Renal Physiology PDF
Document Details
Uploaded by OptimalHolmium
University of Hail
Tags
Summary
This document provides an overview of renal physiology, covering the urinary system in both females and males. It details the structure of the urinary system, the role of the kidneys, and the various processes associated with renal function. Information regarding renal function, and the associated processes will be helpful when studying.
Full Transcript
RENAL PHYSIOLOGY علم وظائف الكلي The urinary system in female The urinary system in males الجهاز البولي في االنثي الجهاز البولي في الذكر...
RENAL PHYSIOLOGY علم وظائف الكلي The urinary system in female The urinary system in males الجهاز البولي في االنثي الجهاز البولي في الذكر Introduction المقدمه The urinary system is composed of الجهاز البولي يتكون Organ العضو 1 The Kidneys الكليتين 2 Urinary tract القناه البوليه 3 Ureters الحالبين 4 Urinary bladder المثانه البوليه 5 Urethra مجري البول The Kidneys urinary system Urinary tract Ureters Urinary bladder Urethra Page 1 the kidneys الكليتين Function 1. regulate the volume and composition of the extracellular fluid. وظائف تنظم حجم و مكونات السوائل الخارج خلويه 2.Excrete metabolic waste products including creatinine, urea, uric acid and some end products of haemoglobin breakdown تخرج مخلفات عمليه االيض منها الكرياتنين و اليوريا و حمض اليورك و بعض النواتج النهائيه لتكسير الهيموجلبين 3. Excrete foreign substances and their derivatives, including drugs, and food additives - therefore such substances are excreted less efficiently when kidney function is impaired اخراج االجسام الغريبه و مشتقاتها منها االدويه و اضافات الطعام لذا هذه المواد تخرج بشكل اقل كفاءه عندما تكون وظائف الكلي ضعيفه 4. Synthesize prostaglandins and kinins that act within the kidney. تكوين البروستجالندين و الكاينين التي تعمل في الكلي 5. Function as endocrine organs, producing the hormones renin, erythropoietin and calcitriol تعمل كغده تفرز الهرمونات الرينين و االرثروبيوتين و الكالسيترول 6. Regulation of acid-base status and blood pressure تنظيم االتزان بين الحمض و القاعده و ضغط الدم Structure The kidneys are paired, bean-shaped organs that lie behind the تركيبها peritoneal lining of the abdominal cavity. الكلي زوج (كليتين )لها شكل الفاصولياء تقع خلف البطانه البروتونيه لتجويف البطن Page 2 Cont. It consists of structure تتكون من 1 Renal capsule الكبسوله الكلويه 2 Renal cortex القشره الكلويه 3 Renal medulla النخاع الكلوي 4 Nephron نفرون 5 Renal artery and renal vein الشريان الكلوي و الوريد الكلوي Blood supply a-The Renal artery (abdominal aorta): االمداد الدموي ) الشريان الكلوي (االورطي البطني supplied the kidneys with oxygenated blood. تغذي الكليتين بالدم الموكسج b-The renal vein: الوريد الكلوي collect filtered blood (lower in urea and other wastes) and return it to the posterior vena cava تجمع الدم المفلتر ( االقل في اليوريا و المخلفات االخري )و تعود للوريد االجوف الخلفي Nerve supply The kidney has a rich sympathetic noradrenergic innervation االمداد العصبي (supplies the renal artery, the juxtaglomerular renin-secreting cells and the renal tubules, particularly the proximal tubule. Most are vasomotor nerves regulating blood flow الكليه لها امداد كثيف من االعصاب النورادرينيري السمبثاوي يغذي الشريان الكلوي الخاليا الجاكستاجلومليوالر المفرزه للرنين و االنبوبات الكلويه و االنبوبه البعيده و القريبه معظم االعصاب تتحكم في تدفق الدم Page 3 the nephron النفرون Definition The basic Functional unit of the kidney, is a blind-ended tubule التعريف running from Bowman's capsule into the ureter at the renal pelvis. الوحده الوظيفيه االساسيه للكلي هي انبوبه لها نهايه مغلقه تبدا من كبسوله بومان الي الحالب في حوض الكليه Count 106 each kidney عددهم لكل كليه106 Compone 1-The Renal 2-Renal tubule nt of corpuscle االنبوب الكلوي nephron الجسم الكلوي مكونات Bowman’ s capsule The collecting ducts النفرون convoluted tubule convoluted tubule االنبوبه الملتفه القريبه االنبوبه الملتفه البعيده The Glomerulus Loop of Henle The Proximal كبسوله بومن القناه الجامعه The Distal جلوميليورس انحناء هينيل Definition double- capillari التعريف walled cup es surroundi network ng the glomerulu شبكه من s الشعيرات كوب ثنائي الدمويه الجدار يحيط بالجلومريولس Function receives Re- Regulates Reabsorpti وظيفنهم the ultra- absorptio concentrati on of water filtrate n of on of urine and water electrolytes يستقبل and ينظم تركيز , ADH, المرشحات solutes البول aldosteron اعاده e, ANP امتصاص اعاده المياه و امتصاص الماء المذابات و االلكتروليتات و االلدوستيرون Page 4 types of Cortical nephrons Juxtamedullary nephrons nephrone النفرونات القشريه النفرونات الجاكستاجالمولير انواع النفرون Comprise about 80-85% of Comprise about other 25-20%. nephrons. من النفرونات%85-80 تشكل من النفرونات%25-20 تشكل loops of Henle extend only into the outer medulla عقده هينيل تمتد للميداال الخارجيه Page 5 Juxtaglomerular apparatus جهاز الجاكستاجلومليور The Juxtaglomerular apparatus consists of three types of cells جهاز الجاكستاجلومليور يتكون من ثالث انواع من الخاليا Juxtaglomerular cells Extraglomerular The macula densa الخاليا الكبيبيه mesangial cells البقعه دينزا الخاليا الوسيطه خارج الكبيبيه Specialized smooth Located in the junction a part of the distal muscle cells of the between the afferent and convoluted tubule of the afferent arteriole, which efferent arterioles. same nephron. secrete renin خاليا تقع في التقاطه بين الشرايين خاليل عضالت الملساء جزء من االنبوبه الملتفه البعيده متخصصه للشرايين الصغيره الوارده و الذاهبه لنفس النفرون الوارده للكلي و التي تفرز الرينين Function of Juxtaglomerular apparatus وظيفتها 1-Control Renal blood flow, arterial blood pressure and glomerular filtration rate (GFR) (Juxtaglomerular cells). تتحكم في تدفق الدم للكلي و ضغط الدم الشرياني و معدل الترشيح الكبيبي-1 2-Monitor Na+ and Cl- concentration and water (macula densa) ) تتحكم في تركيز ايونات الصوديوم و ايونات الكلور و تركيز المياه ( البقعه دينزا-2. 3. Secretion of prostaglandins (mesangial cells) ) افراز البروستاجالندين ( خاليا ميسنجيل-3 Page 6 Processes of urine formation عمليه تكوين البول It occurs in three steps تحدث علي ثالث خطوات 1.Filtration الفلتره-1 2.Reabsorption اعاده االمتصاص-2 3. Secretion االخراج-3 Page 7 1.Filtration : 1-In the glomeruli, blood is exposed to a filtering membrane of about 1 m2 in area. متر مربع1 في الكبيبات يتعرض الدم لغشاء الترشيح تبلغ مساحته حوالي-1 2-Fluid passes into Bowman's capsule by a process known as ultrafiltration through three layers: السائل يمر الي كبسوله بومن بعمليه تعرف بالترشيح الفائق من خالل ثالث طبقات-2 a-the fenestrated endothelium of the glomerular capillary البطانه المسننه للشعر الكبيبي-أ Glomerular filtration: -By the process of ultrafiltration of blood plasma, the glomeru-lus produces enormous amounts of tubular fluid. بعمليه الفلتره الفائقه لبالزما الدم الكبيبات تكون كميات مهوله من السائل االنبوبي -The volume and composition of which is modified according to the requirements of the body to retain, or excrete, specific substances. حجم و تكوين هذا السائل يتم تغيره حسب احتياجات الجسم لالحتفاظ بمواد محدده او افرازها -The process of fil-tration is so intimately associated with renal blood flow and pressure that they can all be considered together عمليه الفلتره مرتبطه باالمداد الدموي للكلي و الضغط و يؤخد كل هذه االشياء في االعتبار Glomerular filtration rate (GFR) معدل فلتره الكبيبات is determined by the difference between the hydrostatic and oncotic pressures in the glomerular capillaries and in the lumen of the Bowman's capsule. تحدد بالفرق بين الضغط الهيدروستاتيكي و االنكوتيكيه في الشعيرات الدمويه الكبيبه و في تجويف كبسوله بومان So that the GFR can be defined as is the filtration volume per unit time يعبر عن المعدل الترشيح الكبيبي بالحجم المرشح في وحده الوقت Measurement of GFR: قياس معدل الترشيح الكبيبي GFR is not measured directly, but by measure-ment of the excretion of a marker substance. اليتم قياسه بشكل مباشر لكن يتم قياسه من افراز ماده عالمه If a substance has the same concentration in the glomerular filtrate as in plasma, then the amount of that substance filtered per minute must equal the amount excreted per minute. اذا كان تركيز الماده متساوي في الترشيح الكبيبي و البالزما اذا فان كميه الماده المرشحه في الدقيقه الواحده تساوي كميه الماده المخرجه في الدقيقه Page 8 𝑼𝒙 × 𝒗 𝑮𝑭𝑹 = 𝑷𝒙 b-the basement membrane of Bowman's capsule الغشاء السفلي لكبسوله بومان-ب c-the epithelial cells (podocytes) of Bowman's capsule الخاليا الظاهريه (بودوسايتس)لكبسوله بومان-ج 2.Reabsorption اعاده االمتصاص-2 Causes: يسبب Fluid filtrated (tubular fluid) volume and properties is changes while it is crossed the renal tubules حجم السائل المرشح (السائل االنبوبي ) و خصائصه تتغير و هي تمر في االنبوبه الكلويه OCCURES IN STEPS : 1-Reabsorption in proximal tubule اعاده االمتصاص في االنبوبه القريبه-1 2-Reabsorption in Distal nephron اعاده االمتصاص في النفرون البعيد-2 Distal nephron is referred to loop of Henle and distal tubule النفرون البعيد يشير الي انحناء هينيل و االنبوبه البعيده Page 9 3-Reabsorption in collecting ducts اعاده االمتصاص في االنبويه الجامعه-3 Reabsorption in Reabsorption in Reabsorption in Reabsorption in proximal tubule Loop of Henle Distal tubule collecting ducts اعاده االمتصاص في اعاده االمتصاص في اعاده االمتصاص في اعاده االمتصاص في االنبوبه القريبه انحناء هينيل االنبوبه البعيد االنبويه الجامعه 1-Substances most Reabsorption in In the thick limb 1-The collecting important to body thin limp of and distal tubule, ducts are function are Henle’s loop there are composed of two reabsorbed from mainly mechanism of main types of tubular fluid (60- responsible for active transport cells, the principal 70%). passive for many solvents cells (about ¾ of reabsorption of in the filtrate collecting ducts) water (Na+, K+, Cl-) (90% The other type of of them cells is the اعاده امتصاص في reabsorbed). intercalated cell المواد االكثر اهميه-1 عقده هينيل بشكل لوظائف الجسم يعاد اساسي هي المسؤوله في االنبوبه السميكه االنبوبه الجامعه تتكون امتصاصها من السائل عن اعاده امتصاص البعيده يتم نقل العديد من نوعيين اساسين من االنبوبي الماء عن طريق من المذيبات في الخاليا الخاليا االساسيه (60-70%) االنتشار الترشيح بشكل نشط مثل من االنبوبه4/3 تمثل الكلور و البوتاسيوم و الجامعه و النوع االخر منهم%90 الصوديوم الخاليا المتداخله يعاد امتصاصه 2-Sodium the principal cells reabsorption They are (65%) via Na+/K+ responsible for ATPase pump in reabsorption of the proximal NaCl through tubule to Na+/K+ ATPase conserves total pump. body sodium الخاليا االساسيه هي المسؤله عن اعاده اعاده امتصاص-2 امتصاص الصوديوم و ايونات الصوديوم عن الكلوريد عن طريق طريق مضخه مضخه الصوديوم و بوتاسيوم/صوديوم البوتاسيوم ايتبيز ايتبيز للحفاظ علي الصوديوم الكلي للجسم intercalated cells 3-The which responsible reabsorption of for reabsorption many other of K+ via H+-K+- substances ATPase pump (chloride, water, glu-cose, amino الخاليا المتداخله acids) depend also مسئوله عن اعاده upon it. امتصاص البوتاسيوم عن طريق مضخه اعاده امتصاص-3 الهيدروجين و العديد من المواد االخري البوتاسيوم ايتبيز مثل الكلوريد و المياه و Page 10 الجلوكوز و االحماض االمينيه يعتمد علي هذا Active transport نقل نشط %65 1-Uniport )(primary نقل احادي( اولي) Cotransport نقل مشترك 2-Cotransport Cl- )(secondary )(secondary ثانوي Type of ()%25 transport نقل مشترك( ثانوي) Na+-Cl- Of Na+ )Na+-K+ ATPase (Aldosterone cotransporter نوع النقل 3-Counter الصوديوم و البوتاسيوم ايتبيز هرمون االلدستيرون اليونات transport H+ نقل مشترك للكلور و الصوديوم )(secondary الصوديوم Inhibition by النقل المضاد مع ايونات diuretics الهيدروجين الموجبه يتم تثبيطه بمدرات البول (ثانوي ) )K+ (passively البوتاسيوم (االنتشار ) )Cl- (passively الكلور (االنتشار) Type of transport )K+ (secretion )H+ (secretion )Cl- (passively of الهيدروجين (افراز ) )Major site Ca++ (parathyroid hormone electrolytes اخراج البوتاسيوم الكلور يتم نقله باالنتشار نوع نقل المكان االساسي للكالسيوم (هرمون الباراثيرويد ) )Pi (low TM االلكتروليتات فسفور )Ca++ (paracellular الكاسيوم (شبه خلويه) 1-Glucose (Cotransport with )Na+ Type of الجلوكوز ينقل مع transport الصوديوم نقل مشترك Of Solutes 2. Amino acids نوع نقل (Cotransport with المذابات )Na+ االحماض االمينيه تنقل نقل مشترك مع الصوديوم Page 11 3-short chain peptides (Cotransport with H+) السالسل البيبتيده القصيره تنقل نقل مشترك مع الهيدروجين 4-Low molecular weight proteins (carrier-mediated endocytosis) البروتينات ذات الوزن الجزيئي الصغير تنقل عن طريق االبتالع الخلوي Type of ADH transport Osmosis Osmosis (H20 channels) Of االسموزيه االسموزيه هرمون ضد التبول Water قنوات المياه طرق نقل الماء Water reabsorption اعاده امتصاص الماء 1-Kidney acts as an osmotic machine. الكلي تعمل كماكينه اسموالريه 2-Water can be reabsorbed through the cells membrane and gap junction by mean of osmosis property. الماء يمكن ان يعاد امتصاصها خالل اغشيه الخاليا و تقاطع الفجوات عن طريق الخاصيه االسموالريه Due to active transport of Na+ ions, there is osmotic gradient established between the tubular fluid and interstitial fluid of the kidney. نتيجه النقل النشط اليونات الصوديوم يتولد انحدار اسموالري بين السائل االنبوبي و السائل البين خلوي للكليه The osmotic pressure in kidney cortex is isotonic pressure (300 mosmol), and increased progressively towards the medulla to be hypertonic pressure (1200 mosml). ملل اسمول و يزيد بالتدريج في اتجاه النخاج الكلوي حتي يكون عالي300 الضغط االسموزي للقشره الكلويه متعادل ملل اسمول1200 الضغط The kidney has the ability to form concentrated or diluted urine via controlling mechanism of permeability of the collecting ducts (ADH, Aldosterone) الكلي لديها القدره علي تكوين بول مخفف او مركزعن طريق التحكم في ميكانزمات النفاذيه لالنبوبات الجامعه (هرمون ) ضد التبول و االلدوستيرون Page 12 Notes on reabsorption: ملحوظات علي اعاده االمتصاص 1- H+-K+-ATPase pump play critical role in the acidification of the urine مضخه الهيدروجين و البوتاسيوم ايتبيز تلعب دور دقيق في حموضه البول 2- In Reabsorption in Distal nephron في اعاده االمتصاص في النفرون البعيد the osmolality of filtrate fluids in the tubules is decreased to reach about 100 mosmol/kg (300 mosmol). مللي اسمول لكل كيلوجرام100 اسموالريه المرشح في االنابيب تقل لتصل الي 3. Secretion االخراج-3 -Tubular secretion is considered as a complementary process of tubular reabsorption. االخراج االنبوبي يعتبر عمليه مكمله لعمليه اعاده االمتصاص االنبوبي -In this process, the incomplete filtered substance in blood of peritubular capillaries, interstitial fluids and tubular cells will be transferred into tubular fluids. في هذه العمليه المواد الغير مكتمله الترشيح في الدم في الشعيرات الدمويه القبل انبوبيه و السائل البين خلوي و الخاليا االنبوبيه تنقل الي السائل االنبوبي -There are some substances are secret passively (NH3, salicylic acid, guanidine). However, others can be transported actively (Creatinine, Glucose, PAH). يوجد بعض المواد التي يتم اخراجها باالنتشار مثل (االمونيا و حمض السالسيلك و الجوانيدين )و اخري يتم اخراجها عن )PAH طريق النقل النشط (كرياتنين و الجلكوز و Page 13 Nephron Segment Solutes جزء من النفرون المذابات )H+ (Counter transport Na+ ايونات الهيدروجين يتم نقلها نقل مضاد مع الصوديوم Proximal tubule NH4+ االنبوبه القريبه االمونيا Urea اليوريا Distal tubule )K+ (Aldosterone االنبوب البعيد البوتاسيوم (االلدوستيرون ) Collecting ducts 1-Principal cells reabsorb Na+ and secrete K+ االنابيب الجامعه الخاليا االساسيه تعيد امتصاص الصوديوم و تخرج البوتاسيوم 2-Intercalated cells reabsorb K+ and HCO3- and secrete H+ الخاليا المتداخله تعيد امتصاص البوتاسيوم و البيكربونات و تخرج الهيدروجين Page 14 Diuretic مدرات البول definition are drugs that increase renal excretion of water and solutes (mainly sodium salt) هي ادويه تزيد من االخراج الكلوي للماء و المذابات امالح الصوديوم بشكل اساسي Purpose of Major purposes of diuretic therapy are to decrease fluid volume of the diuretic body, and to adjust the water and electrolyte balance therapy الهدف من ادويه الهدف االساسي من مدرات البول هو تقليل حجم السوائل في الجسم و تحقيق التوازن بين الماء المدرات للبول و االلكتروليتات Uses used in the management of pathological conditions such as edema (e.g. االستخدامات in congestive heart failure and certain renal diseases) and hypertension تستخدم في التحكم في الحاالت المرضيه مثل التورم مثل في الفشل القلبي االحتقاني و بعض االمراض الكلويه و ارتفاع ضغط الدم Mechanisms 1-Most diuretics exert their effects by inhibiting tubular sodium and of action water reabsorption by epithelial cells lining the renal tubule system طريقه العمل معظم مدرات البول تقوم بعمل تاثيرها بتثبيط اعاده امتصاص الماء و الصوديوم عن طريق.خاليا الظاهريه التي تبطن النظام الكلوي االنبوبي 2-Certain diuretics (such as carbonic anhydrase inhibitors, loop diuretics, thiazide-like diuretics and potassium-sparing diuretics) suppress sodium and water reabsorption by inhibiting the function of specific proteins that are responsible for (or participate in) the transportation of electrolytes across the epithelial membrane بعض مدرات البول مثل (مثبطات الكربونانهيدريز و مدرات البول عقده هينيل و اشباه الثيازيدات و مدرات مجنبات البوتاسيوم) تثبط اعاده امتصاص الصوديوم و الماء بتثبيط وظيفه بروتينات معينه مسئوله عن او تشارك في نقل االلكتروليتات خالل الغشاء خاليا الظاهريه 3-Osmotic diuretics inhibit water and sodium reabsorption by increasing intra-tubular osmotic pressure. المدرات االسموالريه تثبط اعاده امتصاص الماء و الصوديوم عن طريق زياده الضغط االسموزي داخل االنابيب Some emotional stress and nervous disorders can act as diuretics بعض الضغط النفسي و االمراض العصبيه تعمل كمدرات بول Different types of diuretics may inhibit different transporters in different segments of the tubular system االنواع المختلفه من مدرات البول من الممكن تثبط نواقل مختلفه في مختلف اجزاء الجهاز االنبوبي Page 15 Mechanism of Micturition ميكانزم التبول 2-Emptying of the bladder 1-Filling of the bladder (Micturition reflex) امتالء المثانه افراغ المثانه رد فعل التبول 1.Filling of the bladder: امتالء المثانه steps 1-A regular peristaltic movement of the ureters occurring 1-5 times/min move the urine from the renal pelvis to the bladder. دقيقه تحرك البول من حوض الكلي الي المثانه/ مرات5-1 حركه دوديه منتظمه للحالبين تحدث كل 2-The obliquely entrance of the ureters in bladder wall act as sphincter that prevent the reflux of the urine from the bladder. الدخول االجباري للحالبين في جدار المثانه يعمل كصمام يمنع رجوع البول من المثانه 3-Urine stores into the bladder without increasing pressure, followed by sudden increase that stimulate the micturition reflex البول يتم تخزينه في المثانه بدون زياده الضغط يتبعه زياده مفاجاه في الضط تحفز رد فعل التبول 2-Emptying of the bladder (Micturition reflex): افراغ المثانه steps 1-Micturition reflex is a spinal reflex.رد فعل التبول هو رد فعل شوكي 2-Stimulation of stretch receptors in the wall of the bladder due the increasing pressure, impulses sent to terminal ending of the spinal cord, and urination occurs. تحفيز مستقبالت التمدد في جدار المثانه نتيجه زياده الضغط و االشارات ترسل الي نهايات النهائيه للحبل الشوكي و التبول يحدث Page 16 3-Nerves from the brain cortex increased the activity of parasympathetic nerves which causes contraction of bladder wall and relaxation of the internal sphincter. اعصاب الخارجه من القشره المخيه تزيد من نشاط االعصاب الباراسمبثاويه و التي تسبب انقباض جدار المثانه و ارتخاء العضله العاصره الداخليه 4-At the same time, suppression of the pudendal nerves led to relaxation of the external sphincter permit the urine flow into the urethra. في نفس الوقت يتم تثبيط عصب بيوديندال يؤدي الي سماح العضله العاصره (الصمام ) الخارجي لالرتخاء و يسمح بمرور البول الي القناه البوليه 5-Increasing intra thoracic pressure result in pushing the bladder wall and occurrence of urination زياده الضغط داخل الصدر ينتج عنه دفع جدار المثانه و حدوث التبول Descriptive terms مصطلحات وصفيه Term Description المصطلح الوصف Urinary continence storing urine in the bladder التحكم البولي تخزين البول في المثانه Polyuria increase urine output بولييوريا زياده اخراج البول Oliguria decrease urine output اوليجويوريا نقص اخراج البول Anuria condition of no urine output انيوريا حاله عدم خروج بول Dysuria difficult or painful micturition. ديسيوريا حاله صعوبه التبول او وجود الم اثناء التبول Page 17