Mehanizam izlučivanja urina

 

 

Bubrezi imaju veoma snažan mehanizam pomoću kojeg mijenjaju sastav izlučenog urina u zavisnosti od osmolarnosti tjelesnih tekućina. Tako, na primjer kada u organizmu vlada hipoosmolarnost (više vode nego otopljenih tvari) bubrezi izlučuju razrijeđen urin, a kod hiperosmolarnosti (više otopljenih tvari nego vode) bubrezi izlučuju koncentrirani urin. Glavni faktor koji regulira lučenje razrijeđenog, odnosno koncentriranog urina je lučenje ADH iz stražnjeg režnja hipofize. Kada se izluči veća količina ADH bubrezi luče koncentrovani urin, a kada je smanjeno izlučivanje ADH, bubrezi luče razrijeđeni urin. Lučenje ADH je pod kontrolom osmolarnosti tjelesnih tekućina.

Mehanizam izlučivanja razrijeđenog urina podrazumijeva da se u slučaju hipoosmolarnosti tjelesnih tekućina izlučuje urin, u čijem je sastavu više vode nego otopljenih supstanci. To podrazumijeva da se osmolarnost glomerularnog filtrata pri prolasku kroz tubularni sistem promijeni u smislu smanjivanja osmolarnosti. Znači, da kad glomerularni filtrat nastane u Bowmanovoj čahuri, ima osmolamost kao i plazma od 300 miliosmola. Pri prolasku kroz tubulami sistem ova osmolamost se značajno smanji jer se otopljene supstancije reapsorbiraju u većem opsegu u odnosu na vodu.

U proksimalnom kanaliću, budući da se u istom omjeru reapsorbuju i voda i otopljene supstance, osmolarnost filtrata se ne mijenja.

U tankom segmentu Henleove petlje voda se reapsorbira više nego otopljene supstance, tako da se osmolarnost filtrata nešto poveća.

U debelom segmentu se vrsi reapsorpcija otopljenih supstanci, ali ne i vode, jer je on potpuno nepropustan za vodu, tako da se osmolarnost filtrata smanjuje.

U distalnom kanaliću, kortikalnoj sabirnoj i medularnoj cijevi vrši se reapsorpcija otopljenih supstanci, dok se voda ne reapsorbira zbog toga što su ti dijelovi nepropusni za vodu bez prisustva ADH.

Mehanizam izlučivanja koncentrovanog urina podrazumijeva da se putem bubrega kod hiperosmolarnosti tjelesnih tekućina, u sastavu urina izlučuje više otopljenih supstanci nego vode, tj. da se izlučuje koncentrirani urin.

Povećanje osmolarnosti tjelesne tekucine registriraju osmoreceptori u hipotalamusu. Nakon što se podraže, šalju signale u supraopticke jezgre. One stimuliraju lučenje ADH na nervnim završecima u području neurohipofize. ADH putem krvi dolazi do mjesta djelovanja, a to su završni dijelovi tubularnog sistema nefrona. ADH se veže na receptore na membrani stanica tubula (V2 receptori) i preko  cAMP aktivira akvaporine –proteine koji se ugrade u membranu stanica i formiraju kanale za vodu. Voda iz lumena kanalića ulazi u stanice-tubulocite, ali se tu ne zadržava, nego zbog hiperosmolarnosti intersticija  se povlaći u intersticij, a onda u krv. Kada ne bi bilo ove hiperosmolarnosti, voda bi se mogla vratiti u lumen kanalića, što bi spriječilo formiranje koncentriranog urina.

Za nastanak hiperosmolarnosti medularne tekućine odgovorne su Henleove petlje jukstamedularnih nefrona. Sam proces započinje debeli segment Henleove petlje. Pošto je nepropustan za H₂O, a dobro za otopljene tvari, on vrši aktivan transport iona Na, K, Cl u intersticij.

Ovo povečava koncentraciju otopljenih tvari u intersticiju. Zbog toga iz tankog kraka Henleove petlje voda (pošto je dobro propustan za vodu) izlazi u intersticij.

Rezultat toga je da u tankom karaku ostaju otopljene tvari i njihova koncentracija raste u filtratu. Takav filtrat dolazi ponovo do debelog segmenta koji ponovo aktivno transportira ione Na, Ki Cl u intersticiju  i proces se ponavlja.

Stalnim radom Henleove petlje poveća se konc. otopljenih tvari u intersticiju i tako se stvori hiperosmolarnost. Budući da na ovaj način H. petlja, tj. njen debeli segment umnožava konc. otopljenih tvari označen je kao protustrujni umnoživač.

U njegovom radu značajno mu pomaže vasa recta– posebna mreža peritubulanih kapilara-čija je osnovna zadaća da očuva hiperosmolarnost koju je  stvorila H.petlja, tj. sprečava da se putem krvi odnesu otopljene tvari iz intersticija.

Vasa recta ima mali protok krvi (svega 1-2 %) i svojim tokom prati oblik H.petlje pojednostavljeno ima oblik slova U i prati oblik H.petlje juxtamedularnih nefrona. U silaznom kraku vase recte zbog razlike u osmolarnosti izmedju krvi i intersticija (gdje vlada hiperosmolarnost) dolazi do ulaska otopljenih tvari u krv, a iz krvi u intersticij ulazi H₂O. Time se u silaznom kraku vase recte osmolarnost povećava, a u intersticiju opada.

Medjutim, u uzlaznom kraku zbog novonastale razlike u osmolarnosti (sad je u krvi hiperosmolarnost) ponovo otopljene tvari prelaze u intersticij, a H₂O u krv. Tako na kraju procesa opet imamo hiperosmolarnost u intersticiju. Pošto vasa recta svojim tokom izmjenjuje tekučinu izmedju svoja dva kraka označena je kao protustrujni izmjenjivač.

Rezultat svih ovih dešavanja je da u lumenu tubula nakon povlačenja H2O ostaju otopljene tvari i nastaje koncentrovani urin.