Czynności nerek

Głównym zadaniem nerek jest zapewnianie stałości środowiska wewnętrznego organizmu poprzez wydalanie nadmiaru wody, soli mineralnych i innych substancji zbędnych lub szkodliwych takich jaki mocznik, kreatynina, kwas moczowy. Nerki usuwają też wiele substancji obcych, które nie uległy rozpadowi np. liczne leki.

Z moczem wydalane są pewne substancje istotne dla procesów fizjologicznych, takie jak sód, potas, wapń, fosforany i woda. Te substancje muszą być wydalone w takiej ilości, aby ich stężenie w płynach ustrojowych utrzymywało się na jednakowym poziomie.

Można na tej podstawie wyróżnić 3 podstawowe czynności nerki:
1. regulacyjną (utrzymanie stałej objętości, składu i odczynu płynów ustrojowych, zapobieganie utracie substancji niezbędnych np. wody, sodu, potasu)
2. wydalniczą (usuwanie z organizmu zbędnych końcowych produktów przemiany materii, np. mocznika, kwasu moczowego, fosoranów)
3.wewnątrzwydzielniczą (produkcja i wydzielanie min. reniny, erytropoetyny, prostaglandyny).

I. REGULACJA RÓWNOWAGI KWASOWO-ZASADOWEJ

Ważną rolą nerki jest utrzymanie równowagi kwasowo - zasadowej.
Komórki i tkanki naszego organizmu są bardzo wrażliwe na zmianę środowiska wewnętrznego w kierunku kwasowym albo zasadowym.

Stąd kwasica i zasadowica stanowią istotne zagrożenie dla organizmu. Udział nerki w gospodarce polega na wchłanianiu zwrotnym wodorowęglanów (ich oszczędzaniu) oraz wydzielaniu jonu wodorowego.

W komórkach kanalika dalszego powstaje w wyniku procesów metabolicznych ,dwutlenek węgla. Komórki te mają enzym anhydrazę węglanową, która przyśpiesza ok.300-krotnie reakcje CO₂ z wodą, w wyniku czego prawie cały CO₂ zamienia się w kwas węglowy wg. reakcji:

H₂O +CO₂ anhydraza węglanowa H₂CO₃

Kwas węglowy ulega częściowej dysocjacji na jon wodorowy i anion wodorowęglanowy:

H₂CO₃ H⁺ +HCO^3-

Uwolniony jon wodorowy zostaje wydzielony do światła kanalika nerkowego w zamian za jon sodowy, który wchodzi do komórki i razem z anionem wodorowęglanowym NaHCO3- zostaje zwrócony do krwi.

W ten sposób zostaje zaoszczędzony zapas sodu ustrojowego i zapas wodorowęglanów (MICHAJLIK1994).

Drugi mechanizm polega na wydalaniu jonu wodorowego za pośrednictwem fosforanów. Uwolniony w wyżej wymieniony sposób jon wodorowy wymienia się na sód, zamieniając fosforan dwusodowy na fosforan jednosodowy. W ten sposób może ulec wydaleniu duża ilość jonów wodorowych przy równoczesnym oszczędzaniu sodu. Kwas ten daje się w moczu zmiareczkować ługiem i dlatego ta część kwasów nazywana jest "kwaśnością miareczkową" (MICHAJLIK1994).

Trzeci mechanizm polega na wydzielaniu przez komórki kanalikowe amoniaku. Powstaje on z dezaminacji aminokwasów. Amoniak dyfunduje do światła kanalika. Gdzie przy udziale jonu wodorowego powstaje jon NH4+, który łączy się z chlorem uwalniając sód. (MICHAJLIK1994).

Kwaśność miareczkowa stanowi 25-40% wydalonego jonu wodorowego, pozostała część zaś wydalana jest w powiązaniu z amoniakiem (DOMAŃSKI 2000)

II.TWORZENIE MOCZU

Powstawanie moczu jest możliwe dzięki trzem procesom: filtracji (przesączaniu), resorpcji (wchłanianiu zwrotnemu) i wydzielaniu (zagęszczaniu)

1.Filtracja

Filtracja czyli inaczej przesączanie, zachodzi między siecią naczyń włosowatych kłębuszka a ścianą torebki Bowmanna. Krew przepływa w kłębuszku pod bardzo dużym ciśnieniem, który wtłacza ponad 10% osocza krwi do torebki Bowmanna. Tak wysokie ciśnienie jest spowodowane kilkoma czynnikami. Po pierwsze, w naczyniach włosowatych kłębuszka jest wysokie ciśnienie hydrostatyczne spowodowane znacznym oporem przepływowym. Wynika on z tego, że średnica tętniczki doprowadzającej jest znacznie większa niż średnica tętniczki odprowadzającej

Po drugie, silnie skręcony, gęsty splot naczyń w kłębuszku tworzy znaczna powierzchnię, przez którą może odbywać się filtracja.

Po trzecie, duża jest przepuszczalność naczyń włosowatych kłębuszka. Między komórkami nabłonka gładkiego znajdują się liczne otworki (kapilary) (VILLEE1996).

Bariera filtracyjna kłębuszka, którą tworzą ściany naczyń włosowatych i cienka błona okrywająca otworki szczelinowate pomiędzy podocytami oraz ładunek ujemny tych komórek, nie przepuszcza krwinek, płytek krwi i białek osocza.

Należy podkreślić, że wielkość przesączania zależy nie tylko od wielkości cząstek, ale również od kształtu i ładunku elektrycznego.

Na przykład część białek jest naładowana ujemnie i są one przez błonę filtracyjna odpychane, przez co możliwość przechodzenia ich do moczu jest utrudniona (DOMAŃSKI2000).

Znaczne uszkodzenie struktury błony filtracyjnej lub utrata ładunku powoduje, że do moczu pierwotnego dostają się substancje o dużych cząstkach np. globuliny czy krwinki czerwone i białe.

U mężczyzny filtracja wynosi 125ml/min, u kobiety 110ml/min.
Wynika więc z tego, że na dobę powstaje w nerkach około 180 l przesączu. Całe osocze krwi filtruje się w ciągu 25minut, a w ciągu doby około 60 razy (MICHAJLIK 1994)

2.RESORPCJA

Zbierany przesącz w torebce Bowmanna jest transportowany do kanalika proksymalnego jako tzw. mocz pierwotny. Tutaj 50-75% przesączu ulega resorpcji zwrotnej czyli wchłanianiu zwrotnemu. Wchłaniane są tu miedzy innymi glukoza, aminokwasy, niektóre białka, woda, mocznik, jony sodu, chloru, wapnia i fosforanów, potasu, witaminy. Wydzielane (sekrecja) do światła kanalika są :leki i pewne barwniki. Część z nich przemieszcza się na zasadzie dyfuzji, część w sposób aktywny

W pętli Henlego następuje stopniowe zagęszczanie moczu a w kanaliku dystalnym, następuje dalsze wchłanianie wody, sodu, magnezu, chloru i mocznika oraz sekrecja min. wodoru, potasu, jonów amonowych. Ostatni etap resorpcji i zagęszczania moczu zachodzi w kanalikach zbiorczych.

Należy podkreślić, że wchłanianie wody w kanalikach dystalnych i zbiorczych jest regulowane przez hormon antydiuretyczny i zależy od ilości płynów we krwi (DOMAŃSKI 2000)

Mechanizm przeciwprądowy

Przy dużym spożyciu płynów wydalane są znaczne objętości rozcieńczonego moczu. Gdy organizm otrzymuje niewielkie ilości płynów, metabolity muszą być usunięte ,ale dla oszczędności, wydalana jest niewielka ilość stężonego moczu.

Zdolność nerek do wytwarzania moczu o różnym stężeniu zależy od wysokiego stężenia soli w miąższu rdzenia nerki. To wysokie stężenie soli utrzymuje się dzięki resorpcji soli z różnych części kanalików nerkowych i dzięki mechanizmowi przeciwprądu.

Stężenie moczu pierwotnego jest izotoniczne względem płynu tkankowego. Woda więc będzie uchodzić z niego, a stąd do krwi.

Ściany zstępującego ramienia pętli Henlego są przepuszczalne dla wody, słabo zaś przepuszczalne dla soli i mocznika. Woda więc będzie wydostawać się na zewnątrz a mocz ulega zagęszczeniu, staje się hiperosmotyczny. Gdy zagęszczony mocz przemieszcza się wzdłuż ramienia wstępującego, nieprzepuszczalnego dla wody, to sole dyfundują do płynu tkankowego.
Mocz wtórny w kanaliku dystalnym staje się izoosmotyczny lub nawet hipoosmotyczny, a woda nadal na zasadzie osmozy uchodzi do płynu tkankowego i zbierana jest przez naczynia krwionośne.

W kanalikach zbiorczych następuje dyfuzja mocznika do płynu tkankowego. Powoduje to zwiększenie stężenia płynów, a to sprzyja dyfuzji wody z zstępującego ramienia pętli Henlego.(VILLEE1996)

Warto podkreślić fakt, że przesącz w obu ramionach pętli Henlego płynie w przeciwnych kierunkach. Przesącz w ramieniu zstępującym jest zagęszczany, w ramieniu wstępującym rozcieńczany, co sprzyja utrzymaniu wysokiego stężenia soli w płynie tkankowym rdzenia nerki. Jest to mechanizm przeciwprądowy.

Kanaliki zbiorcze przechodzą przez hipertoniczny płyn tkankowy rdzenia nerki i na skutek dyfuzji wody, mocz ostateczny staje się wobec krwi hiperosmotyczny. W tak zagęszczonym moczu utrata wody jest znikoma. Przy stanach pragnienia mocz ulega dalszemu zagęszczaniu, ale już przy udziale hormonu antydiuretycznego, który zwiększa przepuszczalność ścian kanalika zbiorczego dla wody

Wytworzony mocz ostateczny gromadzi się w miedniczce nerkowej a potem spływa do pęcherza moczowego przez moczowody

Woda, która dyfunduje z przesączu do płynu tkankowego jest usuwana przez naczynia proste, mające kształt szpilki do włosów.

Krew w ramionach naczyń prostych płynie w przeciwnych kierunkach, zgodnie z zasadą przeciwprądu. W rezultacie, znaczna ilość mocznika i soli, które dostały się do krwi, raz jeszcze uchodzi z krwi w nu naczyniach prostych i utrzymuje znaczne stężenie soli w płynie tkankowym rdzenia nerki.(VILLEE1996)

3. MOCZ

Dobowa ilość moczu ostatecznego wydalanego przez zdrowego człowieka waha się od 600 do 2500 ml i jest uzależniona od różnych czynników (ilości wypitych płynów ,temperatury).

Mocz ma barwę słomkową lub bursztynową. Intensywność zabarwienia zależy od ilości wytworzonego mocz u (mocz zagęszczony jest ciemniejszy)wskutek większej ilości barwnika moczu- urochromu. Gęstość waha się od 1,003 do 1,03
Skład moczu zdrowego człowieka przedstawiony został w tabeli nr 1
 

Tab.1 WYDALANIE GŁÓWNYCH SKŁADNIKÓW W MOCZU (wg.Michajłowa)
Składnik moczu Wydalanie	(w g na dobę)
woda	600-2500
mocznik	33
kwas moczowy	0,6
kreatynina	1
siarczany	2
fosforany	1,7
chlorki	7
amoniak	0,7
potas	2,5
sód	6
wapń	0,2
magnez	0,2

III. REGULACJA FUNKCJONOWANIA NERKI

Na regulację działalności nerki mają wpływ: przysadka mózgowa, nadnercza, przytarczyce i sama nerka. Ponieważ wydzielanie przysadki mózgowej jest uzależnione od podwzgórza mózgu, mówimy o układzie podwzgórzowo- przysadkowo- nadnerczowym jako o głównym regulatorze funkcji nerek.(KRZYMANOWSKI1983)

Czynnikami prowokującymi wydzielanie odpowiednich hormonów są: zmiany składu osocza krwi, a zwłaszcza zmiany ciśnienia osmotycznego i stężenia w osoczu sodu, zmiany składu moczu kanalikowego, zmiany ciśnienia krwi w naczyniach kłębuszka nerkowego oraz stany psychiczne. Adrenalina np. powoduje silne zwężenie naczyń nerkowych, co może spowodować bezmocz (anurię).

Zmiany ciśnienia osmotycznego krwi są sygnalizowane przez tzw. osmoreceptory podwzgórza, które pobudzają działalność przysadki. Zaczyna ona wydzielać hormon antydiuretyczny zwany wazopresyną. Mechanizm działania wazopresyny polega na zwiększeniu przepuszczalności nabłonka kanalików dystalnych i zbiorczych dla wody, skutkiem czego jest zwiększenie resorpcji wody a zmniejszenie ilości wydalanego moczu. Jednocześnie wzmaga się pragnienie spowodowane wzrostem ciśnienie krwi.

Przy dużym nawodnieniu, spada ciśnienie krwi, zmniejsza się więc ilość wazopresyny we krwi, maleje wchłanianie wody a wzrasta ilość wydalanego moczu. (KRZYMANOWSKI1983).(rys.1)


Rys.1.Regulacja objętości wydalanego moczu (wg.Villeego)

Na mineralny skład moczu wpływają hormony kory nadnerczy- mineralokortykoidy, głównie aldosteron. Zwiększa on wchłanianie zwrotne sodu w kanalikach dystalnych oraz jego wymianę na jon potasu i jon wodorowy. Skutkiem tego rośnie ilość sodu we krwi i tkankach. Wzrost sodu w organizmie powoduje wzrost ciśnienia osmotycznego płynów ustrojowych, a to pociąga za sobą zwiększenie wydzielania wazopresyny. Na wydzielanie aldosteronu ma wpływ głównie zmiana objętości krwi. (KRZYMANOWSKI1983).

Hormony tarczycy zwiększające wyrzut sercowy i ciśnienie krwi, zwiększają sączenie w nerkach, obniżają wchłanianie zwrotne wody i działają moczopędnie. (KRZYMANOWSKI1983) (rys 2)


Rys.2.Wpływ hormonów na czynność nerek

IV. WEWNĄTRZWYDZIELNICZA DZIAŁANOŚĆ NERKI

W nerkach wytwarzane są różne hormony, min. renina, erytropoetyna, aktywna witamina D3, prostaglandyny, kininy, endotelina.

Jedną z substancji regulującą czynność nerek i wytwarzaną przez nie same, jest renina. Enzym, syntetyzowany w komórkach tzw. aparatu przykłębuszkowego. Składa się on z plamki gęstej i z poduszeczki biegunowej przydanki tętniczki doprowadzającej. Plamka gęsta zaś, jest to fragment kanalika dystalnego o nieco innej budowie komórek.
Renina odczepia od białkowego substratu osocza mało aktywy dekapeptyd (angiotensynę I) z którego później (w tkance płucnej) pod wpływem konwertyty powstaje angitensyna II. Jest ona substancją o potężnym działaniu naczyniokurczącym. Powoduje też pobudzenie syntezy aldosteronu.

Zwiększone działanie reniny ma miejsce min. przy spadku ciśnienia krwi, (np. po krwotokach) i w nadciśnieniu tętniczo - nerkowym. (DOMAŃSKI2000)

Przez komórki śródmiąższowe naczyń krwionośnych kory nerek wytwarzana jest erytropoetyna. Hormon ten pobudza erytropoezę w szpiku, nasila syntezę hemoglobiny oraz przyśpiesza uwalnianie retikulocytów ze szpiku. Niedobór erytropoetyny jest główną przyczyną niedokrwistości występującej w schyłkowej niewydolności nerek. W tych przypadkach wielkość syntezy erytropoetyny w wątrobie, która wynosi 10% całej puli erytropoetyny, jest niewystarczający.(DOMAŃSKI2000)

Prostaglandyny są substancjami hormonalnymi o budowie nienasyconych kwasów tłuszczowych. Ich synteza odbywa się w rdzeniu nerek. Rozszerzają naczynia krwionośne, zwiększają wydalanie sodu, zwiększają przepływ krwi przez nerki.

Nerka też jest głównym miejscem wytarzania aktywnej witaminy D3. Niedobór tej witaminy prowadzi do wtórnej nadczynności przytarczyc, zaburzeń wapniowo -fosforanowych i ciężkich zmian kostnych (tzw. osteodystrofia nerkowa) (DOMAŃSKI2000).

Opracowanie: Lidia Szczytowska

Wyświetleń: 4627