Johan Dahlin
9d186a13b2
13 KiB
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 ↑ →
-
ökad ADH frisättning → minskad renal H2O-utsöndr.
-
törst → ökat vattenintag
1+2 → plasma ”späds ut”, Posm ↓ , normaliseras Posm ↓ →
-
minskad ADH frisättning → ökad renal H2O-utsöndr.
-
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
Långsamt (timmar-dagar):
- njurens volymkontroll genom reglering av Na-utsöndring (RAS, aldosteron, sympatikus, ANP, tryck-natriures)
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
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