TP3MO1 Njurfysiologi instuderingsfrågor

I**NSTUDERINGSFRÅGOR – BLOCK E – NJURFYSIOLOGI – JENNY**

Det finns 2 olika huvudtyper av transport över membran: passiv transport och aktiv transport. Skillnaden ligger i att passiv transport inte kräver någon energi, medan aktiv transport gör det.

***Passiv transport***kräver ingen energi. Den sker från områden med hög koncentration till områden med lägre koncentration.

***Diffusion av joner*** sker genom jonkanaler, enligt den elektriska gradienten över membranet (ex Na+ som flödar in i celler).

***Vatten diffunderar genom osmos*** via aquaporiner och drivs av en osmotisk tryckgradient. Det kan diffundera tillsammans med andra substanser som är lösta i vattnet, ex Na. Det fenomenet kallas konvektion.

***Aktiv transport***kräver energi i form av ATP. Den sker alltså mot en koncentrations- eller elektrokemisk gradient. Det inträffar vid reabsorption, när kroppen plockar tillbaka ämnen som den vill behålla från urinet till peritubulära kapillärerna (urin à blod). Och vid sekretion, när kroppen vill göra av sig med ämnen, ex läkemedel som finns i blodet (blod à urin).

***Primär aktiv transport*** innebär att ett ämne (Na/K) transporteras med hjälp av en bärare (själva pumpen i Na/K-pumpen), mot koncentrationsgradienten.

***Sekundär aktiv transport*** innebär att en bildad Na-gradient av en Na/K-pump medför att ämnen sedan kan transporteras med Na mot sin koncentrationsgradient. Det här sker exempelvis när glukos, aminosyror och vitaminer transporteras till peritubulära kapillärer.

**Hur fördelas vatten och elektrolyter i kroppen?**

60 % av vår kroppsvikt anses vara ***vatten*** à 2/3 intracellulärt och 1/3 extracellulärt. Volymen extracellulärt fördelar sig interstitiellt (mellan celler) och i plasma. Den stora mängden vatten intracellulärt innebär att en minskad volym vatten i plasman leder till att vatten tas från inuti cellerna (intracellulärt). Vi kan alltså använda vattnet intracellulärt som en källa för vatten.

***Elektrolyter*** är främst:

* Intracellulärt: mycket kalium och lite natrium
* Extracellulärt: mycket natrium och lite kalium.

Kalcium finns i en väldigt liten mängd både intra- och extracellulärt.

**Njurens kärlarrangemang?**

Blod går via bukaortan som grenas av till njurartärer och förgrenas successivt till arterioler vid njurens funktionella enhet - nefronet.

Nefron = glomeruli + proximala tubuli + Henles slynga + distala tubuli + samlingsrör.

Afferenta arterioler kommer att bilda ett nystan av glomerulära kapillärer och dräneras av efferenta arterioler. De bildar en *glomerulär kapillärbädd*. (Det är vid dessa som glomeruli befinner sig)

Det finns även kärl runt nefronen i form av peritubulära kapillärer. Dessa är viktiga vid absorption av ämnen från det bildade urinet.

Vasa recta försöjer njurens märg.

Blodet återvänder via njurvenerna, som tömmer sig i nedre hålvenen i hjärtat.

**Vilka komponenter finns i blod-urin barriären? Egenskaper för dessa?**

Den glomerulära filtrationsbarräriären möjliggör filtration av blodet. Detta sker vid glomerulus, som byggs upp av afferenta arterioler och efferenta arterioler med tillhörande komponenter. Glomerulus uppvisar permselektivitet, vilket innebär att den inte släpper igenom stora proteiner, eller negativt laddade molekyler.

Glomerulus består principiellt av 4 komponenter, sett utifrån och inåt:

1. ***1.*** ***Podocyter*** – ligger utanpå glomerulus med sina små fotutskott. Elimineras fotutskotten kan mycket protein läcka ut i urinen – sk nefrotiskt syndrom kan uppstå.
2. ***2.*** ***Basalmembran***– starkt negativt laddat och består av mycket kollagen och proteoglykaner.
3. ***3.*** ***Endotelceller*** – i kapillärväggen. Är fenestrerat, dvs. utan täckande membran.
4. ***4.*** ***Glykocalyx*** – ett slemskikt beläget på endotel. Vetter direkt mot blodet. Hjälper till att hålla negativt laddade proteiner kvar inne i glomeruli, alltså en del av laddningsbarriären.

**Vad sker i proximala tubuli? Hur sker det? (aktivt/passivt? , skilj på vatten & salter).**

I proximala tubuli sker en reabsorption (tillbaka till blodet) av en stor mängd tidigare filtrerat vatten och salt, all glukos, alla aminosyror och nästan all bikarbonat.

***Vattentransporten sker passivt***. Na diffunderar in i tubulära celler pga deras låga Na-koncentration. En Na/K-pump kommer att pumpa ut 3 Na (samtidigt som den tar in 2 K) och därmed skapa en Na-gradient. Då kan ytterligare Na diffundera in. Vattnet reabsorberas därefter främst via aquaporiner och då sekundärt till upptag av andra ämnen, så som tidigare nämnda Na, men även glukos.

En viss del av vattnet reabsorberas genom osmos (=totala koncentrationen av alla partiklar i en lösning). En vattenlösning som innehåller mer salt (hyperosmolär) kommer då att diffundera till en vattenlösning som innehåller mindre salt (hypoosmolär). Detta sker paracellulärt, mellan cellerna i proximala tubuli.

***Salttransporten sker aktivt ut ur proximala tubuli mot blodkärlen.***Detta genom tidigare nämnda Na/K-pump (3Na ut, 2K in). Men den sker även ***passivt in till proximala tubuli*** (genom diffusion av Na) från dess lumen.

**Vad händer med urinens osmolaritet längs nefronet?**

I glomeruli kommer vätska att filtreras och bilda primärurin som sedan fortsätter till ***proximala tubuli***. Där sker en stor reabsorption, 2/3 av filtrerat vatten ***och*** salt. Urinet är alltså *isoosmolärt*= lika mycket koncentrerat som blodet med avseende på salter.

Urinets osmolaritet kommer förändras ytterligare längs nefronet. Detta sker i ***Henles slynga***, där ***descendens*** (nedåtgående delen) är mycket mer permeabel för vatten än för NaCl. Det är en riklig förekomst av aquaporiner där, vilket gör att det finns stora möjligheter att transportera vatten ut ur slyngan. Urinet blir mer koncentrerat med avseende på salter = *hyperosmolärt*.

***Ascendens***(uppåtgående delen) av Henles slynga har inga aquaporiner och är helt impermeabel för vatten. Däremot är den permeabel för NaCl, som därför kan diffundera ut från slyngan. Urinet blir mindre koncentrerat med avseende på salter = *hypoosmolärt*.

Mer specifikt, i den tjocka delen av ascendens, ***TAL (Thick Ascending Loop of Henle)***, finns en speciell transportör, som möjliggör att interstitiet kan ta upp mycket av salterna från urinet. Det här leder till att urinet blir *hypoosmolärt*, dvs innehåller en mindre mängd salt än normalt, när det lämnar TAL.

När urinet kommer till distala tubuli är det alltså *hypoosmolärt*.

**Vad sker i Henles loops nedstigande (descendens) del? Vad sker i den uppåtstigande (ascendens) delen? Orsak till skillnaden?**

*Descendens*: vatten träder ut ur slyngan.

*Ascendens*: NaCl träder ut ur slyngan.

*Orsak till skillnaden*: descendens har aquaporiner och är permeabel för vatten. Ascendens har inga aquaporiner och är inte permeabel för vatten, men däremot permeabel för NaCl.

För mer utförlig information, se fråga ovan.

**I tjocka delen av Henles loop, TAL, konsumerar TAL-cellerna mycket energi. Vad används denna energi till?**

I den tjocka delen av ascendens, ***TAL (Thick Ascending Loop of Henle)***, finns en speciell transportör, som möjliggör att interstitiet kan ta upp mycket av salterna från urinet. Det här leder till att urinet blir *hypoosmolärt*, dvs innehåller en mindre mängd salt än normalt, när det lämnar TAL.

Salt kommer att transporteras från tubulis lumen och ut till märgens interstitium (och slutligen blodet). Det här kommer kräva en transportör, Na-2Cl-K, då TAL-cellerna inte är permeabla för salter. Denna transport av salter ut till interstitiet drivs av en Na/K-pump. Na/K-pumpar kräver som bekant energi i form av ATP. Energin används alltså för att transportera ut salter till interstitiet.

**Redogör för uppkomsten av den hyperosmolära gradienten i njurmärgen? Hur är den sammansatt? Vilka är de viktigaste ämnena i märgen? Total osmolaritet kan uppgå till \_ mOsm som mest.**

Den hyperosmolära gradienten (mycket salter) i njurmärgen uppkommer av tidigare nämnda TAL-celler och deras mekanism med en Na-2Cl-K-transportör som kräver ATP för sin transport. Gradienten är sammansatt av Na, Cl och K. Total osmolaritet kan uppgå till 1400 mOsm.

**Hur regleras om urinen ska vara hypo- eller hyperton? Var sker det? Urinvolymens storlek varierar mellan \_ och \_\_\_.**

Från Henles slynga fortsätter urinen till *distala tubuli och samlingsrören som reglerar den finala vattenmängden hos urinen*. Det här sker genom två olika hormoner: ADH och aldosteron.

***ADH – antidieuretiskt hormon***. Påverkar främst samlingsrören. Finns det mycket ADH, dvs att vi har stort behov av att behålla vätska (ex om man inte druckit vatten en hel dag), kommer mycket av vattnet i urinen att reabsorberas och vi får en väldigt koncentrerat urin. Det här sker genom att en ökad mängd aquaporiner bildas och vatten diffunderar ut till blodbanan à högt blodtryck.

Om det finns lite ADH, dvs att vi inte har stort behov av att behålla vätska (ex om man druckit mycket vatten en hel dag), kommer vattnet i urinen att stanna kvar och vi får en väldigt utspädd urin à sänkt blodtryck.

***Aldosteron***- bildas i binjurarna vid minskad blodvolym eller förhöjda angiotensin II-nivåer. Det stimulerar till bildning av fler Na-transportörer i dem distala delarna av nefronet. Detta leder till ett ökat upptag av både Na och vatten och resultatet blir en liten, koncentrerad volym urin.

***RAS-systemet*** kan också påverka urinens koncentration. Detta genom att renin omvandlas till angiotensin II via ACE och leder till ökad reabsorption av Na. Vatten kommer följa med Na och leda till att urinen blir mer koncentrerat. Angiotensin II, som tidigare nämnt, ökar även mängden aldosteron, vilket ytterligare ökar urinens koncentration.

***Urinvolymens storlek***varierar mellan 0,5 – 20 liter per dygn (ß upp till 20 om ex. ADH inte finns tillgängligt). Normalt sett ligger den på 1,5 – 2 liter per dygn.

**Vad sker i den juxtoglomerulära apparaten (JGA)?**

JGA utgörs av distala tubuli som tagit kontakt med sitt glomerulus och fungerar som en kontrollstation. Tubulusceller har här förändrats till speciella macula densa celler, som fungerar som NaCl sensorer. Om koncentrationen av NaCl är för hög kommer flödet att bromsas, så mer NaCl hinner tas upp à GFR minskar i glomerulus.

Om koncentrationen av NaCl är för låg kommer flödet att ökas, så mindre NaCl hinner tas upp à GFR ökar i glomerulus. JGA kan alltså finreglera GFR utefter koncentrationen av NaCl i blodet!

Renin kan också frisättas från juxtoglomerulära celler när ex baroreceptorer i hjärtat förmedlar om ett sänkt tryck. Detta leder till en kaskadreaktion där angiotensin II till slut förmedlar ett ökat blodtryck.

**Vad är en aquaporin?**

Ett membranprotein som möjliggör vattentransport. Aquaporiner finns exempelvis i descenderande delen av Henles loop.

**Vilken är urinens viktigaste buffert?**

Ammoniak är urinens viktigaste buffert. Ammoniak kommer utsöndras från celler i tubuli och reagera med syran för att bilda ammoniumjonen NH4+.

NH3 + H+ à NH4+.

Denna ammoniumjon kan inte gå över membran tillbaka till blodet och därför kommer den stanna i urinen och slutligen även kissas ut. På så sätt kan vi bli av med syror (vätejoner) via urinen.

**Varför får den njursjuke blodbrist?**

Njursjuka har ett mindre antal funktionella nefron. Det innebär att mindre erytropoetin, EPO, kommer bildas i njuren. EPO har till uppgift att reglera hemoglobinhalten i blodet. Vid njursjukdom kommer alltså den minskade mängden EPO leda till att hemoglobinhalten i blodet sjunker, vilket leder till blodbrist (anemi).

**Hur fungerar loopdiuretika?**

Loopdiuretika är vätskedrivande mediciner och kommer verka mot ascenderande delen av Henles loop och motverka reabsorptionen av NaCl genom att agera mot Na-2Cl-K-transportören i TAL. Det här innebär att det inte bildas någon saltgradient i ascendens och därmed förhindras utträdet av vatten från descendens. Resultatet blir att mer vatten stannar kvar i urinen och kissas ut à vätskedrivande.

**Vad gör aldosteron?**

***Aldosteron*** - bildas i binjurarna vid minskad blodvolym eller förhöjda angiotensin II-nivåer. Det stimulerar till bildning av fler Na-transportörer i dem distala delarna av nefronet. Detta leder till ett ökat upptag av både Na och vatten och resultatet blir en liten, koncentrerad volym urin.