Nyres og urinveier Flashcards
Sett navn på delene
Rettelse
5: bowmans rom
6: bowmans kapsel
Hva er nyrenes viktigste oppgaver i kroppen?
Nyrene er viktige for å opprettholde homeostase i kroppen, og er viktige for syre-base balansen. De har derfor en rekke ulike funksjoner i kroppen. De viktigste oppgavene nyrene har er å:
- stabilisere volumet og ioneinnholdet i ekstracellulærvæsken samt osmolariteten (antall mol løste molekyler/ioner per liter løsning).
- Skille ut avfallsstoffer fra blodet, samt fjerne fremmede stoffer.
- Regulere ionekonsentrasjonen i ekstracellulærvæsken
- Variere urinutskillelsen av hydrogenioner og hydrogenkarbonat for å opprettholde syre-base balansen.
- Produsere enzymet renin, som er katalysator for hormonet angiotensin 2, som igjen motvirker nedgang i det arterielle blodtrykket og volumet av ekstracellulærvæsken.
- Produsere den aktive formen av vitamin D (kalsitriol), som har en sentral rolle i reguleringen av Ca2+ homeostasis.
- Produsere hormonet erytropoietin som stimulerer modningen og dannelsen av erytrocytter.
- Danner glukose fra andre råstoffer enn karbohydrater, og dermed bidra til å redusere fallet i konsentrasjonen av glukose i plasma dersom individet utsettes for langvarig sult.
Hvilke tre hovedprosesser er involvert i urinproduksjonen? Forklar hvilke roller de ulike delene har i urindannelsen, og gi eksempler på disse hovedprosessene.
Urinen produseres under de tre hovedprosessene filtrasjon, reabsorpsjon og sekresjon.
- Filtrasjon: Fra de glomulære kapillærene filtreres væske inn i nyretubiliene. Normalt blir omtrent 20% av blodplasmaet som entrer glomerulus filtrert ved hver passering gjennom kapillærene, filtreringsfraksjonen. Det glomerulære filteret er nesten ugjennomtrengelig for proteiner, og proteinkonsentrasjonen i filtratet er derfor veldig lavt. Andre substrater er tilstede i filtratet i omtrent samme konsentrasjon som i plasmaet. Filtrasjonen er så omfattende at mengden plasma som filtreres i løpet av 20 minutter tilsvarer hele plasmavolumet. Filtratet kalles primærurin.
- Reabsorpsjon: Når filtratet som dannes i glomerulus strømmer gjennom tubuliene, tar kroppen opp igjen mesteparten av det som ble filtrert. Dette forekommer ved transport fra det rørformede lumen og inn i de omkringliggende peritubulære kapillærene. Denne prosessen kalles for reabsorpsjon. Porene i det glomerulære filteret er så store at det ikke skilles mellom avfallsstoffer og nyttige substanser, med plasmaproteiner som unntak. I kontrast er reabsorpsjonen tilpasset kroppens varierende behov. Mesteparten av vannet og nyttige substanser blir reabsorbert, mens det meste av avfallsproduktene holdes tilbake i tubulisystemet, slik at dyret kan kvitte seg med dem gjennom utskilling av urin.
- Sekresjon: Urinutskillelse av noen substanser kan økes utover de mengdene som blir filtrert. Dette forekommer ved transport av substanser fra de peritubulære kapillærene og inn i det rørformede lumen. Denne prosessen kalles sekresjon. Alt som får tilgang til den tubulære væsken, enten via glomerulær filtrasjon eller tubulær utskillelse, og som ikke reabsorberes, blir eliminert med urinen.
Hva forstår du med «glomerulus-membranen», og hvordan er denne oppbygd? På hvilken måte påvirker oppbygningen membranens funksjon?
Glomerulus er et kapillærnøste som består av et stort antall parallelle kapillærårer med tverrforbindelser mellom seg. Alle glomeruliene er i barken (the cortex). Hos pattedyr blir hver glomerulus forsynt med blod fra en afferent arteriole. I motsetning til andre kapillærer er ikke den glomerulære kapillæren forbundet med venuler, men med en efferent arteriole. Filtreringen i nyrene foregår over tre lag som sammen utgjør det glomerulære filteret: endotelet av de glomerulære kapillærene, det indre epitellaget av Bowman’s kapsel og en mellomliggende basallamina. Veien filtratet/væsken følger gjennom det glomerulære filteret er helt ekstracellulært. Det går først gjennom fenestraer (små tuneller) i endotelcellene av glomerulus kapillærene, deretter gjennom basal laminaen, som er fri for celler, og tilslutt gjennom en smal sprekk mellom forlenginger av podocytter i det indre laget av Bowman’s kapsel.
Hva slags væske er det som filtreres fra glomeruluskapillærene og over i Bowman’s rom, dvs. hvordan er den sammensatt (hva filtreres over, hva filtreres ikke over)?
Bowman’s space er den første delen av lumen til det tubulære systemet. Filtreringen i nyrene foregår over tre lag som sammen utgjør det glomerulære filteret: endotelet av de glomerulære kapillærene, det indre epitellaget av Bowman’s kapsel og en mellomliggende basallamina. Disse fungerer samlet som en sil, hvor vann og små molekyler slipper gjennom. Filteret er ugjennomtrengelig for blodceller og nesten ugjennomtrengelig for plasmaproteiner. I tillegg til størrelse og form på ulike plasmaproteiner, avhenger også evnen deres til å passere gjennom det glomerulære filteret av elektriske krefter. Den negative ladningen i filteret vanskeliggjør filtrering av proteiner, som frastøtes siden de også selv er negativt ladd. Permeabilitetetn til filteret for vann, andre små molekyler og ioner er 30-50 ganger høyere enn i en vanlig kapillærvegg. Mens passering av store proteiner er mye mindre enn hos en vanlig kapillærvegg. Væsken som filtreres over i Bowman’s kapsel kalles råurin eller primærurin. Denne inneholder både nyttige og unyttige stoffer, og kroppen produserer omtrent 180 L i løpet av et døgn hvorav ca. 1,5 L blir til ferdig urin. Kapillæren er omkranset av podocytter og mesengial celler, og det er mange løste substanser i kapillæren. Kapillærmembraner: Den første membranen er blodårens endotelceller, som har åpninger (gaps) som tillater stoffer å bevege seg fra kapillæren og inn i nefronet. Det andre laget er basement membranen hvor stoffer fortsatt enkelt kan passere gjennom. Det ytre laget har podocytter med forlengelser, som også har åpninger mellom seg som tillater filtrering. Sammen utgjør disse filtreringsmembranen. I åpningene i filtrasjonsmembranen utgjør disse en sil, som betyr at substanser kan filtreres fra kapillæren til nefronet. Filtreringsmembranen kontrollerer hvilke substanser som føres over i nefronet. De tillater ikke store molekyler eller store negativt ladde molekyler å passere gjennom. I den glomerulære kapillæren er det negativt ladde proteiner, negativt ladde ioner (som Cl-) og positivt ladde ioner (som Na+). Podocyttene og basement membranen er totaltsett negativt ladde pga. proteiner og karbohydrater på dem kalt proteoglykaner. Dette betyr at positivt ladde molekyler absorberes lettere enn negativt ladde molekyler. Feks. Albumin, som kan passere gjennom pga. dets gode størrelse, går ikke gjennom pga. dets negative ladning. Na+ passerer enkelt gjennom fordi det er positivt ladd og derfor tiltrekkes. Cl- kan også passere fordi det er veldig lite. Dermed kan molekyler bevege seg fra kapillæren til nefronet pga. filtrering siler, men det som fører til at de beveger seg er trykk
Nevn et stoff som har samme konsentrasjon i bowmans rom som i plasma, og et stoff som ikke filtreres fra plasma til råurinen.
Blodet inneholder som regel store proteiner og blodceller når det forlater kapillærnøstet. Når det føres langs nyrekanalens første del vil 80% av stoffene som blir filtrert føres tilbake til blodet. Dette gjelder glukose, aminosyrer, ioner, vitaminer, vann og urea. 50% av urea føres tilbake i blodet grunnet dets egenskaper, til tross for at det er et avfallsstoff som kroppen vil kvitte seg med.
Hvilke krefter påvirker filtrasjonen av væske fra glomeruluskapillærene og over i Bowmans’s rom?
Filtreringen forekommer i glomerulus og i Bowman’s kapsel, hvor blodet presses over i nyrekanalen vha. det hydrostatiske blodtrykket. Blodtrykket er høyere i nyrene enn i andre organer i kroppen. Krefter som påvirker filtrasjonen av væske fra glomerulære kapillærer over i Bowman’s rom er forskjeller i hydrostatisk trykk mellom de to sidene av filteret, og forskjeller i protein-osmotisk trykk mellom de to sidene av filteret. Det hydrostatiske trykket i enhver kapillær favoriserer filtrering. Fordi det glomerulære filtratet nesten er proteinfritt, er det protein-osmotiske trykket i Bowman’s rom ubetydelig. Dermed er det hydrostatiske trykket i de glomerulære kapillærene den eneste kraften som favoriserer filtrering. Krefter som motvirker filtrerning er det hydrostatiske trykket i Bowman’s rom og det protein-osmotiske trykket i plasma. Filtreringstrykk: Trykk som forårsaker filtrering er bevegelse ut av glomerulus. Dette er kjent som glomerulus hydrostatisk trykk (PGH ) – 60mmHg. Trykk som motsetter filtrering, dvs. innover, slik at substanser beveger seg tilbake inn i glomerulus. Detter er Bowman’s kapsel trykket (PBC ) – 16mmHg. Og glomerulære coloid osmotiske trykket (PGCO ) som motsetter seg filtrering – 34mmHg. Dette betyr at nettofiltreringsraten (NFP) vil være utadgående trykk minus innadgående trykk (= PGH - PBC - PGCO = 60 – 16 – 34 = 10mmHg i filtreringsretningen). Det betyr at netto filtrering vil være 10mmHg og denne trykkretningen gjør at den favoriserer filtrering
En hund på 20 kg har et minuttvolum i hvile på ca. 2 L/min. Hvor stor del av minuttvolumet (cardiac output) mottar nyrene i gjennomsnitt? Hvor mye blod er dette hos denne hunden? Hvor stort volum plasma er dette hvis hunden har normal hematokrit (45%)? Hvor mye av dette plasmaet filtreres over hvert minutt?
Normalt blir omtrent 20% av blodplasmaet som entrer glomerulus filtrert ved hver passering gjennom kapillærene, filtreringsfraksjonen. Filtrasjonen er så omfattende at mengden plasma som filtreres i løpet av 20 minutter tilsvarer hele plasmavolumet. Filtratet kalles primærurin. Nyrene til en 20 kg hund filtrerer omtrent 65 L væske i løpet av en 24-timers periode. Antatt at hunden drikker et normalt volum av vann, vil 64,5 av disse 65 L reabsorberes fra nyretubiliene og etterlater ca. 0,5 L til å skilles ut som urin. En hund som veier 20 kg må skille ut et minimum på 0,15 L urin hver dag. Selv om nyrene bare utgjør 0,5% av kroppsmassen mottar de omtrent 20% (400 mL/min) av minuttvolumet. Ved normale hematokrit verdier (=ca45%) vil 400 mL blod tilsvare omtreng 220 mL plasma. Av de 220 mL blir ca. 25% (55 mL) filtrert, mens resterende 75% (165 mL) går videre til de peritubulære kapillærene.
Hva menes med glomerulær filtrasjonsrate (GFR)? Hva er snitt GFR for et menneske på 70 kg?
Glomerulær filtrasjonsrate (GFR) = væskevolumet som filtreres over fra glomerulære kapillærer inn i Bowman’s space per minutt. GFR er et produkt av net filtrasjonstrykk over det glomerulære filteret (delta P), området tilgjengelig for filtrering (A) og permeabiliteten til det glomerulære filteret (p): GFR = deltaP*A*p. GFR varierer nesten proporsjonalt med den metabolske kroppsmassen. Hos en person som veier 70 kg, er dette er i gjennomsnitt 125mL/min eller 180L/dag, men husk at <1% av dette faktisk skilles ut av kroppen. GFR= Kf (den glomerulære kapillær filtrasjonskoeffisienten, funnet ved å måle overflateområdet tilgjengelig for filtrering av den glomerulære kapillæren og den permeabilitet) x netto filtreringsrate (10mmHg). Hvis vi endrer netto filtreringsrate, vil dette også endre glomerulær filtrasjonsrate og dermed andel væske som filtreres inn i Bowman’s kapsel, så dette vil endre den gjennomsnittlige glomerulære filtreringsraten. Hvis denne raten øker eller avtar, kan dette fortelle oss om hvordan nyrene fungerer. Er den lav betyr dette at det er et problem med nyrene, og er den høy er det også et problem. GFR er en god indikator på nyrefunksjonen. Man kan endre NFR (net filtration rate) for å endre GFR. NFR = PGH - PBC - PGCO .
Regn ut hvor mye Na+ som filtreres per døgn gjennom glomerulus-membranen hos dette mennesket?
Dette er vanskelig å beregne da vi ikke har fått oppgitt inntak av Na+, og dermed ikke kan finne konsentrasjonen i urinen. Vi har ikke fått oppgitt P(x), konsentrasjon i plasma. Har lett i boka, men finner ikke ut hvordan det skal gjøres, eller om det er noen standardverdier for dette. Men dette ville jeg gjort hvis jeg hadde det. GFR * P (Na+) = Filtered load per minute La oss si at vi antar P(x) = 140 mmol/L. gjør dette om til g/mL: P(x)*Molarmasse av Na+ = 0,140mol/L*58,44g/mol = 8,18g/L = 0,00818 g/mL 125 * Konsentrasjon av Na+ i plasma = Filtered load per minute 125mL/min * 0,00818 g/mL= Filtered load per minute = 1,0225g/min Deretter ville jeg ganget dette med antall minutter: 1472,4 g/min* 1440 minutes = 1 472 g
Molarmasse av natrium er 22,99 g/mol. Ved å bruke det ville dere fått et svar her på ca 579 g, som ville vært korrekt ut fra denne antakelsen om plasmakonsentrasjonen til natirum på 140mmol/L.
Hvor stor prosent av Na+ suges tilbake hvis urinen inneholder 5 g Na+?
Ved å bruke svaret fra oppgave b: Dersom døgnurinen inneholder 5 g Na+ og en har filtrert 579 g Na+ samme døgn vil det si at((1-(5g/579g))%=) 99,14 prosent av Na+ reabsorberes
Hvilket hormon regulerer nyrenes utskillelse av Na+?
Aldosteron er et hormon som øker reabsorpsjon av Na+ og utskillelse av K+ og H+. Arterial nautriuretic peptide (ANP), brain natriuretic peptide (BNP) og urodilatin er nært beslektede peptid hormoner som frigis fra deres produksjonssteder når blodvolumet og arterieblodtrykk er forhøyet. ANP, BNP og urodilatin øker alle urinær ekskresjon av Na+, og derav vann, og hjelper dermed til med å føre blodvolum og arterieblodtrykk tilbake til normale verdier etter en økning. Effekten av disse hormonene, som samlet kalles natriuretiske peptider, er dermed motsatt av aldosteron.
Hvor dannes dette hormonet?
Binyrebarken (adrenal cortex) skiller ut hormonet aldosteron, som påvirker nyrene slik at nyretubiliene øker reabsorpsjon av Na+ (og Cl- reabsorpsjonen følger passivt). ANP skilles ut fra muskelceller i arterieveggene, BNP skilles ut fra ventrikulære myocardial celler og visse hjernenevroner, og urodilatin produseres i de distale tubuliene i nyrene.
Nyrene lager en konsentrasjonsgradient fra nyrebark til nyremarg gjennom sin håndtering av ioner, urea og vann.
I hvilken del av nefronet skapes denne gradienten?
Nyrene lager en konsentrasjonsgradient fra nyrebark til nyremarg gjennom sin håndtering av ioner, urea og vann.
Hvilket osmotisk trykk har vevsvæsken utenfor nefronet på det høyeste hos menneske. Kjenner du dyr som har høyere osmolaritet?
Hos mennesker kan vi lage urin med opptil 4 ganger så høy osmolaritet som plasma, mens hos hunder kan den være 8-9 ganger så høy. Evnen til å spare på vannet kan altså variere veldig mellom ulike dyrearter. Kun pattedyr og fugler har denne evnen til å skille ut hyperosmotisk urin
