Systeemfysiologie_les3_missiaen

6. anorganisch fosfaat Pi
anorganisch = molecuul zonder koolstof
verschillende vormen van anorganisch fosfaat:
- H3PO4
- H2PO4- (deze wordt gereabsorbeert)
- HPO42- (deze wordt ook gereabsorbeert)
- PO43Hormonen die de opname van anorganisch fosfaat beïnvloeden:
- PTH = parathyroïd hormoon
- FGF23 = fibroblast growth factor
Figuur 1 :
Pi gaat in de cel samen met Na+ . Pi gaat uit de cel via een carrier die nog niet is
gekarakteriseert.
Besluuit : anorganisch fosfaat wordt op genomen door transcellulair transport via een
Na+/Pi cotransporter en een Pi-carrier
inhibitie door PTH en FGF23 , ze inhibiberen de opname van anorganisch fosfaat. Dit
doen ze door de apicale carrier te endocyteren in de cel en daarna deze in de cel af te
breken
Figuur 2:
Er komen meer stoffen in de cellen dan er in de tubulus blijft. Hierdoor gaat er
osmose optreden. Er treedt transcellulair transport op van water door waterkanalen
volgens de osmotische gradiënt. Er komt ook paracellulair transport op door de tight
junctions.
Besluit: Door osmose wordt water geabsorbeert transcellair door waterkanalen en
paracellulair door tight jucntion.
Grafiek:
de hydrostatische druk , de uitperskracht is klein en gaat dalen
de oncotische druk = aanzuigkracht, de kracht stijgt in de peritubulaire capilaire en
vas rectum. De hydrostatische druk is laag en de oncotische druk is hoog dus al het
water wordt in de capilairen getrokken (druk in capilairen dus)
creatinine is een base afvalstof , urinezuur is een zuur afvalstof. De nieren moeten die
afvalproducten excreteren en dit kan op twee manieren:
- filtratie
filtratie is heel iniffecient om afvalstoffen in urine te krijgen. Dit heeft twee
redenen. 1) heel wat afvalstoffen binden aan albumine in het bloed en
albumine wordt niet gefiltert (0% gefiltert). 2) Vrije moleculen (niet
gebonden) worden maar voor 20% gefiltert
- secretie
secretie is een heel efficiente manier om afvalstoffen in de urine te
krijgen.
B. Lis van henle : dunne tekken
Figuur 3:
De eenheid van deeltjesconcentratie : miliosmol per kilogram = mOsm/kg
De concentratie deeltjes in het menselijk lichaam = 287 mOsm/kg !! heel belangrijk
getal , is overal zo in het lichaam. Een uitzondering is de tubuli vanaf de lus van henle
(* in de tekening) en het interstituim van de medula (hier is die hoger). Dus hier zit
een hogere concentratie deeltjes. Deze deeltjes zijn eerst NaCl en daarna NaCl en
ureum.
De dikke dalende tak:
De dalende tak is doorlaatbaar voor water : het water wordt gereabsorbeert in het
intertitium, dit gebeurt transcellulair, dus er zijn water kanalen nodig. Dit water wordt
heel snel in de bloedvaten opgenomen. De oncotische aanzuigkracht is hoger als de
uitperskracht. De deeltjes worden geconcentreert (zelfde aantal deeltjes minder
water). De urine wordt ongeveer 4 keer geconcentreert.
De dunne opstijgende tak:
De urine is in het begint heel erg geconcentreert: er is een hoge Na+ en Clconcentratie. Deze deeltjes zijn in de urine meer geconcentreert dan in het intertitium.
Natrium wordt paracellulair gereabsorbeert en chloor wordt transcellulair
gereabsorbeert. Hiervoor zijn chloorkanalen nodig.
Besluit: dus de dunne opstijgende tak reabsorbeert NaCl , maar water wordt niet
gereabsorbeert, dus de urine wordt verdunt : het water blijft , maar de deeltjes dalen.
C. lis van Henle : dikke opstijgende tak : Na+, K+ , Cl- , HCO3- , Ca2+
Na+, K+ , Cl- , HCO3- en Ca2+ worden allemaal gereabsorbeert, water wordt niet
gereabsorbeert. Dus de urine wordt verder verdunt tot 150 mOsm/kg (getal niet
onthouden, wel onthouden dat het minder is als 287 , dus verdunning).
Figuur 4:
 NATRIUM (roos):
Er is een Na/K-pomp die K naar binnen en Na naar buiten pompt. K wordt meteen
terug naar buiten gepompt via een K-kanaal. Dus er is een lage concentatie van Na
in de cel (cytosolair). Hierdoor wordt Na vanuit de urine opgenomen in de cel via
een Na/H-carrier en een Na/K/Cl-symporter. In de urine in de dikke stijgende tak
van de lis van Henle zit veel Na en Cl, maar weinig K. Als er geen K meer in de
urine zit dan kan de Na/K/Cl-symporter niet meer werken. De oplossing om de
carrier te laten blijven werken: een kaliumkanaal in de apicale membraan. Zo
wordt een deel van het kalium terug naar de urine getransporteert, dus zo zit er
continue kalium in de urine en blijft de uniporter werken.
GLOBALE RESULTAAT : de urine wordt positief geladen +10mV . dit zorgt
ervoor dat Na wordt afgestoten. Na wordt paracellulair gereabsorbeert via diffusie
volgens het potentiaalverschil. Natrium wordt dus trans- en paracellulair
gereabsorbeert.
(soort vraag: bespreek het transport van kalium in het nefron , dus kaliumtransport in
verschillende segmenten bespreken )
 KALIUM (rood):
Dit kan trans- en paracellulair gebeuren.
Door afstoting gaat het de paracellulaire weg volgen.
 CHLOOR (blauw):
Dit kan enkel via transcellulair transport gebeuren, via de Natrium-kalium-chloor
transporter en een chloorkanaal.
Figuur 5 : stijgende tak van de lus van Henle
KA = koolzuuranhydrase
 BICARBONAAT HCO3
(zelfde manier als het kronkelbuisje, behalve 1 ding dat anders is)
CO2 reageert met H2O door een enzyme koolzuuranhydrase tot H+ en HCO3- in de
cel. In de tubulus gebeurt de omgekeerde reactie. Bicaronaat verdwijnt ut de urine
en het verschijnt in het intertitium. Dus bicarbonaat wordt gereabsorbeert.
 CALCIUM (roos oranje stift):
Calcium wordt ook afgestoten door de positieve lading, dus wordt paracellulair
gereabsorbeert door diffusie volgens het potentiaalverschil.
D. DISTALE TUBULUS ( EXAMEN VAAK)
Na, Cl en Ca worden gereabsorbeert, water wordt niet gereabsorbeert, dus de urine
wordt verder verdunt. ( 100 mOsm/kg getal niet kennen voorbeeld)
Er treedt nergens PARACELLULAIR transport op in de distale tublus (-1 op examen
als je dit zegt)
Figuur 6:
= Calbindine
 NATRIUM (rood):
Na/K pomp komt in alle epithele voor (??)
K keert meteen terug naar het intertitium via een kaliumkanaal. Dit betekent dat er
een lage concentratie natrium is cyctosolair , in de cel. Na wordt van het urine in
de cel gepompt via een K/Ca-symporter. Na wordt transcellulair gereabsorbeert.
 CHLOOR (blauwe stift):
Er is basolateraal een chloor kanaal: chloor wordt transcellulair geabsorbeert naar
het intertitium.
 CALCIUM (roos):
Er zijn 2 carriers basolateraal: Ca/K- pomp die ATP verbruikt en Na-Caantiporter die geen ATP gebruikt.
GEVOLG:
Ca in het cytosol is laag, want het wordt naar het intertitium gepompt. Dus zal er
calcium vanuit de urine in de cel difunderen volgens de
calciumconcentratiegradient. Dit gebeurt via een calcium kanaal. Calcium
diffundeert moeilijk doorheen de cel omdat het een negatieve lading draagt.
Calbindine zorgt voor het transport van calcium van links naar rechts (het is een
eiwit, juist schrijven op examen). Dus transcellulaire reabsorptie van calcium.
Regeling van de reabsorptie ( vaak vergeten op examen , dus zie dat je dit ook
schrijft): PTH stimuleert de reabsorptie. Er zijn twee manieren: een trage en een
snelle manier.
De snelle manier: PTH opent het calciumkanaal.
De trage manier : PTH verhoogt/stimuleert de aanmaak van de 4 proteinen: het
kalciumkanaal calbundine , calciumpomp de natriumkalciumantiporter stimuleren.
E. VERZAMELBUIZEN
Alle vorige segmenten hadden maar 1 celtype, de verzamelbuis heeft er 4:
1) principal cells: zitten in de cortex en de buitenste medulla
2) α- intercalated cell: ook in cortex en buitenste medulla
3) β-intercalated cells: ook in cortex en buitenste medulla
4) inner medullary collecting duct cells (INCD cellen): in de binnenste medulla
sommige stoffen worden gereabsorbeert en anderen niet
 NATRIUM:
Gebeurt in de principal cellen en de INCD cellen: Na wordt er gereabsorbeert
door deze cellen. Dit gebeurt enkel transcellulair.
figuur 7:
in de principal en INCD cellen
Calium keert meteen terug naar intertitium terug. Hierdoor is de Na-concentratie
laag in de cel. Na wordt uit de urine in de cel getransporteert via een Na-kanaal.
Dit zorgt ervoor dat de urine sterk negatief wordt (-40mV). Na wordt trancellulair
gereabsorbeert door de PC en IMCD cellen.
2 hormonen regelen de absorptie:
a) Aldosterone:
Aldosterone werkt in op de principal cells het stimuleert de Na reabsorptie.
Aldosteron is een steroidhormoon, dat betekend dat het werkt via de aanmaak van
eiwitten en dit vraagt tijd. Dus aldosterone werkt traag. Het effect komt in
maximaal 4uur tot stand, omdat het werkt via proteinesynthese. volgende eiwitten
worden aangemaakt : (1e eiwit wordt het snelst aangemaakt, die daarna tragere, en
die daarna nog trager) :
1) kinase (naam is niet van belang) (het fosforyleert het natriumkanaal --> de
endocytose wordt onderdrukt. eiwitten blijven langer in het membraan
2) protease (AP1 niet belangrijk die naam) : knipt een stuk af van het
natriumkanaal en hierdoor wordt het natriumkanaal actiever.
3)(traagst optredend) er is een verhoogde aanmaak van het natriumkanaal zel
en ook van de natriumkaliumpmpen (basolateraal)
b) ANP en BNP
ANP en BNP onderdrukken reabsorptie in de IMCD cellen. Ze doen dit via
sluiting van het natriumkanaal en inhiberen de natriumreabsorptie
 KALIUM
figuur 8
In de principal cells in de CORTEX
(op examen moet je weten dat het in de cortex enkel is !!!)
De principal cells secreteren calium. Ook weer K/Na-pomp en K-kanaal waardoor K+
meteen weer uit de cel gaat , maar enkel een deel. Een ander deel gaat naar de urine
via een K-kanaal of via een K/Cl-symporter. K+ wordt transcellulair
GESECRETEERT
Dit wordt heel sterk geregeld door:
1. Aldosterone:
Het stimuleert de Ca-secretie: die gebeurt weer via proteinesynthese dus is traag
(4uur). De eiwitten die worden gemaakt (in volgorde van snelheid) :
a) kinase: fosforyleert het K-kanaal, hierdoor ondergaat het exocytose, dus er
komen meer K-kanalen in de apicale mebraan
b) eiwittten die de Na-reabsorptie stimuleren :
Dus eiwitten die de urine meer negatief maken (-50mV). Kalium wordt dan
meer aangetrokken door de urine want urine is negatief en kalium positief, dus
secretie gebeurt efficienter.
c) Meer kalium-kanalen worden aangemaakt en meer Na/Ca-pompen.
2. Gastro-intestinale hormonen (gesecreteerd door maag-darm-stelsel):
????? men weet nog niet welke hormonen , dus men weet ook nog niet goed hoe
ze werken.
3. de stijging van de extracellulaire kalium concentratie
deze stimuleert direct
 WATER
figuur 9
Dit gebeurt transcellulair door de PC en de IMCD cells. De cijfers zijn niet
belangrijk op tekening, maar weet gewoon dat de concentratie het hoogst is in het
intertitium. Waterkanalen zijn nodig, want de celmembranen zijn niet
waterdoorlaatbaar. Dus water wordt gereabsorbeert via waterkanalen volgens de
osmotische gradiënt.
ADH stimuleert de waterreabsorptie. Het werkt in op het apicale waterkanaal. Het
kan op een snelle of trage manier geregeld worden:
snelle manier: vesikkels met waterkanalen exocytose  meer waterkanalen in het
apicale membraan
trage manier: meer aanmaak van waterkanalen aan apicale zijde
 PROTONEN
Figuur 10
protonen worden transcellulair gesecreteerd α-calated cells.
water reageert met CO2 tot dicarbonaat en een proton. De proton wordt naar de
urine gepompt via apicale protonenpomp (ATP) en via een apicaal natriumkaliumpomp (verwant met die van de maag ??)
basolateraal: chloorbicarbonaat-antiporter  Cl wordt meteen terug gepompt naar
intertitium
DUS : protonen worden naar de urine getransporteert en bicarbonaat naar het
intertitium en de protonen worden gesecreteert.
regeling op twee maniere:
1) Door aldosterone is urine negatief (door Na-reabsorptie en hierdoor wordt het
proton meer aangetrokken door de urine)
2) De protonenpomp wordt gestimuleert (direct) door aldosterone
opmerking in het rood op tekening : α-intercalated cel reabsorbeert K .(HOORT
OOK BIJ KALIUM REABSORPTIE OP HET EXAMEN OKAL STAAT HET
NI IN DE TITTEL)
 CHLOOR
Figuur 11:
Chloor wordt gereabsorbeert. Het gebeurt trans- en paracellulair. Dit gebeurt door
de β-intervalated cells. De urine is negatief door de Na-reabsorptie.
Transcellulaire reabsorptie door beta-IC. CO2 reageert met H2O door enzyme KA.
Lateraal is er een protonenpomp en apicaal is er een HCO3-antiporter. Chloor
wordt dus transcellulair gereabsorbeert.
OPMERKING: α en β cellen zijn een beetje elkaars spiegebeeld. vergelijk de twee
figuren (10 en 11)
Paracellulaire reabsorptie:
De drijvende kracht  chloor is negatief en de urine is negatief dus chloor wordt
afgestoten. Paracellulair transport gebeurt via diffusie volgens het
potentiaalverschil.