2525 Þvagkerfið

25.10 Þvagkerfið og samvægi

Námsmarkmið

Í lok þessa hluta átt þú að geta:

lýst hlutverki nýrna við virkjun D-vítamíns
lýst hlutverki nýrna við stjórnun rauðkornamyndunar
gefið skýr dæmi um viðbrögð þvagkerfisins sem stuðla að samvægi líkamans
útskýrt hvernig þvagkerfið vinnur með öðrum líffærakerfum að viðhaldi samvægis
spáð fyrir um þætti eða aðstæður sem geta raskað starfsemi þvagkerfisins og samvægi
spáð fyrir um afleiðingar þess að þvagkerfið geti ekki viðhaldið samvægi

Líffærakerfi líkamans eru samtengd og breyting í einu þeirra getur haft væg eða alvarleg áhrif á önnur kerfi. Þvagleki getur skert lífsgæði og valdið félagslegum og læknisfræðilegum vanda, þótt hann sé yfirleitt ekki lífshættulegur. Bilun í öðrum störfum þvagkerfisins getur hins vegar orðið banvæn. Hlutverk nýrna við virkjun D-vítamíns er eitt dæmi um þessa víðtæku samþættingu.

Virkjun D-vítamíns

Til að mynda virka hormónformið kalsítríól hvatar ensímið CYP27B1 einkum í nærpíplufrumum nýra hýdroxýleringu kalsidíóls. Við það myndast kalsítríól (1,25-díhýdroxýkólekalsíferól). Kalsítríól eykur einkum frásog Ca^²⁺ og fosfats úr þörmum og tekur þátt í stjórnun endurupptöku Ca^²⁺ og fosfats í nýrum og styrks þeirra í blóði. Jónað Ca^²⁺ er nauðsynlegt fyrir beinmyndun og steinefnaísetningu beina, vöðvasamdrátt, hormónaseyti, losun taugaboðefna og blóðstorknun. Langvarandi skortur á D-vítamíni eða trufluð kalsíum- og fosfatstjórn getur stuðlað að beinmeyru hjá fullorðnum og beinkröm hjá börnum; beinþynning á sér fjölþættari orsakir. Viðtakar fyrir D-vítamín eru í mörgum vefjum og kalsítríól hefur víðtæk genastýrandi áhrif. Því er virka umbrotsefnið réttilega talið hormón af sekósteragerð, þótt D-vítamín sé áfram hefðbundið heiti á næringarefninu og forstigum þess.

Rauðkornamyndun

Rauðkornavaki (EPO) er glýkópróteinhormón. Hann myndast sem forprótín úr 193 amínósýrum en þroskað hormónið örvar myndun rauðkorna í beinmerg. Hjá fullorðnum mynda nýrun megnið af EPO í millivefsfrumum sem líkjast trefjakímfrumum í nýrnaberki og ytri merg; lifrin og aðrir vefir leggja minna til. Minnkað súrefnisframboð til þessara frumna, til dæmis í mikilli hæð eða við blóðleysi, virkjar súrefnisskortsörvaðan umritunarþátt (HIF) og eykur EPO-myndun. Viðbragðið eykur rauðkornamyndun á næstu dögum og vikum, en venjuleg þolþjálfun leiðir ekki sjálfkrafa til viðvarandi EPO-hækkunar. Langvinnur nýrnasjúkdómur tengist oft blóðleysi vegna minni EPO-myndunar, en járnskortur, bólga, styttri líftími rauðkorna og blóðtap geta einnig átt þátt. Alvarlegt blóðleysi skerðir súrefnisflutning og getur verið lífshættulegt.

Stjórnun blóðþrýstings

Endurupptaka Na⁺ og annarra uppleystra efna myndar osmótískan drifkraft fyrir endurupptöku mikils hluta vatnsins úr nýrnapíplum; vatnsflutningur fylgir því ekki Na⁺ í öllum pípluhlutum. Þvagtemprandi hormón (ADH) stýrir síðan breytilegu vatnsgegndræpi safnrása með því að auka ísetningu akvapóríns 2 í topplæga himnu aðalfrumna. Nær allur síaður glúkósi er venjulega endurupptekinn, en þegar síað magn fer fram úr flutningsgetu, til dæmis við verulega blóðsykurshækkun, verður glúkósi eftir í pípluvökva og veldur osmótískri þvagræsingu. Hún getur leitt til mikilla þvagláta, vessaþurrðar og blóðmagnsminnkunar. Skert nýrnastarfsemi getur raskað stjórnun virks slagæðablóðrúmmáls og blóðþrýstings; afleiðingin ræðst af orsök og getur meðal annars verið vökvasöfnun og háþrýstingur eða vökvatap og lágþrýstingur.

Nýru, lifur, æðakerfi og nýrnahettubörkur vinna saman í renín–angíótensín–aldósterón-kerfinu (sjá mynd 25.14). Lifrin myndar og seytir angíótensínógeni. Við minnkaðan nýrnaflæðisþrýsting, beta-1-adrenvirk boð eða litla NaCl-afhendingu til þéttdepils losa nærgauklafrumur renín. Renín klýfur angíótensínógen í angíótensín I og angíótensínbreytandi ensím (ACE), sem er himnubundið í mörgum æðabeðum og ríkulega tjáð í lungnaæðaþeli, myndar angíótensín II (mynd 25.23). Angíótensín II eykur æðaviðnám og örvar aldósterónlosun úr nýrnahettuberki. Aldósterón eykur endurupptöku Na⁺ og seyti K⁺ í síðari hluta fjærpíplu, tengipíplu og safnrásum. Samhliða þorsti og ADH stuðla að varðveislu vatns um leið og Na⁺ er varðveitt; saman geta þessi áhrif stutt blóðþrýsting og utanfrumuvökvarúmmál.

Skýringarmyndin sýnir að lifrin losar angíótensínógen í blóð, nýrað losar renín sem klýfur það í angíótensín I og ACE, einkum í lungnaæðaþeli, umbreytir angíótensíni I í angíótensín II. — **Mynd 25.23.** Renín klýfur angíótensínógen og kemur af stað myndun angíótensíns II

Stjórnun osmólalitetar

Osmólalitet blóðvökva ræðst fyrst og fremst af hlutfalli vatns og uppleystra efna, einkum natríumsalta, og er stjórnað með þorsta, ADH og nýrum. Verulega lágur osmólalitet veldur vatnsflæði inn í frumur og getur leitt til heilabjúgs; mjög lágur osmólalitet getur jafnframt skaðað rauðkorn. Þetta er annað ferli en bjúgur vegna lágs kvoðuosmósuþrýstings. Mikill albúmínmissir í þvagi, til dæmis við skemmdir á gaukulsíunarhindrun, getur lækkað kvoðuosmósuþrýsting blóðvökva og stuðlað að vökvaflæði út í millifrumurými ásamt natríum- og vatnssöfnun nýrna. Hár osmólalitet verður oftast við hlutfallslegan vatnsskort, svo sem eftir ófullnægjandi vökvainntöku; uppköst og niðurgangur geta hins vegar valdið misjafnri röskun eftir hlutfalli salt- og vatnstaps. Ef nýrun geta ekki varðveitt nægilegt vatn geta meðal annars komið fram slappleiki, rugl, krampar og alvarleg truflun á blóðrás og taugastarfsemi.

Endurheimt og stjórnun rafvaka

Styrk og heildarmagni natríums, kalsíums og kalíums þarf að halda innan þröngra lífeðlisfræðilegra marka. Stjórnun Na⁺ og Ca^²⁺ hefur verið lýst hér að framan. Truflun á K⁺-jafnvægi getur haft alvarleg áhrif á himnuspennu, taugaboð, starfsemi beinagrindarvöðva og sérstaklega leiðni, samdrátt og takt hjartans.

Stjórnun sýru-basa-jafnvægis

Sýrustig hefur áhrif á hleðslu, byggingu og virkni prótína, þar á meðal ensíma, viðtaka og jónaganga. Frávik frá kjörsýrustigi geta breytt vetnistengjum og öðrum millisameindakröftum og þannig raskað hvötun ensíma, hormónaboðum, taugastarfsemi og samdrætti hjartavöðva. Nýrun eru ásamt lungum og efnafræðilegum stuðpúðum nauðsynleg til að viðhalda sýru-basa-jafnvægi: þau endurheimta síað bíkarbónat, mynda nýtt bíkarbónat og skilja út nettósýru.

Tenging við daglegt líf

Stofnfrumur og viðgerð nýrnaskaða

Stofnfrumur geta bæði endurnýjað sig með frumuskiptingu og myndað sérhæfðari afkvæmafrumur. Eiginleikar þeirra og sérhæfingarmöguleikar ráðast af frumugerð og vefjauppruna; ekki geta allar stofnfrumur myndað allar frumugerðir. Frumumeðferð hefur verið rannsökuð sem leið til að draga úr skaða eða styðja við viðgerð í alvarlegum sjúkdómum. Flestar rannsóknir á nýrnaskaða hafa þó verið forklínískar eða litlar og frumumeðferð við bráðum nýrnaskaða er enn tilraunameðferð, ekki staðlað klínískt úrræði.

Bráður nýrnaskaði getur meðal annars tengst sýklasótt, minnkuðu blóðflæði um nýru, eiturefnum, lyfjum eða stórum skurðaðgerðum og ígræðslum. Tíðni hans og dánartíðni eru breytilegar eftir skilgreiningu, sjúklingahópi, alvarleika og meðferðarsamhengi; fastar prósentutölur gilda því ekki um alla innlagða sjúklinga. Litlar rannsóknir á bandvefsstofnfrumum hafa kannað öryggi og möguleg áhrif á nýrnastarfsemi, legutíma og endurinnlagnir, en niðurstöður hafa ekki sýnt með nægilegri vissu að slík meðferð fyrirbyggi eða lækni bráðan nýrnaskaða.

Hvernig gætu slíkar frumur haft áhrif? Bandvefsstofnfrumur virðast fremur miðla áhrifum með seyti boðefna og utanfrumubóla sem breyta bólgu, ónæmissvari, æðastarfsemi og viðgerðarferlum en með því að breytast sjálfar í mikinn fjölda nýrnapíplufrumna. Nákvæmir verkunarhættir, kjörskammtur, öryggi og klínískur ávinningur eru enn óviss. Frekari vandaðar rannsóknir eru því nauðsynlegar áður en unnt er að líta á frumumeðferð sem venjubundna eða læknandi meðferð við nýrnaskaða.