Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Miten munuainen toimii?
Munuaisen toiminnallinen yksikkö on nefroni, joita kummassakin munuaisessa on noin miljoona. Munuaiskeräsissä verestä suodattuu vuorokaudessa noin 180 litraa esivirtsaa, josta munuaistiehyissä otetaan takaisin vesi, glukoosi, aminohapot ja tarvittavat ionit. Virtsaksi jää noin 1,5 litraa, jossa on kuona-aineita, kuten ureaa, ja ylimääräisiä suoloja.
Suodatus tapahtuu munuaiskeräsen hiussuonista Bowmanin koteloon. Verenpaine puristaa nesteen suodattimen läpi. Pienet molekyylit, kuten vesi, suolat, glukoosi ja urea, pääsevät läpi, mutta verisolut ja useimmat plasman proteiinit eivät.
Proksimaalinen tiehyt ottaa takaisin noin kaksi kolmasosaa vedestä ja natriumista sekä käytännössä kaiken glukoosin ja aminohapot. Henlen linko luo munuaisen ytimeen väkevän ympäristön vastavirtaperiaatteella. Distaalisessa tiehyessä ja kokoojaputkessa hormonit säätävät lopullista suola- ja vesimäärää.
Glukoosin takaisinotolla on yläraja. Kun verensokeri ylittää munuaiskynnyksen, noin 10 mmol/l, kaikki glukoosi ei enää palaa vereen, ja sitä erittyy virtsaan. Glukoosi vetää mukanaan vettä, minkä vuoksi hoitamaton diabetes lisää virtsan määrää ja janoa.
Esimerkki
Munuaiskeräset suodattavat 125 ml plasmaa minuutissa, ja virtsaa erittyy vuorokaudessa 1,5 l. Kuinka paljon suodosta muodostuu vuorokaudessa ja kuinka suuri osa siitä otetaan takaisin?
- Vuorokaudessa on 24 · 60 = 1 440 minuuttia.
- Suodosta muodostuu 125 ml/min · 1 440 min = 180 000 ml eli 180 l.
- Takaisin otetaan 180 l − 1,5 l = 178,5 l.
- Osuus on 178,5 / 180 ≈ 0,992 eli noin 99,2 %.
Tyypillinen virhe
Munuainen ei suodata verestä pelkkiä kuona-aineita. Se suodattaa lähes kaiken pienimolekyylisen ja palauttaa tarvittavan. Tämä kaksivaiheisuus mahdollistaa sen, että jokaisen aineen määrää voidaan säätää erikseen.
Valintakokeessa B
Eritys ja homeostaasi kuuluvat lukion biologiaan. Valintakoe B arvioi matemaattis-loogista päättelyä, joten suodos- ja takaisinottomäärien laskut sekä yhden aineen seuraaminen nefronin läpi kannattaa harjoitella.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 9: Ruoansulatus, eritys ja homeostaasi. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Miksi diabeetikon virtsassa voi olla sokeria?
Glukoosia takaisin ottavia kuljettimia on rajallinen määrä. Kun verensokeri nousee yli munuaiskynnyksen, noin 10 mmol/l, suodattuvaa glukoosia on enemmän kuin kuljettimet ehtivät palauttaa. Ylimäärä erittyy virtsaan ja vie mukanaan vettä, mikä lisää virtsan määrää.
Mitä virtsa sisältää?
Virtsa on pääosin vettä. Siihen on liuennut ureaa, joka on proteiinien typpiaineenvaihdunnan jäte, sekä kreatiniinia, virtsahappoa ja ylimääräisiä suoloja, kuten natriumia ja kaliumia. Terveen ihmisen virtsassa ei juuri ole glukoosia eikä proteiineja, koska ne joko palautetaan tai eivät suodatu.