Pembentukan urin

Pembentukan urin akhir oleh ginjal terdiri dari beberapa proses dasar:

• ultrafiltrasi darah arteri di glomeruli ginjal;
• reabsorpsi zat dalam tubulus, sekresi sejumlah zat ke dalam lumen tubulus;
• sintesis zat baru oleh ginjal, yang memasuki lumen tubulus dan masuk ke dalam darah;
• aktivitas sistem arus balik, akibatnya urin akhir terkonsentrasi atau bercerai.

Ultrafiltrasi

Ultrafiltrasi dari plasma darah ke dalam kapsul Bowman terjadi di kapiler glomeruli ginjal. GFR merupakan indikator penting dalam proses pembentukan urin. Nefronnya di nefron terpisah tergantung pada dua faktor: tekanan efektif ultrafiltrasi dan koefisien ultrafiltrasi.

Kekuatan penggerak ultrafiltrasi adalah tekanan penyaringan yang efektif, yaitu perbedaan antara tekanan hidrostatik pada kapiler dan jumlah tekanan onkotik protein di kapiler dan tekanan pada kapsul glomerulus:

R _Effekt = R _gidr - (R _onk + R _kaps )

Di mana P _efek - tekanan filtrasi yang efektif, P _hyd - tekanan hidrostatik di kapiler, P _ONC - tekanan onkotik dalam kapiler protein, P _kapsul - tekanan dalam kapsul glomerulus.

Tekanan hidrostatik pada ujung aferen dan eferen kapiler adalah 45 mmHg. Ini tetap konstan sepanjang seluruh panjang penyaringan dari loop kapiler. Dia membandingkan tekanan onkotik protein plasma, yang meningkat ke arah ujung eferen kapiler dari 20 mmHg. Sampai 35 mmHg, dan tekanan pada kapsul Bowman adalah 10 mmHg. Akibatnya, tekanan filtrasi efektif adalah 15 mmHg pada ujung aferen kapiler. (45- [20 + 10]), dan pada eferen - 0 (45- [35 + 10]), yang dalam hal seluruh panjang kapiler kira-kira 10 mmHg.

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, dinding kapiler glomerulus adalah filter yang tidak memungkinkan pelepasan unsur seluler, senyawa molekul besar dan partikel koloid, sedangkan air dan zat molekul rendah melewatinya dengan bebas. Kondisi filter glomerulus mencirikan koefisien ultrafiltrasi. Hormon vasoaktif (vasopresin, angiotensin II, prostaglandin, asetilkolin) mengubah koefisien ultrafiltrasi, yang akibatnya mempengaruhi GFR.

Dalam kondisi fisiologis, gabungan semua glomerulus ginjal menghasilkan 180 liter filtrat per hari, mis. 125 ml filtrat per menit.

Reabsorpsi zat dalam tubulus dan sekresinya

Penyerapan balik zat tersaring terjadi terutama di bagian proksimal nefron, di mana semua zat berharga secara fisiologis yang masuk nefron dan sekitar 2/3 dari natrium, klorin dan ion air yang disaring diserap. Keunikan reabsorpsi pada tubulus proksimal adalah bahwa semua zat diserap dengan volume air yang osmotically equivalent dan cairan dalam tubulus tetap merupakan plasma darah iso-osmotik praktis, sementara volume urin primer berkurang lebih dari 80% pada akhir tubulus proksimal.

Pekerjaan nefron distal membentuk komposisi urin karena proses reabsorpsi dan sekresi. Di segmen ini, natrium diserap kembali tanpa volume air dan ion potasium yang ekuivalen disekresikan. Dari sel-sel tubulus, ion hidrogen dan ion ammonium memasuki nefron lumen. Pengangkutan elektrolit mengendalikan hormon antidiuretik, aldosteron, kinin dan prostaglandin.

Sistem counterflow

Aktivitas sistem arus balik diwakili oleh operasi sinkron beberapa struktur ginjal - segmen tipis turun dan naik dari lingkaran Henle, segmen kortikal dan otak dari tabung pengumpulan dan bejana langsung yang menembus keseluruhan ketebalan medula ginjal.

Prinsip dasar dari sistem arus berlawanan dari ginjal:

• Pada semua tahap, air bergerak hanya secara pasif sepanjang gradien osmotik;
• Kanalikulus lurus distal loop Henle tidak kedap air;
• Dalam tubulus langsung lingkaran Henle, pengangkutan aktif Na ⁺, K ⁺, CI terjadi ;
• Putaran lutut Henle yang menurun turun menjadi tak berawak pada ion dan permeabel terhadap air;
• Ada sirkulasi urea di medula internal ginjal;
• Hormon antidiuretik memberikan permeabilitas pengumpulan tabung untuk air.

Bergantung pada keadaan keseimbangan air tubuh, ginjal bisa menghasilkan urin yang hipotonik, sangat encer atau osmotik. Dalam proses ini, semua bagian tubulus dan bejana medula fungsi ginjal berfungsi sebagai sistem pengali rotary multiplayer. Inti dari aktivitas sistem ini adalah sebagai berikut. The ultrafiltrate diterima oleh tubulus proksimal, kuantitatif dikurangi menjadi 3 / 4-2 / 3 dari volume awalnya karena bagian reabsorpsi dalam air dan zat terlarut di dalamnya. Cairan yang tersisa di tubule adalah osmolaritas yang berbeda dengan plasma darah, meski memiliki komposisi kimia yang berbeda. Cairan kemudian melewati dari tubulus proksimal di turun segmen tipis lengkung Henle dan bergerak lebih ke atas papilla ginjal, dimana lingkaran Henle dibengkokkan melalui 180 ° dan isi ke atas melalui segmen tipis menjadi tubulus distal lurus terletak di hilir paralel segmen tipis.

Segmen tipis ke bawah dari lingkaran ini permeabel terhadap air, namun relatif tahan terhadap garam. Akibatnya, air melewati lumen segmen ke jaringan interstisial sekitarnya di sepanjang gradien osmotik, akibatnya konsentrasi osmotik di lumen tubula meningkat secara bertahap.

Setelah cairan memasuki distal lingkaran tubulus lurus Henle, yang, sebaliknya, adalah kedap air dan dari mana transpor aktif klorin osmotik aktif dan natrium ke dalam interstitium sekitarnya, isi kartu ini kehilangan konsentrasi osmotik dan menjadi hypoosmolality yang didefinisikan namanya - "menipiskan segmen nefron. " Di sekitar interstitium, terjadi proses sebaliknya - akumulasi gradien osmotik akibat Na ⁺, K ⁺ dan C1. Akibatnya, gradien osmotik melintang antara isi loop tubulus distal langsung Henle dan interstitium sekitarnya akan 200 mOsm / L.

Di zona dalam medula, peningkatan konsentrasi osmotik tambahan memberikan sirkulasi urea, yang melewati secara pasif melalui epitel tubulus. Akumulasi urea pada zat otak bergantung pada permeabilitas yang berbeda untuk urea tabung pengumpulan kortikal dan tabung pengumpul medulla. Untuk urea, tabung koleksi kortikal yang tak tembus, tubulus lurus distal dan tubulus distal yang berbelit. Tabung kolektif medulla sangat permeabel terhadap urea.

Seiring cairan yang disaring melewati loop Henle melalui tubulus distal yang membelit dan tabung pengumpul kortikal, konsentrasi urea dalam tubulus meningkat karena reabsorpsi air tanpa urea. Setelah cairan memasuki tabung pengumpulan medula bagian dalam, di mana permeabilitas urea tinggi, ia bergerak ke interstitium dan kemudian dibawa kembali ke tubulus yang terletak di medula bagian dalam. Peningkatan osmolalitas pada substansi otak disebabkan oleh urea.

Sebagai hasil dari proses ini, konsentrasi osmotik meningkat dari zat kortikal (300 mOsm / l) ke papila ginjal, mencapai 1200 mOsm / l baik di lumen bagian awal dari lutut menaik lingkaran Henle yang menipis dan di jaringan interstisial sekitarnya. Dengan demikian, gradien osmotik kortison-meduler yang dihasilkan oleh sistem pengali arus berlawanan adalah 900 mOsm / l.

Kontribusi tambahan untuk pembentukan dan pemeliharaan gradien osmotik longitudinal dibuat oleh pembuluh langsung yang mengulangi jalannya loop Henle. Gradien osmotik interstisial dipertahankan dengan pengangkatan air yang efektif melalui pembuluh langsung naik, yang memiliki diameter lebih besar daripada pembuluh langsung turun, dan hampir dua kali lebih banyak dari yang terakhir. Fitur unik dari pembuluh lurus adalah permeabilitasnya pada makromolekul, menghasilkan sejumlah besar albumin dalam substansi otak. Protein menciptakan tekanan osmotik interstisial yang meningkatkan reabsorpsi air.

Konsentrasi akhir urin terjadi di area tabung pengumpul, yang mengubah permeabilitas airnya, tergantung pada konsentrasi ADH yang disekresikan. Dengan konsentrasi ADH yang tinggi, permeabilitas air selaput sel dari tabung pengumpul meningkat. Gaya osmotik menyebabkan pergerakan air dari sel (melalui membran basal) ke interstitium hyperosmotic, yang menjamin pemerataan konsentrasi osmotik dan pembentukan konsentrasi osmotik urin akhir yang tinggi. Dengan tidak adanya produk ADH, tabung pengumpul praktis tidak kedap air dan konsentrasi osmotik urin akhir tetap sama dengan konsentrasi interstitium di wilayah zat kortikal ginjal, mis. Urin isoosmotik atau hypoosmolar diekskresikan.

Dengan demikian, tingkat pengenceran urin maksimum bergantung pada kemampuan ginjal untuk mengurangi osmolalitas cairan tubular karena transport aktif ion kalium, natrium dan klorin di bagian ascending loop Henle dan pengangkutan elektrolit aktif di tubulus distal yang distal. Akibatnya, osmolalitas cairan tubular pada awal tabung koleksi menjadi lebih kecil dari plasma darah dan 100 mOsm / l. Dengan tidak adanya ADH dengan adanya tambahan transportasi dari tubulus natrium klorida dalam tabung pengumpul, osmolalitas di bagian nefron ini dapat dikurangi menjadi 50 mOsm / l. Pembentukan urin pekat tergantung pada kehadiran medula interstisial osmolalitas tinggi dan produksi ADH.