nefronda su ve solüt taşınması
TRANSCRIPT
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