# volymsreglering.pdf **OCR Transcript** - Pages: 35 - OCR Engine: pymupdf - Quality Score: 1.00 --- ## Page 1 Reglering av extracellulär (EC) osmolaritet och vattenbalans Kerstin Ebefors, Njurfysiologi T2 1 --- ## Page 2 Nefronet 2 --- ## Page 3 Vätskefördelning i kroppen: 3 totalt intracellulärt extracellulärt interstitiell plasma --- ## Page 4 Normal vattenbalans (in – ut = 0) H20 in (ml/dag) H20 ut (ml/dag) Dryck 700 Urin 800 Mat 750 Hud 400 Metabolism 350 Respiration 400 Faeces 200 Totalt 1800 1800 perspiratio insensibilis 4 --- ## Page 5 Osmolaritet vs osmolalitet • Osmolalitet är antalet osmol av löst ämne i ett kilogram av lösningsmedel, medan osmolaritet är antalet osmol av löst ämne i en liter lösning. I utspädda lösningar som t.ex kroppsvätskor är skillnaden mellan osmolalitet och osmolaritet obetydlig. • En osmol är en mol av en icke-dissocierbar substans. Den innehåller 6.02 x 1023 partiklar. • En osmol (Osmol) är 1 mol partiklar som bidrar till det osmotiska trycket i en lösning. • Exempel: NaCl dissocierar helt i vatten till Na+ joner och Cl- joner. Varje mol NaCl bildar därför två osmoler i lösning; en mol Na+ och en mol Cl-. En lösning med 1 mol/L NaCl har därför en osmolaritet av 2 osmol/L. 5 --- ## Page 6 Hur uppstår avvikelser i EC osmolaritet? EC osmolaritet (≈ plasma osmolaritet) = EC H2O EC osmoler den totala koncentrationen av alla fria partiklar i en lösning bidrar till osmolariteten EC [Na], normalt ≈140 mmol/L, med tillhörande anjoner, är den partikel som bidrar mest till EC osmolaritet Formel för estimering av plasma osmolaritet: Posm (mosm/L) = 2 x [Na] + [glukos] + [urea] (konc. i mmol/L) Normal plasma osmolaritet ≈ 280-290 mosm/L 6 --- ## Page 7 Hur uppstår avvikelser i EC osmolaritet? EC osmolaritet (≈ plasma osmolaritet) = EC H2O EC osmoler Förutsatt konstant mängd av osmotiskt aktiva partiklar (fr.a. Na) i kroppen: - ökat kroppsvatten → EC osmolaritet ↓ - minskat kroppsvatten → EC osmolaritet ↑ Förändring i vattenbalans ger förändrad EC osmolaritet som kan registreras av osmo-receptorer 7 --- ## Page 8 Hur uppstår symtom vid avvikelser? IC EC volym 280 mosm/L H2O 280 mosm/L H2O IC EC volym 270 mosm/L H2O 270 mosm/L H2O H2O [Na] 140 mmol/L [Na] 135 mmol/L CC hjärnan skallen H2O H2O H2O H2O hjärnan svullnar intrakraniellt tryck stiger inklämning och cerebralt blodflöde sjunker ”Osmotisk jämvikt” förändringar i EC osmolaritet → vattentransport genom osmos (passiv) → förändrar cellvolym 8 --- ## Page 9 Hur registreras förändringar i vattenbalans/ECosm? OSMORECEPTORER - extremt känsliga, registrerar förändringar i Posm på ca 1 % - specialiserade neuron - Posm ↑ → cellvolym ↓ → depolarisering → frekvens av aktionspotentialer↑ A. Centrala osmoreceptorer (viktigast) - subfornikala organet (SFO) och organum vasculosum laminae terminalis (OVLT), utanför blod-hjärn barriären, del av de circumventrikulära organen i hypothalamus Typ 1: afferenta banor till n. paraventricularis och n. supraopticus som syntetiserar antidiuretiskt hormon (ADH) - ”ADH osmoreceptorer” Typ 2: afferenta banor till törstcentra - ”Törst osmoreceptorer” B. Perifera osmoreceptorer - v. porta - funktion? tidig registrering av födans osmolaritet och snabb adaptation? 9 --- ## Page 10 Törst input från volyms-/baro- receptorer n. tractus solitarii AVP = ADH 10 --- ## Page 11 Två parallella effektorsystem för reglering EC osmolaritet  Posm ↑ → 1. ökad ADH frisättning → minskad renal H2O-utsöndr. 2. törst → ökat vattenintag 1+2 → plasma ”späds ut”, Posm ↓ , normaliseras  Posm ↓ → 1. minskad ADH frisättning → ökad renal H2O-utsöndr. 2. minskad törst → minskat vattenintag 1+2 → ”plasma koncentreras”, Posm ↑ , normaliseras 1. ADH via effekter i njurarna 2. Törst 11 --- ## Page 12 Antidiuretiskt hormon (ADH), vasopressin  peptid hormon, 9 aa  syntes i hypothalamus (n. supraopticus och n. paraventricularis)  frisätts från hypofysens baklob  elimineras från plasma via lever och njurar  t ½ ≈ 18 min 12 --- ## Page 13 Aquaporin-2 – den vattenkanal i tubuli som står under störst reglering (fr.a. ADH) ADH och aquaporin-2 (AQP-2) i samlingsrörens principal celler AQP-3 AQP-4 13 --- ## Page 14 Stimuli för ADH frisättning 1. förhöjd Posm – fysiologiskt viktigast, känsligast (förändringar på 1% räcker) 2. hypovolemi/hypotension – okänsliga, förändringar på 5-10% krävs Avlastning av kardiella volymsreceptorer (myeliniserade fibrer) eller baroreceptorer Obs! Kraftigt blodtrycksfall ger ofta uttalade ökningar av [P-ADH] (50-faldiga ökningar) 3. CNS – smärta, illamående. ADH har effekt på smärtuppfattning via centrala nervsystemet genom receptorerna V1a och V1b som finns hos neuronala celler i hela hypotalamus. 4. övriga, tex angiotensin II, hypoxi, hyperkapni (högt [CO2] i blod), läkemedel (tex morfin/nikotin ger ADH frisättning) 14 --- ## Page 15 Reglering av ECV - tidsaspekter 1. Snabbt system (sekunder-minuter): - reflexogen sympatikus aktivering → bibehålla central blodvolym och cerebral perfusion genom effekter på hjärta och kärl 2. Medelsnabbt system (minuter-timmar): - ”autotransfusion” (på kapillärnivå) - ADH, reglering av vattenåterupptag, njuren 3. Långsamt (timmar-dagar): - njurens volymkontroll genom reglering av Na-utsöndring (RAS, aldosteron, sympatikus, ANP, tryck-natriures) 4. Mkt långsamt (dagar): - saltaptit, reglering av Na intag Totalt kropps-Na bestämmer ECV 15 --- ## Page 16 Reglering av EC volym  Totalt kropps-Na bestämmer ECV  ECV och plasmavolym proportionell till Na-balansen • oralt Na-intag = renal Na-utsöndring + extrarenala Na-förluster • positiv Na-balans → PV, ECV ↑ • negativ Na-balans → PV, ECV ↓  Stor klinisk relevans, ex: blödningschock, diarresjukdomar, hjärtsvikt, hypertoni, njursjukdomar, leversvikt, principer för vätsketerapi och diuretika- behandling etc… 16 --- ## Page 17 Hur registreras förändringar i Na-balans och ECV/PV? 1. Volymsreceptorer i hjärtat : a) Omyeliniserade vagala afferenter Avlastning (hypovolemi) → minskad inhib. av VMC → sympatikus till bl.a. njuren ↑ b) Myeliniserade vagala afferenter Avlastning (hypovolemi) → ADH frisättning ↑ 2. Arteriella baroreceptorer : a) Centrala, sinus carotis och aortabågen (tonisk inhibition av VMC) tryck ↓ → minskad inhib. av VMC → sympatikus ↑ b) njurens afferenta arterioler tryck ↓ → reninfrisättning ↑ Egentligen den ”effektiva cirkulerande volymen”, den intravaskulära volymen, som registreras och inte hela ECV ! 17 --- ## Page 18 Effektor-system för njurens volymsreglering A. Volyms-/Na-sparande (minskar renal Na-utsöndring): • Sympatikus • Renin-angiotensin-aldosteron systemet (RAAS) • (ADH, antidiuretiskt hormon, fr.a. av patofysiologisk betydelse vid stora förändringar i ECV) B. Volyms/Na-slösande (ökar renal Na-utsöndring): • ANP (atrial natriuretic peptide) • Tryck-natriures (ökad perfusion i njuren -ökat tryck i peritubulära kapillärer- leder till minskad natriumreabsorption) 18 --- ## Page 19 Sympatikus och njuren avlastning av centrala ateriella baroreceptorer, och/eller omyeliniserade volymsreceptorer i hjärtat hypovolemi sympatikusaktivitet till njuren ↑ 19 --- ## Page 20 Renin bildas i juxtaglomerulära celler (JGC) JGCs: prorenin → renin → lagras i granule 20 --- ## Page 21 Renin-angiotensin kaskaden (RAS) angiotensinogen angiotensin I angiotensin II renin ACE (levern) (juxtaglomerulära celler) (fr.a. endotelceller i lungan) angiotensin II - ”effektor peptiden” - 8 aa angiotensin II typ-1 receptor (AT1) (angiotensin II typ-2 receptor, AT2) 21 --- ## Page 22 Effekter av angiotensin II  ökar tubulär Na reabsorption (PT, DT, samlingsrör)  stimulerar aldosteronfrisättning → ökad tubulär Na reabsorption i samlingsrören  stimulerar törst, ADH-frisättning och salt-aptit  reglerar GFR (fr.a. vid hypotension och hypovolemi genom att konstringera fr.a. efferenta arteriolen)  systemisk vasokonstriktion av arterioler → blodtryck ↑  stimulerar syntes av prostaglandiner i kärlväggen  potentierar sympatikus (både centralt och perifert) 22 --- ## Page 23 Vad stimulerar renin-frisättning och RAAS kaskaden? 1. ökad renal sympatikusaktivitet (β1 receptorer på JGCs) 2. sänkt tryck registreras i njurens afferenta arterioler 3. sänkt salthalt i urinen registreras av macula densa celler i distala tubuli (sänkt ECV → sänkt GFR → sänkt salthalt i urinen vid macula densa) Vad hämmar renin-frisättning och RAAS kaskaden? A. Punkterna 1-3 ovan fast tvärtom B. Angiotensin II utövar negativ feedback C. ANP (atrial natriuretic peptide) 23 --- ## Page 24 Aldosteron  Steroidhormon, mineralokortikoid (insättande effekt tar ca. 90 min)  Bildas i binjurebarken  Utövar sina effekter främst i njurens samlingsrör: • ökad Na reabsorption • ökad K och H sekretion  Aldosteron-frisättning stimuleras i huvudsak av: 1. angiotensin II 2. hyperkalemi 3. ACTH  Huvudfunktioner: 1. reglering av PV/ECV (ökar PV/ECV) 2. reglering av plasma kalium koncentrationen (sänker konc.) 24 --- ## Page 25 Principal cell (samlingsrör) lumen interstitium 3 Na+ 2 K+ K+ Na+ ENaC = epithelial Na channel inhiberas av amilorid (K-sparande diuretika) - + Aldo Aldo-rec Spironolakton är en Aldo-rec antagonist och K-sparande diuretika Aldosteron-effekter (via ökad protein syntes, timmar): - ökat antal öppna apikala Na-kanaler (ENaC) - ökat antal öppna apikala K-kanaler - ökad aktivitet basolat. Na/K-ATPase 25 --- ## Page 26 Renin-angiotensin-aldosteron systemet 26 --- ## Page 27 ↑ ADH (vid uttalad hypovolemi/hypotension) 27 Lågt renalt blodtryck --- ## Page 28 ANP, atrial natriuretic peptide • 28 aa polypeptid (aa 99-126) • syntetiseras fr.a. i hjärtats förmak (endotelcellerna), pro-ANP (126 aa) • A. ECV/PV ↑ → förmaksdistension → ANP frisättning ↑ B. Ang II → ANP frisättning ↑ (balanserar Ang II:s effekter) • ANP binder ”natriuretic peptide receptors” (NPRs) bl.a. i tubulära celler i njuren och på vaskulära glatta muskelceller 28 --- ## Page 29 ANP, effekter 1. Vasodilatation, sänker system-blodtryck 2. Ökar renalt blodflöde och GFR (dilaterar främst aff. arterioler) 3. Ökar renal salt och vatten utsöndring - (a) Na reabs ↓ i prox tubuli och samlingsrör (direkt tubulära effekter) - (b) indirekt via hämning av renin-frisättning och RAAS 29 --- ## Page 30 Volymsreglering vs. osmoreglering Osmoreglering, H2O balans volymsreglering Vad känns av? Posm PV och artärtryck Sensors/receptorer Osmoreceptorer Volymsreceptorer Baroreceptorer Effektorsystem ADH Törst RAS + aldosteron Sympatikus ADH Salt-aptit ANP Trycknatriures Vad påverkas/justeras Renal vatten- utsöndring Vattenintag Renal Na-utsöndring Na-intag 30 --- ## Page 31 Urinledarna, blåsan och urinering --- ## Page 32 Urinledarna • två rör, diameter 6 mm, längd 25 - 30 cm • leder urin från njurbäckenet till urinblåsan • uppbyggda på samma sätt som blodkärl (slemhinna, muskler, bindväv) • töjning av övre delen startar peristaltiska muskelrörelser som aktivt för urinen till blåsan. 32 --- ## Page 33 Urinblåsan, urinröret Urinblåsan • en reservoar uppbyggd som urinledarna men med kraftigare glattmuskulatur • 3 muskellager som drar ihop sig i olika riktningar • rymmer över 1 liter Urinröret • förbindelse mellan blåsan och yttervärlden • börjar med en inre slutmuskel (sfinkter) som ej är viljestyrd (glattmuskel). • I passagen genom bäckenbotten sitter den yttre viljestyrda sfinktern (skelettmuskel). 33 --- ## Page 34 Urinering (Miktion) • I fyllnadsfasen får vi relaxation av blåsan och kontraktion av inre sfinktern • Autonoma nervreflexer utlöses i blåsväggen när ca 200 ml urin samlats. • Dessa går dels till ryggmärgen, dels till hjärnan. • Signaler från ryggmärgen öppnar den inre sfinktern • Minskad sympatikus, ökad parasympatikus • Signaler från hjärnan öppnar eller håller den yttre sfinktern stängd • Vid utebliven miktion försvinner trängningarna för att återkomma när ytterligare volym fyllts på. De är då starkare. O.s.v. 34 Kontrollerar yttre sfinkter Pelvic nerves För mer info, se Maria J ANS föreläsning, block 5 --- ## Page 35 Urinens sammansättning • Vatten (ca 95%) • Urea (slutprodukt i nedbrytningen av aminosyror) • Kreatinin (nedbrytningsprodukt av kreatinfosfat i musklerna) • Urinsyra (slutprodukt i nedbrytningen av DNA och RNA) • Natriumjoner • Kaliumjoner • Fosfatjoner • små mängder Kalcium, Magnesium och Bikarbonat • Den gula färgen kommer från urochrom, som bildas vid nedbrytning av hemoglobin. Urinens färg kan även variera med dieten. • pH-värdet ligger omkring 6, men kan variera mellan 4,5 och 8 beroende på ämnesomsättning och diet. 35 ---