Les 4 – Tubulaire reabsorptie, secretie en excretie
- Inleiding: De primaire urine lijkt zeer sterk op plasma, maar de finale urine zal
volledig anders qua samenstelling zijn. Verschillende processen zullen doorlopen
worden met als eindresultaat de vorming van de finale urine, welke een
specifieke samenstelling heeft.
- Dia 3: Slechts 1% van de bloedcirculatie zal uiteindelijk naar de buitenwereld
gaan. Toch wordt er gigantisch veel bloed gefilterd; hierdoor kunnen vreemde
substanties aan hoge snelheid geëxcreteerd kunnen worden en wordt de
regulatie van de bloedsamenstelling vereenvoudigd.
- Dia 4: De reabsorptie in de nier gebeurt voornamelijk in de proximale tubulus. De
reabsorptie kan doorgaan dankzij de aanwezigheid van zout. Zout wordt
gebruikt om de werking van de nier mogelijk te maken.
De samenstelling van het eerste filtraat is gelijk aan deze van het plasma. In het
plasma, en dus ook in het eerste filtraat, is 140 mmol per liter zout aanwezig, Dit
zout is de drijvende kracht voor het transport over het tubulaire epitheel naar het
interstitium. Het interstitium is een ruimte, van enkele micron breed, tussen de
tubulaire epitheelcellen en de peritubulaire capillairen en bevat extracellulair
vocht (= interstitieel vocht).
Natrium zal migreren mbv actief transport, en dit is de driving force van
reabsorptie aangezien het een elektrochemische gradiënt over de
membraan creëert. Dit is nodig aangezien de samenstelling van het eerste
filtraat nagenoeg gelijk is aan deze van het interstitium.
- Dia 5-7: Anionen zullen volgens hun elektrochemische gradiënt van het
interstitium naar het extracellulaire vocht gaan. In dit geval zullen de anionen
meestal chloorionen zijn; natrium gaat immers meestal gepaard met chloor.
Elke migratie van NaCl gaat water met zich meetrekken; dit is een belangrijk
elementair principe. Het afdrijven van water via de nieren, gebeurt altijd via
het afdrijven van zout. Diuretische medicatie zal geen water afdrijven, maar
zal zout afdrijven, waardoor water automatisch volgt.
Langzaam aan zal de relatieve concentratie van andere opgeloste deeltjes in het
tubulaire lumen toenemen, aangezien het water onttrokken wordt. Zo neemt oa
de relatieve concentratie van ureum (en K+ en Ca2+) in het lumen toe, waardoor
het obv van zijn concentratiegradiënt getransporteerd kan worden naar het
interstitium. Het transport van deze opgeloste deeltjes gebeurt mbv
membraantransporters of door paracellulair transport.
Heel dit proces is gebaseerd op het actief transport van natrium vanuit de tubulus
naar het interstitium.
- Dia 9: In het filtraat is de concentratie van zout hoog, en in de cel is de
concentratie van zout laag. De intracellulaire natriumconcentratie is laag, omdat
natrium slechts in heel beperkte mate een intracellulair ion is; het is een zeer
belangrijk extracellulair ion dat instaat voor de osmolariteit. Door het
concentratieverschil tussen het lumen en de cel, kan natrium volgens zijn
elektrochemische gradiënt in de cel bewegen. Het transport van het zout van het
lumen naar de epitheelcel gebeurt via de Na+-H+-exchanger, en het ENaC (=
Epithelial Natrium Channel), welke zich aan de apicale zijde van de cel bevinden.
Aan de basolaterale zijde van de epitheelcel is Na+/K+ ATPase aanwezig; deze
, transporter zal energie verbruiken om natrium naar het interstitium te pompen,
en kalium in de cel te pompen. Kalium is wel een intracellulair ion en hoort thuis
in de cel. Dankzij een basolaterale lekkage van kalium uit de cel, zal kalium niet
intracellulair accumuleren.
- Dia 12: Natrium zal chloor en water met zich meetrekken, maar het heeft
hiernaast nog vele andere secundaire activiteiten. Één van deze activiteiten is de
reabsorptie van glucose; deze is eveneens afhankelijk is van natrium. Via een
specifieke co-transporter, de SGLT (Na+-glucose cotransporter), zal natrium naar
binnen gaan volgens zijn elektrochemische gradiënt, en zal hierbij 1 molecule
glucose meetrekken tegen zijn elektrochemische gradiënt in. Men spreekt van
Na+-gekoppeld secundair actief transport. Natrium zal vervolgens worden
uitgedreven naar het interstitium via de Na+/K+ ATPase, en glucose zal volgens
zijn concentratiegradiënt via gefaciliteerde diffusie mbv GLUT naar het
interstitium gaan.
- Dia 13: De reabsorptie van zout in de proximale tubulus gaat gepaard met
reabsorptie van een aantal andere stoffen die in het filtraat aanwezig zijn,
namelijk lactaat, aminozuren, citraat en alfa-ketoglutaraat en fosfaat en sulfaat.
Hierbij zal er thv het apicale membraan ook secundair actief transport
plaatsvinden adhv een symporter met natrium, en zal er aan de basolaterale
zijde een carrier zijn die de stof via gefaciliteerde diffusie naar het interstitium
vervoert, of een ion uitwisselaar die deze functie vervult.
- Dia 14: Ureum wordt passief gereabsorbeerd in de proximale tubulus obv de
concentratiegradiënt. In het begin van de proximale tubulus is er nog geen
gradiënt voor ureumtransport, maar na de osmose van water uit de tubulus
neemt de ureumconcentratie toe, en kan ureum via diffusie gereabsorbeerd
worden.
Een zeer kleine hoeveelheid van eerder kleine eiwitten of peptiden, zullen toch
doorheen de filter geraken in een zeer beperkte concentratie. Wanneer de
eiwitten gefiltreerd zijn, komen ze in de proximale tubulus terecht, en hier zullen
ze terug opgepikt worden door receptor gemedieerde endocytose mbv een
eiwitreceptor, megaline genaamd (lid van de LDL-receptor familie). Intracellulair
zullen de eiwitten worden verteerd (lysosomen) en in het interstitium terecht
komen als aminozuren.
Hierdoor komt er normaal nauwelijks eiwit in de urine terecht.
- Dia 15: Megaline zit aan de oppervlakte van de tubulaire epitheelcellen en gaat
circulerende eiwitten, die in lage concentratie in het filtraat aanwezig zijn,
binden. Vervolgens zal een proces van endocytose plaatsvinden. De receptor zal
samen met de eiwitten naar de binnenkant van de cel gaan, en zal afgesloten
worden in een speciale vesikel, het endosoom genaamd. De eiwitten zullen
vervolgens omvat worden in een lysozoom, en hier worden afgebroken tot
aminozuren, terwijl de receptoren in een andere transportvesikel terugkeren
naar het celoppervlak.
- Opmerking: Wanneer er in het lichaam een basale, gezonde toestand heerst,
zouden de complexe mechanismen van de nier niet ‘nodig’ zijn, maar vanaf dat de
balans verstoord wordt, zal de nier deze speelruimte nodig hebben om zich aan te
passen om de balans te herstellen. Wanneer de nier dit niet zou kunnen in
bepaalde toestanden, zou dit catastrofaal zijn.
- Dia 16: Er gebeurt ook beperkte reabsorptie in andere delen van de nier, maar
het overgrote merendeel van de reabsorptie gebeurt in de proximale
