Vízitúra a Bowmann-toktól a vesemedencéig

• 2012. 11. 10.
• Előadó: Prof. Enyedi Péter

A glomerulus kapillárisaiból a vizet kifelé a hidrosztatikai nyomás (és a Bowmann-tokban uralkodó kolloid ozmotikus nyomás, de ez 0) hajtja. Ez elegendő ahhoz, hogy a glomerulus minden szakaszán ellensúlyozza a Bowmann-tok hidrosztatikai és a kapillárisok onkotikus nyomását. Az extrém magas filtrációs koefficiensért a kapillárisok nagy felülete és nagy permeabilitása felel (kb. 100-szorosa a szisztémás kapillárisokénak).

K_f=A*K_perm

A felületet a mesangiális sejtek angiotenzin II hatására csökkentik, ANP hatására növelik. A kapillárisokat podocyták veszik körbe. A filtrátum az endothelsejteken, a bazális membránon és a podocyták közötti réseken átjutva kerül a Bowmann-tokba. Itt nagyon sok negatív töltésű fehérje van. A glomerulusokon a makromolekulák molekulatömegüknek megfelelően jutnak át, de nagyon nagy szerepe van a töltésüknek is. A kapillárisfalban levő sok negatív töltés megnehezíti a negatív töltésű molekulák filtrációját (mint pl. plazmafehérjék). Ennek elvesztésekor (egyes vesebetegségekben) a membrán permeabilitása nagymértékben megnő. Ez a mechanizmus felel azért, hogy napi ~6g fehérje filtrálódik. A glomerulusokba filtrált folyadék legnagyobb része (~99%) a peritubuláris kapillárisokba szívódik vissza. Itt a Starling-erők mindig a reabszorpció irányába hatnak. NaCl-ből naponta kb. 1500g filtrálódik, ennek jelentős hányada visszaszívásra kerül.

A proximális tubulusok epithelsejtjei sok mitokondriumot tartalmaznak és kefeszegéllyel rendelkeznek, ebből arra következtethetünk, hogy itt igen élénk aktív transzport folyik. Ezen a szakaszon a filtrált fehérje jelentős része, a Na⁺ ~70%-a, és ehhez kapcsolva számos egyéb anyag visszaszívása folyik. A tubulus fala nem zár szorosan, ezért lehetővé válik a paracelluláris transzport, a visszaszívott anyagot ekvivalens mennyiségű víz követi. A sejtek bazolaterális membránjában elhelyezkedő Na/K-ATPáz biztosítja a másodlagosan aktív transzporthoz a Na⁺ gradienst. A luminális membránban a glükózt a Na⁺ gradiens terhére SGLT-2 transzporterek szívják vissza. A proximális tubulus végén SGLT-1 transzporterek váltják fel őket, amik 2 Na⁺ beengedésével szívnak vissza 1 glükózt, így a filtrátumot teljesen glukózmentessé teszik. A sejtbe visszaszívott glukózt a bazolaterális membránban elhelyezkedő GLUT2 engedi ki az interstitiumba. Paracelluláris Cl^- és víztranszport is folyik. Az aminosavak és laktát visszaszívását hasonló transzporterek végzik, csak abban különböznek, hogy nem elektrogén a transzport, így a paracelluláris Cl^- transzportot nem serkentik. A bikarbonát visszaszívása (ábra). Fontos, hogy a bazolaterlis oldalon Na⁺/3HCO₃^- kotranszporter található, ami 3 HCO₃^– kiengedésével 1 Na⁺ iont a koncentrációgrádiens ellenében transzportál. A bikarbonát visszaszívása angiotenzin II szabályozza a Na⁺/H⁺ antiporteren keresztül. A foszfáttranszportot Na⁺/foszfát kotranszporter végzi. Parathormon hatására létrejövő cAMP jelre ennek aktivitása csökken.

A kotranszporterek a Na⁺ visszaszívás ~20%-áért felelősek. A többi Na⁺ visszaszívásának mechanizmusai:

• Az intertitium Cl^- koncentrációja kisebb lesz, mint a filtrátumé (mert a Na⁺ más ionokkal is visszaszívódik), ezért elektrogén paracelluláris Cl^- transzport indul meg. Ezt követi a kationok paracelluláris transzport.
• Szerves anionok segítségével a sejt protonokat enged be a sejtbe, amit Na⁺/H⁺ antiporter enged vissza a tubulusba Na⁺ visszaszívása közben.
• A peritubuláris kapillárisok hidrosztatikai nyomása alacsony, onkotikus nyomása magas. Ezzel a reabszorpció gyors lesz, ami a víz paracelluláris transzportját is megindítja az interstitiumban, amit ionok, köztük Na⁺ paracelluláris transzportja követ.

A visszaszívást gátolhatjuk, így a termelt vizelet mennyiségét fokozhatjuk a szénsavanhidráz gátlásával (acetazolamid, Na⁺ és bikarbonát-reabszorpció gátlása), aquaporin-gátlással (HG-vegyületek) vagy vissza nem szívódó ozmolitok adásával (mannit, inulin; ezzel a mechanizmussal alakul ki a nagy mennyiségű vizelet diabetes esetén is.)

Lenyúlnak a velőállományba, aktív transzport itt nem történik. A membrán vízre permeábilis. A velőállományban az ozmotikus nyomás nagy, így a víz passzívan áramlik az interstitium felé. A vékony szegment felszálló szárában urea- és Na⁺ transzporterek vannak. A vastag szegment ismét mitokondriumban gazdag, ebből ismét nagy mennyiségű aktív transzportra következtethetünk. A luminális membránban Na⁺/K⁺/2Cl^- kotranszporter van, ezen keresztül mindhárom ion visszaszívódik. A luminális felszínen elhelyezkedő K⁺ csatorna biztosítja, hogy ne fogyjon el a K⁺ a lumenben, mert az a transzporter leállását okozná (elfogy az egyik szubsztrát). A K⁺ visszacsorgása a lumenbe pozitív potenciált hoz létre, ami paracelluláris passzív kation-visszaáramlást indít meg.

Aktív NaCl visszaszívás van, a membrán vízre impermeábilis. Összekötő szakasz, kortikális és külső medulláris gyűjtőcsatorna Az elektrogén Na⁺ reabszorpciót ezen a szakaszon az ENaC (Epitheliális Na⁺ csatorna) végzi a Na/K-ATPáz által létrehozott elektrokémiai grádiens felhasználásával. A membrán szorosan zár, de a nagy elektromos potenciálkülönbség (-20~-50 mV a lumenben, 0mV az interstitiumban.) a Cl^- paracelluláris transzportját lehetővé teszi. Aldoszteron serkenti a EnaC és Na/K/ATPáz expresszióját és az EnaC kihelyezését. A fokozott Na⁺ visszaszívás fokozott K⁺ szekrécióval jár együtt. Ezen a szakaszon köztes (interkaláris) sejtek a sav-bázis háztartást szabályozzák H⁺ és HCO^- szekréciójával. A gyűjtőcsatornák bazolaterális membránjában konstitutívan megtalálható az aquaporin 1. Az aquaporin 2 intracelluláris vezikulákban helyezkedik el. Vazopresszin által létrehozott cAMP jelre kikerülnek a luminális membránba, csak ekkor válik a gyűjtőcsatorna membránja vízre permeábilissá.