Download - CURS 2 Renal 2013 Refacut
-
UNIVERSITATEA DE MEDICIN I FARMACIE V.BABE
TIMIOARA
DISCIPLINA DE FIZIOLOGIE
ef lucr.dr. Lavinia Noveanu
2013
CURSUL 2
Mecanismele generale ale transportului urinar
Fiziologia tubului proximal
APARATUL
EXCRETOR
-
21. MECANSIMELE GENERALE ALE TRANSPORTULUI TUBULAR
FG
R
S
EXCREIE
URINAR
aa
ae
Capilare
peritubulare
VENULA
Capilare glomerulare
PROCESELE TUBULARE
REABSORBIA (R)
SECREIA (S)
Tubul
renal primete
tot FG
URINA PRIMAR
180 l/zi
izoton
(
300 mOsm/l)
EXCREIA URINAR=FG
R + S
URINA FINAL
1,5-2 l/zi
Hiperton
(800-1200 mOsm/l)
-
3
Celule epiteliale adaptate pentru transportul de substane
1. La polul APICAL - prezint:
microvili
(marginea n perie) mresc
de 20 x suprafaa absorbant
jonciuni intercelulare
(tight
junctions) permeabile pentru ap i electrolii (cale paracelular)
nr.
de canale (ionice, acvaporine) i proteine
transportoare
1.1. NEFROCITELE
2. Prezint anhidraz carbonic
(AC-II
intracelular i AC
IV la nivelul
marginii n perie) secret HCO3- cu rol important n EAB
-
43. La polul BAZAL (bazo-lateral) - prezint:
nr. de invaginri
mresc suprafaa absorbant
nr.
de mitocondrii
asigur
energia necesar mecanismelor de transport activ
nr.
de pompe de Na+/K+
ntrein mecanismele de transport pasiv i transportul activ secundar
CILE DE SCHIMB:1. Transcelular
pasiv + activ
2. Paracelular
(tight
junction)
pasiv
solvent drag
= apa + substane pe
baza gradientului osmotic
gradient electrochimic pentru ioni
-
51.2. REABSORBIA TUBULAR
CARACTERISTICI1. asigur trecerea apei i a substanelor din
lumen tubular
snge2. mecanisme: pasive + active 3. ci: transcelular i paracelular4. importan
pentru majoritatea
substanelor 5. cantitate
+ selectivitate
asigur controlul excreiei diferitelor substane n urin
asigur controlul compoziiei plasmei
EXEMPLE:
glucoza, AA: reabsorbie
100%
reinute n organism
Na+, Cl-, HCO3-: reabsorbie
dar variabil, n funcie de
necesitile organismului
ureea, creatinina (catabolii): reabsorbie
excreie
FG = neselectiv!!
-
6
ETAPELE REABSORBIEI
ETAPA I:
trecerea apei + solvii din
lumenul tubular n interstiiul
renal
Mecanisme:
Transcelular:
pasiv + activ
Paracelular:
solvent drag
+
gradient electrochimic
ETAPA II:
trecerea apei + solvii din
interstiiul renal
n snge:
Mecanism:
Flux n bloc
= bulk
flow
pe baza
forelor Starling
din capilarul
peritubular (gradient de presiune hidrostatic + gradient de presiune oncotic)
-
71.3. SECREIA TUBULAR
S
EXCREIE
URINAR
aa
ae
Capilare
peritubulare
VENULA
Capilare glomerulare
CARACTERISTICI1.asigur trecerea substanelor din
snge
lumenul tubular2.mecanisme: pasive i active3.ci: transcelular i paracelular4.importan mai cu urmtoarele
excepii:
ioni
K+, H+, NH4+
produi de catabolism
uree, creatinin
medicamente
sulfamide, penicilina
PAH permite msurarea FPR
-
81.4. TRANSPORTUL PASIV (TP)
CARACTERSTICI
fr consum de energie
n sensul
unor gradiente fizice
Transportul pasiv este dependent de gradient i timp
1.
Gradientele fizice
gradientul electrochimic difuziunea ionilor prin canale i
paracelular
gradientul de presiune osmotic
difuziunea
apei (osmoza) prin canale i solvent drag
gradientul chimic difuziunea facilitat pentru G, AA, uree
FACTORI DETERMINANI
2. Permeabilitatea peretelui capilar
3. Timpul de pasaj
dependent de debitul urinar
-
91.5. TRANSPORTUL ACTIV (TA)
CARACTERSTICI
cu consum de energie
mpotriva gradientului electrochimic
n prezena unui carrier specific
este limitat pn la Tmax
TAmax
=
cantitatea maxim de
substan care poate fi transportat activ pe unitatea de timp
limitat de capacitatea
de transport
sau
saturaia carrier-ului
dac ncrcarea tubular depete
capacitatea de transport substana rmne n lichidul tubular
i se excret n urin
Reabsorbie
cu Tmax
Glucoza: Tmax
= 375 mg/min (dup alii
320 mg/min)
Proteine: Tmax
= 30 mg/min
Aminoacizi Tmax
= 1,5 mM/min
Ca2+:Tmax
= 0,125 mM/min
Secreie cu Tmax
PAH:Tmax
= 80mg/min
Creatinina:Tmax
= 16 mg/min
Penicilina, sulfamide
-
10
(a) TRANSPORTUL ACTIV PRIMAR
CARACTERISTIC:
carrier
cuplat direct cu sursa de energie
proteina transportoare este o pomp ionic
sau o ATP-az
POMPE IONICE CARACTERISTICIPompa Na+/K+
localizat la polul bazal
transport 3Na+
extracelular i 2K+ intracelular
asigur gradientul electrochimic necesar transportului pasiv i transportului activ secundar la polul apical
stimulat de ALD Pompa Ca2+
localizat la polul bazal
asigur reabsorbia
Ca2+ controlat de PTH
Pompa H+/K+
Pompa H+
localizate la polul apical
asigur secreia de H+
n lichidul celular
rol important n reglarea EAB
-
11
(b) TRANSPORTUL ACTIV SECUNDAR
CARACTERISTIC:
carrier
cuplat indirect cu sursa de energie
folosete gradientul electrochimic creat de o pomp ionic
POL APICAL Cotransportori Antiporteri
Na+/G
Na+/AA
Na+/2Cl-/K+
3Na+/PO43-
Na+/H+
Na+/NH4+
Cl-/A-
POL BAZALCotransportori Antiporteri
Na+/3HCO3-
K+/Cl-
HCO3-/Cl-
PO43-/A-
3Na+/1Ca2+
-
12
(c) PINOCITOZA
CARACTERISTICI1. Este un tip de transport activ (necesit
energie) specific pentru reabsorbia
macromoleculelor (proteine)2. Localizare: tub proximal
(n principal)
3. Mecanism:
La polul apical
Pr
se ataeaz de membrana celular
invaginarea membranei celulare
formarea unei vezicule + Pr
digestia intracelular a Pr genereaz AA
utilizai de nefrocit
sau reabsorbii n
snge
La polul bazal
AA trec prin difuziune facilitat n interstiiul
renal
reabsorbii n snge
-
13
2. FIZIOLOGIA TUBULUI PROXIMAL (TP)
1.
Lichidul care intr
n TP (ultrafiltratul
glomerular)
cantitate
(125
15 ml/zi sau 180 l/zi)
izoton
(
300 mOsm/l)
2. Lichidul care prsete TP:
cantitate redus
35% din RFG
izoton
(~
300 mOsm/l)
[Na+], [K+], [Cl-], [Ca2+], [Mg2+], [PO43-]
[creatinin] i [NH4+]
[uree]
la 50%
[G], [AA], [HCO3-] i [PO43-]
CARACTERISTICI GENERALE
La nivelul TP are loc:
reabsorbia tubular izoton
a 65% din RFG
secreia tubular
limitat la
substane organice, H+
i NH4+
-
14
La polul BAZAL (bazo-lateral) - prezint:
nr.
de pompe de Na+/K+
ntrein mecanismele de transport pasiv i transportul activ secundar
Nefrocitele
din TP sunt adaptate funciei de
REABSORBIE
La polul APICAL - prezint:
microvili
(marginea n perie) mresc de
20 x suprafaa absorbant
jonciuni intercelulare permeabile pentru ap i electrolii
TP este structurat n 3 segmente:
S1
-S2
(contorte) = prima
a TP cu activitate
S3
(drept)
a doua
a TP cu activitate
mai
-
15
2.1.REABSORBIA N TUBUL PROXIMAL
Asigur trecerea substanelor din lumen tubular
interstiiul renal
capilarul sanguin peritubular
Ci de reabsorbie:
transcelular (principal)
paracelular
(prin jonciuni)
Forele Starling
la nivelul
capilarelor peritubulare asigur presiunea net de reabsorbieP = (pc
+ Pi
) -
(Ppc
+ i
) P = (32 + 6) + (13 + 15)
Pnet
de reabsorbie
= 10 mmHg
Apa i substanele reabsorbite
sunt
drenate n venele renale
Rata reabsorbiei
tubulare
= Kf
x Presiunea net de reabsorbie
= 124 ml/min
Kf
= 12,4 ml/min/mm Hg
presiunea net de reabsorbie
= 10 mm Hg
-
16
SOLVENT DRAG: mecanismul pasiv prin care apa + micromolecule difuzeaz:
neselectiv, paracelular
din lichidul tubular al TP n interstiiul
renal
pe baza gradientului pe pres. osmotic peritubular
este specific TP
se reabsoarbe cea mai mare parte a urinei primare
FLUX N BLOC:
mecanismul pasiv prin care apa + substanele reabsorbite
difuzeaz:
din interstiiu n capilarul peritubular
pe baza gradientului de pres. hidrostatic i pres. oncotic
peritubular
este specific TP
se reabsoarbe cea mai mare parte a urinei primare
-
17
2.1.1.REABSORBIA APEI
TRANSCELULAR
prin aquaporine
de tip 1 (AQP1
)
PARACELULAR
prin solvent drag
CARACTERISTICI
1. Este obligatorie
65% din apa
filtrat glomerular2. Se realizeaz prin mecanisme
PASIVE
pe baza:
gradientului osmotic
transtubular
determinat de reabsorbia activ a Na+
i a glucozei
-
18
2.1.2.REABSORBIA Na+
i Cl-
REABSORBIE:
65% din NaCl filtrat glomerular
I. Prima
a TP (poriunea contort)
TRANSCELULAR: reabsorbia
Na+
mpreun cu reabsorbia
G, AA, ac.
organici (lactat, piruvat) i PO43-
mpreun cu 80 % din HCO3-
filtrat glomerular
PARACELULAR: reabsorbia
Cl-
pe baza gradientului chimic i de potenial transepitelial
( 3 mV)
reabsorbia
trancelular
a Na+
membrana devine electric -
la polul apical i electric +
la polul bazal
-
19
(a) Reabsorbia Na+
mpreun cu substanele organice i PO43-
Substan Pol apical Pol bazal
Na+
cotransportori
pompa Na+/K+
Substane organice
cotransport
Na+/G
cotransport
Na+/AA
difuziune facilitat
Fosfat anorganic
cotransport
3Na+/PO43-
antiporter
A-/PO43-
Reabsorbie: 100% G, 99% AA65% P043-
-
20
1.
Sub aciunea anhidrazei
carbonice II
(AC-II) nefrocitul
produce HCO3-
i H+: CO2 + H2
OH2
CO3H2
CO3
HCO3-
+ H+
(b) Reabsorbia Na+
mpreun cu 80-90% din HCO3-
filtrat glomerular
Pol apical Pol bazal
H+
se secret
tubular prin:
antiporterul
Na+/H+
HCO3-
se reabsoarbe
prin:
cotransportor
1Na+/3HCO3-
antiporter
HCO3-/Cl-
Inhibitorii anhidrazei
carbonice -
II
(ex: acetazolamida)
efect
diuretic prin
reabsorbiei
Na+
(H2
O) cuplat cu reabsorbia
HCO3-
AC-IIAC-IV
-
21
2. H+
excretat n lumenul tubular se fixeaz pe HCO3-
filtrat
i genereaz
H2
CO3
sub anhidrazei
carbonice -
IV
(AC-IV) de la nivelul marginii n perie: H2
CO3
CO2
+ H2
O
Secreia a 80-90% din cantitatea total de H+ secretat tubular
La polul apical
H2
O se reabsoarbe transcelular
prin
AQP1
CO2
difuzeaz n nefrocite
i
ntreine producia de HCO3-
AC-IIAC-IV
-
22
PER GLOBAL: la nivelul TP reabsorbia
a 10 molecule de Na+
determin reabsorbia
a 2
molecule de HCO3-
(poriunea contort) i a 8 molecule de Cl-
(poriunea dreapt)
II. A doua
a TP (poriunea dreapt)
Pol apical Pol bazal
la schimb cu ali anioni (oxalat)
cotransport
KCl
TRANSCELULAR: reabsorbia
Cl-
PARACELULAR: reabsorbia
Na+ mpreun cu K+, Ca2+,
Mg2+
reabsorbia
transelular
a Cl-
membrana devine electric +
la polul apical i electric -
la polul bazal
-
23
2.1.3.REABSORBIA de K+, Ca2+, Mg2+, PO43-
PARACELULAR: K+
(65%), Ca2+
(65-70%), Mg2+
(30%)
mpreun cu apa prin solvent drag
mpreun cu Na+
secundar gradientului de potenial creat de reabsorbia
transcelular
a Cl-
n poriunea dreapt a TP
Pol apical Pol bazal
cotransport
3Na+/PO43-
antiporter
A-/PO43-
TRANSCELULAR: PO43- (65%) inhibat de PTH
-
24
1. REABSORBIA GLUCOZEI
100%
2.1.4.REABSORBIA SUBSTANELOR ORGANICE
Pol apical Pol Bazal
cotransport
Na+/G
difuziune facilitat
TRANCELULAR
Transportul este limitat
Tmax
G
= 350
50
mg/min
PRAGUL RENAL = glicemia la care este depit Tmax
G
Glicemie = 180 mg/dl
Depirea Tmax
G
apariia glucozei
n urin = GLICOZURIE
PARACELULAR (solvent drag)
-
25
CAUZELE GLICOZURIEI1.
glicemiei >
180
mg/dl
determin
filtrarea unor cantiti crescute de glucoz care depesc Tmax
DIABETUL ZAHARAT2.
RFG n condiiile unei glicemii
normale
GLICOZURIA BENIGN
3. Scderea Tmax
G
GLICOZURIA DE SARCIN
4.
reabsorbiei
tubulare renale (ex:
intoxicaie cu fluorizin)
DIABETUL RENAL
-
26
3. REABSORBIA AA
99%
2. REABSORBIA PROTEINELOR
100%
proteine de dimensiuni mici
cantiti reduse de albumine
aminoacizi (boli genetice)
Se pot filtra glomerular
Pol apical Pol bazal Tmax
pinocitoz
+
degradare n AA
difuziune facilitat AA
30 mg/min
Pol apical Pol bazal Tmax
cotransport
Na+/AA
difuziune facilitat
1,5 mM/min
Depirea Tmax
PROTEINURIE
Depirea Tmax
AMINOACIDURIE
-
27
SURSA DE PROTEINE URINARE:
din snge
albumine plasmatice care trec n cantitate mic, prin
filtrare glomerular ( 300 mg/zi (dup alii >
150 mg/zi)
sindrom nefrotic >
3,5 g/zi
2. Afeciunile tubulare (pielonefrite)
distrugerea nefrocitelor3. Afeciuni inflamatorii ale cilor urinare
cantiti
de albumine
-
28
2.1.5.REGLAREA REABSORBIEI LA NIVELUL TP
1.Modificarea forelor Starling
de la nivelul
capilarelor peritubulare
Capilar peritubular
Lichid interstiial
Flux retrograd
paracelular
Reabsnet
Ppc
pc
Pi
i
N
Ppc
VDaa
VDae
Pi
i
pc
plasm
FF
Reabs. net
= Kf
x [(pc
+Pi
) - (Ppc
+i
)]
Pi
i
Pi
i
-
29
2. Echilibrul glomerulo-tubular
corelarea reabsorbiei
tubulare a Na+
i apei de la nivelul TP cu RFG
3. Volumul lichidului extracelular
(LEC)
adaptarea reabsorbiei
renale de Na+
i ap la volumul LEC i tensiunea arterial (TA)
RFG
FF
pericapilar
Reabsorbiei
de Na+
i ap
Volumului LEC +
TA
proteinemiei
Ppc
Ratei reabsorbiei
tubulare
= 65% din cantitatea filtrat glomerular
pericapilar
Reabsorbia de Na+
i ap
Refacerea volumul LEC + TA normal
-
30
2.2. SECREIA LA NIVELUL TUBUL PROXIMAL
Sistemul transportor al
proteinelor
cationice la schimb cu H+
endogene:
creatinina, catecolamine
exogene: diuretice, atropina, cimetidina, morfina, chinina
Sistemul transportor al
proteinelor
anionice
la schimb cu -ketoglutaratul
endogene: ac.uric, SB, oxalat
exogene: diuretice, NSAIDs, penicilina
SUBSTANE ORGANICE
Asigur trecere substane din capilarul peritubular
interstiiul
renal
lichid tubular al TP din poriunea dreapt
SECREIA DE H+
AMONIOGENEZA
-
31
antiporter
Na+/H+
50% din H+
fixare pe sisteme tampon urinare = aciditatea titrabil
fosfat disodic/fosfat
monosodic
(pKa
= 6,8)
Na2
HPO4
+ H+
NaH2
PO4
Pol apical
lumen TP
50% din H+
fixare pe NH3
secretat de nefrocitele
TP
NH3
+ H+
+ Cl-
NH4+Cl
Pol bazal
snge
antiporter
HCO3-/Cl-
80-90% din cantitatea total
n nefrocit
(AC-II): CO2
+ H2
O
H2
CO3
HCO3-
+ H+
AC-IIAC-IV
SECREIA DE H+
-
32
DEFINIIE
sinteza de NH3
i NH4+ din glutamin
1. Glutamina este filtrat glomerular i reabsorbit
la nivelul TP
2. Sub aciunea glutaminazei: glutamina
2 NH3
+ 2 HCO3-
3. NH3 + H+
NH4+
NH3
este secretat pasiv n lumen
NH4+
este secretat activ n lumen prin antiporterul
NH4+/Na+
4. HCO3-
nou format
este secretat
n snge prin antiporterul
Cl-/HCO3-
i cotransport
1Na+/3 HCO3-
Etapa II:
n lumenul TP
NH3
+H+NH4+
NH4
Cl
NH4+
se reabsoarbe la nivelul SGA al AH i apoi se secret n TD/TC
AMONIOGENEZA
Etapa I:
n nefrocit
Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 122. FIZIOLOGIA TUBULUI PROXIMAL (TP)Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23Slide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27Slide Number 28Slide Number 29Slide Number 30Slide Number 31Slide Number 32