Filtrasi glomerulus

Filtrasi glomerular melibatkan ultrafiltrasi plasma. Istilah ini mencerminkan fakta bahwa penghalang filtrasi glomerulus adalah saringan molekul yang sangat halus yang memungkinkan penyaringan molekul kecil tapi membatasi bagian dari makromolekul (misalnya, protein plasma).

The Barrier Glomerular Filtration Memiliki Tiga Lapisan

Ultrafiltrasi plasma melewati glomerulus dari kapiler darah ke dalam ruang kapsul Bowman melalui filtrasi glomerulus penghalang (Gambar 23.13). Penghalang ini terdiri dari tiga lapisan. Yang pertama, endotelium kapiler, adalah disebut fenestra lamina karena mengandung pori-pori atau jendela (fenestrae). Pada sekitar 50 sampai 100 nm diameter, ini pori-pori yang terlalu besar untuk membatasi bagian dari protein plasma. Lapisan kedua, membran basal, terdiri dari meshwork fibril halus tertanam dalam matriks seperti gel. Lapisan ketiga terdiri dari podocytes, yang merupakan lapisan visceral kapsul Bowman. Podocytes ("Sel kaki") adalah sel-sel epitel dengan ekstensi yang mengakhiri dalam proses kaki, yang beristirahat di lapisan luar dari basement membran (lihat Gambar. 23,13). Ruang antara proses kaki yang berdekatan, yang disebut pori-pori celah, adalah sekitar 20 nm lebar dan dijembatani oleh diafragma celah filtrasi. Kunci komponen diafragma adalah molekul yang disebut nefron, yang membentuk struktur ritsleting-seperti; antara Prongs dari ritsleting pori-pori persegi panjang. Nefron adalah bermutasi pada sindrom nefrotik kongenital, langka, mewarisi kondisi yang ditandai dengan penyaringan berlebihan plasma protein. The filtrat glomerular biasanya mengambil ekstraselular rute, melalui lubang di sel endotel lapisan, membran basal, dan pori-pori yang berdekatan antara nefron molekul.

Ukuran, Bentuk, dan Charge Listrik Mempengaruhi yang Filterability makromolekul

Sifat permeabilitas filtrasi glomerular penghalang telah dipelajari dengan menentukan bagaimana molekul baik ukuran yang berbeda melewatinya. 23,1 daftar beberapa Tabel molekul yang telah diuji. Jari-jari molekul yang dihitung dari koefisien difusi. Konsentrasi molekul dalam cairan filtrat glomerular (dikumpulkan dari Kapsul Bowman) dibandingkan dengan konsentrasi dalam plasma air. Sebuah rasio 1 menunjukkan filterability lengkap, dan rasio nol menunjukkan pengecualian lengkap oleh filtrasi glomerulus penghalang. Ukuran molekul merupakan faktor penting yang mempengaruhi filterability. Semua molekul dengan bobot kurang dari 10.000 secara bebas filterable, asalkan mereka tidak terikat pada protein plasma. Molekul dengan bobot lebih besar dari 10.000 Pengalaman lebih pembatasan perjalanan melalui filtrasi glomerular penghalang. Sangat besar molekul (misalnya, berat molekul, 100.000) tidak bisa melewati sama sekali. Kebanyakan protein plasma adalah molekul besar, sehingga mereka tidak lumayan disaring. Dari studi dengan ukuran molekul yang berbeda, telah menghitung bahwa penghalang filtrasi glomerulus berperilaku sebagai meskipun yang ditembus oleh pori-pori berbentuk silindrik dari sekitar 7,5 sampai 10 nm diameter. Namun, tak seorang pun pernah melihat pori-pori ukuran ini di mikrograf elektron dari filtrasi glomerulus penghalang. Bentuk molekul mempengaruhi filterability makromolekul. Untuk berat molekul tertentu, yang ramping dan fleksibel molekul akan melewati penghalang filtrasi glomerular lebih mudah daripada molekul, bola nondeformable. Muatan listrik mempengaruhi bagian makromolekul melalui penghalang filtrasi glomerulus karena penghalang beruang muatan negatif tetap. Endotel glomerulus sel dan podocytes memiliki permukaan bermuatan negatif mantel (glycocalyx), dan membran basal glomerulus mengandung asam sialat bermuatan negatif, sialoproteins, dan heparan sulfat. Ini muatan negatif menghambat bagian ini makromolekul

bermuatan negatif oleh elektrostatik tolakan dan mendukung berjalannya bermuatan positif makromolekul oleh tarik elektrostatik. Hal ini didukung oleh temuan bahwa filterability dari dekstran yang terendah untuk anionik dekstran, menengah untuk netral dekstran, dan tertinggi untuk kationik dekstran (lihat Tabel 23.1).

Selain ukurannya yang besar molekul, negatif bersih muatan pada albumin serum pada pH fisiologis adalah penting Faktor yang mengurangi filterability nya. Dalam beberapa glomerulus penyakit, hilangnya muatan negatif tetap dari glomerulus yang penghalang filtrasi menyebabkan filtrasi peningkatan albumin serum. Proteinuria, jumlah abnormal protein dalam urin, hasil. Proteinuria merupakan ciri khas penyakit glomerular (Lihat Kotak Fokus Klinis 23,2 dan Studi Kasus).

Lapisan penghalang filtrasi glomerulus terutama bertanggung jawab untuk membatasi filtrasi makromolekul adalah menjadi bahan perdebatan. Membran basal mungkin penghalang ukuran-selektif utama, dan diafragma celah filtrasi membentuk penghalang kedua. Hambatan elektrostatik utama mungkin adalah lapisan yang paling dekat dengan lumen kapiler, fenestra lamina dan bagian terdalam dari basement membran.

GFR Apakah Ditentukan oleh Starling Forces

Laju filtrasi glomerulus tergantung pada keseimbangan hidrostatik dan tekanan osmotik koloid bertindak seluruh filtrasi glomerulus penghalang, pasukan Starling (lihat Bab 16), karena itu, ditentukan oleh faktor-faktor yang sama yang mempengaruhi pergerakan cairan di kapiler pada umumnya.

Pada glomerulus, kekuatan pendorong untuk penyaringan cairan adalah hidrostatik glomerulus tekanan kapiler (PGC). Tekanan ini akhirnya tergantung pada pemompaan darah oleh jantung, tindakan yang meningkatkan tekanan darah di sisi arteri dari sirkulasi. Filtrasi ditentang oleh tekanan hidrostatik dalam ruang Bowman kapsul (PBS) dan oleh tekanan osmotik koloid (COP) yang diberikan oleh protein plasma dalam kapiler glomerulus darah. Karena filtrat glomerular hampir proteinfree, kita mengabaikan tekanan osmotik koloid cairan dalam Kapsula Bowman. The gradien tekanan ultrafiltrasi bersih (UP) adalah sama dengan perbedaan antara tekanan mendukung dan menentang filtrasi:

GFR? Kf? UP? Kf? (PGC PBS? COP) (10)

mana Kf adalah koefisien ultrafiltrasi glomerulus. Perkiraan

rata-rata, nilai normal untuk tekanan dalam manusia

ginjal: PGC, 55 mm Hg, PBS, 15 mm Hg, dan COP, 30

mm Hg. Dari nilai-nilai ini, kami menghitung ultrafiltrasi bersih

gradien tekanan Hg 10 mm?.

Profil Tekanan Seiring glomerulus yang

Kapiler Apakah Unusual

Gambar 23.14 menunjukkan bagaimana tekanan berubah seiring panjang

dari glomerulus kapiler, berbeda dengan yang terlihat dalam kapiler

di tempat tidur vaskular lainnya (dalam hal ini, otot rangka).

Perhatikan bahwa tekanan hidrostatik kapiler rata di

glomerulus jauh lebih tinggi (55 vs 25 mm Hg) daripada di

otot rangka kapiler. Juga, kapiler tekanan hidrostatik

sedikit (mungkin Hg 1 sampai 2 mm) yang membentang sepanjang penurunan

dari glomerulus yang kapiler glomerulus karena mengandung

banyak (30 sampai 50) kapiler loop secara paralel, sehingga perlawanan

untuk aliran darah dalam glomerulus sangat rendah. Dalam

otot rangka kapiler, ada resistensi yang lebih tinggi

ke aliran darah, yang mengakibatkan penurunan yang cukup dalam kapiler

hidrostatik tekanan dengan jarak. Akhirnya, perhatikan bahwa di

glomerulus, tekanan osmotik koloid meningkat secara substansial

sepanjang kapiler karena volume besar

filtrat (sekitar 20% dari aliran plasma masuk) adalah

didorong keluar dari kapiler dan protein tetap berada di

sirkulasi. Peningkatan tekanan osmotik koloid menentang

gerakan luar cairan.

Dalam otot rangka kapiler, tekanan osmotik koloid

hampir tidak berubah dengan jarak, karena cairan bergerak sedikit

melintasi dinding kapiler. Dalam otot "rata-rata" tulang

kapiler, filtrasi luar terjadi pada ujung arteri dan

penyerapan terjadi pada ujung vena. Di beberapa titik di sepanjang

otot rangka kapiler, tidak ada gerakan fluida bersih;

ini adalah titik yang disebut keseimbangan tekanan filtrasi.

Filtrasi kesetimbangan tekanan mungkin tidak tercapai

dalam glomerulus manusia normal, dengan kata lain,

filtrasi luar cairan mungkin terjadi sepanjang

glomerular kapiler.

Faktor beberapa Dapat Mempengaruhi GFR

GFR tergantung pada besaran istilah yang berbeda

dalam persamaan 10. Oleh karena itu, GFR bervariasi dengan perubahan Kf,

tekanan hidrostatik di kapiler glomerulus dan kapsul Bowman, dan glomerular kapiler yang osmotik koloid

tekanan. Faktor-faktor ini akan dibahas selanjutnya.

The Koefisien Ultrafiltrasi glomerulus. Glomerular ini

Koefisien ultrafiltrasi (Kf) adalah setara glomerular

koefisien filtrasi kapiler dihadapi dalam

Bab 16. Hal ini tergantung pada kedua konduktivitas hidrolik

(Permeabilitas cairan) dan luas permukaan filtrasi glomerular

penghalang. Pada penyakit ginjal kronik, fungsi glomeruli

hilang, mengarah ke pengurangan luas permukaan yang tersedia untuk filtrasi

dan penurunan GFR. Akut, berbagai obat-obatan dan hormon

muncul untuk mengubah glomerulus Kf dan, dengan demikian, mengubah GFR,

tetapi mekanisme tidak sepenuhnya dipahami.

Glomerular Tekanan Hidrostatik kapiler. Glomerulus

hidrostatik tekanan kapiler (PGC) adalah kekuatan pendorong bagi

filtrasi, itu tergantung pada tekanan darah arteri dan

resistensi pembuluh darah hulu dan hilir. Karena

autoregulasi, PGC dan GFR dipertahankan pada relatif

konstan nilai ketika tekanan darah arteri yang bervariasi

Dari 80 sampai 180 mm Hg. Di bawah tekanan dari 80 mm Hg,

Namun, PGC dan penurunan GFR, dan GFR berhenti pada darah

tekanan sekitar 40 sampai 50 mm Hg. Salah satu tanda-tanda klasik

syok hemoragik atau kardiogenik adalah tidak adanya urin

output, yang disebabkan oleh PGC memadai dan GFR.

Kaliber arteriol aferen dan eferen dapat

diubah oleh berbagai hormon dan dengan simpatik

stimulasi saraf, menyebabkan perubahan di PGC, glomerular

aliran darah, dan GFR. Beberapa hormon bertindak istimewa

pada arteriol aferen atau eferen. Aferen arteriol dilatasi

meningkatkan aliran darah glomerulus dan PGC dan, karena itu,

menghasilkan peningkatan GFR. Aferen arteriolar

penyempitan menghasilkan efek sebaliknya. Eferen

dilatasi arteriol meningkatkan aliran darah glomerulus tetapi

menyebabkan penurunan GFR karena PGC menurun. Penyempitan

dari arteriol eferen meningkatkan PGC dan menurun

aliran darah glomerulus. Dengan arteriol eferen sederhana

penyempitan, GFR meningkat karena peningkatan PGC.

Dengan penyempitan arteriolar eferen ekstrim, bagaimanapun,

GFR menurun karena penurunan tajam dalam

aliran darah glomerulus.

Tekanan hidrostatik dalam Kapsul Bowman. Hidrostatik

tekanan dalam kapsul Bowman (PBS) tergantung pada input

dari filtrat glomerular dan tingkat pemindahan cairan ini dengan

tubula. Tekanan ini menentang filtrasi. Hal ini juga menyediakan

kekuatan pendorong bagi gerakan cairan ke dalam lumen tubulus.

Jika ada obstruksi di mana saja di sepanjang saluran kemih

saluran-misalnya, batu, obstruksi saluran kemih, atau prostat

Pembesaran-maka tekanan hulu ke blok meningkat,

dan GFR akibatnya jatuh. Jika tubular reabsorpsi

air terhambat, tekanan dalam sistem tubular

meningkat karena seorang kepala tekanan yang meningkat diperlukan untuk

memaksa aliran volume besar melalui loop of Henle dan

mengumpulkan saluran. Akibatnya, peningkatan besar dalam urin

Output yang disebabkan oleh obat diuretik dapat berhubungan dengan

kecenderungan GFR jatuh.

Glomerular kapiler Koloid Tekanan Osmotik. Itu

COP menentang filtrasi glomerulus. Dilusi

plasma protein (misalnya, dengan infus intravena besar

volume saline isotonik) menurunkan COP plasma dan

menyebabkan peningkatan GFR. Bagian dari alasan glomerulus

aliran darah memiliki efek penting pada GFR adalah bahwa

Profil COP berubah sepanjang glomerulus yang

kapiler. Perhatikan, misalnya, apa yang akan terjadi jika

glomerulus aliran darah yang rendah. Penyaringan volume kecil

keluar dari kapiler glomerulus akan menyebabkan kenaikan tajam

COP di awal sepanjang glomerulus. Sebagai

Akibatnya, filtrasi akan segera berhenti dan GFR akan

menjadi rendah. Di sisi lain, aliran darah tinggi akan memungkinkan

tingkat tinggi pembentukan filtrat dengan kenaikan minimal

COP. Secara umum, aliran darah ginjal dan GFR tangan perubahan

di tangan, tetapi hubungan yang tepat antara GFR dan ginjal

aliran darah tergantung pada besarnya faktor lain

yang mempengaruhi GFR.

Faktor beberapa Kontribusi GFR Tinggi

di Ginjal Manusia

Tingkat ultrafiltrasi plasma di glomerulus ginjal

(180 L / hari) jauh melebihi di semua tempat tidur kapiler lainnya, untuk

beberapa alasan:

1) Koefisien filtrasi yang sangat tinggi dalam

glomeruli. Dibandingkan dengan kapiler lainnya, yang

glomerular kapiler berperilaku seolah-olah mereka memiliki lebih

pori-pori per satuan luas permukaan, akibatnya, mereka memiliki biasa

konduktivitas hidrolik tinggi. The glomerulus Total

filtrasi daerah penghalang besar, sekitar 2 m2.

2) tekanan hidrostatik kapiler lebih tinggi dalam

glomeruli daripada di kapiler lainnya.

3) Tingginya tingkat aliran darah ginjal membantu mempertahankan tinggi

GFR dengan membatasi peningkatan tekanan osmotik koloid, mendukung

filtrasi sepanjang seluruh panjang glomerular kapiler.

Singkatnya, filtrasi glomerulus yang tinggi karena

darah kapiler glomerulus terkena permukaan berpori besar

dan ada gradien tekanan tinggi transmural.

TRANSPORT DI tubulus proksimal

Filtrasi glomerulus merupakan proses yang agak nonselektif, karena

zat baik berguna dan limbah yang disaring. Sebaliknya,

transportasi tubular selektif, zat yang berbeda diangkut

dengan mekanisme yang berbeda. Beberapa zat diserap,

lain disekresikan, dan yang lain keduanya diserap kembali

dan disekresikan. Untuk sebagian besar, jumlah yang diekskresikan dalam

urin tergantung ukuran besar pada besarnya tubular

transportasi. Transportasi zat terlarut berbagai dan air berbeda

di segmen nefron berbagai. Di sini kita menggambarkan transportasi

sepanjang nefron dan mengumpulkan sistem saluran, mulai

dengan tubulus proksimal rumit.

Tubulus proksimal rumit terdiri dari 60% pertama

dari panjang tubulus proksimal. Karena proksimal

tubulus lurus tidak bisa diakses untuk belajar di vivo, yang paling kuantitatif

informasi tentang fungsi pada hewan hidup

terbatas pada bagian berbelit-belit. Studi tentang terisolasi

tubulus in vitro menunjukkan bahwa kedua segmen proksimal

tubulus secara fungsional serupa. Tubulus proksimal bertanggung jawab

untuk reabsorbing semua glukosa disaring dan

asam amino; reabsorbing fraksi terbesar dari disaring

Na?, K, Ca2??, Cl?, HCO3

, Dan? Air dan mengeluarkan berbagai

organik anion dan kation organik.

The tubuler berbelit-belit proksimal menyerap kembali

Sekitar 70% dari Air Disaring

Persentase air disaring diserap kembali di sepanjang

nefron telah ditentukan dengan mengukur derajat

yang inulin terkonsentrasi dalam cairan tubular, menggunakan ginjal

micropuncture teknik di laboratorium hewan. Sampel

cairan tubulus dari nefron permukaan dikumpulkan dan dianalisis,

dan tempat pengumpulan diidentifikasi oleh microdissection nefron.

Karena inulin disaring tetapi tidak diserap kembali oleh

tubulus ginjal, karena air yang diserap, inulin menjadi

semakin terkonsentrasi. Misalnya, jika 50% dari disaring

air diserap kembali oleh titik tertentu di sepanjang tubulus ini, [inulin]

dalam cairan tubular (TFIN) akan menjadi dua kali plasma [inulin]

(PIN). Persentase air disaring diserap oleh

tubulus sama dengan 100? (SNGFR VTF?) / SNGFR, di mana SN

(Nefron tunggal) GFR memberikan laju filtrasi air dan

V ˙

TF adalah laju aliran cairan tubulus pada titik tertentu. Itu

SNGFR dapat diukur dari bersihan inulin nefron tunggal

dan sama dengan TFIN V ˙? TF / PIN. Dari hubungan ini:

% Air disaring? [1? 1 / (TFIN / PIN)]? 100 (11)

Gambar 23.15 menunjukkan bagaimana TFIN / PIN perubahan rasio bersama

nefron pada tikus normal. Dalam cairan yang dikumpulkan dari Bowman

kapsul, [inulin] adalah identik dengan yang dalam plasma (inulin

secara bebas filterable), sehingga rasio konsentrasi dimulai pada 1.

Pada akhir tubulus proksimal rumit, rasio adalah

sedikit lebih tinggi dari 3, menunjukkan bahwa sekitar 70% dari disaring

air diserap kembali dalam tubulus proksimal rumit.

Rasionya adalah sekitar 5 pada awal tubulus distal, menunjukkan

bahwa 80% dari air yang disaring diserap sampai dengan

titik ini. Dari pengukuran tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa

lengkung Henle diserap 10% dari air yang disaring. Itu

urin / plasma inulin konsentrasi rasio ureter adalah

lebih besar dari 100, menunjukkan bahwa lebih dari 99% dari disaring

air diserap. Persentase ini tidak

tetap, mereka bisa sangat bervariasi, tergantung pada kondisi.

Cairan Tubular proksimal Apakah dasarnya

Isoosmotik ke Plasma

Sampel cairan yang dikumpulkan dari proksimal rumit

tubulus selalu dasarnya isoosmotik dengan plasma, konsekuensi

dari permeabilitas air yang tinggi dari segmen ini (Gambar

23.16). Secara keseluruhan, 70% zat terlarut disaring dan air diserap

sepanjang tubulus proksimal rumit.

Na? garam adalah zat terlarut osmotik aktif utama dalam

plasma dan filtrat glomerular. Karena tidak osmolalitas

tidak berubah lumayan dengan panjang tubulus proksimal, tidaklah mengherankan bahwa [Na?] juga tidak berubah di bawah biasa

kondisi.

Jika jumlah yang cukup zat terlarut adalah nonreabsorbed

hadir (misalnya, gula alkohol manitol), proksimal tubular

cairan [Na?] jatuh ke nilai-nilai di bawah konsentrasi plasma.

Ini adalah bukti bahwa Na? dapat diserap kembali terhadap konsentrasi

gradien dan merupakan proses aktif. Penurunan

cairan tubulus proksimal [Na?] meningkatkan difusi Na?

ke dalam lumen tubulus dan hasil dalam Na bersih berkurang? dan

air reabsorpsi, menyebabkan peningkatan ekskresi Na?

dan air, sebuah diuresis osmotik.

Dua utama anion, Cl? dan HCO3

, Menemani? Na?

dalam plasma dan filtrat glomerular. HCO3

? adalah istimewa

diserap sepanjang tubulus proksimal rumit, memimpin

untuk penurunan cairan tubulus [HCO3

],? Terutama karena H?

sekresi (lihat Bab 25). Cl The? tertinggal; sebagai air

diserap kembali oleh tubuh, [Cl?] naik (lihat Gambar. 23,16). Hasilnya adalah tubular

Cairan-to-plasma konsentrasi gradien yang nikmat

Cl? difusi keluar dari lumen tubulus. Outward gerakan

Cl? dalam tubulus proksimal rumit akhir menciptakan

kecil (1-2 mV), potensi lumen-positif transepitelial

perbedaan yang nikmat reabsorpsi pasif Na?.

Gambar 23.16 menunjukkan bahwa [K?] Hampir tidak berubah sepanjang

tubulus proksimal rumit. Jika K? tidak diserap,

konsentrasinya akan meningkat sebanyak itu dari inulin.

Fakta bahwa rasio konsentrasi untuk K? tetap tentang

1 di segmen nefron menunjukkan bahwa 70% dari K disaring?

yang diserap bersama dengan 70% dari air yang disaring.

Konsentrasi glukosa dan asam amino jatuh

tajam dalam tubulus proksimal rumit. Segmen nefron

dan tubulus lurus proksimal bertanggung jawab untuk

menyelesaikan reabsorpsi zat ini. Yang terpisah, khusus

mekanisme menyerap kembali glukosa dan asam amino yang berbeda.

Rasio konsentrasi untuk urea naik sepanjang proksimal

tubulus, tetapi tidak sebanyak rasio konsentrasi inulin karena

sekitar 50% dari urea disaring diserap kembali oleh tubuh. Itu

konsentrasi rasio untuk PAH di proksimal meningkatkan cairan tubulus

lebih curam daripada rasio konsentrasi inulin karena

sekresi PAH.

Singkatnya, meskipun osmolalitas (konsentrasi zat terlarut total)

tidak terdeteksi berubah sepanjang proksimal

tubulus berbelit-belit, jelas bahwa konsentrasi individu

zat terlarut bervariasi. Konsentrasi dari beberapa

zat jatuh (glukosa, asam amino, HCO3

?), Yang lain meningkat

(Inulin, urea, Cl?, PAH), dan yang lain tidak berubah

(Na, K??). Pada akhir tubulus proksimal rumit,

hanya sekitar sepertiga dari Na disaring, air?, dan K? tetap;

hampir semua glukosa disaring, asam amino, dan

HCO3

? telah diserap, dan zat terlarut beberapa ditakdirkan

untuk ekskresi (PAH, inulin, urea) telah terkonsentrasi di

cairan tubular.

Na? Reabsorpsi Apakah Angkatan Mengemudi Mayor

untuk Reabsorpsi Zat terlarut dan Air di

Proksimal tubuler

Gambar 23.17 adalah model dari sel tubulus proksimal. Na? masuk

sel dari lumen melintasi membran sel apikal

dan dipompa keluar melintasi membran sel basolateral

oleh Na / K?-ATPase.? The Na? dan menyertai

anion dan air tersebut kemudian diambil oleh darah sekitarnya

tubulus, dan disaring Na? garam dan air

kembali ke sirkulasi.

Pada membran sel luminal (brush border) dari

tubulus proksimal sel, Na? memasuki sel bawah dikombinasikan

gradien potensial listrik dan kimia. Bagian dalam

sel adalah tentang? 70 mV dibandingkan dengan cairan tubulus, dan intraseluler

[Na?] Adalah sekitar 30 sampai 40 mEq / L dibandingkan dengan

cairan tubulus konsentrasi sekitar 140 mEq / L. Na? masuk

ke dalam sel terjadi melalui cotransporter beberapa antiport

mekanisme. Na? yang diserap bersama-sama dengan glukosa,

asam amino, fosfat, dan larutan lain dengan cara terpisah,

spesifik cotransporters. Menuruni bukit (penuh semangat

berbicara) pergerakan Na? ke dalam sel drive menanjak

transportasi zat terlarut. Dengan kata lain, glukosa, amino

asam, fosfat, dan sebagainya diserap oleh sekunder

aktif transportasi. Na? juga diserap seluruh luminal

membran sel dalam pertukaran untuk H?. Na / H? exchanger,

antiporter, adalah juga merupakan transpor aktif sekunder

Mekanisme, pergerakan menurun dari Na? ke dalam sel

energi pada sekresi menanjak H? ke lumen. Ini

Mekanisme penting dalam pengasaman urin (lihat

Bab 25). Cl? dapat masuk ke dalam sel dengan cara luminal

membran sel Cl?-basa (formate atau oksalat) exchanger.

Setelah masuk sel, Na? dipompa keluar basolateral

side oleh Na kuat? / K?-ATPase yang terus intraseluler

[Na?] Rendah. Ini membran ATPase pompa tiga Na? di luar

dari sel dan dua K? ke dalam sel dan membagi satu molekul ATP

untuk setiap siklus pompa. K? dipompa ke dalam sel

berdifusi keluar membran sel basolateral sebagian besar melalui

K a? channel. Glukosa, asam amino, dan fosfat, terakumulasi dalam sel karena transpor aktif seluruh

membran sel luminal, keluar seluruh sel basolateral

membran dengan cara terpisah, Na-independen? difasilitasi

difusi mekanisme. HCO3

? keluar bersama-sama dengan Na? oleh

mekanisme elektrogenik, pembawa mengangkut tiga

HCO3

? untuk setiap Na?. Cl? dapat meninggalkan sel dengan cara suatu

elektrik netral K-Cl cotransporter.

Reabsorpsi Na? dan zat terlarut yang menyertainya menetapkan

gradien osmotik di tubulus proksimal

epitel yang merupakan kekuatan pendorong untuk air reabsorpsi.

Karena permeabilitas air epitel tubulus proksimal

sangat tinggi, hanya gradien kecil (beberapa

mOsm / kg H2O) diperlukan untuk memperhitungkan tingkat yang diamati

reabsorpsi air. Beberapa bukti eksperimental menunjukkan

bahwa cairan tubulus proksimal sedikit hypoosmotic untuk

plasma, karena perbedaan osmolalitas sangat kecil, masih

tepat untuk mempertimbangkan cairan pada dasarnya isoosmotik untuk

plasma. Air melintasi epitel tubulus proksimal

melalui sel melalui saluran air (aquaporin-1) di

membran sel dan antara sel-sel (persimpangan ketat dan

lateral yang interselular spasi).

Langkah terakhir dalam reabsorpsi keseluruhan zat terlarut dan

air adalah penyerapan oleh kapiler peritubular. Mekanisme ini

melibatkan pasukan Starling biasa yang beroperasi di seluruh

kapiler dinding. Ingatlah bahwa darah kapiler peritubular

sebelumnya disaring dalam glomeruli. Karena protein-

bebas filtrat disaring keluar dari glomerulus, yang [protein]

(Maka, koloid tekanan osmotik) darah dalam peritubular

kapiler tinggi, menyediakan pendorong penting

memaksa untuk penyerapan cairan diserap. Hidrostatik The

tekanan di kapiler peritubular (tekanan yang menentang

penyerapan cairan kapiler) yang rendah karena darah

telah melewati pembuluh resistensi hulu. Keseimbangan

tekanan bertindak di nikmat peritubular kapiler

penyerapan cairan diserap dari ruang interstisial

sekitar tubulus.

The tubuler proksimal mengeluarkan Ion Organik

Tubulus proksimal, bagian kedua berbelit-belit dan lurus,

mengeluarkan berbagai macam anion organik dan organik

kation (Tabel 23.2). Banyak dari zat ini endogen

senyawa, obat-obatan, atau racun. Anion organik yang

terutama karboksilat dan sulfonat (karboksilat dan sulfonat

asam dalam bentuk terprotonasi mereka). Sebuah muatan negatif pada

molekul tampaknya menjadi penting untuk sekresi ini

senyawa. Contoh anion organik aktif disekresikan

dalam tubulus proksimal termasuk penisilin dan PAH. Organik

transportasi anion menjadi jenuh pada plasma organik tinggi

anion konsentrasi (lihat Gambar. 23,9), dan anion organik

bersaing satu sama lain untuk sekresi.

Gambar 23.18 menunjukkan model sel untuk sekresi aktif.

Sel tubulus proksimal aktif mengambil PAH dari sisi darah dengan pertukaran untuk sel-ketoglutarat?. Pertukaran ini adalah

dimediasi oleh transporter anion organik (OAT) disebut

OAT1. Sel-sel menumpuk?-Ketoglutarat dari metabolisme

dan karena membran sel Na-dependent? dicarboxylate

transporter. PAH terakumulasi dalam sel-sel pada

konsentrasi tinggi dan kemudian bergerak menurun ke tubular

urin dalam mode elektrik netral, dengan bertukar

untuk anion anorganik (misalnya, Cl?) atau anion organik.

Kation organik terutama amina dan amonium

senyawa dan disekresikan oleh transporter lain. Masuk

ke dalam sel melintasi membran basolateral disukai oleh

potensial membran dalam negatif dan terjadi melalui difasilitasi

difusi, dimediasi oleh transporter kation organik

(OCT). Keluarnya kation organik di seluruh luminal

membran dicapai oleh kation organik / H?

antiporter (exchanger) dan didorong oleh lumen-sel ke-

[H?] Gradien didirikan oleh Na? / H? pertukaran. Itu

transporter untuk anion organik dan kation organik menunjukkan

substrat yang luas dan spesifisitas mencapai sekresi

berbagai macam senyawa kimia beragam.

Selain menjadi aktif disekresikan, beberapa organik

senyawa pasif berdifusi melintasi epitel tubular.

Anion organik dapat menerima H? dan kation organik dapat melepaskan

H?, Sehingga biaya mereka dipengaruhi oleh pH. The terionisasi

(Bermuatan) bentuk, jika lipid-larut, dapat berdifusi

melalui lapisan ganda lipid dari membran sel ke konsentrasi

gradien. The terionisasi (dibebankan) membentuk pasif

menembus membran sel dengan susah payah.

Perhatikan, misalnya, asam karboksilat probenesid

(PKa 3.4?). Senyawa ini disaring oleh glomeruli dan

disekresikan oleh tubulus proksimal. Ketika H? disekresi ke

urin tubular (lihat Bab 25), bentuk anionik (A?) adalah

dikonversi ke asam terionisasi (HA). Konsentrasi

asam terionisasi juga meningkat karena reabsorpsi air.

Sebuah gradien konsentrasi untuk pasif reabsorpsi

di dinding tubulus dibuat, dan jumlah yang cukup

probenesid secara pasif diserap. Hal ini terjadi di sebagian besar

bagian dari nefron, tetapi terutama pada mereka pH di mana

gradien yang terbesar dan di mana air telah mengakibatkan reabsorpsi

dalam konsentrasi terbesar (yaitu, mengumpulkan para

saluran). Ekskresi probenesid ditingkatkan dengan membuat

urin lebih basa (dengan pemberian NaHCO3) dan oleh

meningkatkan output urin (dengan meminum air).

Akhirnya, sebuah anion organik sedikit dan kation juga aktif

diserap. Sebagai contoh, asam urat baik dikeluarkan dan diserap

dalam tubulus proksimal. Biasanya, jumlah

asam urat diekskresikan sama dengan sekitar 10% dari urat disaring

asam, sehingga reabsorpsi mendominasi. Dalam gout, kadar plasma

asam urat yang meningkat. Salah satu pengobatan untuk gout adalah untuk mempromosikan

kemih ekskresi asam urat dengan pemberian obat

yang menghambat reabsorpsi tubular nya.

TUBULAR TRANSPORT DALAM LOOP DARI Henle

Lengkung Henle meliputi segmen yang berbeda dengan beberapa

berbeda struktural dan fungsional sifat. Seperti disebutkan sebelumnya,

tubulus proksimal lurus memiliki sifat transportasi

mirip dengan tubulus proksimal rumit. Itu

tipis menurun, naik tipis anggota badan naik, dan tebal

dari loop Henle semua permeabilitas tampilan yang berbeda dan

transportasi properti.

Terbesar dan Terkecil Limbs Berbeda

Permeabilitas di Air

Cairan tubulus memasuki lengkung Henle adalah isoosmotik untuk

plasma, namun cairan meninggalkan loop adalah jelas hypoosmotic.

Cairan yang dikumpulkan dari bagian awal dari distal

tubulus berbelit memiliki osmolalitas sekitar 100

mOsm / kg H2O, dibandingkan dengan 285 mOsm / kg H2O di

plasma karena zat terlarut lebih dari air diserap kembali oleh

lengkung Henle. Lengkung Henle menyerap kembali sekitar 20% dari

disaring Na?, 25% dari K disaring, 30% dari Ca2 disaring??,

65% dari Mg2 disaring, dan? 10% dari air yang disaring. The menurun

dahan loop of Henle (kecuali untuk terminal

sebagian) sangat air-permeabel. The ascending limb adalah

air kedap. Karena zat terlarut diserap bersama

anggota badan naik dan air tidak bisa mengikuti, cairan sepanjang

ascending ekstremitas menjadi lebih dan lebih encer. Endapan

zat terlarut (terutama Na? garam) dalam ruang interstisial

ginjal medula sangat penting dalam pengoperasian kemih yang

berkonsentrasi mekanisme.

The Membran Luminal your dari

Limb Ascending tebal Mengandung

Na-K-2Cl Cotransporter

Gambar 23.19 adalah model dari sel tungkai tebal menaik. Na?

memasuki sel melintasi membran sel luminal oleh elektrik

netral Na-K-2Cl cotransporter yang khusus

dihambat oleh bumetanide diuretik obat "loop" dan

furosemide. Gerakan menurun dari Na? ke dalam sel

hasil dalam transpor aktif sekunder satu K? dan dua

Cl?. Na? dipompa keluar membran sel basolateral oleh

Na kuat / K?-ATPase.? K? mendaur ulang kembali ke lumen

melalui K membran sel luminal? channel. Cl? daun

melalui sisi basolateral oleh cotransporter K-Cl atau Cl?

channel. Membran sel luminal didominasi permeabel

untuk k, dan? membran sel basolateral didominasi permeabel terhadap Cl?. Difusi ion ini keluar

sel menghasilkan perbedaan potensial transepitelial,

dengan lumen sekitar 6 mV? dibandingkan dengan interstisial

ruang di sekitar tubulus. Ini drive beda potensial

kecil kation (Na, K??, Ca2?, Mg2?, dan NH4

?) Dari

lumen, antara sel-sel. Epitel tubular sangat

kedap air, tidak ada air terukur

reabsorpsi sepanjang ekstremitas naik meskipun besar

transepitelial gradien tekanan osmotik.

TUBULAR TRANSPORT DI nefron distal

Nefron disebut distal meliputi segmen berbeda:

distal berbelit-belit tubulus, tubulus menghubungkan, dan

kortikal meduler, luar, dan mengumpulkan meduler batin

saluran (lihat Gambar. 23,2). Perhatikan bahwa nefron distal meliputi

sistem duktus pengumpul, yang, tegasnya, tidak

bagian dari nefron, tetapi dari perspektif fungsional, ini

dibenarkan. Transportasi di nefron distal berbeda dari yang

dalam tubulus proksimal dalam beberapa cara:

1) The nefron distal menyerap kembali jumlah yang lebih kecil

garam dan air. Biasanya, nefron menyerap kembali distal

9% dari Na disaring? dan 19% dari air yang disaring, dibandingkan

dengan 70% untuk kedua zat dalam proksimal rumit

tubulus.

2) The nefron distal dapat membangun gradien curam untuk

garam dan air. Sebagai contoh, [Na?] Dalam urin akhir

mungkin serendah 1 mEq / L (versus 140 mEq / L dalam plasma) dan

osmolalitas urin dapat hampir sepersepuluh yang dari

plasma. Sebaliknya, tubulus proksimal menyerap kembali Na? dan

air sepanjang gradien kecil, dan [Na?] dan osmolalitas

cairan tubulus yang biasanya dekat dengan yang plasma.

3) The nefron distal memiliki "ketat" epitel, sedangkan

tubulus proksimal memiliki "bocor" epitel (lihat Bab

2). Hal ini menjelaskan mengapa nefron distal dapat membangun curam

gradien untuk ion kecil dan air, sedangkan proksimal

tubulus tidak bisa.

4) Na? dan air reabsorpsi di tubulus proksimal

biasanya erat digabungkan karena epitel air permeabilitas

selalu tinggi. Sebaliknya, Na? dan air reabsorpsi

dapat uncoupled di nefron distal karena

permeabilitas air mungkin rendah dan variabel.

Reabsorpsi Proksimal keseluruhan dapat dicirikan sebagai

kasar operasi yang menyerap kembali dalam jumlah besar garam dan

air sepanjang gradien kecil. Sebaliknya, reabsorpsi distal

adalah proses yang lebih halus.

Saluran pengumpul berada di akhir dari sistem nefron,

dan apa yang terjadi di sana sangat menentukan ekskresi

Na, K??, H?, dan air. Transportasi di dalam mengumpulkan

saluran ini tersetel oleh hormon. Secara khusus,

aldosteron meningkat Na? reabsorpsi dan K? dan H? sekresi,

dan vasopresin arginine meningkatkan reabsorpsi air

di situs ini.

The Membran Luminal your dari distal

Tubuler berbelit Berisi Na-Cl

Cotransporter

Gambar 23.20 adalah model dari sel tubulus distal berbelit-belit. Di

segmen nefron, Na? dan Cl? diangkut dari

lumen ke dalam sel oleh cotransporter Na-Cl yang menghambat

oleh diuretik thiazide. Na? dipompa keluar basolateral

side oleh Na? / K?-ATPase. Air permeabilitas

tubulus distal berbelit-belit rendah dan tidak diubah oleh

arginin vasopressin.

The Duct Mengumpulkan Cortical Adalah Penting

Pengaturan situs K? Pengeluaran

Dalam keadaan normal, sebagian besar K diekskresikan?

berasal dari K? disekresikan oleh saluran pengumpul kortikal.

Dengan K besar? berlebih (misalnya, diet tinggi-K?), yang kortikal

mengumpulkan saluran dapat mengeluarkan K begitu banyak? bahwa lebih K? adalah

diekskresikan dari yang disaring. Dengan K parah? deplesi, yang

saluran pengumpul kortikal reabsorb K?.

K? sekresi tampaknya menjadi fungsi utama dari

mengumpulkan sel utama saluran (Gambar 23.21). K? sekresi melibatkan

aktif serapan oleh Na / K??-ATPase di basolateral

membran sel, diikuti dengan difusi K? melalui

K membran luminal? saluran. Difusi lahiriah K?

dari sel yang disukai oleh gradien konsentrasi dan menentang

oleh gradien listrik. Perhatikan bahwa gradien listrik

menentang keluar dari sel yang lebih kecil di seluruh luminal

membran sel dari seluruh sel basolateral

membran, mendukung pergerakan K? ke lumen lebih

daripada kembali ke dalam darah. Potensi membran sel luminal

Perbedaan rendah (misalnya, 20 mV, sel di dalam negatif)

karena membran ini memiliki Na tinggi? permeabilitas dan

depolarized oleh Na? menyebar ke dalam sel. Ingat bahwa

masuknya Na? ke dalam sel menyebabkan depolarisasi membran

(Lihat Bab 3).

Besarnya K? sekresi dipengaruhi oleh beberapa

faktor (lihat Gambar 23.21.):

1) Kegiatan Na membran basolateral / K?? -

ATPase adalah faktor kunci yang mempengaruhi sekresi, semakin besar

pompa aktivitas, semakin tinggi tingkat sekresi. Sebuah tinggi

plasma [K?] mempromosikan K? sekresi. Peningkatan jumlah

Na? dalam lumen duktus pengumpul (misalnya, akibat dari penghambatan

Na? reabsorpsi oleh obat diuretik loop) mengakibatkan peningkatan

masuknya Na? ke dalam sel utama, peningkatan aktivitas

dari Na / K?-ATPase?, dan meningkatkan K? sekresi.

2) Potensi lumen-negatif listrik transepitelial

mempromosikan K? sekresi. 3) Peningkatan permeabilitas membran sel luminal

untuk k? nikmat sekresi.

4) Sebuah aliran tinggi cairan tingkat melalui lumen duktus pengumpul

mempertahankan gradien konsentrasi sel-to-lumen,

yang mendukung K? sekresi.

Hormon aldosteron mempromosikan K? sekresi oleh

beberapa tindakan (lihat Bab 24).

Na? masuk ke dalam sel duct mengumpulkan adalah dengan difusi

Na melalui suatu? channel (lihat Gambar. 23.21). Saluran ini memiliki

telah kloning dan sekuensing dan dikenal sebagai ENaC, untuk epitel

natrium (Na) channel. Masuknya Na? melalui

saluran ini adalah tingkat-membatasi untuk Na keseluruhan? reabsorpsi

dan meningkat aldosteron.

Sel diselingi tersebar di antara mengumpulkan duct

Sel-sel utama, mereka penting dalam asam-basa transportasi (lihat

Bab 25). A H / K??-ATPase hadir dalam sel luminal

membran-diselingi? sel dan berkontribusi terhadap ginjal

K? konservasi ketika asupan K? kekurangan