Brecht VL 6- Niere Flashcards
Die Säugerniere
besteht aus zwei Zonen (beidseitig unterhalb des Brustkorbs)
- Nierenrinde (Cortex renalis)
- Nierenmark (Medulla renalis)
–> Urin wird im Nierenkelch gesammelt wandert in die Harnblase, von wo er über die Harnröhre abgegeben wird.
Aufbau von Nephronen
- Glomerus
- Proximaler Tubulus
- Henleschleife (nur bei Vögel u. Säuger)
- Distaler Tubulus
- Sammelrohr
Ausdehnung der Regionen variiert innerhalb der einzelnen Vertebratentaxa.
Die versch. Regionen sind entweder auf Absorbtion oder auf Sekretion spezialisiert.
Nephron der Säugerniere
-
Nephron = funktionelle Einheit der Niere
1. Corticale Nephronen - vorwiegend in der äußeren Rindenzone
2. Juxtamedulläre Nephronen - vorwiegend in der inneren Markzone (Medulla) - Bowman-Kapsel nimmt Ultrafiltrat aus Blut auf → proximalen Tubulus und Helnsche Schleife → distalen Tubulus → Sammelrohr.
- afferente Ateriole: leitet zu filtrierendes Blut in Bowman-Kapsel (=zentrale Filtrationselement)
- effernet Ateriole: windet sich um proximalen und distalen Tubulus, begleitet Ultrafiltrat ins Nierenmark.
Was ist der effektive Filtrationsdruck?
effektiver Filtrationsdruck = Blutdruck - Kapseldruck - kolloidosmotischerdruck
(Kapseldruck ist der Gegendruck des Blutdrucks)
Die Filtrationsleistung liegt bei 180 Liter/Tag (dafür muss Druck in Bowman-Kapsle gleich bleiben). Und wird durch den effektiven Filtrationsdruck von ca. 10 mm hg verursacht!
Ultrafiltartion
- Ultrafiltartion: selektiert lediglich nach Größe und Form, dabei werden benötigte Stoffe zurückresorbiert und gelangen gleich wieder in Blut. (Unbekannte, schädliche Stoffe werden entfernt)
- Filtrationsleitung: 180 Liter / Tag
- Stoffe werden von spezifischen Zellen mit spezifischen Transporter für spezifische Stoffe im Bereich der proximalen und distalen Tubuli sowie Helnsche Schleife sezerniert oder rückresorbiert.
Reabsorption im distalen und proximalen Tubulus
Verschiedene Transporter reabsorbieren Solute aus Nephron.
Proximale und distaler Tubulus sind auf die Rückresorption von Stoffen spezialisiert.
- Proximaler Tubulus: Symporter
Na+-Gradient wird aufgebaut um Glucose zurück zuholen - Distaler Tubulus: Andere Transporter , weniger
z.B Na+-Cl–Cotransporter : Na+ gelangt durch ein Kanal in Zelle und Cl- folgt dem Na+.
Skizziere Reabsorption
- Abhängig von Aktivität und maximalen Kapzität der Transporter
- Stoffe gelangen durch glomuläre Filtration ind die Tubulusflüssigkeit
- ist der Stoff im Plamsa (und Tubuliflüssigkeit) gerin konzentriert , kann er komplett absorbiert werden
- steigt die Konzentration oder die Filtartionsrate an, kann nicht alles rückresorbiert werden und die Konz. des Stoffes im Urin steigt.
- Rückresorption findet ungleichmäßig in distalen Tubulus, Helnsche Schleife und proximalen Tubulus statt
Abbildung:
- wenn Reabsorption nicht mehr ansteigt, sind alle Transporter und ausgelatet.
- Diabetiker haben hohen Glucosegehalt im Blut, das Symporter schneller ausgelastet
Osmotischer Gradient der interstitiellen Flüssigkeit des Nierenmarks
- Die Helnsche Schleife durchquert in der Medulla einen osmotsichen Gradient
- Osmolarität ist nahe der Grenze zum Cortex klein und nimmt tiefer ins Mark hinein zu.
- hohe Osmolarität ist auf große Anzahl von Transportern für Na+, K+ und Cl- im englumenigen aufsteigenden Ast der Helnsche Shcleife und dessen Impermeabilität für H2O zurückzuführen.
- Durch Gegenstromprinzip kann dem absteigenden Ast H2O entzogen werden.
Allgemeines Funktionsprinzip: Eigensicherheit
- Aufgrund der unspezifischen Abgabe von Exkretionsprodukten über Ultrafiltrat –> Große Menge an Primärharn
- Selektive, aktive Rückresorption wichtiger Stoffe aus dem Ultrafiltrat mit passivem Nachströmen von Wasser
- Abgabe der Exkretionsprodukte mit Endharn
- Zur Einstellung des osmotsichen Gleichgewichts erfolgt Wasserrückresorption
- *Vorteil:** Effektive Abgabe von unbekannten und evtl. schädlichen Stoffen
- *Nachteil:** Teuer im Betrieb durch aktive (energieaufwendige) Rückresoption von Stoffen
Warum liegt die Osmolarität in den Körperflüssigkeiten bei fast allen wasser- und landlebenden Wirbeltieren im Bereich von ~300 mOsmol /l ?
- Reaktionspartner auf zellulärer Ebende müssen eine bestimmte Konzentration aufweisen, so dass die Reaktionen rasch ablaufen können.
- Konzentration darf nicht zu hoch sein, sonst können reaktionspartner unlöslich werden oder Salze ausfallen
- Ionen, die schwerlösliche Salze bild, sind oft nur in sehr geringen Konzentrationen vorhanden
→ Wichtige Funktion der Niere : Regulation der Osmolarität, Entgiftung
Was passiert wenn sich der Blutdruck in der Bowman-Kapsel um 10 mm Hg erhöht?
- GFR stiege drastisch an: um zusätzliche 180 Liter/Tag pro 10 mm Hg
- Wasser könnte nicht von Blut resorbiert werden
- Osmolarität des Bluts steigt drastisch an
- Vollständige Rückresorption wichtiger Stoffe wäre nicht gewährleistet
Was passiert wenn der Blutdruck ansteigt? (Bezogen auf Filtartionsrate)
- Die Filtrationsrate nimmt stark zu!
- Glomeruli könnte verstopfen
- Die Aufnhamerate der Ionen ist limitiert
- wichtige Stoffe könnten nicht mehr reabsorbiert werden.
Wie kann die Osmolarität des Bluts konstant gehalten werden?
(Mehrere Möglichkeiten) ??
-
Autoregulation 1 :
Regulation der Filtrationsrate über die Glomeruli, Konstanthalten der GFR -
Autoregulation 2:
Regulation über die Reabsorption von Ionen aus dem Tubulusfiltart und passivem Nachstrom von H2O -
Autoregulation 3:
Regulation über die Einstellung der Permeabilität für Wasser im Sammelrohr
Autoregulation 1 bzw. Bayliss-Effekt
Der Bayliss-Effekt ist ein physiologischer Mechanismus zur Aufrechterhaltung einer konstanten Organdurchblutung bei wechselnden Blutdruckwerten.
- Erhöhung des Gefäßwiederstands in den afferenten Ateriolen durch Kontraktion des Gefäßmuskulatur
- Effekt = konstante Perfusionsrate (Perfusionsrate wird über einen sehr großen systematischen Blutdruckbereich konstant gehalten)
- Druckrezeption erfolgt über Barorezeptoren in den afferenten und efferenten Gefäßen
Regelbereich umfasst 100 mm Hg
Warum ist eine zunehmende NaCl-Konzentration im distalen tubulus ein sinnvoller Messparameter zu Bestimmung der GFR?
(Thurau-Hypothese)
- erhöhter Blutdruck –> erhöhte Perfusion
- erhöhte Perfusion –> erhöhte GFR
- erhöhte GFR –> erhöhte [NaCl]
- erhöhte [NaCl] –> Messung über die macula densa
- Vasokonstriktion über Mesagium Zellen –> Konstruktion der afferenten Ateriolen
- geringe Perfusion –> erniedrigte [NaCl] im Filtrat
→ Die [NaCl] im distalen Tubulus ist ein Maß für die GFR
Autoregulation 2 - Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)
Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) ist Teil eines Regelkreises, der den Blutdruck und den Wasser-Elektrolyt-Haushalt reguliert. Das RAAS sorgt für ein dynamisches Gleichgewicht, um die Funktionstüchtigkeit unseres Kreislaufsystems aufrechtzuerhalten.
Zellen der Macula densa im juxtaglomerulären Apparat messen die NaCl-Konzentartion im distalen Tubulus
Angiotensin II:
- sehr aktiv und löst in den Blutgefäßen eine Vasokonstruktion aus: Blutdruck steigt
- wirkt auch vasokonstriktorisch auf die afferenten (bei erhöhter GFR und auf efferente (bei niedriger GFR) Nierengefäße
- stimuliert die Freisetzung von Aldosteron aus den Nebenniere
- Inhibiert die Abgabe von Renin (negative Rückkopllung)
Aldosteron:
- stimuliert die aktive Na-Resoption in den proximalen Tubuli.
- hemmt somit die Salzausscheidung und führt (über passiven Wassernachstrom ins Blut) zur Erhöhung des Blutvolumens
Autoregulation 3 - Angiotensin-ADH-System
Angiotensin II:
- fördert das Durstgefühl und den Salzhunger und führt so über das Trinkverhalten zu einer Zunahme des Blutvolumens
- stimuliert die Freisetzung des antidiuretischen Hormons ADH (auch Vesopressin genannt), eines Peptidhormons aus Neurohypophyse
- ADS sorgt für höhere H2O Absorption im Sammelkanal
Welche Funktionen erfüllt die Niere?
- Osmoregulation über die Abgabe von H2O
- Ionenregulatiob (Na,K,Ca,Mg, Phosphat, Hydrogencarbonat)
- Hormonbildung (renin, erythropoetin, Vitamin D)
- lang-, mittel-, kurzfristige Blutdruckregulation
- Ausscheidung “harnpflichtiger” Substanzen
- Säure-Basen-Regulation (über H+ und HCO3-)
Warum sind Hormone wichtig und welchen Anforderungen müssen sie entsprechen?
Hormone sind wichtig für den Transport von Siganlen oder Informationen, wenn keine direkte Verbindung von zellen besteht.
Anforderungen:
- Produktionsort und Wirkort sind verschieden
- sehr selektiv (Schlüssel-Schloss-Prinzip)
- klein, einfach und kostengünstig herstellbar
- Nutzung vorhandene Transportwege (meistens Blut aber auch Pflanzen haben Hormone)
- schon in geringer Konzentration wirksam (oft über Verstärkungsmechanismus)
- einfach abbaubar, eventuell recyclbar
- begrenzte Lebensdauer
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Regulation der Hormonproduktion
Neurosekretorische Drüsen im Hypothalamus sezernieren Neurohormone, die in der Hypophyse wirken.
Produktion von Peptidhormonen aus Aminosäuren
Peptidhormone sind einfach herzustellen. Sie werden in Vesikel verpackt und an die extrazelluläre Flüssigkeit abgegeben. Oft kommt es noch einer Umwandlung der inaktiven in die aktive Form
Selektivität von Hormonrezeptoren
