestel.
3.2.2. Kliirensi mõiste ja kliiniline kasutamine.
GFR on neerude funktsiooni olulisim parameeter , see põhineb kliirensil – määr, mil plasma puhastub mistahes ainest. Kliirensit saab mõõta:
Cx=Ux*V/Px , kus Cx=GFR
Cx – puhastatud plasma maht ainest X kindla aja jooksul – 24h
Ux – aine X kontsentratsioon uriinis
V – kogutud uriini maht kindla aja jooksul
Px – aine X kontsentratsioon plasmas
aine X – kasutatakse endogeenset kreatiniini, lihaste metabolismi produkt . Kreatiniin filtreerub vabalt, ei imendu torukestes ja koertel torukestest ei sekreteerita. Kogutakse 24h jooksul uriini, mõõdetakse uriini maht, uriini ja plasma kreatiniini kontsentratsioon. GFR ühik mL/min/kg.
Oluline neerude glomerulaarfiltratsiooni häire diagnoosimine ja kulu jälgimine, glomerulaarfiltratsiooni võime hindamine enne nefrotoksiliste ainete manustamist. Lihatoite ei tohiks süüa. NB! normaalne kreatiniini väärtus ei pruugi tähendada normaalset neerufunktsiooni.
P-kreatiniin (plasma) – suurenemist mõjutab dehüdratatsioon ja ravimid, vähendab GFRi.
P-kreatiniin – suurenemist mõjutab neerukahjustus (GFR väheneb). Kui on tõsine haigus, siis ei pruugi see näidata. GFRi suurendab RAAS .
3.2.3. Reabsorptsioonifaasi olemus ja füsioloogiline tähtsus; molekulaarsed mehhanismid .
Vaja selleks, et ei peaks toiduga tohutus hulgas aineid sisse sööma (ei suuda nii palju pidevalt süüa).
Tagasi imenduvad: elektrolüüdid , glükoos, AH ja vesi. Põhiliselt toimub proksimaalses torukeses. Toimub mööda 2 rada: transtsellulaarne (transport läbi raku) ja paratsellulaarne (läbi 2 raku kõrval asuva ’lekkiva’ tiheliiduse). Epiteelirakus jääb torukese valendiku poole apikaalne plasmamembraan (kaetud mikrohattudega) ja vere poole basolateraalne plasmamembraan (sissesopistised).
Tagasi imendumine toimub mitmete mehhanismide abil: primaarne aktiivne transport, kandja-vahendatud sekundaarne aktiivne transport, lahustunud ainete kaasahaaramine vee poolt ja passiivne difusioon . Esinevad kotransporterid, kanalid, vahetajad, aktiivsed pumbad . Proksimaalses tuubulis toimub Na+ transport enamasti Na+K+ ATPaasi abil, mis asub basolateraalses membraanis - väljutab 3 Na+ ja võtab sisse 2 K+ iooni. See pump vähendab Na+ rakusisest kontsentratsiooni ja tõstab rakusisest K+ kontsentratsiooni. K+ saab difundeeruda mööda konts. gradienti rakust välja ( rakk muutub seest vrdl väljaspoolega negatiivsemaks) – Na+ saab transportida kandjavalgu abil sekundaarse aktiivtranspordiga rakku. Toimub kotransport Na+ ja teise aine (glükoos, AH, sulfaat , tsitraat) vahel. Basolateraalse plasmamembraani läbivad: passiivne difusioon, vahendatud kandjavalguga, liikumine mööda gradienti.
Bikarbonaadi imendumine - H+ ATPaas (pumpab H+ valendikku) ja Na+/H+ vahetaja – Na+ võetakse toru valendikust sisse ja H+ läheb välja. Torukese vedelikus ühineb H+ HCO3-ga > tekib H2O ja CO2 (karboksüanhüdraas, apikaalse plasmamembraani rakkudes. CO2 siseneb rakku, tsütoplasmas hüdroksüleeritakse CO2 > tekib H+ ja HCO3-. Bikarbonaat väljub basolateraalsest membraanist Na+ kotransporteri ja Na-sõltuva vahetaja abil.
Cl- - imendub tagasi transtsellulaarset (transporterid apikaalis ja basolateraalis, Cl- kanalid basolateraalis) ja paratsellulaarset teed pidi.
Insuliin , glükagoon , paratüroidhormoon jpt võetakse apikaalse plasmamembraani endotsütoosi teel. Proteiinid seonduvad membraanil oleva retseptoriga (megaliin, kubiin), võetakse endotsütoosiga sisse, vesiikulitena liiguvad lõpuks lüsosüümidesse, retseptorid lähevad tagasi membraani ja proteolüütilised ensüümid lagundavad AH-teks proteiinid. AH lähevad edasi verre.
Neerud imendavad tagasi enamuse filtreeritud kaltsiumist ja osalevad kaltsiumi regulatsioonis. 65% filtreeritud kaltsiumist imendub proksimaalses tuubulis – enamik on paratsellulaarne, passiivne – juhitud gradiendi poolt. 20% imendub jämedas ülenevas osas – paratsellulaarne. TAL Mg+2 võtmine rakku on 50-60% ja samal viisil. Väike osa imendub transtsellulaarse transpordiga.
Ca+2 - distaalne vääntoruke ja ühendav segment - mõlema basolateraalses plasmamembraanis on Ca-ATPaas, mis aktiivselt pumpab rakust Ca+2 verre. Samuti esineb seal Na+/Ca+2 antiporter – vahetab Na+ (tuleb toru valendikust rakku) ja Ca+2 välja toru valendikku. Tagasi valendikust rakku siseneb Ca+2 läbi apikaalse plasmamembraani Ca- kanalite kaudu ja kalbindiin – tsütoplasma proteiin , mis viib läbi difusiooni basolateraalse membraani juurde. Ainult 1-2% filtreeritud Ca+2 imendub tagasi kogumisjuhades.
3.2.4. Vee ja elektrolüütide reabsorptsiooni regulatsioon.
Regulatsioon põhineb hormoonidel. Distaalne tuubul ja kogumistoruke kontrollivad elektrolüütide ja vee eritust, et säilitada homeostaasi, hoolimata sellest, palju sisse süüakse. Kontrollivad hormoonid on angiotensiin II, aldosteroon, antidiureetiline hormoon, endoteliin-1, natriureetiline peptiid, parathüroidhormoon , vitamiin D3 ja kaltsitoniin. Angiotensiin II & endoteliin-1 toodetakse neerudes.
Angiotensiin II - võimendab Na+ tagasiimendumist proks . torukeses, ülenevas jämedas osas, distaalses vääntorukese, kogumisjuhas. Nendes esinevad angiotensiin II retseptoreid – AT1, mis aktiveerimisel suurendavad Na+ transporti. Angiotensiin II suurendab peamiselt erinevate transportvalkude ekspressiooni (vahetajad, transporterid).
Kui aktiveeritakse teisi retseptoreid – AT2, siis võimendab see hoopis Na+ eritamist neerudest.
Aldosteroon – mineralokorikoidhormoon – sekreteerib neerupealise koor. Kui on süsteemne hüpotensioon, siis see stimuleerib aldosterooni vabastamist reniin-angiotensiin süsteemi kaudu. Mõjub ühendava segmendi rakkudele, principal rakkudele kogumistorukestes, et võimendada Na+ imendumist, see omakorda võimendab vee imendumist, et suurendada vedeliku mahtu. Raku tasemel stimuleerib aldosteroon Na+K+ATPaasi aktiivsust ning suurendab tõenäosust, et apikaali
plasmamembraani Na+ kanalid on avatud ja see võimendab Na tagasi imendumist.
Hüperkaleemia korral (tõusnud K+ plasma tase) on aldosterooni vabanemine stimuleeritud ja sellel on oluline roll K+ homeostaasi reguleerimisel. Aldosteroon suurendab K+ basolateraalset sisenemist principal rakkudesse, kuna stimuleeris Na+K+ATPaasi. Tekitatakse soodne gradient K+ sekreteerimise jaoks läbi apikaalse K+ kanalite ja seeläbi võimendab K eritamist uriini. Aldosteroon võib otseselt või kaudselt suurendada apikaalse K kanali aktiivsust.
Antidiureetiline hormoon (ADH, vasopressiin) – kui vedeliku maht väheneb, esineb dehüdreeritus, hüpotensiivsus, siis ADH võimendab soolade tagasii mendumist jämedas ülenevas osas ja kogumisjuhas. Kuigi ADH simulatsioon soolade tagasivõtmisel jämedas ülenevas osas tundub teise efektiga – võimendab tuubuli vedeliku lahjendamist, siis tegelikult lubab maksimaalselt soolade ja vee säilitamist, sest suurenenud soolade võtmine osaleb interstitiaalses osmolaarsuses ja võimaldab võimendatud vee imendumist kogumisjuhades.
NO – gaas , mis toodetakse L-arginiini katabolismis, toodetakse neeru endoteeli ja epiteeli rakkudes. NO suurendab neeru Na+ ja vee eritamist nii, et inhibeerib Na+ võtmist rakku mitmetes neeru segmentides. Jämedas ülenevas osas, NO tootmine inhibeerib apikaalset Na+ sissevõtmist (inhibeeritakse transportereid). Sellel on oluline roll süsteemse ekstratsellulaarse vedeliku mahu ja vererõhu regulatsioonis.
Endoteliin 1 – peptiidhormiin, mida toodetakse neerudes kogumisjuhades, endoteelirakkudes, jämedas ülenevas osas. Seondub retseptoritele, mis asuvad proksimaalses tuubulis, kogumisjuhades, jämedas ülenevas osas, suurendab neeru NaCl ja vee eritamist – mõjutab transporti epiteelis ja neeru mikrotsirkulatsiooni – seda juhib nii NO kui ka prostaglandiinid. Inhibeerib mitmeid transportereid sh ka Na+K+ATPaasi.
Atriaalne natiueetriline peptiid (ANP) – toodetakse südamekojas. ANP inhibeerib aldosterooni ja reniini vabastamist, suurendab neeru Na+ eritamist.
Enamik filtreeritud fosfaadist imendub tagasi proksimaalses tuubulis, kuid määra kontrollitakse mitmeti. Proksimaalse tuubuli harjasäärises on Na-paaris fosfaadi transporterid – filtreeritud fosfaat imendub tagasi. Parathüroidhormoon (PTH) vähendab fosfaadi sissevõtmist rakku ja suureneb eritamine uriiniga. Kui toidus on vähe kaaliumi , siis fosfaati imendub tagasi vähem, samuti mõjutab nii metaboolne atsidoos , kõrge fosfaadiga toidud, östrogeen , glükokortikoidid , phosphatoninid. Faktorid, mis suurendavad fosfaadi võttu: toidus vähe fosfaati, türoidhormoon, insuliini sarnane kasvufaktor, vitamiin D3.
Kui seerumis on kõrge Ca tase, siis imendumine väheneb ( aktiveerub basolateraalne kaltsiumitundlik retseptor ), mis vähendab Na+ võtmist TALi ja vähendab elektrilist gradienti, et transportida Ca+2.
Hüpokalkeemia – madal plasma Ca+2 tase – stimuleerib paratüroidhormooni vabastamist, mis mõjutab luid, sooli , neeri, et tõsta plasma Ca+2 taset. PTH suurendab apikaalset Ca+2 sissevõtmist (jämedas ülenevas osas, distaalses vääntorukeses). Vitamiin D3 - vitamiini D3 retseptorid asuvad distaalses vääntorukeses, ühenduvas segmendis – suurendab kalbindiini hulka rakus ja nii on võimendatud Ca+2 imendumine.
Kaltsitoniin – vähendab seerumi Ca+2 taset, vähendab osteoklasti juhitud luude resorptsiooni ja suurendab Ca+2 ladestumist luudesse. Vähendab Ca+2 eritamist neerudest – rohkem imendub jämedas ülenevas osas ja distaalses vääntorukeses.
Ca+2 transporti reguleeritakse distaalses vääntorukeses, ühenduvas segmendis, kortikaalses jämedas ülenevas osas. Parathüroidhormoon, vitamiin D3 ja kaltsitoniin on olulised rollid neeru Ca+2 eritamise kontrollis .
3.2.5. Tubulaarsekretsiooni olemus ja tähtsus.
Proksimaalne toruke sekreteerib mitmeid orgaanilisi ioone. Endogeenseid jääkaineid eritatakse torukese vedelikku, eksogeensed ravimid ja toksiinid – mitmed on seotud proteiiniga ja neid filtreeritakse glomeerulis verest halvasti. Igatahes proksimaalne toruke puhastab neid aineid verest võttes neid basolateraalse membraani kaudu rakku ja apikaali kaudu sekreteeritakse torukese vedelikku .Nt orgaanilised aniooni transporterid, orgaanilised katiooni transporterid, apikaalne glükoproteiin P (juhib orgaaniliste katioonide transporti), basolateraalne Na+dikarboksülaat-kotransporter, mitmed MRP transporterid (multidrug resistance transporters). Endogeensed ained, mida sekreteeritakse proksimaalsest torust: sapphappe soolad, oksalaat, uraat, kreatiniin, prostaglandiinid, epinefriin, hippuraat. Lisaks ravimid ja toksiinid: AB (penitsilliin G, trimethoprim), diureetikud (chlorothiazide, furosemide), viirusvastased (acyclovir, ganciclovir), anesteetiline morfiin ja selle derivaadid, herbitsiid paraquat jpt.
Proksimaalse torukese funktsioonil on praktilised väljundid. See annab aluse uriini uuringutele toruke eritab endogeenseid orgaanilisi ioone, ravimeid ja toksiinid – uuritakse hormoone ja toksiine – see peegeldab nende taset veres, mis võib olla lühiajaliselt tõusnud. Toruke sekreteerib eksogeenset p-aminohippurate – et hinnata plasmavoolu neerudes. Toruke, mis sekreteerib kindlaid ABsid – oluline, et valida efektiivsema ravi jaoks ABsid, mille konts. on uriinis kõrge (kuseteede infektsiooni raviks). Diureetikute sekretsioon võimendab ravimite kandumist sinna, kus nad peaksid minema (furosemide – Henle lingu jäme ülenev osa ja thiazide – distaalne vääntoruke). Orgaaniliste ioonide sekreteerimise inhibiitorid tõstavad taset veres ja pikendavad teiste ravimite aktiivsust, mis manustatakse samaaegselt ja väljutatakse seda teed pidi – see võib põhjustada tahtmatut ravimite toksikoosi või kasutada teraapilistel eesmärkidel. Penitsiliini näide. Tavaliselt eritatakse penitsiliin neerudest kiiresti, suures osas proksimaalne tuubul sekreteerib. Probenecid – inhibeerib orgaanilisi anioonseid transportereid – manustatakse koos penitsiliiniga, et pikendada penitsiliini poolestusaega ja vähendada doseerimissagedust, mis on raviks vajalik.
3.4. Uriini koostis ja maht ning seda mõjutavad tegurid. Diureetikumid.
5. Kehavedelike mahu ja osmootse rõhu regulatsioon. Veebilanss.
Neerude üks olulisim fn on vee säilitamine kehas ja plasma toonilisuse säilitamine. Maismaaloomad peavad pidevalt kaitsma ennast veekaotuse eest, nii on nende neerud arenenud, et imendavad tagasi enamiku veest glomerulaarsest filtraadist . 10 kg beagle toodab 53.3 l glomerulaarset filtraati iga päev, 99% veest imendub tagasi, nii et ainult 0,2-0,25 l uriini eritatakse.
Koer, kes ei saa vett, tema norm. neerud võivad toota 7-8x kõrgema osmolaarsusega uriini kui seda on vereplasma osmolaarsus (oluliselt kõrgem kui 2000 mOsm/kg H2O. Hüpertooniline uriin.
Kui palju vett saab, toodab hüpotoonilist uriini. Pärast joomist suudab koer eritada uriini, mille osmolaarsus on 100mOsm/kg H2O (1/3 plasmast).
Proksimaalne toruke imendab enamiku glomerulaarsest filtraadist. Lahustunud ained võtab torukese vedelikust aktiivsel ja passiivsel teel. Transport proksimaalses torus aktiivsel teel - Na+K+ATPaas – basolateraalses plasmamembraanis – transpordib Na aktiivselt ja annab energia sekundaarseks transpordiks , mis on kandjavalgu poolt vahendatud.
Tavaliselt maismaaloomad toodavad uriini, mille konts. on plasma osmolaarsusest kõrgem. See aitab vett säilitada ja vähem vett juua. Kontsentreeritud uriini jaoks on vaja 1) luua hüpertooniline säsi rakuvaheruum (tekitab: NaCl imendumine säsi ülenevast jämedas osast tekitab hüpertoonilisuse säsis; aitab säilitada: vasa recta eemaldab pidevalt vett - vasa rectas on suhteliselt kõrge plasma onkootne rõhk ja see soodustav vee liikumist kapillaari valendikku)ja 2) võimendada vee läbilaskvust kogumisjuhakestest ADH olemasolul .
Ülenev jäme osa Henle lingust imendab aktiivselt NaCl, kuid on läbimatu vee jaoks. See lubab veel liikuda läbi vett läbilaksva alaneva peene lingu ja minna tagasi tsirkulatsiooni.
Kogumisjuha lõpus on segment – uriin päsmakesest kuni selleni sisaldab uureat - Inner medullary collecting duct (IMCD) aktiivselt imendab NaCl ja imendab ka uureat (esinevad uurea transporterid).
Siin läheb uurea Henle lingu ümbritsevasse koesse sh verre, sest on uurea transporterid. Uurea liigub passiivselt tagasi verest Henle lingu peene ossa (on läbitav uurea jaoks). Sealt läheb uurea jälle IMCD-sse – ring kordub. Koos uureaga liigub ka verre ja kudedesse ka vesi – ehk hoitakse nii vett kokku. ADH mõjutab seda, et uureat võetakse IMCD-st korduskasutusse.
Säsi hüpertoonilisust aitab ka säilitada: peened osad imendasid tagasi (ehk torust läks välja) nii soolad kui vesi. Vesi liikus alanevast peenest osast ja soolad ülenevast peenest osast.
Ülenev jäme osa ja distaalne vääntoruke imendavad aktiivselt Na tagasi, see tõmbab ka Cl. Neid segmente ei läbi vesi, aktiivne lahuste tagasi imendamine põhjustab progressiivselt toru vedeliku osmolaarsuse vähenemist. Nn. lahjendavad segmendid . Torukese vedelik, mis jõuab kogumisjuhasse on hüpotooniline isegi dehüdreeritud loomas.
Esmalt tekitatakse säsis hüpertoonilisus, torukeste vedelik lahjendatakse distaalsetes neforni segmentides – kas uriin eritatakse kontsentreerituna/lahjendatuna, sõltub vedeliku mahu staatusest, plasma toonilisusest, looma vererõhust. ADH määrab ära eritatava uriini osmolaarsuse – määrab ära vee läbilaskvuse kogumisjuhas.
Kui vett on palju, siis ADH puudub ja kogumisjuha on suhteliselt läbilaskmatu veele . Kui ADH pole, siis lahjendatud uriin moodustatakse ja üleliigne vesi väljutatakse.
Dehüdratatsiooni, hüpotensiooni ja mahu vähenemisel, ADH eritatakse hüpofüüsist. Kui plasma osmolaalsus tõuseb 3-lt 5 mOsm/kg H2O (dehüdratatsiooni või soolade üleküllus, vähenenud vererõhk (põhjustatud süsteemsest vasodilatatsioonist, südamepuudulikkus või isoosmootne mahu vähenemine oksendamise , kõhulahtisuse või verejooksu tõttu). Nendel asjaoludel, loom vajab plasma osmolaalsuse vähendamist normaalseks või taastada vedeliku maht või vererõhk.
ADH reguleerib kogumisjuha vee läbilaskvust – reguleerib akvaporiinide (veekanalite proteiin) asukohta. Kui ADH puudub, siis akvaporiin on tsütoplasma vesiikulis principal rakkudes ja IMCD-s. ADH sekretsioon stim. akvaporiini lisamist apikaalsesse plasmamembraani ja vesi liigub neist vabalt läbi. Krooniline ADH stimuleerimine – üleüldiselt suureneb akvaporiinide hulk kogumisjuhas – krooniliselt madal ADH – akvaporiine vähem. ADH stim. uurea transportereid ja võimendab uurea resorptsiooni IMCDst – nii saab uurea osaleda säsi toonilisuse tekkes. Basolateraalses plasmamembraanis on alati akvaporiinid – vahet pole, kas on ADH või mitte. Lubab vee liikumist raku seest hüpertoonilisse interstistiaalsesse ruumi.
Nefrenogeenne diabetes insipidus – neerud ei vasta ADH-le – pärilikud või omandatud puudulikkused (apikaalse plasmamembr. akvaporiinid). Sageli on ka teised akvaporiinid vähenenud.
Diureetikumid suurendavad vee eritumist neerude kaudu. Diureetikute sekretsioon võimendab ravimite kandumist sinna, kus nad peaksid minema (furosemide – thick ascending limb of Henle’s loop ja thiazide – distal convoluted tubule). Furosemide inhibeerib naatriumi tagasiimendumist – rohkem vett ja naatriumi kaotatakse. thiazide – inhibeerib Na/Cl sümporterit (säilitatakse vett uriinis). Kasutatakse raviks (nt südamepuudulikkus, neeru haigused).
4. Kusepõie talitlus.
6. Lindude erituselundite iseärasused.
Lindudel on GFR rohkem muutuvam. Lindudel on vahelduv filtratsioon roomajate tüübi glomeerulis. See toimub dehüdratatsiooni korral ja vähendab GFRi. Võib olla põhjustatud arginiin vasotokiini (vasotocin) poolt – analoog imetajate arginiin vasopressiinile – toimub aferentse arteriooli konstraktsioon reptiilide tüübi nefronites, mis vähendab GFRi. Jukstaglomerulaarne aparaat on olemas, macula densa puudub/on rudimentne, tubuloglomerulaarne tagasiside ka ilmselt puudub.
Lindudel ei saa kreatiniini kasutada, sest linnu neerutorukesed sekreteerivad kreatiniini, kui plasma tase on tõusnud ja saab imendada kreatiniini, kui plasma tase on tavaline.
Tuubuli sekretsioon on olulisem lindudel, kui imetajatel. Proteiini lõpp-produkt imetajatel on uurea, mis eritub glomerulaarse filtratsiooni kaudu. Lindudel on proteiinide lõpp-produkt kusihape . Lindudel toodetakse maksas ja neerudes ning eritatakse peamiselt proksimaalse tuubuli kaudu.
Lindudel ei ole nefron oluline soolade taseme sälitamisel, hoopis naatriumi tasakaalu reguleerib suuresti eritamine nasaalnäärmete kaudu. Kusejuha uriin, mis on jõudnud kloaaki, liigub tagasi seedesüsteemi, kus lisa soolade tagasiimendumine toimub.
Lindudel on nerfonid:
roomajate tüüpi – asuvad neerukoore pinna lähedal, puuduvad Henle lingud.
imetajate tüüpi – asuvad sügavamal koores ja neil on kas pikad või lühikesed Henle lingud, mis laienevad neerusäsisse. Olulised, et lind eritaks hüpertoonilist uriini.
Lindudel esineb apikaalse plasmamembraani akvaporiini homoloogid imetajate tüüpi nefronitest, neid stim. arginiini vasotoksiin (vasotocin).
Lindudel puudub kusepõis – uriin liigub neerudest kusejuha kaudu kloaaki, kus soolad ja vesi imenduvad. Kloaagi uriin läheb ka tagasi seedetrakti , kus lisa sool ja vesi imenduvad.
Happe-leelise tasakaal organismis.
7.1. Kehavedelike pH.
Norm vere pH on 7.4 – vaja norm raku funktsiooniks. Happe-aluse tasakaalu aitavad säilitada:
* rakusisesed ja -välised puhvrid
* kopsud
* neerud
esimesed 2 teevad kiireid vere pH korrektuure, neerud aeglasemalt ja sekreteerivad ülearuse vesinikiooni.
Hapet eritatakse prox torus ja lisaks veel ka ülenevas jämedas osas – valendiku puhverdamise tõttu on filtraadi pH ikka sama mis glomerulaarsel filtraadil alguses – 7.4. Tava uriini pH on lõplikult 5.5-5.7 karnivooril, ruminandil 6-9 vahel. Kogumisjuha suudab eritada uriini, mille pH on plasmast palju erinevam.
7.2. Vesinikioonide teke hingamise ja ainevahetuse käigus.
Aluse-happe tasakaalu säilitamine nõuab üleliigse happe vältimist kehas. Hapet ( vesinikioone ) toodetakse kehas metabolismi kõrvalsaadusena. Happe tootmise kogus sõltub dieedist, trennist,teised organi funktsioonid, lindudel munemise tsükli faasidest.
7.3. Keha puhversüsteemid .
Rakusisesed ja välised puhvrid tiitrivad H+, et säilitada füsioloogilist pH-d. Need on mh hemoglobiin , teised proteiinid, karbonaat luus, fosfaat ja bikarbonaat. Need puhvrid kiiresti normivad pH pärast akuutset happe üleliigsust. Nt kroonilise metaboolse atsidoosi korral luu pakub puhverreservi. Liigne H+ ja vähene HCO3- ekstratsellulaarses vedelikus soodustab osteoklastide luude lahustamist - vabastatakse karbonaati , mis puhverdab H+. Kroonilise atsidoosi korral võib tekkida ebanormaalselt madal luu mineraalne tihedus.
Kopsud - muudavad CO2 eemaldamise määra verest. Ensüüm karboanhüdraas on punalibledes jpt, teeb sellist reaktsiooni:
CO2+H2O= HCO3- + H+
Kui CO2 eemaldatakse verest, siis reaktsioon läheb vasakule ja H+ konts. vähendatakse. Kopsud on olulised, et säilitada vere norm pH – eriti kui on kiired muutused happe suurenemises/vähenemises.
Neerud – eritavad liigse H+
Neerud:
1. ensüüm karboanhüdraas teeb H+ ja HCO3-st CO2 ja H2O – saab transportida
2. transporterid, mis liigutavad H+ epiteelirakkudest toru vedelikku ja liigutavad bikarbonaadi rakuvaheruumi .
Vesinikioonide transporti viivad läbi (läbi epiteeliraku apikaalse plasmamembraani):
* Na+/H+ vahetaja – sek. akt. transport (Na+K+ATPaas tekitab gradiendi). Nt H+ toru valendikku, Na+ epiteelirakku. Toimub prox torus & ülenevas jämedas osas (Henle ling).
* H+ATPaas – aktiivselt transpordib H+ toru valendikku
* H+K+ATPaas - kogumisjuhas
3. puhvrid, mis vähendavad H+ konts toru vedelikus.
Puhverdamine toru vedeliku on vajalik happe tõhusaks eritamiseks. Puhvrid võtavad vastu sekreteeritud H+ ja min. toru vedeliku pH languse. Olulised puhvrid on: bikarbonaat, fosfaat, ammoniaak - NH3. Vähem: kreatiniin, tsiraat. Lindudel on olulised uraadid.
Prox. tuubulis HCO3- on olulisim rakusisene puhver .
Sekreteeritud H+ kombineerub valendiku HCO3- -ga, mida toru valendikus on palju – tekib apikaalses plasmamembraani ensüümi abil H2O & CO2. CO2 läbib apikaali ja basolateraali membraani – difusiooni ja akvaporiini kanalid ( gaas ka sealt läbi). Lõpuks HCO3- imendub tagasi verre ja H+ eritatakse välja uriiniga
Filtreeritud fosfaat on ka puhver. Sekreteeritud H+ tiitritakse valendiku HPO4-2, tekib H2PO4 - - see jääb ka valendikku. Lindudel – valendiku uraadi tiitrimisel H+ tekib kusihape. Ei lahustu lipiidides ega vees – nii hape eemaldatakse.
Prox toru rakkudes AH glutamiin metaboliseeritakse, et toota NH4+ ja bikarbonaati - ammoniagenees. Rakusisene NH4+ läheb toru valendikku sek. akt. transpordiga (Na+/H+ vahetaja). Bikarbonaat transporditakse läbi basolatraalse plasmamembraani. Neeru ammoniagenees on võimendatud atsidoosi ajal ja on oluline neeru vastus happe liigsusele.
Ülenevas jämedas osas valendiku NH4+ transporditakse rakuvaheruumi, samal ajal K+ läheb valendikku asemele – Na+K+2Cl- kotransporter apikaalis. Tekib rakuvaheruumis kõrge NH3/NH4+ tase.
NH3 on polaarne molekul , lipiidne kaksikkiht on talle läbimatu. Esinevad ammooniumi NH4+ jaoks spetsiifilised transporterid – Rh glükoproteiinid. Need asuvad kogumisjuha rakkudes. Atsidoos mõjutab transporterite rohkust ja rakusisest jaotust. Lisaks toimub transport ka, terminal inner medullary collecting duct – NH4+ transporditakse K+ vastu läbi basolateraalse Na+K+ATPaasi.
Üldiselt – enamik sekreteeritud NH3 tiitritakse sekreteeritud H+ga, et moodustada toru valendiku vedelikus NH4+ - see madaldab NH3 ja H+ konts toru vedelikus. See säilitab ka soodsat gradienti, et transportida NH3 toru valendikku. Rakuvaheruumist läheb osa imendunud NH4+ alanevasse peenesse ossa (Henle ling) – toimub seega ammooniumi korduvkasutus. Teine osa liigub kogumisjuhasse, kust edasi eritatakse uriiniga.Korduvkasutus takistab ammoniaagi/ammooniumi tagasiminekut koorde, kust see imenduks verre.
Prox tuubul eritab enamiku happest ja kogumisjuha kontrollib uriini pH-d.
7.4. Atsidoos ja alkaloos kui kõrvalekalded happe-leelise tasakaalust.
Atsidoosi ajal suureneb happe eritamine 90%. Küülikutel ei ole nii, neil ei suurene ammooniumi eritamine metaboolse atsidoosi ajal.
Kaaliumi vähenemine põhjustab metaboolset atsidoosi koeral ja kassil ja vähendab neeru ammooniumi eritamist koertel.
Bikarbonaadi imendumine/happe eritamine prox torus suureneb kroonilise metaboolse atsidoosi ajal
Happe eritamist kogumisjuhas võimendab atsidoos ja surub maha alkaloos. Alkaloos stim. bikarbonaadi eritamist ja atsidoos supresseerib.
7.5. Atsidoosi ja alkaloosi respiratoorsed ja metaboolsed põhjused.
Metaboolse atsidoos
* bikarbonaadi tagasiimendumine prox torus on häiritud
* krooniline neerupuudulikkus – happeid eritatakse vähem (nt neeru armistumine)
* mürgistused
* kõhulahtisus – suurenenud bikarbonaadi eritamine
* valgurikas toit, SV vaene toit - ketoatsidoos
Metaboolne alkaloos
* oksendamine – vesinikioonide kadu maost
* bikarbonaadi suurenenud eritamine (kloriidi puudusel nt)
Kui kehas on Cl- puudus, siis see hulk Cl- , mis viiakse kogumisjuhasse muutub nii madalaks, et bikarbonaadi eritamine on halvenenud, sest pole piisavalt Cl- valendikus, et vahetada see rakusisese HCO3- vastu (Cl-/HCO3- vahetaja). Vähenenud bikarbonaadi eritamine annab panuse metaboolse alkaloosi tekkimisele ja säilitamisele, kui Cl- puudus jätkub – sellised olukorrad on, kui on toimub mao kiire tühjenemine (nt sõi loom mürki), gastrointestinaale takistus, diureetiline ravi või kõhulahtisuse kindlad vormid.
Respiratoorne atsidoos – alveolaarne ventilatsioon on pärssunud
* hingamise pärssimine – ravimid, infektsioonid , KNS trauma
* hingamisteede obstruktsioon (emfüseem, astma )
* CO2 sissehingamine
* hingamislihaste funktsiooni häire
Respiratoorne alkaloos – alveolaarne ventilatsioon on suurenenud
* hüperventilatsioon
* maksahaigused
7.6. Neerude osa happe-leelise tasakaalu säilitamisel.
Neerude osa – filtraadis on bikarbonaati, fosfaati – nende abil puhverdavad H+. Esinevad epiteelirakkudes eri transporterid, mis on vajalikud vesinikioonide ja bikarbonaadi liikumiseks. Samuti toimub ammoniagenees prox toru epiteelirakkudes. Kogumisjuha rakkudes on 3 eri tüüpi intercalated rakke – hapet sekreteerivad, bikarbonaati sekreteetivad ja kloriidi tagasi imendavad. Põhfn on üleliigse vesinikioonide eritamine uriiniga.
7.6.1. Vesinikkarbonaatioonide reabsorptsioon ja produktsioon .
Imendub tagasi prox torus, toodetakse prox toru rakkudes ammoniageneesil.
Prox. torul on kõrge võime H+ eritada ja bikarbonaati tagasi imendada.
Prox toru imendab enamiku filtreeritud HCO3- tagasi. Apikaalse plasmamembraani karboanhüdraas katalüüsib H2O ja CO2 teket filtreeritud HCO3- ja eritatud H+ist. CO2 siseneb epiteeli rakku ja kombineerub rakusisese H20, et tekitada HCO3- ja H+ (tsütoplasma karbanhüdraas). HCO3- transporditakse vere poolsele basolateraalsele membraanile – basolateraalse naatriumi bikarbonaadi transporteri abil. Samal ajal, H+ transporditakse valendikku Na+/H+ antiporteri abil (ja ka H+ATPaasi pumba abil – 35% sekreteeritud H+st eritab valendikku).
Mitmed hormoonid reguleerivad prox toru bikarbonaadi imendumist ja happe eritamist – angiotensiin II stim. transporti – basolateraalne naatriumi bikarbonaadi kotransporter ja apikaalne Na+/H+ vahetaja ja apikaalne H+ATPaas. Glükokortikoidi retseptori aktivatsioon ja endoteliin võimendavad Na+/H+ vahetajat, paratüroidhormoon supresseerib Na+/H+ vahetajat ja basolateraalset naatriumi bikarbonaadi transporti.
Kuigi proks torul on suur võime H+ sekreteerida ja imendab 80% filtreeritud bikarbonaadist. See ei suuda säilitada suurt pH gradienti läbi apikaalse plasmamembraani. H+ eritamine sõltub valendikus asuvatest puhversüsteemidest, mis kombineeruvad H+ ja takistavad H+ tõusu valendikus oluliselt. pH, mis on prox torus, kui sealt edasi läheb, on sarnase pHga mis glomerulaarne filtraat.
Ülenev jäme osa Henle lingust imendab filtreeritud bikarbonaati. See jätkub pärast prox torus toimumist jämedas osas – 15% filtreeritud bikarbonaadist imendub. Prootonid sekreteeritakse peamiselt Na+/H+ vahetaja abil apikaalis. Samuti on basolateraalne transporter.
Kogumisjuha määrab lõpliku uriini pH.
Kogumisjuha suudab sekreteerida prootoneid, imendada bikarbonaati ja tekitada happeline uriin.
Kogumisjuhal on madalam võime sekreteerida H+ kui prox toru, kuid suudab tekitada järsku H+ konts gradienti (prox torus ei saanud).
Hapet eritavad seal spetsialiseeritud epiteeli rakud – intercalated cells. Inner medullary collecting ductis neid pole. Intercalated rakkudel on rikkalik tsütoplasma karboanhüdraas, mis katalüüsib H2O ja CO2-st rakus H+ ja HCO3-. Intercalated rakkudel on ka eri subtüübid:
* happe-eritamise subtüüp – H+ eritatakse valendiku vedeliku H+ATPaasi abil või H+K+ATPaasi abil. HCO3- transporditakse raku verepoolele basolateraalse Cl-/HCO3- vahetaja abil. Happe-eritavad subtüübid muudavad happe eritamise määra muutes pumpade arvu apikaalses plasmamembraanis. Pumbad on muidu vesiikulites. Kui on atsidoos, siis pump viiakse nt basolateraalsesse membraani (Cl-/HCO3- vahetaja). Sellisel viisil happe- eritav subtüüp vastab füsioloogilistele muutustele. Metaboolne atsidoos ja hüpokaleemia võimendavad neeru H+K+ATPaasi aktiivsust. Happe eritamises osalevad: Na+/H+ vahetaja, H+K+ATPaas ja Na+K+ATPaas, mis vahetab NH4+ K+ vastu.
Happe eritamist kogumisjuhas võimendab atsidoos ja surub maha alkaloos. Angiotensiin II, aldosteroon, endoteliin stim. H+ATPaasi hapet sekreteerivates intercalated rakkudes kogumisjuhas.
Prox toru imendab HCO3- ja eritab H+, hoolimata sellest milline on plasma HCO3- konts ja vere pH. Kui plasma bikarb. tase tõuseb, siis bikarb tase glomerulaarses filtraadis tõuseb ja bikarb. imendumine prox toru epiteelis suureneb. Kogumisjuha suudab muuta seda, kui on alkaloos – toimub ühendavas segmendis ja kortikaalses kogumisjuhas. Lisaks happe-eritav subtüüp intercalated rakkudele on ka bikarbonaati eritavaid. Nendes rakkudes on rikkalik karboanhüdraas ja sekreteerivad HCO3- apikaalse Cl-/HCO3- vahetaja abil – pendriin – see on erinev basolateraalsest Cl-/HCO3- vahetajast hapet eritavates rakkudes. Neil on basolateraalis prootoni pump – imendavad aktiivselt H+ ja vahetavad Cl- toru vedelikus HCO3- vastu. Kui pole kloriidi, siis võib tekkida alkaloos – ei saa üleliigset bikarbonaati väljutada.
Tüüp C intercalated rakud – nende ülesandeks on kloriidi tagasi imendamine.
7.7. Vere kaaliumiioonide kontsentratsiooni seos happe-leelise tasakaaluga.
Atsidoos põhjustab K+ liikumist rakust ekstratsellulaarsesse vedelikku (verre), rakku läheb vesinikioon ja alkaloos põhjustab K+ liikumist verre ja H liikumist rakku.
Kaaliumi vähenemine veres – hüpokaleemia - põhjustab metaboolset atsidoosi koeral ja kassil ja vähendab neeru ammooniumi eritamist koertel. Neeru happe eritamine sõltub vere K+-st. Hüpokaleemia korral tekib rakusisene atsidoos (seotud H+K+ATPaasiga, H+ ei saa K+ vähesuse tõttu rakust eritada). Hüpokaleemia võimendab ammoniageneesi.
Metaboolne atsidoos ja hüpokaleemia võimendavad neeru H+K+ATPaasi aktiivsust. Aldosteroon stim. kaaliumi liikumist rakku (veres langust).
Hüpokaleemiat põhjustavad: Henle lingu blokaatorid, mineralokortikoidid, glükokortikoidid, oksendamine, diarröa