310 likes | 608 Views
Izojonia, izowolemia. Woda – pierwotne środowisko życia Izotoniczność – „komórka nie podlega zmianom objętości” – bezwględnie wymagana do przetrwania Osmolarność – liczba rozpuszczonych cząsteczek Organizmy: izoosmotyczne hipoosmotyczne hiperosmotyczne.
E N D
Woda – pierwotne środowisko życia Izotoniczność – „komórka nie podlega zmianom objętości” – bezwględnie wymagana do przetrwania Osmolarność – liczba rozpuszczonych cząsteczek Organizmy: izoosmotyczne hipoosmotyczne hiperosmotyczne
Ryby chrzęstnoszkieletowe (morskie) Izoosmotyczne (choć stężenie soli jest 2~3 razy niższe niż w morzu) Mocznik: ~ 0.5 M (100 razy wyższe stężenie niż ssaki!) Wytwarzają metyloaminy (TMAO, betainę, sarkozynę) chroniące białka przed denaturacją Ryby kostnoszkieletowe (morskie) Hipoosmotyczne – piją wodę (ale muszą wydalać jony, gł. Na+ i Cl- – skrzela: „komórki chlorkowe”, energochłonne) Ryby kostnoszkieletowe (słodkowodne) Hiperosmotyczne – duże ilości moczu (jony są wchłaniane czynnie w skrzelach) Płazy Hiperosmotyczne – duże ilości moczu (jony są wchłaniane czynnie przez skórę) Żaba morska - mocznik
Ląd – problemy z utratą wody Płazy - mogą gromadzić rozcieńczony mocz (do 30% masy ciała – Chirdeptes) Gady, ssaki, ptaki – szczelne pokrywy ciała, raczej brak problemów z nadmiarem wody. Wydalanie wody, nadmiaru jonów (przyjętych z pokarmem), produktów przemiany materii, toksyn, utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej, itd. – NERKA
Nerka Miąższ nerki (kora nerki) Piramida nerkowa (rdzeń) Kanał zbiorczy Miedniczka nerkowa Moczowód
Tętniczka doprowadzającąca Podocyty Tętniczka odprowadzająca Kłębuszek nerkowy
RPF – przepływ osocza przez nerki GFR – objętość filtrowana przez kłębuszki (1/5 RPF) GFR ~180 L/dobę Mocz ~1.5 L/dobę
Filtracja kłębuszkowa • poniżej ~15 000 Da, • aniony (białka): 1.8 – 4.4 nm – filtracja częściowa • Resorpcja kanalikowa: 1. glukoza, mleczany 2. aminokwasy, peptydy i białka 3. jony: Na+, K+, Ca2+,Mg2+, Cl-, HCO3- 4. Woda 5. Witaminy, mocznik
Resorpcja glukozy SGLT1-14 ATP ADP GLUT2 Maltoza - maltaza glukoza
Resorpcja białek, peptydów i aminokwasów Aminokwasy – kotransport z Na+ oligopeptydy: peptydazy zaewnątrzkomórkowe – aminokwasy (Na+) i dipeptydy (H+) białka - egzocytoza
Resorpcja Na+ - gł. w kanaliku krętym bliższym (gradient el-chem) K+ Na+ Na+ ATP Kotransport: - glukoza - aa’s - Cl-,K+ - HCO3- - CO2 Kanalik nabłonek krew
60-70% resorpcji Resorpcja H2O
Akwaporyny homotetramer ~ 28 kDa (monomer)
AQP1 – kanalik zstępujący AQP2 – w kanaliku zbiorczym – wazopresyna hamuje wydzielanie moczu (alkohol i kofeina hamują wydzielanie wazopresyny)
Mocznik -ssaki, płazy, chrzęstnoszkieletowe Gady, ptaki – kwas moczowy
Równowaga kwasowo-zasadowa Usuwanie powstających w organizmie niewielkich ilości kwasów innych niż kwas węglowy (H3PO4, H2SO4), oraz bieżące wyrównywanie pH związanego z nieprawidłowym natężeniem wentylacji płuc. a) kwasica (ośrodek oddechowy pracuje nieznacznie zbyt słabo) nerki wyrównują pH: - zwiększając wchłanianie HCO3¯ („Resorpcja wodorowęglanów” – wchłanianie CO2i H2O) - wydzielając jony H+ i NH4+ -zatrzymują inne jony zasadowe Mg2+, Ca2+ -zwiększają wydalanie innych anionów: np. HPO42¯, SO42-, Cl¯
b) alkaloza (ośrodek oddechowy pracuje zbyt intensywnie) nerki wyrównują pH: wydalenie jonów zasadowych ( Na+, K+, Ca2+ i Mg)
Resorpcja HCO3- Na+ H+ Na+ H+ K+ Na+ ATP ACa H2O HCO3+ H2O CO2 Na+ Na+ ACa HCO3- HCO3- Kanalik nabłonek krew
Resorpcja Ca2+ Kotransport z Na+ - gł. W końcowym odcinku kanalika dalszego Parathormon i kalcyferol (1,25-dihydroksykalcyferol – D3) Całkowity wapń w surowicy ~2 mM (wolny ~1.6 mM) Parathormon, kalcyferol i kalcytonina Tarczyca (komórki C) i przytarczyce – receptor Ca2+ (sprzężony z białkami G)
Niskie Ca2+ stężenie wysokie Ca2+ stężenie tarczyca Ca2+ dostarczane do krwi Ca2+ dostarczane do kości kacytonina przytarczyce PTH PTH Parathormon (84 aa’s) - przytarczyce Wzmaga: - resorpcję w nerkach - aktywuje osteoklasty - zwiększa wchłanianie w jelicie (pośrednio) receptor sprzężony z białkami G (CA; PLC) stimulacja CA powoduje aktywację Na/K/Cl- kotransportera
Kalcytonina – 32 aa’s Komórki C tarczycy Obniża st. Ca2+ - gł. zwiększając wbudowywanie wapnia do kości i hamując wydzielanie PTH
kalcyferol kalcitriol = „witamina D” 1,25-(OH)cholekacyferol 1,25 dihydrokalcyferol • gł. pobudza wchłanianie Ca2+ w jelicie • pobudza ekspresję genów (ATPazy Ca2+, CBP, alkalicznej fosfatazy itd.) • obniża wydzielanie PTH (ekspresję)
Angiotensyna II obniża przesącz kłębuszkowy Wazopresyna wzmaga resorpcję wody w kanaliku zbiorczym (AQP2) Aldosteronwzmaga resorpcję Na+ w kanaliku wstępującym
renina – angiotensyna Zmniejszona objętość osocza angiotensyna II renina (baroreceptory) Resorpcja Na+(jako i wody) aldosteron Wzrost ekspresji Na+/K+ ATPazy
renina (proteaza asparaginowa ~ 37 kDa) Angiotensynogen ~450 aa’s enzym konwertujący (karboksypeptydaza) angiotensyna II (8 aa’s) angiotensyna I (10 aa’s) Receptory: wzrost Ca2+
Przysadka receptory angiotensyny Osmoreceptory podzgórza ADH przysadka Wazopresyna (ADH)