Fyziologický ústav
Lékařská fakulta Masarykovy univerzity
Regulace vnitřního prostředí
ledvinami
doc. MUDr. Markéta Bébarová, Ph.D.
Tato prezentace obsahuje pouze
stručný výtah nejdůležitějších pojmů
a faktů. V žádném případně není
sama o sobě dostatečným zdrojem
pro studium ke zkoušce z Fyziologie.
A45. Regulace vnitřního prostředí ledvinami
A3. Kompartmentalizace vody v těle
A4. Příčiny rozdílů ve složení intra- a extracelulárních tekutin
B84. Řízení stálého objemu tělesných tekutin
B85. Řízení stálosti osmotického tlaku
B65. Tvorba a sekrece hormonů neurohypofýzy (ADH)
B70. Funkce kůry nadledvin (aldosteron)
B74. Natriuretické peptidy
B73. Fyziologie kostní tkáně a regulace kalcémie
A33. Homeostáza (ABR)
Homeostáza
Udržování konstantního objemu a složení tělesných tekutin
Udržování pH tělesných tekutin
= udržování stálých podmínek vnitřního prostředí
Hospodaření s vodou a minerály
- regulace ledvinami -
Tělesné tekutiny a jejich objemy
Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology
Udržování konstantního objemu a složení tělesných tekutin je
základním předpokladem udržení homeostázy organismu.
Tělesné tekutiny
tvoří cca 60 %
hmotnosti těla.
Tělesné tekutiny a jejich objemy
Udržování konstantního objemu a složení tělesných tekutin je
základním předpokladem udržení homeostázy organismu.
Tělesné tekutiny a jejich objemy
Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology
Udržování konstantního objemu a složení tělesných tekutin je
základním předpokladem udržení homeostázy organismu.
5 % hmotnosti těla
15 % hmotnosti těla
40 % hmotnosti těla
Tělesné tekutiny
tvoří cca 60 %
hmotnosti těla.
Transcelulární
tekutina (1-2 l) –
specializovaný
typ ECT.
(tekutina
peritoneální,
perikardiální,
synoviální,
cerebrospinální a
intraokulární)
Rovnováha mezi příjmem a výdejem tělesných tekutin
Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology
Tělesné tekutiny a jejich objemy
Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology
ECT vs. ICT
Tělesné tekutiny a jejich složení
Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology
plazma vs. IST
Tělesné tekutiny a jejich složení
osmolalita 285 mosm/kg H2O


 příjem NaCl, ztráta vody → výstup vody z ICT
(„svrašťování buněk)
 příjem NaCl,  příjem vody → voda osmoticky
nasávána do ICT (edém buněk)
Tělesné tekutiny a jejich složení
Guyton & Hall. Textbook
of Medical Physiology.
osmolalita 285 mosm/kg H2O


 příjem NaCl, ztráta vody → výstup vody z ICT
(„svrašťování buněk)
 příjem NaCl,  příjem vody → voda osmoticky
nasávána do ICT (edém buněk)
Nutná přesná regulace osmolality ECT!
- osmoreceptory
Tělesné tekutiny a jejich složení
- ledviny (cílový orgán působení níže uvedených hormonů)
- antidiuretický hormon
- aldosteron
- natriuretické peptidy
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Antidiuretický hormon
= vazopresin
- účinky:
→zadržování vody v těle
(sběrací tubulus, akvaporin 2)
Guyton & Hall. Textbook of
Medical Physiology.
→udržování stálé TK (zadržování
vody, vazokonstrikce)
→ glykogenolýzy, mediátor v
mozku,  sekrece ACTH v
adenohypofýze
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Antidiuretický hormon
= vazopresin
- regulace sekrece:
Guyton & Hall. Textbook of
Medical Physiology.
-  osmolality
-  objemu ECT
 -  osmolality,  objemu ECT

- bolest, emoce, stres (chirurgický),
fyzická námaha; stání
- nauzea, zvracení
- angiotensin II
- morfin, nikotin, barbituráty, …
- alkohol; antagonisté opiátů
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Antidiuretický hormon
= vazopresin
- patologie:

 SIADH
diabetes insipidus
- hlavní steroid s mineralokortikoidním účinkem
- mechanismus účinku:
vazba na mineralokortikoidní receptor → vazba hormonreceptorového
komplexu na DNA → mRNA → syntéza
proteinů:
- zejména Na+/K+-ATPáza
-  počtu amiloridem-inhibovatelných Na+-kanálů v membráně
cílových buněk
Nástup účinku až za 10 – 30 min !
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Aldosteron
Guyton  Hall. Textbook of Medical Physiology
- hlavní steroid s mineralokortikoidním účinkem
- mechanismus účinku:
vazba na mineralokortikoidní receptor → vazba hormonreceptorového
komplexu na DNA → mRNA → syntéza
proteinů:
- zejména Na+/K+-ATPáza
-  počtu amiloridem-inhibovatelných Na+-kanálů v membráně
cílových buněk
Nástup účinku až za 10 – 30 min !
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Aldosteron
-  aktivity H+-pumpy sběrných kanálků kůry ledvin
-  aktivity Na+/H+-antiportu v distálních i proximálních částech
nefronů
→ resorpce Na+ z moče, potu, slin, žaludeční šťávy
→ vylučování K+ močí,  acidity moči (směna za Na+)
→ obsahu K+ a  obsahu Na+ v buňkách svalů a mozku
- ACTH z adenohypofýzy (přechodný účinek)
- renin-angiotenzin-aldosteronový systém
- přímý stimulační účinek  plazmatické koncentrace
K+ (i malá změna – i po jídle bohatém na K+ - ovoce,
zelenina) a  Na+ (až velká změna)
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Aldosteron
- hlavní steroid s mineralokortikoidním účinkem
- účinky:
- regulace sekrece:
Renin-angiotenzin-aldosteronový systém
Ganong´s Review of Medical Physiology
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
- ACTH z adenohypofýzy (přechodný účinek)
- renin-angiotensin-aldosteronový systém
- přímý stimulační účinek  plazmatické koncentrace
K+ (i malá změna – i po jídle bohatém na K+ - ovoce,
zelenina) a  Na+ (až velká změna)
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Aldosteron
- hlavní steroid s mineralokortikoidním účinkem
- regulace sekrece:
- atriální natriuretický peptid (inhibice sekrece reninu, 
reaktivity zona glomerulosa na angiotensin II)
- jiné hormony adenohypofýzy (kromě již zmíněného
ACTH; udržení reaktivity zona glomerulosa)
→těžká deplece K+
→hypertenze
→expanze ECT (ale bez edémů, bez velké hypernatrémie –
nadbytečné soli odstraněny tzv. únikovým fenoménem)
Primární hyperaldosteronismus (Connův syndrom)
- tumory kůry nadledvin, které secernují aldosteron
→poškození ledvin → polyurie (tzv. hypokalemická nefropatie)
→svalová slabost
→metabolická alkalóza → snížení plazmatické koncentrace
Ca2+ → latentní nebo plně vyvinutá tetanie
→porucha tolerance glukózy
→při protrahované depleci K+:
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Aldosteron - patologie
- jeden z natriuretických peptidů (dále BNP – srdce, CNP – mozek)
- tvořen ve svalových bb. srdečních síní, nalezen i v mozku
- receptory (ANPR-A – největší afinita k ANP, ANPR-B – CNP, ANPR-C – všechny známé typy NP)
- krátký biologický poločas
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Atriální natriuretický peptid
→ natriuréza (1.  GFR – zvětšení povrchu pro filtraci relaxací
mesangiálních bb., 2.  exkrece Na+ působením na ledvinné
tubuly)
→  reaktivity hladkých svalů cév na vazokontrikční látky
→ inhibice sekrece reninu,  reaktivity zona glomerulosa na
stimuly  sekreci aldosteronu
→ inhibice sekrece ADH →  vylučování vody
 -  CVT při změně polohy těla z lehu do stoje
 -  objemu ECT (protažení síňových bb. při vyšší náplni)
- jeden z natriuretických peptidů (dále BNP – srdce, CNP – mozek)
→  TK (i přes mozkový kmen)
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Atriální natriuretický peptid
- účinky (přes ↑ cGMP):
- regulace sekrece:
intoxikace vodou
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Hospodaření s vodou
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Hospodaření se solemi
Ganong´s Review of Medical Physiology
Guyton & Hall. Textbook of Medical Physiology.
hypokalcémie
hyperkalcémie
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Vápník v těle
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Hormonální řízení kalcémie
Parathormon
Vitamín D
Kalcitonin
Humorální řízení minerálního a
vodního hospodářství
Hormonální řízení kalcémie
Acidobazická rovnováha
- regulace ledvinami -
Acidobazická rovnováha, její regulace
kyselina látka uvolňující H+ (např. H2CO3 → H+ + HCO3
-)
báze látka přijímající H+ (např. HCO3
- + H+ → H2CO3; proteiny)
[H+] ▪ ovlivňuje aktivitu téměř všech enzymatických systémů
▪ velmi nízká v porovnání s koncentracemi jiných iontů
[H+] = 40 nEq/l, ale např. [Na+] = 142 mEq/l
▪ proto i výkyvy musí být mnohem menší (3-5 nEg/l)
 je nutná velmi přesná regulace [H+] !
Protože [H+] je velmi malé číslo, udává se jako záporný
logaritmus:
pH = -log [H+] = -log 0,000 000 040 = 7,4
Hodnota pH je tedy nepřímo úměrná [H+].
Změna pH o 1 jednotku  desetinásobná změna [H+] !
Acidobazická rovnováha, její regulace
Fyziologická hodnota pH:
pH = 7,4▪ arteriální krev
▪ venózní krev pH = 7,35 (CO2 z tkání)
▪ ICT pH = 6,0 - 7,4 (různé podle typu buňky)
▪ moč pH = 4,5 – 8,0
Několik hodin je se životem slučitelná hodnota pH 6,8 – 8,0!
Acidobazická rovnováha, její regulace
1) Pufry
2) Plícemi
3) Ledvinami
Acidobazická rovnováha je regulována:
▪ rychlá regulace (sekundy)
▪ rychlá regulace (minuty až hodiny)
▪ pomalejší regulace (v řádu hodin až dní), ale nejvýkonější
▪ eliminace kyselin a bazí z těla
▪ eliminace CO2 z těla (H2CO3 → H2O + CO2)
▪ výkyvy pH tlumí vyvazováním a uvolňováním H+:
pufr + H+ H - pufr
[H+]
[H+]
upřednostňován směr doprava, dokud je volný pufr k dispozici
upřednostňován směr doleva, H+ uvolňovány
Acidobazická rovnováha, její regulace
1) Bikarbonátový pufrovací systém
▪ nejdůležitější pufrovací systém
2) Fosfátový pufrovací systém
3) Proteiny
▪ významný pufrovací systém renální tubulární tekutiny a
intracelulární tekutiny (vysoká koncentrace + pH blíže pK = 6,8)
▪ významný pufrovací systém intracelulárního prostředí (konc. + pK)
60 – 70 % pufrovací schopnosti tělesných tekutin se odehrává uvnitř
buněk a závisí na proteinech!
▪ H2PO4
-, HPO4
2▪
nejdůležitější – nejvýkonnější (přestože pK = 6,1)
▪ slabá kyselina H2CO3 a její sůl NaHCO3
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3
+
Na+
Regulace acidobazické rovnováhy pufry
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy plícemi
▪ hyper- či hypoventilací
pH = 6,1 + log
HCO3
-
0,03 x PCO2
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
▪ exkrecí kyselé či alkalické moči
▪ neustále v glomerulu filtrováno velké množství HCO3
▪
neustále secernováno velké množství H+ v tubulech ledvin
denně se vytvoří při metabolismu cca 80 mEq neprchavých
kyselin – nutno vyloučit ledvinami
GFR 180 l/den, [HCO3
- ]plazma 24 mEq/l → denně profiltrováno
4320 mEq HCO3
- - běžně téměř vše resorbováno
▪ filtrovaný HCO3
- / secernovaný H+
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
1) Sekrece H+
2) Resorpce HCO3
-
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
❖ v proximálním tubulu, tlusté části
Henleovy kličky a na začátku
distálního tubulu
Na+/H+-antiport
>90% HCO3
- resorbováno – nedochází k
okyselení moči!
1) Sekrece H+
2) Resorpce HCO3
Resorpce
HCO3
- přes bazolaterální
membránu usnadňována:
▪ Na+-HCO3
- kotransportem
▪ Cl--HCO3
- výměníkem
(proximální tubulus)
(konec proximálního tubulu a
dále, kromě tenkého segmentu
Henleovy kličky)
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
❖ v proximálním tubulu, tlusté části
Henleovy kličky a na začátku
distálního tubulu
Na+/H+-antiport
>90% HCO3
- resorbováno – nedochází k
okyselení moči!
❖ v konečné části distálního tubulu
a sběracím tubulu
primární aktivní transport H+
(interkalární buňky)
základ okyselení moči
1) Sekrece H+
2) Resorpce HCO3
-
1) Sekrece H+
2) Resorpce HCO3
Acidobazická
rovnováha, její regulace
3) Produkce nového HCO3
❖
Fosfátový pufr (HPO4
2-, H2PO4
-)
HPO4
2- a H2PO4
- se resorbují méně než
voda  jejich koncentrace postupně
narůstá
❖ Amoniakový pufr (NH3, NH4
+)
vznik NH4
+ z glutaminu v proximálním
tubulu, tlusté části vzestupného raménka
Henleovy kličky a v distálním tubulu
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
❖ Amoniakový pufr (NH3, NH4
+)
Acidobazická rovnováha, její regulace
sběrací tubulus (permeabilní pro NH3, ale
mnohem méně pro NH4
+ - exkrece močí)
50% sekrece H+, 50% nově vzniklého HCO3
- !
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
1) Sekrece H+
2) Resorpce HCO3
-
3) Produkce nového HCO3
❖
Fosfátový pufr (HPO4
2-, H2PO4
-)
HPO4
2- a H2PO4
- se resorbují méně než
voda  jejich koncentrace postupně
narůstá
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
Regulace sekrece H+
 -  pCO2 v ECT (respirační acidóza; přímá stimulace díky 
tvorbě H+ v tubulárních buňkách)
-  pH v ECT (respirační či metabolická acidóza)
-  sekrece aldosteronu (stimuluje aktivní sekreci H+
interkalárními buňkami sběracích kanálků, i přes Na+/H+
antiport; Connův syndrom - alkalóza)
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
Regulace sekrece H+
 aktivity
Na+/H+ antiportu
 aktivity
H+ ATPázy
RAS
tendence ke vzniku alkalózy
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
Acidóza – korekce ledvinami
korekce ledvinami:  HCO3
- v ECT →  filtrovaného HCO3
- →
úplná resorpce HCO3
- + jeho novotvorba (HCO3
- není vylučován
močí) +  exkrece H+ močí → návrat pH ECT k normě
▪ metabolická acidóza: díky  HCO3
pH
= 6,1 + log
HCO3
-
0,03 x PCO2
 
▪ respirační acidóza: díky  PCO2 (hypoventilace)
korekce ledvinami:  PCO2 v ECT →  PCO2 v tubulárních
bb. →  tvorba H+ a HCO3
- v tubulárních bb. →  sekrece
H+ +  resorpce HCO3
- → návrat pH ECT k normě
Acidobazická rovnováha, její regulace
Regulace acidobazické rovnováhy ledvinami
Alkalóza – korekce ledvinami
 
korekce ledvinami:  HCO3
- v ECT →  filtrovaného HCO3
→
neúplná resorpce HCO3
- (nedostatek H+) →  exkrece
HCO3
- močí → návrat pH ECT k normě
▪ metabolická alkalóza: díky  HCO3
▪
respirační alkalóza : díky  PCO2 (hyperventilace)
korekce ledvinami:  PCO2 v ECT →  PCO2 v tubulárních
bb. →  tvorba H+ a HCO3
- v tubulárních bb. →  sekrece
H+ +  resorpce HCO3
- → návrat pH ECT k normě
pH = 6,1 + log
HCO3
-
0,03 x PCO2
Acidobazická rovnováha, její regulace
Diagnostika
Acidobazická rovnováha, její regulace
Diagnostika
pH: 7,3
HCO3
-: 12 mEq/l
PCO2: 25 mmHg