Sistem sabirnih kanala

Sistem sabirnih kanala
Shema bubrežne tubule sa vasularnom podrškom
Detalji
SistemMokraćni sistem
LokacijaBubreg
Identifikatori
Latinski'Tubulus renalis colligens'
MeSHD007685
FMA265239
Anatomska terminologija

Sistem sabirnih kanala bubrega sastoji se od niza tubula (cjevčica) i kanala koji fizički povezuju nefrone sa malom čašicom ili direktno sa bubrežnom karlicom. Sistem sabirnih kanala posljednji je dio nefrona i sudjeluje u održavanje ravnoteže elektrolita i tečnosti, putem reapsorpcije i izlučivanja, procese regulirane hormonima aldosteronom i vazopresinom (antidiuretski hormon).

Postoji nekoliko komponenti sistema sabirnih kanala, uključujući vezne tubule, korteksne sabirne kanale i sabirne kanale bubtržne srži.

Struktura

Segmenti

Jednostavni stubasti epitel i jednostavni kuboidni epitel u sabirnim kanalima svinjkog bubrega. Zidovi velike i male spojne tubule (a, odnosno b), kružne strukture, formirani su od jednostavnog stubastog (a) i jednostavnog kuboidnog (b) epitela .

Segmenti sistema su sljedeći:

Segment Opis
Spojne tubule Povezuje distalnu izuvijanu tubulu sa korteksnim sabirnim kanalom korteksa
Početne sabirne tubule Prije konvergencije nefrona
Sabirni kanali bubrežne kore
Sržni sabirni kanali
Papilarni kanali

Spojna cijev

U odnosu na bubrežno tjelašce, spojnu tubulu (CNT, ili spojnu cjevčicu ili lučnu bubrežnu tubulu) je najproksimalniji dio sistema sabirnih kanala. Smješten je uz distalnu izuvijanu tubulu, najudaljeniji segment bubrežne tubule. Spojne tubule iz nekoliko susjednih nefrona spajaju se i formiraju korine sabirne tubule, a one se mogu spojiti i formirati korine sabirne kanale (CCD).[1] Spojne tubule nekih jukstamedulskih nefrona mogu se svoditi prema gore, formirajući arkadu. Upravo je ta "lučna" osobina koja tubuli daje alternativno ime.

Spojna tubula potiče od metanefroskog blastem, ali ostatak sistema poiče od mokračovodnog pupoljka.[2]

Početna sabirna cjevčica je segment čija je građa slična strukturi sabirnog kanala, ali prije konvergencije s drugim tubulima.

Korini sabirni kanali (CTN) primaju filtrat iz više početnih sabirnih tubula i spuštaju se u bubrežnu srž da bi formirali njene sabirne kanale.

Učestvuje u regulaciji vode i elektrolita, uključujući natrij i hloride.[3] CNT su osjetljivi i na izoprotenerol (više nego na kortikeksne sabirne kanale) i antidiuretski hormon (manje nego na korine sabirne kanale), a posljednje u velikoj mjeri određuje njegovu funkciju u reapsorpciji vode.

Sabirni kanal srži

Sabirni kanali srži (medule) podijeljeni su u vanjski i unutrašnji segment, a potonji sežu dublje u medulu. Varijabilna resorpcija vode i, ovisno o ravnoteži tekućine i hormonskim utjecajima, nastavlja se reapsorpcija ili izlučivanje iona natrija, kalija, vodika i bikarbonata. Urea se ovdje pasivno transportuje iz kanala i stvara gradijent od 500mOsm. Vanjski segment medulskog sabirnog kanala slijedi korteknni sabirni kanal. Dostiže nivo bubrežne srži gdje se tanki silazni ogranak Henleove petlje graniči sa debelim uzlaznim ogrankom Henleove petlje[4]:837

Unutrašnji segment je dio sistema sabirnih kanala između vanjskog segmenta i papilarnih kanala.

Papilarni kanal

Papilarni (sabirni) kanali su anatomske strukture bubrega, prethodno poznate kao Bellinijevi kanali. Papilarni kanali predstavljaju najveći distalni dio sabirnog kanala. Primaju bubrežni filtrat (preteča urina) iz nekoliko medulskih sabirnih kanala i prazne se u maloj čašici. Papilarni kanali nastavljaju aktivaciju reapsorpcije vode i ravnoteže elektrolita pokrenutu u sabirnim tubulama.[5]

Medulski sabirni kanal se konvergira i formira središnji (papilarni) kanal blizu vrha svake bubrežne piramide. Ovaj "papilarni kanal" izlazi iz bubrežne piramide na brežnim papilama. Bubrežni filtrat odvodi se u malu čašicu kao mokraća[6]

Ćelijee koje čine sam kanal slične su ostatku sabirnog sistema. Kanal je obložen slojem jednostavnog stubastog epitela oslonjenog na tanku baznu membranu. Epitel se sastoji uglavnom od glavnih i α-interkalariranih ćelija.[7] Jednostavni stubasti epitel sistema sabirnih kanala prelazi u urotelij, blizu spoja papilarnog kanala i male čaše.[6]

Te ćelije rade u tandemskoj reapsorpciji voda, natrija i ureje i luče kiselinu i kalij. Količina reapsorpcije ili sekrecije koja se javlja povezana je s potrebama tijela u bilo kojem trenutku. Ovim procesima posreduju hormoni (aldosteron, vazopresin) i osmolarnost (koncentracija električno nabijenih hemikalija) okolne medule. Hormoni reguliraju, kako propusnost papilarnih kanala za vodu, tako i za elektrolite. Konkretno u medulskom sabirnom kanalu, vazopresin vrši regulaciju transportera ureje A1. To povećava koncentraciju ureje u okolnom intersticiju i povećava osmolarnost.

Osmolarnost utiče na jačinu sile koja povlači (reapsorbira) vodu iz papilarnog kanala u intersticij srži. To je posebno važno u papilarnim kanalima. Osmolarnost se povećava od baze bubrežne piramide do vrha. Najviša je na bubrežnom vrhu (do 1200 mOsm). Stoga je sila koja pokreće reapsorpciju vode iz sabirnog sistema najveća u papilskom kanalu.[8]

Ćelije

Svaka komponenta sistema sabirnih kanala sadrži dva tipa ćelija: interkalirane ćelije i tip ćelija specifičan za segment:

  • Za tubule, ovaj specifični tip ćelije je spojna tubulska ćelija
  • Za sabirne kanale to je "glavna ćelija". Unutrašnji sabirni kanali srži sadrže dodatni tip ćelija, koji se naziva unutrašnja ćelija sržnog sabirnog kanala

Glavne ćelije

Glavna ćelija posreduje utjecaj sabirnog kanala na ravnotežu natrija i kalija, putem natrijevih i kalijevih kanala, smještenih na apikalnoj membrani ćelije. Ekspresiju natrijumskih kanala (posebno ENaC) određuje aldosteron.

Interkalirana α-ćelija

Povećanje aldosterona povećava ekspresiju lumenskih natrijevih kanala.[9] Aldosteron također povećava broj pumpi Na⁺/K⁺-ATPaza[10] koje omogućavaju povećanu reapsorpciju natrija i izlučivanje kalija.[10] Vazopresin određuje ekspresiju akvaporinskih kanala koji pružaju fizički put za prolaz vode kroz glavne ćelije.[11] Zajedno, aldosteron i vazopresin omogućavaju glavnoj ćeliji da kontrolira količinu vode koja se reapsorbira

Interkalirane ćelije

I interkalirane ćelije dolaze u α, β i ne-α ne-β varijantama i učestvuju u održavanju kiselinsko-bazne homeostaze.[12][13]

Tip ćelije Lučenje Reapsorpcija
α-Interkalirane ćelije Kiselina (preko apikalne H+-ATPaze izmjenjivača H+/K+) u obliku vodikovih iona Bikarbonat (preko trake 3, bazolateralnog izmjenjivača|Cl−/HCO3−)[14]
β-Interkalirane ćelije Bikarbonat (preko pendrina, specializiranog apikalnog Cl−HCO3− Kiselina (preko bazne H+-ATPaze)
Ne-α ne-β interkalirane ćelije Kiselina (preko apikalne H+-ATPaze i izmjenjivača H+/K+) bikarbonat (preko pendrina)[15][16] -

Zbog doprinosa održavanja kiselinsko-bazne homeostaze, interkalirane ćelije imaju važnu ulogu u odgovoru bubrega na acidozu i alkalozu. Oštećenje sposobnosti α-interkalirane ćelije da luči kiselinu može rezultirati distalnom bubrežnom tubulskom acidozom (RTA tip I, klasični RTA). Skupina interkaliranih ćelija je također znatno modificirana kao odgovor na hronično liječenje litijem, uključujući dodatak uglavnom nekarakteriziranog ćelijskog tipa koji ispoljava markere i za interkalirane i za glavne ćelije.[17][18]

Funkcija

Dijagram kretanja iona u nefronu, sa sabirnim kanalima s desne strane.

Sistem sabirnih kanala je završna komponenta bubrega koja utiče na ravnotežu elektrolita i tjelesnih tečnosti. Kod ljudi, sistem obavlja 4-5% bubrežne resorpcije natrija i 5% bubrežne resorpcije vode. U vrijeme ekstremne dehidracije, u sistem sabirnih kanala može se ponovo upiti preko 24% filtrirane vode.

Široke razlike u nivoima reabsorpcije vode za sistem sabirnih kanala odražavaju njegovu zavisnost od hormonske aktivacije. Sabirni kanali, posebno vanjskokorski i korini sabirni kanali, uglavnom su nepropusni za vodu bez prisustva antidiuretskog hormona (ADH ili vazopresin).

  • U odsustvu ADH, voda u bubrežnom filtratu ostaje voda da uđe u urin, pospješujući izmokravanje.
  • Kada je ADH prisutan, akvaporini omogućavaju reapsorpciju ove vode, čime inhibiraju diurezu.

Sistem sabirnih kanala učestvuje u regulaciji drugih elektrolita, uključujući hlorida, kalij, vodik-ion i bikarbonate.

Vanstanični protein zvani hensin posreduje u regulaciji sekrecije kiseline putem alfa ćelija u acidozi i lučenja bikarbonata od iz beta ćelija u alkalozi.[19][20]

Karcinom sabirnog kanala

Glavni članak: Karcinom sabirnog kanala

Karcinom sabirnih kanala relativno je rijedak podtip karcinoma bubrežnih ćelija (RCC), koji čini manje od 1% svih RCC. Mnogi prijavljeni slučajevi dogodili su se kod mlađih pacijenata, često u trećoj, četvrtoj ili petoj deceniji života. Karcinomi sabirnih kanala potiču iz medule, ali mnogi su infiltrativni, a širenje u korteks je uobičajeno .

Većina prijavljenih slučajeva bili su visokog stupnja, uznapredovali su i nisu reagirali na uobičajene terapije. Većina pacijenata ima izražene simptome u prezentaciji. Imunohistohemijske i molekulske analize sugeriraju da sakupljanje RCC kanala mogu nalikovati karcinomu prijelaznih ćelija, a neki pacijenti s naprednim RCC sabirnih kanala reagirali su na hemoterapiju zasnovanu na cisplatinu ili gemcitabinu.

Također pogledajte

Reference

  1. ^ Imai M (1979). "The connecting tubule: a functional subdivision of the rabbit distal nephron segments". Kidney Int. 15 (4): 346–56. doi:10.1038/ki.1979.46. PMID 513494.
  2. ^ Mitchell, B. S. (2009). Embryology: an illustrated colour text. Sharma, Ram, Britton, Robert. (2nd izd.). Edinburgh: Churchill Livingstone/Elsevier. str. 50–51. ISBN 978-0-7020-5081-7. OCLC 787843894.
  3. ^ Eaton, Douglas C.; Pooler, John P. (2004). Vander's Renal Physiology (6th izd.). Lange Medical Books/McGraw-Hill. ISBN 0-07-135728-9.
  4. ^ Boron, Walter F. (2005). Medical Physiology: A Cellular and Molecular Approach (updated izd.). Philadelphia: Elsevier/Saunders. ISBN 1-4160-2328-3.
  5. ^ Mescher, Anthony (2013). Junqueira's Basic Histology. McGraw-Hill. str. 385–403. ISBN 9780071807203.
  6. ^ a b Mescher, Anthony (2013). Junqueira's Basic Histology. McGraw-Hill. str. 400. ISBN 9780071807203.
  7. ^ Gartner, Leslie; Hiatt (2014). Color Atlas and Text of Histology. Baltimore, MD 21201: Lippincott & Wilkins. str. 383–399. ISBN 9781451113433.CS1 održavanje: lokacija (link)
  8. ^ Costanzo, Linda (2011). Physiology. Baltimore, MD 21201: Wolters Kluwer Health. str. 167–172. ISBN 9781451187953.CS1 održavanje: lokacija (link)
  9. ^ May, Anne; Puoti, Alessandro; Gaeggeler, Hans-Peter; Horisberger, Jean-Daniel; Rossier, Bernard C (1997). "Early Effect of Aldosterone on the Rate of Synthesis of the Epithelial Sodium Channel a Subunit in A6 Renal Cells" (PDF). Journal of the American Society of Nephrology. 8 (12): 1813–1822. PMID 9402082. Pristupljeno 21. 11. 2017.
  10. ^ a b Guyton, Arthur C.; John E. Hall (2006). Textbook of Medical Physiology (11 izd.). Philadelphia: Elsevier Saunders. ISBN 0-7216-0240-1.
  11. ^ Schlatter, Eberhard; Schafer, James A. (1987). "Electrophysiological studies in principal cells of rat cortical collecting tubules ADH increases the apical membrane Na+-conductance". Pflügers Archiv: European Journal of Physiology. 409 (1–2): 81–92. doi:10.1007/BF00584753. PMID 2441357.
  12. ^ Alper, S. L.; Natale, J.; Gluck, S.; Lodish, H. F.; Brown, D. (1. 7. 1989). "Subtypes of intercalated cells in rat kidney collecting duct defined by antibodies against erythroid band 3 and renal vacuolar H+-ATPase". Proceedings of the National Academy of Sciences. 86 (14): 5429–5433. Bibcode:1989PNAS...86.5429A. doi:10.1073/pnas.86.14.5429. ISSN 0027-8424. PMC 297636. PMID 2526338.
  13. ^ Kim, J.; Kim, Y. H.; Cha, J. H.; Tisher, C. C.; Madsen, K. M. (januar 1999). "Intercalated cell subtypes in connecting tubule and cortical collecting duct of rat and mouse". Journal of the American Society of Nephrology. 10 (1): 1–12. ISSN 1046-6673. PMID 9890303.
  14. ^ Nosek, Thomas M. "Section 7/7ch07/7ch07p17". Essentials of Human Physiology. Arhivirano s originala, 24. 3. 2016. – "Interkaliranih ćelija"
  15. ^ Kim, Young-Hee; Kwon, Tae-Hwan; Frische, Sebastian; Kim, Jin; Tisher, C. Craig; Madsen, Kirsten M.; Nielsen, Søren (1. 10. 2002). "Immunocytochemical localization of pendrin in intercalated cell subtypes in rat and mouse kidney". American Journal of Physiology. Renal Physiology. 283 (4): F744–F754. doi:10.1152/ajprenal.00037.2002. ISSN 1931-857X. PMID 12217866.
  16. ^ Wall, Susan M.; Hassell, Kathryn A.; Royaux, Ines E.; Green, Eric D.; Chang, Judy Y.; Shipley, Gregory L.; Verlander, Jill W. (1. 1. 2003). "Localization of pendrin in mouse kidney". American Journal of Physiology. Renal Physiology. 284 (1): F229–F241. doi:10.1152/ajprenal.00147.2002. ISSN 1931-857X. PMID 12388426.
  17. ^ Christensen, Birgitte Mønster; Marples, David; Kim, Young-Hee; Wang, Weidong; Frøkiær, Jørgen; Nielsen, Søren (1. 4. 2004). "Changes in cellular composition of kidney collecting duct cells in rats with lithium-induced NDI" (PDF). American Journal of Physiology. Cell Physiology. 286 (4): C952–C964. doi:10.1152/ajpcell.00266.2003. ISSN 0363-6143. PMID 14613889. Arhivirano s originala (PDF), 19. 2. 2019. Pristupljeno 9. 9. 2020.
  18. ^ Himmel, Nathaniel J.; Wang, Yirong; Rodriguez, Daniel A.; Sun, Michael A.; Blount, Mitsi A. (18. 4. 2018). "Chronic lithium treatment induces novel patterns of pendrin localization and expression". American Journal of Physiology. Renal Physiology. 315 (2): F313–F322. doi:10.1152/ajprenal.00065.2018. ISSN 1931-857X. PMC 6139525. PMID 29667915.
  19. ^ Harrison's principles of internal medicine. Jameson, J. Larry,, Kasper, Dennis L.,, Longo, Dan L. (Dan Louis), 1949-, Fauci, Anthony S., 1940-, Hauser, Stephen L.,, Loscalzo, Joseph (20th izd.). New York. 13. 8. 2018. str. 2097. ISBN 978-1-259-64403-0. OCLC 1029074059.CS1 održavanje: others (link)
  20. ^ Takito, J; Hikita, C; Al-Awqati, Q (15. 11. 1996). "Hensin, a new collecting duct protein involved in the in vitro plasticity of intercalated cell polarity". The Journal of Clinical Investigation. 98 (10): 2324–31. doi:10.1172/JCI119044. PMC 507683. PMID 8941650.

Ovaj članak sadrži tekst u javnom vlasništvu sa stranice 1223  20. izdanja Grayeve anatomije (1918)

Vanjski linkovi


Commons logo
Commons logo
Commons ima datoteke na temu: Sistem sabirnih kanala