Fysiologi: Filtration & hæmodynamik Flashcards
Angiv på basis af rimelige antagelser en gennemsnitsværdi for størrelsen af den glomerulære filtrationshastighed i ét enkelt nefron.
Antagelserne anføres i besvarelsen.
- GFR 120-140 ml/min;
- antal nefroner 1 mio. per nyre;
- middelværdi 60/70 nl/min.
Hos en forsøgsperson opnås over mere end to timer en konstant koncentration af inulin i plasma på 1 mg/liter.
Angiv på basis af rimelige forudsætninger de forventede koncentrationer af inulin i:
- plasma fra efferente arterioler
- erythrocytternes intracellulære vandfase (ICV).
Inulin findes frit i ECV, findes ikke i ICV.
- a) 1 mg/l
- b) 0 mg/l
Beregn middelblodtrykket i de glomerulære kapillærer under antagelse af
- a) at de hæmodynamiske modstande i hhv. afferente og efferente arterioler er lige store,
- b) at middelblodtrykket i nyrearterien estimeres til at være 95 mmHg
- c) at det gennemsnitlige renale venetryk er 15 mmHg.
- BT 125/80, middelblodtryk 95 mmHg,
- Δ BP = 80 mmHg
- Δ afferent = Δ efferent = 40 mmHg, BPcap = 55 mmHg.
Nyrerne udviser autoregulering.
Definér begrebet autoregulering, som det anvendes i forbindelse med nyrernes blodgennemstrømning og i forbindelse med nyrernes glomerulære filtrationshastighed.
Autoregulering:
- Vaskulær autoregulering består i, at den renale blodgennemstrømning er tilnærmelsesvist uafhængig af trykket i a. renalis over et bredt trykinterval (80-90 mmHg til 180-200 mmHg).
- Autoregulering af GFR består i, at GFR også er tilnærmelsesvist uafhængig af trykket i a. renalis i samme trykinterval.
Nyrerne udviser autoregulering.
Redegør kort for to mekanismer, som er vigtige for autoregulering af glomerulær filtrationshastighed.
Mekanismer
Myogen kontraktion:
- Det forhold, at en luminal trykstigning i et kar fører til øget kontraktion til en ny indre radius, som er mindre end radius i udgangssituationen.
Tubulo-glomerulær feedback:
- Macula densa svarer på et øget tubulært flow/NaCl koncentration med lokal signalering til den afferente arteriole, således at denne kontraheres, når det tubulære flow øges.
1. Hvilken af nedenstående ændringer kan øge GFR?
- a) Øget afferent modstand i arterioler
- b) Nedsat efferent modstand i arterioler
- c) Øget hydrostatiske tryk i glomerulære kapillærer
- d) Øget hydrostatisk tryk i den Bowmanske kapsel
1.C) Øget hydrostatisk tryk i glomerulære kapillærer øger GFR.
Derimod vil GFR faldeved øget afferent modstand i arterioler, nedsat efferent modstand i arterioler, øget hydrostatisk tryk i den Bowmanske kapsel og nedsat hydrostatisk tryk i glomerulære kapillærer.
2. I hvilket tubulære segment er kreatininkoncentrationen størst hos en normalt hydreret person?
- a) koncentrationen er den samme i alle segmenter, da kreatinin hverken udskilles eller reabsorberes
- b) i glomerulusfiltratet
- c) ved enden af proksimal tubulus
- d) i samlerørene
2.D) Da kreatinin ikke reabsorberes nævneværdigt i nyrens tubuli, stiger koncentrationen af kreatinin gradvist i takt med, at vand reabsorberes langs de tubulære segmenter. Derfor vil kreatininkoncentrationen hos en normalt hydreret person være størst i samlerørene.
3. Hvilken af nedenstående ændringer kan reducere GFR med mere end 10% i en normal nyre?
- a) fald i det renale arterietryk fra 100 til 85 mmHg
- b) 50% fald i afferent modstand i arterioler
- c) 50% fald i efferent modstand i arterioler
- d) Fald i kolloid osmotisk i plasma fra 28 til 20 mmHg
3.C) En reduktion af efferent modstand i aterioler på 50% vil medføre et stort fald i GFR, mere end 10%. Et fald i renalt arterietryk fra 100 til 85 mm Hg vil kun forårsage et lille fald i GFR i en normal, autoreguleret nyre. Et fald i afferent modstand i aterioler, et fald i kolloidosmotisk tryk i plasma vil alle snarere øge GFR.
4. Hvis det gennemsnitlige hydrostatiske tryk i de glomerulære kapillærer er 50 mmHg, det hydrostatiske tryk i den Bowmanske kapsel er 12 mmHg, det gennemsnitlige kolloidosmotiske tryk i de glomerulære kapillærer er 30 mmHg, og der ikke er protein i det glomerulære ultrafiltrat, hvad er da nettofiltrationstrykket som driver GFR?
- a) 8 mm Hg
- b) 32 mm Hg
- c) 48 mm Hg
- d) 60 mm Hg
4.A) Nettofiltreringstrykket ved de glomerulære kapillærer er lig med summen af de kræfter, der fremmer filtrering (hydrostatisk tryk i glomerulære kapillærer) minus de kræfter, der modarbejder filtrering (hydrostatisk tryk i den Bowmanske kapsel og glomerulært kolloidosmotisk tryk). Derfor er nettofiltreringstrykket 50 - 12 - 30 = 8 mm Hg.
- Hvilke af nedenstående ændringer kan man forvente at finde efter administration af et vasodilaterende lægemiddel, der forårsager en 50 % reduktion af modstanden i de afferente aterioler og ingen ændring i det systemiske blodtryk?
- A) Nedsat renal blodgennemstrømning, nedsat GFR og nedsat hydrostatisk tryk i peritubulære kapillærer.
- B) Nedsat renal blodgennemstrømning, nedsat GFR og øget hydrostatisk tryk i peritubulære kapillærer.
- C) Øget renal blodgennemstrømning, øget GFR og øget hydrostatisk tryk i peritubulære kapillærer.
- D) Øget renal blodgennemstrømning, øget GFR, og ingen ændring i hydrostatisk tryk i peritubulære kapillærer.
- E) Øget renal blodgennemstrømning, øget GFR og nedsat hydrostatisk tryk i peritubulære kapillærer.
2.C)
En 50 % reduktion af modstanden i afferente arterioler uden ændringer i arterielt tryk vil øge renal blodgennemstrømning og glomerulært hydrostatisk tryk, og derved øge GFR. Samtidig vil
reduktionen af modstand i afferente arterioler øge hydrostatisk tryk i peritubulære kapillærer.
- En 32-årig mand klager over hyppig vandladning. Han er overvægtig (127 kg/178 cm), og efter måling af 24 timers kreatininclearance vurderes hans GFR at være 150 ml/min. Hans plasmaglukose er 300 mg/dl. Under antagelse af, at nyrernes maksimale glukosetransport er normal, som vist i figuren nedenfor, hvad er den omtrentlige hastighed for glukoseudskillelse i urinen hos denne patient?
- A) 0 mg/min
- B) 100 mg/min
- C) 150 mg/min
- D) 225 mg/min
- E) 300 mg/min
3.C)
- Det filtrerede load for glukose i dette eksempel bestemmes som følger: GFR (150 ml/min) × plasmaglukose (300 mg/dl) = 450 mg/min. Maksimum for glukosetransport er i dette eksempel 300 mg/min.
- Derfor er den maksimale hastighed for glukosereabsorption 300 mg/min. Glukoseudskillelse i urinen er lig med det filtrerede load (450 mg/min) minus tubulær reabsorption af glukose (300 mg/min), dvs. 150 mg/min.
En ung rask mandlig medicinstuderende skal til nyrefysiologiøvelse. Inden øvelsen er han fastende for væske og føde. Ved forsøgets start vandbelastes forsøgsdeltageren med vand svarende til 4% af hans kropsvægt. Vandbelastningen opretholdes igennem forsøget med væskeindtag svarende til diuresen.
Angiv, hvad du forventer der sker med forsøgspersonens diurese, osmolær- og fritvandsclearence under forsøget.
Diuresen stiger, osmolær clearence er stabil, og fritvandsclearence bliver positiv foreneligt med, at nyrerne producerer urin, som er mindre koncentreret end plasma.
En ung rask mandlig medicinstuderende skal til nyrefysiologiøvelse. Inden øvelsen er han fastende for væske og føde. Ved forsøgets start vandbelastes forsøgsdeltageren med vand svarende til 4% af hans kropsvægt. Vandbelastningen opretholdes igennem forsøget med væskeindtag svarende til diuresen.
Angiv definitionen for GFR og redegør kort for, hvad der kvalificerer et stof til at kunne beregne GFR. I praksis anvendes kreatinin til beregning af GFR. Redegør kort for, hvorfor kreatinin bryder med betingelserne og hvad betyder det for GFR.
GFR defineres som det volumen plasma med tilhørende partikler, der filtreres gennem nyrernes glomeruli pr tid.
Et stof kan anvendes til at beregne GFR, når:
- Stoffet er frit filtrerbart over glomerulusmembranen
- Stoffet ikke reabsorberes, seceneres, metaboliseres, ophobes eller nydannes gennem passagen af tubulussystemet
Et stof der opfylder disse krav er inulin.
Kreatinin opfylder ikke ovennævnte krav, da der sker en sekretion (ca. 20%) fra tubulus, hvorfor kreatininclearence overestimerer GFR.
En ung rask mandlig medicinstuderende skal til nyrefysiologiøvelse. Inden øvelsen er han fastende for væske og føde. Ved forsøgets start vandbelastes forsøgsdeltageren med vand svarende til 4% af hans kropsvægt. Vandbelastningen opretholdes igennem forsøget med væskeindtag svarende til diuresen.
Redegør kort for normalværdierne for GFR og hvad du forventer, hvad der sker med GFR under en vandbelastning.
Normalværdien for GFR er over 60ml/min. Under en vandbelastning vil GFR forblive normal
En ung rask mand gives en intravenøs bolusinjektion på 5 g inulin, efterfulgt af en konstant infusion af inulin på 42 mg/min.
Angiv, hvilken af nedenstående (A-D) du skal måle for at kunne beregne hans ekstracellulære volumen:
- Body mass index (BMI)
- Urin insulin koncentrationen
- Plasma kreatinin i µmol/L
- Plasma urea koncentrationen
- Plasma inulin koncentrationen
5 er korrekt
Angiv, hvilken af nedenstående (A-D) du skal måle for at kunne bestemme saltindtagelsen (NaCl) i et menneske.
- Måling af plasma natrium koncentrationen.
- Måling af litium clearance.
- Beregning af total kropsvæske volumen divideret med plasma natrium koncentrationen.
- Beregning af 186 x (Creatinin)-1.154x (alder)-0.203x (0,742 - hvis kvinde)
- Måling af 24-timer natrium udskillelse i urinen.
5 er korrekt
En ny undersøgelse af den renale hæmodynamik fandt at T-type calciumkanaler har betydning for nyrens funktion i mus. Mus der mangler T-type kanalen (Cav3.1-/-) har højere blod gennemstrømning (renal plasma flow, RPF) end mus som har kanalen (WT).
Redegør kort for årsagen til forskellen i musenes (Cav3.1-/- og WT) blodgennemstrømning (RPF).
- Den renale plasma flow (RPF) reguleres af en ændret modstand i nyrens modstandskar, hovedsageligt den afferente og efferente arteriole.
- Da Cav3.1-/- musene har højere RPF, må disse mus have mindre modstand i blodkarrene, dvs. blodkarrene er mindre kontraherede.
- Hvis Cav3.1-/- musene har et højere blodtryk end WT, vil det også kunne give den øgede RPF.
Redegør for, hvorledes kontraktionsgraden (modstanden) i den afferente og efferente arteriole reguleres i den normale organisme.
Kontraktionen af nyrens arterioler reguleres via TGF mekanismen, myogen respons, parakrine/ hormonelle faktorer samt det sympatiske nervesystem.
Redegør for egenskaber ved makromolekyler som er af betydning for deres glomerulære filtration.
(1)
- Molekylvægt: Stoffer med Mw over 100.000 filtreres ikke, stoffer med Mw under 10.000 filtreres frit.
(2)
- Form: Sfæriske molekyler har mere vanskeligt ved at passere filtrationsbarrieren end trådformede molekyler.
(3)
- Ladning: Basalmembranen er negativt ladet, og hindrer derfor passage af negativt ladede molekyler (fx albumin).
Redegør for, hvordan den glomerulære filtration påvirkes af ændringer i kontraktionsgraden i henholdsvis den afferente og den efferente arteriole.
- Resistansændringer i arteriolerne påvirker glomeruluskapillærtrykket, således at en afferent vasokonstriktion medfører fald i glomeruluskapillærtrykket.
- Efferent vasokonstriktion vil medføre stigning i glomeruluskapillærtrykket.
- Et fald i gennemblødningen vil medføre øget opkoncentrering af proteiner i det enkelte glomeruluskapillær da hvert volumenelement opholder sig længere tid i kapillæret.
- Derved vil filtrationsprocessen nærme sig filtrationsligevægt og filtrationen falde.
- En afferent vasokonstriktion giver derfor entydigt et fald i GFR.
- En efferent vasokonstriktion vil kunne give stigning eller fald i GFR afhængigt af den relative betydning af tryk og flow.
Tegn relationen mellem plasmakoncentrationen af kreatinin og den glomerulære filtrationshastighed (GFR).
Redegør kort for kurvens forløb.
- R og B 22,7
- Der gælder med god tilnærmelse at produktionshastigheden af kreatinin i skeletmuskulaturen er konstant.
- Ligeledes udskilles kreatinin overvejende ved filtration.
- Ved steady-state må der derfor gælde at udskillelseshastighed = produktionshastighed, dvs. GFR · Pcrea = konstant. (omvendt proportionalitet).
Definer begrebet glomerulær filtrations rate (GFR)
GFR: Mængden af ultrafiltrat der dannes pr. glomeruli pr. tidsenhed
Medicinerbox-kommentar: De mener at man ikke kan sige, at GFR er pr. glomeruli, men betegner mængden af ultrafiltrat fra alle nefroner til sammen. Det virker rigtigt.
Redegør for de faktorer som er bestemmende for filtrationshastigheden over filtrationsmembranen i glomerulus.
Følgende billede var vedlagt som facit uden videre uddybning.
Dannelse af ultrafiltrat involverer filtration af plasma i glomerulus.
3. Tegn en figur som viser, hvordan faktorerne nævnt i delspørgsmål 2 (hydrostatisk tryk og kolloidosmotisk tryk; starling-kræfter) varierer med længden (dvs. fra start til slut) af et kapillær.
Facit angiver blot: “Figur (RogB 22,14) (BogB 34,5)”.
Jeg har fundet og indsat Figur 34-5 fra Boron/Boulpaep.
Figuren viser forholdet mellem plasma koncentration (P) og stofudskillelseshastighed i urinen
(UxV) for inulin og glucose.
Forklar mekanismer, der bestemmer kurvernes forløb.
- Inulin er frit filtrerbart og behandles ikke langs nefronet.
- Glucose er også frit filtrerbart, men under normale omstændigheder reabsorberes hele den filtrerede mængde i proximale tubulus.
- Ved stigende koncentrationer overskrides kapaciteten og glukose findes i urin.
- Derefter opfører glukose sig som inulin.
Figuren viser forholdet mellem plasma koncentration (P) og stofudskillelseshastighed i urinen
(UxV) for inulin og glucose.
Skitser i et koordinatsystem forholdet mellem renal plasmaclearance på y-aksen og plasmakoncentrationer på x-aksen for henholdsvis glucose og inulin
- Der skal ikke angives absolutte værdier, kun skitseres: Inuslin clearance er konstant ved alle plasmakoncentrationer, men glukoseclearance er 0 indtil reabsorptionskapaciteten overskrides hvorefter glukose ”cleares”.
- Cgluk stiger med stigende plasmakoncentration og nærmer sig inulinclearance.
Nedenfor ses 3 figurer; A, B og C.
A og B viser sammenhængen mellem plasmakoncentration af stof og urin-udskillelseshastighed (UxV).
C viser sammenhæng mellem plasmakoncentration af stof og renal plasmaclearance (C)
Diskuter hvilke stoffer (1-3) der kan være tale om.
Stof 1
- Udskilles helt proportionalt med plasmakoncentrationen ved alle plasmakoncentrationer.
- Er typisk for frit filtrerbart stof der ikke behandles tubulært, feks inulin eller mannitol.
- Stof 1har konstant renal plasmaclearance på ca 125ml/min, som svarer til GFR.
- Er derfor sandsynligt markørstof inulin eller cromEDTA.
Stof 2
- Udskilles ikke ved lave plasmakoncentrationer og udviser derefter samme billede som frit filtrerbart, ikke tubulært behandlet stof, er typisk for stof der reabsorberes med mætningskinetik, hvorefter det ”spildes” i urinen ud udskilles proportionalt med plasmakoncentrationen, feks glukose.
- Renal plasmaclearance er derfor 0 ved lave plasmakoncentrationer, men nærmer sig derefter GFR da betydningen af reabsorption aftager med øget filtreret mængde.
Stof 3
- Har en høj clearance der overstiger GFR ved lave koncentrationer-dvs at stoffet aktivt secerneres ved lave plasma koncentrationer, kunne være organisk anion som PAH.
- Ved stigende plasmakoncentration falder udskillelseshastigheden og bliver konstant. Plasma clearance nærmer sig GFR.
Formlen for GFR er:
- GFR = Kf (PGC - PBS + ΠGC - ΠBS)
- GFR = Kf (PGC - PBS - ΠGC + ΠBS)
- GFR = Kf (PGC + PBS - ΠGC + ΠBS)
- GFR = Kf (PGC + PBS - ΠGC - ΠBS)
- GFR = Kf (PGC - PBS - ΠGC - ΠBS)
( P er hydrostatisk tryk, Π er onkotisk tryk, GC er glomerulus kapillær, BS er Bowman’s kapselrum)
- GFR = Kf (PGC - PBS - ΠGC + ΠBS)
