Njure
Kurs: Basvetenskap 5 Moment 1
Njuren är kroppens centrala organ för homeostas. Den håller vatten-, elektrolyt- och syra-basbalansen inom snäva gränser, reglerar blodtrycket över lång sikt och fungerar som ett endokrint organ. Röd tråd genom detta kapitel är att följa vätskan från blodet in i nefronet: först den glomerulära filtrationen av primärurin, sedan den selektiva tubulära reabsorptionen och sekretionen som formar sekundärurinen, och slutligen den hormonella finjustering (RAAS, ADH, ANP) som anpassar utsöndringen till kroppens behov. När denna kedja sviktar uppstår de kliniska bilder – njursvikt, elektrolytrubbningar och syra-basstörningar – som avslutar kapitlet, och som också förklarar varför diuretika angriper specifika segment i nefronet.
Målsättning
- Redogöra för skillnader i förekomst och funktion mellan kortikala och juxtamedullära nefron.
- Redogöra för begreppen glomerulär filtration, tubulär reabsorption och sekretion samt hur storlek och laddning styr passagen genom filtrationsbarriären.
- Förklara begreppen Nettofiltrationstryck (NFP), GFR och Clearance, och kunna beräkna GFR och Filtrationsfraktion (FF) utifrån Inulin, Kreatinin, Iohexol och PAH (Paraminohippursyra).
- Redogöra för renal hemodynamik och autoreglering via Juxtaglomerulär apparat (JGA), Myogen respons och Tubuloglomerulär feedback (TGF).
- Beskriva passiv och aktiv transport i nefronets olika segment (Proximal tubulus, Henles slynga, TAL, Distal tubulus, Uppsamlingsrör) med K+-ATPas som drivande pump.
- Redogöra för kroppens vatteninnehåll, osmolalitet samt motströmsmekanismen med Vasa recta och Urearecirkulation.
- Redogöra för hormonell volym- och osmoreglering: Renin, Aldosteron, Vasopressin, ANP, samt de endokrina funktionerna EPO, Vitamin D3 och PTH.
- Beskriva störningar i ADH-systemet: SIADH och Diabetes insipidus, samt Glukosuri och osmotisk diures via Transport maximum (Tm).
- Redogöra för syra-basreglering: Bikarbonatsystemet, normalvärden och Aniongap.
- Känna till skillnader mellan Akut njursvikt (AKI) och Kronisk njursvikt samt de vanligaste glomerulära, tubulära och urologiska sjukdomarna.
Njurens funktioner och organisationsnivå
Njuren fyller fyra grundläggande roller. Den upprätthåller vatten- och elektrolytbalansen genom att reabsorbera 99 % av allt filtrerat vatten och NaCl; den bidrar till långsiktig blodtrycksreglering via volymkontroll och Renin; den utgör ett endokrint organ som producerar Renin, EPO och aktiverar Vitamin D3, samtidigt som den är målorgan för ADH och PTH; och den svarar för utsöndring av slaggprodukter som Urea och Kreatinin samt för syra-basregleringen. Att förstå dessa fyra funktioner gör att man direkt kan härleda symtombilden vid njursvikt.
Tenta-fokus
Njursvikt drabbar samtliga fyra funktioner samtidigt: rubbad volymreglering ger ödem och hypertoni, elektrolyt- och syra-basrubbning ger arytmirisk (hyper-/hypokalemi, acidos), bristande EPO ger anemi, och sviktande utsöndring ger uremi. Vid GFR < 15 ml/min (stadium 5, ESRD) krävs dialys eller transplantation.
Anatomi och renal hemodynamik
Urinen bildas i nefronen, samlas via Uppsamlingsrör till njurbäckenet och leds därifrån genom uretären till urinblåsan och slutligen ut via uretra. Blodet når njuren via a. renalis och passerar en strikt kärlordning: segmentella → interlobära → arkuata → interlobulära artärer, och därifrån ut i den afferenta arteriolen. I Glomerulus sker filtrationen, varefter blodet lämnar via den efferenta arteriolen – ett andra kapillärkärl i serie – och fördelas till peritubulära kapillärer och Vasa recta där reabsorption och sekretion sker, innan det dräneras i v. renalis. Denna dubbla kapillärbädd i serie är unik och gör att filtrations- och reabsorptionstryck kan regleras oberoende.
Njuren har en mycket hög genomblödning – omkring 20 % av hjärtminutvolymen – vilket behövs för att upprätthålla en konstant och hög filtration snarare än för organets eget syrebehov. Flödet är kraftigt ojämnt fördelat: cortex får cirka 5 ml/min/g medan medulla nöjer sig med cirka 1 ml/min/g, vilket är en förutsättning för att den hyperton medullära gradienten inte ska sköljas bort.
Kortikala och juxtamedullära nefron
Nefronen är av två slag som skiljer sig i lokalisation och funktion, vilket är direkt tentarelevant.
| Egenskap | Kortikala nefron | Juxtamedullära nefron |
|---|---|---|
| Andel | 85–90 % | 10–15 % |
| Läge glomerulus | Yttre cortex | Vid cortex–medulla-gränsen |
| Henles slynga | Kort | Lång, når djupt i medulla |
| Peritubulärt kärl | Peritubulära kapillärer | Vasa recta |
| Huvudfunktion | Filtration/reabsorption | Koncentrering av urin |
De långa slyngorna och Vasa recta i de juxtamedullära nefronen är det som möjliggör extrem urinkoncentrering, medan majoriteten kortikala nefron sköter huvuddelen av filtration och reabsorption.
Nefronets uppbyggnad och filtrationsbarriären
Glomerulus är ett fenestrerat kapillärnät inneslutet i Bowmans kapsel, vars parietala blad utgörs av skivepitel och vars viscerala blad byggs av Podocyter. Mellan kapillärslyngorna ligger Mesangium, som reglerar filtrationsytan, ger strukturellt stöd och har fagocyterande funktion.
Själva filtrationsbarriären består av tre lager i serie: det fenestrerade endotelet, den glomerulära basalmembranen (GBM) och podocyternas fotutskott med sina filtrationsslitsar. Passagen bestäms av både storlek och laddning. Molekyler under cirka 4 nm (< 10 kDa) passerar fritt, medan större molekyler upp till 8 nm (upp till cirka 70 kDa) filtreras alltmer begränsat. Albumin (69 kDa) ligger precis vid storleksgränsen men hålls dessutom tillbaka av sin negativa laddning, eftersom både GBM och slitsmembranet är negativt laddade och stöter bort anjoner. Skador på podocyter eller GBM leder därför till albuminuri.
Definition
Primärurin är det ultrafiltrat som pressas ut i Bowmans utrymme – i praktiken proteinfri plasma. Sekundärurin är den slutliga urinen efter att tubuli har reabsorberat och sekrerat. Fynd av albumin, protein eller blod i sekundärurinen talar för glomerulär skada, medan Glukosuri talar för överskriden reabsorptionskapacitet (diabetes).
Från Bowmans utrymme passerar filtratet nefronets segment i tur och ordning: Proximal tubulus med sin borstbård reabsorberar cirka 70 % av vatten, Na+, glukos, aminosyror och bikarbonat; Henles slynga med sin vattenpermeabla nedåtgående och vattenimpermeabla uppåtgående del skapar motströmssystemet; TAL pumpar aktivt Na+/K+/Cl- via NKCC2 utan att släppa igenom vatten; Distal tubulus finjusterar under inflytande av Aldosteron och PTH; och uppsamlingsröret avgör den slutliga urinkoncentrationen under kontroll av ADH.
Glomerulär filtration, GFR och clearance
Filtrationen drivs av Nettofiltrationstryck (NFP), balansen mellan hydrostatiska och kolloidosmotiska tryck: NFP = (P_GC + π_BS) − (P_BS + π_GC), vilket netto ger cirka 10 mmHg riktat ut i Bowmans utrymme. Filtrationshastigheten beskrivs formellt som GFR = Kf × NFP, där Kf är produkten av filtrationsyta och permeabilitet. Denna formel är dock inte kliniskt användbar, eftersom Kf inte kan mätas direkt.
Hos en frisk vuxen är GFR omkring 125 ml/min, vilket motsvarar cirka 180 L primärurin per dygn. GFR sjunker linjärt med cirka 1 ml/min per år, vilket ger den praktiska tumregeln GFR ≈ 125 ml/min − ålder. Vid hypertoni och diabetes accelereras nedgången. GFR delas in i stadium 1–5; stadium 5 (ESRD) innebär GFR < 15 ml/min och kräver dialys eller transplantation.
Definition
Clearance är den plasmavolym som per minut fullständigt renas från en substans: Clx = (U-koncentration × urinflöde) / P-koncentration. Om en substans filtreras fritt och varken reabsorberas eller sekreras blir dess clearance lika med GFR.
Olika markörer används beroende på precisionsbehov:
| Markör | Filtreras | Reabs./sekr. | Mäter | Kommentar |
|---|---|---|---|---|
| Inulin | Fritt | Ingen | GFR | Guldstandard, exogen |
| Kreatinin | Fritt | Viss sekretion | GFR (≈) | Vanligast kliniskt, överskattar något |
| Iohexol | Fritt | Ingen | GFR | Plasma-clearance, hög exakthet |
| PAH (Paraminohippursyra) | Fritt | Sekreras helt | Renal plasmaflöde (RPF) | Renas i ett pass |
Eftersom PAH (Paraminohippursyra) både filtreras och sekreras fullständigt speglar dess clearance hela plasmaflödet genom njuren, alltså Renal plasmaflöde (RPF). Utifrån detta kan man beräkna det totala blodflödet: RBF = RPF / (1 − Hct). Förhållandet mellan filtration och plasmaflöde uttrycks som Filtrationsfraktion (FF) = GFR/RPF, normalt cirka 20 %; en hög FF talar för ökad filtration eller volymförlust, en låg FF för njursjukdom.
Klinisk pärla
Renal autoreglering
Njuren håller RBF och GFR nära konstanta trots att det systemiska blodtrycket varierar mellan cirka 80 och 160 mmHg under dygnet. Autoregleringen utgår från Juxtaglomerulär apparat (JGA), där afferent och efferent arteriol möter macula densa-cellerna i TAL, och vilar på två egna mekanismer plus modulerande hormon- och nervsignaler.
Den snabba myogena responsen (Bayliss-effekten) verkar inom sekunder och enbart i afferenta arteriolen: en tryckökning sträcker kärlväggen, öppnar spänningsstyrda L-typs Ca2+-kanaler, höjer det intracellulära Ca2+ och får glatt muskulatur att kontrahera, vilket skyddar glomeruli mot barotrauma. Den långsammare Tubuloglomerulär feedback (TGF) (inom en minut) bygger på kommunikation mellan macula densa och afferent arteriol: ökad GFR ger ökat NaCl-flöde förbi macula densa, vilket via ATP → adenosin → A1-receptor kontraherar afferenta arteriolen och normaliserar GFR.
Utöver dessa två finns hormonell och autonom modulering. GFR ökar av NO, prostaglandiner, ANP, kininer och låg dos angiotensin II (som selektivt kontraherar efferenta arteriolen). GFR minskar av noradrenalin, hög dos angiotensin II, adenosin och endotelin (afferent kontraktion). ACE-hämmare, som blockerar ACE, dilaterar efferenta arteriolen och sänker därmed det glomerulära trycket – förklaringen till att GFR kan sjunka initialt vid insättning.
Tubulär transport
All tubulär transport drivs ytterst av K+-ATPas i det basolaterala membranet, som skapar den natriumgradient som apikala transportörer utnyttjar. Här ligger apikalmembranet mot tubuluslumen och det basolaterala membranet mot interstitiet, och det är denna polaritet som gör riktad transport möjlig.
| Segment | Apikal transportör | Reabsorberar | Diuretikamål |
|---|---|---|---|
| Proximal tubulus | NHE3, SGLT2 | ~70 % vatten/Na+, 97 % glukos, HCO3- | CA-hämmare (karbanhydras) |
| TAL | NKCC2 | Na+/K+/Cl-, vattenimpermeabel | Loop-diuretika |
| Distal tubulus | NCC (Na+/Cl-) | NaCl, Ca2+ (PTH) | Tiazider |
| Uppsamlingsrör | ENaC, ROMK, AQP2 | Na+ (aldosteron), vatten (ADH) | Kaliumsparande, ADH-antag. |
I Proximal tubulus reabsorberas huvuddelen av filtratet isotont; NHE3 byter Na+ mot H+ och SGLT2 tar upp cirka 97 % av glukoset. I TAL pumpar NKCC2 in Na+/K+/Cl- utan att vatten följer med, vilket späder tubulusvätskan och laddar medulla. I Distal tubulus sker finjustering via NCC, och i uppsamlingsröret avgör principalcellernas ENaC (aldosteronreglerat), ROMK (K+-sekretion) och akvaporiner (ADH-reglerade) den slutliga sammansättningen, medan interkalerade celler sköter syra-basjusteringen.
Glukosuri och osmotisk diures
Glukosreabsorptionen är mättnadsbar. När plasmaglukosen stiger så att den filtrerade mängden överskrider Transport maximum (Tm) för SGLT-transportörerna, spiller glukos över i urinen som Glukosuri. Det osmotiskt aktiva glukoset binder vatten i tubulus, vilket ger osmotisk diures med polyuri – den klassiska mekanismen bakom diabetessymtomen.
Vatten- och elektrolytbalans samt osmoreglering
Kroppsvattnet fördelas enligt 60-40-20-regeln: totalt kroppsvatten (TKV) utgör cirka 60 % av kroppsvikten hos män, intracellulärvolymen (ICV) 40 % (två tredjedelar av TKV) och extracellulärvolymen (ECV) 20 % (en tredjedel av TKV). Kvinnor har lägre andel (TKV ~50 %) på grund av större fettmassa. K+ är den dominerande katjonen intracellulärt, Na+ extracellulärt. I dagligt intag balanseras cirka 2,2 L vätska mot lika stora förluster via urin, andning, svett och feces, och njurarna reabsorberar 99 % av filtrerat vatten och NaCl samt 100 % av glukosen under normala förhållanden.
Njurens förmåga att koncentrera urinen bygger på motströmsmekanismen. NKCC2 i uppåtgående Henles slynga pumpar ut salt och gör medulla hyperton, vilket driver vatten ut ur den nedåtgående, vattenpermeabla delen. Vasa recta med sin U-form, sitt långsamma flöde och sin höga permeabilitet fungerar som motströmsutbytare och bevarar gradienten i stället för att skölja bort den. Urearecirkulation bidrar ytterligare: ADH öppnar ureatransportörer (UT-A1) i det djupa uppsamlingsröret, så att Urea återförs till medulla och förstärker osmolaliteten.
Plasmaosmolaliteten hålls stabil strax under 300 mosm/kg, medan urinosmolaliteten kan variera extremt mellan 50 och 1200 mosm/kg. Störningar beskrivs som Na+-överskott (hyperton dehydrering), Na+-brist (hypoton overhydrering), overhydrering (hypoton) och dehydrering (hyperton), och motverkas av törst, ADH, RAAS och ANP.
Kaliumhantering
Reabsorptionen av K+ i Proximal tubulus och TAL är relativt konstant, medan den avgörande regleringen sker via sekretion genom ROMK i distala nefronet. Hyperkalemi kan orsakas av digitalis (hämmar K+-ATPas), kaliumsparande diuretika och acidos. EKG-bilden är tentaklassisk: hyperkalemi ger höga, spetsiga T-vågor med risk för ventrikelflimmer, medan hypokalemi ger låga T-vågor och framträdande U-våg.
Hormonell reglering av volym och blodtryck
RAAS är kroppens huvudsakliga volym- och blodtrycksförsvar. Renin frisätts från Juxtaglomerulär apparat (JGA) vid lågt blodtryck, lågt NaCl vid macula densa eller sympatikusaktivering, och omvandlar angiotensinogen till angiotensin I. ACE i lungkärlen bildar sedan angiotensin II, som ger vasokonstriktion, stimulerar Aldosteron, ADH och törst samt ökar Na+-reabsorptionen. Farmakologiskt bromsas systemet av ACE-hämmare (t.ex. enalapril, captopril) och ARB (t.ex. losartan). En motverkande arm utgörs av ACE2, som bryter ned angiotensin II till Ang(1-7) med skyddande effekt via MAS-receptorn.
Aldosteron bildas i binjurebarkens zona glomerulosa och ökar ENaC och K+-ATPas i principalcellerna, vilket ger Na+-reabsorption och K+-sekretion. Vasopressin frisätts primärt vid ökad plasmaosmolalitet och sekundärt vid minskad blodvolym; via V2-receptorn och cAMP infogas AQP2 i uppsamlingsröret så att vatten reabsorberas. ANP verkar som en anti-RAAS-signal och hämmar Aldosteron, Renin och NaCl-reabsorption.
Tenta-fokus
Störningar i ADH-systemet: SIADH innebär överskott av ADH → vattenretention och hyponatremi. Diabetes insipidus innebär brist på ADH-effekt och delas i central form (bristande produktion i hypotalamus) och nefrogen form (njurresistens mot ADH); båda ger stora volymer utspädd urin.
Utöver volymregleringen har njuren tre endokrina nyckelroller: EPO bildas till cirka 90 % i njuren och stimuleras av hypoxi för att driva erytropoesen; Vitamin D3 aktiveras i njuren vid lågt Ca/fosfat och PTH-stimulering; och njuren är ett viktigt målorgan för PTH, som ökar Ca-reabsorptionen i TAL/Distal tubulus, stimulerar benresorption och via aktivt D-vitamin ökar tarmupptaget av kalcium.
Syra-basreglering
Kroppens buffertsystem samverkar över olika tidsskalor. Bikarbonatsystemet är viktigast i ECV, medan proteiner/hemoglobin och fosfatbuffertar dominerar intracellulärt. Lungorna kompenserar inom minuter genom att justera pCO2, medan njurarna svarar långsammare (24+ timmar) men kraftigast genom att reglera utsöndring av H+ och nybildning av bikarbonat.
Normalvärden att kunna: pH 7,4 ± 0,05; pCO2 5,3 kPa; HCO3- 24 ± 3 mM; BE 0 ± 3 mM. Basöverskott (BE) speglar förskjutningen av buffertbas (normalt cirka 48 mM i helblod) och avläses ur ett Siggaard-Andersen-nomogram. Aniongap beräknas som [Na+] − ([Cl-] + [HCO3-]) och delar in metabola acidoser.
| Störning | Primär förändring | Kompensation |
|---|---|---|
| Metabol acidos | ↓ HCO3- | Snabb respiratorisk (hyperventilation, minuter) |
| Metabol alkalos | ↑ HCO3- | Respiratorisk (hypoventilation) |
| Respiratorisk acidos | ↑ pCO2 | Långsam renal (↑ HCO3-, 24+ h) |
| Respiratorisk alkalos | ↓ pCO2 | Långsam renal (↓ HCO3-) |
Vid högt Aniongap används minnesregeln MUDPILES (Metanol, Uremi, DKA, Propylenglykol, Isoniazid, Iron/järn, Laktat, Etylenglykol, Salicylat), medan normalt gap ses vid bikarbonatförlust (t.ex. diarré) med kompenserande kloridökning. Syra-basstörningar har viktiga elektrolyteffekter: acidos ger hyperkalemi och ökat fritt Ca2+, medan alkalos ger hypokalemi och minskat fritt Ca2+ – det senare kan utlösa tetani.
Njursvikt: AKI och CKD
Reducerad njurfunktion drabbar samtliga fyra grundfunktioner samtidigt och skiljer sig i förlopp mellan akut och kronisk form.
| Egenskap | Akut njursvikt (AKI) | Kronisk njursvikt (CKD) |
|---|---|---|
| Förlopp | Plötsligt | Gradvis nefronförlust |
| Reversibilitet | Ofta reversibel | Irreversibel, progressiv |
| Orsaker | Prerenal (hypoperfusion), renal (Akut tubulär skada (ATN), glomerulonefrit), postrenal (obstruktion) | Diabetes, hypertoni, glomerulonefrit (IgA-nefrit) |
| Prevalens | Akut, situationsbunden | Folksjukdom, ~10–13 % globalt |
| Behandling | Korrigera orsak + vätske-/elektrolytbalans | Bromsa progress, dialys/transplantation vid ESRD |
Konsekvenserna följer direkt av de förlorade funktionerna: rubbad volymreglering ger ödem, hypertoni och risk för hjärtsvikt; rubbad elektrolyt- och syra-basreglering ger hyper-/hypokalemi (arytmirisk) och acidos; störd endokrin funktion ger RAAS-driven hypertoni och EPO-brist med anemi; och sviktande rening ger ackumulering av Urea och Kreatinin med uremiska symtom. Akut tubulär skada (ATN) – orsakad av ischemi eller nefrotoxiner – är den vanligaste orsaken till AKI och är ofta reversibel.
Klinisk pärla
Hypertoni och diabetes skadar njuren över tid genom initial hyperfiltration: förhöjt RBF respektive ökad glukosbelastning ger på sikt skada på filtrationsbarriären och glomeruli, så att GFR till slut sjunker under den åldersmatchade normalen. Detta gör tidig blodtrycks- och glukoskontroll njurskyddande.
Diuretika
Diuretika angriper specifika transportörer i nefronet, och deras biverkningsprofil följer logiskt av verkningsstället.
| Klass | Plats | Mekanism | Biverkan |
|---|---|---|---|
| CA-hämmare (Acetazolamid) | PCT | Hämmar karbanhydras | Metabolisk acidos |
| Osmotisk (Mannitol) | PCT/loop/CD | Osmotisk partikel | – |
| Loop-diuretika (Furosemid, Bumetanid) | TAL | Hämmar NKCC2 | Hypokalemi, hypomagnesemi, hypokalcemi, ototoxicitet |
| Tiazider | DCT | Hämmar NCC | Hypokalemi, hyperglykemi, hyperurikemi, hyperkalcemi |
| Kaliumsparande (Amilorid, Spironolakton) | DCT/CD | ENaC-/aldosteronblockad | Hyperkalemi, metabolisk acidos |
| ADH-antagonister | CD | V2-blockad | Används vid SIADH |
Glomerulära och tubulära sjukdomar
Glomerulära sjukdomar delas kliniskt i två syndrom. Vid Nefrotiskt syndrom föreligger skada på podocyter eller GBM med massiv proteinuri, hypoalbuminemi, ödem och hyperlipidemi; typexempel är Minimal change-nefropati (drabbar barn, svarar väl på kortison) och Membranös nefropati (PLA2R-antikroppar, hos äldre kopplad till malignitet). Vid Nefritiskt syndrom råder kapillärskada med hematuri, oliguri, azotemi, hypertoni och mild proteinuri; vanligast globalt är IgA-nefrit, där hematuri uppträder 1–2 dygn efter en luftvägsinfektion och mesangiala IgA-depositioner ses.
Bland övriga renala sjukdomar är Diabetesnefropati den vanligaste orsaken till dialyskrävande njursvikt i Sverige, med förtjockad GBM och nodulär eller diffus glomeruloskleros. Nefroskleros vid hypertoni ger hyalin arterioloskleros och intimafibros som leder till tubulär atrofi och glomeruloskleros. Polycystisk njursjukdom orsakas av autosomalt dominanta PKD1/PKD2-mutationer.
Urologiska sjukdomar
Njurstenar (urolitiasis) domineras av kalciumoxalatstenar (70–80 %), följt av infektions-, urinsyra- och cystinstenar, med hög recidivrisk (cirka 50 % inom 10 år). Obstruktion kan ge Hydronefros med dilatation av njurbäckenet. Bland infektionerna ger Cystit – oftast orsakad av E. coli (cirka 80 %) – lokala symtom, medan Pyelonefrit ger systemiska symtom med feber och flanksmärta.
Vad gäller tumörer utgår Njurcellscarcinom oftast från klarcellig typ (70–80 %, följt av papillär och kromofob), och den klassiska triaden hematuri–smärta–resistens ses hos endast cirka 10 %. Urotelial cancer har rökning som största riskfaktor, och invasionsdjupet är avgörande för prognosen.
Klinisk pärla
Skilj övre från nedre urinvägsinfektion kliniskt: Cystit ger lokala miktionsbesvär utan feber, medan Pyelonefrit ger feber, allmänpåverkan och flanksmärta (dunkömhet över njurloger) och kräver mer aktiv handläggning.