Karolinska intensive care nephrology group Njurfysiologi Johan Mårtensson Dept of Intensive Care Austin Hospital, Melbourne Section of Anaesthesia and Intensive Care Dept of Physiology and Pharmacology Karolinska Institutet
Njurfysiologi Innehåll RBF & GFR Determinanter Autoreglering Reservfunktion Farmakologisk reglering Tubulifunktionen Reglering av salt & vattenutsöndring Renin Angiotensin Aldosteron Systemet
RBF Renalt blodflöde (RBF) 3 20% av CO (ca 1 L/min) cirkulerar via njurarna (motsvarar 600 ml plasma/min). 1 2 Afferent arteriol (1) leder blodet till glomerulus (2) där ca 125 ml plasma/min filtreras (=GFR) över till Bowman s kapsel (Filtrationsfraktionen (FF) = 125/600 20%). Resterande blodvolym passerar vidare genom efferent arteriol (3) till peritubulära kapillärer (4) i njurbarken eller till vasa recta i njurmärgen (5). 5 4 Cortex (po 2 6,5) Medulla (po 2 1,5) 5 >90% av det renala blodflödet cirkulerar i njurbarken
GFR Den filtrerbara poolen Blodvolym 5 L (Hct 0,4) Plasma utgörs till ca 90% av vatten och däri lösta substanser, t.ex. Elektrolyter Socker Urea Kreatinin Resterande 10% utgörs av substanser med hög molekylvikt, t.ex. Proteiner Lipider Blodceller (2 L) Plasmavatten (2,7 L) Proteiner etc. (0,3 L) Endast plasmavatten och lågmolekylära substanser (< 7000 Da) passerar fritt över glomeruli.
GFR Den glomerulära filtrationshastigheten (GFR) bestäms av: GFR = K f (P C - P B - π C ) RBF K f filtrationskoefficienten (permeabilitet) P C hydrauliskt tryck i glomerulikapillären P B hydrauliskt tryck i Bowman s kapsel π C onkotiskt tryck i glomerulikapillären P C bestäms av drivtrycket (MAP) samt tonusförhållandet mellan afferent (P a ) och efferent (P e ) arteriol π C påverkas av blodflödet (RBF)
GFR
GFR Filtrationsbarriären (K f ) 1. Fenestrerat endotel 2. Basalmembran 3. Podocyter 4. Mesangieceller Små molekyler (< 7000 Da) filtreras fritt oavsett laddning 1 2 3 4 Filtrationen av medelstora molekyler (7000-60 000 Da) är beroende av storlek och laddning Stora molekyler (> 70 000 Da) filtreras i princip inte
Autoreglering Njurens autoreglering av RBF och GFR Myogen reflex Afferent arteriol (1) kontraheras reflektoriskt när trycket stiger Tubulo-glomerulär feedback (TGF) GFR ökar initialt när blodtrycket stiger mer NaCl filtreras och levereras till macula densa (2) i distala tubuli. Den ökade mängden NaCl i tubuli leder till frisättning av signalsubstanser (t.ex. adenosin) som kontraherar afferent arteriol vilket dämpar ökningen av RBF och GFR. 2 1
Autoreglering Njurens autoreglering av RBF och GFR Fungerande autoreglering håller RBF och GFR relativt konstant trots variationer i blodtrycket (MAP 80-180 mmhg). Utanför autoregulationsintervallet, t.ex. vid cirkulatorisk chock, förändras GFR och RBF linjärt med blodtrycket. GFR or RBF (% of normal) 100 75 50 25 0 Mean arterial pressure (mm Hg)
Kan vi använda glomerulär filtrationshastighet (GFR) som ett mått på andelen fungerande nefron?
Glomerulär filtrationshastighet (ml/min) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 A B 100% 100% 50% 25% Andel fungerande nefron C D Reservfunktion
n = 474 IVA patienter Kontinuerlig infusion av 100 g aminosyror/dygn (Synthamin 17) utöver standard nutrition eller Endast standard nutrition
Läkemedel Farmakologisk reglering av RBF och GFR Afferent (1) Efferent (2) Kontraherar α 1 α 1 β Vasopressin Adenosin ANP* 1 2 (Angiotensin II) Angiotensin II Relaxerar Dopamin Dopamin Prostaglandin ANP* Adenosin *Atrial natriuretic peptide
Tubuli Njuren vs CRRT maskinen Artär Postdilution Ven
Tubuli Proximala tubuli Ämne Reabsorption i prox. tubuli (%) H 2 O 65 Glukos 99,9+ aminosyror 99,9+ Na + 65 Cl - 65 K + 90 HCO - 3 80 Ca 2+ 60 Mg 2+ 90
Tubuli Vattenutsöndring & osmolalitet Osmolalitet Antalet lösta partiklar (osmoler) per kg lösningsmedel (vatten) P-osmolalitet [mosmol/kgh 2 O] = 2 Na + + Glc + Urea Normalt 280 300 mosmol/kgh 2 O Njurens reglering av urinvolymen och P- osmolaliteten är beroende av den osmotiska gradienten mellan interstitiet och samlingsrören i njurmärgen 600-1200
Tubuli Vattenutsöndring & osmolalitet 5% Na + 110 300 Aldosteron (& ADH) ADH K + Urea 70-1200 Na + 2% H 2 0 5-25% 50% Na + 25% 600-1200 300 Na + 65% H 2 0 65% Urea 50% H 2 0 10% Urea 50% 300 600 600-1200 300 300 400 400 500 500 600 600 800 800 1200
RAAS Renin Angiotensin Aldosteron Systemet (RAAS) Hypotension stimulerar reninutsöndringen via: Ökad sympatikusaktivitet (1) Intrarenala baroreceptorer (2) Låg NaCl leverans till macula densa (3) 3 2 1 Ökad reninutsöndring leder till: Arteriell vasokonstriktion (ATII) Minskad glomerulär filtrationshastighet (ATII) Ökad Na+ reabsorption i prox tubuli (ATII) Ökad Na+ reabsorption i dist tubuli (aldosteron) Törst (ATII) Ökad vattenreabsorption (ATII stim ADH frisättn)
Blödning/hypovolemi Aktiverad baroreceptor reflex Intrarenala baroroceptorer känner av lägre tryck!gfr -!NaCl leverans till macula densa Sympatikusaktivering Granulära celler: "reninsekretion "ADH "Angiotensin II "Aldosteron Renal vasokonstriktion Samlingsrör "H 2 0 reabs. Bowman!GFR Prox. tubuli "Na + reabs. Dist. tubuli "Na + reabs.