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Biologie /
Niere
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Q1 - Alles rund um die Niere
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Lernzettel
Die Niere Die Niere ✅ Blutzuckerregulation & Insulin Ⓒ Grobbau der Niere ó Feinbau der Niere Ⓒ Das Nephron Ⓒ Aufgaben der Niere @ Harnbildung & Filtrationsbarriere / Blut harn Schranke Apperat Vask & Tub. Komponente, Nierenkörperchen ✅ Juxtaglomerulärer ✅ F, R₁ S. E Filtrationsdruck ✓ GFR I Autoregulation Tubulare RK Ø ✅ Osmolaritāt & wasserpermeabilitat - Renale Resorption Sättigung d. Systeme - Tubulare Transportprozesse Ø Gegenstromprinzip & Hormonelle Regulation - ADH - AND Raas & စင် Blutzuckerregulation & lusulin Normbereich 0,8-1,0 g/l → dadurch wird garantiert das jede zelle mit Glukose versorgt wird erhöhter Blutzuckerspiegel Î Nahrungsaufnahme → Muskelarbeit ↓ erniedrigter Blutzuckerspiegel Insulin Ausschüttung von Insulin aus den Langerhanschen Inseln Hemmung der Insulin → Ausschüttung von ausschüttung = der Bauchspeicheldrüse = Ausschüttung von Glukagon aus den Langerhanschen Inseln 1) In B-Zellen wird Insulin produziert & freigesetzt bei erhöhtem Blutzuckerspiegel (Glukosekonzentration wird in B-Zellen gemessen 2) Insulin bindet an Rezeptor (Schlüssel-Schoss-p.) 3) der Intrazelluläre Teil des Rezeptors arbeitet als Enzym, was als Proteinkinase arbeitet. Dies wird bei der anlagerung von Insulin aktiviert 4) Wirkung von Insulin wird ausgelöst → erhöhte Membran permeabilität der Bauchspeicheldrüse = Adrenalin (Nebenniere) Aufnahme von Glukose in die Muskelzellen Aufnahme von Glukose in die Leber (Glykogenbildung) Abgabe von Glukose in die Leber (Glykogenbildung) B-Zelle 0⁰000 Hormon welches im Nebennierenmark gebildet wird Schnelle erhöhung des Blutzuckerspiegels regulierter normaler Blutzuckerspiegel Adrenalin Glukagon = Peptidhormon: Antagonist zu insulin lässt Blutzuckerspiegel langsam steigen Peptidhormon: reguliert die Aufnahme von Glucose in körperzellen Senkt Blutzuckerspiegel überschüssiger Blutzucker wird in Form von Glykogen in der Leber gespeichert -> in Fett umgewandelt ausscheidung über die Niere Muskelzelle Wirkung Eneym aktivierung (4 Zellkern Insulin (Peptidh.) Insulinrezeptor Glukose ATP TIP: Grobbau der Niere Nierenkapsel dünne, feste und nur wenig dehnbare bindegewebige Außenhülle der Niere Nierenrinde umgibt Nierenmark Nierenmark - besteht aus 10-12 Kegelförmige Gewebestrukturen Nierenpapille - Spitze der Nierenpyramiden ragt in...
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die Nierenkelche hinein Nierenkelche Nierenkapsel Nierenrinde Nierenmark (Nierenpyramie) Nierenpapille Nierenkelch Nierenbecken Harnleiter Nierenarterie Nierenvene Nierenpforte. Hohlräume im Inneren der Niere, die den Harn aus den Sammelrohren in das Nierenbecken weiterleiten Nierenbecken auffangraum der Niere. Harnleiter (Ureter) paarig angelegte, muskulāre Hohlorgane - transportiert den Sekundarharn aus den Nierenbecken zur Harnblase Harnblase (vesica urinaria) - dehbares Hohlorgan dient zur Speicherung des Urins Harnröhre (Urethra) - abschließender Teil der Harnwege Nierenrinde Nierenmark Nierenkapsel Feinbau der Niere -efferente Arteriole afferente Arteriole peritubuläre Kapillare Glomerulus Browman-Kapsel proximaler Tubulus Henle- Schleife distaler Tubulus Sammelrohr Nierenkelch Glomerulus • vas afferens leitet Blut zur Filtration in die Kapillare Gewundene Kapillare →gefenstertes Endothel und GBM, Filtration des Blutes und Bildung des Primärharns Vas efferens →leitet Blut aus Kapillare in die Vasa recta → Gegenstromprinzip Browman - Kapsel · Nimmt den Primar harn auf und leitet ihn am Harnpol ins Tubulussystem · Viscerales (inneres) Blatt liegt dem Glomerulus direkt an → wird von Podozyten gebildet (Teil der g. Filtrationsbarriere) · Kapselraum (Hohlraum) →liegt zwischen den beiden Blättern • Parietales (äußeres) Blatt → einschichtiges flaches Plattenepithel begrenzt den Kapselraum zum Nierenparenchym hin proximaler Tubulus enspringt am Harnpol der Browmanschen kapsel mündet in der Henle Schleife Henle-Schleife → dünner absteigender Schenkel → dicker aufsteigender Schenkel •Harn konzentrierung durch transzelluläre Wasserrückresorption distaler Tubulus · letzter Abschnitt des Nierentubulus, der im Sammelrohr mündet Sammelrohr • verlaufen von der Nierenrinde durch das Nierenmark und münden in den Nierenkelchen Das Nephron Nierenkörperchen + Nierenkanälchen Nephron Glomerulus & Browman- Kapsel Harnbildung = Filtration des Blutes zum Primar- harn Jedes Nierenkörperchen besitzt sein eigenes Nierenkanalchen = Tubulussystem Sekretion & Rück- resorbation v stoffen = Umwandlung von Primarharn in Sek- undar-/Endharn bildet damit eine Arbeits-/Funktionseinheit Herz Aorta Nierenarterie (A. renalis) afferente Arteriole (vas afferens) Glomerulus = Vaskulare Komponente Das Blut wird als erstes vom Herzen in die Aorta gepumt von dort aus fließt das Blut durch die Nierenarterie (A. renalis), die sich in mehrere Kleine Arterien und schließlich in Arteriolen aufzweigt. Über die Vas afferente Arteriole gelangt das Blut dann in den Glomerulus. Das Blut verlässt den Glomerulus wieder durch eine und gelangt dann in einen Satz aus peritubulären Kappilaren (umgeben den Tubulus d. Nephrons). Die Kapillaren vereinigen sich dann zu Venalen und Kleinen Venen, sie leiten das Blut in die Nierenvene (Vena renalis). Sie wieder- rum mündet in der Unteren Hohlvene (Vena cava inferior), die das Blut zurück zum Herzen führt. efferente Arteriole Lumen der Browman -kapsel proximaler Tubulus absteigender Schenkel der HS. besteht aus dem Nierenkörperchen und Tubulussystem Henle Schleife aufsteigender Schenkel der HS. Primärharn wird filtriert und an- schließend rückresorbiert bzw. sezeniert bevor der Endharn ausgeschieden wird efferente Arteriole (vas efferens) peritubulare Kappilare Venole Tubuläre Komponente Das Filtrat, das aus den Kappilaren herausgefiltert wird gelangt dierekt in das Lumen der Browman-Kapsel und somit ins Lumen des Nephrontubulus. Von dort aus fließt das Filtrat in den proximalen Tubulus des Nephrons, dann fließt es in die Henle - Schleife (verläuft in das Nierenmark hinein und wieder zurück in die Nierenrinde) bzw. zuerst in den absteigenden Schenkel (dünn leng lumig) und dann in den aufsteigenden Schenkel (dick/ weitlumig) der Henle-Schleife. Anschließend gelangt das verbleibende Filtrat in den distalen Tubulus. Dieser mündet zusammen mit 11 anderen im Sammelrohr. Die Sammelrohre verlaufen von der Nierenrinde durch das Nierenmark, wo sich etwa 8 weitere Sammel- rohre vereinigen. Das Filtrat, was mitlerweile mehrmals modifiziert worden ist, wird nun Urin oder Ham bezeichnet. Die gelangt dann ins Nierenbecken und von dort gent es über den Harnleiter in die Harnblase, wo es gesammelt wird und bei entsprechender füllung über die Harnröhre ausgeschieden wird. Nierenvene (vena renalis) untere Hohlvene ( vena cava inferior) Herz distaler Tubulus Sammelrohr Nierenbecken Harnleiter Harnblase Harnröhre Nierenkörperchen frº D C 707 60 5b0 D 11 ΔΔΕΔΔΑ ( 10 Ő5a 10 3a. Podozytenfüßchen 3b. Podozyt A 10 - 1. Basalmembran 2. Bowman-Kapsel, parietales Blatt 3. Bowman-Kapsel, viszerales Blatt 10. glomeruläre Kapillaren 11. Arteriola efferens 10 3a 3b Kapillar - endothe B ooo wwwww A - Nierenkörperchen C Distaler Tubulus B - Proximaler Tubulus D- Juxtaglomeruläre Apparat 8. Myozyten (Muskelzellen der Arteriolenwand) 9. Arteriola afferens Pok 3 Podozyten Schlitz - membran 4. Lumen der Bowman-Kapsel (Harnraum) 5a. Mesangium - intraglomeruläre Mesangiumzellen 5b. Mesangium - extraglomeruläre Mesangiumzellen 6. Juxtaglomeruläre Zellen 7. Macula densa ( Aufgaben der Niere filtriert überflüssige aus dem Blut → daraus Harnherstellung → Stoffe wie Medikamente, Giftstoffe, Wasser, Salze, Har säuren, Kreatin usw. sind entweder zu viel vorhanden oder gefärlich → Schädliche Stoffe = hamnpflichtige Stoffe → Abfalle von Stoffwechselprozessen => Harnsäure, Hamstoff, Kreatinin Menge von Salz & Wasser im Körper Regulation von Wasser- bzw. flüssigkeitshaushalt, Salzhaushalt → kommt auf die Menge von Salz & Wasser im Körper an Konstanthaltung von pH-Wert des Blutes bzw. des Säure - Basen-Haushaltes je nach pH-Wert mehr/weniger Säuren /Basen ausgeschieden · Bildung/Synthese von Erythropoietin (EPO) & stemoliert Errythropoiese · hält wertvolle Substanzen zurück & behält lonen Harnbildung Primärharn = wird im Glumerulus bzw. Browmann Kapsel gebildet → durch dort stattfindende Filtration des Blutes wird im Tubulus durch die Veränderung von der Zusammensetzung des Primärharns gebildet Sekundärharn = Endharn → dies geschient durch Sezenierung (= Abgabe) von Stoffen in das Nierenkanälchen & Rückresarbation (= zurückgeholt) von Stoffen aus dem Nierenkanälchen in die Blutgefäße →noch veränder bar nach den Sammelrohren → tropft in Nierenkelch wird ausgeschieden → Filtrationsbarrieren filtriert die Bestandteile des Blutes je nach Ladung und größe Blut-Harn-Schranke Das Filtrat muss drei Schranken/Filtrationsbarrieren überwinden, um in den Kapselraum zu gelangen: Das Endothel (glomeruläres kapillarendothel) es ist gefenstert (durchlässig) mit Poren, welche den Durchtritt der meisten Komponente des Blutes durch das Endothel ermöglichen, jedoch zu klein für die Blutzellen sind Die innenseite des Endothels verhindert durch eine negativ geladene Glykokalix das Filtrieren von großen, negativen Molekülen (Ladungsselektivität) Die Basalamina (glomerulöre Basalmembran) Sie besteht aus Lamina rara interna, Lamina densa (Grundstruktur aus Typ-4 kollagen, muss dem Blutdruck in den Kapillaren stand halten) und der Lamina rara externa In den Lamina rarae befinden sich viele Moleküle und Proteine. Negativ geladene Glukoproteine halten die meisten Plasmoproteine zurück Sie liegt zwischen Browman-Kapsel und Kapilarendothel Lamina rara interna: Basalmembran des Endothels Lamina rara externa: Basalmembran der Podozyten Podozytenschutzmembran wird von den Podozyten gebildet und ergibt das viscerale Blatt der Browman-kapsel. Durch die Filtrationsporen des Schutzdiaphragmas gelangen Moleküle Viscerales Blatt = inneres Blatt der Browman Kapsel, liegt direkt am Glomerulum vas afferens Podozyten- distaler Tubulus Basalmembran 3 Kapselraum proximaler Tubulus granulierte Zellen Vas efferens Kapillarschlingen Kapilarendothel doppelte Basalmembran podozyten fortsätze Schlitzmembran Juxtaglomerularer Apperal -Zellgruppe, die dem Gefäßpol des Glomerulums anliegt und regulatorische Funktionen übernimmt reguliert über die Macula densa den Filtrationsdruck in seinem' Nierenkörperchen. Wirkt auch systematisch durch das Hormon Renin auf den ganzen Organismus Dazu gehören: 5 Macula densa Epithelbereich innerhalb des distalen Nephrons Spezialisierte Epitherzellen des distalen Tubulus in unmittelbarer nähe des Vas afferens. Zellen sind schmaler und höher, Kerne liegen dicht bei einander Misst die NaCl-Konzentration im Harn des distalen Tubulus Juxtaglomeruläre Zellen (Epitheloid zellen) Glatte Muskelzellen in der Wand des Vas afferens bilden das Hormon Renin (Extraglomerulare) Mesangiumzellen zwischen den Zellen des distalen Tubulus und dem Vas afferens evt. beteiligt an der Regulation der Nierendurchblutung LAS R E = = 11 Filtration Resorption, Sekretion. Exkretion filtrierte resorbierte Menge - Menge efferente Arteriole afferente Arteriole Filtration vom Blut Resorption vom Tubuluslumen ins Blut Sekretion vom Blut ins Tubuluslumen Exkretion vom Tubuluslumen in die außere Umgebung efferente Arteriole Glomerulus 15 mmHg 50 mmltg afferente Arteriole SS mmHg Bowman- kapsel Bowman Glomerulus -Kapsel sezenierte Menge der effektive Filtrationsdruck legt fest, wieviel Blutplasma aus dem Kapillarbett in das Interstitium bzw. wie viel Primärharn durch die Glomeruli in die Harnwege filtrirt wird peritubuläre Kapillaren = proximaler Tubulus Filtrationsdruck 10 mm Hg Henle- Schleife Zur Harnblase und ausgeschiedene Menge äußeren Umgebung gelaster Substanzen Pkap π καρ 55 mmHg 30mm Hg - PBow п кар distaler Tubulus Bow Sammel- rohr = hydrostischer Druck im Lumen der Browman - Kapsel = Kapiläter kolloidosmotischer Druck Pkap = Kapilärer hydrostatischer Blutdruck 15 mmHg! zur = Nierenvene = effektiver Filtrationsdruck 10 mm Hg der effektive Filtrationsdruck im Nierenkörperchen hängt von den hydrostaltischen Drücken (in den glomerulären Kapillaren & im Lumen der Browman-Kapsel) und vom kapilären kolloidosmotischen Druck ab Proximaler Tubulus + 300m0sM 300 mosu 600 m0su nur Wasser, wird resorbiert 900 m0sM 1200 m0su 300 Teil des Tubulussystems Glomerulus 100 proximaler Tubulus absteigender Schenkel Henle Schleife 1200 Henle Schleife aufsteigender Schenkel distaler Tubulus & Sammelrohr Osmolaritat distaler Tubulus lonen werden resorbiert, Kein Wasser Rinde Mark Die Permeabilität für wasser & gelöste Substanzen wird durch Hormone reguliert von 1200 bis 100 mOsu Variable Resorption von Wasser & gelösten Substanzen Sammelrohr Osmolarität 300 m0sM (auch im Blut) 300 m0sM 600-900 mOsu 1200 m0sM = ist eine Angabe der osmotisch aktiven Bestandteile pro Volumeneinheit in einer Lösung bis 50 m0sM Osmose =diffusion durch eine selektiv- permeable Membran in Richtung der höheren Konzentration iscosmotisch =unterschiedliche Lösungen mit der gleichen anzahl an Teilchen (Osmolarität) Hypoosmotisch niedriger osmotischer wert Hyperosmotisch = hoher osmotischer wert = Rückresorption erfolgt isoasmatisch nur H₂0 resorption · hypoosmotische Flüssigkeit wird durch Resorption von lonen (Na+, K+, Cl-) erzeugi impermeable Membran für H₂0 Membran kann mithilfe von Aqua- porinen permeable für H₂0 werden Ist allerdings abhängig von Hormonen Clomerulare Filtrationsrate = ist das pro Zeiteinheit von den Glumeruli filtrierte Volumen →> von 2 Faktoren abhängig • Effektiver Filtrationsdruck → durch durch renalen Blutfluss renalen Blutfluss + Blutdruck bestimmt → • Filtrationskoeffizienten durch verfügbare oberfläche der Kapillare und durch permeabilität des 3. Filtrationsbarrieren bestimmt →> Blutdruck = ist die Grundlage fur den hydrostatischen Druck, der die GF antreibt GRF bleibt über einen weiten Blutdruckbereich (8-180mmHg) Konstant Regulation = GFR wird durch Strömungswiderstand der Vos afferens reguliert hauptsächlich durch Regulation des Blutflusses kontrolliert (durch die renalen Arteriden) => GFR unterliegt einem Regulationsmechanismus (Autoregulation) Auto regulation Fähigkeit sich selbstständig an veränderte Bedingungen anzupassen setzt ein, wenn der Blutdruck 80mm Hg erreicht und wirkt bis 180mm Hg - Somit ist die GFR NICHT vom Blutdruck abhängig und kann ( zwischen 80-180mmHg = - - Notwendig zur Erhaltung von Blutvolumen & gleichzeitig Blutdruck Myogene Antwort: hoher Blutdruck 1 juxtaglomuläre Muskelzelle in der Wand der afferenten Arteriole werden gedehnt 2 Vasodilation 3 Myogene Antwort reagiert. Um GFR konstant zu halten 4 Öffnung von lonenkanälen (Muskelzelle) 5 Depolarisation der Muskelzelle 6 Kontraktion der Muskelzelle 7 Vasokonstriktion der Blutgefäße 8 Strömungswiderstand steigt 9 Blutfluss der afferenten arteriole sinkt 4 GFR 180 20 40 60 Vasokonstruktion der vas afferens to 100 120 140 niedriger Blutdruck 1 vasodilation durch Myogeneantwort 2 Strömungswiderstand sinkt 3 Blutfluss steigt 160 ohne die Autoregulation würde bei hohem Blutdruck viel Blut filtriert werden und da durch Blutvolumen verlieren → der Blutdruck wird auch drastisch sinke Autoregulation reicht ni 180 200 mmHg Vaso Gefäß Vasokonstriktion = = Gefäßverengung Vasodilation = = Gefäß weitung Jubuläre Rükopplung Feedback-Mechanismus des renalen Tubulussystems, der die GFR der tubularen Resorption anpasst = auch Tubuloglomeruläres Feedback = -> regelt die Filtration einzelner Nephronen → physiologische Gegenregulation, die einzelne Nephronen vor einer Hyper- filtration bzw. einer überlagerung des Tubulus schützt basiert auf den Zellen der Macula densa, sie messen die Konzentration Naci-Transport durch Macula densa Naci niedrige Konzentration 1 Adenosin wird ausgeschüttet Adenosin bewirkt eine Dilation der Gefäße, die zu einer Blutdruck senkung führt hohe Konzentration | ausschüttung von Parakrinen (zb.Renin) Vasokonstriktion (vas afferens) I Strömungswiderstand erhöht (vas afferens) Blutdruck, der g. Kapillare sinkt | GFR sinkt Sälligung der renalen Systeme byw. Fransportmechanismen = Erreichen der max möglichen Transportgeschwindigkeit wenn alle verfügbaren Carrier - Proteine zu jedem Zeitpunkt besetzt sind Das Transportmaximum (Tm) ist die Transportgeschwindigkeit bei Substratsättigung des Transport proteins Substrat- Transport geschwindigkeit (mg min¹) 8 4 2 + 2 linear Ab hier tritt Sättigung ein ↓ Konstanthaltung | 1 I 1 1 I Die Nierenschwelle ist die Plasmakonzentration, ab deren überschreiten Substrat sättigung vorliegt + 8 alle Carrier Proteine sind mit Substrat besetz + 10 + 4 6 Substrat im Plasma (mg ml-^) • Substratkonzentration unter Sättigungsgrenze = Transport unter max. Geschwindigkeit → Transport maximun zb Glucoseresorption im Nephron : normale Glucose-Konzentration = fast gesamte Glucose im Nephron resorbiert bevor sie d. Ende d. proximalen Tubulus erreicht Carrier-Proteine werden besetzt übermäßige Glucose-Konzentration = mehr transportiert als Tubulusepitel befördert werden kann alle Glukosetransporter besetzt => mehr Glucose Exkretion (= Ausscheidung) →→ Urin →wegen zu hoher Glukosekonzentration im Blutplasma = überschreitung der Glukose menge im Urin => Nierenschwelle für Glukose Renale Resorption 150 Urin wird täglich ausgeschieden von 180 Primärharn im Nierenkörperchen →>99% wird rück resorbiert 1. Fremdsubstanzen werden aus dem Plasma filtriert & nicht wieder aufgenommen →> schnelle Eliminierung . 2. Erleichterung der Wasser- & Elektrolythaushalt Regulation filtriert Substanzen im distalen Tubulus, werden nicht wieder für die Aufrecht- erhaltung d. Homöostase benötigt Rückresorption von lanen, Substanzen, Wasser (→ benötigte Stoffe) möglich = Aktiver Transport Energie (ATP) wird benötigt beim transport der gegen das Konzentrationsgefälle läuft Lumen des Tubulus Na* hoch apikale Membran Lumen des Tubulus Nat hoch Glu niedrig M Glu Nat. v tom apikale Membran Transportwege wasser permeabilitant virr Epithelzelle des proximalen Tubulus Nat niedrig ->Na+ Nat- Sökundäraktiver Transport Energie von einem aktiven Transport wird erneut / sekundar genutzt ohne zusätzliche Energie Epithelzelle des proximalen Tubulus Nat niedrig Glu hoch >-Glu--- ATP Passiver Transport H₂O interstitielle Flüssigkeit 2 resorbierte Nat-lonen Nat hoch K+ basolaterale Membran ATP interstitielle Flüssigkeit resorbierte Nat-lonen und Glucose →> Glu niedrig Nat noch -K+ basolaterale Membran ATP Energie für Transport gegen das Konzentrationsgefälle transepitärer Transport (durchquert Apikale direkt) parazellulärer transport (zwischen benachbarten Zellen durch) ATP = Membrantransportprotein = aktiver Transporter = primär aktiver Transporter = Sekundär aktiver Transporter = Carrier - Protein zur erleichterten Diffusion An der Basolateralenseite wird Na aktiv (unter ATP verbrauch) aus der Zelle durch die Na - Kalium - Pumpe transportiert Dadurch sinkt in der Epithelzelle die Na-Ionen Konzentration Na wandert mit der Kraft des Konzentrations- gradienten (= gefäße) in die Zelle und nutzt die Kraft auch um Glucose mit zu transportieren (Symport) Jubuläre Transportprozesse proximaler Tubulus: Tubulus Lumen apikale /luminale Seite Na+ hoch Nat Seite H* Henle - Schleife: Tubulus Lumen apikale/luminale H₂O H₂O- Nat. Tubulus Lumen apikale /luminale Seite -> Nat -> Gl₂, Aminos. -> Na+ distaler Tubulus: CI Nat CI -> Nat -> Gl₂, Aminos. -> Nat -> K+ Na*. K*<- K*‹- ATP ATP Interstitium Gewebe basolaterale Seite Nat Na+ HCO 3 →-→H₂0 -> H₂O Interstitium Gewebe basolaterale Seite -> Nat ->CI -> Nat Interstitium Gewebe basolaterale Seite Nat → CI ->CI 2+ Mg²+ Isoosmotische Resorption • fast alles an Na* gekoppelt Symport mit Na+, Glucose, Aminosäuren · Nat & H* = Antiport =>alles besetzt = ausgeschieden . = = Antiporter Symporter absteigender Teil nur für Wasser permeabel aufsteigender Teil impermeabel für Wasser permeabel für lonen Je nach Bedarf werden Aquaporine in die luminale Membran eingebaut Hierbei findet eine Feinabstimmung durch/über Hormone statt. = Natrium - Kalium- ATpase O = H₂O = Na+, CI, K+ 300 4- 600 ➜ 900 mOsH in der Vasa Recta 4 300 4 500 4 600 수 900 1200 Gegenstromprinsip 1200 absteigender Teil der H.S → H₂O durchlässig 300 641 500 600 → 900 K +8 100 600 goo B aufsteigender Teil der H.S. → nicht durchlässig.H₂0 absteigender Schenkel permeabel für Wasser nicht permeabel für lonen Stoffaustausch in gegenläufige FluBrichtung dient der Konservierung von Stoffen & Energie Komponente: - absteigender Schenkel -aufsteigender Schenkel - Interstitium (zwischenraum) - Vasa recta aufsteigender Schenkel inpermeabel für Wasser permeabel für lonen Vasa recta nimmt lonen auf aus dem aufsteigenden Schenkel → höhere Osmolaritāt=300-1200 gibt Wasser an andere Seite ab nimmt auf der Seite des absteigenden Schenkels H₂O auf →> Osmolarität sinkt = 1200-300 fließt in Venole • durch die Wasserdurchlässige wand fließt wasser raus, wodurch die lonen-Konzentration steigt → höhere Osmolarität = 300 bis 1200 m0sM Dadurch wird der Primārharn aufkonzentriert und umso tiefer es geht umso mehr Wasser wird ent. zogen • Na-lonen werden durch aktiven Transport aus dem Harn ins Interstitium transportiert. umso hoher, desto weniger lonen. · Durch die in permeabilität für Wasser, kann dies nicht fagen und bleibt im Tubulus, wodurch die Konzentration sinkt geringe Osmolaritât = 1200-100m OsH → Hormonale Regulation Ateriales natriuretisches Peptid (ANP) • ausschüttung durch vermehrte Dehnung der Vorhöfe des Herzens aus Muskelzellen der Vorhöfe •Senkung des Blutdrucks & Blutvolumens • Antagonist ZU ADH und Aldosteron ANP steigert GFR hemmt renale Natrium-Rückresorption. hemmt Freisetzung von Renin, Aldosteron, ADH wirkt vasodilatierend auf kleine periphere Gefäße Vasopressin (=ADH) ADH wirkung: verengt die Gefäße und Steigert den Blutdruck reguliert die ACTH ausschüttung reguliert Wasserhaushalt Steigert Natrium Ausscheidung mit Natrium geht auch wasser verloren => Blutvolumen nimmt ab = - Peptidhormon & wirkt als Effeltor hormon Peptidhormon, senkt letztend- lich den Blutdruck Bildungsort: Herzmuskelzellen d. Vorhofe myoendokrinen Zellen, vorallem in den Herzohren der Herz vorhöfe = 3 CAMP (second messenger) leitet Signal weiter 4 Steigt der osmotische Druck im Blut → Vasopressin bindet an Nierenzellen => mehr Wasser wird aus dem Primärharn zurück ins Blut transportiert = konzentrierter Urin Aquaporin-2-Wasserkanäle werden produziert und in AQP-2-Speichervesikel eingebaut 5 durch Exocytose gelangen die Kanäle an die Membran, wodurch H₂O durch kann 6 H₂0 geht in die Zelle & wieder raus ins Blut der Vasa recta Alkohol = hemmt ausschüttung Coffein & Nikotin steigert ausschüttung VORGANG: wird im Hypotalamus gebildet & im HHL gespeichert ·bei Verletzungen, Infektionen oder Schockzuständen ausgeschüttet · über das Blut zur Niere geleitet gelangt in die Epithelzelle des. Sammelrohrs 1 ADH bindet an Rezeptor der basolateralen Membran 2 aktiviert Enzym Adylatcyclase (first messenger) ATP CAMP Lumen d. Sammel- rohrs 300 mosM H₂O = Exocytose der Vesikel Epithelzelle des Sammelrohrs H₂O 600 mosu AQP-2-Speichervesikel 6 H₂0 Second Messenger- Signal 3 ↑ Aquaporin-2- CAMP+ Wasserkanäle ATP Interstitium Vasq d. Nieren- marks recta 600 mosu ADH- Rezeptor H₂0 700 mosM ADH beeinflussung der ADH-Sekretion Osmolarität größer als 280 mOsNY Osmoserezeptoren im Hypotalamus Interneuronen im Hypotalamus Verminderte Vorhof dehnung infolge geringen Blutvolumens Dehnungs rezeptoren in Vorhofen Sensorische Neuronen zum Hypothalamus ADH-Freisetzung in der Neurohypophyse vermindeter Blutdruck Sammelrohrepithel Barorezeptoren in Aorta & Halsschlagadern Neuronen im Hypotalamus die ADH Synthetisieren Sensorische Neuronen zum Hypotalamus Einbau von Wasserkanälen in die apiliale Membran Aldosteron / Raas • wird in der Zona glomerulosa der Nebenniere aus Pogesteron gebildet · Steroidhormon Aldosteron = Mineralkortikoid · wird in der Nebennierenrinde gebildet wirkt auf Zellen des Verbindungstubulus & Sammelrohrs -> →> dadurch folgt eine Volumenzunahme (→ Wasser folgt Nat & Cl- - lonen) -> Blutzuckeranstieg Aldosteron - Ausschüttung wird stimmuliert durch · Blutdruckabfall durch Volumenmangel niedrige Nat-Konzentration im Blut (Hyponatriämie) hohe K-Konzentration im Blut (Hyperkaliämje) niedriger pH-Wert im Blut (Azidose) erhöhter Sympatikotonus Steuerung der Aldosteron - Sekretion direkt auf die NUR bei einem Nat-Mangel / K+- Überschuss · ACTH aus HVL durch das RAAS Aldosteron Wirkmechanismus an den Zellen der Nierentubuli Aldosteron wird in der NNR gebildet & ins Blut abgegeben gelangt zur Zelle des Verbindungstubulus /Sammelrohrs 1 Aldosteron passiert die Membran 2 Aldosteron bindet an Rezeptor 3 bindet an teil der DNA 4 Proteinbiosynthese folgt 5 Proteinbiosynthese löst 3Vorgänge aus: mRNA a neve Kanäle werden gebildet b neue Pumpen werden mit der Energie von ATP gebildet с Proteine modelieren/verändern bestehende Kanäle & Pumpen →>kt & Nat-lonen sezenieren durch Energie von ATP durch neue Pumpen passieren sie als 2kt & 3 Nat ins Blut kaliumionen werden Sezeniert werden Natriumionen resorbiert Hauptzelle im Epithel des distalen Nephrons 8- Protein- biosynthese Jooooxx Transkription ↓OY mRNA neve. Kanäle b neue pumpen interstitielle Flüssigkeit Aldosteron- Rezeptor ATP Proteine modulieren/verändern bestehende Kanäle und Pumpen ATP ·2K+<+ 3 Nat Blut Aldosteron ∙K+ O Nat Renin - Angiotensin AG im Blut → AGI → AG I ↑ ↑ Leber - Aldosteron - System / RAAS Endothelzellen der Blutgefäße & Lunge Blutdruck granulierende Sinkt Zellen Arteriolen Renin (Enzym) aus der Niere spaltet Vasokonstriktion Angiotensinogen: Zirkuliert im Blut und ist wichtig für die Blutdruck - regulation, bestandteil von RAAS (Renin-Angiotensin - Aldosteron - System) Angiotensin: ist ein Peptidhormon mit vasokonstruktiver wirkung produziert Ständig ACE (Enzym) aus der Lunge enthalten spallet (wirkt als hemmer für hohen Blutdruck) produzieren im teil des Gehirns →> Renin kardio- vaskuläres Kontrollzentrum = Angiotensinogen im Plasma -> ACE (Enzym) ADH ausschüttung Aldosteron = Wasser Rückresorption Sympatikus aktivierung Vasokonstruktion => erhöht Blutdruck ANG I im Plasma ↓ Kardiovaskuläre Antwort ↑ ANG II im Plasma Hypotalamus ↓ ADH4 Blutdruck 4 <- reguliert den Flüssigkeits- & Elektrolythaushalt des Körpers und wirkt somit in entscheidender Weise auf den Blutdruck ein Durst 4 Nebennierenrinde Aldosteron 4 Nat - Resorption 4 Volumen und Erhaltung der < Osmolarität ↑ Regulation der Nierenfunktion im distalen Nephron (distaler Tubulus + Sammelrohr) wird die Feinabstimmung der Harnzusammensetzung durch folgende bestimmt RAAS ADH ANP diese Regulieren Blutdruck & Wasserhaushalt Abhängig von: Blutvolumen Blutdruck Elektrolythaushalt Osmolarität pH-Wert des Plasma Niere H₂0- Ausscheidung Nat- Ausscheidung F Hormonsysteme Nat- und RR Sensor F RR ↑ Na+1 Nat↓ T 수 RR↓ Adrenalin Hypothalamus Hypophyse Osmosensor Hyperaldosteronismus Hypoaldosteronismus · Vasopressin (ADH) NNR Aldosteron Renin Na+ 4 Herz Volumensensor ACE Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion Diabetes insipidus ANP Angiotensin- Angiotensin I Angiotensin II ogen Volument Störungen (durch übermäßige/unzureichende Produktion /Wirkung der Hormone) Gefäße Erhöhung Widerstand
Biologie /
Niere
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Q1 - Alles rund um die Niere
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Die Niere
Aufbau, Aufgaben, Feinbau….
108
2070
Die Niere und das Nephron
Lernzettel zur Niere : Lage, Bau, Form, Blutversorgung, Funktion, harnpflichtige Stoffe, Anatomie, Nephron, Nierenkörperchen, Primärharn, Tubulussystem, Henle Schleife und vieles mehr 💞
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302
Niere und Hormpne
~Grob- und Feinbau der Niere ~Vaskuläre- und Tubuläre Komponente ~Autoregulation ~Filtration
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498
Niere Physiologie
Aufgaben der Niere, Harnbildung, Filtration
9
478
Niere
Anatomie, RAAS, Antagonistenprinzip (Stress), Stressraktion, ADH, Aldosteron, Gegenstromprinzip
99
2573
Das Harnsystem - Die Niere
Aufbau, Aufgabe, Filtration, Harn
Die Niere Die Niere ✅ Blutzuckerregulation & Insulin Ⓒ Grobbau der Niere ó Feinbau der Niere Ⓒ Das Nephron Ⓒ Aufgaben der Niere @ Harnbildung & Filtrationsbarriere / Blut harn Schranke Apperat Vask & Tub. Komponente, Nierenkörperchen ✅ Juxtaglomerulärer ✅ F, R₁ S. E Filtrationsdruck ✓ GFR I Autoregulation Tubulare RK Ø ✅ Osmolaritāt & wasserpermeabilitat - Renale Resorption Sättigung d. Systeme - Tubulare Transportprozesse Ø Gegenstromprinzip & Hormonelle Regulation - ADH - AND Raas & စင် Blutzuckerregulation & lusulin Normbereich 0,8-1,0 g/l → dadurch wird garantiert das jede zelle mit Glukose versorgt wird erhöhter Blutzuckerspiegel Î Nahrungsaufnahme → Muskelarbeit ↓ erniedrigter Blutzuckerspiegel Insulin Ausschüttung von Insulin aus den Langerhanschen Inseln Hemmung der Insulin → Ausschüttung von ausschüttung = der Bauchspeicheldrüse = Ausschüttung von Glukagon aus den Langerhanschen Inseln 1) In B-Zellen wird Insulin produziert & freigesetzt bei erhöhtem Blutzuckerspiegel (Glukosekonzentration wird in B-Zellen gemessen 2) Insulin bindet an Rezeptor (Schlüssel-Schoss-p.) 3) der Intrazelluläre Teil des Rezeptors arbeitet als Enzym, was als Proteinkinase arbeitet. Dies wird bei der anlagerung von Insulin aktiviert 4) Wirkung von Insulin wird ausgelöst → erhöhte Membran permeabilität der Bauchspeicheldrüse = Adrenalin (Nebenniere) Aufnahme von Glukose in die Muskelzellen Aufnahme von Glukose in die Leber (Glykogenbildung) Abgabe von Glukose in die Leber (Glykogenbildung) B-Zelle 0⁰000 Hormon welches im Nebennierenmark gebildet wird Schnelle erhöhung des Blutzuckerspiegels regulierter normaler Blutzuckerspiegel Adrenalin Glukagon = Peptidhormon: Antagonist zu insulin lässt Blutzuckerspiegel langsam steigen Peptidhormon: reguliert die Aufnahme von Glucose in körperzellen Senkt Blutzuckerspiegel überschüssiger Blutzucker wird in Form von Glykogen in der Leber gespeichert -> in Fett umgewandelt ausscheidung über die Niere Muskelzelle Wirkung Eneym aktivierung (4 Zellkern Insulin (Peptidh.) Insulinrezeptor Glukose ATP TIP: Grobbau der Niere Nierenkapsel dünne, feste und nur wenig dehnbare bindegewebige Außenhülle der Niere Nierenrinde umgibt Nierenmark Nierenmark - besteht aus 10-12 Kegelförmige Gewebestrukturen Nierenpapille - Spitze der Nierenpyramiden ragt in...
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die Nierenkelche hinein Nierenkelche Nierenkapsel Nierenrinde Nierenmark (Nierenpyramie) Nierenpapille Nierenkelch Nierenbecken Harnleiter Nierenarterie Nierenvene Nierenpforte. Hohlräume im Inneren der Niere, die den Harn aus den Sammelrohren in das Nierenbecken weiterleiten Nierenbecken auffangraum der Niere. Harnleiter (Ureter) paarig angelegte, muskulāre Hohlorgane - transportiert den Sekundarharn aus den Nierenbecken zur Harnblase Harnblase (vesica urinaria) - dehbares Hohlorgan dient zur Speicherung des Urins Harnröhre (Urethra) - abschließender Teil der Harnwege Nierenrinde Nierenmark Nierenkapsel Feinbau der Niere -efferente Arteriole afferente Arteriole peritubuläre Kapillare Glomerulus Browman-Kapsel proximaler Tubulus Henle- Schleife distaler Tubulus Sammelrohr Nierenkelch Glomerulus • vas afferens leitet Blut zur Filtration in die Kapillare Gewundene Kapillare →gefenstertes Endothel und GBM, Filtration des Blutes und Bildung des Primärharns Vas efferens →leitet Blut aus Kapillare in die Vasa recta → Gegenstromprinzip Browman - Kapsel · Nimmt den Primar harn auf und leitet ihn am Harnpol ins Tubulussystem · Viscerales (inneres) Blatt liegt dem Glomerulus direkt an → wird von Podozyten gebildet (Teil der g. Filtrationsbarriere) · Kapselraum (Hohlraum) →liegt zwischen den beiden Blättern • Parietales (äußeres) Blatt → einschichtiges flaches Plattenepithel begrenzt den Kapselraum zum Nierenparenchym hin proximaler Tubulus enspringt am Harnpol der Browmanschen kapsel mündet in der Henle Schleife Henle-Schleife → dünner absteigender Schenkel → dicker aufsteigender Schenkel •Harn konzentrierung durch transzelluläre Wasserrückresorption distaler Tubulus · letzter Abschnitt des Nierentubulus, der im Sammelrohr mündet Sammelrohr • verlaufen von der Nierenrinde durch das Nierenmark und münden in den Nierenkelchen Das Nephron Nierenkörperchen + Nierenkanälchen Nephron Glomerulus & Browman- Kapsel Harnbildung = Filtration des Blutes zum Primar- harn Jedes Nierenkörperchen besitzt sein eigenes Nierenkanalchen = Tubulussystem Sekretion & Rück- resorbation v stoffen = Umwandlung von Primarharn in Sek- undar-/Endharn bildet damit eine Arbeits-/Funktionseinheit Herz Aorta Nierenarterie (A. renalis) afferente Arteriole (vas afferens) Glomerulus = Vaskulare Komponente Das Blut wird als erstes vom Herzen in die Aorta gepumt von dort aus fließt das Blut durch die Nierenarterie (A. renalis), die sich in mehrere Kleine Arterien und schließlich in Arteriolen aufzweigt. Über die Vas afferente Arteriole gelangt das Blut dann in den Glomerulus. Das Blut verlässt den Glomerulus wieder durch eine und gelangt dann in einen Satz aus peritubulären Kappilaren (umgeben den Tubulus d. Nephrons). Die Kapillaren vereinigen sich dann zu Venalen und Kleinen Venen, sie leiten das Blut in die Nierenvene (Vena renalis). Sie wieder- rum mündet in der Unteren Hohlvene (Vena cava inferior), die das Blut zurück zum Herzen führt. efferente Arteriole Lumen der Browman -kapsel proximaler Tubulus absteigender Schenkel der HS. besteht aus dem Nierenkörperchen und Tubulussystem Henle Schleife aufsteigender Schenkel der HS. Primärharn wird filtriert und an- schließend rückresorbiert bzw. sezeniert bevor der Endharn ausgeschieden wird efferente Arteriole (vas efferens) peritubulare Kappilare Venole Tubuläre Komponente Das Filtrat, das aus den Kappilaren herausgefiltert wird gelangt dierekt in das Lumen der Browman-Kapsel und somit ins Lumen des Nephrontubulus. Von dort aus fließt das Filtrat in den proximalen Tubulus des Nephrons, dann fließt es in die Henle - Schleife (verläuft in das Nierenmark hinein und wieder zurück in die Nierenrinde) bzw. zuerst in den absteigenden Schenkel (dünn leng lumig) und dann in den aufsteigenden Schenkel (dick/ weitlumig) der Henle-Schleife. Anschließend gelangt das verbleibende Filtrat in den distalen Tubulus. Dieser mündet zusammen mit 11 anderen im Sammelrohr. Die Sammelrohre verlaufen von der Nierenrinde durch das Nierenmark, wo sich etwa 8 weitere Sammel- rohre vereinigen. Das Filtrat, was mitlerweile mehrmals modifiziert worden ist, wird nun Urin oder Ham bezeichnet. Die gelangt dann ins Nierenbecken und von dort gent es über den Harnleiter in die Harnblase, wo es gesammelt wird und bei entsprechender füllung über die Harnröhre ausgeschieden wird. Nierenvene (vena renalis) untere Hohlvene ( vena cava inferior) Herz distaler Tubulus Sammelrohr Nierenbecken Harnleiter Harnblase Harnröhre Nierenkörperchen frº D C 707 60 5b0 D 11 ΔΔΕΔΔΑ ( 10 Ő5a 10 3a. Podozytenfüßchen 3b. Podozyt A 10 - 1. Basalmembran 2. Bowman-Kapsel, parietales Blatt 3. Bowman-Kapsel, viszerales Blatt 10. glomeruläre Kapillaren 11. Arteriola efferens 10 3a 3b Kapillar - endothe B ooo wwwww A - Nierenkörperchen C Distaler Tubulus B - Proximaler Tubulus D- Juxtaglomeruläre Apparat 8. Myozyten (Muskelzellen der Arteriolenwand) 9. Arteriola afferens Pok 3 Podozyten Schlitz - membran 4. Lumen der Bowman-Kapsel (Harnraum) 5a. Mesangium - intraglomeruläre Mesangiumzellen 5b. Mesangium - extraglomeruläre Mesangiumzellen 6. Juxtaglomeruläre Zellen 7. Macula densa ( Aufgaben der Niere filtriert überflüssige aus dem Blut → daraus Harnherstellung → Stoffe wie Medikamente, Giftstoffe, Wasser, Salze, Har säuren, Kreatin usw. sind entweder zu viel vorhanden oder gefärlich → Schädliche Stoffe = hamnpflichtige Stoffe → Abfalle von Stoffwechselprozessen => Harnsäure, Hamstoff, Kreatinin Menge von Salz & Wasser im Körper Regulation von Wasser- bzw. flüssigkeitshaushalt, Salzhaushalt → kommt auf die Menge von Salz & Wasser im Körper an Konstanthaltung von pH-Wert des Blutes bzw. des Säure - Basen-Haushaltes je nach pH-Wert mehr/weniger Säuren /Basen ausgeschieden · Bildung/Synthese von Erythropoietin (EPO) & stemoliert Errythropoiese · hält wertvolle Substanzen zurück & behält lonen Harnbildung Primärharn = wird im Glumerulus bzw. Browmann Kapsel gebildet → durch dort stattfindende Filtration des Blutes wird im Tubulus durch die Veränderung von der Zusammensetzung des Primärharns gebildet Sekundärharn = Endharn → dies geschient durch Sezenierung (= Abgabe) von Stoffen in das Nierenkanälchen & Rückresarbation (= zurückgeholt) von Stoffen aus dem Nierenkanälchen in die Blutgefäße →noch veränder bar nach den Sammelrohren → tropft in Nierenkelch wird ausgeschieden → Filtrationsbarrieren filtriert die Bestandteile des Blutes je nach Ladung und größe Blut-Harn-Schranke Das Filtrat muss drei Schranken/Filtrationsbarrieren überwinden, um in den Kapselraum zu gelangen: Das Endothel (glomeruläres kapillarendothel) es ist gefenstert (durchlässig) mit Poren, welche den Durchtritt der meisten Komponente des Blutes durch das Endothel ermöglichen, jedoch zu klein für die Blutzellen sind Die innenseite des Endothels verhindert durch eine negativ geladene Glykokalix das Filtrieren von großen, negativen Molekülen (Ladungsselektivität) Die Basalamina (glomerulöre Basalmembran) Sie besteht aus Lamina rara interna, Lamina densa (Grundstruktur aus Typ-4 kollagen, muss dem Blutdruck in den Kapillaren stand halten) und der Lamina rara externa In den Lamina rarae befinden sich viele Moleküle und Proteine. Negativ geladene Glukoproteine halten die meisten Plasmoproteine zurück Sie liegt zwischen Browman-Kapsel und Kapilarendothel Lamina rara interna: Basalmembran des Endothels Lamina rara externa: Basalmembran der Podozyten Podozytenschutzmembran wird von den Podozyten gebildet und ergibt das viscerale Blatt der Browman-kapsel. Durch die Filtrationsporen des Schutzdiaphragmas gelangen Moleküle Viscerales Blatt = inneres Blatt der Browman Kapsel, liegt direkt am Glomerulum vas afferens Podozyten- distaler Tubulus Basalmembran 3 Kapselraum proximaler Tubulus granulierte Zellen Vas efferens Kapillarschlingen Kapilarendothel doppelte Basalmembran podozyten fortsätze Schlitzmembran Juxtaglomerularer Apperal -Zellgruppe, die dem Gefäßpol des Glomerulums anliegt und regulatorische Funktionen übernimmt reguliert über die Macula densa den Filtrationsdruck in seinem' Nierenkörperchen. Wirkt auch systematisch durch das Hormon Renin auf den ganzen Organismus Dazu gehören: 5 Macula densa Epithelbereich innerhalb des distalen Nephrons Spezialisierte Epitherzellen des distalen Tubulus in unmittelbarer nähe des Vas afferens. Zellen sind schmaler und höher, Kerne liegen dicht bei einander Misst die NaCl-Konzentration im Harn des distalen Tubulus Juxtaglomeruläre Zellen (Epitheloid zellen) Glatte Muskelzellen in der Wand des Vas afferens bilden das Hormon Renin (Extraglomerulare) Mesangiumzellen zwischen den Zellen des distalen Tubulus und dem Vas afferens evt. beteiligt an der Regulation der Nierendurchblutung LAS R E = = 11 Filtration Resorption, Sekretion. Exkretion filtrierte resorbierte Menge - Menge efferente Arteriole afferente Arteriole Filtration vom Blut Resorption vom Tubuluslumen ins Blut Sekretion vom Blut ins Tubuluslumen Exkretion vom Tubuluslumen in die außere Umgebung efferente Arteriole Glomerulus 15 mmHg 50 mmltg afferente Arteriole SS mmHg Bowman- kapsel Bowman Glomerulus -Kapsel sezenierte Menge der effektive Filtrationsdruck legt fest, wieviel Blutplasma aus dem Kapillarbett in das Interstitium bzw. wie viel Primärharn durch die Glomeruli in die Harnwege filtrirt wird peritubuläre Kapillaren = proximaler Tubulus Filtrationsdruck 10 mm Hg Henle- Schleife Zur Harnblase und ausgeschiedene Menge äußeren Umgebung gelaster Substanzen Pkap π καρ 55 mmHg 30mm Hg - PBow п кар distaler Tubulus Bow Sammel- rohr = hydrostischer Druck im Lumen der Browman - Kapsel = Kapiläter kolloidosmotischer Druck Pkap = Kapilärer hydrostatischer Blutdruck 15 mmHg! zur = Nierenvene = effektiver Filtrationsdruck 10 mm Hg der effektive Filtrationsdruck im Nierenkörperchen hängt von den hydrostaltischen Drücken (in den glomerulären Kapillaren & im Lumen der Browman-Kapsel) und vom kapilären kolloidosmotischen Druck ab Proximaler Tubulus + 300m0sM 300 mosu 600 m0su nur Wasser, wird resorbiert 900 m0sM 1200 m0su 300 Teil des Tubulussystems Glomerulus 100 proximaler Tubulus absteigender Schenkel Henle Schleife 1200 Henle Schleife aufsteigender Schenkel distaler Tubulus & Sammelrohr Osmolaritat distaler Tubulus lonen werden resorbiert, Kein Wasser Rinde Mark Die Permeabilität für wasser & gelöste Substanzen wird durch Hormone reguliert von 1200 bis 100 mOsu Variable Resorption von Wasser & gelösten Substanzen Sammelrohr Osmolarität 300 m0sM (auch im Blut) 300 m0sM 600-900 mOsu 1200 m0sM = ist eine Angabe der osmotisch aktiven Bestandteile pro Volumeneinheit in einer Lösung bis 50 m0sM Osmose =diffusion durch eine selektiv- permeable Membran in Richtung der höheren Konzentration iscosmotisch =unterschiedliche Lösungen mit der gleichen anzahl an Teilchen (Osmolarität) Hypoosmotisch niedriger osmotischer wert Hyperosmotisch = hoher osmotischer wert = Rückresorption erfolgt isoasmatisch nur H₂0 resorption · hypoosmotische Flüssigkeit wird durch Resorption von lonen (Na+, K+, Cl-) erzeugi impermeable Membran für H₂0 Membran kann mithilfe von Aqua- porinen permeable für H₂0 werden Ist allerdings abhängig von Hormonen Clomerulare Filtrationsrate = ist das pro Zeiteinheit von den Glumeruli filtrierte Volumen →> von 2 Faktoren abhängig • Effektiver Filtrationsdruck → durch durch renalen Blutfluss renalen Blutfluss + Blutdruck bestimmt → • Filtrationskoeffizienten durch verfügbare oberfläche der Kapillare und durch permeabilität des 3. Filtrationsbarrieren bestimmt →> Blutdruck = ist die Grundlage fur den hydrostatischen Druck, der die GF antreibt GRF bleibt über einen weiten Blutdruckbereich (8-180mmHg) Konstant Regulation = GFR wird durch Strömungswiderstand der Vos afferens reguliert hauptsächlich durch Regulation des Blutflusses kontrolliert (durch die renalen Arteriden) => GFR unterliegt einem Regulationsmechanismus (Autoregulation) Auto regulation Fähigkeit sich selbstständig an veränderte Bedingungen anzupassen setzt ein, wenn der Blutdruck 80mm Hg erreicht und wirkt bis 180mm Hg - Somit ist die GFR NICHT vom Blutdruck abhängig und kann ( zwischen 80-180mmHg = - - Notwendig zur Erhaltung von Blutvolumen & gleichzeitig Blutdruck Myogene Antwort: hoher Blutdruck 1 juxtaglomuläre Muskelzelle in der Wand der afferenten Arteriole werden gedehnt 2 Vasodilation 3 Myogene Antwort reagiert. Um GFR konstant zu halten 4 Öffnung von lonenkanälen (Muskelzelle) 5 Depolarisation der Muskelzelle 6 Kontraktion der Muskelzelle 7 Vasokonstriktion der Blutgefäße 8 Strömungswiderstand steigt 9 Blutfluss der afferenten arteriole sinkt 4 GFR 180 20 40 60 Vasokonstruktion der vas afferens to 100 120 140 niedriger Blutdruck 1 vasodilation durch Myogeneantwort 2 Strömungswiderstand sinkt 3 Blutfluss steigt 160 ohne die Autoregulation würde bei hohem Blutdruck viel Blut filtriert werden und da durch Blutvolumen verlieren → der Blutdruck wird auch drastisch sinke Autoregulation reicht ni 180 200 mmHg Vaso Gefäß Vasokonstriktion = = Gefäßverengung Vasodilation = = Gefäß weitung Jubuläre Rükopplung Feedback-Mechanismus des renalen Tubulussystems, der die GFR der tubularen Resorption anpasst = auch Tubuloglomeruläres Feedback = -> regelt die Filtration einzelner Nephronen → physiologische Gegenregulation, die einzelne Nephronen vor einer Hyper- filtration bzw. einer überlagerung des Tubulus schützt basiert auf den Zellen der Macula densa, sie messen die Konzentration Naci-Transport durch Macula densa Naci niedrige Konzentration 1 Adenosin wird ausgeschüttet Adenosin bewirkt eine Dilation der Gefäße, die zu einer Blutdruck senkung führt hohe Konzentration | ausschüttung von Parakrinen (zb.Renin) Vasokonstriktion (vas afferens) I Strömungswiderstand erhöht (vas afferens) Blutdruck, der g. Kapillare sinkt | GFR sinkt Sälligung der renalen Systeme byw. Fransportmechanismen = Erreichen der max möglichen Transportgeschwindigkeit wenn alle verfügbaren Carrier - Proteine zu jedem Zeitpunkt besetzt sind Das Transportmaximum (Tm) ist die Transportgeschwindigkeit bei Substratsättigung des Transport proteins Substrat- Transport geschwindigkeit (mg min¹) 8 4 2 + 2 linear Ab hier tritt Sättigung ein ↓ Konstanthaltung | 1 I 1 1 I Die Nierenschwelle ist die Plasmakonzentration, ab deren überschreiten Substrat sättigung vorliegt + 8 alle Carrier Proteine sind mit Substrat besetz + 10 + 4 6 Substrat im Plasma (mg ml-^) • Substratkonzentration unter Sättigungsgrenze = Transport unter max. Geschwindigkeit → Transport maximun zb Glucoseresorption im Nephron : normale Glucose-Konzentration = fast gesamte Glucose im Nephron resorbiert bevor sie d. Ende d. proximalen Tubulus erreicht Carrier-Proteine werden besetzt übermäßige Glucose-Konzentration = mehr transportiert als Tubulusepitel befördert werden kann alle Glukosetransporter besetzt => mehr Glucose Exkretion (= Ausscheidung) →→ Urin →wegen zu hoher Glukosekonzentration im Blutplasma = überschreitung der Glukose menge im Urin => Nierenschwelle für Glukose Renale Resorption 150 Urin wird täglich ausgeschieden von 180 Primärharn im Nierenkörperchen →>99% wird rück resorbiert 1. Fremdsubstanzen werden aus dem Plasma filtriert & nicht wieder aufgenommen →> schnelle Eliminierung . 2. Erleichterung der Wasser- & Elektrolythaushalt Regulation filtriert Substanzen im distalen Tubulus, werden nicht wieder für die Aufrecht- erhaltung d. Homöostase benötigt Rückresorption von lanen, Substanzen, Wasser (→ benötigte Stoffe) möglich = Aktiver Transport Energie (ATP) wird benötigt beim transport der gegen das Konzentrationsgefälle läuft Lumen des Tubulus Na* hoch apikale Membran Lumen des Tubulus Nat hoch Glu niedrig M Glu Nat. v tom apikale Membran Transportwege wasser permeabilitant virr Epithelzelle des proximalen Tubulus Nat niedrig ->Na+ Nat- Sökundäraktiver Transport Energie von einem aktiven Transport wird erneut / sekundar genutzt ohne zusätzliche Energie Epithelzelle des proximalen Tubulus Nat niedrig Glu hoch >-Glu--- ATP Passiver Transport H₂O interstitielle Flüssigkeit 2 resorbierte Nat-lonen Nat hoch K+ basolaterale Membran ATP interstitielle Flüssigkeit resorbierte Nat-lonen und Glucose →> Glu niedrig Nat noch -K+ basolaterale Membran ATP Energie für Transport gegen das Konzentrationsgefälle transepitärer Transport (durchquert Apikale direkt) parazellulärer transport (zwischen benachbarten Zellen durch) ATP = Membrantransportprotein = aktiver Transporter = primär aktiver Transporter = Sekundär aktiver Transporter = Carrier - Protein zur erleichterten Diffusion An der Basolateralenseite wird Na aktiv (unter ATP verbrauch) aus der Zelle durch die Na - Kalium - Pumpe transportiert Dadurch sinkt in der Epithelzelle die Na-Ionen Konzentration Na wandert mit der Kraft des Konzentrations- gradienten (= gefäße) in die Zelle und nutzt die Kraft auch um Glucose mit zu transportieren (Symport) Jubuläre Transportprozesse proximaler Tubulus: Tubulus Lumen apikale /luminale Seite Na+ hoch Nat Seite H* Henle - Schleife: Tubulus Lumen apikale/luminale H₂O H₂O- Nat. Tubulus Lumen apikale /luminale Seite -> Nat -> Gl₂, Aminos. -> Na+ distaler Tubulus: CI Nat CI -> Nat -> Gl₂, Aminos. -> Nat -> K+ Na*. K*<- K*‹- ATP ATP Interstitium Gewebe basolaterale Seite Nat Na+ HCO 3 →-→H₂0 -> H₂O Interstitium Gewebe basolaterale Seite -> Nat ->CI -> Nat Interstitium Gewebe basolaterale Seite Nat → CI ->CI 2+ Mg²+ Isoosmotische Resorption • fast alles an Na* gekoppelt Symport mit Na+, Glucose, Aminosäuren · Nat & H* = Antiport =>alles besetzt = ausgeschieden . = = Antiporter Symporter absteigender Teil nur für Wasser permeabel aufsteigender Teil impermeabel für Wasser permeabel für lonen Je nach Bedarf werden Aquaporine in die luminale Membran eingebaut Hierbei findet eine Feinabstimmung durch/über Hormone statt. = Natrium - Kalium- ATpase O = H₂O = Na+, CI, K+ 300 4- 600 ➜ 900 mOsH in der Vasa Recta 4 300 4 500 4 600 수 900 1200 Gegenstromprinsip 1200 absteigender Teil der H.S → H₂O durchlässig 300 641 500 600 → 900 K +8 100 600 goo B aufsteigender Teil der H.S. → nicht durchlässig.H₂0 absteigender Schenkel permeabel für Wasser nicht permeabel für lonen Stoffaustausch in gegenläufige FluBrichtung dient der Konservierung von Stoffen & Energie Komponente: - absteigender Schenkel -aufsteigender Schenkel - Interstitium (zwischenraum) - Vasa recta aufsteigender Schenkel inpermeabel für Wasser permeabel für lonen Vasa recta nimmt lonen auf aus dem aufsteigenden Schenkel → höhere Osmolaritāt=300-1200 gibt Wasser an andere Seite ab nimmt auf der Seite des absteigenden Schenkels H₂O auf →> Osmolarität sinkt = 1200-300 fließt in Venole • durch die Wasserdurchlässige wand fließt wasser raus, wodurch die lonen-Konzentration steigt → höhere Osmolarität = 300 bis 1200 m0sM Dadurch wird der Primārharn aufkonzentriert und umso tiefer es geht umso mehr Wasser wird ent. zogen • Na-lonen werden durch aktiven Transport aus dem Harn ins Interstitium transportiert. umso hoher, desto weniger lonen. · Durch die in permeabilität für Wasser, kann dies nicht fagen und bleibt im Tubulus, wodurch die Konzentration sinkt geringe Osmolaritât = 1200-100m OsH → Hormonale Regulation Ateriales natriuretisches Peptid (ANP) • ausschüttung durch vermehrte Dehnung der Vorhöfe des Herzens aus Muskelzellen der Vorhöfe •Senkung des Blutdrucks & Blutvolumens • Antagonist ZU ADH und Aldosteron ANP steigert GFR hemmt renale Natrium-Rückresorption. hemmt Freisetzung von Renin, Aldosteron, ADH wirkt vasodilatierend auf kleine periphere Gefäße Vasopressin (=ADH) ADH wirkung: verengt die Gefäße und Steigert den Blutdruck reguliert die ACTH ausschüttung reguliert Wasserhaushalt Steigert Natrium Ausscheidung mit Natrium geht auch wasser verloren => Blutvolumen nimmt ab = - Peptidhormon & wirkt als Effeltor hormon Peptidhormon, senkt letztend- lich den Blutdruck Bildungsort: Herzmuskelzellen d. Vorhofe myoendokrinen Zellen, vorallem in den Herzohren der Herz vorhöfe = 3 CAMP (second messenger) leitet Signal weiter 4 Steigt der osmotische Druck im Blut → Vasopressin bindet an Nierenzellen => mehr Wasser wird aus dem Primärharn zurück ins Blut transportiert = konzentrierter Urin Aquaporin-2-Wasserkanäle werden produziert und in AQP-2-Speichervesikel eingebaut 5 durch Exocytose gelangen die Kanäle an die Membran, wodurch H₂O durch kann 6 H₂0 geht in die Zelle & wieder raus ins Blut der Vasa recta Alkohol = hemmt ausschüttung Coffein & Nikotin steigert ausschüttung VORGANG: wird im Hypotalamus gebildet & im HHL gespeichert ·bei Verletzungen, Infektionen oder Schockzuständen ausgeschüttet · über das Blut zur Niere geleitet gelangt in die Epithelzelle des. Sammelrohrs 1 ADH bindet an Rezeptor der basolateralen Membran 2 aktiviert Enzym Adylatcyclase (first messenger) ATP CAMP Lumen d. Sammel- rohrs 300 mosM H₂O = Exocytose der Vesikel Epithelzelle des Sammelrohrs H₂O 600 mosu AQP-2-Speichervesikel 6 H₂0 Second Messenger- Signal 3 ↑ Aquaporin-2- CAMP+ Wasserkanäle ATP Interstitium Vasq d. Nieren- marks recta 600 mosu ADH- Rezeptor H₂0 700 mosM ADH beeinflussung der ADH-Sekretion Osmolarität größer als 280 mOsNY Osmoserezeptoren im Hypotalamus Interneuronen im Hypotalamus Verminderte Vorhof dehnung infolge geringen Blutvolumens Dehnungs rezeptoren in Vorhofen Sensorische Neuronen zum Hypothalamus ADH-Freisetzung in der Neurohypophyse vermindeter Blutdruck Sammelrohrepithel Barorezeptoren in Aorta & Halsschlagadern Neuronen im Hypotalamus die ADH Synthetisieren Sensorische Neuronen zum Hypotalamus Einbau von Wasserkanälen in die apiliale Membran Aldosteron / Raas • wird in der Zona glomerulosa der Nebenniere aus Pogesteron gebildet · Steroidhormon Aldosteron = Mineralkortikoid · wird in der Nebennierenrinde gebildet wirkt auf Zellen des Verbindungstubulus & Sammelrohrs -> →> dadurch folgt eine Volumenzunahme (→ Wasser folgt Nat & Cl- - lonen) -> Blutzuckeranstieg Aldosteron - Ausschüttung wird stimmuliert durch · Blutdruckabfall durch Volumenmangel niedrige Nat-Konzentration im Blut (Hyponatriämie) hohe K-Konzentration im Blut (Hyperkaliämje) niedriger pH-Wert im Blut (Azidose) erhöhter Sympatikotonus Steuerung der Aldosteron - Sekretion direkt auf die NUR bei einem Nat-Mangel / K+- Überschuss · ACTH aus HVL durch das RAAS Aldosteron Wirkmechanismus an den Zellen der Nierentubuli Aldosteron wird in der NNR gebildet & ins Blut abgegeben gelangt zur Zelle des Verbindungstubulus /Sammelrohrs 1 Aldosteron passiert die Membran 2 Aldosteron bindet an Rezeptor 3 bindet an teil der DNA 4 Proteinbiosynthese folgt 5 Proteinbiosynthese löst 3Vorgänge aus: mRNA a neve Kanäle werden gebildet b neue Pumpen werden mit der Energie von ATP gebildet с Proteine modelieren/verändern bestehende Kanäle & Pumpen →>kt & Nat-lonen sezenieren durch Energie von ATP durch neue Pumpen passieren sie als 2kt & 3 Nat ins Blut kaliumionen werden Sezeniert werden Natriumionen resorbiert Hauptzelle im Epithel des distalen Nephrons 8- Protein- biosynthese Jooooxx Transkription ↓OY mRNA neve. Kanäle b neue pumpen interstitielle Flüssigkeit Aldosteron- Rezeptor ATP Proteine modulieren/verändern bestehende Kanäle und Pumpen ATP ·2K+<+ 3 Nat Blut Aldosteron ∙K+ O Nat Renin - Angiotensin AG im Blut → AGI → AG I ↑ ↑ Leber - Aldosteron - System / RAAS Endothelzellen der Blutgefäße & Lunge Blutdruck granulierende Sinkt Zellen Arteriolen Renin (Enzym) aus der Niere spaltet Vasokonstriktion Angiotensinogen: Zirkuliert im Blut und ist wichtig für die Blutdruck - regulation, bestandteil von RAAS (Renin-Angiotensin - Aldosteron - System) Angiotensin: ist ein Peptidhormon mit vasokonstruktiver wirkung produziert Ständig ACE (Enzym) aus der Lunge enthalten spallet (wirkt als hemmer für hohen Blutdruck) produzieren im teil des Gehirns →> Renin kardio- vaskuläres Kontrollzentrum = Angiotensinogen im Plasma -> ACE (Enzym) ADH ausschüttung Aldosteron = Wasser Rückresorption Sympatikus aktivierung Vasokonstruktion => erhöht Blutdruck ANG I im Plasma ↓ Kardiovaskuläre Antwort ↑ ANG II im Plasma Hypotalamus ↓ ADH4 Blutdruck 4 <- reguliert den Flüssigkeits- & Elektrolythaushalt des Körpers und wirkt somit in entscheidender Weise auf den Blutdruck ein Durst 4 Nebennierenrinde Aldosteron 4 Nat - Resorption 4 Volumen und Erhaltung der < Osmolarität ↑ Regulation der Nierenfunktion im distalen Nephron (distaler Tubulus + Sammelrohr) wird die Feinabstimmung der Harnzusammensetzung durch folgende bestimmt RAAS ADH ANP diese Regulieren Blutdruck & Wasserhaushalt Abhängig von: Blutvolumen Blutdruck Elektrolythaushalt Osmolarität pH-Wert des Plasma Niere H₂0- Ausscheidung Nat- Ausscheidung F Hormonsysteme Nat- und RR Sensor F RR ↑ Na+1 Nat↓ T 수 RR↓ Adrenalin Hypothalamus Hypophyse Osmosensor Hyperaldosteronismus Hypoaldosteronismus · Vasopressin (ADH) NNR Aldosteron Renin Na+ 4 Herz Volumensensor ACE Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion Diabetes insipidus ANP Angiotensin- Angiotensin I Angiotensin II ogen Volument Störungen (durch übermäßige/unzureichende Produktion /Wirkung der Hormone) Gefäße Erhöhung Widerstand