makroskopischer Aufbau und Lagebeziehungen(Chirurgie, innere Medizin)

mikroskopischer Aufbau(Verständnis der Funktion)

Entwicklung(Verständnis bestimmter Anomalien und Krankheiten)

Physiologie

FunktionsproteineVerständnis von NierenerkrankungenErbkrankheitenMedikamente (Angriffspunkte)Vergiftungen

Was muß ein Arzt über die Niere wissen ?

50 – 100 nm

~300 nm

4 nm

14 nmSchlitzmembranP-CadherinNephrin

400 nm

Endothel

Basalmembran

Podozyten

Negative Ladungenbeeinflussen dasFiltrationsverhalten

Aufbau der Filtrationsmembran im Glomerulus

- -

Pars convoluta

Henle‘sche Schleife

Pars convoluta

Pars recta

proximaler Tubulus

distaler Tubulus

intermediärer Tubulus

Nierenrinde

Innenzone

Außenzone

Außenstreifen

Innenstreifen

Wiederholung, Niere Stunde 1

1) Die menschliche Niere ist multipapillär. Bei den Columnae renaleshandelt es sich um Nierenrindengewebe zwischen den Einzelnieren.

2) Gefäßversorgung der Niere: A. renalis – Aa. interlobares – Aa. arcuatae –Aa. interlobulares oder radiatae – Vasa afferentia – Kapillarknäuel der Glomeruli – peritubuläres Kapillarnetz – Venae stellatae –Venae radiatae – Venae arcuatae – Venae interlobares – Vena renalis.

3) Die arteriellen Vasa recta entspringen aus den Vasa efferentia der juxtamedullären Nephrone.

4) Die Filtrationsmembran der Glomeruli besteht aus (a) großen Poren imKaipillarendothel, (b) einer negativ geladenen Basilarmembran und (c) der Schlitzmenbran zwischen den Fortsätzen der Podozyten.

5) Moleküle mit einem Molekulargewicht >40 000 können die Filtrationsbarriereder Glomeruli nicht passieren.

Bestimmung der glomerulären Filtrationsrate (GFR)mit Hilfe von Inulin

(Inulin wird filtriert, jedoch weder reabsorbiert oder sezerniert)

Während einer bestimmtenZeit ausgeschiedeneUrinmenge

Inulinkonzentrationim Urin

Inulinkonzentrationim Blutplasma

Bestimmung des renalen Blutflusses mit Hilfevon Para-Aminohippursäure (PAH)

PAH wird bei einer Nierenpassage des Blutes durch die Niere vollständig aus dem Plasma entfernt (Filtration und Sekretion). Deshalb ist der renalePlasmafluß (RPF) direkt mit der im Urin ausgeschiedenen PAH-Mengekorreliert.

Als grobe Schätzung gilt :

RPF [PAH]Plasma = Vu [PAH]Urin..

Renaler Plasmaflußpro h

Urinausscheidungpro h

.

Komponenten des juxtaglomerulären Apparates

1) Muskelzellen des Vas afferens(reflektorische Kontraktion, Bayliss-Effekt)

2) granulierte Zellen des Vas afferens(Reninproduktion, Renin-Angiotensinmechanismus)

3) Macula densa(glomeruläre feed-back-Regulation)

4) Mesangiumzellen(Vermittler)

1) Bayliss Effekt

Durch reflektorische Kontraktion des Vas afferens wird der Druck in den Glomeruluskapillaren bei etwa 60 mm Hg konstant gehalten.

Dadurch wird die glomeruläre Filtration über einen weiten Blutdruckbereich konstant gehalten.

2) Der Renin - Angiotensin - Mechanismus

Sympathicus

Druckrezeptoren im Vas afferens Renin

Angiotensinogen(Leber)

Angiotensin 1

ACE

Angiotensin 2

( ACE = Angiotensinconverting enzyme,Endothelzellen)

1. Vasokonstriktion2. Erhöhung der Aldosteronabgabe in der Nebennierenrinde

(direkte Wirkung und über Stimulierung von ACTH)(Aldosteron erhöht die Rückresorption von NaCl und Wasserin der Niere)

3. Erzeugung von Durstgefühl

Druckrezeptoren im Hypothalamus

Blutdruckerhöhung (Renale Hypertonie)

Erniedrigung der Cl-Konzentration in denMacula densa-Zellen

3) Der glomeruläre feed-back Mechanismus

Erhöhung der Na+ und / oderCl- Konzentration führt zu einerVerengung des Vas afferens

Zu stark filtrierende oder Nephronemit reduzierter Natriumrückresorption werden aus dem Verkehr gezogen

Die Hauptfunktionen des proximalen Tubulus

1)

2)

3)

4)

Resorption von organischen und anorganischen Stoffen (z.B. D-Glukose, Aminosäuren, Laktat, Phosphat, Sulfat)

pH-Regulation (Na/H-Austauscher, H-ATPase)

Resorption von NaCl, H2O und Bicarbonat

Sekretion von organischen Stoffen(Anionen und Kationen, OCTs, OATs, MDRs)

SGLT2/1

GLUT2

Die Rückresorption von D-Glukose und Wasserim proximalen Nierentubulus

Rückresorption von NaCl und Wasser im proximalen Tubulus

Kleine hydrophobe Moleküle werden kaum ultrafiltriert

Deshalb müssen sie tubulär sezerniert werden(Beispiel : organische Kationen)

Ausscheidung kationischer Pharmaka in der Niere

proximaler Tubulus

Lumen

OCT2

MATE1-K

Ausscheidung anionischer Pharmaka in der Niere

Beispiel Penizillin

OAT1/3

α-KG-A-

Wiederholung, Niere Stunde 2

1) Die glomeruläre Filtrationsrate kann man über die renal ausgeschiedene Inulinmenge bestimmen, wenn man die Plasmakonzentration an Inulinkennt.

2) Der renale Blutfluß ist mit der renalen Ausscheidung von PAHkorreliert.

3) Der juxtamedulläre Apparat besteht aus den (a) glatten Muskeln im Vas afferens (Bayliss-Effekt), (b) den epitheloiden Zellen im Vasafferens (Renin), (c) der Macula densa (Na/Cl - im distalen Tubulus -Abschaltung der Filtration in dem dazugehörigen Nephron), (d) die Mesangiumzellen (Vermittler).

4) Renin ist eine Protease, die Angiotensinogen in Angiotensin I spaltet.Angiotensin I wird durch ACE in Angiotensin II gepalten, welches zur Vasokonstriktion und Aldosteronabgabe führt. Außerdem steigert es das Durstgefühl (Wirkung im Hypothalamus).

NaCl wird in verschiedenen Abschnitten des Nephronsrückresorbiert

1. Rückresorption der Hauptmenge an Natrium (Natriumkotransporter)

2. Aktive Natriumrückresorption(Na,K,2Cl-Kotransporter,Motor der Harnkonzentrierung)

3. Gesteuerte Natriumrückresorption(Na-H-Antiporter)

4. Gesteuerte Natriumrückresorption(Natriumkanal ENAC)

Rinde

Mark

Pars rectades distalenTubulus

Lasix

Inter-stitium

Lumen

NaCl-Rückresorption in der Pars recta des distalen Tubulus

Lasix

Inter-stitium

Lumen

Bartter-Syndrom

osmotische DiureseSalzverlustgeringes PlasmavolumenHypotonie

ähnliches Phänomen Furosemid„Lasix“

Lasix vermindert die Natriumrückresorption.undführt zum Verlust an Kalium!

HypocalciämieHyponatriämieKaliumverlust in späteren Tubulusabschnitten

Eine Störung der NaCl-Rückresorption in der Pars rectades distalen Tubulus führt zum Bartter-Syndrom

Na+- Rückresorption und K+ - Sekretion in der Pars convoluta des distalen Tubulus

Auch Aldosteronantagonisten vermindern die Na+- Rückresorption. Sie erniedrigen jedoch die K+- Sekretion ! kaliumsparend !

Aldosteron

Na+- Rückresorption und K+ - Sekretion in der in den Sammelrohren

Die luminale Membran der Hauptzellen bildet eine osmotischeBarriere zwischen dem Sammelrohrlumen und dem Interstitium.

ADH-regulierter WasserkanalAquaporin 2

konstitutive WasserkanäleAquaporine 3 / 4

Osmolyte (Myoinositol, Taurin)

NaClHarnstoff

Die Schaltzellen helfen bei der Regulation des Säure-Basenhaushaltes.

zwei Subtypen des HCO3- / Cl- Antiporters

Bei Azidose Bei Alkalose

In den Vasa recta des Nierenmarks findet ein Gegenstromaustausch von NaCl statt.

Dank dem Gegenstromaustausch friert der Storch im Winter nicht.

dünner absteigender Schenkel (undurchlässig für NaCl,durchlässig für H2O)

dünner aufsteigender Schenkel (durchlässig für NaCl)

NaCl

Die dünnen Schenkel der langen Henle-Schleifen sind Salzverteiler.

Die treibenden Kräfte für die Diffusion von Na+ oderHarnstoff sind die Konzentrationsgradienten der be-treffenden Stoffe.Die treibende Kraft für den osmotischen Wasserent-zug ist der Osmolaritätsunterschied.

z. B.800 mosmoldurch Harnstoff

z. B. 500 mosmoldurch NaCl

Wie ist es möglich, dass die Osmolarität in der Papille höher als im Innenstreifen ist?

Wiederholung, Niere Stunde 31) Sammelrohre in den Markstrahlen und im äußeren Mark

besitzen Hauptzellen und Schaltzellen. Sammelrohre im inneren Mark besitzen nur Hauptzellen.

2) Die Schaltzellen dienen der Säure-Basen-Regulation, während die Hauptzellen für die Harnkonzentrierung wichtig sind.

3) Aquaporin 2 ist ein Wasserkanal, der in Gegenwart vonAdiuretin in die luminale Membran der Hauptzellen eingebautwird. Dadurch wird die Wasserresorption aus den Sammel-rohren ins hypertone Interstitium des Nierenmarks ermöglicht.

4) An der Harnkonzentrierung in der Niere sind vier Prozesse beteiligt: a) Basiskonzentration des Harns im äußeren Mark durchNaCl-Transport aus den Partes rectae der distalen Tubuli.b) Verschleppung von Natrium aus dem äußeren Mark ins innereMark mit Hilfe der dünnen Schleifen. c) Harnstoffkonzentration indünnen absteigenden Schenkeln der Henle-Schleife und Hanrstofffreisetzung im tiefen inneren Mark. d) Entzug von Wasseraus den Sammelrohren.