Obecná patofyziologie ledvin • 1. Vztah mezi koncentrací látek v plazmě a jejich vylučováním v ledvinách • 2. Průtok krve ledvinou a filtrace Autoregulace ledviny Glomerulární filtrační rychlost Typické patofyziologické změny RPF a GFR
Jan 29, 2016
Obecná patofyziologie ledvin
• 1. Vztah mezi koncentrací látek v plazmě a jejich vylučováním v ledvinách
• 2. Průtok krve ledvinou a filtrace Autoregulace ledviny Glomerulární filtrační rychlost Typické patofyziologické změny RPF a GFR
1. Vztah mezi koncentrací látek v plazmě a jejich vylučováním v ledvinách
Obecné schéma zpětnovazebního řízení (obr. 1)
1
Činnost ledviny je možné si představit jako činnost regulačního orgánu, udržujícího (spolu s plícemi a trávicím systémem) složení plazmy na konstantní úrovni. Homeostazované hodnoty složek plazmy narušují poruchové vlivy, z hlediska vylučovací činnosti ledvin především tzv. extrarenální zátěž (EZ) různými metabolity
Koncentrace látek v plazmě (PX) je extrarenální zátěží “rušena”, naopak však i sama do jednotlivých složek EZ zasahuje (do produkce, příjmu, přestavby, ukládání látky).PX je renálním vylučováním korigována, k tomu však musí mít možnost do vylučování zpětnovazebně zasahovat; to se děje přímým, triviálním způsobem při filtraci, nebo nepřímo přes neurální a hormonální zpětné vazby (obr. 2)
K+
Ca2+
HPO42-
H+
.
.
.
OBECNÉ ZPĚTNOVAZEBNÍ HOMEOSTAZOVÁNÍ SLOŽEK PLAZMY LEDVINOU
EZ
REGULAČNÍ ORGÁN (LEDVINA)
REGULUJÍCÍSYSTÉMY
FILTRACE
RESORP- CE
REGULÁ- TOR
ŘÍZENÝ SYSTÉM (PLAZMA)
GFR * Px = (V * Ux)PŘI ČISTÉ FILTRACI (KREATININ, INULIN)SLOŽITĚJŠÍ PŘÍPADYPŘÍMÉHO VLIVU Px
(OBR. 8 A OBR. 9)KONC. LÁTEK V TUB.BUŇKÁCH
REGULACE PŘES SYMP.N.S., ADH, ALDO, PTH
SIGNÁLY K ŘÍDICÍM CENTRŮM
NEPŘÍMÝ VLIV Px2
PŘÍMÝ VLIV Px
.
NA NULU (KREAT., KYS. MOČOVÁ, FARMAKA . . . )
NA VELMI PŘESNOU HODNOTU (Na+, K+, H+ . . . )
NAD URČ. PRAHEM NA JEHO HODNOTU (HPO4
2-, GLUKOZA PŘI HYPERGLYKEMII)
LÁTKY SE HOMEOSTAZUJÍ
Podrobněji: 1. Stoupne-li PX v důsledku zvýšené EZX při nezměněné funkci ledvin (glomerulární filtrační rychlosti, GFR), ustaví se po čase nový ustálený stav, kdy EZ = PX * GFR (obr. 3)
VZTAH MEZI PLAZMAT. KONCENTRACÍ LÁTKY A JEJÍM VYLUČOVÁNÍM LEDVINAMI
EZČASEM
95% SE NE-FILTRUJE
USTÁLENÝ STAV
KDY EZ = Px * GFR
Mf
.
ABSORPCE,PRODUKCE,MOBILIZACE MINUSMIMOLEDV.VYLUČOVÁNÍ,ODBOURÁVÁNÍ,USKLADŇOVÁNÍ
Px* GFR
Px ZDE JEN UDÁVÁPOMĚR EZ GFR
EZ
Px
3
,
Px* GFR
GFRČASEM
USTÁLENÝ STAV, KDY EZ = Px * GFR
VYLUČOVÁNÍ JE ZDE MÍROU PRO- DUKCE, NIKOLIV GFR
Px
4
2. KLESNE-LI FUNKCE LEDVIN (GFR) PŘI NEZMĚNĚNÉ EZX, USTAVÍ SE PO ČASE NOVÝ USTÁLENÝ STAV, KDY EZ = PX * GFR (obr. 4)
5
Tyto příklady platí pro kreatinin, inulin, glukózu (nad prahem rezorpce) atd. při nepřítomnosti reabsorpce nebo sekrece látky v tubulechVztah mezi PKREATININ a GFR je podle rovnice EZKREATININ = PKREATININ * GFR hyperbolický a tudíž z diagno-stického hlediska je PKREATININ indikátor málo senzitivní (obr. 5)
I přímý (tj. nikoliv přes hormony a nervový systém) vliv PX na vylučování látky X se však komplikuje tehdy, když do vylučování zasahují tubuly reabsorpcí
1.Případ bez reabsorpce (inulin), obr. 6, 7 vlevo
2.Případ s procentuální resorpcí (močovina), obr. 6, 7 vpravo
ZPĚTNÁ VAZBA POMOCÍ Px JE RŮZNÁ DLE RŮZ.CHOVÁNÍ LÁTKY V TUBULECH:
POUZE FILTROVANÁ LÁTKA
LÁTKA S PROCENTUÁLNÍ RESORPCÍ (UREA)
VYLUČ.MNOŽSTVÍ
Px*GFR
Mf
REABSORPCE
EZ
Px Px
RESORPCE50% Mf
.
VYLOUČ. MN.
6
POHYB PODÉL ČÁRY NENÍOKAMŽITÝ A ČASEM SEZASTAVÍ NA EZ = Px* GFR
FILTR. FILTR.
INULIN
(ale Px závisí na EZ různě, tento detail viz skripta obr. 16.5)
V * Ux
GFR
Px
Cx
.
7
Pro všechny látky v ustáleném stavu platí
EZ = V * Ux
.
3. Při resorpci s nasycením (prahem) závisí vylučování ledvinami na maximální resorpční rychlosti a na afinitě přenášečů k metabolitu
4. Resorpce s prahem a vysokou afinitou: vše pod resorpčním maximem se resorbuje (glukóza, někt. aminokyseliny); v oblasti ohybu křivky resorpce je vylučování výborným “regulátorem” plazmatické koncentrace, obr. 8
PTH
VYLOUČ.
RES.
GLAK
PODPRAH. PGL
RESORPCE S NASYCENÍM
VYSOKÁ AFINITA:
TOK
Px ZDE NERE-GULUJE NIC,VŠECHNY VÝKYVYEZ Px ZŮSTÁVAJÍ
VÝBORNĚREGULUJE(TAKÉ HYPER-GLYKEMIE)Ů
TM
8
H2PO42-
NÍZKÁ AFINITA:
TM
VYLUČ.
RES.
AK KYS. MOČOVÁ
VŠECHNORESORBOVÁNOPAK NIC NEREGULUJE
PKM REGULUJE,ALE NEPŘÍLIŠEFEKTIVNĚ
5. Resorpce s nízkou afinitou; vylučování je opět regulátorem plazmatické koncentrace, ale méně efektivním :
9
FILTR.
K+
Ca2+
HPO42-
H+
.
.
.
EZ
REGULAČNÍ ORGÁN (LEDVINA)
REGULUJÍCÍSYSTÉMY
FILTRACE
RESORP- CE
REGULÁ- TOR
ŘÍZENÝ SYSTÉM (PLAZMA)
GFR * Px = (V * Ux)PŘI ČISTÉ FILTRACI (KREATININ, INULIN)SLOŽITĚJŠÍ PŘÍPADYPŘÍMÉHO VLIVU Px
(obr. 8 a obr. 9)KONC. LÁTEK V TUB.BUŇKÁCH
REGULACE PŘES SYMP.N.S., ADH, ALDO, PTH
SIGNÁLY K ŘÍDICÍM CENTRŮM
NEPŘÍMÝ VLIV Px10
Nyní už lépe rozumíme homeostazování složek plazmy ledvinou:
PŘÍMÝ VLIV Px
.
Pojem ledvinné clearance:
Je zřejmé, že .
CX * PX = UX * V,
zcela očištěný objem plazmy musel nést stejnou “nálož” jako stejný objem plazmy předtím, tj. muselo se ztratit z oběhu CX * PX látky za minutu. To platí bez ohledu na cesty vylučování či reabsorpce
Clearance látek, které se chovají v tubulu různě, mají různý vztah ke GFR (obr.11, 12, 13)
CLEARANCE
GLUKÓZA
CGL = ————— = * V PGL
.
11
Cx = ————— < GFRUx * V PxUx
Px
Px * Cx = Ux * V
GFRCx
V.
.
.
OBECNÝ PŘÍPAD:
12
VÝPOČET GFR:
GFR = Ukr * V Pkr
Pkr * GFR = Ukr * V
.
.GFR .
Ukr * V.
Ckr
13
PAH
RPF
RPF * PPAH
RPF * PPAH = V * UPAH
V * UPAH
.
.
14
Clearance látek, které se téměř výhradně secernují stěnou tubulu (a nefiltrují v glomerulu), slouží jako ukazatel perfuze ledviny, např. PAH :
Zajímavý detail o konvergenci clearance látek různého typu ke GFR s rostoucím PX viz skripta obr. 16.4
Osmolální clearance a clearance volné vody:
Osmolální clearance je analogem pojmu clearance běžných metabolitů a stejně tak se i vypočítává; clearance volné vody představuje rozdíl mezi množstvím moče a osmolální clearancí. Mezi oběma je tedy úzký vztah, obr. 15
OSMOLÁLNÍ A VODNÍ CLEARANCE
COSM * POSM = V * UOSM
COSM = V * UOSM
POSM
JE - LI
POSM = UOSM
PAK
COSM = V
.
.
.
15
OSMOLÁLNÍ CLEARANCE :
JE - LI
PAK
.
POSM > UOSM
COSM < V
(moč hypoosmolální, tělo ztrácí vodu)
1 > UOSM
POSM
0 < 1 -UOSM
POSM
JE - LI
PAK
.
POSM < UOSM
COSM > V
(moč hyperosmolální, tělo zadržuje vodu)
.
.
.
0 < V - COSM
.
V > COSM
.
0 > V - COSM
.
V < COSM
.
0 < V ( 1 - ) UOSM
POSM
0 < V V * UOSM
POSM COSM
.
..
.
.
.
clearance volné vody clearance volné vody,ztráta vody menší než
solutů
Pokles osmotické clea-rance je – na rozdíl např. od produkcemoče - senzitivním příznakem renálního selhání:
16