1 Osmoregulatie / Excretie. 2 uitscheiden van afval geproduceerd bij het metabolisme...

1

Osmoregulatie / Excretie

2

uitscheiden van afval geproduceerd bij het metabolisme (stikstofhoudend)

Excretie

regelen van relatieve concentraties opgeloste stoffen en water

Osmoregulatie

Functie: behouden van samenstelling cellen via het behouden van samenstelling interstitiële vloeistof

3

regelen van relatieve concentraties opgeloste stoffen en water

Osmoregulatie

Osmosebeweging (‘diffusie’) water via selectief permeabel membraan

Osmolariteit mol opgeloste stoffen per liter oplosmiddel1 mOsm/l 10-3 M oplossing

proces van homeostase opname en afgifte water & opgeloste stoffenbalans !

zeewater 1000 mOsm/l

Selectief permeabelmembraan

Netto water stroom

Hyperosmotisch

Hypo-osmotisch

Water

Opgeloste stoffen

iso-, hyper-, hypo-osmotisch

bloed mens 300 mOsm/l

4

Osmoregulatie en excretie

Mens Inflow/Outflow Urine

Volume te regelen

Hyperosmotischtov lich vloeistof> 300 mOsm

• huid (zweten)• longen• urine• uitwerpselen

tov omgevingEten zout en water inDrinkenzout en water inCellulaire respiratieproductie water

Urine: Zout en water uit

hyper-osmotisch

osmoregulatie

H2O

probleem:Dehydratie(verlies water)

5

OsmoregulatieBehouden van een osmotische waarde in intern milieudie verschilt van die van de omgeving

Osmoregulatie en Excretie


Intern milieu

Interstitiële vloeistof indirect: samenstelling bloed

Transportepitheelnierbuisjes

regulatie osmotisch milieu verwijderen afvalstoffen v metabole reacties

Afvalstoffen

afbraakproducten van eiwitten en nucleinezuren: stikstofhoudend

type en hoeveelheid: grote invloed op dewaterhuishouding van een dier

kost energie !

6

Osmoregulatie en excretie “Stikstof-afval”

Veel reptielen (incl. vogels),insekten, landslakken

Ammoniak UrinezuurUreum

Meeste waterdieren, incl beenvissen

Zoogdieren, haaienmeeste amfibiën,sommige beenvissen

goed oplosbaar zeer toxisch!! (NH4

+) tolerantie alleen in zeer kleine concentraties

productie in lever minder toxisch uitscheiding: minder water nodig

relatief non-toxisch lost niet op in water kost veel energie uitscheiding zonder waterverlies

7

“Stikstof-afval”








productie in lever (energie!) minder toxisch uitscheiding: minder water nodig


8

“Stikstof-afval”







productie in lever minder toxisch uitscheiding: minder water nodig


Eieren !


9

Hoeveelheid stikstofafval afhankelijk van ‘energie-budget’ afhankelijk van dieet eiwitten meer N dan

vetten of carbohydraten (suikers)

Excretie-systeem stikstof-afval verwijderen regelen samenstelling lichaamsvloeistof

protonefridia, metanefridia, buisjes van Malpighi

nieren

Osmoregulatie en excretie: excretie

Excretie-systeem mens

10

Capillair

4)

3)

2)

Excretiebuis

1)

Filtrate

Urin

e

Urineproductie in 4 stappen

water + kleine opgeloste stoffenzouten, suikers, vit, aa, stikstofafval

Filtraat

1) Filtratiehydrostatische druk perst lichaamsvloeistof doorselectief permeabel membraan

2) Reabsorptietransportepitheel:actief transport terug naar lich.(glucose, bel.zouten, vit, aa, hormonen)

3) Secretie

andere stoffen als toxines en niet-essentiele zoutenactief, tegen osm gradiënt in naar excretie buis

4) Excretieverwerkte filtraat verlaat lichaam: urine

11


Nieren

Vena cava posterior

Nier- arterie en vene

Urineblaas

Ureter(urineleider)

Aorta

Urethra(plasbuis)

Nier

osmoregulatie &excretie

per dag:1600 l bloed door nieren 180 l filtraat 1.5 l urine

reabsorptie 99% water, bijna alle suikers,amino zuren, vit. en andere org nutriënten

ontvangen 25% van het bloed dat het hart verlaat

12


Nier van rat4 mm

Nier-bekken

Ureter

Medulla

Cortex

Nieren

merg: osmotische gradiënt !!!!!

13


Nieren Corticaalnefron

Juxtamedullairnefron

Verzamelbuis

Naarnierbekken

Medulla(merg)

Cortex(schors)

nefronen:

corticaal (85% vd nefr.) juxtamedullair (15% vd nefr.)

Maken hyperosmotische urine mogelijk! Sparen van water

Bouw nefron: Kapsel van Bowman, proximale buis, Lis van Henle (dalend deel, stijgend deel), distale buis, verzamelbuis

14

Stijgenddeel

Dalend deel

Lis vanHenle

Kapsel v Bowman

Proximale buis

Distaletubulus

Verzamelbuis

tubulus = buis/buisje tubuli = buizen/buisjes

15

Aftakkingv. nierader

Efferente arteriole

Afferente arteriole Glomerulus

Peritubulaire capillairen

Vasarecta

capillair netwerk

16

Stijgenddeel

Dalend deel


Lis vanHenle

Efferente arteriole

Afferente arteriole GlomerulusKapsel v Bowman

Proximale buis


Distaletubulus

Verzamelbuis

Vasarecta

17

Stijgenddeel

Dalend deel


Lis vanHenle

Efferente arteriole

Afferente arteriole GlomerulusKapsel v Bowman

Proximale buis


Distaletubulus

Verzamelbuis

Vasarecta

18


Bloedvaatvoorziening elk nefron

afferente arteriole

capillairen glomerulus

efferente arteriole peritubulaire capillairen

om proximale- en distale tubuli

vasa recta capillairen

elk dalend deel vasa recta om stijgend deel lis v Henle

elk stijgend deel vasa recta om dalend deel lis v Henletegenstroom

om lis v Henle

niervene

19

Key

ActivetransportPassivetransport

BINNENSTEMERG

BUITENSTEMERG

SCHORS

Filtraat

Lis vanHenle

H2O K+HCO3–

H+ NH3

Proximale tubulus

NaCl Nutrients

Distale tubulus

Verzamelbuis

water, zouten, suikers, kleine opgeloste stoffenvit, aa, stikstofafval

Filtraat

Bloeddruk

Bloed:300 mOsm

toxische stoffen, drugs

300 mOsm

20


Filtraat (H2O, zouten, HCO3-, H+, Ureum, Glucose, aminozuren, vitaminen, drugs)

Prox.tubulus actief Na+ reabsorptie passief Cl- reabsorptie passief H2O (door osmose)

naar bloed

actief of passief glucose, aa, K+, andere essentiële moleculen

Volume ↓ Osmolariteit = (300 mOsm)

eindproduct prox. tubulus

actief toxische stoffen, drugs, etc: van interstit. naar filtraat

90% reabsorptie HCO3- van filtraat naar capillairen

pH transportepitheel produceert H+ en NH3 (pH filtraat)

21

Key


BINNENSTEMERG

BUITENSTEMERG H2O

SCHORS

Filtraat

Lis vanHenle

H2O K+HCO3–

H+ NH3

Proximale tubulus

NaCl Nutrients

Distale tubulus

NaCl

NaCl

Verzamelbuis


Filtraat

Dalend deel lis nauwelijks doorlaatbaar voor zouten permeabel water: aquaporine

Stijgend deel lis impermeabel voor H2O actief NaCl transport

Lis van Henleosmotische gradient interstitiele vloeistof in merg

Bloeddruk

Bloed:300 mOsm

toxische stoffen, drugs

300

1200

osmotische gra

dient

Merginterst.vloeist.300 mOsm

22



Prox.tubulus Volume ↓ Osmolariteit = (300 mOsm)

Dalend deel lis v Henle

impermeabel voor water

aquaporine eiwitten: permeabel voor water; H2O reabsorptie geen/nauwelijks doorlaatbaarheid zouten

Stijgend deel lis v Henledun segment

dik segment

diffusie NaCl uit buis naar interstitiële vloeistof

actief NaCl uit buis naar interstitiële vloeistof

conc filtraat ↑mOsm filtraat ↑

mOsm filtraat ↓↓↓

Eindproduct lis van Henle

filtraat met lage osmotische waarde

Afvalstoffen ↑, Belangrijke stoffen terug naar bloed

23

Key


BINNENSTEMERG

BUITENSTEMERG H2O

SCHORS

Filtraat

Lis vanHenle

H2O K+HCO3–

H+ NH3

Proximale tubulus

NaCl Nutrients

Distale tubulus

K+ H+

HCO3–

H2O

H2O

NaCl

NaCl

NaCl

Ureum

Verzamelbuis

NaCl


Filtraat (300 mOsm)

Dalend deel lis (osm↑) nauwelijks doorlaatbaar voor zouten permeabel water: aquaporine

Stijgend deel lis (osm↓) impermeabel voor H2O actief NaCl transport

Lis van Henleosmotische gradient interstitiele vloeistof in merg

Distale tubulus (<=300 mOsm)Actieve regulatie K+, NaCl, HCO3

- (bicarbonaat, pH)varieert Verzamelbuis: Filtraat wordt geconcentreerd (osm ↑ ↑ ↑): hormonale regulatie

Bloeddruk

Bloed:300 mOsm

toxische stoffen, drugs 300

1200

osmotische gra

dient

Merginterst.vloeist.

24

Loopt langs de gradiënt, Filtraat wordt geconcentreerd (>300mOsm) passieve reabsorptie water uit filtraat Permeabiliteit voor water: Hormonale regulatie




Lis v Henle Concentratie-gradientFiltraat met lage osmotische waarde <300 mOsm

Distale tubulus


Actieve regulatie K+, NaCl, HCO3- (bicarbonaat, pH)

Filtraat weer rond 300 mOsm.

Verzamelbuis

Eindprodukt urine hyperosmotisch t.o.v. lich.vloeist.iso-osmotisch t.o.v. binnenste nier-merg

25

Hormonaal geregelde passieve reabsorptie water




Lis v Henle Concentratie-gradientFiltraat met lage osmotische waarde <300 mOsm

Distale tubulus Actieve regulatie K+, NaCl, HCO3- (bicarbonaat, pH)

Filtraat weer rond 300 mOsm

Verzamelbuis

Ureum zit in filtraat

schors-deel verzamelbuis impermeabel voor ureummerg-deel verzamelbuis permeabel voor ureum

diffusie ureum naar interstitiele vloeistof; draagt bij aan gradient !!!


26


Lis v Henleconc filtraat ↑ ↑ ↑

energieverslindende “machine” die de concentratiegradiënt in stand houdt

NaCl en ureum houden concentratiegradiënt in stand

Bloedvatendalend deel bl vat: verliest water, neemt NaCl op (diffusie)stijgen deel bl vat: water terug en NaCl uit bloedv (diffusie)

bloed voorziet Lis v Henle van voedingsstoffenzonder invloed op osmotische gradiënt uit te oefenen

uiteindelijk zou diffusie de gradiënt te niet doen,ware het niet dat dikke deel lis energie verbuikt

‘countercurrent multiplieer system”

tegenstroomprincipe

27Fig. 44-16-3

Key

Activetransport

Passivetransport

INNERMEDULLA

OUTERMEDULLA

CORTEX

300300

300

400

600

900

1,200

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

300

Osmolarity ofinterstitial

fluid(mOsm/L)

400

600

900

1,200

100

100

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

200

400

700

1,200

300

400

600

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

NaCl

NaCl

Urea

Urea

Urea

28

Beginsituatie: overal 300

tót evenwicht:passief H2O naar interstitiele vloeistof

400

200

200

200

200

400

400

400

400

400

400

400

Osm waarde overal 300

Evenwicht

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

300

Als er niets zou gebeureni.d. lis van Henle

Bovendien: in stijgend deel actief transport NaCl naar interst. vloeistof

Echter: dalend deel impermeabel voor ionenstijgend deel impermeabel voor H2O

evenwicht:verschil links rechts

‘countercurrent multiplieer system”

29

Begin 300

Actief NaCl uit dikke stijgende deel tubulus

300

200

200

200

400

300

400

400

Beginsituatie: overal 300


400

200

200

200

200

400

400

400

400

400

400

400

Het filtraat STROOMT !!

30

Begin 300

350

150

150

300

300

350

500

500


300

200

200

200

400

300

400

400

Het filtraat STROOMT !!

Countercurrent multiplier system

350

500

350

500

Begin 300

300

1200

osmotische gra

dient


31

Osmoregulatie en excretieFig. 44-16-3

Activetransport

Passivetransport

INNERMEDULLA

OUTERMEDULLA

CORTEXH2O

300300

300

H2O

H2O

H2O

400

600

900

H2O

H2O

1,200

H2O

300

Osmolarity ofinterstitial

fluid(mOsm/L)

400

600

900

1,200

100

NaCl

100

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

NaCl

200

400

700

1,200

300

400

600

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

NaCl

NaCl

Urea

Urea

Urea

Wat gebeurt er als je zeewater drinkt?

32

Regulatie 1

Combinatie regulatie zenuw- & hormoonstelsel

osmotische waarde bloed ADH afgifte water reabsorptie

gekoppeld in een feedback-loop die bijdraagt aan homeostase

ADH = antidiuretisch hormoon

door hypothalamus geproduceerd door neurohypofyse opgeslagen en afgegeven

hypothalamus: osmoreceptoren

homeostase: osmotische waarde: 300 mOsm/l

ADHRegulatie: ADH, RAAS, ANP

33

Regulatie 1

zout etenzweten (verlies water)

diurese = toegenomen “plassen”anti-diuretisch hormoon: urinevolume ↓

osm > 300ADH in bloedstroom

dorst

water drinken osmolariteit bloed ↓

ADHRegulatie: ADH, RAAS, ANP

distale tubuliverzamelbuizen

permeabiliteit epitheel ↑

volume urine ↓osmolariteit bloed ↓

ADH

34

Dorst

Osmoreceptoren hypothalamus trigger

ADH afgifte.

Hypofyse

ADH

Hypothalamus

STIMULUS:toename

osmolariteit bloed

Homeostase:Bloed osmolariteit

(300 mOsm/L)

ADH

35

Drinken verlaagtbloed osmolariteit

tot set point.

Toegenomenpermeabiliteit

ADH

Hypothalamus

Distaletubulus

H2O reabsorptie voorkomt verdere

toename in Omolariteit

Verzamelbuis

Dorst

Osmoreceptoren hypothalamus trigger

ADH afgifte.

Hypofyse

STIMULUS:toename

osmolariteit bloed

Homeostase:Bloed osmolariteit

(300 mOsm/L)

ADH

36

Regulatie 2

RAAS Renine Angiotensine Aldosterone Systeem

JGA Juxtaglomerular apparaat

in de buurt van de afferente arteriole die aftakt naar glomerulus

JGA: renine ↑

lever: aantal reacties: Angiotensine II ↑

dichtknijpen arteriolen

bloedtoevoer capillairen ↓ ↓

bloeddrukbloedvolume

in afferentearteriole ↓

bijnier: aldosteron ↑

distale tubuli: reabsorptie Na+ ↑ reabsorptie water ↑

Bloedvolume en bloeddruk ↑ ↑

RAASRegulatie: ADH, RAAS, ANP

37Fig. 44-21-1

Renine

Distaletubulus

Juxtaglomerularapparaat (JGA)

STIMULUS:Laag bloed volume

or bloeddruk

Homeostasis:Blood pressure,

volume

RAAS

38Fig. 44-21-2


volume

Liver

Angiotensinogen

Angiotensin I

ACE

Angiotensin II

Renine

Distaletubulus



or bloeddruk

RAAS

39Fig. 44-21-3


volume

Liver

Angiotensinogen

Angiotensin I

ACE

Angiotensin II

Bijnier

Aldosteron

Arterioleconstrictie

Toename Na+

and H2O reab-sorptie in

distale tubuli

Renine

Distaletubulus



or bloeddruk

RAAS

40


beiden waterabsorptie ↑

echter

ADH reactie op verandering osmolariteit bloed

RAAS reactie op afname bloedvolume en bloeddruk

ADH en RAAS “partners in homeostase”

ANP (atrial natriuretic peptide) tegenhanger van RAAS

toename bloedvolume en bloeddruk

wanden atrium geven ANP af: renine van JGA ↓ NaCl reabsorptie ↓ aldosteron release ↓

Bloedvolume en bloeddruk ↓ ↓

ADH en RAAS

!

41

Practicum vorige week

? welke bloedvaten zorgen voor de regulatie van het transport?

Voeding bloedvaten:

via capillairen in het bind- en spierweefsel dat om de vaten ligt!

1 Osmoregulatie / Excretie. 2 uitscheiden van afval geproduceerd bij het metabolisme...

Documents

Transcript of 1 Osmoregulatie / Excretie. 2 uitscheiden van afval geproduceerd bij het metabolisme...