Wydzielanie hormonówEdit
Nerki wydzielają wiele hormonów, w tym erytropoetynę, kalcytriol i reninę. Erytropoetyna jest uwalniana w odpowiedzi na niedotlenienie (niski poziom tlenu na poziomie tkanek) w krążeniu nerkowym. Stymuluje ona erytropoezę (produkcję czerwonych krwinek) w szpiku kostnym. Kalcytriol, aktywowana postać witaminy D, wspomaga jelitowe wchłanianie wapnia i nerkową reabsorpcję fosforanów. Renina jest enzymem, który reguluje poziom angiotensyny i aldosteronu.
Utrzymanie homeostazyEdit
Nerki są odpowiedzialne za utrzymanie równowagi następujących substancji:
| Substancja | Opis | Kanaliki proksymalne | Pętla Henlego | Kanaliki dystalne | Kanaliki zbiorcze |
| Glukoza | Jeśli glukoza nie jest ponownie wchłaniana przez nerki, pojawia się w moczu, w stanie znanym jako glikozuria. Jest to związane z cukrzycą. | reabsorpcja (prawie 100%) przez białka transportujące sód i glukozę (szczytowe) i GLUT (podstawno-boczne). | – | – | – |
| Oligopeptydy, białka i aminokwasy | Wszystkie są reabsorbowane prawie całkowicie. | reabsorpcja | – | – | – |
| Mocznik | Regulacja osmolalności. Varies with ADH | reabsorpcja (50%) przez transport bierny | sekrecja | – | reabsorpcja w kanałach zbiorczych rdzenia |
| Sód | Używa antiportu Na-H, symportu Na-glukozy, kanałów jonowych sodu (niewielkie) | reabsorpcja (65%, izosmotyczne) | wchłanianie (25%, grube wstępujące, symporter Na-K-2Cl) | wchłanianie (5%, symporter sodowo-chlorkowy) | wchłanianie (5%, komórki główne), stymulowane przez aldosteron poprzez ENaC |
| chlorek | Zwykle podąża za sodem. Aktywna (przezkomórkowa) i pasywna (parakomórkowa) | reabsorpcja | reabsorpcja (cienkie wstępowanie, grube wstępowanie, symporter Na-K-2Cl) | reabsorpcja (symporter sodowo-chlorkowy) | – |
| Woda | Używa kanałów wodnych akwaporyn. Patrz także diuretyk. | wchłaniany osmotycznie wraz z solami | wchłanianie (zstępujące) | – | wchłanianie (regulowane przez ADH, poprzez receptor 2 wazopresyny argininowej) |
| Wodorowęglan | pomaga utrzymać równowagę kwasowo-zasadową. | wchłanianie (80-90%) | wchłanianie (grube wstępujące) | – | wchłanianie (komórki interkalacyjne, poprzez pasmo 3 i pendrynę) |
| Protony | Używa wakuolarnej H+ATPazy | – | – | wydzielanie (komórki śródścienne) | |
| Potas | Zależy od potrzeb żywieniowych. | wchłanianie (65%) | wchłanianie zwrotne (20%, grube wstępujące, symporter Na-K-2Cl) | – | wydzielanie (częste, przez Na+/K+-ATPazę, zwiększone przez aldosteron), lub wchłanianie zwrotne (rzadkie, ATPaza wodorowo-potasowa) |
| Wapń | Używa ATPazy wapniowej, wymiennika sodowo-wapniowego | wchłanianie | wchłanianie (grube wstępujące) przez transport bierny | wchłanianie w odpowiedzi na PTH i wchłanianie z diuretykami tiazydowymi. | – |
| Magnez | Wapń i magnez konkurują ze sobą, a nadmiar jednego z nich może prowadzić do wydalania drugiego. | wchłanianie | wchłanianie (grube wstępujące) | wchłanianie | – |
| Fosforan | Wydalany jako kwas miareczkowy. | wchłanianie (85%) przez kotransporter sodowo-fosforanowy. Hamowana przez hormon przytarczyc. | – | – | – |
| Karboksylany | wchłanianie (100%) przez transportery karboksylanów. | – | – | – |
Ciało jest bardzo wrażliwe na swoje pH. Poza zakresem pH, który jest zgodny z życiem, białka są denaturowane i trawione, enzymy tracą zdolność do funkcjonowania, a ciało nie jest w stanie się utrzymać. Nerki utrzymują homeostazę kwasowo-zasadową poprzez regulację pH osocza krwi. Zyski i straty kwasów i zasad muszą być zrównoważone. Kwasy dzielą się na „kwasy lotne” i „kwasy nielotne”. Zobacz również kwas miareczkowy.
Głównym homeostatycznym punktem kontrolnym dla utrzymania tej stabilnej równowagi jest wydalanie nerkowe. Nerki są kierowane do wydalania lub zatrzymywania sodu poprzez działanie aldosteronu, hormonu antydiuretycznego (ADH, lub wazopresyny), przedsionkowego peptydu natriuretycznego (ANP) i innych hormonów. Nieprawidłowe zakresy frakcyjnego wydalania sodu mogą sugerować ostrą martwicę kanalików lub dysfunkcję kłębuszków nerkowych.
Edit kwasowo-zasadowy
Dwa układy narządów, nerki i płuca, utrzymują homeostazę kwasowo-zasadową, która polega na utrzymaniu pH wokół względnie stabilnej wartości. Płuca przyczyniają się do homeostazy kwasowo-zasadowej poprzez regulację stężenia dwutlenku węgla (CO2). Nerki pełnią dwie bardzo ważne role w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej: reabsorbują i regenerują wodorowęglany z moczu oraz wydalają jony wodorowe i kwasy stałe (aniony kwasów) z moczem.
OsmolalityEdit
Nerki pomagają utrzymać poziom wody i soli w organizmie. Każdy znaczący wzrost osmolalności osocza jest wykrywany przez podwzgórze, które komunikuje się bezpośrednio z tylną częścią przysadki mózgowej. Wzrost osmolalności powoduje wydzielanie przez przysadkę hormonu antydiuretycznego (ADH), co prowadzi do reabsorpcji wody przez nerki i wzrostu stężenia moczu. Te dwa czynniki działają razem, aby przywrócić osmolalność osocza do normalnego poziomu.
ADH wiąże się z głównymi komórkami w przewodzie zbiorczym, które przenoszą akwaporyny na błonę, pozwalając wodzie opuścić normalnie nieprzepuszczalną błonę i zostać wchłoniętą do organizmu przez vasa recta, zwiększając w ten sposób objętość osocza ciała.
Istnieją dwa systemy, które tworzą hiperosmotyczną medulę i w ten sposób zwiększają objętość osocza ciała: Recykling mocznika i „efekt pojedynczy.”
Mocznik jest zwykle wydalany jako produkt odpadowy z nerek. Jednakże, gdy objętość osocza krwi jest niska i ADH jest uwalniany, akwaporyny, które są otwarte są również przepuszczalne dla mocznika. Pozwala to na opuszczenie przez mocznik kanalika zbiorczego do rdzenia, tworząc hiperosmotyczny roztwór, który „przyciąga” wodę. Mocznik może następnie ponownie wejść do nefronu i zostać wydalony lub ponownie przetworzony w zależności od tego, czy ADH jest nadal obecny, czy nie.
„Efekt pojedynczy” opisuje fakt, że wstępująca gruba kończyna pętli Henlego nie jest przepuszczalna dla wody, ale jest przepuszczalna dla chlorku sodu. Pozwala to na system wymiany przeciwprądowej, w którym śródpiersie staje się coraz bardziej skoncentrowane, ale jednocześnie ustanawia gradient osmotyczny dla wody, która podąża za nim, jeśli akwaporyny przewodu zbiorczego zostaną otwarte przez ADH.
Ciśnienie krwiEdit
Chociaż nerki nie mogą bezpośrednio wyczuwać krwi, długoterminowa regulacja ciśnienia krwi w przeważającej mierze zależy od nerek. Odbywa się to głównie poprzez utrzymywanie przedziału płynu pozakomórkowego, którego wielkość zależy od stężenia sodu w osoczu. Renina jest pierwszym z szeregu ważnych przekaźników chemicznych, które tworzą układ renina-angiotensyna. Zmiany stężenia reniny ostatecznie wpływają na działanie tego układu, przede wszystkim na hormony: angiotensynę II i aldosteron. Każdy z hormonów działa poprzez wiele mechanizmów, ale oba zwiększają wchłanianie chlorku sodu przez nerki, rozszerzając w ten sposób przedział płynu pozakomórkowego i podnosząc ciśnienie krwi. Kiedy poziom reniny jest podwyższony, stężenie angiotensyny II i aldosteronu wzrasta, co prowadzi do zwiększonej reabsorpcji chlorku sodu, rozszerzenia przedziału płynu pozakomórkowego i wzrostu ciśnienia krwi. I odwrotnie, gdy poziom reniny jest niski, poziom angiotensyny II i aldosteronu zmniejsza się, kurcząc przedział płynu pozakomórkowego i obniżając ciśnienie krwi.
Powstawanie glukozyEdit
Nerki u ludzi są zdolne do wytwarzania glukozy z mleczanu, glicerolu i glutaminy. Nerki są odpowiedzialne za około połowę całkowitej glukoneogenezy u ludzi na czczo. Regulacja produkcji glukozy w nerkach odbywa się poprzez działanie insuliny, amin katecholowych i innych hormonów. Glukoneogeneza nerkowa odbywa się w korze nerek. Rdzeń nerki nie jest zdolny do produkcji glukozy z powodu braku niezbędnych enzymów.