background image

ال تقل أن الدنيا تعطيني ظهرها فربما أنت م

 ن

 تجلس بالعكس

.


background image

-

 تدريسي في كلية الطب

\

 جامعة ذي

قار

2

-

 طبيب

أختصاص

 االمراض الباطنية في دائرة صحة ذي قار

3

-

 دكتوراه اختصاص في وظيفة الكليتين

(

الفسلجه

الطبيه

 )

\

 جامعة الكوفة

4

-

 ماجستير اختصاص في وظيفة الكليتين

(

الفسلجه

الطبيه

)

\

\

جامعة الكوفة

5

-

 الدبلوم العالي في االمراض

الباطنيه

 وامراض الكليتين

.

\

 الجامعة المستنصرية

6

-

 بكالوريوس في الطب

والجراحه

العامه

\

 جامعة البصرة

.

7

-

 عضو

الجمعيه

االوربيه

المراض

 وزرع الكلى

\

 ايطاليا

8

-

 بكالوريوس في القانون  وماجستير مهني في العالقات الدبلوماسية

(

اختصاص دقيق في اتكيت ر

 ئيس الدولة

 ووزير الخارجية

.

9

-

  مستشار في حل المنازعات والتحكيم الدولي

\

 جمهورية مصر

العربيه

 وعضو االتحاد

االفرواسيوي

ل

 لقانون

 الدولي وتسوية المنازعات

.

 رقم العضوية

572

10

-

 مدرب معتمد في البورد األمريكي

_

   الكندي والبورد االلماني وخبير معتمد

للتنميةالبشرية

ID762AII

و

CT5547

11

-

 ميسر معتمد في أدب الحوار من قبل وزارة الصحة العراقية رقم الكتاب

279

 في

27

\

12

\

2018

12

-

 محاضر حول التخطيط

األستراتيجي

واألداره

العامه

.

13

-

 مدير مستشفى الحبوبي التعليمي  في ذي قار  عام

2005

14

 مدير قسم الكلية الصناعية  في مستشفى الحسين التعليمي في ذي قار

2006

-

2009

15

   نقيب اطباء محافظة ذي قار

.

16

 نائب رئيس جمعية اطباء محافظة ذي قار وهي جمعية مسجلة في وزارة التعليم العالي

17

-

 رئيس جمعية نقابة االطباء المجانية لمعا لجة المرضى المتعففين

18

-

كاتب قصصي للقصص القصيرة ذات المعرفة الطبية ومن مؤلفاتي مجموعة قصصية بعنوان طرا

 ئف العيادة

19

-

 عدد من المحاضرات في الصحة االلكترونية واهميتها في تحسين صحة المجتمع


background image

Physiological anatomy  of urinary system

*The urinary system consists of two kidneys, two ureters, the bladder 
and a single urethra. The paired kidneys are bean-shaped retroperitoneal 
organs, each about 12-cm long and located on the posterior abdominal 
wall. Each kidney of the adult human weighs about 150 grams and is 
about the size of a clenched fist.

*The medial side of each kidney contains an indented region called 
the hilum through which pass the renal artery and vein, lymphatics, 
nerve supply, and ureter. Each kidney is surrounded by a tough, 
fibrous capsule that protects its delicate inner structures. The 
kidneys extending approximately from the last thoracic vertebrae (T

12

) to third lumbar vertebrae (L

3

) , receiving some protection from the 

lower part of the rib cage. The right  kidneys is slightly lower than the 
left one. 


background image

background image

Structure of the Kidneys

*In cross section the kidney had an outer area called the  cortex and 

the inner region the medulla. The medulla is divided into multiple 
cone-shaped masses of tissue called renal pyramids. The base of 
pyramid directed to ward the cortex and the tip of pyramid( papilla) 
projects into the funnel-shaped minor calyces  of renal pelvis,. 

*The minor calyces  combine to form major calyces, which  in turn 
combine with each other to form the renal pelvis which represent 
the upper dilated end of the ureter. The walls of the calyces, pelvis, 
and ureter contain contractile elements that propel the urine toward 
the bladder.


background image

background image

Functions of the Kidneys

1. They eliminate the waste products of metabolism, including urea 

(the main nitrogen-containing end-product of protein 
metabolism in humans), uric acid (an end-product of purine 
metabolism), and creatinine (an end-product of muscle 
metabolism) bilirubin, toxins and other foreign substances. 

2. Regulation of water and electrolyte balances.

3. Regulation of arterial pressure; the kidneys play a dominant role 
in long-term regulation of arterial pressure by excreting variable 
amounts of sodium and water. The kidneys also contribute to short-
term arterial pressure regulation by
secreting vasoactive factors or substances, such as renin, that lead to 
the formation of vasoactive products (e.g., angiotensin II). 


background image

4. Regulation of acid-base balance. The kidneys contribute to acid-base 
regulation, along with the lungs and body fluid buffers, by excreting acids and 
by regulating the body fluid buffer stores.

5. Regulation of Erythrocyte Production. 

6. Regulation of 1,25-Dihydroxyvitamin D

3

Production. 

7. Gluconeogenesis 

8. They degrade several polypeptide hormones, including insulin, glucagon, and 
parathyroid hormone.


background image

ENDOCRINE FUNCTIONS OF THE KIDNEY

The kidney is a target organ for several hormones, including 
antidiuretic hormone (ADH), angiotensin II, aldosterone, atrial 
natriuretic peptide (ANP), and parathyroid hormone (PTH). The 
kidney is also an endocrine organ that secretes renin, 
erythropoietin (EPO), and the active form of vitamin D3, 1,25-
dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2 vitamin D):

1.RENIN SECRETION

Renin is an enzyme released by the juxtaglomerular apparatus of 
the kidney in response to a decrease in effective circulating blood 
volume.  Renin is released from the juxtaglomerular cells lining 
the afferent arterioles, which respond to reduced renal perfusion, 
and initiates a cascade of events that result in the production of 
the hormones angiotensin II and aldosterone. The renin-
angiotensin-aldosterone system is the most important endocrine 
axis in control of the extracellular fluid volume. 


background image

2. Erythropoietin (EPO) secretion.

EPO is a glycoprotein hormone produced by fibroblasts in the renal interstitium. 
EPO is released in response to low renal interstitial PO2. It stimulates red blood 
cell formation in the bone marrow to restore the O2- carrying capacity of blood. 

About 80% of plasma EPO is produced in the kidney and the remainder is secreted 
by the liver. The mechanism coupling low PO2 to EPO secretion involves increased 
local production of prostaglandins. Patients with renal failure do not secrete 
sufficient amounts of EPO and, therefore, they usually develop anemia. Clinically, 
the main uses of EPO are related to treating anemia associated chronic renal 
failure or to cancer 
Chemotherapy

*However, EPO has also gained notoriety in the lay press as a “blood-doping” 
agent that is used illegally by endurance athletes. In healthy individuals, injection 
of EPO will lead to supraphysiologic levels of red blood cells (increased 
hematocrit) and consequently an increase in O2-carrying capacity, a result that 
boosts aerobic output in athletes during competition


background image

Figure 4: Negative feedback regulation of blood-O2 content via

erythropoietin (EPO) secretion


background image

3.ACTIVATION OF VITAMIN D

Vitamin D is a steroid derived from precursors that are either ingested or 
produced by the action of ultraviolet light on the skin. The active form of 
vitamin D is 1,25-dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2 vitamin D). The 
liver produces 25-hydroxycholecalciferol (25-OH vitamin D), which is 
converted to 1,25-(OH)2 vitamin D in the kidney under the control of 
parathyroid hormone. Vitamin D3 promotes Ca2+ conservation in the 
body by increasing intestinal Ca2+ absorption and also by reducing 
urinary Ca2+ loss.


background image

Figure 5: Renal activation of vitamin D.


background image

Manifestations of chronic renal failure plague many of the body’s systems, 
including bone. Osteitis fibrosa cystica (renal osteodystrophy) is the classic 
bone disease related to chronic renal failure. The pathophysiologic cascade 
begins in the kidneys and ends in the bones:

1. As the kidneys fail, so does the function of 1α-hydroxylase, the enzyme 

that converts inactive 25-OH vitamin D to active 1,25-OH vitamin D, 
resulting in vitamin D deficiency.

2. Vitamin D deficiency results in low serum Ca2+ due to impaired dietary 
absorption.


background image

3. Low serum Ca2+ stimulates the parathyroid glands to 
increase PTH production (secondary hyperparathyroidism) .

4. PTH acts on bone to cause a high rate of bone turnover, 
which releases Ca2+ back into the serum. The end result of this 
cascade is that near normal plasma Ca2+ concentration is 
maintained at the expense of chronic bone resorption resulting 
from hyperparathyroidism.

* Osteitis fibrosa cystica is a condition characterized by fibrous 
replacement of the marrow and cystic trabecular bone, which 
renders the bones fragile and, therefore, increases the risk of 
fracture.


background image

The Nephron

The functional units of the kidney are nephrons. Each kidney contains 
approximately 1 million nephrons. Each nephron consists of: 

I. The renal corpuscle 

consists of a compact tuft of interconnected 

capillary loops, the glomerulus or glomerular capillaries, surrounded by 
a balloon-like hollow capsule( Bowman's capsule). Blood is ultrafiltered
across the glomerular capillaries into Bowman's space, which is the first 
step in urine formation.

II. Renal tubule

; a long tubule in which the filtered fluid is converted 

into urine on its way to the pelvis of the kidney , the renal tubule 
consist of:

1. the proximal tubule which lies in  renal cortex. It  drains Bowman's 
capsule, and consists of a coiled segment—the proximal convoluted 
tubule—followed by a straight segment—the proximal straight tubule—
which descends toward the medulla.


background image

2.the loop of Henle,  

it start at the end of proximal tubule and dips into the 

renal medulla to varying depths. Each loop consists of a descending and an 
ascending limb. The walls of the descending limb and the lower end of the 
ascending limb are very thin and therefore are called the thin segment of the 
loop of Henle. After the ascending limb of the loop has returned partway 
back to the cortex, its wall becomes much thicker, forming the thick segment 
of the ascending limb.

3. the distal convoluted tubule

, the thick ascending limb rises back into the 

cortex to form  the distal tubule that passes directly between the afferent and 
efferent arterioles, as they enter and exit that renal corpuscle at its vascular 
pole. There are special type of cells at the junction of the thick ascending 
limb and the distal tubule known as the macula densa. 


background image

4.the cortical collecting tubule, 

which lead to the cortical collecting duct. 

Several nephrons drain into a cortical collecting duct.The cortical collecting 
ducts join to form a single larger collecting duct that runs downward into the 
medulla and becomes the medullary collecting duct. 

5.The medullary collecting duct; 

the medullary collecting duct passes  

through outer medulla  then through the inner medulla. In the inner medulla, 
the inner medullary collecting ducts unite to form large papillary ducts, that 
eventually empty into the renal pelvis through the tips of the renal papillae. In 

each kidney, there are about 250 of the very large collecting ducts

(Bellini 

duct), 

each of which collects urine from about 4000 nephrons.


background image

Figure 6:The nephron

.


background image

Cortical and juxtamedullary nephrons
Two groups of nephrons are distinguished, based on the 
location of their glomeruli in the cortex: cortical, and 
juxtamedullary nephronsThe superficial cortical 
nephrons have their glomeruli in the outer 
cortex  Cortical nephrons represent 85% of the nephrons 
in the kidneys. These nephrons have relatively short loops 
of Henle, which descend only into the outer medulla. The 
juxtamedullary nephrons have their glomeruli near the 
corticomedullary border. The glomeruli of the 
juxtamedullary nephrons are larger than those of the 
superficial cortical nephrons and, accordingly, have 
higher glomerular filtration rates


background image

The juxtamedullary nephrons are characterized by 
long loops of Henle that descend deep into the 
inner medulla and papilla and are essential for the 
concentration of urine. The peritubular capillary of 
the juxtamedullary nephrons called vasa recta.


background image

The  juxtaglomerular apparatus (JGA),

located  at the junction of thick ascending limb of the loop of Henle and distal 
tubule,where they  touches the vascular pole of the glomerulus ( against the 
afferent arteriole and the efferent arteriole). The  juxtaglomerular apparatus 
(JGA) comprised of 
The macula densa (dense spot) consists of densely crowded tubular epithelial 
cells on the side of the thick ascending limb that faces the glomerular tuft; 
these cells monitor the composition of the fluid in the tubule lumen at this 
point. 
The extraglomerular mesangial cells are continuous with mesangial cells of the 
glomerulus; they may transmit information from macula densa cells to the 
granular cells. 
The granular cells are modified vascular  smooth muscle cells with an 
epithelioid appearance, located mainly in the afferent arterioles close to the 
These cells synthesize and release renin, a proteolytic enzyme that results in 
angiotensin glomerulus. 


background image

juxtaglomerular apparatus


background image

Renal Blood Supply
Blood flow to the two kidneys is normally about 22 % of the cardiac output, or 
1100 ml/min. The renal arteries issue at right angles from the abdominal aorta; 
because the aorta lies to the left of the midline, the right renal artery is longer 
than the left. As it approaches a kidney, each renal artery divides into five 
segmental arteries. Within the renal sinus, each segmental artery branches 
further to form several interlobar arteries.  At the medulla-cortex junction, the 
interlobar arteries branch into the arcuate arteries that arch over the bases of 
the medullary pyramids, arcuate arteries. Small interlobular arteries(also called 
radial arteries) radiate from the arcuate arteries and project into the renal 
cortex. Microscopic afferent glomerular arterioles arise from branches of the 
interlobular  arteries  which lead to the glomerular capillaries. The distal ends 
of the capillaries of each glomerulus coalesce to form the efferent arteriole, 
which leads to a second capillary network, the peritubular capillaries, that 
surrounds the renal tubules. 


background image

The renal circulation has two capillary beds, the glomerular and 
peritubular capillaries, the hydrostatic pressure in the glomerular 
capillaries  is high (about 60 mm Hg) to enhance fluid filtration, on 
the other hand the  hydrostatic pressure in the peritubular capillaries 
is low  (about 13 mm Hg)  to permits rapid fluid reabsorption. The 
peritubular capillaries empty into the vessels of the venous 
system, which run parallel to the arteriolar vessels and 
progressively form the interlobular vein, arcuate vein, interlobar
vein, and renal vein, which leaves the kidney beside the renal 
artery and ureter. The renal cortex, receives more than 95% of the 
kidney's blood flow. Blood flow in the renal medulla accounts for 
less than 5% of the total renal blood flow. The high blood flow to 
the kidneys is necessary for a high GFR and is not due to 
excessive metabolic demands.


background image

background image

Blood flows from high pressure to low pressure ,two 
factors determine blood flow, pressure gradient  and 
resistance:
Flow (Q) = pressure gradient / resistance (R) 
Accordingly two factors can decrease blood flow 
Decreasing the pressure gradient .
Increasing resistance .


background image

When an arteriole vasoconstricts (resistance increases),  2 
changes to consider:
• Flow across the entire circuit decreases
• Pressure increases before  the point of 
resistance(upstream) and pressure decreases after the 
point of resistance(downstream).

When an arteriole vasodilate (resistance decreases),  2 
changes to consider:
• Flow across the entire circuit increases
• Pressure decreases before  the point of  
dilation(upstream) and pressure increases after the point 
of dilation (downstream

).


background image

Table -1. Consequences of constrictions or dilations of the afferent and efferent 

arterioles


background image

background image

Glomerular Filtration
Urine formation begins with glomerular filtration, the bulk flow of 
fluid from the glomerular capillaries into Bowman's capsule. The 
glomerular filtrate (ie, the fluid within Bowman's capsule) is very 
much like blood plasma. However, plasma proteins, blood cells and 
protein binding substance like fatty acid  are virtually excluded from 
moving through the filtration barrier. The filtrate contains most 
inorganic ions and low-molecular-weight organic solutes in virtually 
the same concentrations as in the plasma. Substances that are 
present in the filtrate at the same concentration as found in the 
plasma are said to be freely filtered. 


background image

As glomeular filtrate leaves Bowman's capsule and passes 
through the  renal tubules, its composition is  modified by 
reabsorption of water and specific solutes back into the 
blood or by secretion of other substances from the 
peritubular capillaries into the tubules. The volume of filtrate 
formed per unit time is known as the glomerular filtration 
rate (GFR). In a normal young adult male, the GFR is an 
incredible 180 L/day (125 mL/min). When we recall that the 
average total volume of plasma in humans is approximately 3 
L, it follows that the entire plasma volume is filtered by the 
kidneys some 60 times a day. The opportunity to filter such 
huge volumes of plasma enables the kidneys to excrete large 
quantities of waste products and to  regulate the constituents 
of the internal environment very precisely. 


background image

Glomerular Capillary Membrane
The filtered substances must pass from blood into bowman capsule through  
glomerular membraneThe total area of glomerular capillary endothelium 
across which filtration occurs in humans is about 0.8 m

2

. The glomerular 

capillary membrane has had  three  major layers:
1.The endothelial cells of the capillaries, is perforated by many large 
fenestrae ("windows"), like a slice of Swiss cheese. and rich with fixed 
negative charges .   
2.The basement membrane: The thickness of the basement membrane 
about 50 nm, it consist of glycoproteins and proteoglycans. The 
proteoglycans have a net negative charge. In minimal change nephropathy  
the negative charges on the basement membrane are lost , as a result 
proteins, especially albumin, are filtered and appear in the urine, a condition 
known as proteinuria or albuminuria.


background image

3.The epithelial cells ( podocytes); the podocytes have an unusual 
octopus-like structure called pedicels (or foot processes), extend from 
each arm of the podocyte and are embedded in the basement 
membrane. Pedicels from adjacent podocytes interdigitate forming 
slits through which the filtrate enter Bowman's space. Podocyte
membranes also have a high density of negative charge .
The glomerulus also contain mesangial cells which are interstitial cells 
,they act as phagocytes and remove trapped material from the 
basement membrane. They also contain myofilaments and can 
contract .Contraction of the mesangial cells could augment the 
resistance of the arterioles and possibly change the number of open 
capillary loops in the glomerular tuft.


background image

The glomerular membrane.


background image

.Size, shape, and electrical charge affect the filterability of 
molecules
The glomerular capillary membrane is thicker than most other 
capillaries, but it is also much more porous and therefore filters fluid at 
a high rate. The filtration rate, of any substance depend on:
1.Molecular size; Functionally, the glomerular membrane permits the 
free passage of neutral substances up to 4 nm in diameter and almost 
totally excludes those with diameters greater than 8 nm. Most plasma 
proteins are large molecules, so they are not appreciably filtered.
2.Electrical charge, glomerular endothelial cells, podocytes, and the 
basement membrane all have a negatively charge. They impede the 
passage of negatively charged molecules by electrostatic repulsion and 
favor the passage of positively charged molecules by electrostatic 
attraction.


background image

Filtration fraction(FF)
The  fraction  of  the  renal  plasma  flow  that  is  filtered  (the 
filtration  fraction)  averages  about  0.2;  this  means  that  about 
20 per cent of the plasma flowing through the kidney is filtered 
through  the  glomerular  capillaries.  The  filtration  fraction  is 
calculated as follows:


background image

Determinants of the GFR
The pressures that drive fluid movement across the glomerular 
capillary wall are the Starling forces(pressures). There are four 
Starling pressures: two hydrostatic pressures (one in glomerular  
capillary and called Glomerular hydrostatic pressure PG and one 
in Bowman’s capsul called th Bowman’s capsule hydrostatic 
pressure PB) and two colloid osmotic pressures (one in 
glomerular  capillary and called Glomerular capillary colloid 
osmotic pressure πG and one in Bowman's space and called 
Bowman’s capsule colloid osmotic pressure πB). According to the 
Starling equation  the GFR is the product of Filtration coefficient 
(K

f

) and the net ultrafiltration pressure. The net filtration 

pressure, is the algebraic sum of the four Starling pressures as in 
the following equation:


background image

The net filtration Forces Favoring Filtration - Forces Opposing 
Filtration
Forces Favoring Filtration (mm Hg)
Glomerular hydrostatic pressure 60
Bowman’s capsule colloid osmotic pressure 0
Forces Opposing Filtration (mm Hg)
Bowman’s capsule hydrostatic pressure 18
Glomerular capillary colloid osmotic pressure 32
Thus the net filtration = [(60 + 0-(18+32)] = 10 mmHg.

According to the Starling equation  
GFR =Kf x 10
where GFR is the Glomerular filtration rate (mL/min), K

f

is Filtration 

coefficient (mL/min . mm Hg) , P

G

is Hydrostatic pressure in glomerular 

capillary (mm Hg) , P

B

is Hydrostatic pressure in Bowman's space (mm 

Hg),  π

G

is colloid osmotic pressure in glomerular capillary (mm Hg) 

and π

B

is colloid osmotic pressure in Bowman's space.


background image

The forces causing filtration by the glomerular capillaries.


background image

For glomerular capillaries, the net ultrafiltration pressure is 10 
mmHg  in favors of filtration, so that the direction of fluid 
movement is always out of the capillaries. The greater the net 
pressure, the higher the rate of glomerular filtration.


background image

Filtration coefficient(K

f

)

The  K

f

is  the  water  permeability  or  hydraulic  conductance  of  the 

glomerular capillary wall. The two factors that contribute to  K

f

are the 

water permeability of glomerular capillary  per unit of surface area time 
the  total  surface  area  of  the  glomerular  capillary.  K

f

is  calculated  from 

GFR  and  the  net  filtration  pressure  ,  normally  the  GFR  is  about  125 
ml/min and the net filtration pressure is 10 mm Hg, 
K

f

= GFR/ net filtration pressure

Kf = 125/10 =12.5 ml/min/mm Hg 


background image

The  normal  K

f

is  calculated  to  be  about  12.5 

ml/min/mm Hg of filtration pressure for both kidneys. 
When K

f

is expressed per 100 grams of kidney weight, 

it  averages  about  4.2  ml/min/mm  Hg.  The  of  Kf of 
renal capillary glomeruli  is about 400 times as high as 
the K

f

of most other capillary systems of the body; the 

average  K

f

of  many  other  tissues  in  the  body  is  only 

about 0.01 ml/min/mm Hg per 100 grams. This high K

f

for 

the 

glomerular 

capillaries 

contributes 

tremendously to their rapid rate of fluid filtration.


background image

Factors that decrease GFR
1.decreased K

f

lead to decrease GFR,  as in  uncontrolled 

hypertension and diabetes mellitus which results in increasing 
the thickness of the glomerular capillary basement membrane 
and, eventually, by damaging the capillaries
2. Increased bowman's capsule hydrostatic pressure decreases 
GFR. This  can be produced by obstructing urine flow (e.g., 
ureteral stone )
3. Increased glomerular capillary colloid osmotic pressure 
decreases GFR.
4. constriction of the afferent arteriole, in which afferent 
arteriolar resistance increases. This will lead to  decreases  
glomerular Hydrostatic Pressure  and also decreases GFR


background image

decrease GFR due to constriction of the afferent arteriole


background image

Factors that increase GFR
The main factors that can increase GFR are
1. Increased glomerular capillary hydrostatic pressure 
increases GFR
as in case of increase arterial pressure, or increase efferent 
arteriolar resistance.
2. decreases in plasma protein concentration (e.g., 
nephrotic syndrome, in which large amounts of protein are 
lost in urine) produce decreases in glomerular capillary 
colloid osmotic pressure (π

GC

), which increase both net 

ultrafiltration pressure and GFR.


background image

increase GFR due to constriction of the efferent arteriole




رفعت المحاضرة من قبل: Haider Abdullah
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 71 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل