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»

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

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

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

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

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

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)

Κανάλια K+ K+

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

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

Πόρος σιελογόνου αδένα Κύτταροπόρου 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+

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

Ανιόν κόλον Κύτταροκολικής 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+

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 KCNK5 K+ HCO3- K+ KCNN4 DRA Cl- K+ KCNQ1/E3 CFTR Cl- Na+ Η+ NKCC1 2Cl- NHE K+ Na+

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 KCNK5 K+ K+ KCNN4 CFTR Cl- K+ KCNQ1/E3 HCO3-ή Cl- Na+ SCFA NKCC1 2Cl- HCO3- K+ DRA Cl-

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

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

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

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

Ήπαρ και σκελετικοί μύες • >90% του σωματικού Κ+ • Ενδοκυττάριο Κ+: 140-150meq/L • Εξωκυττάριο Κ+: 3,5-5meq/L • Buffer μεταβολών του εξωκυτταρίου Κ+ • α2/β Na+/K+ATPάση ευαίσθητη στην ινσουλίνη

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

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

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

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

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 -

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 -

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+ KCNK1 K+ Ταχύτητα ροής Ca2+ MAPK

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 KCNK1 K+ MaxiK K+ Ταχύτητα ροής Ca2+ MAPK AVP

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

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+

ΑΝΤΛΙΕΣ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΚΑΛΙΟΥ (ΝΕΦΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗ)

ΑΝΤΛΙΕΣ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΗΣ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΚΑΛΙΟΥ (ΝΕΦΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗ)

Presentation Transcript