Fyziologický ústav Lékařská fakulta Masarykovy univerzity Regulace vnitřního prostředí ledvinami doc. MUDr. Markéta Bébarová, Ph.D. Tato prezentace obsahuje pouze stručný výtah nejdůležitějších pojmů a faktů. V žádném případně není sama o sobě dostatečným zdrojem pro studium ke zkoušce z Fyziologie. Homeostáza Udržování konstantního objemu a složení tělesných tekutin Udržování pH tělesných tekutin = udržování stálých podmínek vnitřního prostředí Hospodaření s vodou a minerály - regulace ledvinami - Tělesné tekutiny a jejich objemy Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology Udržování konstantního objemu a složení tělesných tekutin je základním předpokladem udržení homeostázy organismu. Tělesné tekutiny tvoří cca 60 % hmotnosti těla. Transcelulární tekutina (1-2 l) – specializovaný typ ECT. 5 % hmotnosti těla 15 % hmotnosti těla 40 % hmotnosti těla Tělesné tekutiny a jejich objemy Udržování konstantního objemu a složení tělesných tekutin je základním předpokladem udržení homeostázy organismu. Rovnováha mezi příjmem a výdejem tělesných tekutin Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology Tělesné tekutiny a jejich objemy Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology ECT vs. ICT Tělesné tekutiny a jejich složení Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology plazma vs. IST Tělesné tekutiny a jejich složení osmolalita 285 mosm/kg H2O    příjem NaCl, ztráta vody  výstup vody z ICT („svrašťování buněk)  příjem NaCl,  příjem vody  voda osmoticky nasávána do ICT (edém buněk) Nutná přesná regulace osmolality ECT! - osmoreceptory Tělesné tekutiny a jejich složení - ledviny (cílový orgán působení níže uvedených hormonů) - antidiuretický hormon - aldosteron - natriuretické peptidy Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Antidiuretický hormon = vazopresin - účinky: zadržování vody v těle (sběrací tubulus, akvaporin 2) Guyton & Hall. Textbook of Medical Physiology. udržování stálé TK (zadržování vody, vazokonstrikce)  glykogenolýzy, mediátor v mozku,  sekrece ACTH v adenohypofýze Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Antidiuretický hormon = vazopresin - regulace sekrece: Guyton & Hall. Textbook of Medical Physiology. -  osmolality -  objemu ECT  -  osmolality,  objemu ECT  - bolest, emoce, stres (chirurgický), fyzická námaha; stání - nauzea, zvracení - angiotensin II - morfin, nikotin, barbituráty, … - alkohol; antagonisté opiátů Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Antidiuretický hormon = vazopresin - patologie:   SIADH diabetes insipidus - hlavní steroid s mineralokortikoidním účinkem - mechanismus účinku: vazba na mineralokortikoidní receptor  syntéza proteinů: - zejména Na+/K+-ATPáza -  počtu amiloridem-inhibovatelných Na+-kanálů v membráně cílových buněk -  aktivity H+-pumpy sběrných kanálků kůry ledvin -  aktivity Na+/H+-antiportu v distálních i proximálních částech nefronů Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Aldosteron  resorpce Na+ z moče, potu, slin, žaludeční šťávy  vylučování K+ močí,  acidity moči (směna za Na+)  obsahu K+ a  obsahu Na+ v buňkách svalů a mozku Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Aldosteron - hlavní steroid s mineralokortikoidním účinkem - účinky: - ACTH z adenohypofýzy (přechodný účinek) - renin-angiotenzin-aldosteronový systém - přímý stimulační účinek  plazmatické koncentrace K+ (i malá změna – i po jídle bohatém na K+ - ovoce, zelenina) a  Na+ (až velká změna) Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Aldosteron - hlavní steroid s mineralokortikoidním účinkem - regulace sekrece: - atriální natriuretický peptid - jiné hormony adenohypofýzy (udržení reaktivity zona glomerulosa) Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Aldosteron - patologie Primární hyperaldosteronismus (Connův syndrom) - tumory kůry nadledvin, které secernují aldosteron Sekundární hyperaldosteronismus - nemocní s městnavým srdečním selháním, nefrózou, cirhózou jater, konstrikcí renální arterie, hypertenzí, s tzv. sůl ztrácející formou adrenogenitálnho syndromu Hyporeninemický hypoaldosteronismus Pseudohypoaldosteronismus - jeden z natriuretických peptidů (dále BNP – srdce, CNP – mozek) - tvořen ve svalových bb. srdečních síní, nalezen i v mozku - receptory (ANPR-A – největší afinita k ANP, ANPR-B – CNP, ANPR-C – všechny známé typy NP) - krátký biologický poločas Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Atriální natriuretický peptid  natriuréza (1.  GFR – zvětšení povrchu pro filtraci relaxací mesangiálních bb., 2.  exkrece Na+ působením na ledvinné tubuly)   reaktivity hladkých svalů cév na vazokontrikční látky  inhibice sekrece reninu,  reaktivity zona glomerulosa na stimuly  sekreci aldosteronu  inhibice sekrece ADH   vylučování vody  -  CVT při změně polohy těla z lehu do stoje  -  objemu ECT (protažení síňových bb. při vyšší náplni) - jeden z natriuretických peptidů (dále BNP – srdce, CNP – mozek)   TK (i přes mozkový kmen) Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Atriální natriuretický peptid - účinky (přes ↑ cGMP): - regulace sekrece: intoxikace vodou Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Hospodaření s vodou Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Hospodaření se solemi Ganong´s Review of Medical Physiology Guyton & Hall. Textbook of Medical Physiology. hypokalcémie hyperkalcémie Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Vápník v těle Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Hormonální řízení kalcémie Parathormon Vitamín D Kalcitonin Humorální řízení minerálního a vodního hospodářství Hormonální řízení kalcémie Acidobazická rovnováha - regulace ledvinami - Acidobazická rovnováha, její regulace 1) Pufry 2) Plícemi 3) Ledvinami Acidobazická rovnováha je regulována:  rychlá regulace (sekundy)  rychlá regulace (minuty až hodiny)  pomalejší regulace (v řádu hodin až dní), ale nejvýkonější  eliminace kyselin a bazí z těla  eliminace CO2 z těla (H2CO3  H2O + CO2)  výkyvy pH tlumí vyvazováním a uvolňováním H+: pufr + H+ H - pufr [H+] [H+] upřednostňován směr doprava, dokud je volný pufr k dispozici upřednostňován směr doleva, H+ uvolňovány Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami  exkrecí kyselé či alkalické moči  neustále v glomerulu filtrováno velké množství HCO3  neustále secernováno velké množství H+ v tubulech ledvin denně se vytvoří při metabolismu cca 80 mEq neprchavých kyselin – nutno vyloučit ledvinami GFR 180 l/den, [HCO3 - ]plazma 24 mEq/l  denně profiltrováno 4320 mEq HCO3 - - běžně téměř vše resorbováno  filtrovaný HCO3 - / secernovaný H+ Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami 1) Sekrece H+ 2) Resorpce HCO3 - Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami  v proximálním tubulu, tlusté části Henleovy kličky a na začátku distálního tubulu Na+/H+-antiport >90% HCO3 - resorbováno – nedochází k okyselení moči! 1) Sekrece H+ 2) Resorpce HCO3 Resorpce HCO3 - přes bazolaterální membránu usnadňována:  Na+-HCO3 - kotransportem  Cl--HCO3 - výměníkem (proximální tubulus) (konec proximálního tubulu a dále, kromě tenkého segmentu Henleovy kličky) Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami  v proximálním tubulu, tlusté části Henleovy kličky a na začátku distálního tubulu Na+/H+-antiport >90% HCO3 - resorbováno – nedochází k okyselení moči!  v konečné části distálního tubulu a sběracím tubulu primární aktivní transport H+ (interkalární buňky) základ okyselení moči 1) Sekrece H+ 2) Resorpce HCO3 - 1) Sekrece H+ 2) Resorpce HCO3 Acidobazická rovnováha, její regulace 3) Produkce nového HCO3  Fosfátový pufr (HPO4 2-, H2PO4 -) HPO4 2- a H2PO4 - se resorbují méně než voda  jejich koncentrace postupně narůstá  Amoniakový pufr (NH3, NH4 +) vznik NH4 + z glutaminu v proximálním tubulu, tlusté části vzestupného raménka Henleovy kličky a v distálním tubulu Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami  Amoniakový pufr (NH3, NH4 +) Acidobazická rovnováha, její regulace sběrací tubulus (permeabilní pro NH3, ale mnohem méně pro NH4 + - exkrece močí) 50% sekrece H+, 50% nově vzniklého HCO3 - ! Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami 1) Sekrece H+ 2) Resorpce HCO3 - 3) Produkce nového HCO3  Fosfátový pufr (HPO4 2-, H2PO4 -) HPO4 2- a H2PO4 - se resorbují méně než voda  jejich koncentrace postupně narůstá Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami Regulace sekrece H+  -  pCO2 v ECT (respirační acidóza; přímá stimulace díky  tvorbě H+ v tubulárních buňkách) -  pH v ECT (respirační či metabolická acidóza) -  sekrece aldosteronu (stimuluje sekreci H+ interkalárními buňkami sběracích kanálků; Connův syndrom - alkalóza) Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami Regulace sekrece H+  aktivity Na+/H+ antiportu  aktivity H+ ATPázy RAS tendence ke vzniku alkalózy Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami Acidóza – korekce ledvinami korekce ledvinami:  HCO3 - v ECT   filtrovaného HCO3 -  úplná resorpce HCO3 - + jeho novotvorba (HCO3 - není vylučován močí ) +  exkrece H+ močí  návrat pH ECT k normě  metabolická acidóza: díky  HCO3 pH = 6,1 + log HCO3 - 0,03 x PCO2    respirační acidóza: díky  PCO2 (hypoventilace) korekce ledvinami:  PCO2 v ECT   PCO2 v tubulárních bb.   tvorba H+ a HCO3 - v tubulárních bb.   sekrece H+ +  resorpce HCO3 -  návrat pH ECT k normě Acidobazická rovnováha, její regulace Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami Alkalóza – korekce ledvinami   korekce ledvinami:  HCO3 - v ECT   filtrovaného HCO3  neúplná resorpce HCO3 - (nedostatek H+)   exkrece HCO3 - močí  návrat pH ECT k normě  metabolická alkalóza: díky  HCO3  respirační alkalóza : díky  PCO2 (hyperventilace) korekce ledvinami:  PCO2 v ECT   PCO2 v tubulárních bb.   tvorba H+ a HCO3 - v tubulárních bb.   sekrece H+ +  resorpce HCO3 -  návrat pH ECT k normě pH = 6,1 + log HCO3 - 0,03 x PCO2 Acidobazická rovnováha, její regulace Diagnostika Acidobazická rovnováha, její regulace Diagnostika pH: 7,3 HCO3 -: 12 mEq/l PCO2: 25 mmHg Acidobazická rovnováha, její regulace Diagnostika - Siggaard–Andersenův nomogram