Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Kiválasztás. Ionális és ozmótikus egyensúly soksejtű élőlényekben az intersticiális folyadék a belső környezet - összetétele hasonlít az őstengerére:

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Kiválasztás. Ionális és ozmótikus egyensúly soksejtű élőlényekben az intersticiális folyadék a belső környezet - összetétele hasonlít az őstengerére:"— Előadás másolata:

1 Kiválasztás

2 Ionális és ozmótikus egyensúly soksejtű élőlényekben az intersticiális folyadék a belső környezet - összetétele hasonlít az őstengerére: magas Na +, alacsony K +, alacsony Ca ++ és Mg ++ ennek fenntartása az ozmoregulátor szervek feladata: izovolémia, izoionia, izohidria további feladat: mérgező anyagcseretermékek eltávolítása (főként a fehérjék N-je) tengeri gerinctelenek: tengervízzel azonos ozmózisnyomás és ionkoncentráció tengeri gerincesek: nyálkahal (körszájú) kivételével kb. egyharmad ionkoncentráció, MgSO 4, Cl - jóval alacsonyabb; cápa-rája ozmózisnyomás tengervízzel azonos - karbamid édesvizi, szárazföldi: ionkoncentráció harmad; édesvízhez hiper-, tengerhez hipozmótikus   Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Tab

3 Ozmótikus kicserélődés sejtmembrán ozmótikusan azonos, ionálisan különböző oldatokat választ el hám (epitelium) általában mindkét szempontból eltérőt nem zárhatja el magát az állat a külvilágtól: gázcsere, táplálkozás; bár Artemia salina obligát és szabályozott ozmótikus kicserélődés az obligát fizikai faktoroktól függ, állat kevéssé tudja kontrollálni a fiziológiailag szabályozott kompenzálja az obligát által okozott eltéréseket az ozmoregulációban a hámnak általában csak kis része vesz részt: kopoltyú, vese, sómirigy, bél

4 Obligát ozmótikus kicserélődés a bőr, a légzőfelület, és minden környezettel érintkező hám területén folyik tényezői: –gradiens: a pocsolyában ülő békába víz lép be a bőrén át; a csontos halból a tengerben víz távozik, de NaCl- lép be, édesvízi hal sót veszít de vizet nyer a kopoltyúján át –felület: kis állat - nagyobb relatív felület, gyorsabb kiszáradás –permeabilitás: transzcelluláris és paracelluláris átlépés (de: tight junction); kétéltűek bőre, halak kopoltyúja magas permeabilitású hüllők, sivatagi kétéltűek, madarak, emlősök bőre kevéssé átjárható (bőrtömlők), de izzadással az emlősök is sokat veszítenek –táplálkozás, metabolizmus, ürítés: sivatagi élőlényeknek a metabolikus víz igen fontos, de a tengeri emlősöknek is (fóka halat eszik hízik, gerinctelent eszik, zsírt éget a víz kedvéért) –légzés: az orr szerepe - víz kicsapódás, hűtés kilégzéskor - tél, intubáció utáni légcsőfájdalom

5 Ozmótikus szabályozás I. a gerincesek legnagyobb része szigorú ozmoregulátor - kivétel: cápa-rája és nyálkahal a tengeri gerinctelenek egyensúlyban vannak, a többiek, a gerincesekhez hasonlóan, tengerhez képest hipo-, édesvízhez hiperozmótikusak vannak ozmokonformerek és ozmoregulátorok közöttük vízből lélegző édesvizi állatok –hiperozmótikusak: mosm, míg a víz általában 50 mosm alatt: víz belépés, só kilépés –kompenzálására híg vizeletet termelnek, a sót a táplálékkal veszik fel, illetve aktív transzporttal a vízből (hal, béka), bőrük átjárhatóságát csökkentik –nem isznak édesvizet   Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

6 vízből lélegző tengeri állatok –gerinctelenek egyensúlyban –nyálkahal csak Ca ++, Mg ++, SO 4 2- szabályozás –rája-cápa ozmótikus egyensúly karbamid miatt, fölösleges sót végbél miriggyel távolítja el –halak vizet veszítenek, ezért tengervizet isznak, felesleges sót kopoltyún át aktív transzporttal távolítják el (klorid sejtek)   levegőt lélegző tengeri állatok –vízvesztés a légzőhámon és más hámfelületeken át –tengeri hüllők és madarak tengervizet isznak, de a halakhoz hasonlóan nem tudnak erősen hiperozmótikus vizeletet készíteni - sómirigyek –tengeri emlősök nem isznak tengervizet, táplálékkal és metabolitikus úton nyernek vizet, hiperozmótikus vizeletet termelnek –oroszlánfóka hímek 3 hónapig is tartózkodnak a parton evés-ivás nélkül, kis fókák 8-10 hétig hasonlóan vannak, míg anyjuk a tengeren van   Ozmótikus szabályozás II. Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

7 Ozmótikus szabályozás III. levegőt lélegző szárazföldi állatok –ha van édesvíz, akkor pótolható a légzéssel elvesztett víz, a só (vizelet, ürülék, verejtékezés) pedig a táplálékkal - takarékoskodni kell –hajótöröttek problémája: emberi vese 6 g Na + /l vizelet, tengervízben 12 g/l - a tengervíz ivása sófelhalmozódást okoz –sivatagi állatok kettős nehézséggel néznek szembe: vízhiány és meleg –sivatagi ugróegér: nappal földalatti üregben, csak éjjel aktív; metabolikus víznyerés, vízvisszanyerés az orrban –teve: nem tud üregbe bújni; ha dehidrált nem izzad, inkább felmelegszik: 35-41° C között ingadozik a testhőmérséklete; ilyenkon nem vizel, a karbamidot a szövetekben tárolja; széklet száraz, vizelet hiperozmótikus   Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

8 Összefoglaló táblázat

9 Az emlősök vízterei az emberi test átlagosan 60%-a víz, de férfi- nő, öreg-fiatal különböző kompartmentumokban található intracellulárisan 2/3, extracellulárisan 1/3 extracelluláris 3/4-e intersticiálisan, 1/4-e vérplazmában elválasztó felületek, átlépési szabályok már ismertek térfogatok mérése hígitási elv alapján: Evans- blue, inulin, triciált víz igen fontos a homeosztázis: kolera, vérhas - kiszáradás, trópusi kazánfűtő - vízmérgezés, súlyos égés - bőrhiány miatt kiszáradás a szabályozásban emberben a vese a döntő, de igen nagy szerepe van a magatartási szabályozásnak is - víz csak korlátozottan “termelhető” metabolikusan

10 Az emlős vese az ozmoreguláció szerveiben (bőr, kopoltyú, vese, bél) mindenütt transzporthámot találunk: polarizált - apikális (lumináris, mukózális) és bazális (szerózális) felszín eltérő sajátságú a transzporthám teljesítőképességét speciális struktúrába rendeződés fokozza: tubuláris szerkezet az emlős vese működése jól ismert - bár nem reprezentatív valamennyi gerinces vesére testsúly 0,5%-a, perctérfogat 20-25%-a kéreg, velő, vesepiramis, vesemedence, húgyvezető, húgyhólyag, húgycső   napi 1 l, kissé savas (pH 6) vizelet keletkezik, összetétele, mennyisége táplálék és vízháztartás függő - sör, amidazophen, stb. Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

11 A vese működési egysége az emlős vese működési alapegysége a nefron afferens és efferens arteriola, közte glomerulus; Bowman tok, proximális kanyarulatos csatorna, Henle kacs, disztális kanyarulatos csatorna, gyűjtőcsatorna   a többség (85%) kortikális, a maradék (15%) juxtamedulláris nefron a vizelet képződésének lépései: –ultrafiltráció –reabszorpció –szekréció a vese igen fontos szerepet játszik a pH szabályozásában a vese távolítja el a fehérjék bomlása során keletkező ammóniát Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

12 Ultrafiltráció a víz és az oldott anyagok 15-25%-a filtrálódik, napi 180 l - fehérjék és vérsejtek maradnak a filtráció függ: –a kapilláris és a Bowman tok lumene közötti hidrosztatikai nyomástól: = 40 Hgmm –a vér kolloid ozmótikus nyomásától: 30 Hgmm - az effektív filtrációs nyomás = 10 Hgmm   –a szűrő hidraulikus permeabilitásától: fenesztrált kapillárisok, alaphártya (kollagén+negatív glikoproteinek), podociták (nyúlványaik között hosszúkás rések) ,   a bőséges vérellátás a viszonylag alacsony ellenállásnak köszönhető - afferens arteriola vastag és rövid - magas nyomás a glomerulusban vérátáramlás szabályozása: bazális miogén tónus, juxtaglomeruláris apparátus parakrin hatása, szimpatikus hatás (afferens, glomerulus, podocita)   Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

13 Clearance egy anyag clearance-e az a plazma mennyiség, amely “megtisztul” az adott anyagtól a vesében VU CP = VU azaz C = P ahol C - clearance, P - plazma koncentráció, V - a vizelet mennyisége 1 perc alatt, U - az anyag koncentrációja a vizeletben ha olyan anyagot nézünk, ami nem szívódik vissza és nem szekretálódik (pl. inulin), akkor megkapjuk az 1 perc alatt képződő szűrlet mennyiségét : GFR ha olyan anyagot nézünk, ami teljes egészében szekretálódik (pl. PAH), akkor megkapjuk a vesén 1 perc alatt átáramló plazma (RPF) mennyiségét, illetve kiszámíthatjuk az RBF-t

14 Tubuláris reabszorpció I. a 180 l elsődleges szűrletből 1 l vizelet lesz, az 1800 g NaCl-ből csak 10 g ürül a visszaszívás folyamatairól az 1920-as években kifejlesztett mikropunkciós módszerrel tudtak meg igen sokat az egyes szakaszok szerepe: –proximális tubulus a Na + 70%-a aktív transzporttal visszaszívódik, Cl - és víz passzívan követi   a szürlet izozmótikus, de a vissza nem szívott anyagok koncentrációja négyszeres a sejteken felületnövelő kefeszegély van glukóz és aminosavak a Na + gradiense segítségével (synport) szívódnak vissza jellemző a tubuláris maximum: 1,8 mg/ml alatt teljes visszaszívódás (normális érték: 1,0 mg/ml), 3,0 mg/ml felett teljes telítettség - cukorbetegségben cukor a vizeletben a Ca ++, a foszfát és az egyéb elektrolitok szükségletnek megfelelően szívódnak vissza - lásd később Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

15 Tubuláris reabszorpció II. –Henle kacs leszálló szakasza nincs kefeszegély, kevés mitokondrium - nincs aktív transzport alacsony só és karbamid permeabilitás, magas víz permeabilitás –Henle kacs vékony felszálló szakasza nincs kefeszegély, kevés mitokondrium - nincs aktív transzport alacsony víz és karbamid permeabilitás, magas NaCl permeabilitás –Henle kacs vastag felszálló szakasza aktív Na + visszaszívás alacsony víz permeabilitás –disztális kanyarulatos csatorna aktív Na + visszaszívás, passzív vízvisszaszívás K +, H + és NH 3 transzport igényeknek megfelelően - lásd később (pH szabályozás) a transzport hormonális szabályozás alatt - fakultatív –gyűjtőcsatorna aktív Na+ visszaszívás a kortikális részen, erős karbamid permeabilitás a belső medulláris részen szabályozott víz permeabilitás (ADH)   Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

16 Tubuláris szekréció a nefronban különböző rendszerek, amelyek a plazmából a tubulusba szekretálnak anyagokat legjobban vizsgált: K +, H +, NH 3, szerves savak, szerves bázisok a nefron igen sokféle anyagot tud szekretálni: a máj számos molekulát glükuronsavval, vagy annak szulfátjával konjugál, és azt ismeri fel a transzportrendszer K + felvétele a proximális tubulusban és a Henle kacsban (Na/2Cl/K transzporter) túl magas K + koncentráció esetén disztális tubulusban szekréció, de Na + felvétellel kapcsoltan aldoszteron függő módon - K + közvetlenül hat, Na + renin-angiotenzinen át   konfliktus esetén inzulin szekréció K + hatására - főleg zsírsejtek felveszik a K + többletet a H + és NH 3 kiválasztás a pH szabályozás szolgálatában áll Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

17 pH szabályozás I. normál pH 7,4 - 7,35 már acidózis, 7,45 alkalózis normál működés 7,0 és 7,8 között képzelhető el állandóságát pufferrendszerek biztosítják + légzés és kiválasztás Henderson-Hasselbalch egyenlet: [A - ] pH = pK + log [HA] CO 2 -re két egyenlet, ezeket összevonva a nevezőben  P CO2 kerül, ahol  a CO 2 oldhatósága, K helyére K’-t írunk pK’ = 6,08, vagyis a vér normális pH-ján nem jó puffer a CO 2 /HCO 3 - rendszer - mégis jó, mert CO 2 -t a légzés, HCO 3 - -at a vese gyorsan tudja módosítani vérfehérjék (14-15% Hgb, 6-8% egyéb) pK-ja kb. azonos a vér pH-val - jó pufferek foszfát alárendelt, kevés van belőle

18 pH szabályozás II. respiratórikus alkalózis és acidózis: hiper-, ill. hipoventiláció miatt metabolikus alkalózis - pl. Cl - vesztés hányással metabolikus acidózis - energiatermelés erjesztéssel, ketózis cukorbetegségben előbbiben a vese kompenzál, utóbbiban rövid távon a légzés, hosszú távon a vese proximális csatornában és Henle kacsban Na + /H + kicserélő, disztális tubulus és gyűjtőcsatorna A- sejtek - netto HCO 3 - felvétel disztális tubulus és gyűjtőcsatorna területén vannak HCO 3 - szekretáló B-sejtek is   acidózis esetén a szűrletben kevés HCO 3 -, ilyenkor NH 3 szekréció - ez felveszi a protont a HCO 3 - helyett, NH 4 + nem tud visszalépni, H + szekréció fokozódhat   Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

19 A vizeletkoncentrálás madarak és emlősök tudnak hiperozmótikus vizeletet készíteni - a gyűjtőcsatornából kilép a víz ozmótikus okokból közös jellemző a Henle kacs, minél hosszabb, annál hiperozmótikusabb a vizelet - sivatagi ugróegérben igen hosszú a nyomáskülönbség kialakulását az ellenáram mechanizmus segíti   a velőben felszálló Henle kacs ágon Na+ transzport van - ez nem lép be a leszálló ágba, de onnan kivonja a vizet, ami ugyanolyan hatású ehhez adódik, hogy a Na + és víz kilépés miatt felhalmozódott karbamid csak a belső velőrészben léphet ki a gyűjtőcsatornából   a kéregtől a velőig nő az ozmózisnyomás   fontos, hogy a tubulusok vérellátása (vasa recta) párhuzamosan fut a Henle kaccsal, így nem mossa ki az ozmótikus gradienst Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, SL Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

20 A veseműködés szabályozása a juxtaglomeruláris apparátus sejtjei érzékelik a veseperfúzió és/vagy a NaCl csökkenését - renint adnak le a renin angiotenzinogénből (glikoprotein) angiotenzin I-et (10 aminosav) hasít konvertáló enzim (főleg a tüdőben) angiotenzin I- ből lehasít 2 aminosavat: angiotenzin II angiotenzin II serkenti a mellékvese aldoszteron szekrécióját, vazokonstrikcióval növeli a vér nyomását és fokozza az ADH termelést   az aldoszteron 3 lehetséges úton fokozza a Na+ visszaszívását: pumpa serkentés, ATP termelés, apikális Na+ permeabilitás fokozás   az ADH termelő sejtek a vérnyomásra és az ozmolaritásra is érzékenyek (alkohol)   atriális natriuretikus peptid (ANP) - a vénás nyomás növekedésére szabadul fel a pitvarból - gátolja a renin, aldoszteron, ADH felszabadulást Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

21 Nitrogén ürítés az aminosavak amino csoportját vagy újra felhasználja a szervezet, vagy el kell távolítania, mert az NH 3 és az NH 4 + is káros három fő forma: ammónia, karbamid, húgysav   ammónia –diffúzióval: mérgező - sok víz kell, hogy hígítsa és legyen gradiens - mexikói guanó denevérek igen ellenállóak, barlangjukba nem tanácsos bemenni –0,5 l víz/1 g nitrogén –halak, vízi gerinctelenek, emlősök kis mennyiségben –szállítás glutamin formában a májból a vesébe karbamid –kevésbé mérgező: 0,05 l víz/1 g nitrogén –szintézise ATP-t igényel –gerincesek, kivéve a halakat, ornitin-karbamid ciklusban szintetizálják, halak és gerinctelenek húgysavból –emberszabásúak húgysavat nem bontják - köszvény húgysav –kevéssé oldódik: 0,001 l víz/1 g nitrogén –fehér paszta - madár guanó (húgysav és guanin) –halak, hüllők, szárazföldi ízeltlábúak Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig , 50.

22

23 Extracelluláris ionkoncentrációk Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Tab

24 Ozmoreguláció az állatvilágban Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

25 Az emlős vese szerkezete Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

26 A nefron szerkezete Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

27 Glomeruláris filtráció Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

28 A Bowman tok podocitái Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

29 A Bowman tok podocitái - EM

30 Juxtaglomeruláris apparátus Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

31 A Na + visszaszívása Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

32 A visszaszívás folyamata Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

33 A K + szekréció mechanizmusa Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

34 A vizelet pH szabályozása Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

35 Ammónia termelés a vesében Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

36 Az ellenáram elv Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, SL

37 A koncentrálás mechanizmusa Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

38 Ozmózis viszonyok a vesében Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

39 A renin-angiotenzin rendszer Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

40 Aldoszteron hatásmechanizmusa Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

41 Az ADH szekréció szabályozása Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig

42 A nitrogén ürítés módjai Eckert: Animal Physiology, W.H.Freeman and Co., N.Y.,2000, Fig , 50.


Letölteni ppt "Kiválasztás. Ionális és ozmótikus egyensúly soksejtű élőlényekben az intersticiális folyadék a belső környezet - összetétele hasonlít az őstengerére:"

Hasonló előadás


Google Hirdetések