25.9 Stjórnun rúmmáls og samsetningar líkamsvökva

Lækkaður nýrnaflæðisþrýstingur og minni togspenna í vegg aðrennslisslagæðlings örva renínlosun frá nærgauklafrumum. Beta-1-adrenvirk driftaugaboð og lítil NaCl-afhending til þéttdepils styðja einnig renínlosun. Angíótensín II veldur hraðvirkum æðaráhrifum og örvar aldósterón, sem eykur endurupptöku Na⁺ í síðari fjærpíplu, tengipíplu og safnrásum. Vatn fylgir aðeins þar sem þekjan er vatnsgegndræp, einkum fyrir áhrif ADH. Prógesterón getur bundist saltsteraviðtaka en verkar yfirleitt fremur sem samkeppnishemill aldósteróns en veikur saltsteri; það veldur því ekki einfaldlega sömu Na⁺- og vatnssöfnun og aldósterón.

Vöðvafrumur gátta losa gáttanatríumræsipeptíð (ANP) þegar aukin fylling teygir gáttaveggina. ANP eykur natríumútskilnað með beinum áhrifum á gaukul, nýrnapíplur og renín–angíótensín–aldósterón-kerfið; það vinnur því ekki aðeins með því að hamla aldósteróni. Minni endurupptaka Na⁺ stuðlar að auknum útskilnaði Na⁺ og vatns og getur lækkað utanfrumuvökvarúmmál og blóðþrýsting. Við lítið fylliálag er losun ANP minni, en áhrif þess eru samhengi- og styrkháð fremur en alfarið horfin.

Þvagræsilyf eykur útskilnað þvags, oft með því að minnka endurupptöku Na⁺ svo vatn fylgi með osmósu. Koffín getur haft væg, skammtaháð og þolháð þvagræsandi áhrif, en þau skýrast ekki einfaldlega af víkkun nýrnaæða og hækkun GSH. Etanól getur aukið þvagmyndun með því að bæla ADH-losun án þess að þurfa að hækka GSH. Þvagræsilyf eru meðal annars notuð við háþrýstingi og vökvasöfnun. Tíazíðlyfið hýdróklórtíazíð hamlar Na⁺/Cl⁻-samferjunni NCC í fyrri hluta fjærpíplu, ekki í safnrás. Við það eykst útskilnaður natríums og vatns.

Natríumsölt eru helsti ákvörðunarþáttur osmólalitetar utanfrumuvökva og heildarmagn natríums í líkamanum ræður miklu um rúmmál hans. Styrkur Na⁺ í blóðvökva endurspeglar hins vegar fyrst og fremst jafnvægi vatns miðað við natríum, ekki heildarnatríummagn eitt og sér. Langvarandi mikil saltneysla getur aukið blóðþrýsting hjá næmum einstaklingum og stuðlað að vökvasöfnun, en natríumdreyri stafar oftast af hlutfallslegum vatnsskorti fremur en einfaldlega of miklu natríumi. Bjúgur og háþrýstingur eiga sér fjölþættar orsakir og fylgja ekki sjálfkrafa hverri hækkun Na⁺-styrks.

Heildarmagn natríums í líkamanum er meðal annars stjórnað með renín–angíótensín–aldósterón-kerfinu og natríumræsipeptíðum, en þorsti og ADH stjórna styrk Na⁺ óbeint með vatnsbúskap (sjá mynd 25.14). Aldósterón eykur virkni ENaC-ganga í aðalfrumum síðari fjærpíplu, tengipíplu og safnrása og eykur þannig endurupptöku Na⁺. ADH stýrir einkum vatnsgegndræpi safnrása og getur því hækkað eða lækkað styrk Na⁺ eftir vatnsjafnvægi.

Styrkur K⁺ er um 30 sinnum meiri innan frumna en í utanfrumuvökva. Ekki er þó hægt að gera ráð fyrir einfaldri gagnstæðri reglu milli styrks Na⁺ og kalíums. Breyting á endurupptöku Na⁺ getur haft áhrif á seyti K⁺, en sambandið ræðst af fleiri þáttum. Í aðalfrumum síðari fjærpíplu, tengipíplu og safnrása eykur aldósterón endurupptöku Na⁺ um ENaC og virkni natríum-kalíumdælu. Við það verður pípluholið neikvæðara og seyti K⁺ um ROMK- og BK-göng getur aukist. Seytið ræðst einnig af Na⁺-afhendingu og flæði í fjærhluta píplunnar, sýru-basa-ástandi og styrk K⁺ í blóðvökva. Við spennumuninn er Cl⁻ yfirleitt endurupptekið fremur en seytt; aukin natríumendurupptaka veldur því ekki sjálfkrafa samhliða seyti bæði kalíums og klóríðs.

Klóríð er ríkjandi anjón utanfrumuvökva og dreifing þess tengist náið Na⁺, rafhleðslujafnvægi, vökvaflutningi og sýru-basa-jafnvægi. Í maga seyta veggfrumur H⁺ og Cl⁻ í holið, þar sem þau mynda saltsýru sem styður meltingu og varnir. Nýrun stjórna Cl⁻ með flutningsleiðum í mörgum pípluhlutum; stjórnun þess fylgir oft Na⁺ en er ekki í öllum aðstæðum nákvæm spegilmynd natríumstjórnunar.

Kalkkirtlar skynja styrk jónaðs Ca²⁺ í blóði. Þegar styrkurinn lækkar eykst losun kalkkirtlahormóns (PTH), sem meðal annars eykur endurupptöku Ca²⁺ í fjærpíplu og tengipíplu. Þegar styrkur Ca²⁺ er nægur eða hár minnkar PTH-losun. Þegar styrkur Ca²⁺ er lágur dregur PTH NaPi-samferjur frá topplægri himnu nærpíplufrumna og minnkar endurupptöku ${\text{HPO}}_4^{2-}$; fosfatútskilnaður eykst og það getur takmarkað fosfathækkun meðan styrkur Ca²⁺ er varinn. PTH örvar einnig CYP27B1-miðlaða umbreytingu kalsidíóls í kalsítríól. Kalsítríól eykur frásog Ca²⁺ og fosfats úr þörmum. Saman samhæfa þessi áhrif kalsíum- og fosfatbúskap.

Sýru-basa-jafnvægi byggist á efnafræðilegum stuðpúðum og samhæfðri starfsemi lungna og nýrna. Stuðpúðar, sérstaklega prótín og bíkarbónat ${{\text{HCO}}_3}^{-}$, geta bundið eða losað H⁺ hratt. Ammóníakskerfið er sérstaklega mikilvægt inni í nýrum og þvagi. Lungun breyta styrk ${\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{-}$ og CO₂ á mínútum með loftskiptum og stjórna þannig rokgjörnum sýruhluta kerfisins; þau losa ekki fasta sýru. Nýrun endurheimta síað bíkarbónat, mynda nýtt bíkarbónat og skilja út nettósýru á klukkustundum til daga. Seyti H⁺ í nærpíplu er að mestu tengt endurheimt síaðs bíkarbónats og endurupptöku Na⁺. Nettóútskilnaður H⁺ verður einkum þegar jónirnar bindast stuðpúðum í þvagi. A-millifrumur safnrása seyta H⁺ um topplægar róteindadælur, en B-millifrumur geta seytt bíkarbónati þegar líkaminn þarf að losa basa. Nýrun geta því leiðrétt bæði sýru- og basavanda.

Mestallt síað bíkarbónat $({\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{-}$ er venjulega endurheimt og er því ekki aðalstuðpúði lokaþvags nema meira bíkarbónat sé skilið út, til dæmis við lýtingu. Vetnisjónir sem seytt er í pípluholið bindast stuðpúðum, einkum fosfati $({{\mathrm{H}}_2\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4}^{-}$ og ammóníaki, sem tekur við róteind og myndar ammóníum $({\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ pH þvags er breytilegt og liggur oft um 4.5–8.0 eftir mataræði, söfnun sýnis og sýru-basa-ástandi.

Við efnaskipti amínósýra eru amínóhópar (NH₂) fluttir með amínfærslu og ammóníak (NH₃) eða ammóníum $({\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ getur losnað við amínósviptingu. Lifrin breytir meginhluta þessa köfnunarefnis í þvagefni með þvagefnishringnum, en nýrun skilja einnig út ammóníum og stýra því eftir sýru-basa-ástandi. Þvagsýra verður hins vegar aðallega til við niðurbrot púrína, ekki með beinni umbreytingu amínóhóps. Þvagefni er venjulega stærsti köfnunarefnisþáttur þvags, en magn þvagefnis, ammóníums og þvagsýru ræðst af mataræði, efnaskiptum, sýru-basa-ástandi og nýrnastarfsemi (mynd 25.22).