ΑΝΤΛΙΕΣ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΚΑΛΙΟΥ (ΝΕΦΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗ)

Παρουσίαση με θέμα: "ΑΝΤΛΙΕΣ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΚΑΛΙΟΥ (ΝΕΦΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗ)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΑΝΤΛΙΕΣ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΚΑΛΙΟΥ (ΝΕΦΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗ)
ΑΝΤΛΙΕΣ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΚΑΛΙΟΥ (ΝΕΦΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗ) Γιώργος Χ. Κουτρούμπας Νεφρολόγος, Επιμελητής Β ΓΝ Βόλου «Αχιλλοπούλειο»

2 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Na+/K+ATPάση Η+/K+ATPάση Κανάλια καλίου Συμμεταφορέας Κ+/Cl-

3 Na+/K+ATPάση Υπάρχει σε όλα τα κύτταρα
Απωθεί 3Na+ και εισάγει 2Κ+ με 1 ATP Ενδοκυττάρια κατανομή του Κ+ και η εξωκυττάρια του Na+ Αποτελείται πάντοτε από α και β υποομάδες και σε κάποιους ιστούς από μια γ υποομάδα Άλλες δράσεις Πολικότητα του κυττάρου, tight junctions, κινητικότητα του κυττάρου, δομή και διατήρηση του κυτταροσκελετού, επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων, καρκινογένεση

4

5 Na+/K+ATPάση ADP +P 2K+ Na+-K+ ATPase ATP 3Na+

6 Η+/K+ATPάση Βρίσκεται στο στόμαχο, στο κόλον, στα νεφρικά σωληνάρια και στον προστάτη Εισάγει στο κύτταρο 1 Κ+ για κάθε Η+ που εκκρίνει Αποτελείται από 2 υποομάδες α και β

7 Η+/K+ATPάση ADP +P H+ H+-K+ ATPase ATP K+

8 Κανάλια καλίου Βρίσκονται σχεδόν σε όλα τα κύτταρα
Χωρίζονται σε 3 οικογένειες 6 ή 7 περιοχές στην μεμβράνη και 1 πόρο (6/7TM-1P) 4 περιοχές στην μεμβράνη και 2 πόρους (4TM-2P) 2 περιοχές στην μεμβράνη και 1 πόρο (2TM-1P)

9

10 Κανάλια K+ K+

11 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

12 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

13 Σιελογόνοι αδένες Έκκριση ~ 20-25 mEq/L Κ+ Μέσω καναλιών Κ+
KCNN4 KCNMA1 (ή MaxiK) Ρύθμιση μέσω ακετυλοχολίνης

14 Πόρος σιελογόνου αδένα
Κύτταρο πόρου σιελογόνου αδένα Αυλός Βασική πλευρά 2K+ Na+ Na+-K+ ATPase ENaC 3Na+ Cl- HCO3- CFTR NBC Na+ HCO3- Cl- KCNN4 K+ MaxiK K+ K+ Η+ Na+ NHE2-3 NHE1 Na+ Η+

15 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

16 Καλυπτήριο κύτταρο στομάχου
Στόμαχος Καλυπτήριο κύτταρο στομάχου Αυλός Βασική πλευρά 2K+ Na+-K+ ATPase 3Na+ Η+ Η+-K+ ATPase K+ ΗCl Κ+ H2O +CO2 KCNQ1/Ε2 Cl- Κ+ ΑΕ HCO3- Cl-

17 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

18 Κύτταρο κολικής κρύπτης
Ανιόν κόλον Κύτταρο κολικής κρύπτης Αυλός Βασική πλευρά 2K+ Na+-K+ ATPase HCO3- DRA 3Na+ Cl- HCO3- NBC Cl- Na+ K+ KCNN4 K+ K+ KCNQ1/E3 Η+ Na+ NHE NKCC1 2Cl- Na+ K+

19 Επιφανειακό κύτταρο ανιόντος κόλου
Ανιόν κόλον Επιφανειακό κύτταρο ανιόντος κόλου Αυλός Βασική πλευρά 2K+ Na+-K+ ATPase MaxiK K+ 3Na+ HCO3- MaxiK K+ NBC Na+ HCO3- ή Cl- Cl- ClC 2 SCFA K+ KCNK5 HCO3- K+ KCNN4 DRA Cl- K+ KCNQ1/E3 CFTR Cl- Na+ Η+ NKCC1 2Cl- NHE K+ Na+

20 Κατιόν κόλον και σιγμοειδές
Επιφανειακό κύτταρο κατιόντος κόλου Αυλός Βασική πλευρά 2K+ Na+-K+ ATPase MaxiK K+ 3Na+ Η+ HCO3- Η+-K+ ATPase NBC Na+ Κ+ Cl- ClC 2 Na+ ENaC K+ KCNK5 K+ KCNN4 CFTR Cl- HCO3- ή Cl- K+ KCNQ1/E3 Na+ SCFA NKCC1 2Cl- HCO3- K+ DRA Cl-

21 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

22 «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής
«Αισθητήρες» στο έντερο και την πυλαία κυκλοφορία Feedforward μηχανισμός ρύθμισης Κ+

23 Παλίνδρομη ρύθμιση “feedback” Γεύμα Κ+ ↑ Κ+ ορού Καλιούρηση - + + +
επινεφρίδια αλδοστερόνη + + Καλιούρηση

24 Ρύθμιση “feedforward”
Γεύμα Κ+ Χωρίς αύξηση Κ+ ορού ή αύξηση αλδοστερόνης Εντερικός αισθητήρας Ηπατοπυλαίος αισθητήρας + + + + ? Καλιούρηση

25 Ηπατοπυλαίος αισθητήρας
Απόδειξη στον άνθρωπο Ευαίσθητος στη βουμετανίδη συμμεταφορέας Na+/K+/2Cl- Μεταφορά του ερεθίσματος με το νευρικό σύστημα

26 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

27 Ήπαρ και σκελετικοί μύες
>90% του σωματικού Κ+ Ενδοκυττάριο Κ+: meq/L Εξωκυττάριο Κ+: 3,5-5meq/L Buffer μεταβολών του εξωκυτταρίου Κ+ α2/β Na+/K+ATPάση ευαίσθητη στην ινσουλίνη

28 Γεύμα Κ+ ↑ Κ+ ορού + Ινσουλίνη - + ↑ Na+/K+ATPάση Είσοδος Κ+

29 Μυϊκή δραστηριότητα Έξοδος Κ+ ↑ Na+/K+ATPάση επανείσοδος Κ+ Καλιούρηση

30 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

31 Ιδρωτοποιοί αδένες Έκκριση ~ 9 mEq/L K+ Κανάλια Κ+
Ρύθμιση από αλδοστερόνη

32 Αντλίες ομοιοστασίας Κ+
Αντλίες γαστρεντερικού σωλήνα Σιελογόνοι αδένες Στόμαχος Παχύ έντερο «Αισθητήρες» Κ+ της τροφής Ήπαρ και σκελετικοί μύες Ιδρωτοποιοί αδένες Νεφρός Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle Άπω νεφρώνας

33 ↑ ή κφ πρόσληψη Κ+ έκκριση 10-50% Κ+ ↑ ή κφ πρόσληψη Κ+ απορρόφηση ~ 67% Κ+ ↓ Κ+ απορρόφηση ~ 67% Κ+ ↓ Κ+ απορρόφηση ~ 3% Κ+ ΕΕΣ ΑΕΣ ↑ ή κφ πρόσληψη Κ+ έκκριση 5-30% Κ+ ↑ ή κφ πρόσληψη Κ+ απορρόφηση ~ 25% Κ+ ΠΑΣΑΗ ΑΣ ↓ Κ+ απορρόφηση ~ 25% Κ+ ↓ Κ+ απορρόφηση ~ 10% Κ+

34 Εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο
Κύτταρο εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου Περισωληναριακό τριχοειδές Αυλός σωληναρίου 2K+ Η+ Na+-K+ ATPase NHE1 Na+ 3Na+ K+ Na+ K+ 3HCO3- K+ + V0 -

35 Παχύ ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle
Περισωληναριακό τριχοειδές Αυλός σωληναρίου Κύτταρο ΠΑΣΑ Henle 2K+ Na+ Na+-K+ ATPase 2Cl- NKCC1 PKC↑ pH↓ 20-HETE ATP↑ NH4+ ή K+ 3Na+ CaR Ca2+ ↑AA K+ NO-cGMP Cl- KCNJ1 K+ PKA ↑cAMP V2 AVP Na+ K+ Ca2+ Mg2+ + V0 -

36 Περισωληναριακό τριχοειδές
Άπω νεφρώνας Αυλός σωληναρίου Περισωληναριακό τριχοειδές α-εμβόλιμο κύτταρο 2K+ Na+-K+ ATPase Η+ 3Na+ Cl- Η+ NBC Η+-K+ ATPase HCO3- Κ+ Cl- MaxiK K+ K+ KCNK1 Ταχύτητα ροής Ca2+ MAPK

37 Περισωληναριακό τριχοειδές
Άπω νεφρώνας Αυλός σωληναρίου Περισωληναριακό τριχοειδές Βασικό κύτταρο pH↓ ATP↑ AA WNK CamKII PKA MAPK PKC Cl- HCO3- pH 2K+ K+ Na+-K+ ATPase Cl- 3Na+ PKA SGK ATP↑ AVP ATP↑ Ca2+ ↑ pH↓ KCNJ1 K+ AVP PD↑ PKA pH↑ NO cGMP pPKC K+ KCNK1 MaxiK K+ Ταχύτητα ροής Ca2+ MAPK AVP

38 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Οι κυριότερες αντλίες ρύθμισης της ομοιοστασίας του καλίου είναι η Na+/K+ATPάση, η Η+/K+ATPάση και τα κανάλια καλίου Η Na+/K+ATPάση υπάρχει σε όλα τα κύτταρα και σε αυτήν οφείλεται η ενδοκυττάρια κατανομή του Κ+ και η εξωκυττάρια του Na+. Σμιλεύει τις οξείες μεταβολές του Κ+, ρυθμίζοντας την ενδο-εξωκυττάρια κατανομή του

39 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ο αντιμεταφορέας Η+/K+ATPάση βοηθά στην κατακράτηση Κ+, όταν χρειάζεται, από το παχύ έντερο και κυρίως από τον άπω νεφρώνα Τα κανάλια Κ+ βρίσκονται σχεδόν σε όλα τα κύτταρα και σε αυτά κυρίως οφείλεται η έκκριση Κ+ από το παχύ έντερο και τον άπω νεφρώνα, σε περιπτώσεις περίσσειας Κ+

40