HC45: Volumeregulatie

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt besproken hoe de nieren het volume reguleren
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Effectief circulerend volume

In tegenstelling tot de ECF is het effectief circulerend volume (EffCV/ECV) niet een meetbaar afzonderlijk compartiment in het lichaam. Het EffCV is het deel van de ECF dat zich in de bloedbaan bevindt en effectief de weefsels perfundeert. 

Normaal gesproken nemen de ECF en EffCV samen toe of af. Echter zijn er situaties, bijv. hartfalen, waarbij de ECF toeneemt maar de EffCV afneemt. Zo is bij een hartstilstand de EffCV 0.

Bloeddruk:

Volumeregulatie betreft de regulatie van het effectief circulerend volume en dus de regulatie van de bloeddruk en specifiek de regulatie van natrium filtratie, reabsorptie en excretie door de nier.

Modulatie van het EffCV leidt tot modulatie van het plasmavolume en daarmee van de cardiac output, die bepaald wordt door:

• EDV in de linkerventrikel
• Contractiekracht van de linkerventrikel
• Hartfrequentie
• Bloeddruk = cardiac output x perifere vaatweerstand

Natriumionen:

Zoals eerder is vastgesteld beïnvloedt het toevoegen of verwijderen van natrium het ECF. Het lichaam hanteert een bepaalde natriumbalans:

1. Via eten komt gemiddeld 120 mmol natrium per dag binnen
2. 110 mmol wordt geabsorbeerd in de darmen, 5-10 mmol verlaat het lichaam via de ontlasting
3. In de ECF zit 2450 mmol natrium, in de ICF zit 375 mmol natrium
4. 10-15 mmol natrium wordt uitgezweet
5. Per dag wordt 2500 mmol gefiltreerd, waarvan 25.400 mmol wordt gereabsorbeerd
6. 100 mmol verlaat via de urine het lichaam

Sensoren

Er zijn 3 groepen sensoren die veranderingen in volume waarnemen en betrokken zijn bij volumeregulatie:

• Centrale vasculaire sensoren
  • Lage druk → heel belangrijk
    • In de atria
    • In de pulmonale vasculatuur
  • Hoge druk → belang hangt af van de volumestatus
    • In de carotiden
    • In de aortaboog
    • In het juxtaglomerulaire apparaat (macula densa)
• Sensoren in het CZS → minder belangrijk
• Sensoren in de lever → minder belangrijk

Regulatie van de EffCV

Er zijn verschillende efferente paden die de EffCV bij reguleren:

• RAAS (renine-angiotensine-aldosteron systeem)
  • Vanuit de renale baroreceptoren en het juxtaglomerulaire apparaat bij een lagere GFR → minder zout → minder renine
• Sympathische zenuwstelsel
• ANP (atrial natriuretic peptide) → vasodilatatie
  • Worden geïnhibeerd door atriale myocyten
• ADH (antidiuretic hormoon)
  • Wordt bij dalende bloeddruk afgegeven in het brein

Het RAAS:

Bij lage bloeddruk wordt het RAAS geactiveerd. Het RAAS verloopt als volgt:

1. De nieren gaan renine produceren
   • Door sympathische stimulatie
   • Door hypotensie
   • Door verlaagde natriumtoevoer
2. Renine zet angiotensinogeen om in angiotensine-I
3. ACE zet angiotensine-I om in angiotensine-II
4. Angiotensine-II heeft verschillende gevolgen:
   • Cardiale en vasculaire hypertrofie
   • Systemische vasoconstrictie → verhoogde druk in de atria
   • Dorst → hoger bloedvolume → hogere CO → verhoogde druk in de atria
   • Aldosteronproductie in de cortex van de bijnieren → renale natrium en vloeistof retentie → hoger bloedvolume → hogere CO → verhoogde druk in de atria

Autoregulatie:

Bij lage bloeddruk gebeuren er een aantal dingen. Het doel van de glomerulus is om de GFP constant te houden. Bij lage bloeddruk daalt eerst de flow, wat 2 gevolgen heeft:

• Myogene autoregulatie
  1. De verlaagde druk in de afferente arteriolen zorgt ervoor dat de transmurale druk in de afferente arteriolen daalt
  2. De activatie van "stretch activated" receptoren daalt
  3. De afferente arteriolen gaan dilateren
• Tubuloglomerulaire feedback
  1. Door de lage flow daalt de GFR en gaat er minder NaCl naar de macula densa
  2. Door feedback gaan de afferente arteriolen dilateren
  3. De macula densa gaan renine produceren
  4. Er ontstaat meer ANG II
  5. De efferente arteriolen gaan contraheren

Door de combinatie van dilatatie van de afferente arteriolen en constrictie van de efferente arteriolen stijgt de flow en de GFP in de glomerulaire capillairen. Hierdoor wordt de GFP constant gehouden en wordt deze niet te laag.

Dit heeft ook effecten op de circulatie. Als de flow in de glomerulus afneemt gebeuren er twee dingen:

• De filtratie fractie verhoogt omdat er meer tijd is om filtratie te laten plaatsvinden
  1. De oncotische druk in de peritubullaire capillairen neemt toe (er is een hogere eiwitconcentratie in het bloed)
  2. Er vindt meer reabsorptie van de gefilterde lading naar het bloed plaats
• De GFR neemt af → er komt minder NaCl bij de macula densa
  1. De macula densa gaat meer renine produceren
  2. Er ontstaat meer ANG II en aldosteron
  3. Er vindt vasoconstrictie in de systemische circulatie plaats
  4. Er vindt meer reabsorptie van de gefilterde lading naar het bloed plaats

ANP:

ANP wordt gemaakt bij hoge bloeddruk doordat de wanden van de atria dan verder worden uitgerekt. ANP zorgt ervoor dat er in de proximale tubulus minder zout wordt geretineerd. Hierdoor komt er meer natrium bij de macula densa, waardoor het RAAS extra wordt uitgezet.

In de tubuli

Proximale tubulus:

In de (vroege) proximale tubuli worden natriumionen uitgewisseld voor kaliumionen → er ontstaat een gradiënt. Hierdoor kunnen de natrium-waterstof antiporter en natrium-glucose symporter actief natrium resorberen. 

Bij lage bloeddruk wordt er meer natrium geresorbeerd als gevolg van:

• Sympathische zenuwstelsel
• ANG II

Lis van Henle en verzamelbuis in de cortex:

In het opstijgend dikke been van de lis van Henle en de verzamelbuis in de cortexspelen een aantal hormonen een rol:

• Aldosteron: stimuleert de reabsorptie van Na⁺in het dikke stijgende been en de verzamelbuis
  • • Dikke stijgende been: gradiënt door Na⁺/K⁺-ATPase → natriumionen gaan via NKCl2 naar binnen
      • NKCl2 = Na⁺/2Cl/K⁺-symporter
    • Verzamelbuis: stimulatie van de aanmaak van open Na⁺-kanalen
• Cortisol: kan onder bepaalde omstandigheden het effect van aldosteron in de verzamelbuis nabootsen → grijpt niet aan op de minero-corticoïd receptor (zoals aldosteron) maar op de gluco-corticoïd receptor
  • • Normaal: cortisol bindt aan niet de minero-corticoïd receptor omdat het bindt aan een enzym → wordt omgezet in cortison (inactief)
    • Bijv. bij het eten van drop: glyceritinezuur inhibeert het enzym dat cortisol omzet → blijft actief en imiteert aldosteron → bindt aan de minero-corticoïd receptor → [Na⁺] gaat omhoog → bloeddruk stijgt
• Medicijnen
  • • Lisdiuretica: remt de reabsorptie in de lis van Henle en het dikke stijgende been
    • Thiazide diuretica: remt de reabsorptie in de distale gekronkelde buis

Hypaldosteronisme

Patiënten met hypaldosteronisme hebben al op jonge leeftijd een hoge bloeddruk omdat er in de bijnieren te veel aldosteron gemaakt wordt. Dit kan genetisch zijn, waardoor het bij behandeling niet goed lukt om de bloeddruk constant te houden. Dit heeft meerdere (ernstige) gevolgen:

• Rarification → door de te hoge bloeddruk gaan de nieren langzaam kapot
• Dementie door de vasculaire schade in het brein
• Stijvere hartspieren en sneller last van hartfalen

Overzicht hormonen