Nierenbau und Harnbildung

Eure Nieren sind echte Hochleistungsfilter - sie wiegen nur 300g, aber pumpen täglich 1500l Blut durch! Dabei entstehen erst 150l Primärharn, die dann auf 1,5l Endharn konzentriert werden.

Das Nephron ist die Funktionseinheit jeder Niere. Es besteht aus dem Nierenkörperchen mit Glomerulus und Bowman-Kapsel, sowie dem Tubulussystem. Die Podocyten bilden winzige Filterungsschlitze, durch die nur kleine Moleküle passen.

Die Harnbildung läuft in drei Schritten ab: Bei der Ultrafiltration wird das Blut im Glomerulus gefiltert - Wasser, Glucose und Salze passieren, Eiweiße bleiben zurück. In der Rückresorption holt sich der Körper wichtige Stoffe wie Glucose zurück ins Blut. Bei der Sekretion werden Giftstoffe aktiv in den Harn abgegeben.

Merktipp: Primärharn = gefiltert, Sekundärharn = das was rauskommt!

Gegenstromprinzip und Nierenaufgaben

Das Gegenstromprinzip ist der Trick, mit dem eure Nieren den Harn konzentrieren. In der Henle-Schleife fließen zwei Ströme in entgegengesetzte Richtungen - das maximiert den Stoffaustausch.

Im aufsteigenden Ast werden Natriumionen aktiv rausgepumpt, wodurch das Gewebe hyperton (salzreich) wird. Dadurch strömt im absteigenden Ast automatisch Wasser raus und der Harn wird konzentriert. Ziemlich clever, oder?

Die Stoffmengenkonzentration beschreibt, wie viele Teilchen in einer Lösung schwimmen. Isoton bedeutet gleiche Konzentration, hyperton mehr Salz, hypoton weniger Salz.

Eure Nieren haben noch mehr drauf: Blutreinigung von Giftstoffen, Regulation des Wasser-Elektrolyt-Haushalts, Blutdrucksteuerung und Säure-Basen-Gleichgewicht. Der Harn ist das Endprodukt - ein Blutfiltrat mit Abfallstoffen.

Wichtig: Eiweiße im Urin sind ein Warnsignal - die Nierenfiltration funktioniert nicht richtig!

Hormonelle Regulation des Wasserhaushalts

Wenn ihr schwitzt und Wasser verliert, springt ein geniales Regelsystem an. Der Hypothalamus registriert die hohe Salzkonzentration und lässt die Hypophyse das Hormon ADH ausschütten. ADH öffnet Wasserkanäle (Aquaporine) im Sammelrohr - weniger Harn, mehr Wasserrückgewinnung!

Bei Wasser- und Salzmangel wird's komplexer: Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) startet. Die Niere schüttet Renin aus, das über mehrere Schritte zu Angiotensin II wird. Das verengt Blutgefäße, macht Durst und lässt die Nebenniere Aldosteron produzieren.

Aldosteron ist der Salzretter - es sorgt dafür, dass Natrium und Wasser zurückgewonnen werden. Wenn der Blutdruck dann zu hoch wird, produziert das Herz ANP, das als Gegenspieler wirkt und Salz rausschwemmt.

Die wichtigsten Elektrolyte sind Natrium (außerhalb der Zellen), Kalium (innerhalb der Zellen), Chlorid und Calcium. Sie steuern nicht nur die Wasserverteilung, sondern auch die elektrische Spannung an Zellmembranen.

Fun Fact: ACE-Hemmer blockieren das blutdrucksteigernde Enzym ACE - deshalb werden sie gegen Bluthochdruck eingesetzt!

Krankheiten und Behandlungsmethoden

Wenn die Nierenfunktion nachlässt, wird's ernst. Die Glomeruläre Filtrationsrate (GFR) zeigt, wie gut eure Nieren noch filtern. Normal sind 120 ml/min, unter 90 ml/min wird's bedenklich.

Kreatinin ist euer Marker - es entsteht beim Muskelstoffwechsel und wird nur über die Nieren ausgeschieden. Hohe Kreatininwerte im Blut = schlechte Nierenfunktion.

Bei Niereninsuffizienz helfen zwei Verfahren: Hämodialyse filtert das Blut außerhalb des Körpers durch eine Maschine. Peritonealdialyse nutzt euer Bauchfell als Filter - zuckerhaltige Lösung rein, Giftstoffe und Wasser raus.

Störungen können lebensgefährlich werden: Hyperhydratation (zu viel Wasser), Hyponatriämie (zu wenig Natrium), Hyperkaliämie (zu viel Kalium). Die Natrium-Kalium-Pumpe hält normalerweise alles im Gleichgewicht - 3 Natrium raus, 2 Kalium rein, kostet ATP.

Klinik-Tipp: Bei Nierenerkrankungen müsst ihr oft weniger Eiweiß essen, weil dessen Abbau die Nieren belastet!

Transportvorgänge und Dialyse

Transportvorgänge in den Nieren laufen auf verschiedene Weise ab. Diffusion ist passiv - Teilchen wandern vom Ort hoher zur niedrigen Konzentration. Erleichterte Diffusion nutzt Carrier-Proteine oder Poren als Hilfsmittel.

Aktiver Transport kostet Energie! Die Natrium-Kalium-Pumpe ist das Paradebeispiel - sie pumpt gegen den Konzentrationsgradienten. Sekundärer aktiver Transport nutzt bestehende Gradienten, um andere Stoffe mitzuschleppen.

Schleifendiuretika sind Medikamente gegen Wassereinlagerungen. Sie hemmen den Na-K-Cl-Symporter in der Henle-Schleife - dadurch wird mehr Salz und Wasser ausgeschieden, der Blutdruck sinkt.

Die Hämodialyse funktioniert durch Konzentrationsgefälle - das Blut fließt an einer Dialyselösung vorbei, Giftstoffe diffundieren rüber. Bei der Bauchfelldialyse macht euer Bauchfell den Job - praktischer für zuhause, aber weniger effektiv.

Eine Nierentransplantation ist oft die beste Lösung, aber schwierig wegen Organmangel und Immunsuppression. Die Medikamente gegen Abstoßung machen anfällig für Infekte.

Praxis-Tipp: Dialyse-Patienten brauchen spezielle Diäten - weniger Kalium und Phosphat, aber mehr hochwertiges Eiweiß!

Aufbau und Funktion von Nervenzellen

Jetzt wird's elektrisch! Nervenzellen sind spezialisierte Kommunikationsexperten. Die Dendriten empfangen Signale, das Soma verarbeitet sie, und das Axon leitet sie weiter zu den synaptischen Endknöpfchen.

Die Schwann-Zellen bilden die Myelinscheide - eine Isolierschicht um das Axon. Die Ranvier-Schnürringe sind die Unterbrechungen dieser Isolierung. Synapsen übertragen Signale zwischen Nervenzellen mit chemischen Transmittern.

Die Reiz-Reaktions-Kette zeigt, wie's läuft: Reiz → Rezeptor → afferente Nerven (zum Gehirn) → Verarbeitung → efferente Nerven (zu Muskeln) → Reaktion. Afferent = ankommend, efferent = weggehend - merkt euch das!

Das Ruhepotential ist der Grundzustand: Innen negativ $-70mV$, außen positiv. Die Natrium-Kalium-Pumpe hält diesen Zustand aufrecht - 3 Natrium raus, 2 Kalium rein, unter ATP-Verbrauch.

Elektro-Info: Die verschiedenen Permeabilitäten für Ionen sind der Schlüssel - Kaliumkanäle offen, Natriumkanäle geschlossen!

Aktionspotential und Erregungsleitung

Wenn ein Reiz stark genug ist, explodiert die Nervenzelle elektrisch! Das Aktionspotential läuft in fünf Phasen ab:

Depolarisation: Natriumkanäle öffnen sich, Natrium strömt rein, Spannung springt auf +30mV. Repolarisation: Natriumkanäle zu, Kaliumkanäle auf, Spannung fällt. Hyperpolarisation: Kaliumkanäle schließen langsam, Spannung fällt unter -70mV.

Die Refraktärzeit macht das Axon kurzzeitig unerregbar - wichtig für die Signalrichtung! Die Na/K-ATPase stellt danach alles wieder her.

Kontinuierliche Erregungsleitung bei marklosen Nervenfasern ist wie eine Dominoreihe - jede Stelle erregt die nächste. Langsam mit 20 m/s, aber sicher.

Saltatorische Erregungsleitung ist der Turbo-Modus! Das Signal springt von Schnürring zu Schnürring - bis zu 100 m/s schnell. Die Myelinscheide isoliert dazwischen perfekt.

Speed-Vergleich: Marklose Fasern = Fahrrad $20 m/s$, myelinisierte Fasern = ICE $100 m/s$!