Njurar& Urinvägar
Vilka två system i kroppen reglerar kroppens pH-värde och vad skiljer de två systemen åt?
- Lungorna kan kortsiktigt reglera pH (Co2 är surt då det trans-porteras som kolsyra och fria H-joner)
- Njurarna och urinsystemet regler pH långsiktigt.
Hur ser kroppens vätskebalans ut?
Utgifter:
- Huden 400 ml
- Lungor 400 ml
- Avföring 100 ml
- Urin 1 500 ml (min är 500 ml, kroppens avsöndring + max koncentration av urin)
Inkomster:
- Föda 400 ml
- Ämnesomsättning 400 ml (mitokondrierna producerar metabolt vatten)
- Dryck 1 500 ml
Vilka fem roller har njurarna?
1. Avlägsna avfallsprodukter:
- Urea - Kväveavfall från aminosyror
- Urinsyra - kväveavfall feån DNA-molekyler
- Kreatinin - avfallsprodukter från muskler
- Bilirubin - slaggprodukt från nedbrytning av hemoglobin
2. Reglera/stabilisera extracellulära vätskan:
- Osmolariteten
- blodets jonsammansättning
blodvolymen (elektrolyter främst Na, K och Ca)
3. Avlägsna främmande ämnen från blodet (läkemedel, livsmedelstillsatser, mm)
4. Reglering av blodtrycket - njurarna bildar renin (enzym) i RAAS
5. Bidra till syra-basbalansen
6. Endokrin roll (utöver binjurarna!): Bildar hormonen: EPO (erytropoetin) och njurarna gör om inaktivt D-vitamin till aktivt D-vitamin
Beskriv njur-systemets fysik
- Binjure, glandula suprarinalis
- Njure, ren
- Urinledare, ureter
- Urinblåsa, vesica urinaria
- Urinröret, uretra
Vad består urinblåsan av?
Urinblåsa fungerar både som behållare och pump och rymmer ca 5-8 dl urin. Den har tre lager glatt muskulatur.
Inre sfinkter, glatt muskulatur som vi inte kan kontrollera och
yttre sfinkter, del av bäckenbotten, skelett-muskulatur som vi själva kontrollera.
Vilka delar består själva njuren av?
1. Njurbarken, cortex (yttre rödaktig och småkornig)
2. Njurmärgen, medulla (inre strimmig)
3. Njurpyramid (10-13 st)
4. Njurpapill (spetsen på njurpyramiden)
5. Njurkalkar (bägarformade hålrum där njurpapillen mynnar ut i)
5. Njurbäckenet, pelvis
6. Urinledare, ureter
Beskriv njurens funktionella delar.
Varje njure består av över 1 miljon små nefroner. Är som ett rörsystem som benämns tubulis och som slutar i ett samlingsrör för njurpyramiden. Processen i nefronerna är blodets rening och urinproduktion.
Beskriv nefronets anatomi
Steg 1 - Afferent (inåtgående) arteriol bildare ett kärnnystan av kapillärer som heter Glomerulus och som ligger i det som kallas Bowmans kapseln, I Glomerus tömmer blodet ca 10 % (20% i boken) av sin vätska genom filtration.
Steg 2 - Istället för en ven från kapillärerna finns istället en Efferent (utåtgående) arteriol där 90 % av blodet fortsätter.
Steg 3 - rörsystemet består av tre delar:
a) Proximala tubulus i närheten av Bowmans kapsel
b) Henles slynga som går långt ner i njurmärgen och påverkar hur koncentrerad vårt urin kan bli
c) Distala tubulus
Steg 3. Den efferenta arteriolen bildar ett kapillärer runt tubulus, peritubulära kapillärer, och framför allt runt Henles slynga där kapilärerna har ett utbyte och där artärerna går över till vener.
Vi har ett portakretslopp i varje nefron!
Urinproduktionen sker i tre delar - vilka?
- Filtration
- Reabsorption
- Sekretion
Var sker filtrationen
I Bowmans kapsel
- Filtrat = primärurin 180 liter/dygn
- Primärurinen är nästan helt fritt från proteiner
- Mycket stor filtrationsarea
- Högt kapillärtryck i glomerulus (50 mm Hg) pga efferent arteriol. Proteinerna i blodet skapar ett koloid-osmostiska tryck = nettoinfiltrationstryck på 10 mmHg
- Hög permeabilitet, ca 50 gånger mer genom-släppligt än vanliga kapillärväggar
Beskriv reabsorptionsprocessen
- Sker i de olika delarna av tubulus. I början i Proximala tubulus sker den största reabsortionen för att epitelet liknar det i tunntarmen = så stor yta som möjligt så att mycket vätska kan reabsorberas (vatten, joner, glukos och aminosyror). Glykos kan bara reabsorberas i Proximala tubulus.
- Återupptag av vatten och lösta ämnen – från tubulussystemet till peritubulära kapillärer (som slingrar sig runt främst Henles slynga)
- Drivkraften bakom reabsorptionen av vatten och glukos är Na+/K+-pumpar, dvs ATP-krävande.
- 180 liter primärurin blir ca.1,5 liter (minst 5dl) sekundärurin/dag.
Vilka molekyler kan filtreras från blodet till nefronet?
H2O
Joner som Na + och Cl-
Glukos
Aminosyror
Avfallsprodukter så som Urinsyra, Urea och Kreatinin
Hur kan filtrationshastigheten; Glomerular Filtration Rate (GFR), genom Bowmans kapsel regleras?
Filtrationshastighet normalt ca 125 ml/min
(Njurarnas blodflöde: ca 1200 ml/min)
Hastigheten beror på:
1. Skillnad i hydrostatistiskt tryck mellan filtrets båda sidor.
2. Skillanden i kolloidosmatiskt tryck mellan filtrets båda sidor.
Reglering av GFR:
1. Autoreglering - Glatta muskelceller i afferent arteriol har myogena egenskaper (sträckreflex) - diametern justeras
2. Nervös reglering - vid kraftigt sympatikusaktivitet – sammandragning av afferent arteriol – GFR sjunker.
3. Hormonell reglering i Juxtaglomerulära celler. Lägre blodtryck frigör renin och startar RAAS. Slutar med att Angiotensin II skickar signaler om sammandragning av både afferent och efferent arteriol – GFR sjunker.
Beskriv sekretion
Utsöndring av ämnen som kroppen vill göra sig av med – från peritubulära kapillärer till tubulussystemet.
Sker genom aktiv transport = kostar energi
Ex. på ämnen som kroppen gör sig av med via sekretion är
- Kalium går tillbaka från blodet till tubuli i distala tubeli vilket regleras av aldosteron.
- H+ från alla metabola syror som bilads i kroppen
- urea som är fettlöslig och smiter tillbaka till blodet via reabsoroptionen
- många läkemedel
Vilken reglering kan ske i samlingsröret?
Reabsorption av vatten (under inverkan av hormonet ADH, kallas även vasopressin och bildas i hypotalamus.
Vilka två nefron-typer finns det?
1. Kortikala nefroner (ca 85 % av alla nefroner) - Dessa har en mycket kort Henles slynga som sträcker sig bara en liten bit in i njurmärgen. Den kortikala nefronens huvudsakliga funktion är att filtrera blod och producera urin, men den bidrar inte lika mycket till koncentrationen av urinen som den andra typen.
2. Juxtamedullära nefroner (ca 15 % av alla nefroner) - Dessa nefroner har en lång Henles slynga som går djupt in i njurmärgen. Juxtamedullära nefroner är mycket viktiga för att skapa den koncentrationsgradient som krävs för att koncentrera urinen. Detta möjliggör för kroppen att behålla vatten och salter vid behov.
Vilka fyra hormoner kan reglera njurarna?
1. ADH = antidiuretiskt hormon - Minskar urinmängden – sänker osmolariteten i blodet
2. Angiotensin II - Kärlkonstriktion – höjer blodtrycket (+ frisättning av aldosteron)
3. Aldosteron - Reglerar Na-halten i distala tubeli genom osmos - minskar urinmängden – ökar blodvolymen – höjer blodtrycket
4. ANP/BNP (atrial/brain natriuretic peptide) - Ökar urinmängden genom att motverka aldosteron, Angiotensin II’s och ADH’s effekt – minskar blodvolymen – minskar blodtrycket
Beskriv ADH-hormonet
1. Osmolariteten i blodet stiger (tecken på vätskebrist) = Osmoreceptorer i hypotalamus aktiveras
2. Nervimpulser till hypofysen = ADH frisätts i blodet
3. ADH ökar genomsläppligheten för vatten i njurens samlingsrör via aquaporiner = Mindre vatten förloras med urinen.
4. Urinmängden blir mindre, vatten sparas
Beskriv Angiotensin II
1. Aktiveras av lågt blodtryck, pga vätskebrist, blödning etc.
2. Minskad genomblödning i njuren leder till frisättning av renin (musklerna i afferenta aviolen känner av skillnaden) i blodet = ett enzym, men startar en hormonell kedjereaktion och kallas slarvigt för hormon
3. Renin omvandlar angiotensinogen i blodet (tillverkat i levern) till angiotensin I.
4. I lungorna finns ACE (angiotensin converting enzyme) som omvandlar angiotensin I till angiotensin II.
5. Leder till dels att arterioler i hela kroppen kontraheras, men också till att Binjurarna stimuleras att frisätta aldosteron som stimulerar njurarna att spara på Na+, och därmed vatten. D v s de aktiviterar Na/K-pumparna, vilket gör att mängden vätska i blodet ökar (Na i blodet ger ökad osmolaritet och tar med sig vatten ut från stamröret), vilket höjer blodtrycket.
Vad kan mer reglera vätskebalansen?
Diuretika = substanser som sänker hastigheten på njurens reabsorption av salter och vatten och därigenom ökar urinutsöndringen.
Naturliga ämnen:
- Koffein – inhiberar reabsorption av Na+
- Alkohol – inhiberar frisättande av ADH
Läkemedel:
- Loop-diuretika – inhiberar reabsorption av Na+ ex: Lasix, Furix
- Kaliumsparande diuretika – inhiberar verkan av aldosteron ex: Spironolacton
Medveten reglering av vätskebalans
Känslan av törst (= man dricker), uppkommer av:
- Ökad plasmaosmolalitet (efter salt måltid…)
- Vätskeförlust (stora blödningar, längre kraftig svettning)
Beskriv urinet i kroppen:
- 1-2 liter per dag
- Gulfärgad av urobilin, pigment från nedbrytning av hemoglobin
- Inget glukos, inga proteiner.
- Fri från bakterier
- pH 4,5 – 8,0 (normalt 6)
- Har en osmolaritet mellan 50-1200mOsm/L
Beskriv de olika stegen i urinblåsan:
1. Fyllnadsfas Sympatiska neuron ansvariga - sker automatiskt:
- inhiberar detrusormuskeln (muskeln runt blåsan)
- aktiverar inre sfinkter
2. Vid volym > 400 ml – sträckreceptorer i detrusorns vägg aktiveras mer och mer tills impulsfrekvensen överstiger ett tröskelvärde, skickas som sensoriskt (afferent) neuron och blåsan börjar spännas
3. Nervimpulser till ryggmärgen sakraldel, samt hjärnan (gör oss medvetna om att det är dags).
4. Utlöser spinal reflex – miktionsreflexen – till blåsan via parasympatiska neuron:
- aktiverar detrusormuskeln
- relaxation av inre sfinkter
Reflexbågen:
1. Receptorer
2. Sensoriska neuroner - afferent nerv
3. Integrering av nervimpulser - omkoppling i ryggmärgen
4. Motorisk neuron (somatomotoriskt neuron)
5. Effektor
- Ju högre tryck desto kraftigare aktiveras miktionsreflexen.
- Blåstömning hindras dock av yttre sfinktern som är viljemässigt kontrollerad.
- Blåstömning ej lämpligt:
- miktionsreflexen hämmas från supraspinala områden i CNS.
- viljemässig kontraktion av yttre sfinkter.
Beskriv hur njurarna även kan reglera blodproduktionen i kroppen (endokrina funktioner)
1. Blodets syrenivå läses av i sammanfogningen av afferenta ariolen och distala tubulus
2. Juxtaglomerulära celler i njuren frisätter erytropoetin (och renin)
3. Röda blodkroppar tillväxer snabbare.
4. Antalet röda blodkroppar i blodet ökar.
5. Syrenivån höjs
Vilka tre sätt kan kroppen reglera pH-värdet
1. pH-reglering i lungorna - CO2 motsvarande ca 20 000mmol/dygn vädras ut.
Om pH-värdet sjunker:
–Andningscentrum stimulerar respiratoriska muskler
–Andningsfrekvens/-djup ökar
–Mer koldioxid ventileras ut och pH stiger, normaliseras
2. Buffert-system - Blixtsnabb normalisering av pH, men ”tillfällig lösning”
- Transport av Co2
- Hemoglobin som "kramar om" vätejoner (och höjer pH
- Intracellulärt kan proteiner och fosfater kramar om H-joner
3. pH-reglering i njurarna - Ca 50-70mmol ickeflyktiga syror utsöndras per dygn (metabola syror, som kroppen inte kan göra sig av med på annat sätt).
- Vid sänkt pH i kroppen utsöndras fler vätejoner (sekretion av H-joner kommer att ske (kostar energi) i distala tubulus, och bikarbonatjoner reabsorberas, vilket höjer pH-värdet
- Vid förhöjt pH i kroppen utsöndras färre vätejoner
Vad är njurarnas huvuduppgift?
1. Reglera kroppens volym, osmolaritet och koncentration av joner i den extracellulära vätskan.
2. Utsöndra kroppsfrämmande ämnen och avfallsämnen som bildas i kroppen vid ämnesomsättningen.
3. Bidra till kroppens syra-basbalans genom att variera urinutsöndringwn av H+ och vätekarbonatjoner (HCO3-)
Förutom huvusuppgiften, vilka andra uppgifter har njurarna?
- Bilda renin
- Producera erytropoietin
- Producera den aktiva formen av vitamin D, kalcitriol
- Bilda glykos från andra utgångsämnen än kolhydrater (glukoneogenes)
Var skapas enzymet renin?
I de så kallade juxtaglomerulära cellerna som finns nära njurens glomeruli (de små kärlnystan där blodet filtreras). Dessa celler utsöndrar renin som svar på lågt blodtryck, låg natriumkoncentration i blodet eller signaler från sympatiska nervsystemet.
Renin spelar en central roll i att reglera blodtryck och vätskebalans genom att aktivera renin-angiotensin-aldosteronsystemet (RAAS).
Varför är trycket högre i glomeruluskapillärerna än vanliga?
1. Motståndet mot blodflödet i de afferenta arteriolerna är mindre än i systemkretsloppet
2. Motståndet i de efferenta arteriolerna är mycket större än i de venoler som dränerar kapillärern i andra vävnader
Genomsläppligheten är 20-50 ggr högre än för vanliga kapillärer.
Vilka tre skikt går filtartionen igenom vid Glomeruluskapillärerna till Bowmans kapsel?
1. Endotelet i glomeruluskapillärerna (som består av porer - fenestrae)
2. Ett genensam basalmembran för ovannämnda två skikt
3. De inre epitelskiktet av Bowmans kapsel (består av fingerliknande utskott som skapar mycket yta)
Vilket protein filtreras "trots allt" i glomeruluskapilärerna?
Albumin - kroppens minsta plasmaprotein, men sedan reabsorberas det av kroppen.
Hur stort är nettofiltrationstrycket i Bowmans kapsel?
1. Hydrostatiskt tryck i affernta artriolerna = 55 mmHg
2. Hydrostatiskt tryck i Bowmans rum = 15 mmHg
3. Kolloidosmotiska trycket i kapillärerna = 30 mmHg
Netto: 55 - (15+30) = 10 mmHg
Vad betyder miktion?
Miktion betyder urinering, det vill säga tömning av urinblåsan.
Hur mätar man njurarnas glomulära funktionen?
- Mätning sv mängden S-kreatinin (en av kroppens slaggprodukter från musklerna som inte filtreras
- Kreatininhalten i urinen