Tubuläre Transportprozesse Flashcards
Welche Tubulusabschnitte gehören zu, proximalen Nephron? Was ist dessen Funktion?
- proximaler Tubulus
- Massenresorption zurück ins Blut
Was wird im proximalen Nephron resorbiert?
- Glucose, AS und Phosphat: 100 %
- Bicarbonat: 95 %
- Harnsäure: 90 %
- NaCl, Wasser, Kalium, Calcium: 65 %
- Magnesium: 15 %
Was ist die Aufgabe der Henle-Schleife? Welche Tubulusabschnitte gehören dazu?
- Pars recta des proximalen Tubulus, Intermediärtubulus, Pars recta des distalen Tubulus
- Harnkonzentrierung
Was wird in der Henle-Schleife resorbiert?
Mg 75 %
NaCl und Wasser 20 %
Kalium 25 %
Was wird im distalen Nephron resorbiert?
Ca 35 %
NaCl, Wasser 10 %
Mg 10 %
Was wird im Sammelrohr resorbiert?
NaCl, Wasser 4 %
Harnstoff
H+ und HCO3-
Welche basolateralen Transporter sind im proximalen Nephron vorhanden?
Na+/K+-ATPase
Na+/3 HCO3- Symporter: Transport von Na+ und Bicarbonat gegen ihren chemischen Gradienten aus der Zelle ins Nierenintestitium
Welche apikalen Transporter findet man im proximalen Nephron?
sekundär aktive Transporter:
Na+/Glucose-Symporter
Na+/Aminosäuren-Symporter
Na+/Phosphat-Symporter
Na+/H+ -Antiporter
Wodurch wird die parazelluläre Resorption ermöglicht?
- undichte tight junctions
- transepitheliales Potential
- solvent drag
Was ist das transepitheliale Potential?
- Differenz zwischen luminalem und basolateralem Potential
- frühproximal: dem Tubuluslumen wird viel Na+ entzogen —> Lumen wird zunehmend negativer —> lumennegatives transepitheliales Potential
- spätproximal: lumennegatives Potential drängt Cl- aus dem Tubuluslumen ins Blut/Interstitium —> Cl- wird resorbiert, Lumen wird positiver —> Kationen werden aus dem Lumen gedrängt —> Mg2+, Ca2+, Na+ und K+ werden resorbiert
Was ist der solvent drag?
- konvektiver Transport der im Wasser gelösten Stoffe
- Resorption von Stoffen im proximalen Tubulus —> osmotischer Gradient zwischen Tubuluslumen und Interstitium —> Wasser strömt aus Tubuluslumen ins Interstitium, reißt Elektrolyte und kleine Moleküle mit sich
Welche Transportprozesse finden im Intermediärtubulus statt?
- absteigender Intermediärtubulus: Wasserresorption durch Aquaporin-1-Kanäle
- aufsteigender Intermediärtubulus: wasserundurchlässig
Transportprozesse im dicken, aufsteigenden Teil der Henle-Schleife
- impermeabel für Wasser und NaCl
- Na+/K+/2Cl- Transporter NKCC2 (sekundär aktiv)
—> Na+ gelangt in die Zelle, wird basolateral ausgeschleust
—> Cl- gelangt in die Zelle, wird basolateral ausgeschleust
—> K+ gelangt in die Zelle, wird apikal wieder abgegeben
Was für Auswirkungen hat der aktive NKCC2- Transporter im dicken, aufsteigenden Teil der Henle-Schleife?
- ein K+ gelangt über ROMK zurück ins Lumen, 2 Cl- und ein Na+ werden resorbiert
- Netto: positive Ladung verbleibt im Lumen
- lumenpositives Transepitheliales Potential bildet Triebkraft für parazelluläre Resorption von Na+, K+, Mg2+, Ca2+
Wie wirkt das Schleifendiuretikum Furosemid?
- hemmt NKCC2-Transporter
- Osmolarität im Nierenmark sinkt durch verminderte Natriumrückresorption
- Wasser hat kein Bestreben mehr, das Tubuluslumen zu verlassen, wird vermehrt ausgeschieden
- Elektrolyte werden ebenfalls vermehrt ausgeschieden
Wie wird das Bartter-Syndrom verursacht?
- Funktion des NKCC2-Transporters gestört
- Na, K und Cl kann nicht mehr in Henle-Schleife resorbiert werden —> Elektrolytüberschuss im distalen Tubulus
- im späten distalen Tubulus: Na wird im Austausch gegen K oder H resorbiert
- K und H werden vermehrt ausgeschieden —> hypokalämische Alkalose
Welche wichtige Transporter findet man im frühen distalen Tubulus?
Luminal:
- Na+/Cl- Cotransporter: Transport von Ca+ und Cl- in die Tubuluszelle (sekundär aktiv)
- Ca2+Kanal ECaC_ transportiert Ca2+ in Tubuluszelle (tertiär aktiv)
Wie funktioniert der Transportmechanismus des Ca2+-Kanals im frühen distalen Tubulus?
Tertiär aktiv
- Ca2+ wird basolateral über sekundär-aktiven 3 Na+/Ca2+ Antiport ins Nierenintestitium befördert
- durch Calciumkonzentrationsgradient: Ca2+ wird in die Tubuluszelle aufgenommen
Wo befinden sich Hauptzellen und was für Transportprozesse finden hier statt?
- im späten distalen Tubulus und Sammelrohr
- epithelialer Na+ Kanal ENaC: Natriumrückresorption, durch Aldosteron stimuliert
- K+ Kanäre ROMK: K+ strömt aus Zelle ins Lumen, durch Aldosteron stimuliert
- Aquaporin-2-Kanäle: Wasserresorption
Wo befinden sich Schaltzellen? Was für Transportprozesse finden hier statt?
- später distaler Tubulus und Sammelrohr
- Typ A: sezernieren H+ über H*/K+ ATPase oder H+ ATPase
- Typ B: sezernieren HCO3- über Cl-/HC3- Transporter
Welche Transporter werden aldosteronabhängig in die Tubuluszellen des distalen Nephronseingebaut?
Na+/Cl- Cotransporter und epithelialer Natriumkanal ENaC
Beschreibe das Gegenstromprinzip der Niere.
- wichtigster Mechanismus der renalen Harnkonzentration
- aktive Na+Resorption im aufsteigenden Teil der Henle-Schleife über Na+/K+/2Cl- Transporter
- Wasser kann nicht folgen
- Niereninterstitium wird hyperosmolar
- absteigender Teil der Henle-Schleife ist permeabel für Wasser
- durch Osmolaritätsgradienten zwischen absteigendem Teil und Interstitium: Wasser wird dem absteigendem Teil entzogen
Erkläre den Ablauf der Harnstoffrezirkulation
- proximales Nephron: Resorption von 50 % des Harnstoffs
- distales Nephron: größtenteils impermeabel für Harnstoff
- Sammelrohr: ADH vermittelter Einbau und Aktivierung der Urea-Transporter 1 in luminale Membran
- durch hohe Harnstoffkonzentration im Lumen: Harnstoff wird ins Markinnere resorbiert, Akkumulation
- Harnstoff entzieht dem absteigenden Teil der Henle-Schleife Wasser —> Konzentrierung des Harns im absteigendem Teil der Henle-Schleife
- dünner Teil der Henle-Schleife: Harnstoff tritt über Urea-Transporter 2 wieder ins Tubuluslumen
Wie läuft die Harnkonzentrierung ab?
- proximales Nephron
- Resorption von Glc, AS, Pi im Symport mit Na+
- Tubuluslumen negativ geladen
- Intestitium hyperosmolar
- durch lumennegatives transepitheliales Potential: Cl- strömen ins Interstitium - absteigender Teil der Henle-Schleife
- Diffusion von Wasser ins Interstitium
- Entzug von Wasser durch im Nierenmark akkumulierten Harnstoff
- hyperosmolarer Harn - aufsteigender Teil der Henle-Schleife
- Na+, K+, Cl- werden resorbiert
- Abschnitt impermeabel für Wasser
- Interstitium hyperosmolar
- Tubuluslumen positiv geladen —> treibt Kationen ins Interstitium - distales Nephron
- ADH-abhängiger Einbau von Aquaporinen
- Wasser strömt ins hyperosmolare Interstitium
Wie wirkt sich das Gegenstromprinzip auf die Erythrozyten aus?
- Erys in absteigenden Vasa recta geben O2 an desoxygenierte Erys in aufsteigenden Vasa recta ab
- Nierenmark schlechter mit O2 versorgt als Rinde
Welche Resorptionsmechanismen für Na+ gibt es in der Niere?
- basolateral: Na+/K+ ATPase
- proximaler Tubulus: Na+ Symporter mit Kohlenhydraten, AS und Pi, Na+/H+ Antiporter, solvent drag
- Intermediärtubulus: parazellulär
- dicker aufsteigender Teil der Henle-Schleife: NKCC2
- distaler Tubulus, Pars convoluta: NaCl Cotransporter
- Verbindungstubulus und Sammelrohr: ENaC
Kaliumresorption und Kaliumsekretion
Resorption: 90 %
- proximaler Tubulus: solvent drag
- dicker, aufsteigender Teil der Henle-Schleife: NKCC2
Sekretion:
- K+ Kanäle im Sammelrohr
Was ist das Besondere der K+Kanäle im Sammelrohr?
Funktionell an ENaC gekoppelt
—> gesteigerte Na+ Resorption geht mit gesteigerter K+ Sekretion einher
Chloridresorption im tubulären System
- 99 % des filtrierten Cl- werden resorbiert
- proximaler Tubulus: solvent drag
- dünner, aufsteigender Teil der Henle-Schleife: passiv
- dicker, aufsteigender Teil der Henle-Schleife: NKCC2
- distaler Tubulus, Pars convoluta: NaCl Cotransporter
Calciumresorption im tubulären System
- 95 % werden resorbiert
- proximaler Tubulus: solvent drag
- aufsteigender Teil der Henle-Schleife: parazellulär
- distaler Tubulus, Pars convoluta: ECaC
Magnesiumresorption im tubulären System
- 95 % werden resorbiert
- proximaler Tubulus: solvent drag
- dicker, aufsteigender Teil der Henle-Schleife: parazellulär durch lumenpositives transepitheliales Potential (erzeugt durch NKCC2)
Wo findet die Protonensekretion statt?
- proximaler Tubulus: Na+/H+ Antiporter
- Sammelrohr mit Typ-A (H+ATPase) und Typ-B-SchaltzellenCl-/HCO3- Antiporter
Wie läuft die Protonensekretion im proximalen Tubulus ab?
- Na+/H+ Antiporter: H+ gelangt ins Lumen, verbindet sich mit HCO3- zu Kohlensäure
- Carboanhydrase im Bürstensaum spaltet H2CO3 zu Wasser und CO2
- CO2 wird resorbiert, von zytosolischer Carboanhydrase wieder zu Kohlensäure hydratisiert
- Kohlensäure zerfällt spontan
- H+ wird mittels Na+/H+ Antiporter ins Tubuluslumen befördert
- HCO3- verlässt Zelle über basolateralen Na+/HCO3- Symporter
Wie können Protonen im Harn gebunden werden?
- durch Phosphatpuffer
- in Form von NH4+ ausgeschieden
Wie werden Proteine und AS resorbiert?
- im proximalen Tubulus
- freie AS über Na+ Symporter
- Dipeptide, Oligopeptide, Polypeptide: Spaltung durch Peptidasen, Aufnahme über Endozytose oder mittels Protonen-Symporter
Kohlenhydratresroption im proximalen Tubulus
- SGLT2: am Anfang des proximalen Tubulus, Na+/Glc-Symporter
- SGLT1: em Ende des proximalen Tubulus, 2 Na+/Glc-Symporter
- GLUT5: Fructoseresorption (NatriumUNabhängig)
- Galactoseresorption ebenfalls über SGLT1
Wie erfolgt die Wasserresorption im Tubulussystem?
- passiv
- Proximaler Tubulus: Aquaporin 1, parazellulär
- dünner, absteigender Teil der Henle-Schleife: AQP1
- aufsteigender Teil der Henle-Schleife: Wasserundurchlässig
- distaler Tubulus: parazellulär
- Sammelrohr: AQP2
Wie wird Ammoniak ausgeschieden?
- Leber: im Harnstoffzyklus in Harnstoff umgewandelt
- im Glutamin fixiert
Wie verarbeiten die Zellen des proximalen Tubulus Glutamin?
- Glutaminase: Glutamin —> Glutamat + NH4+
- Glutamat-Dehydrogenase: Glutamat —> α-Ketoglutarat + NH4+
- NH4+ dissoziiert zu NH3 und H+
- NH3 diffundiert ins Tubuluslumen
- H+ wird aktiv ins Lumen sezerniert
- im Lumen: Rückreaktion zu NH4+, wird mit Harn ausgeschieden
- Protonen werden mit ausgeschieden
Harnstoffausscheidung
- wird frei filtriert
- im proximalen Tubulus zu 50 % resorbiert
