Membrantransport

endoexo.png

  • Eksocytose
    Intracellulære vesikler smelter sammen med cellemembranen og frigjør innholdet sitt til ekstracellulært rom
    Eksocytose tilfører lipider og proteiner og gjør at cellemembranens areal øker.
  • Endocytose
    Opptak av innhold fra ekstracellulært rom ved innvaginering av cellemembranen
    Endocytose gjør at cellemembranens areal minker.

Kiss and run
Kiss and Run.gif

kiss-and-run1.png

Cellemembranens hvilespenning er på ~-70mv. Vi finner Na+ hovedsakelig utenfor og K+ innenfor. Det er flere K+ lekkekanaler enn for Na+. Når K+ lekker ut blir det mer negativt inni cellen enn utenfor (likevektspotensialet for K+ er ~-90mv). Hvilespenningen er ~-70mv på grunn av Na+ som lekker inn. Na+/K+-pumpen opprettholder hvilepotensialet.

  • Intracellulært
    K+ og andre organiske anioner
  • Ekstracellulært
    Na+, Cl-, Ca2+

Elektrokjemisk potensiale for et ion kan regnes ut ved:
μ = RTln(co/ci) + zFEm
μ= potensial
R = universell gasskonstant
T= absolut ttemperatur
C = konsentrasjon på innside (i) og utside (o)
z = ionets ladning
F = Faradays konstant
Em = elektrisk potensialforskjell over membran

Ved elektrokjemisk likevekt skjer det ingen netto forflytning av ionet

Nernst likning gir likevektspotensialet til ionet (Em)
nernst.png

  • Ionet vil diffundere mot en elektrokjemisk likevekt (gjennom ionekanaler)
  • Ioner med størst permiabilitet får størst effekt på membranpotensialet
    K+ som regel viktigst i kroppen (lekkasjestrøm)

Dersom likevekten var fordelt presist slik Gibbs-Donnan-modellen forutser ville vi fått et osmotisk trykk inn i cellen (pg.a. flere molekyler på innsiden). Dette får vi ikke fordi:

  • Cellen tåler ikke for stor innstrømning av vann.
  • Negativt ladde proteiner intracellulært balanseres av ekstracellulært Na+.
  • Lekkasje av Na+ over membranen pumpes ut igjen av Na+/K+-atpase (som er viktig for reguleringen av cellevolum).

Hvordan kan celler motvirke akutte volumforandringer?

  • Eksocytose
    Spleise direkte med cellemembranen (totalspleising, ikke kyss og bail)
    Om Na+/K+-ATPase hemmes, f.eks. av ouabain, vil cellene svelle
  • Akkumulering av nøytrale aminosyrer inni cellen
    Produseres ved cellemetabolisme og påvirker ikke enzymfunksjon slik økte Ca2+/Na+-nivåer gjør
  • Regulering av vannkanaler (akvaporiner)

Foreleser: Linda Hildegard Bergersen

Ressurser
Presentasjon

Vanntransport, osmose, cellevolum

Cellemembranen består av porer og kanaler (glidende overgang)

  • Porer
    Noen er alltid åpne
    Brede nok til å slippe inn makromolekyler (f.eks. akvaporin, mitokondrisk pore usw.)
  • Kanaler
    Kan reguleres ved stimulus eller åpen hele tiden (lekkasjekanal)
    Brede nok bare for ioner (smale)

Kanaler hver som seg er selektive for f.eks. Na+, Cl-, K+, Ca2+, dvs. deltaker kun i sine egne prosesser. De diskriminerer på størrelse og polaritet. Vann klinger seg til ioners overflate og øker totalstørrelsen (fører også vann inn gjennom ionekanaler).

Hva menes med stimulus?

  1. Elektrisk spenning
  2. Signalmolekyl
  3. Strekk i cellemembran

Aktiveringen er binær, altså ikke gradert (enten aktiv eller ikke), og forbigående, dvs. selvavsluttende.

Eksempel:
Slangegift lammer ofrene sine ved å regulere acetylkolinreseptorer (Na+ og K+ | viktig for nervesystemets funksjon).

Gap junctions: åpne celleforbindelser  (direkte kobling). Permeable for organiske molekyler. Viktig for b.la. at molekyler og ioner skal kunne passere direkte til neste celle uten å gå via ekstracellulærmediet. 

Vi har 13 typer akvaporiner som er forskjellige fra celle til celle (isoformer). De kan slippe gjennom opp til ~ 3*10^9 (3 milliarder) H2O-molekyler i sekundet. Utsiden av poren er hydrofob og innsiden hydrofil.

Vann har tre måter å slippe gjennom plasmamembranen:

  • Akvaporiner
  • Vannfylte ionekanaler (ved hydrasjonsskall, taxi / Uber)
  • Mellom fosfolipidene
    Meget langsomt

Transport ved bærerproteiner

  • Fasilitert diffusjon
    En passiv prosess
  • Primær og sekundær aktiv transport
    Primær: bruker ATP (f.eks. Na+-K+-ATPase)
    Sekundær: bruker elektrokjemisk gradient, kotransportører, utvekslere (f.eks. Na+-Ca2+-utveksler)

Glukosetransportører følger konsentrasjonsgradienten. I andre organer finnes det andre transportører enn for bare glukose siden hjerne og hjerte prioriteres ved f.eks. faste (mangel). Da må de andre organene kunne sustinere seg på andre energikilder.

Aktiv transport går mot konsentrasjonsgradienten (eller elektrokjemisk gradient) og er derfor en energikrevende prosess.

Høyere affinitet => lettere binding => raskere diffundering. Transportører kan mettes.

Kotransportører (symport): to stoffer i samme retning
Utvekslere (antiport): to stoffer i motsatt retning

Hvordan klarer cellen å øke overflaten ved volumøkning?

  • Folde ut overflatestrukturer
  • Endre fasong (mer som kule)
  • Spleise endomembraner (ved eksocytose)
  • Strekking av lipidlaget (~3%)

ForeleserLinda Hildegard Bergersen

Ressurser
Presentasjon

Diffusjon over membraner

Diffusjon er en mekanisme med netto bevegelse fra områder med høy konsentrasjon (væske eller gassform) til lav konsentrasjon. Diffusjon skjer raskere ved høyere temperatur pg.a. brownske bevegelser. Tiden for diffusjon øker med distanse.

Når vi puster inn oksygen går det til alveolene og diffunderer inn i blodet. Derfra går det fra kapillærer til vevsvæske til celle.

Ficks matematiske diffusjonslover:

  • J = -D(deltac/deltax): proporsjonal
    J = diffusjonsstrøm
  • t = -x^2 / 2D: eksponentiell
    Minustegnet reflekterer at strømmen går mot lavere konsentrasjoner

D er et mål for molekylers bevegelighet (som avhenger av molekylstørrelse, struktur, temperatur usw.).

Konsentrasjonsgradient: forskjell i konsentrasjon per avstand (deltac / deltax).
Diffusjonsstrøm gjennom en membran:
J = -DA*(deltac / deltax).
Lungeødem: avstand mellom kapillærer og alveole øker (dvs. diffusjon går tregere).

Hypertonic (mye solute)
Hypotonic (lite solute)
(Hypotonic to hypertonic flow)

Begreper

  • Osmose
    Diffusjon av vann
    En passiv prosess som følger entropien
    Vann vil diffundere fra høy konsentrasjon til lav konsentrasjon
  • Osmotisk trykk
    Minimum trykk nødvendig for at vann ikke skal diffundere inn (i hyperton side)
    Vi får et osmotisk trykk dersom det er forskjellig osmolaritet på hver side av en semipermiabel membran
  • Osmolaritet
    Osmol/liter
    Mengden oppløst stoff i en løsning (høy osmolaritet = lav f.eks. vannkonsentrasjon)
  • Isoton
    Likt saltinnhold som cellene
  • Hyperton
    Høyere saltinnhold enn cellene
  • Hypoton
    Lavere saltinnhold enn cellene

Fysiologisk saltvann: 0.9% NaCl, samme osmolaritet som plasma. Osmolaritet og tonisitet brukes om hverandre, men betyr ikke helt det samme. 

Forskjell mellom osmolaritet, tonisitet, osmolalitet.

Osmose i praksis (ved vann i lunger)
Vi gir intravenøs hyperosmolar væske som kan passere gjennom bowmans kapsel (i nyrene) og videre i tubulisystemet uten å bli reabsorbert (f.eks. manitol, sukkermolekyl). Da vil nyrene trekke væske fra kapillærene og ut med blodet. Blodet blir mer hypertont og vil trekke væske fra lungene.

Rehydreringsvæske (isoton: saltvann, glukose, vann) er bedre enn bare vann.


ForeleserLinda Hildegard Bergersen

Ressurser
Presentasjon

Cellens avgrensning, ekstracellulært miljø

I cellemembranen har vi rafts, områder bestående av proteiner, sfingolipider, kolesterol usw. som kan forflytte seg, men også være forankret. Disse har trolig signalfunksjoner. Proteiner i membranen kan flyte sidelengs i en “todimensjonal lipidsjø” og utøver de fleste funksjonene.

Ioner passerer nesten ikke gjennom membranen i det hele tatt (av seg selv) fordi de er polare. Hydrofobe molekyler som O2, CO2, N2, steroider, noen hormoner usw., samt. små (og noen store) uladde polare molekyler som vann, urea, og glyserol kommer gjennom.

I membranen finner vi:

  • Membranprotein
  • Transportører
  • Forankringsmolekyler
    Holder celler sammen, f.eks. epitelvev
  • Reseptorer
  • Enzymer

Membranproteiner er festet til membranen på ulike måter:

  • Transmembrane
  • Membrane-associated
  • Lipid-linked
  • Protein-attached

De er amfipatiske. Transmembrane proteiner har høyt innhold av hydrofobe aminosyrer som vender seg mot membranens indre. Aminosyrekjeden danner en alfa-heliks (spiral) med 3.6 aminosyrer per sløyfe. De kan flyte sidelengs, en egenskap som er viktig for fordelingen av membranproteiner med datterceller.

Hva begrenser forflytning av membranproteiner?
Cellekontakt

Cellens overflate er dekket av et lag med karbohydrater: glykokalyks (ganske tykt). Det har en beskyttende funksjon mot pH og mikrober.

Noen vev har mer ekstracellulær matriks enn celler: kollagenfibre i matriks kan gi vevet styrke. Proteiner danner en gelaktig grunnsubstans hvor næringsstoffer transporteres og diffunderer.

Celler forsøker hele tiden å opprettholde en homeostase, men til syvende og sist er det sirkulasjonssystemet (tilførsel av næringsstoffer og deponering av avfallsstoffer) som bestemmer (f.eks. hva denne er).

Av væske i kroppen har vi totalt 42L, hvorav 25L er i cellene og 17L i ekstracellulært rom. Med cellens nærmiljø menes det ekstracellulære rommet.


ForeleserErlend Arnulf Nagelhus

Ressurser
Presentasjon

Membraner

En kuleform har minst overflate i forhold til volum. Det er derfor vannmolekyler i et fritt miljø naturlig vil orientere seg i dråper (kuler).

Amfipatiske lipider er lipider som både er hydrofobe og hydrofile (såpebobler, cellemembraner).

  • Amphi (gresk): begge slag
  • Pathos (gresk): følelse for noe

I en såpeboble er lipidene orientert slik at de hydrofile hodene vender mot vann og de hydrofobe mot luft.

Vessle.png

Cellemembranen er en dobbeltmembran av amfipatisk lipid.

Artige kulepunkter

  • Alifatiske lipider har kjeder av karbon, vanligvis ikke forgrenede
  • Lipider finnes som både mettet og umettet
    Umettede lipider har dobbeltbindinger
  • Lipider finnes som essensielle og ikke-essensielle
    Kroppen kan produsere ikke-essensielle lipider selv
  • Nomenklaturen er basert på IUPAC
    Både systematiske og trivialnavn
  • C:D
    C = antall karbonatomer
    D = antall dobbeltbindinger
  • Omega (ω) – x hvor x er posisjonen til dobbeltbindingen talt fra  ω-karbonatomet (siste)
    F.eks. for omega-3 ligger dobbeltbindingen mellom 3. og 4. karbonatom fra omegakarbonet
  • Vi har cis- og transumettede fettsyrer
    Orientering ved dobbeltbinding
  • α(alfa)-karbonet er nr. 2 og β(beta)-karbonet er nr. 3
    Talt fra funksjonell gruppe
    ω(omega)-karbonet er siste karbonatom

Dobbeltbindinger forekommer ofte regelmessig (f.eks. annenhver binding).

Amfipatiske lipider i vann vil selv organisere seg til en dobbeltmembran og lukke seg fordi det er en energetisk gunstig konfigurasjon. Det er ugunstig å ha hydrofobe ender vendt mot vann.

Strukturen kan være: alkohol (kolin), fosfat, glyserol, og fettsyrer (med knekk dersom det er en cis-dobbeltbinding). Ladningene på fettsyrene kan ha noe å si, men de pleier å være nøytrale.

Phospho.gif

Fosfolipider er mobile. De er ikke som margarin eller oljer, men en mellomting. Fluiditeten til cellemembranen avhenger av sammensetningen (temperatur, fettsyrenes halelengde, dobbeltbindinger (flere jo mykere, lavere smeltepunkt), mengde kolesterol (lettere å flipfloppe, gjør membranen stivere pg.a. en stiv ringstruktur) usw.). Kolesterol i beskjedne konsentrasjoner reduserer fluiditeten, men øker i høy (hos røde blodceller består membranen av nesten ~1/4 kolesterol). Membranen blir stivere jo lengre unna sentrum du kommer (men hvor er sentrum?). Tiltrekningen mellom lipidhalene øker med lengden da de induserte londonkreftene blir sterkere. Dipolkraften avtar med d^6 (d = distance). (Enkelte) Bakterier kan justere fettsyresammensetningen i membranene deres med et ytre miljø (bedre tilpasning).

Cellemembranen har god lateral (sidelengs) mobilitet. Lipidene kan flyte sidelengs som en “todimensjonal væske” En “flip” hos lipidene kan skje (at de bytter plass), men veldig sjeldent da det polare hodet da må passere gjennom det hydrofobe indre partiet.

På membranen finner vi (blant annet) mange vannporer (akvaporiner). Vi trenger dem fordi osmose som eneste transportmekanisme hadde vært for treg. Den nøyaktige sammensetningen av lipidmembranen er ukjent (f.eks. hos gliaceller). Har vi mye kolesterol blir hjernen mindre permiabel for vann.

De to lagene i dobbeltmembranen har ulik sammensetning (pg.a. enzymer, flippaser). Membraner dannes i endoplasmatisk retikulum. Glykolipider finnes bare i det ytre laget og er viktig for å beskytte cellen mot uvennlige ytre omgivelser (lav pH, nedbrytningsenzymer usw.). Adhesjon mellom celler er også avhengig av glykolipider. I det innerste laget (vendt mot cytosol) finner vi typisk negativt ladde ioner. De fleste glykolipider er basert på sfingosin (samme som sfingomyelin). Gangliosid er en overflatereseptor for bakterietoksinet som forårsaker diare ved kolera. Nedbryting av fosfolipider kan være viktig for å overføre signaler fra det ekstracellulære miljøet til cellens lumen (intracellulært).


ForeleserErlend Arnulf Nagelhus

Ressurser
Presentasjon

GR: Respirasjon

Dyspné
Dyspnoé er en subjektiv opplevelse av pustebesvær hos pasienter med sykdom i lunger og/eller andre organer som påvirker respirasjonssystemet. Det er ofte lite samsvar mellom pasientens opplevelse og de objektive funn. Dyspnoé er ofte anstrengelsesutløst og forsterkes av angst.

Ekspektorat
Ekspektorasjon er oppspytt fra de nedre luftveiene. Ekspektoratet inneholder sekret fra bronkialtreet, celler, cellerester og eventuelle partikler som er inhalert og spytt. Å ekspektorere er den medisinske betegnelsen på å hoste opp.

Ventilasjon
Ventilasjon er transport av luft inn og ut av lungene. Et åndedrett består av innånding (inspirasjon) og utånding (ekspirasjon).

Sentral cyanose
Sentral cyanose er en tilstand der tunge og lepper blir blålige. Dette skyldes oftest hypoksemi, som igjen skyldes sykdommer i hjerte eller lunge; men kan også skyldes ekstrem kulde eller andre forhold.

Perkusjon
Perkusjonen utføres ved å tromme på pasientens rygg og brystkasse og lytte etter lydkvaliteten, omtrent som når en tømrer banker på veggen for å høre hvor det er spikerslag. Målet er å finne lungegrensene og lungenes “tetthet”. Perkusjon kan gi en pekepinn på lungegrensene og om det er dempning eller hypersonorperkusjonslyd.

Auskultasjon
Ved auskultasjon forsøker man å avgjøre kvaliteten på auskultasjonslydene ved hjelp av et stetoskop. Man lytter både etter selve respirasjonslyden og etter eventuelle fremmedlyder. Altså at man lytter på organer med stetoskop.

Respirasjonslyden
Respirasjonslyden beskrives gjerne som
normal, svekket eller økt (såkalt bronkial blåst), og det er viktig å angi variasjoner i respirasjonslydene over alle lungeflatene. Fremmedlyder angis gjerne som pipelyder, knatrelyder eller gnidningslyder.

Krepitasjon
Krepitasjon, knatrelyder som høres over lungene når man lytter med stetoskop. Se knatrelyder, auskultasjon. Skyldes væske i alveolene. Små bobler som kommer til overflaten og knitrer.

Den venstre lungen, som er noe mindre enn den høyre, har to lapper: en øvre lapp (lobus superior) og en nedre lapp (lobus inferior). Den høyre lungen har i tillegg til den øvre og nedre også en midtlapp (lobus medius).

Lungebetennelse, pneumoni på fagspråket, er en betennelse i lungevevet som følge av en infeksjon med bakterier eller virus. Lungevevet vil si lungeblærene (alveolene), der den livsviktige transporten av oksygen fra luft til blod foregår. Når lungevevet blir betent, kan det bli tyngre å puste. Jo mer omfattende lungebetennelsen er, jo tyngre blir det å puste.

Ikke all innpustet luft kommer ned i alveolene. Om lag 150 ml av hvert tidevolum strømmer bare ned i de delene av luftveiene hvor det ikke skjer gassveksling mellom luft og blod, og som kalles det anatomiske dødrom (VD). Vanligvis er det den alveolære ventilasjonen (VA) man er interessert i. Den defineres som differansen mellom tidevolum og dødrom multiplisert med pustefrekvensen: VA=f(VT–VD). Volumet per tidsaspekt. Det er bare gassfasen, ikke det som absorberes inn i blodet som medregnes.

Dødrommet
Respirasjonsystemet har “dødrom” i munnhulen og alle åpningene til lungene (og nederste del av lungene). 

Tachykardi
Rask puls

Hvorfor krever det energi å inspirere?
Luft vil gå fra områder med høyt trykk til områder med lavt trykk (for å utjevne trykkforskjeller). Når vi puster inn må vi lage undertrykk i lungene for å få inn luft. Den aktive delen i dette arbeidet er diafragmaen (som går bra buet til rett). Et elastisk bindevevslag trekker lungene tilbake. Ryggbeina fungerer som bøttehank. Når lungene ekspanderer går de ut til siden og det blir større diameter.

Oksygen transporteres i hemoglobin.

Respirasjonssenter og regulatorer
I kroppen er dert flere grupper nevroner som regulerer respirasjonen. De finnes i både forlenget marg og pons (hjernebroen). Kjemosentrene måler arterieblodet til hjernen. 

Det er flere grupper nevroner. Finnes både i forlenget marg og pons (hjernebroen). O2, CO2, pH → sentrale kjemosentrene måler arterieblodet til hjernen. Aortabuen, kariotearteriene (halsarteriene). Mest kjente perifere. Sinus kariotikus (kjemoreseptor), globus kariotikus, aortalegemene.

Hjertet består av muskelvev med evne til å lede og generere strøm. Det er en egen type muskelcelle som er ulik skjelettmuskelcelle og glattmuskelcelle (tverrstripet riktig nok). Etter arteriene deler de seg inn i arterioler og kapillærer. 

Kretsløp i kroppen:

  • Lungekretsløp
    Lille
    Kroppskretsløp

    Store

Blodtrykk

  • Systolisk
    Hjertet trekkes sammen og har en kontraksjon
  • Diastolisk
    Hjertet er i ro og fylles

Hvordan reguleres blodtrykket når vi reiser oss? Hvorfor hender det at vi besvimer? Det som skjer er at vi opplever et statisk blodtrykksfall (mangel på blodvolum). Kroppen har ikke fått trykket nok opp til å gjennomblø hjernen i stående stilling (gravitasjon virker fra hjernen og ned). Minuttvolum = frekvens * slagvolum. Vi har klaffer i venene som styrer retning og strøm. Når vi måler blodtrykk måler vi det arterielle.

Fysiologiske mekanismer

  • Hurtig puls
    Adrenalin
  • Blekhet
    Sympatisk nervesystem aktiveres og gjør at blodårene trekker seg sammen

Hvor i kroppen registreres blodtrykksfall?
Aortabuen og halsarterien. De reagerer på strekk, et indirekte mål på blodtrykket. 

Prinsippene bak reabsorpsjon i tubulus:
Natrium-kalium-pumpen(atpase) pumper Na+ og K+ ut av cellen og inn i kapillæren. Da blir det lav saltkonsentrasjon i cellen. Na+ og K+ fra tubulus går da inn i cellen (sammen med vann). Sukker og aminosyre absorberes ved aktiv transport. Natrium-kalium-atpase brukes som drivkraft til natrium-glukose-kotransportør. 

ADH regulerer væske- og elektrolyttbalanse (ioner). Hormonet aldosteron fra binyrebarken gir flere natrium- og kaliumkanaler som styrker natrium-kalium-pumpen. 


ForeleserJohan Frederik Storm

Ressurser
Oppgaver

 

Nyrer og urinveier

Kroppen er et delvis lukket system med væske. Vi får hele tiden tilførsel av væske gjennom appetitten som senere forlater oss i form av f.eks. svette og urin. Det er viktig at vi har en stabil væskebalanse i kroppen (riktig sammensetning). Cellene i kroppen må være i balanse med omgivelsene sine. De intracellulære konsentrasjonene må være i balanse med ekstracellulærvæsken. Nyrene filtrerer ~180L plasma i løpet av et døgn. Dette tilsvarer hele plasmavolumet vårt ~60x. Urinproduksjonen er ~ 2L/dag.

Nyrenes viktigste funksjoner

  • Motvirke svingninger i kroppsvæskenes volum og ionekonsentrasjoner
    Viktig for stabilt blodtrykk, blodets pH, nervefunksjon, muskelfunksjon (hjertefunksjon) usw. Dette registreres (plasma og interstitium) av sensorer forskjellige steder i kroppen (bl.a. hypothalamus).
  • Fjerne avfallsstoffer fra kroppen

Nesten alt som filtreres i nyrene reabsorberes i kroppen. Resten går ut som urin gjennom urinveiene (og urinblæren).

Systemet vi ønsker å beskrive består av to nyrer med hver sitt ureter (urinleder) som kobles underfra til urinblæren liggende bak symfysen. Uretra (urinrøret) er en utstikker fra urinblæren som fører urinet ut av kroppen. Urinveiene består av en slimhinne. Utenfor slimhinnen er det et muskellag som driver urinen fremover.

Urinrøret hos en mann er lenger enn hos kvinner og går gjennom prostatakjertelen til penis. Menn vil vanligvis oppleve at prostatakjertelen blir større med alderen. Veksten kan gjøre at prostataen presses opp mot urinlederen og gjøre det vanskeligere å urinere. Vi har en indre lukkemuskel rett ved urinledermunningen og en ytre lukkemuskel lenger nede. Disse er en del av bekkenbunnsmuskulaturen. En kvinnes urinrørsåpning er nærmere endetarmsåpningen. Kvinner er derfor mer sårbare for urinveisinfeksjoner.

Vi har en arterie som går fra aorta til begge nyrene (arteria renalis). Vi har vena renalis som går fra nyrene til vena cana inferior. Arteria renalis går inn og deler seg i arterioler og kapillærer. Det er i kapillærene at blodet filtreres. Etter filtreringen samles blodet igjen og strømmer ut gjennom nyrevenen (vena renalis). Nyrene er bygget opp slik at vi ytterst finner en bindevevshinne vi kaller “nyrekapsel” Under nyrekapselen er det lag med “nyrebark” som er litt lysere. Det neste laget kaller vi “nyremarg” I nyremargen finner vi mørkere strukturer vi kaller “pyramider” Nyrebekkenet er kobler til disse pyramidene og fører urinen til blæren.

Nærmere titt på pyramidene
Det er i pyramidene at selve filtrasjonen av blodet skjer. Arteria renalis danner små kapillærnøster (~ 1 million i hver nye) vi kaller for “glomerulus” Nøstingen gjør at vi får et større overflateareal for filtrasjonen. Glomerulusene ligger tett i tett på hverandre i nyrene. Kapillærene er dekket av flere epitellag vi samlet kaller for “Bowmans kapsel” som omslutter hele glomerulus. Etter filtreringen føres filtratet (preurinen) til et nytt kapillærnettverk (Henles sløyfe). Det er ikke mange andre steder i kroppen vi finner to slike kapillærnøster koblet til hverandre i serie. I filtratet finner vi hovedsakelig små stoffer som ioner, vann, glukose, aminosyrer usw. Store molekyler som proteiner, blodceller klarer ikke å trenge gjennom filteret (glomerulus). Det er altså ikke meningen at vi skal kunne finne blod i urinen. Rekkefølgen er som så: globulus –> proximale tubulus –> henles slynge –> distale tubulus –> samlerør.

Samlet kaller vi rørsystemet, globulus, bowmans kapsel, henles sløyfe usw. for et nefron. Det er nefronet som er bæreren av den typiske nyrefunksjonen. ~20 – 25% av blodet hjertet pumper ut i hvile føres til nyrene (nyrene utgjør ~0.5% av kroppsvekten).

Nærmere titt på glomerulus
Kapillærene deler seg fra en arteriole og danner ringliknende strukturer som sammen ligner på en visp (innførende, afferent, og utførende, efferent). Kapillærveggen består av: ytterst, et epitellag (Bowman’s kapsel), basalmembran, og innerst endotelceller. Plasma i blodet filtreres gjennom tre lag og blir til glomerulusfiltrat (preurin).

Nyrefunksjonen består av tre hovedstadier:

  1. Filtrasjon
  2. Reabsorpsjon
    Gjøres mulig av kapillærer som ligger langs den distale tubulus. Kroppen filtrerer ~180L vann i løpet av et døgn (fordelt på to nyrer) hvorav mesteparten blir reabsorbert. Mekanismene bak reabsorpsjon er:
    – I cellemembran: kanaler og proteiner som frakter stoffer inn og ut av celler.
    – Diffusjon gjennom plasmamembran (lipid)
    – Diffusjon gjennom vannfylte proteinkanaler
    – Transport med transportprotein i membranen som kan skifte form
    O2 og CO2 kan løse seg i fosforlipidene og komme ut på andre siden. Vann fraktes via osmose (forskjeller i saltkonsentrasjoner). Det går gjennom epitelcellene i den distale tubulus (apikalmembranen, cytosol, basolateralmembranen), så gjennom vevsvæske (ekstracellulær væske), og til slutt inn i kapillærlumen gjennom kapillærveggene (endotelceller). Noen stoffer klarer å trenge seg gjennom mellom cellene som en slags snarvei. Det er mindre energikrevende, men ikke alltid mulig (avhengig av hvor tette celleforbindelsene er). Na+ og kalium (som hele tiden lekker ut) fraktes ved hjelp av natrium-kalium-atpase. Kroppen frakter Na+ slik at saltkonsentrasjonen øker den veien vi vil at osmosen skal skje (til kapillærene). Eksempel på legemiddel som kan forstyrre n-k-atpase: digitalis (revebjelle).
  3. Sekresjon
    Kroppens mulighet for å bli kvitt ekstra stoffer den ikke vil beholde.

Det vi får igjen i urinet er: filtrert + sekrert – reabsorbert. ~20% av plasma føres gjennom glomerulus og blir filtrert. <1% blir utskilt som urin.

Forskjell mellom apikalmembran og asolateralmembran:

  • Apikalmembran
    Natrium-glukose-kotransportør (Natrium, glukose inn)
    Natrium-hydrogen-antiportør (Natrium inn, H+ ut)
  • Basolateralmembran
    Natrium-kalium-atpase

I løpet av et døgn reabsorberer vi ~1.5 kg bordsalt i nyrene (og ~200g glukose). Av K+ absorberer vi ~86%. Glukose blir fullstendig reabsorbert. Det er ikke vanlig å finne glukose i urin. Pasienter som lider av ukontrollert diabetes har høy glukosekonsentrasjon i blodet. Da klarer ikke cellene i rørsystemet (nefronene) å reabsorbere all glukosen. Vi har mange natrium-glukose-kotransportørproteiner, men likevel ikke en ubegrenset mengde. Når det er for mye glukose i blodet mettes de. Det er da vi finner glukose i urinen. Om vi spiser for mye godteri på en gang kan det hende vi får observert en (midlertidig) lignende effekt.

Sensorer

  • Forandringer av væsketrykket i plasma registreres i bl.a. hjertet og lungekretsløpet.
  • Osmolariteten (hvor konsentrert blodet er) registreres i hypothalamus.
  • Natrium- og klorkonsentrasjonen registreres i nyrene.

Sensorene aktiverer hormoner og nerver som finregulerer nefronene (hovedsakelig reabsorpsjon og sekresjon) f.eks. ved tørstefølelse.

Væskebalansen i kroppen reguleres hele tiden. Om du plutselig drikker 1L vann vil alt skilles ut igjen (med mindre du var dehydrert fra før). Dette skjer bl.a. fordi hypothalamus registrerer en endring i plasmaens osmolaritet (fordi blodet fortynnes). Hvis du svetter mye og ikke drikker nok vil hypothalamus skille ut hormonet ADH (antidiuretisk hormon). ADH fraktes gjennom sirkulasjonssystemet og binder seg til reseptorer i epitelcellene i tubulus. Da åpnes det vannkanaler i cellemembranene som frakter vann (i større grad) tilbake til blodomløpet (reabsorpsjon). Når vi drikker alkohol tøyser vi med ADH-produksjonen (for lite ADH –> mye urinering).

Spørsmål fra salen:
Blod i urinen kan skyldes mangt og mye. Det vanligste er kanskje urinveisinfeksjon ved at slimhinnene blir irriterte. Også hvis filteret (glomerulus) er ødelagt / skadet pg.a. f.eks. en sykdom.


ForeleserHilde Kanli Galtung

Ressurser
Presentasjon
Opptak