Exkretion und Wasserhaushalt Flashcards
Welche Vorteile/Möglichkeiten brachte der Landgang der Tiere mit sich?
- Sauerstoff besser verfügbar
- höhere Stoffwechselraten möglich, weil KT über Umgebungsniveau angehoben werden konnte
Welchen Nachteil brachte der Landgang der Tiere mit sich?
Gefahr der raschen Dehydrierung
Wodurch ist die Intrazellularflüssigkeit von der Interstitialflüssigkeit begrenzt?
durch die Zellmembran
Wodurch wird das Blutplasma von der interstitiellen Flüssigkeit getrennt?
durch Endothelzellen der Kapillarwände
Wie nimmt der Organismus Wasser auf?
Trinkwasser, Nahrung, Oxidationswasser
Wie gibt der Organismus Wasser ab?
Urin, Kot, Schwitzen, Wasserdampf in ausgeatmeter Luft
Ab welcher Osmolarität kann Wasser als Trinkwasser genutzt werden, ohne dass Wasserverlust entsteht?
die Osmolarität des aufgenommenen Wassers muss geringer sein als die maximale Osmolarität, die die Niere im Urin erzeugen kann
Welche relevante Rolle kann Oxidationswasser im Wasserhaushalt spielen?
bei Tieren, denen kein Trinkwasser zur Verfügung steht (Wüste) macht das Oxidationswasser den Großteil der Wasserzufuhr aus
Wie minimieren Insekten ihren Wasserverlust?
- Cuticula mit Epicuticula (Wachsschicht)
- Organe, die hygroskopische Flüssigkeiten sekretieren
- Wüstenbewohner haben noch spezielle andere Anpassungen
Wie ist die Cuticula aufgebaut?
mehrere Schichten aus mit Proteinen vernetzten Chitinfibrillen
Wie entsteht der Wasserverlust bei der Atmung und wie wird dieser reduziert?
Mit T-Anstieg von ca. 11°C verdoppelt sich der Wassergehalt der wasserdampfgesättigten Luft; durch die Körpertemperatur nimmt die Luft in der Lunge weiteres Wasser auf -> in der Nase wird diese ausgeatmete Luft wieder abgekühlt, um den Wasserverlust zu verringern
Was ist Anhydrobiose?
bestimmte Tiere, z.B. Bärtierchen können im extrem dehydrierten Zustand (nur noch 2% des Wassers im hydrierten Zustand) überdauern - reversibel ametaboler Zustand
Was ist Osmoregulation?
Aufrechterhalten eines gleichmäßigen osmotischen Drucks im Blutplasma
Welches Tier ist ein gutes Beispiel für einen Osmoregulator?
Garnele
Welches Tier ist ein gutes Beispiel für einen Osmokonformer?
Muschel
Wie kennzeichnet sich das osmotische Verhalten von Süßwasserfischen?
Fische sind hyperosmotisch, deshalb dringt immer Wasser ein und sie verlieren Ionen, scheiden große Mengen an hypoosmotischem Urin aus und nehmen aktiv Ionen über Kiemen und Nahrung auf
Was kennzeichnet das osmotische Verhalten von Salzwasser(knochen)fischen?
Fische sind hypoosmotisch, es dringen Ionen ein und sie verlieren Wasser, sie scheiden geringe Mengen an isoosmotischem Urin aus, scheiden aktiv Ionen über die Kiemen aus, trinken Meerwasser
Wie ist die Ausnahme des osmotischen Verhaltens bei Elasmobranchiern (Haie, Rochen)?
Umgehen osmotisches Problem der marinen Knochenfische: die anorganischen Ionen-Konzentrationen im Blut sind hypoosmotisch gegenüber Meerwasser, aber hohe Harnstoff-Konzentrationen machen Blut hyperosmotisch
Wodurch sind wandernde Fische wie die Regenbogenforelle so exzellente Osmoregulatoren?
sie können bei Wechsel zwischen Süß- und Salzwasser die Richtung des aktiven NaCl-Transports in den Kiemen umkehren (Typ und Menge der Ionen-Transporter ändern sich mit Salinität des Mediums)
Wieso können Möven Salzwasser trinken, obwohl ihr Harn hypoton ist?
sie haben ein spezielles Salz-Ausscheidungsorgan, aus dem durch aktiven Transport aus Blut eine hochkonz. NaCl-Lösung ausgeschieden wird
(auch andere marine Vögel und Reptilien)
Was sind osmoregulatorische Organe und bei welchen Tieren sind sie?
Kiemen (wasserlebende Tiere), Salzdrüsen (marine Vögel und Reptilien), Nieren
Wie regulieren die Nieren die Zusammensetzung des Blutplasmas (NICHT des Urins!)?
durch kontrolliertes Entfernen von Wasser, Salz und anderen löslichen Substanzen
Woraus ist die Niere der Säugetiere grob zusammengesetzt?
Rinde, Mark und Nierenbecken
Was ist die funktionelle Einheit der Niere?
Nephron
Woraus besteht ein Nephron?
Nierenkörperchen, daran angeschlossene Nierenkanälchen (Tubulus), umgeben von einem Netzwerk aus Blutkapillaren, Tubulus mündet in Sammelrohr
Was charakterisiert ein corticales Nephron?
sitzt nur leicht im Mark
Was charakterisiert ein juxtamdullares Nephron?
sitzt sehr viel weiter im Nierenmark
Wie verlaufen die Blutgefäße des Nephrons?
Arteriolen pumpen Blut mit hohem Druck in den Glomerulus, verzweigen sich im Glomerulus in feine Kapillaren und vereinigen sich wieder zu einer efferenten Arteriole, Kapillarnetz (Vasa recta) umspinnt den Tubulus und resorbiert Wasser, Salz und Nährstoffe aus Harn, Kapillaren münden in Nierenvene
Was passiert im Nierenkörperchen (Glomerulus und Bowmansche Kapsel)?
Ultrafiltration des Blutes, Wand der Blutgefäße ist durchlässig (gefenstertes Endothel)
Was kann durch die Wand des Endothels gedrückt werden und was nicht? Welche Schichten durchquert es?
Blutplasma kann durch Wand des Endothels gedrückt werden, aber keine Blutzellen oder Proteine, dann trifft es auf Basalmembran, die von kleinen Poren bildenden Podozyten umgeben ist
Was ist der Glomerulus?
Gefäßknäuel in Bowmanscher Kapsel
Wie wird der Primärharn gebildet?
durch Ultrafiltration, unspezifisch, alle kleinen Moleküle sind im Primärharn und werden nachher zum Teil rückresorbiert
Woraus wird die Ultrafiltrationseinheit des Glomerulus gebildet?
gefenstertes Endothel, glomuleruläre Basalmembran und Podozyten-Schlitzmembran
Epithelien: beschreibe die apikalen und basolateralen Zellmembranen!
polarisierte Zellen: vergrößerte apikale (luminale) Zellmembran durch Mikrovili, basolaterale Zellmembran grenzt an Basalmembran (extrazelluläre Matrix)
Wodurch sind die separaten apikalen und basolateralen Membran-Domänen bei Epithelien getrennt?
Tight junctions
Welche Stoffe werden im proximalen Tubus zurückgewonnen und wie?
Na/Ka/Cl-Ionen, Glucose, Aminosäuren
aktiver Na-Transport, sekundär aktiver Transport von Glucose (erleichterte Diffusion, Natriumgradient für Cotransport), parazelluläre Diffusion von Cl- entlang elektrochemischem Gradienten (durchlässiges Epithel)
Was ermöglicht die Henle-Schleife Säugern und Vögeln?
hyperosmotischen Harn
Wie hängt die Länge der Henle-Schleife mit der Urinkonzentration zusammen?
je höher konzentriert der Urin, desto länger die Henle-Schleife (Wüstenbewohner)
Erkläre das Prinzip der Gegenstrom-Multiplikation!
- H2O diffundiert im absteigenden Teil ins Interstitium, sodass luminale Osmolarität steigt
- im aufsteigendem Teil wird Na aktiv resorbiert (wasserdicht), sodass interstitielle Osmolarität erhöht und luminale Osmolarität gesenkt wird
-> langsame Durchströmung vervielfacht osmotischen Gradienten zwischen auf- und absteigendem Teil über die Länge der Schleife (Kombination von geringen osmotischen Quergradienten mit geringer Druchströmung ergibt großen osmotischen Gradienten über die Länge der Schleife)
Was passiert in den Henle-Schleifen und was passiert noch nicht?
erzeugen osmotischen Gradienten in der Interstitialflüssigkeit des Nierenmarks, noch keine Aufkonzentration des Urins
Wo passiert die Aufkonzentration des Urins und Wasserrückgewinnung?
im Sammelrohr: die Epithelwand ist wasserdurchlässig, sodass das Wasser herausdiffundiert, um ein osmotisches Gleichgewicht mit dem Gradienten zu schaffen (Konzentration nimmt immer weiter zu)
Wie wird die Wasserpermeabilität des Sammelrohrs gesteuert?
durch Antidiuretisches Hormon ADH (steuert Menge von Aquaporinen), Diurese vs. Antidiurese
Welche Substanzen werden im Tubulus sekretiert?
unerwünschte/schädliche Substanzen
Wie erfolgt die Exkretion bei Insekten?
Malphigische Gefäße: blind endend, münden im Hinterdarm, Na, K und Harnsäure werden in Tubuli transportiert, Resorption von K, Na und Wasser aus Hinterdarm
In Form welcher Substanzen können Endprodukte des Eiweiß-Stoffwechsels ausgeschieden werden?
Ammonium, Urea und Harnsäure
Was ist alles im Primärharn? Wieviel produziert ein mensch täglich?
Blutplasma mit Giftstoffen und Abfallprodukten (Harnstoff, Harnsäure, Kreatinin), aber auch Zucker und Salze, 180 L
Warum wird Stickstoff ausgeschieden?
könnte sich als giftiges Ammoniak im Blut ansammeln und wir so vermieden
Filtrationsdruck, woraus ist er aufgebaut?
Blutdruck im Glomerulus - Kapseldruck (hydrostatischer Druck in Kapsel) - Kolloid-osmotischer Druck (Glomerulus)
Wieviel Endharn werden aus 180 L Primärharn?
1,5 L
Wodurch wird die Schlitzmembran zwischen den Podozyten-Fußfortsetzen gebildet?
Transmembran-Adhäsionsproteine (Nephrine)
Tight junctions, was sind zwei Hauptaufgaben?
- seperate apikale und basolaterale Membrandomänen
2. dichten Extrazellular-Spalt zwischen Zellen ab und begrenzen den parazellulären Transport
Diurese
Erhöhung der Wasserausscheidung
Was bewirkt das Antidiuretische Hormon?
Antidiurese: es werden Aquaporine in luminales Epithel des Sammelrohrs eingebaut, sodass (normal bis mehr) aufkonzentrierter Harn gebildet wird
