Nierregulatie van vochtvolume, natrium- en kaliumbalans

De belangrijkste functie van de nieren is het waarborgen van de stabilisatie van de waterhuishouding in het lichaam (de hoeveelheid circulerend bloed, extracellulaire en intracellulaire vloeistof) en het handhaven van de homeostase van natrium, kalium en andere elektrolyten. Dit hoofdstuk is gewijd aan de rol van de nieren bij het reguleren van de balans van twee belangrijke elektrolyten: natrium en kalium.

In het menselijk lichaam bestaat het lichaamsgewicht voor 45 tot 75% uit water. Het is verdeeld over twee grote waterruimtes – intracellulair en extracellulair – die van elkaar gescheiden zijn door een celmembraan. Intracellulair vocht is goed voor ongeveer 60% van de totale hoeveelheid water in het lichaam. Extracellulair vocht is verdeeld over plasma, interstitium (interstitiële vloeistof en lymfe), bot- en kraakbeenweefsel, en wordt ook vertegenwoordigd door transcellulair vocht (urine, maag-darmvocht, cerebrospinaalvocht, enz.). Transcellulair vocht vormt qua volume ongeveer de helft van de totale hoeveelheid extracellulair vocht.

Natrium is het belangrijkste kation in de extracellulaire vloeistof, chloor en bicarbonaten zijn de belangrijkste anionen. Het belangrijkste kation in de intracellulaire vloeistof is kalium, de belangrijkste anionen zijn anorganische en organische fosfaten en eiwitten.

Renale regulatie van de natriumbalans en het vochtvolume

Normaal gesproken varieert de natriumconcentratie in plasma en interstitiële vloeistof van 136 tot 145 mmol/l. Een stijging van de natriumconcentratie in het bloed boven 145 mmol/l wordt hypernatriëmie genoemd, terwijl een elektrolytconcentratie in het bloed van bijna 160 mmol/l als een noodgeval wordt beschouwd. Een daling van de natriumconcentratie in het bloed onder de 135 mmol/l wordt hyponatriëmie genoemd. Een daling van de natriumconcentratie onder de 115 mmol/l is levensbedreigend. Het natriumgehalte in de intracellulaire vloeistof is slechts 10% ten opzichte van de extracellulaire vloeistof; de concentratie chloriden en bicarbonaten daarin is laag. De osmotische concentratie van plasma, interstitiële vloeistof en intracellulaire vloeistof verschilt niet.

De dagelijkse consumptie van keukenzout (natriumchloride) door een gezond persoon in Oekraïne bedraagt ongeveer 160-170 mmol/dag. Hiervan wordt 165 mmol uitgescheiden via de urine en ongeveer 5 mmol via de ontlasting.

De natriumbalans wordt gereguleerd door de nieren. Natriumtransport in het nefron omvat glomerulaire filtratie en elektrolytreabsorptie in de tubuli. Natrium wordt volledig gefilterd in de glomerulus. Ongeveer 70% van het gefilterde natrium wordt gereabsorbeerd in de proximale tubuli. Verdere elektrolytreabsorptie vindt plaats in het dalende dunne segment, het stijgende dunne segment, de distale rechte tubulus van de lis van Henle, die een belangrijke rol speelt bij het creëren van een osmotische gradiënt in het renale interstitium. Gecombineerde reabsorptie van natrium en chloriden vindt plaats in de distale tubuli en de corticale verzamelbuis. Energie voor dit proces wordt geleverd door Na ⁺, K ⁺ -ATPase.

De regulering van de natriumbalans is nauw verbonden met de regulering van het vochtvolume. Zo neemt bij een sterke toename van de inname van keukenzout de uitscheiding ervan met de urine toe, maar een stabiele toestand wordt pas na 3-5 dagen bereikt. In de beginperiode is er een positieve natriumbalans - elektrolytenretentie in het lichaam. Dit wordt gekenmerkt door een toename van het volume extracellulair vocht, de retentie ervan en een toename van het lichaamsgewicht. Vervolgens, als reactie op een toename van het volume extracellulair vocht, neemt de natriumuitscheiding toe en wordt de natriumbalans hersteld. Dienovereenkomstig treedt het tegenovergestelde effect op wanneer de inname van keukenzout sterk afneemt. De natriumuitscheiding neemt binnen ongeveer 3 dagen af. Gedurende deze korte periode van negatieve natriumbalans neemt de totale hoeveelheid water in het lichaam en dienovereenkomstig het lichaamsgewicht af. Dus, onder fysiologische omstandigheden, ontwikkelt natriurese zich als reactie op een toename van het volume extracellulair vocht, en bij een afname daarvan - natriumretentie. Bij pathologische aandoeningen is de verhouding tussen het volume extracellulair vocht en de uitscheiding van natrium door de nieren verstoord, wat zich klinisch manifesteert door de ontwikkeling van oedeem of een toestand van uitdroging.

De mechanismen waarmee de nieren het constante natriumgehalte, en daarmee het watergehalte, in het lichaam reguleren, zijn complex en veelzijdig. De natriumuitscheiding in de urine wordt bepaald door het verschil tussen de hoeveelheid natrium die in de glomeruli wordt gefilterd en de hoeveelheid die wordt geresorbeerd.

Omdat de natriumconcentratie in het bloed doorgaans een waarde is die weinig verandert, wordt de regulering van de natriumuitscheiding via de nieren bekeken vanuit het oogpunt van de regulering van SCF en de elektrolytreabsorptie.

De glomerulaire filtratiesnelheid wordt gewoonlijk gedefinieerd als de eerste factor die de natriumuitscheiding reguleert. Zoals echter blijkt uit klinische observaties en experimentele gegevens, verstoren zelfs significante veranderingen in de filtratiefunctie van de nieren (tot aan chronisch nierfalen) de natriumbalans in het lichaam doorgaans niet. Een verlaagde GFR, als bepalende factor bij water-elektrolytstoornissen, wordt zelden waargenomen: bij acuut nefritisch syndroom, in de oligurische fase van acuut nierfalen, in de fase van toenemend oedeem bij nefrotisch syndroom; het wordt ook waargenomen bij acute circulatiestoornissen (acuut hartfalen, cardiogene shock) en na acuut bloedverlies.

Tubulaire reabsorptie

Dit is de belangrijkste factor die de natriumbalans reguleert. Dit proces wordt aangestuurd door hormonen, waarvan aldosteron de belangrijkste is, en door fysieke factoren die inwerken op het gebied van de proximale tubuli en de herverdeling van de intrarenale bloedstroom.

Aldosteron

Van de factoren die de natriumbalans reguleren, is dit hormoon van het grootste belang. Het wordt gekarakteriseerd als de tweede factor die de natriumuitscheiding reguleert. De belangrijkste fysiologische effecten van aldosteron zijn regulering van het extracellulaire vloeistofvolume en kaliumhomeostase. Het extracellulaire vloeistofvolume wordt indirect door aldosteron gereguleerd via zijn effect op het natriumtransport. Het hormoon oefent zijn effect voornamelijk uit in de corticale verzamelbuizen en bepaalde segmenten van het distale nefron, waar aldosteron, door middel van complexe intracellulaire transformaties, de natriumreabsorptie en de kaliumsecretie in het lumen van de niertubuli bevordert. Klinische observaties bevestigen de belangrijke rol van aldosteron bij het reguleren van de natriumhomeostase. Zo wordt significante natriurese gedetecteerd bij patiënten met bijnierinsufficiëntie; actieve stimulatie van de aldosteronsecretie treedt op bij patiënten met een laag extracellulair vloeistofvolume en, omgekeerd, neemt de aldosteronsecretie af bij hypervolemie.

"De derde factor"

Andere factoren die de natriumbalans reguleren, worden samengevat onder de algemene naam "de derde factor". Deze omvatten hormonale factoren (atriaal natriuretisch hormoon, catecholamines, kininen en prostaglandinen), fysieke factoren die via de wand van de niertubuli werken (hydrostatische druk en oncotische druk in de niercapillairen) en hemodynamische factoren (verhoogde medullaire nierbloedstroom, herverdeling van de intrarenale bloedstroom).

Atriaal natriuretisch peptide bevordert de diurese en verhoogt de uitscheiding van natrium, chloor en kalium in de urine. Het natriuretische werkingsmechanisme van het hormoon is complex. Een belangrijke rol in de ontwikkeling van natriurese wordt toegeschreven aan een toename van de glomerulaire filtratie en filtratiefractie, directe werking van het hormoon op de niertubuli met een afname van de natriumreabsorptie, voornamelijk ter hoogte van de corticale verzamelbuizen; een zekere rol in de ontwikkeling van natriurese wordt gespeeld door de blokkering van de aldosteronproductie door het hormoon.

De rol van catecholamines bij de regulering van de natriumuitscheiding hangt samen met het effect op Starling-krachten in perifere haarvaten en veranderingen in de renale hemodynamiek.

Het natriuretische effect van kininen en prostaglandinen hangt samen met hun vaatverwijdende eigenschappen, herverdeling van de intrarenale bloedstroom en veranderingen in de osmotische gradiënt in het niermerg. Een direct effect van kininen en prostaglandinen op het natriumtransport in de distale delen van het nefron en de proximale tubuli wordt eveneens niet uitgesloten.

Onder de fysische factoren die de natriumuitscheiding beïnvloeden, spelen de Starling-krachten die door de capillaire wand in het gebied van de proximale tubuli werken een belangrijke rol. Een afname van de oncotische druk in de peritubulaire capillairen en/of een toename van de hydrostatische druk daarin gaat gepaard met een afname van de natriumreabsorptie en een toename van de natriurese, en omgekeerd: bij een toename van de oncotische druk in de capillairen neemt de natriumreabsorptie in het proximale nefron toe. Een lage oncotische druk in de efferente glomerulaire arteriole wordt gedetecteerd bij hypoproteïnemie, inclusief NS, en bij aandoeningen met een hoog volume extracellulair vocht, wat de afname van de proximale natriumreabsorptie verklaart. Een toename van de oncotische druk als gevolg van perfusie van de peritubulaire capillairen met een oplossing met een hoog albuminegehalte leidt tot normalisatie van de natriumreabsorptie.

Herverdeling van de nierbloedstroom

De rol van deze factor in de mechanismen van natriumuitscheiding blijft onduidelijk en behoeft opheldering. Waarschijnlijk heeft het een onbeduidend effect op de regulering van de water-zoutbalans.

De nieren handhaven de water-natriumhomeostase via complexe mechanismen. De hoofdrol hierin wordt gespeeld door het hormonale systeem van de nieren en de bijnieren. Deze mechanismen zorgen voor een hoge efficiëntie bij het handhaven van de constante natriumbalans in het lichaam. Verstoringen in de water-elektrolytenbalans van het lichaam ontstaan wanneer de regulatiesystemen ervan verstoord raken en kunnen gepaard gaan met extrarenale oorzaken en nierschade.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]