Human Kidney Physiology


Nyrerne spiller en enestående rolle i kroppens normale funktion. Ved at fjerne henfaldsprodukter, overskydende vand, salte, skadelige stoffer og nogle stoffer, udfører nyrerne derved en udskillelsesfunktion.

Ud over udskillelse har nyrerne andre lige så vigtige funktioner. Ved at fjerne overskydende vand og salte fra kroppen, hovedsageligt natriumchlorid, opretholder nyrerne derved det osmotiske tryk i kroppens indre miljø. Således er nyrerne involveret i vand-saltmetabolisme og osmoregulering..

Nyrerne sammen med andre mekanismer sikrer, at blodets reaktion (pH) konstantes ved at ændre intensiteten af ​​frigivelsen af ​​sure eller alkaliske salte af fosforsyre, når blodets pH skifter til den sure eller alkaliske side.

Nyrerne er involveret i dannelsen (syntese) af visse stoffer, som de efterfølgende udskiller. Nyrerne udfører også en sekretorisk funktion. De har evnen til at udskille organiske syrer og baser, ioner K + og H +. Denne funktion af nyrerne til at udskille forskellige stoffer spiller en væsentlig rolle i implementeringen af ​​deres udskillelsesfunktion. Og endelig er nyrernes rolle ikke kun blevet fastlagt i mineral, men også i metabolisme af lipider, proteiner og kulhydrater..

Således tager nyrerne, ved at regulere det osmotiske tryk i kroppen, konstanten i blodreaktionen, udfører syntetiske, sekretoriske og udskillelsesfunktioner, aktivt i at opretholde konstansen af ​​sammensætningen af ​​kroppens indre miljø (homeostase).

Nyrernes struktur. For bedre at forstå nyrernes arbejde er det nødvendigt at stifte bekendtskab med deres struktur, da et organs funktionelle aktivitet er tæt knyttet til dets strukturelle træk. Nyrerne er placeret på hver side af lændehvirvelsøjlen. På deres indre side er der en depression, hvor der er kar og nerver omgivet af bindevæv. Nyrerne er dækket af en bindevævskapsel. Dimensionerne på en voksen nyre er ca. 11 10-2 × 5 10 -2 m (11 × 5 cm), gennemsnitsvægten er 0,2-0,25 kg (200-250 g).

På et længdesnit af nyren er to lag synlige: kortikale - mørkerøde og cerebrale - lysere (fig. 39).

Figur: 39. Nyrens struktur. A - generel struktur B - et område med nyrevæv forstørret flere gange; 1 - kapsel af Shumlyansky; 2 - indviklet rør af første orden; 3 - sløjfe af Henle; 4 - indviklet rør af anden orden

Mikroskopisk undersøgelse af strukturen i pattedyrens nyrer viser, at de består af et stort antal komplekse formationer - de såkaldte nefroner. Nephronen er den funktionelle enhed i nyrerne. Antallet af nefroner varierer afhængigt af dyretypen. Hos mennesker når det samlede antal nefroner i nyrerne i gennemsnit 1 million.

Nephronen er en lang tubule, hvis første sektion i form af en dobbeltvægget kop omgiver den arterielle kapillære glomerulus, og den sidste strømmer ind i opsamlingsrøret.

I nefronen skelnes der mellem følgende sektioner: 1) Malpighian-kroppen består af den vaskulære glomerulus af Shumlyansky og Bowmans kapsel, der omgiver den (fig. 40); 2) det proximale segment indbefatter de proximale buede og lige rør; 3) det tynde segment består af tynde stigende og nedadgående knæ på Henles løkke; 4) det distale segment er sammensat af det tykke stigende knæ i Henles løkke, de distale viklede og forbindende rør. Den sidstnævnte udskillelseskanal strømmer ind i opsamlingsrøret.

Figur: 40. Skema for den malpighiske glomerulus. 1 - medbringerskib 2 - udstrømningsbeholder 3 - glomerulære kapillærer; 4 - kapselhulrum; 5 - indviklet rør 6 - kapsel

Forskellige segmenter af nefronen er placeret i bestemte områder af nyren. I det kortikale lag er der vaskulære glomeruli, elementer i de proksimale og distale segmenter af urinrørene. I medullaen er der elementer i et tyndt segment af tubuli, tykke stigende knæ på Henles løkker og opsamlingsrør (fig. 41).

Figur: 41. Skema over nefronens struktur (ifølge Smith). 1 - glomerulus; 2 - proximalt sammenviklet rør; 3 - den nedadgående del af Henles løkke; 4 - den stigende del af Henles løkke; 5 - distalt viklet tubuli; 6 - opsamlingsrør. I cirkler - strukturen af ​​epitelet i forskellige dele af nefronet

Opsamlingsrørene, der smelter sammen, danner de almindelige udskillelseskanaler, der passerer gennem nyrens medulla til papillernes toppe, der stikker ud i hulrummet i nyrebækket. Nyrebækkenet åbnes i urinlederne, som igen dræner ind i blæren.

Blodforsyning til nyrerne. Nyrerne modtager blod fra nyrearterien, som er en af ​​aortaens store grene. Arterien i nyrerne er opdelt i et stort antal små kar - arterioler, der bringer blod til glomerulus (der bringer arterioler a), som derefter opløses i kapillærer (det første netværk af kapillærer). Kapillærerne i den vaskulære glomerulus, der smelter sammen, danner den efferente arteriole, hvis diameter er 2 gange mindre end diameteren af ​​efferenten. Den efferente arteriole deler sig igen i et netværk af kapillærer, der omslutter tubuli (andet netværk af kapillærer).

Nyrerne er således karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​to netværk af kapillærer: 1) kapillærer i vaskulær glomerulus; 2) kapillærer, der omgiver nyretubuli.

Arterielle kapillærer passerer ind i venøse kapillærer, som senere smelter sammen i vener og giver blod til den ringere vena cava.

Blodtrykket i kapillarerne i den vaskulære glomerulus er højere end i alle kroppens kapillærer. Det er lig med 9,332-11,299 kPa (70-90 mm Hg), hvilket er 60-70% af trykket i aorta. I kapillærerne omkring nyretubuli er trykket lavt - 2,67-5,33 kPa (20-40 mm Hg).

Alt blod (5-6 liter) passerer gennem nyrerne på 5 minutter. I løbet af dagen strømmer omkring 1000-1500 liter blod gennem nyrerne. Sådan rigelig blodgennemstrømning giver dig mulighed for fuldstændigt at fjerne alle unødvendige og endda skadelige stoffer til kroppen..

De lymfekar i nyrerne ledsager blodkarrene og danner ved nyrens hilum en plexus, der omgiver nyrearterien og venen.

Innervation af nyrerne. Med hensyn til rigdom af innervering ligger nyrerne på andenpladsen efter binyrerne. Efferent innervation udføres hovedsageligt af sympatiske nerver.

Den parasympatiske innervering af nyrerne er ubetydelig. Der findes et receptormateriale i nyrerne, hvorfra afferente (sensoriske) fibre afviger og kommer hovedsageligt som en del af cøliaki nerver.

Et stort antal receptorer og nervefibre findes i kapslen omkring nyren. Excitation af disse receptorer kan forårsage smerte.

For nylig har undersøgelsen af ​​innerveringen af ​​nyrerne tiltrukket særlig opmærksomhed i forbindelse med problemet med deres transplantation..

Juxtaglomerulært apparat. Det juxtaglomerulære eller periglomerulære apparat (JGA) består af to hovedelementer: myoepitelceller, som hovedsageligt er placeret i form af en manchet omkring den glomerulære arteriole, og celler i den såkaldte tætte makula (macula densa) i den distale krumme tubuli.

YUGA er involveret i reguleringen af ​​vand-salt homeostase og opretholder konstanten af ​​blodtrykket. YUGA-celler udskiller et biologisk aktivt stof - renin. Reninsekretion er omvendt relateret til mængden af ​​blod, der strømmer gennem den bringende arteriole og mængden af ​​natrium i den primære urin. Med et fald i mængden af ​​blod, der strømmer til nyrerne og et fald i mængden af ​​natriumsalte i det, øges frigivelsen af ​​renin og dets aktivitet.

I blodet interagerer renin med et plasmaprotein - hypertensinogen. Under indflydelse af renin bliver dette protein til en aktiv form - hypertensin (angiotonin). Angiotonin har en vasokonstriktoreffekt, på grund af hvilken det er en regulator af den renale og generelle cirkulation. Derudover stimulerer angiotonin udskillelsen af ​​et hormon fra binyrebarken - aldosteron, som er involveret i reguleringen af ​​vand-saltmetabolisme..

I en sund krop produceres kun små mængder hypertensin. Det ødelægges af et specielt enzym (hypertensinase). I nogle nyresygdomme øges reninsekretion, hvilket kan føre til en vedvarende stigning i blodtrykket og forstyrrelse af vand-saltmetabolismen i kroppen.

Vandladningsmekanismer

Urin dannes af blodplasma, der strømmer gennem nyrerne, og er et komplekst produkt af nefronaktivitet.

I øjeblikket betragtes vandladning som en kompleks proces, der består af to trin: filtrering (ultrafiltrering) og reabsorption (reabsorption).

Glomerulær ultrafiltrering. I kapillærerne i malpighian glomeruli filtreres vand fra blodplasmaet med alle uorganiske og organiske stoffer med lav molekylvægt opløst i det. Denne væske kommer ind i den glomerulære kapsel (Bowmans kapsel) og derfra ind i nyretubuli. I kemisk sammensætning svarer det til blodplasma, men indeholder næsten ingen proteiner. Det resulterende glomerulære filtrat kaldes primær urin.

I 1924 opnåede den amerikanske videnskabsmand Richards direkte bevis for glomerulær filtrering i dyreforsøg. Han brugte mikrofysiologiske forskningsmetoder i sit arbejde. I frøer, marsvin og rotter eksponerede Richard nyrerne og gulvet med et mikroskop i en af ​​Bowmans kapsler og introducerede den fineste mikropipette, hvormed han opsamlede det resulterende filtrat. Analyse af sammensætningen af ​​denne væske viste, at indholdet af uorganiske og organiske stoffer (med undtagelse af protein) i blodplasma og primær urin er nøjagtigt det samme..

Filtreringsprocessen letter ved højt blodtryk (hydrostatisk) i glomeruli-kapillærerne - 9,33-12,0 kPa (70-90 mm Hg).

Det højere hydrostatiske tryk i kapillærerne i glomeruli sammenlignet med trykket i kapillærerne i andre områder af kroppen skyldes, at nyrearterien afviger fra aorta, og den bringer arteriole af glomerulus er bredere end den udgående. Imidlertid filtreres plasmaet i kapillærerne af glomeruli ikke under alt dette tryk. Blodproteiner tilbageholder vand og forhindrer således urin i at filtreres. Trykket skabt af plasmaproteiner (onkotisk tryk) er 3,33-4,00 kPa (25-30 mm Hg). Derudover falder filtreringskraften også med værdien af ​​væsketrykket i hulrummet i Bowmans kapsel, som er 1,33-2,00 kPa (10-15 mm Hg).

Således er trykket, under påvirkning af hvilket filtreringen af ​​primær urin udføres, lig med forskellen mellem blodtrykket i kapillærerne på glomeruli på den ene side og summen af ​​trykket af blodplasma-proteiner og trykket af væsken i hulrummet i Bowmans kapsel på den anden. Derfor er størrelsen af ​​filtreringstrykket 9,33- (3,33 + 2,00) = 4,0 kPa [70- (25 + 15) = 30 mm Hg. Kunst.]. Urinfiltrering stopper, når blodtrykket er under 4,0 kPa (30 mmHg) (kritisk værdi).

En ændring i lumen fra indstrømnings- og udstrømningsbeholderne forårsager enten en forøgelse i filtrering (indsnævring af udstrømningsbeholderen) eller dens fald (indsnævring af den indstrømmende beholder). Mængden af ​​filtrering påvirkes også af ændringen i permeabiliteten af ​​membranen, gennem hvilken filtreringen finder sted. Membranen inkluderer endotel af glomerulære kapillærer, hovedmembran (basal) og celler i det indre lag af Bowmans kapsel.

Tubular reabsorption. Reabsorption (reabsorption) af vand, glukose / del af salte og en lille mængde urinstof fra den primære urin i blodet forekommer i nyretubuli. Som et resultat af denne proces dannes den endelige eller sekundære urin, som i dens sammensætning adskiller sig skarpt fra den primære. Den indeholder ingen glukose, aminosyrer, nogle salte, og koncentrationen af ​​urinstof øges kraftigt (tabel 11).

Tabel 11. Indholdet af nogle stoffer i blodplasma og urin

I løbet af dagen dannes 150-180 liter primær urin i nyrerne. På grund af den omvendte absorption i tubuli med vand og mange stoffer, der er opløst i det, udskilles kun 1-1,5 liter endelig urin af nyrerne om dagen.

Genopsugning kan være aktiv eller passiv. Aktiv reabsorption udføres på grund af aktiviteten af ​​epitel i nyretubuli med deltagelse af specielle enzymsystemer med energiforbrug. Glucose, aminosyrer, fosfater, natriumsalte absorberes aktivt. Disse stoffer absorberes fuldstændigt i tubuli og er fraværende i den endelige urin. På grund af aktiv reabsorption er reabsorption af stoffer fra urinen i blodet også mulig, selvom deres koncentration i blodet er lig med eller højere end koncentrationen i rørvæsken..

Passiv reabsorption finder sted uden energiforbrug på grund af diffusion og osmose. En stor rolle i denne proces hører til forskellen i onkotisk og hydrostatisk tryk i kapillærerne på tubuli. På grund af passiv reabsorption absorberes vand, chlorider, urinstof. De fjernede stoffer passerer kun gennem tubuliens væg, når deres koncentration i lumen når en bestemt tærskelværdi. Stoffer, der skal udskilles fra kroppen, gennemgår passiv reabsorption. De findes altid i urinen. Det vigtigste stof i denne gruppe er slutproduktet af nitrogenmetabolisme - urinstof, som genabsorberes i en lille mængde..

Genoptagelse af stoffer fra urin i blod i forskellige dele af nefronet er ikke det samme. Så i den proximale del af tubuli absorberes glukose, delvist natrium- og kaliumioner, i den distale del - natriumchlorid, kalium og andre stoffer. Gennem hele tubuli absorberes vand, og i sin distale del er det 2 gange mere end i det proximale. Et specielt sted i mekanismen for reabsorption af vand og natriumioner optages af Henle-sløjfen på grund af det såkaldte roterende modstrømssystem. Lad os overveje dens essens. Henle-løkken har to knæ: faldende og stigende. Epitelet i den nedadgående sektion tillader vand at passere igennem, og epitel i det stigende knæ er uigennemtrængeligt for vand, men er i stand til aktivt at absorbere natriumioner og overføre dem til vævsvæsken og gennem det tilbage i blodet (fig. 42).

Figur: 42. Arbejdsplan for det roterende modstrømssystem (ifølge Best og Taylor). Den skyggefulde baggrund viser værdien af ​​koncentrationen af ​​urin og vævsvæske. Hvide pile - frigivelse af vand, sorte pile - natriumioner; 1 - indviklet rør, der passerer ind i den nærmeste del af sløjfen; 2 - indviklet tubuli, der kommer ud af den distale del af sløjfen; 3 - opsamlingsrør

Passerer gennem den nedadgående del af Henles løkke, giver urin vand, tykner, bliver mere koncentreret. Tilbagelevering af vand sker passivt på grund af det faktum, at samtidig aktiv reabsorption af natriumioner udføres i den stigende sektion. Indtrængning i vævsvæsken øger natriumioner det osmotiske tryk i det og letter dermed tiltrækningen af ​​vand fra det nedadgående knæ ind i vævsvæsken. Til gengæld letter en stigning i urinkoncentrationen i Henle-sløjfen på grund af den omvendte absorption af vand overgangen af ​​natriumioner fra urin til vævsvæske. Således absorberes store mængder vand og natriumioner i Henles sløjfe..

I de distale sammenviklede tubuli udføres yderligere absorption af natrium, kalium, vand og andre stoffer. I modsætning til de proksimale sammenviklede tubuli og Henle-sløjfen, hvor reabsorption af natrium- og kaliumioner ikke afhænger af deres koncentration (obligatorisk reabsorption), er mængden af ​​reabsorption af disse ioner i de distale tubuli variabel og afhænger af deres niveau i blodet (valgfri reabsorption). Derfor regulerer og opretholder de distale sektioner af de krumme tubuli en konstant koncentration af natrium- og kaliumioner i kroppen..

Ud over reabsorption udføres sekretionsprocessen i tubuli. Med deltagelse af specielle enzymsystemer er der en aktiv transport af bestemte stoffer fra blodet ind i rørets lumen. Af produkterne fra proteinmetabolisme udskilles kreatinin, para-amino hippursyre aktivt. I fuld kraft manifesterer denne proces sig, når stoffer, der er fremmed for det, introduceres i kroppen.

Således fungerer aktive transportsystemer i nyretubuli, især i deres proximale segmenter. Afhængigt af kroppens tilstand kan disse systemer ændre retningen for aktiv overførsel af stoffer, det vil sige de giver enten deres sekretion (udskillelse) eller reabsorption.

Ud over filtrering, reabsorption og sekretion er nyre-rørformede celler i stand til at syntetisere nogle stoffer fra forskellige organiske og uorganiske produkter. Så i cellerne i nyretubuli syntetiseres hippursyre (fra benzoesyre og glycol), ammoniak (ved deaminering af nogle aminosyrer). Den syntetiske aktivitet af tubuli udføres også med deltagelse af enzymsystemer.

Samler rørfunktion. Yderligere absorption af vand finder sted i opsamlingsrørene. Dette lettes af det faktum, at opsamlingsrørene passerer gennem nyrens medulla, hvor vævsvæsken har et højt osmotisk tryk og derfor tiltrækker vand til sig selv..

Således er urindannelse en kompleks proces, hvor processerne med aktiv sekretion og syntese sammen med fænomenerne filtrering og reabsorption spiller en vigtig rolle. Hvis filtreringsprocessen hovedsageligt fortsætter på grund af blodtryksenergien, dvs. i sidste ende på grund af det kardiovaskulære systems funktion, er processerne med reabsorption, sekretion og syntese resultatet af den kraftige aktivitet af rørceller og kræver energiforbrug. Dette er forbundet med et stort behov for ilt i nyrerne. De bruger 6-7 gange mere ilt end muskler (pr. Masseenhed).

Regulering af nyreaktivitet

Regulering af nyreaktivitet udføres af neurohumorale mekanismer.

Nervøs regulering. Det er nu blevet fastslået, at det autonome nervesystem regulerer ikke kun processer med glomerulær filtrering (på grund af ændringer i blodkarens lumen), men også tubulær reabsorption.

De sympatiske nerver, der innerverer nyrerne, er hovedsageligt vasokonstriktor. Når de er irriterede, falder udskillelsen af ​​vand ned, og udskillelsen af ​​natrium i urinen øges. Dette skyldes det faktum, at mængden af ​​blod, der strømmer til nyrerne, falder, trykket i glomeruli falder, og følgelig også filtreringen af ​​primær urin falder. Skæring af splanchnicnerven fører til øget urinproduktion af den denerverede nyre.

Parasympatiske (vagus) nerver virker på nyrerne på to måder: 1) indirekte, ved at ændre aktiviteten i hjertet, forårsager de et fald i styrke og hjertefrekvens, hvilket resulterer i, at blodtryksværdien falder, og diureseens intensitet ændres; 2) regulering af hulrummet i nyrerne.

Med smertefulde irritationer falder diurese refleksivt, indtil den stopper helt (smertefuld anuri). Dette skyldes det faktum, at der er en indsnævring af nyrekarrene på grund af excitation af det sympatiske nervesystem og en stigning i sekretionen af ​​hypofysehormonet - vasopressin.

Nervesystemet har en trofisk effekt på nyrerne. Ensidig denervering af nyren ledsages ikke af væsentlige vanskeligheder i dens arbejde. Bilateral transektion af nerverne medfører forstyrrelse af metaboliske processer i nyrerne og et kraftigt fald i deres funktionelle aktivitet. En denerveret nyre kan ikke hurtigt og subtilt omstrukturere sin aktivitet og tilpasse sig ændringer i niveauet for vand-saltbelastning. Efter indførelsen af ​​1 liter vand i dyrets mave forekommer stigningen i urinproduktionen i den denerverede nyre senere end hos den sunde.

I K.M. Bykovs laboratorium blev der ved udviklingen af ​​konditionerede reflekser vist en udtalt indflydelse fra de højere dele af centralnervesystemet på nyrearbejdet. Det er blevet fastslået, at hjernebarken forårsager ændringer i nyrernes funktion enten direkte gennem de autonome nerver eller gennem hypofysen, hvilket ændrer frigivelsen af ​​vasopressin i blodbanen.

Humoral regulering udføres hovedsageligt af hormoner - vasopressin (antidiuretisk hormon) og aldosteron.

Hormonet i hypofysens bageste lap, vasopressin, øger permeabiliteten af ​​væggen i de distale krumme rør og opsamlingskanaler til vand og fremmer derved dets reabsorption, hvilket fører til et fald i vandladning og en stigning i osmotisk urinkoncentration. Med et overskud af vasopressin kan fuldstændig ophør med vandladning (anuri) forekomme. Mangel på dette hormon i blodet fører til udviklingen af ​​en alvorlig sygdom - diabetes insipidus. Med denne sygdom udskilles en stor mængde lysfarvet urin med en lav relativ tæthed, hvor der ikke er sukker.

Aldosteron (et hormon i binyrebarken) fremmer reabsorption af natriumioner og udskillelse af kaliumioner i de distale tubuli og hæmmer reabsorption af calcium og magnesium i deres proximale sektioner.

Mængden, sammensætningen og egenskaberne af urin

En person frigiver i gennemsnit ca. 1,5 liter urin om dagen, men denne mængde er ikke konstant. Så for eksempel øges diurese efter at have drukket masser af væsker og indtaget protein, hvis nedbrydningsprodukter stimulerer urindannelse. Tværtimod falder vandladning med forbruget af en lille mængde vand, protein med øget svedtendens, når en betydelig mængde væske udskilles med sved.

Intensiteten af ​​vandladning svinger i løbet af dagen. Der produceres mere urin om dagen end om natten. Et fald i urinproduktionen om natten er forbundet med et fald i kroppens aktivitet under søvn med et let blodtryksfald. Naturin er mørkere og mere koncentreret.

Fysisk aktivitet har en udtalt virkning på dannelsen af ​​urin. Ved langvarigt arbejde er der et fald i urinudskillelsen fra kroppen. Dette skyldes, at der med øget fysisk aktivitet strømmer mere blod til de arbejdende muskler, hvilket resulterer i, at blodtilførslen til nyrerne falder, og urinfiltreringen falder. Samtidig ledsages fysisk aktivitet normalt af øget svedtendens, hvilket også bidrager til et fald i urinproduktionen.

Urinfarve. Urin er en klar, lysegul væske. Når man står, udfældes et sediment i urinen, som består af salte og slim.

Urinreaktion. Reaktionen af ​​en sund persons urin er hovedsageligt let sur, dens pH varierer fra 4,5 til 8,0. Urinresponset kan variere afhængigt af kosten. Når man spiser blandet mad (animalsk og vegetabilsk), har human urin en let sur reaktion. Når man overvejende spiser kødfoder og andre fødevarer, der er rige på proteiner, bliver urinreaktionen sur; plantefoder bidrager til overgangen af ​​urinreaktionen til neutral eller endda alkalisk.

Den relative tæthed af urin. Densiteten af ​​urin er i gennemsnit 1.015-1.020 og afhænger af mængden af ​​væske, der tages.

Urinsammensætning. Nyrerne er det vigtigste organ til udskillelse af kvælstofholdige proteinnedbrydningsprodukter fra kroppen - urinstof, urinsyre, ammoniak, purinbaser, kreatinin, indican.

Urea er det vigtigste proteinopdelingsprodukt. Op til 90% af al kvælstof i urinen er urinstof. I normal urin er protein fraværende, eller kun spor af det bestemmes (højst 0,03% o). Udseendet af protein i urinen (proteinuria) indikerer normalt nyresygdom. I nogle tilfælde, nemlig under anstrengende muskelarbejde (langdistanceløb), kan der dog forekomme protein i en sund persons urin på grund af en midlertidig stigning i permeabiliteten af ​​membranen i den vaskulære glomerulus i nyrerne..

Blandt organiske forbindelser med ikke-proteinoprindelse i urinen er der: salte af oxalsyre, der kommer ind i kroppen med mad, især vegetabilsk; mælkesyre frigivet efter muskelaktivitet; ketonlegemer dannet, når kroppen omdanner fedt til sukker.

Glukose vises kun i urinen, når dets indhold i blodet øges kraftigt (hyperglykæmi). Udskillelsen af ​​sukker i urinen kaldes glucosuria..

Udseendet af røde blodlegemer i urinen (hæmaturi) observeres i sygdomme i nyrerne og urinorganerne.

Urinen hos en sund person og dyr indeholder pigmenter (urobilin, urochrome), som dens gule farve afhænger af. Disse pigmenter er dannet af bilirubin af galde i tarmene, nyrerne og udskilles af dem.

En stor mængde uorganiske salte udskilles i urinen - ca. 15-10-3-25 · 10-3 kg (15-25 g) pr. Dag. Natriumchlorid, kaliumchlorid, sulfater og fosfater udskilles fra kroppen. Den sure reaktion af urin afhænger også af dem (tabel 12).

Tabel 12. Mængden af ​​stoffer, der udgør urinen (udskilles i løbet af 24 timer)

Udskillelse af urin. Den endelige urin strømmer fra tubuli ind i bækkenet og fra den ind i urinlederen. Urinens bevægelse gennem urinlederne ind i blæren udføres under påvirkning af tyngdekraften såvel som på grund af urinledernes peristaltiske bevægelser. Urinlederne, der skråt ind i blæren, danner en slags ventil ved sin base, som forhindrer tilbagevenden af ​​urin fra blæren.

Urin akkumuleres i blæren og udskilles periodisk fra kroppen gennem vandladning.

I blæren er der såkaldte lukkemuslinger eller pulser (ringformede muskelbundter). De lukker tæt udgangen fra blæren. Den første af lukkemusklerne - blærens lukkemuskel - er placeret ved dens udgang. Den anden lukkemuskel - urinrørets lukkemuskel - er placeret lidt under den første og lukker urinrøret.

Blæren er innerveret af parasympatiske (bækken) og sympatiske nervefibre. Excitation af sympatiske nervefibre fører til øget urinleders peristaltik, afslapning af blæreens muskulære væg (detrusor) og en forøgelse af tonen i dens lukkemuskel. Således fremmer stimulering af de sympatiske nerver ophobning af urin i blæren. Når parasympatiske fibre er ophidsede, blærevæggen trækker sig sammen, lukkemusklerne slapper af, og urinen udvises fra blæren..

Urin strømmer kontinuerligt ind i blæren, hvilket fører til en stigning i trykket i den. En stigning i trykket i blæren op til 1.177-1.471 Pa (12-15 cm vandsøjle) medfører behovet for at tisse. Efter vandladningen falder trykket i blæren til næsten 0.

Vandladning er en kompleks reflekshandling, der involverer samtidig sammentrækning af blærevæggen og afslapning af dens sphincters. Som et resultat udvises urin fra blæren..

En stigning i trykket i blæren fører til fremkomsten af ​​nerveimpulser i dette organs organmekanismer. Afferente impulser kommer ind i rygmarven til vandladningscentret (II-IV-segmenter i det sakrale område). Fra midten langs de efferente parasympatiske (bækken) nerver går impulser til detrusoren og blærens lukkemuskel. Der er en refleks sammentrækning af sin muskelvæg og afslapning af lukkemusklen. Samtidig transmitteres spænding fra vandladningscentret til hjernebarken, hvor der er en fornemmelse af trang til at tisse. Impulser fra hjernebarken gennem rygmarven går til urinrørets lukkemuskel. Handlingen med vandladning begynder. Kortikal kontrol manifesteres i forsinkelse, stigning eller endda frivillig induktion af vandladning. Hos små børn mangler kortikal kontrol af urinretention. Det produceres gradvist med alderen..

Human Kidney Physiology

Organerne, der udfører udskillelsesfunktioner, kaldes udskillelse eller udskillelse. Disse inkluderer nyrer, lunger, hud, lever og mave-tarmkanalen. Hovedformålet med udskillelsesorganerne er at opretholde konstanten i kroppens indre miljø. Udskillelsesorganerne er funktionelt forbundet. Et skift i den funktionelle tilstand af et af disse organer ændrer aktiviteten for det andet. For eksempel, med overdreven udskillelse af væske gennem huden ved høje temperaturer, falder volumen af ​​diurese. Overtrædelse af udskillelsesprocesserne fører uundgåeligt til udseendet af patologiske skift i homeostase op til organismenes død.

Lungerne og de øvre luftveje fjerner kuldioxid og vand fra kroppen. Derudover frigives de fleste aromatiske stoffer gennem lungerne, såsom ether- og chloroformdampe under anæstesi, fuselolier under alkoholforgiftning. Hvis nyres udskillelsesfunktion er nedsat, begynder urea at frigives gennem slimhinden i de øvre luftveje, som nedbrydes, og bestemme den tilsvarende lugt af ammoniak fra munden. Slimhinden i de øvre luftveje er i stand til at frigive jod fra blodet.

Leveren og mave-tarmkanalen med galde fjerner fra kroppen et antal slutprodukter af metabolismen af ​​hæmoglobin og andre porfyriner i form af galdepigmenter, slutprodukter af kolesterolmetabolisme i form af galdesyrer. Som en del af galde udskilles medicin (antibiotika), bromsulfalein, phenolrot, mannitol, inulin osv. Fra kroppen. Mave-tarmkanalen udskiller nedbrydningsprodukter af fødevarestoffer, vand, stoffer modtaget med fordøjelsessaft og galde, salte af tungmetaller, nogle lægemidler stoffer og giftige stoffer (morfin, kinin, salicylater, kviksølv, jod) samt farvestoffer, der anvendes til diagnosticering af mavesygdomme (methylenblåt eller kongorot).

Huden udfører en udskillelsesfunktion på grund af svedens aktivitet og i mindre grad talgkirtlerne. Svedkirtler fjerner vand, urinstof, urinsyre, kreatinin, mælkesyre, alkalimetalsalte, især natrium, organisk stof, flygtige fedtsyrer, sporstoffer, pepsinogen, amylase og alkalisk phosphatase. Svedkirtlenes rolle i fjernelse af produkter fra proteinmetabolisme øges i nyresygdom, især ved akut nyresvigt. Med sekretionen af ​​talgkirtlerne, frie fedtstoffer og uforsæbelige syrer frigøres metaboliske produkter af kønshormoner fra kroppen.

Funktioner, struktur, blodforsyning til nyrerne

Nyrerne er det vigtigste udskillelsesorgan. De har mange funktioner i kroppen. Nogle af dem er direkte eller indirekte relateret til isolationsprocesserne, mens andre ikke har en sådan forbindelse..

Udskillelsesfunktion eller udskillelsesfunktion. Nyrerne fjerner overskydende vand fra kroppen, uorganiske og organiske stoffer, kvælstofmetabolismeprodukter og fremmede stoffer: urinstof, urinsyre, kreatinin, ammoniak, stoffer.

Regulering af vandbalance og følgelig volumenet af blod, ekstra- og intracellulær væske (volumenregulering) ved at ændre volumenet af vand udskilt med urin.

Regulering af bestandigheden af ​​det osmotiske tryk af væsker i det indre miljø ved at ændre mængden af ​​udskilt osmotisk aktive stoffer: salte, urinstof, glukose (osmoregulering).

Regulering af den ioniske sammensætning af væsker i det indre miljø og den ioniske balance i kroppen ved selektivt at ændre udskillelsen af ​​ioner i urinen (ionregulering).

Regulering af syrebasetilstanden ved udskillelse af hydrogenioner, ikke-flygtige syrer og baser.

Dannelse og frigivelse i blodbanen af ​​fysiologisk aktive stoffer: renin, erythropoietin, den aktive form af D-vitamin, prostaglandiner, bradykininer, urokinase (endokrin funktion).

Regulering af blodtryk ved intern sekretion af renin, depressive stoffer, udskillelse af natrium og vand, ændringer i volumen af ​​cirkulerende blod.

Regulering af erythropoiesis ved intern sekretion af den humorale regulator af erythron - erythropoietin.

Regulering af hæmostase ved dannelse af humorale regulatorer af blodkoagulation og fibrinolyse - urokinase, thromboplastin, thromboxan samt deltagelse i metabolismen af ​​det fysiologiske antikoagulerende heparin.

Deltagelse i metabolismen af ​​proteiner, lipider og kulhydrater (metabolisk funktion).

Beskyttelsesfunktion: fjernelse af fremmede, ofte giftige stoffer fra kroppens indre miljø.

Det skal huskes, at udskillelsen af ​​lægemidler gennem nyrerne undertiden under forskellige patologiske tilstande undertiden er væsentligt nedsat, hvilket kan føre til betydelige ændringer i tolerancen for farmakologiske lægemidler, der forårsager alvorlige bivirkninger op til forgiftning..

Nephron struktur

Den vigtigste strukturelle og funktionelle enhed i nyrerne er nefronen, hvori der dannes urin. En moden human nyre indeholder ca. 1 - 1,3 ml nefroner.

Nephronen består af flere sektioner forbundet i serie

Nephronen begynder med en nyre (Malpighian) lille krop, som indeholder en glomerulus af blodkapillærer. Udenfor er glomeruli dækket af en to-lags kapsel af Shumlyansky - Bowman.

Den indre overflade af kapslen er foret med epitelceller. Den ydre eller parietale folder af kapslen består af en kældermembran dækket med kubiske epitelceller, der passerer ind i tubulernes epitel. Mellem de to ark i kapslen, der er placeret i form af en kop, er der et hul eller hulrum i kapslen, der passerer ind i lumen i den proksimale tubuli.

Den proksimale del af tubuli begynder med en indviklet del, der passerer ind i den lige del af tubuli. Cellerne i den proksimale region har en børste kant af mikrovilli vendt mod tubuli lumen.

Dette efterfølges af en tynd nedadgående del af Henles løkke, hvis væg er dækket af pladeepitelceller. Den nedadgående del af løkken falder ned i nyrens medulla, drejer 180 ° og passerer ind i den stigende del af nefronløkken.

Den distale tubuli består af den stigende del af Henles løkke og kan være tynd og inkluderer altid en tyk stigende del. Dette afsnit stiger til niveauet af glomerulus af sin egen nefron, hvor det distale krumme rør begynder.

Denne sektion af tubuli er placeret i nyrebarken og kommer nødvendigvis i kontakt med polen af ​​glomerulus mellem de indstrømmende og udstrømmende arterioler i området med det tætte sted.

De distale sammenviklede rør gennem en kort forbindelsesdel strømmer ind i nyrebarken ind i opsamlingskanalerne. Opsamlingskanalerne stiger ned fra cortex i nyren dybt ned i medullaen, smelter sammen med udskillelseskanalerne og åbner i hulrummet i nyrebækkenet. Nyrebækkenet åbner sig i urinlederne, som løber ud i blæren.

I henhold til særegenhederne ved lokalisering af glomeruli i nyrebarken, strukturen af ​​tubuli og de særlige forhold ved blodforsyningen er der 3 typer nefroner: overfladisk (overfladisk), intrakortikal og juxtamedullær..

Blodforsyning til nyrerne

Et særpræg ved blodtilførslen til nyrerne er, at blodet ikke kun bruges til trofisme i organet, men også til dannelse af urin. Nyrerne modtager blod fra de korte nyrearterier, der strækker sig fra abdominal aorta. I nyrerne er arterien opdelt i et stort antal små kar, arterioler, som bringer blod til glomerulus. Den efferente (afferente) arteriole kommer ind i glomerulus og nedbrydes i kapillærer, som sammenfletning danner efferent (efferent) arteriole. Diameteren på den afferente arteriole er næsten 2 gange større end den efferente arterioles diameter, hvilket skaber betingelser for at opretholde det krævede blodtryk (70 mm Hg) i glomerulus. Den afferente arterioles muskelmasse udtrykkes bedre end den efferente. Dette gør det muligt at regulere lumen i den bringende arteriole. Den efferente arteriole deler sig igen i et netværk af kapillærer omkring de proksimale og distale tubuli. De arterielle kapillærer passerer ind i de venøse kapillærer, som sammenfældes i venerne og giver blod til den ringere vena cava. De glomerulære kapillærer udfører kun funktionen af ​​vandladning. Et træk ved blodtilførslen til juxtamedullær nefron er, at den efferente arteriole ikke nedbrydes i det peri-tubulære kapillære netværk, men danner lige kar, der sammen med Henle-sløjfen ned i nyrens medulla og deltager i den osmotiske koncentration af urin.

Cirka 1/4 af blodets volumen, der udstødes af hjertet i aorta, passerer gennem nyrens kar på 1 min. Renal blodgennemstrømning er traditionelt opdelt i kortikal og cerebral. Den maksimale blodgennemstrømningshastighed falder på det kortikale stof (området, der indeholder glomeruli og proksimale tubuli) og er 4-5 ml / min pr. 1 g væv, hvilket er det højeste niveau af organblodgennemstrømning. På grund af de særlige forhold ved blodforsyningen til nyrerne er blodtrykket i kapillærerne i den vaskulære glomerulus højere end i kapillærerne i andre områder af kroppen, hvilket er nødvendigt for at opretholde et normalt niveau af glomerulær filtrering. Processen med vandladning kræver oprettelse af konstante betingelser for blodgennemstrømning. Dette tilvejebringes af mekanismerne til autoregulering. Med et stigning i trykket i den bringende arteriole sammentrækkes dens glatte muskler, mængden af ​​blod, der kommer ind i kapillærerne, falder, og trykket i dem falder. Når det systemiske tryk falder, udvides de arterioler, der bringer tværtimod. De glomerulære kapillærer er også følsomme over for angiotensin II, prostaglandiner, bradykininer, vasopressin. På grund af disse mekanismer forbliver blodgennemstrømningen i nyrerne konstant, når det systemiske arterielle tryk ændres inden for området 100-150 mm Hg. Kunst. I en række stressende situationer (blodtab, følelsesmæssig stress osv.) Kan blodgennemstrømningen dog falde..

Juxtaglomerulært apparat

Det juxtaglomerulære (JUGA) eller periglomerulære apparat er en samling celler, der syntetiserer renin og andre biologisk aktive stoffer. Morfologisk danner den som en trekant, hvis to sider er de afferente og udgående efferente arterioler, der nærmer sig glomerulus, og basen - et specialiseret afsnit af væggen af ​​den krumme del af det distale rør - et tæt sted (macula densa). Strukturen af ​​JGA inkluderer granulære celler (juxtaglomerular) placeret på den indre overflade af den afferente arteriole, tætte pletceller og specielle celler (juxtavaskulære) placeret mellem de efferente efferente arterioler og det tætte sted.

Vandladningsmekanismer

Vandladning udføres gennem tre sekventielle processer:

1) glomerulær filtrering (ultrafiltrering) af vand og komponenter med lav molekylvægt fra blodplasma ind i kapslen i den renale glomerulus med dannelsen af ​​primær urin;

2) tubular reabsorption - processen med reabsorption af filtrerede stoffer og vand fra primær urin til blodet;

3) tubulær sekretion - processen med overførsel af ioner og organiske stoffer fra blodet til tubulens lumen.

Glomerulær filtrering

Filtrering af vand og komponenter med lav molekylvægt fra blodplasma ind i kapselhulrummet sker gennem et glomerulært eller glomerulært filter. Det glomerulære filter har 3 lag: kapillære endotelceller, kældermembran og epitel i det viscerale lag i kapslen eller podocytter. Endotelet i kapillærerne har porer med en diameter på 50-100 nm, hvilket begrænser passagen af ​​blodlegemer (erythrocytter, leukocytter, blodplader). Hovedbarrieren for filtrering er kældermembranen.

Porerne i basalmembranen er 3 - 7,5 nm. Disse porer indeholder negativt lovlige molekyler (anioniske loci) indefra, hvilket forhindrer anmodningen om negativt ladede partikler, herunder proteiner. Det tredje lag af filteret dannes ved processer af podocytter, mellem hvilke der er spaltemembraner, som begrænser passagen af ​​albumin og andre molekyler med en stor molekylmasse. Denne del af filteret bærer også en negativ ladning. Stoffer med en molekylvægt på mere end 5500 kan let filtreres, den absolutte grænse for at føre partikler gennem et filter er normalt en molekylvægt på 80.000.

Således bestemmes sammensætningen af ​​den primære urin af egenskaberne af det glomerulære filter. Normalt filtreres alle lavmolekylære stoffer sammen med vand med undtagelse af de fleste proteiner og blodlegemer. Resten af ​​ultrafiltratets sammensætning er tæt på blodplasma.

Med nefropatier, nefritis mister porerne deres negative ladning, hvilket fører til passage af mange proteiner gennem dem. Stoffer som heparin fremmer genoprettelsen af ​​anioniske loci, mens antibiotika tværtimod reducerer deres tilstedeværelse..

Den vigtigste faktor, der bidrager til filtreringsprocessen, er blodtrykket (hydrostatisk) i kapillærerne i glomeruli. De kræfter, der forhindrer filtrering, inkluderer det onkotiske tryk af blodplasma-proteiner og trykket af væsken i hulrummet i den glomerulære kapsel, dvs. primær urin. Derfor er det effektive filtreringstryk forskellen mellem det hydrostatiske tryk i blodet i kapillærerne og summen af ​​det onkotiske tryk i blodplasmaet og det intrarenale tryk:

Rfilter. = Rhydr. - (Ronk. + Rmochi).

Således er filtreringstrykket:

70 - (30 + 20) = 20 mm Hg.

Den kvantitative egenskab ved filtreringsprocessen er den glomerulære filtreringshastighed, som bestemmes ved at sammenligne koncentrationen af ​​et bestemt stof i blodplasma og urin. Til dette anvendes stoffer, der er fysiologisk inaktive, ikke-toksiske, ikke binder til proteiner i blodplasmaet, genabsorberes ikke i nyretubuli og udskilles kun i urinen ved filtrering.

Dette stof er polymeren af ​​fruktoseinulin. Inulin dannes ikke i det menneskelige legeme, derfor administreres det intravenøst ​​for at måle den glomerulære filtreringshastighed. Den glomerulære filtreringshastighed målt med inulin kaldes også inulin clearance faktor eller inulin clearance:

Cin = Min H V / Pin,

hvor Sin er inulin-clearance, Min er koncentrationen af ​​inulin i den endelige urin, Pin er koncentrationen af ​​inulin i plasmaet, V er urinvolumenet i 1 min..

Clearance viser, hvor meget plasmavolumen (i ml) der blev ryddet fuldstændigt af et givet stof på 1 min..

Ved at sammenligne clearance af andre stoffer med clearance af inulin er det muligt at bestemme de processer, der er involveret i udskillelsen af ​​disse stoffer i urinen. Hvis clearance af et stof er lig med clearance af inulin, filtreres dette stof kun. Hvis clearance af et stof er større end clearance af inulin, frigives dette stof ikke kun ved filtrering, men også ved sekretion. Hvis clearance af et stof er mindre end clearance af inulin, absorberes stoffet igen efter filtrering..

I klinikken bruges den endogene metabolit kreatinin normalt til at bestemme den glomerulære filtreringshastighed, hvis koncentration i blodet er ret stabil. Kreatinin fjernes hovedsageligt fra blodet ved glomerulær filtrering, men det udskilles i meget små mængder, så dets clearance er en mindre nøjagtig indikator end inulin-clearance. Det bruges dog i vid udstrækning i klinikken, da det ikke kræver intravenøs administration for at måle det..

Normalt er den glomerulære filtreringshastighed hos mænd 125 ml / min og hos kvinder - 110 ml / min..

Tubular reabsorption

Primær urin omdannes til endelig urin på grund af de processer, der forekommer i nyretubuli og opsamlende tønder. I en persons nyre dannes 150 - 180 liter film eller primær urin om dagen, og der frigøres 1,0-1,5 liter urin. Resten af ​​væsken absorberes i tubuli og opsamlingskanaler.

Tubular reabsorption er processen med reabsorption af vand og stoffer fra urinen indeholdt i tubulens lumen ind i lymfe og blod. Hovedpunktet for reabsorption er at holde alle vitale stoffer i kroppen i de krævede mængder. Reabsorption finder sted i alle dele af nefronen. De fleste af molekylerne genabsorberes i den proximale nefron. Aminosyrer, glukose, vitaminer, proteiner, sporstoffer, en betydelig mængde Na +, C1-, HCO3-ioner og mange andre stoffer absorberes næsten fuldstændigt her.

Elektrolytter og vand absorberes i Henle-sløjfen, det distale rør og opsamlingskanalerne. Reabsorption i det proksimale rør blev tidligere anset for at være obligatorisk og ureguleret. Det har nu vist sig at være reguleret af både neurale og humorale faktorer..

Reabsorption af forskellige stoffer i tubuli kan være passiv og aktiv. Passiv transport finder sted uden energiforbrug ved elektrokemiske, koncentrations- eller osmotiske gradienter. Ved hjælp af passiv transport absorberes vand, klor, urinstof.

Aktiv transport er transport af stoffer mod elektrokemiske og koncentrationsgradienter. Desuden skelnes der mellem primæraktiv og sekundæraktiv transport. Primær aktiv transport sker med udgifterne til cellenergi. Et eksempel er overførslen af ​​Na + -ioner med enzymet Na +, K + - ATPase ved hjælp af energien fra ATP. Med sekundæraktiv transport udføres overførsel af stof på grund af energien til transport af et andet stof. Ved mekanismen for sekundæraktiv transport absorberes glucose og aminosyrer.

Glukose. Den kommer fra tubulens lumen ind i cellerne i den proximale tubuli ved hjælp af en speciel bærer, som nødvendigvis skal fastgøre Ma4'-ionen. Bevægelsen af ​​dette kompleks ind i cellen udføres passivt af elektrokemiske og koncentrationsgradienter for Na + -ioner. Den lave koncentration af natrium i cellen, som skaber en gradient af dens koncentration mellem det ydre og intracellulære miljø, tilvejebringes ved hjælp af natrium-kaliumpumpen i kældermembranen.

I cellen nedbrydes dette kompleks i dets bestanddele. En høj koncentration af glukose dannes inde i nyreepitelet, derfor går glukose længere ind i koncentrationsgradienten ind i det interstitielle væv. Denne proces udføres med deltagelse af transportøren på grund af lettere diffusion. Glukosen frigives derefter i blodbanen. Normalt absorberes al glukose ved en normal koncentration af glukose i blodet og følgelig i den primære urin. Med et overskud af glukose i blodet, hvilket betyder, at den maksimale belastning af de rørformede transportsystemer kan forekomme i den primære urin, dvs. alle bærermolekyler.

I dette tilfælde kan glukose ikke længere genabsorberes og vises i den endelige urin (glukosuri). Denne situation er præget af begrebet "maksimal rørtransport" (Tm). Værdien af ​​den maksimale rørformede transport svarer til det gamle begreb "renal udskillelsestærskel". For glukose er denne værdi 10 mmol / l.

Stoffer, hvis genabsorption ikke afhænger af deres koncentration i blodplasmaet, kaldes nonthreshold. Disse inkluderer stoffer, der enten slet ikke reabsorberes (inulin, mannitol) eller er lidt reabsorberet og udskilles i urinen i forhold til deres ophobning i blodet (sulfater).

Aminosyrer. Reabsorption af aminosyrer forekommer også ved hjælp af transportmekanismen koblet med Na +. Aminosyrer, der er filtreret i glomeruli, absorberes 90% af cellerne i den proksimale tubuli i nyrerne. Denne proces udføres under anvendelse af en sekundær aktiv transport, dvs. energi går til at arbejde med natriumpumpen. Tildel mindst 4 transportsystemer til overførsel af forskellige aminosyrer (neutrale, dibasiske, dicarboxyl- og aminosyrer). De samme transportsystemer fungerer i tarmen for at absorbere aminosyrer. Genetiske defekter er beskrevet, hvor visse aminosyrer ikke absorberes eller absorberes i tarmene.

Protein. Normalt kommer en lille mængde protein ind i filtratet og genabsorberes. Processen med proteinabsorbering udføres ved pinocytose. Epitel i nyretubuli fanger aktivt protein. Ved indtræden i cellen gennemgår proteinet hydrolyse af lysosomernes enzymer og bliver til aminosyrer. Ikke alle proteiner hydrolyseres; nogle af dem passerer uændret i blodet. Denne proces er aktiv og kræver energi. Der forbruges ikke mere end 20-75 mg protein om dagen med den endelige urin. Udseendet af protein i urinen kaldes proteinuri. Proteinuri kan også forekomme under fysiologiske forhold, for eksempel efter hårdt muskulært arbejde. Proteinuri forekommer hovedsageligt i patologi med nefritis, nefropatier og myelom.

Urinstof. Det spiller en vigtig rolle i mekanismerne for urinkoncentration, filtreres frit i glomeruli. I den proksimale tubuli absorberes en del af urinstoffet passivt på grund af den koncentrationsgradient, der opstår på grund af urinkoncentrationen. Resten af ​​urea når opsamlingskanalerne. I opsamlingskanalerne absorberes vand under indflydelse af ADH, og urinstofkoncentrationen øges. ADH øger permeabiliteten af ​​væggen for urinstof, og den passerer ind i nyrens medulla og skaber her ca. 50% af det osmotiske tryk.

Fra interstitiet langs koncentrationsgradienten diffunderer urinstof i Henle-sløjfen og kommer igen ind i de distale rør og opsamlingskanaler. Således forekommer den intrarenale cirkulation af urinstof. I tilfælde af vanddiurese stopper vandabsorptionen i den distale nefron, og mere urinstof udskilles. Således afhænger dets udskillelse af urinproduktionen..

Svage organiske syrer og baser. Genabsorption af svage syrer og baser afhænger af, om de er i ioniseret eller ikke-ioniseret form. Svage baser og syrer i ioniseret tilstand genabsorberes ikke og udskilles i urinen. Graden af ​​baseionisering stiger i et surt miljø, så de udskilles med en højere hastighed i sur urin, svage syrer tværtimod udskilles hurtigere i alkalisk urin.

Dette er af stor betydning, da mange medicinske stoffer er svage baser eller svage syrer. Derfor, i tilfælde af forgiftning med acetylsalicylsyre eller phenobarbital (svage syrer), er det nødvendigt at indføre alkaliske opløsninger (NaHCO3) for at konvertere disse syrer til en ioniseret tilstand og derved lette deres hurtige udskillelse fra kroppen. For hurtig udskillelse af svage baser skal der indføres sure produkter i blodet for at forsure urinen.

Vand og elektrolytter. Vand absorberes igen i alle dele af nefronen. I de proksimale, sammenviklede tubuli absorberes ca. 2/3 af alt vand. Cirka 15% genabsorberes i sløjfen af ​​Henle og 15% i de distale snoede rør og opsamlingskanaler. Vand genabsorberes passivt på grund af transporten af ​​osmotisk aktive stoffer: glukose, aminosyrer, proteiner, natrium, kalium, calcium, klorioner. Med et fald i reabsorption af osmotisk aktive stoffer falder også reabsorption af vand. Tilstedeværelsen af ​​glukose i den endelige urin fører til en stigning i urinproduktionen (polyuri).

Den vigtigste ion, der giver passiv vandabsorption, er natrium. Som nævnt ovenfor er natrium også nødvendigt til transport af glucose og aminosyrer. Derudover spiller det en vigtig rolle i skabelsen af ​​et osmotisk aktivt miljø i mellemrummet i det medullære lag i nyrerne og derved koncentreret urin. Natriumreabsorption finder sted i alle dele af nefronen. Cirka 65% af natriumioner genabsorberes i de proksimale tubuli, 25% i nefronløkken, 9% i den distale krumme tubuli og 1% i opsamlingskanalerne.

Indtrængen af ​​natrium fra primær urin gennem den apikale membran i den rørformede epitelcelle sker passivt i henhold til elektrokemiske og koncentrationsgradienter. Udskillelsen af ​​natrium fra cellen gennem de basolaterale membraner udføres aktivt ved anvendelse af Na +, K + - ATPase. Da energien fra cellulær metabolisme bruges på transporten af ​​natrium, er dens transport primært aktiv. Transporten af ​​natrium ind i cellen kan ske gennem forskellige mekanismer. En af dem er udvekslingen af ​​Na + mod H + (modstrømstransport eller antiport). I dette tilfælde transporteres natriumionen ind i cellen, og hydrogenionen udføres..

En anden måde at transportere natrium ind i cellen er ved deltagelse af aminosyrer, glucose. Dette er den såkaldte co-transport eller symport. Natriumreabsorption er delvist relateret til kaliumsekretion.

Hjerteglykosider (strophanthin K, oubain) er i stand til at hæmme enzymet Na +, K + - ATPase, hvilket sikrer overførsel af natrium fra cellen til blodet og transport af kalium fra blodet til cellen.

Af stor betydning i mekanismerne til reabsorption af vand og natriumioner såvel som koncentrationen af ​​urin er arbejdet med det såkaldte roterende modstrømsmultiplikatorsystem..

Det roterende modstrømssystem er repræsenteret af de parallelt placerede ben på Henle-løkken og opsamlingsrøret, hvorigennem væsken bevæger sig i forskellige retninger (modstrøm). Epitelet i den nedadgående del af sløjfen passerer vand, og epitelet i det stigende knæ er uigennemtrængeligt for vand, men er i stand til aktivt at overføre natriumioner til vævsvæsken og gennem det tilbage i blodet. I det proximale afsnit absorberes natrium og vand i ækvivalente mængder, og urin er her isotonisk for blodplasma.

I den nedadgående del af nefronløkken absorberes vand igen, og urinen bliver mere koncentreret (hypertonisk). Frigivelsen af ​​vand forekommer passivt på grund af det faktum, at aktiv reabsorption af natriumioner samtidigt udføres i den stigende sektion. Når natriumioner trænger ind i vævsvæsken, øges det osmotiske tryk i det, hvilket letter tiltrækning af vand fra den nedadgående sektion ind i vævsvæsken. Samtidig letter en stigning i urinkoncentrationen i nefronløkken på grund af vandabsorption lettere overførslen af ​​natrium fra urinen til vævsvæsken. Da natrium genabsorberes i den stigende del af Henles løkke, bliver urinen hypotonisk.

Flytning længere ind i opsamlingskanalerne, som er det tredje ben i modstrømsystemet, kan urin være stærkt koncentreret, hvis ADH virker, hvilket øger væggens permeabilitet over for vand. Når vi bevæger os gennem opsamlingskanalerne ned i medullaens dybder, strømmer mere og mere vand ud i den interstitielle væske, hvis osmotiske tryk øges på grund af det høje indhold af Na "1" og urinstof i det, og urinen bliver mere og mere koncentreret.

Når store mængder vand kommer ind i kroppen, udskiller nyrerne tværtimod store mængder hypotonisk urin.

Tubular sekretion

Tubulær sekretion er transport af stoffer fra blodet ind i tubulens lumen (urin). Tubulær sekretion tillader hurtig udskillelse af visse ioner, såsom kalium, organiske syrer (urinsyre) og baser (cholin, guanidin), herunder et antal fremmede stoffer, såsom antibiotika (penicillin), radiopaque stoffer (diodrast), farvestoffer (phenolrød), para-amino hippursyre - PAG.

Tubulær sekretion er en overvejende aktiv proces, der kræver energi til at transportere stoffer mod koncentration eller elektrokemiske gradienter. I tubulernes epitel er der forskellige transportsystemer (bærere) til udskillelse af organiske syrer og organiske baser. Dette bevises ved, at udskillelsen af ​​organiske syrer undertrykkes af probenecid, forstyrres ikke udskillelsen af ​​baser..

Transportudskillelsesmekanismer har egenskaben tilpasning, dvs. ved langvarigt indtag af et stof i blodbanen øges antallet af transportsystemer gradvist på grund af proteinsyntese. Denne kendsgerning skal f.eks. Tages i betragtning ved behandling med penicillin. Da blodrensning fra det gradvist øges, kræves en stigning i dosis for at opretholde den krævede terapeutiske koncentration..

Da de ved lave blodkoncentrationer af PAG eller dioderast fjernes fuldstændigt fra blodet under en enkelt passage gennem nyrerne ved udskillelse af celler i de proksimale tubuli, det gjorde det muligt ved at bestemme clearance af disse stoffer at opnå værdien af ​​volumenet af blodplasma, der strømmer gennem blodkarrene i nyrebarken, dvs. e. effektiv renal plasma flow. At kende hæmatokrit er det muligt at beregne mængden af ​​kortikal blodgennemstrømning i nyrerne..

Derudover syntetiserer og udskiller det rørformede epitel stoffer, der er dannet i selve epitelcellerne, for eksempel ammoniak (ved deaminering af nogle aminosyrer), hippursyre (fra benzoesyre og glycocol), der udskilles i urinen, såvel som renin, prostaglandiner, renal glucose, ind i blodbanen.

Sammensætningen af ​​den endelige urin afhænger således af processerne med filtrering, reabsorption og sekretion..

Mængde, sammensætning, urinegenskaber. Regulering

En person frigiver i gennemsnit ca. 1,5 liter urin om dagen. Efter at have drukket rigeligt med væsker, indtaget proteinfødevarer, øges diurese. Ved forbrug af en lille mængde vand med øget svedtendens falder diurese. Intensiteten af ​​vandladning svinger i løbet af dagen. Mindre urinproduktion om natten end om dagen.

Urin er en klar, lysegul væske med en relativ tæthed på 1005-1025, hvilket afhænger af mængden af ​​væske, der tages.

Reaktionen af ​​en sund persons urin er normalt let sur. Imidlertid varierer dens pH fra 5,0 til 7,0 afhængigt af diætens art. Når man hovedsageligt spiser proteinføde, bliver urinens reaktion sur, vegetabilsk neutral eller endda basisk. I urinen hos en sund person er protein fraværende, eller dets spor bestemmes.

Urinen indeholder urinstof, urinsyre, ammoniak, purinbaser, kreatinin; i små mængder - derivater af proteinforråtnelse i tarmen (indol, skatolphenol).

Blandt organiske forbindelser af ikke-proteinoprindelse findes salte af oxalsyre, mælkesyre og ketonlegemer i urinen. Glukose i urinen under normale forhold bør ikke være.

Erytrocytter vises i urinen (hæmoturi) med sygdomme i nyrerne og urinorganerne. Urinen indeholder pigmenter (urobilin, urochrome), der bestemmer urinfarven. Elektrolytter (Na +, K +, C1-, Ca2 +, Mg2 +, sulfater osv.) Udskilles i urinen. Urin indeholder hormoner og deres metabolitter, enzymer, vitaminer.

Blod,%Primær urin,%Endelig urin,%
Vand90 - 929998 - 99
Glukose0,10,1-
Na+0,30,30,4
Cl-0,370,370,7
K+0,020,020,15
Urinstof0,030,032.0
Urinsyre0,0040,0040,05
Kreatin0,0010,0010,075

Regulering af osmotisk blodtryk

Nyrerne spiller en vigtig rolle i osmoregulering. Når kroppen er dehydreret, øges koncentrationen af ​​osmotisk aktive stoffer i blodplasmaet, hvilket fører til en stigning i dets osmotiske tryk. Som et resultat af excitering af osmoreceptorer, der er placeret i den supraoptiske kerne af hypothalamus såvel som i hjertet, leveren, milten, nyrerne og andre organer, øges frigørelsen af ​​ADH fra neurohypofysen. ADH øger vandabsorbering, hvilket fører til vandretention i kroppen, frigivelse af osmotisk koncentreret urin. ADH sektionen ændres ikke kun med irritation af osmoreceptorer, men også specifikke natrieceptorer.

Med et overskud af vand i kroppen falder tværtimod koncentrationen af ​​opløste osmotisk aktive stoffer i blodet, og dets osmotiske tryk falder. Aktiviteten af ​​osmoreceptorer i denne situation falder, hvilket medfører et fald i produktionen af ​​ADH, en stigning i udskillelsen af ​​vand i nyrerne og et fald i urinens osmolaritet..

Regulering af blodionisk sammensætning

Nyrerne opretholder deres krævede koncentration i blodet ved at regulere reabsorption og sekretion af forskellige ioner i nyretubuli..

Natriumreabsorption reguleres af aldosteron og natriuretisk hormon produceret i atriet. Aldosteron forbedrer natriumreabsorption i de distale rør og opsamlingskanaler. Sekretionen af ​​aldosteron øges med et fald i koncentrationen af ​​natriumioner i blodplasmaet og med et fald i volumenet af cirkulerende blod. Natriuretisk hormon hæmmer natriumreabsorption og forbedrer dets udskillelse. Produktionen af ​​natriuretisk hormon øges med en stigning i volumen af ​​cirkulerende blod og volumen af ​​ekstracellulær væske i kroppen.

Koncentrationen af ​​kalium i blodet opretholdes ved at regulere dets udskillelse. Aldosteron øger udskillelsen af ​​kalium i de distale rør og opsamlingskanaler. Insulin reducerer udskillelsen af ​​kalium og øger dets koncentration i blodet; med alkalose øges udskillelsen af ​​kalium. Med acidose falder det.

Parathyroideahormon øger reabsorptionen af ​​calcium i nyretubuli og frigivelse af calcium fra knoglerne, hvilket fører til en stigning i dets koncentration i blodet. Skjoldbruskkirtelhormonet thyrocalcitonin øger udskillelsen af ​​calcium i nyrerne og fremmer overførslen af ​​calcium til knoglerne, hvilket nedsætter koncentrationen af ​​calcium i blodet. Den aktive form af D-vitamin dannes i nyrerne, som er involveret i reguleringen af ​​calciummetabolisme..

Aldosteron er involveret i reguleringen af ​​niveauet af klorider i blodplasma. Med en stigning i natriumreabsorption øges også chlorreabsorption. Klor kan frigives uafhængigt af natrium.

Regulering af syrebasetilstanden

Nyrerne deltager i opretholdelse af syre-base balance i blodet og udskiller sure metaboliske produkter. Den aktive reaktion af urin hos mennesker kan svinge inden for et ret bredt interval - fra 4,5 til 8,0, hvilket hjælper med at opretholde pH i blodplasma på 7,36.

Tubulens lumen indeholder natriumbicarbonat. I cellerne i nyretubuli er enzymet kulsyreanhydrase, under hvilken indflydelse kulsyre dannes af kuldioxid og vand.

Kulsyre dissocieres i en hydrogenion og en HCO3-anion. H + -ionen udskilles fra cellen i tubulens lumen og fortrænger natrium fra bicarbonat, omdanner det til kulsyre og derefter til H2O og CO2. Inde i cellen interagerer НСО3- med Na + genabsorberet fra filtratet. CO2 diffunderer let gennem membraner langs koncentrationsgradienten, kommer ind i cellen og sammen med CO2 dannet som et resultat af cellemetabolisme går det ind i reaktionen af ​​dannelse af kulsyre.

De udskilte hydrogenioner i tubulens lumen binder også til disubstitueret phosphat (Na2HPO4), fortrænger natrium fra det og omdanner det til en substitueret - NaH2PO4.

Som et resultat af deaminering af aminosyrer i nyrerne dannes ammoniak og frigives i tubulens lumen. Hydrogenioner binder sig med ammoniak i tubulens lumen og danner ammoniumionen NH4 +. Sådan afgiftes ammoniak..

Sekretionen af ​​H + -ionen i bytte for Na + -ionen fører til gendannelse af reserven af ​​baser i blodplasmaet og frigivelse af overskydende hydrogenioner.

Ved intens muskelarbejde spiser kød, urin bliver sur med forbrug af vegetabilske fødevarer - basisk.

Endokrin funktion. Regulering af blodtryk. Neurohumoral regulering af nyrerne

Nyrens endokrine funktion består i syntesen og udskillelsen i blodbanen af ​​fysiologisk aktive stoffer, der virker på andre organer og væv eller har en overvejende lokal effekt, der regulerer renal blodgennemstrømning og nyremetabolisme.

Renin dannes i det granulære celler i det juxtaglomerulære apparat. Renin er et proteolytisk enzym, der fører til spaltning af a2-globulin - angiotensinogen i blodplasma og omdanner det til angiotensin I. Under indflydelse af det angiotensinkonverterende enzym omdannes angiotensin I til en aktiv vasokonstriktor, angiotensin II. Angiotensin II, indsnævring af blodkar, øger blodtrykket, stimulerer sekretionen af ​​aldosteron, øger natriumreabsorption, fremmer dannelsen af ​​en følelse af tørst og drikkeadfærd.

Angiotensin II sammen med aldosteron og renin udgør et af de vigtigste reguleringssystemer - renin-angiotensin-aldosteronsystemet. Renin-angiotensin-aldosteron-systemet er involveret i reguleringen af ​​systemisk og nyrecirkulation, volumen af ​​cirkulerende blod og vand-elektrolytbalancen i kroppen.

Hvis trykket i den afferente arteriole øges, falder reninproduktionen og omvendt. Reninproduktion reguleres også af tæt plet. Med en stor mængde NaCl i den distale nefron hæmmes reninsekretion. Excitation af b-adrenerge receptorer i granulære celler fører til øget sekretion af renin, a-adrenerge receptorer - hæmning.

Prostaglandiner som PGI-2, arachidonsyre stimulerer reninproduktion, hæmmere af prostaglandinsyntese, for eksempel salicylater, reducerer reninproduktion.

Nyren producerer erythropoietiner, som stimulerer dannelsen af ​​røde blodlegemer i knoglemarven.

Nyrerne ekstraherer prohormon vitamin D3, der dannes i leveren, fra blodplasmaet og omdanner det til et fysiologisk aktivt hormon - vitamin D3. Dette steroidhormon stimulerer dannelsen af ​​calciumbindende protein i tarmceller, der regulerer reabsorption af calcium i nyretubuli og fremmer dets frigivelse fra knogler..

Nyrerne deltager i reguleringen af ​​blodets fibrinolytiske aktivitet og syntetiserer plasminogenaktivatoren - urokinase.

I medulla i nyrerne syntetiseres prostaglandiner, som er involveret i reguleringen af ​​renal og generel blodgennemstrømning, øger udskillelsen af ​​natrium i urinen og reducerer følsomheden af ​​rørformede celler over for ADH.

Kininer dannes i nyrerne. Renal kinin bradykinin er en potent vasodilator involveret i reguleringen af ​​renal blodgennemstrømning og natriumudskillelse.

Blodtryksregulering

Reguleringen af ​​blodtrykket i nyrerne udføres af flere mekanismer. For det første, som nævnt ovenfor, syntetiseres renin i nyrerne. Gennem renin-angiotensin-aldosteron-systemet reguleres vaskulær tone og cirkulerende blodvolumen.

Stoffer og depressiv virkning syntetiseres i nyrerne: depressorneutral lipid i medulla, prostaglandiner.

Nyrerne er involveret i opretholdelse af vand- og elektrolytmetabolisme, volumenet af intravaskulær, ekstracellulær og intracellulær væske, hvilket er vigtigt for niveauet af blodtryk. Medicinske stoffer, der øger udskillelsen af ​​natrium og vand i urinen (diuretika) bruges som antihypertensiva.

Derudover udskiller nyrerne det meste af hormoner og andre fysiologisk aktive stoffer, som er humorale regulatorer af blodtrykket, idet de opretholder deres krævede niveau i blodet..

Nyrer metabolisk funktion

Nyrernes metaboliske funktion er at opretholde et bestemt niveau og sammensætning af komponenterne i protein, kulhydrat og lipidmetabolisme i kroppens indre miljø..

Nyrerne nedbryder proteiner, peptider, hormoner med lav molekylvægt til aminosyrer, der filtreres i glomeruli og returnerer dem til blodet.

Nyrerne er i stand til glukoneogenese. Ved langvarig faste dannes halvdelen af ​​glukosen, der kommer ind i blodet, af nyrerne..

Nyrens deltagelse i lipidmetabolismen ligger i det faktum, at frie fedtsyrer i dets celler er inkluderet i sammensætningen af ​​triacylglyceroler og phospholipider og i form af disse forbindelser kommer ind i blodet.

Neurohumoral regulering af nyreaktivitet

Nervesystemet regulerer hæmodynamikken i nyrerne, det juxtaglomerulære apparats arbejde såvel som filtrering, reabsorption og sekretion. Irritation af de sympatiske nerver, der innerverer nyren, som overvejende er grene af de splanchniske nerver, fører til en indsnævring af dens blodkar. Med indsnævring af de arterioler, der medbringer, falder filtreringstryk og filtrering.

Indskrænkningen af ​​de efferente arterioler ledsages af en stigning i filtreringstryk og en stigning i filtrering. Stimulering af sympatiske efferente fibre fører til en stigning i natrium- og vandreabsorption. Irritation af de parasympatiske fibre, som er en del af vagus nerverne, forårsager en stigning i glukose reabsorption og udskillelsen af ​​organiske syrer.

Med smertefulde irritationer falder diurese refleksivt, indtil den stopper helt (smertefuld anuri). Mekanismen for dette fænomen er indsnævring af nyrekarrene som et resultat af excitation af det sympatiske nervesystem, øget sekretion af catecholaminer i binyrerne og en stigning i produktionen af ​​antidiuretisk hormon (vasopressin).

Et fald og en stigning i diurese kan være forårsaget af en konditioneret refleksvej, som indikerer en udtalt effekt af de højere dele af centralnervesystemet på nyrefunktionen. Centralnervesystemet regulerer nyrenes arbejde enten direkte gennem de autonome nerver eller gennem hypothalamusens neuroner og ændrer udskillelsen af ​​hormoner. Dette manifesterer enheden af ​​nervøs og humoristisk regulering..

Den førende rolle i reguleringen af ​​nyreaktivitet tilhører det humorale system. Mange hormoner påvirker nyrefunktionen, de vigtigste er antidiuretisk hormon (ADH) eller vasopressin og aldosteron.

Antidiuretisk hormon (ADH) eller vasopressin fremmer reabsorption af vand i den distale nefron ved at øge vandpermeabiliteten af ​​væggene i de distale krumme rør og opsamle kanaler. Virkningsmekanismen for ADH er at aktivere enzymet adenylatcyclase. som er involveret i dannelsen af ​​cAMP fra ATP. cAMP aktiverer cAMP-afhængige proteinkinaser, som er involveret i phosphorylering af membranproteiner, hvilket fører til en stigning i membranvandpermeabilitet og en stigning i dens overflade. Derudover aktiverer ADH enzymet hyaluronidase, som depolymeriserer hyaluronsyren af ​​det intercellulære stof, som tilvejebringer passiv intercellulær vandtransport langs den osmotiske gradient.

Med et overskud af ADH kan fuldstændig ophør med vandladning forekomme. Et fald i udskillelsen af ​​ADH forårsager udviklingen af ​​svær diabetes insipidus (diabetes insipidus). Med denne sygdom udskilles en stor mængde let urin med en ubetydelig relativ tæthed (op til 25 liter om dagen).

ADH er som nævnt ovenfor vigtigt ved opretholdelse af osmotisk blodtryk, volumoregulering.

Aldosteron øger reabsorptionen af ​​natriumioner og udskillelsen af ​​kalium- og hydrogenioner fra cellerne i nyretubuli. Samtidig øges reabsorptionen af ​​vand, som absorberes passivt langs den osmotiske gradient skabt af Na + -ioner, hvilket fører til et fald i diurese. Hormonet reducerer reabsorptionen af ​​calcium og magnesium i de proksimale rør.

Natriuretisk hormon (atrialt peptid) forbedrer udskillelsen af ​​natriumioner i urinen.

Parathyroideahormon stimulerer calciumreabsorption og hæmmer phosphatreabsorption, hvilket fører til en stigning i koncentrationen af ​​calciumioner i blodplasmaet og øget udskillelse af phosphater i urinen. Derudover hæmmer dette hormon reabsorptionen af ​​natrium og HCO3-ioner i de proksimale tubuli og aktiverer reabsorptionen af ​​magnesium i det stigende knæ i Henle-løkken..

Calcitonin hæmmer calcium- og fosfatreabsorption.

Adrenalin i små doser indsnævrer lumen fra de efferente arterioler, som et resultat af hvilket det hydrostatiske tryk stiger, filtrering og diurese øges. I store doser forårsager det en indsnævring af både efferent og inflowing arterioles, hvilket fører til et fald i urinproduktionen op til anuri.

Insulin. Mangel på dette hormon fører til hyperglykæmi, glukosuri, øget osmotisk tryk på urin og øget urinproduktion.

Thyroxin forbedrer metaboliske processer, hvilket resulterer i, at mængden af ​​osmotisk aktive stoffer i urinen, især nitrogenholdige, øges, hvilket fører til en stigning i urinproduktionen.

Prostaglandiner hæmmer natriumreabsorption, stimulerer blodgennemstrømningen i nyremedulla, øger urinproduktionen.

Væksthormon og androgener øger udskillelsen af ​​visse stoffer, såsom para-amino hippursyre.

Renin-angiotensin-aldosteron-systemet er involveret i reguleringen af ​​den renale og systemiske cirkulation, volumenet af cirkulerende blod, kroppens elektrolytbalance.



Næste Artikel
Årsager og behandling af enuresis i dagtimerne hos børn