Nierenfunktion

Nierenfunktion
Dr. G. Mehrke
1

Dr. G. Mehrke
2

Substanz
Glukose (mg%)
Na + (mmol/l)
Harnstoff (mg%)
Kreatinin (mg%)
Konzentration
im Blutplasma
100
150
15
1
Aufgaben der Niere
Konzentration
im Urin
0
150
900
150
Verhältnis
Urin/Plasma
0
1
60
150
Schwellensubstanz
Homöostatische Regelung
Harnpflichtige Substanzen
Die Niere ist essentiell für die Erhaltung des inneren Milieus (Homöostase):
• Ausscheidung von harnpflichtigen Substanzen (Großteils aus N-Stoffwechsel)
• Regelung der Ionengleichgewichte (Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl , HCO 3 )
• Regelung des pH
• Regelung des Wasserhaushalts (gemeinsam mit Durstmechanismus) Blutdruck
• Hormonproduktion – Renin
Regelung der Erythrozytenkonzentration Dr. G. Mehrke (Erythropoetin)
3

Blutfilter
Wie arbeitet die Niere?
Dr. G. Mehrke
4

Funktionelle
Einheit
Nephron
Dr. G. Mehrke
5

Filtration
Nierenfunktion
Dr. G. Mehrke
• In den Glomerulus-Kapillaren
werden 20% des durchfließenden
Blutplasmas in die Bowmannsche
Kapsel ultrafiltriert
(Plasmaproteine bleiben in den
Kapillaren)
• Das Ultrafiltrat (auch als Primärharn
bezeichnet) fließt durch das
anschließende Tubulussystem
6

Glomerulus
Dr. G. Mehrke
7

Aufbau des Filters
Podozyt (1)
Basalmembran (3)
Podozytenfüßchen (2)
Filter besteht aus 3 Schichten:
• dem gefensterten
Kapillarendothel
• der Basalmembran =
einem Molekularsieb (Gelfilter) aus
kollagenen Fasern und Glykoproteinen,
• den Podozytenfüßchen, die
durch eine Schlitzmembran verbunden
sind.
Dr. G. Mehrke
Kapillar-
lumen
Endothelzelle (fenestriert) (4)
2
2
3
4
1
4
3
8

Bowmannscher
Kapselraum
Die glomeruläre Filtration
Glomerulus
-Kapillare
Blut strömt über die afferente Arteriole (Vas
afferens) in die Glomerulus-Kapillaren und
verläßt diese über die efferente Arteriole
(Vas efferens) in Richtung postglomeruläre
Kapillaren.
Glomerulus-Kapillaren filtern Blutplasma mit
Ausnahme der Plasmaproteine in das
Tubulussystem.
Die treibende Kraft hinter der Filtration ist
der Kapillardruck minus dem onkotischen
Druck der Plamaproteine und dem
Flüssigkeitsgegendruck im
Tubulussystem.
Die pro Minute von beiden Nieren gefilterte
Plasmamenge wird als glomeruläre
Filtrationsrate (GFR) bezeichnet.
Dr. G. Mehrke
9

Glomeruläre Filtration: die treibende Kraft
In den Glomeruli wird aus den Kapillaren ein „Ultrafiltrat” in den Raum
der Bowmanschen Kapsel abgepresst. Das Ultrafiltrat ist im
wesentlichen eiweißfreies Plasma. Es enthält alle Bestandteile des
Plasmas mit einemMolekulargewicht < 5000-10.000 !
pKap = mittlerer Blutdruck in den Kapillaren
(ca. 50 mmHg)
pBowman = mittlerer Druck in der
Bowmanschen Kapsel
(ca. 12 mmHg)
pOnkotisch = durch Plasmaproteine
verursachter osmotischer Druck in den
Kapillaren
(ca. 20 mmHg)
peff = effektiver Filtrationsdruck: Dr. G. Mehrke
etwa 18 mmHg
10

Glomeruläre Filtration: die Selektivität des Filters
Freie Filtration:
kleine Moleküle: bis zu einem Molekulargewicht (MG) von ca. 15.000 oder einer
Molekülgröße von 2 nm.
Hierunter fallen unter anderem: Ionen (Na + , K + , HCO 3 – , Cl – , HP04 2– , Ca 2+ ,
Mg 2+ ) Glukose und andere Monosaccharide, Aminosäuren.
Filtration in Spuren:
Peptide und kleine Proteine, wie z.B.: Insulin, Glukagon, Parathormon.
Bei intravasaler Hämolyse freigesetztes Hämoglobin, das nicht an Haptoglobin gebunden ist, tritt in Spuren im Urin auf
(Hämoglobinurie)
Keine Filtration:
Mittelgroße und große Proteine (ab MG des Albumins = ca. 70.000)
Problem: Verlust großer Mengen von Wasser
und wichtiger Metabolite
Dr. G. Mehrke
11

Primärharn
• Die Glomerulumfiltratmenge, die sämtliche
Nierenkörperchen beider Nieren pro Zeiteinheit erzeugen,
bezeichnet man als glomeruläre Filtrationsrate. Sie
beträgt beim jungen Erwachsenen ca. 120 ml pro Minute.
Dies entspricht einer Filtrationsmenge von 180 l
Glomerulumfiltrat täglich. Somit wird also das
gesamte Blutplasmavolumen (ca. 3l) täglich etwa 60-mal
in den Nieren filtriert.
• Reduziert auf ca. 1 – 2 l täglich
Urinausscheidung
Dr. G. Mehrke
12

Nierenfunktion 2
Wie werden die Metabolite und der
Großteil des Wassers
zurückgewonnen?
Dr. G. Mehrke
16

Die homöostatische Kontrolle des Blutes durch die Nieren
• Der renale Kreislauf ist einer der Parallelkreisläufe
des systemischen Kreislaufs
• Er erhält ca. 25% des vom linken Ventrikel
ausgeworfenen Herzminutenolumens (des HMV)
• Die Niere enthält zwei aufeinanderfolgende
Kapillarsysteme
Ausscheidung
• Das erste Kapillarsystem, die Glomeruluskapillaren,
ist ein Hochdruck-Kapillarsystem
und dient der Filtration von Plasma
• Das zweite Kapillarsystem, die
postglomerulären Kapillaren (peritubuläre
Kapillaren und Vasa recta), ist ein Niederdruck-
Kapillarsystem. Es dient der Rückresorption
von Wassser und der Versorgung und Funktion
der Tubuluszellen.
Dr. G. Mehrke
Rückgewinnung
17

Blut
Ultrafiltrat (20%)
tubuläre Sekretion
tubuläre Resorption
URIN (

Dr. G. Mehrke
19

Tubulusfunktion (Übersicht)
Massen- Rückresorption
(60-90%) (>60%)
Dr. G. Mehrke
homöostatische
Regelung
Harn-
Konzentrierung
20

Dr. G. Mehrke
Epithelzelltypen im
Verlauf des
Tubulussystems
21

Wichtige Strukturen des Tubulussystems
Tubuluslumen
Bürstensaum
Kapillare
Tubuluszelle
Dr. G. Mehrke
Basolaterale
Räume
Tight junction
22

apikal
Tubuluszelle
basolateral
Interstitium
Blutgefäß
Dr. G. Mehrke
23

Proximaler Tubulus
Kapillarlumen Dr. G. Mehrke
Tubuluslumen
Bürstensaum
Basolaterale Räume
Basalmembran
24

Wichtige Transportsysteme des Tubulussystems
transzellulär
parazellulär
Antiporter
offener Kanal
Symporter
offener Kanal
H +
Glukose
Na +
K +
Na +
Na +
K +
Na +
Na + - K + -Pumpe
basolateral
Der Transport von Wasser und
gelösten Substanzen erfolgt
sowohl transzellulär als auch
parazellulär in die basolateralen
Räume.
Neben dem primär aktiven
Transport (K + /Na + -Pumpe,
basolateral) finden sich
sekundär aktive
Transporte (Symporter und
Antiporter), die durch den
passiven Na + -Einstrom
angetrieben werden (z.B. für
Glukose oder H + )
Offene Kanäle erlauben die
Diffusion von Ionen
entsprechend dem
elektrochemischen Gradienten.
25

Na + : 150 mmol/l
Cl – : 115 mmol/l
K + : 4 mmol/l
HCO 3 – : 25 mmol/l
Ca 2+ : 1,5 mmol/l
PO 4 3– : 1 mmol/l
Glukose: 5 mmol/l
Tubuluslumen
Na+
K+
K+
K+
K+
ATP
ATP
ATP
Na+
Na+
Na+
Der Hauptmotor der Resorption im
Tubulussystem ist die basolaterale
Natrium - Kalium - Pumpe
• Die Na + /K + -Pumpe in der basolateralen Membran
transportiert unter ATP-Verbrauch (primär
aktiver Transport) Na + aus der Zelle in das
Interstitium, von wo aus es ins Blut diffundiert.
Dies erzeugt einen chemischen Gradienten für
Na+ aus dem Tubuluslumen in die Zelle
• Das in die Zelle gepumpte K + diffundiert durch
offene Kanäle in der lumenseitigen Membran aus
der Zelle und erzeugt ein Membranpotenzial
(innen negativ, außen positiv, siehe
Neurophysiologie) und damit einen elektrischen
Gradienten für Na + in die Zelle
• Beide Prozesse schaffen einen massiven
elektrochemischen Na + -Gradienten aus dem
Lumen in die Zelle, der die meisten anderen
Dr. G. Mehrke
Transportprozesse (sekundär aktiv) antreibt.
26

Glukose
Aminosäuren
Phosphat
Wasser
H +
Na +
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
K +
Na +
Ca 2+
Mg 2+
Massenresorption im proximalen Tubulus I
K +
K +
Na +
Cl –
Dr. G. Mehrke
Resorption von Na + :
• Im gesamten proximalen Tubulus
erfolgt der Na + -Einstrom vom Lumen
in die Zelle über Carrier (Antiport für
H + , Symport für Glukose, Aminosäuren
und Pphosphat).
• Der Na + -Gradient treibt also den
sekundär-aktiven Transport von
Glukose, Aminosäuren und Phosphat
in die Zelle und die sekundär aktive
Sekretion von H + in den Tubulusharn.
• Die H + -Sekretion treibt die massive
Rückresorption von HCO 3 – (später
gezeigt).
• Am Ende des proximalen Tubulus sind
60% des Na + , 80% des HCO 3 – und
praktisch 100% der Glukose und
Aminosäuren rückresorbiert.
27

Glukose-Rückresorption
Glukose (und Aminosäuren) werden nur im proximalen Tubulus
resorbiert. Spätere Tubulusabschnitte besitzen nicht die
entsprechenden Carrier für den Na + Dr. G. Mehrke
-getriebenen Transport.
K +
Tubuluslumen
Kapillare
Der Na + -getriebene Glukose-Carrier hat
eine begrenzte Transportrate (Maximum
bei etwa 320 mg/min).
Ab einem Plasma-Glukosespiegel vom
ca. 200 mg/dl wird dieses
Transportmaximum (Tm) überschritten
und überschüssige Glukose bleibt im
Tubulusharn.
Die nicht resorbierte Glukose im
Tubulusharn führt zur osmotischen
Diurese (Diabetes mellitus).
28

Carboanhydrase
beschleunigt die
Spaltung von
Kohlensäure
Tubuluslumen
Kapillare
Basensparmechanismus
H 2CO 3 CO 2 + H 2O CO 2 kann die Zellmembran passieren
CA
•Die Rückgewinnung von Bicarbonat ist an
die Sekretion von H + in den Tubulus
gebunden.
•Kapillarseitig wird Bicarbonat durch Na + -
oder Cl – - Antiporter in die basolateralen
Räume transportiert von wo es in die
Kapillare diffundiert.
•Die Rückgewinnung von Bicarbonat erfolgt
zu 80-90% bereits im proximalen Tubulus
•Die regulatorische Anpassung des H + -
Sekretion und Bicarbonat-Rückgewinnung
erfolgt in den Schaltzellen des
Sammelrohrs aufgrund der
Stoffwechsellage.
Dr. G. Mehrke
29

Glukose
Aminosäuren
Phosphat
Wasser
H +
Na +
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
K +
Na +
Ca 2+
Mg 2+
Massenresorption im proximalen Tubulus II
K +
K +
Na +
Cl –
Dr. G. Mehrke
Resorption von Wasser:
Im proximale Tubulus wird Wasser
parazellulär und transzellulär resorbiert.
Für den transzellulären Durchtritt sind
Aquaporine verantwortlich.
Das Wasser folgt den resorbierten Ionen
(insbesondere Na + , Cl – und HCO 3 – ). Die
Resorption erfolgt also ohne Änderung
des osmotische Drucks (isosmotisch).
Die Wasseraufnahme in die peritubulären
Kapillaren beruht auf dem niedrigen
hydrostatischen und hohen onkotischen
Druck in den Kapillaren.
Der Wasserstrom „reißt“ Ionen mit sich
und fördert damit deren Resorption
(solvent drag = Lösungsmittel-Sog).
Am Ende des proximalen Tubulus sind
60% des Wassers rückresorbiert.
30

Glukose
Aminosäuren
Phosphat
Wasser
Massenresorption im proximalen Tubulus III
H +
Na +
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
Cl –
K +
Na +
Ca 2+
Mg 2+
K +
K +
Na +
Cl –
Dr. G. Mehrke
Weitere Resorptionsprozesse:
• Der den resorbierten Ionen und
Molekülen folgende Wasserstrom
erhöht die Konzentration der nicht
resorbierten Teilchen im Tubulusharn,
insbesondere der Cl – -Ionen.
• Die Cl – diffundieren dadurch in den
späten Abschnitten des proximalen
Tubulus massiv parazellulär in die
basolateralen Räume, die daduch
gegenüber dem Tubuluslumen negativ
werden.
• Diese Negativität des Interstitiums
stellt einen elektrischen Gradienten für
die bisher nicht resorbierten und
angereicherten 2-wertigen Kationen
(Mg2+ und Ca2+ ) aber auch für
verbliebenes K + und Na + dar, die
parazellulär diffundieren.
31

Proximaler Tubulus: Eiweiß / Peptide
Rückresorption durch Rezeptorvermittelte
Endozytose und Abbau
Tubuluslumen
Kapillare
Proteine
Dr. G. Mehrke
Glomerulär filtrierte kleine Proteine und
längere Peptidketten werden durch
Endozytose aufgenommen.
Die endozytotischen Vesikel (EV),
verschmelzen Lysosomen zu endosomallysosomalen
Vesikeln (E-L,
Verdauungsvakuolen).
Proteolytische Enzyme bauen die Proteine zu
Aminosäuren ab, die in die Kapillare
transportiert werden.
Peptide werden meist durch Membran-
Peptidasen des Bürstensaums gespalten und
resorbiert.
Proteinurie kann verschiedene Ursachen
haben.
32

Proteinurie
Mögliche Ursachen einer Proteinurie:
• Prärenale oder Überlauf-Proteinurie: Die Konzentration
filtrierbarer Proteine, wie nicht gebundenes Hämoglobin oder
pathologische Proteine (Paraproteine) ist erhöht, so dass die
Rückresorptionsmechanismen überfordert sind.
• Glomeruläre Proteinurie: Der glomeruläre Filter ist (meist
entzündlich) geschädigt und lässt größere Mengen von Albumin durch,
die nicht mehr resorbiert werden können.
• Tubuläre Proteinurie: gestörte Rückresorption durch (toxische oder
entzündliche) Schädigung der Tubuluszellen, so dass auch normal
filtrierte Proteinmengen nicht ausreichend resorbiert werden.
• Postrenale Proteinurie: Proteine stammen von geschädigten
ableitenden Harnwegen. Dr. G. Mehrke
33

Aktive Sekretion in den proximalen Tubulus: organische
Substanzen
Aktive Sekretion organischer Anionen:
• Hippursäure, PAH
• Harnsäure
• gekoppelte Glukuron- und Schwefelsäuren
• Penicillin,
• u.a.
Aktive Sekretion organischer Kationen:
• Adrenalin
• Cholin
• Histamin
• u.a. Dr. G. Mehrke
35

Rinde
Mark
Die Henlesche Schleife
Wasserundurchlässig
Wasser
Harn hyperton
Harn hypoton
300 mosm/l
Na + , Cl – ,
K +, NH 4
Ca 2+ ,Mg 2+
600 mosm/l
Wasser
1200
1200
mosm/l
mosm/l
Dr. G. Mehrke
Tubuluslumen
Dünner Teil: Resorption von 25% des
filtrierten Wassers in das hypertone Mark
Dicker Teil: Verdünnungssegment:
Ein Na + , K + , 2Cl – -Symporter transportiert
NaCl aus dem Tubulus ins Interstitium,
ohne Wasser durchzulassen.
Cl – diffundiert durch die basolaterale
Membran ins Interstitium und erzeugt
eine basale Negativität, die zur
parazellulären Resorption von Mg 2+ ,
Ca 2+ , Na + und K + führt.
36

Osmotischer Gradient
Dr. G. Mehrke
Durch den lokal
unterschiedlichen Transport
von Salzen und Wasser wird
ein osmotischer Gradient im
Gewebe aufgebaut
37

Modell des Gegenstromaustausches in den Vasa recta
Ein mit Flüssigkeit gefülltes, für Wasser und gelöste Teilchen
permeables Rohr taucht in einen vorhandenen Gradenten ein
1) keine Strömung:
Angleichung an
Gradienten
300
300
400
500
600
300 300 300 300 300
300 500 300 400 300
400
500
500
600
2) Strömung: verschiebt den
Gradienten in Richtung Abfluss
500
300
400
Recycling von
abfließendenTeilchen
in den Zufluss
Dr. G. Mehrke
500
600
500
300
400
Kurzschluss von
zufließendem Wasser
in den Abfluss
Bereits vorhandener
Gradient durch
Resorption von
Harnstoff und NaCl
aus dem Sammelrohr
im inneren Mark
300 mosm/l
400 mosm/l
500 mosm/l
600 mosm/l
38
Rinde
Äußeres
Mark

Gegenstromprinzip
Durch das
Gegenstromprinzip wird
Wasser beim Durchlaufen
des osmotischen
Gradienten optimal
zurückgewonnen
Dr. G. Mehrke
39

Dicker aufsteigender Teil d. Henleschen Schleife
Dr. G. Mehrke
Der Gegenstrom- Multiplikator:
• Na + wird aktiv ins Interstitium
transportiert
• Die erhöhte Osmolarität hält Wasser
rindenseitig zurück. Es wird durch
die Vasa recta abtransportiert.
• Na + diffundieren in den zuführenden
dünnen Schenkel und konzentrieren
Na + an der Haarnadelspitze
• Der osmotische Gradient ist
maßgeblich für die
Endkonzentrierung des Tubulusharns
40

Regulation der Wasserausscheidung:
ADH
ADH – Antidiuretisches
Hormon
ADH öffnet
„Aquaporine“ –
Wasserporen
Rückgewinnung von
H 2O
Dr. G. Mehrke
41

Aminogruppen
Dr. G. Mehrke
giftig
42

Hypertonizität des Marks: Harnstoff-Recycling
ADH
fördert
Dr. G. Mehrke
• Harnstoff wird im proximalen Tubulus
durch Wasserresorption konzentriert
• Der dicke aufsteigende Teil der
Henleschen Schleife und der distale
Tubulus sind für Harnstoff
undurchlässig
• Im Sammelrohr des inneren Marks
diffundiert Harnstoff in das Interstitium
und in die Vasa recta. In den Vasa recta
wird Harnstoff durch den Gegenstrom-
Mechanismus angereichert. Von den
Vasa recta diffundiert Harnstoff in den
dünnen absteigenden Teil der
Henleschen Schleife und wird von dort
wieder ins Sammelrohr transportiert.
• ADH fördert die Diffusion von Harnstoff
aus dem Sammelrohr
43

sekundär aktiver
Transport
Erhöhte Säureausscheidung: NH 4
Dr. G. Mehrke
Ammonium-Ionen werden im
proximalen Tubulus aus der
Aminosäure Glutamin (gebildet in
der Leber) freigesetzt und über den
Na + /H + -Antiporter in den Harn
sezerniert.
Der Ammoniak, puffert H + ab.
Diese Pufferung ist wesentlich zur
Aufrechterhaltung der H + -
Ausscheidung im Sammelrohr.
Warum ist Ammoniak hier unschädlich?
44

Kontrolle der Nierenfunktion
Dr. G. Mehrke
45

Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR)
• Die GFR ist die pro Minute von beiden Nieren gefilterte Plasmamenge
= Primärharnmenge
Die GFR hängt ab insbesondere von
der Nierendurchblutung (auf mehreren Ebenen geregelt):
– myogene Autoregulation
– Renin-Angiotensin-Aldosteronsystem
– Autoregulation durch tubulo-glomerulären Feedback
– Sympathicus (wirkt vasokonstriktorisch)
Dr. G. Mehrke
46

Myogene Autoregulation der Nierendurchblutung
GFR: glomeruläre Filtrationsrate
RPF: renaler Plamafluss
(Plamamenge in ml, die pro
Minute durch die Nieren fließt)
Die glatte Muskulatur der Arteriola afferens reagiert auf erhöhte Wandspannung
sofort mit Vasokonstriktion, auf Nachlassen der Wandspannung mit
Vasodilatation. Geringfügige Änderungen des Radius (r 4 ) kompensieren damit die
Wirkung von Blutdruckschwankungen.
Bei Schwankungen des arteriellen Blutdrucks wird auf diese Weise
zwischen 80 und 200 mmHg der Blutfluss (bzw. der renale Plasmafluss,
RPF) und die GFR konstant gehalten.
Dr. G. Mehrke
47

Autoregulation durch tubulo-glomeruläre Rückkoppelung
Der aufsteigende dicke Schenkel der Henleschen Schleife kehrt an den Gefäßpol des
Nierenkörperchens zurück, wo er sich an die afferente und efferente Arteriole anlegt und mit den
juxtaglomerulären Zellen Kontakt aufnimmt.
Der juxtaglomeruläre Apparat
Arteriola
efferens
Mesangiumzellen
Tubulus
distalis
Juxtaglomeruläre
Zellen Arteriola
afferens
Macula
densa
Henlesche
Schleife
Dr. G. Mehrke
An der Kontaktstelle mit dem Gefäßpol
verdichten sich die Tubuluszellen zur
Macula densa, die gemeinsam mit den
juxtaglomerulären Zellen eine funktionelle
Einheit, den juxtaglomerulären Apparat,
bildet.
Ein zu hoher NaCl-Gehalt des
abfließenden Tubulus-Harns
(aufgrund unzureichender
Rückresorption in den
vorhergehenden
Tubulusabschnitten) führt zur
Vasokonstriktion in der
afferenten Arteriole und damit
zu einer Verringerung des
Blutflusses und der
Filtrationsrate.
Zusätzlich wird der Renin-Angiotensin-
48
Aldosteron-Mechanismus aktiviert.

Kontrolle der Nierenfunktion
Dr. G. Mehrke
49

Distaler Tubulus
Sammelrohr
Na+ Cl–
Na+
Dr. G. Mehrke
Na+
Na+
Regulierte Na + -Resorption
im distalen Tubulus
und Sammelrohr
Aldosteron
fördert
Atriopeptin
hemmt
Aldosteron
reguliert die
Salzkonzentration
50

Rückresorption von Wasser und Natrium
Dr. G. Mehrke
ADH öffnet
„Aquaporine“
ADH fördert die
Wasserresorption
51

Aufrechterhaltung des Blutdrucks durch die Niere
durch das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System
Druck in
A.renalis
Druck in
A.renalis
Reninzellen
Angiotensinogen
Renin
ACE
Systemische
Vasokonstriktion
Systemischer
Blutdruck
Dr. G. Mehrke
A I
A II
Angiotensin
Aldosteron-
Sekretion
Retention von
Na + und H 2O
Extrazelluläres
Volumen
Vasodilatation in der
Arteriola afferens
durch PGE und PGI 2
aus Endothel
52

Renin - Niere
Hormone
Dr. G. Mehrke
53

Diuretika erhöhen den Harnfluß (Diurese)
Carboanhydrase-
Hemmer
Thiazid-Diuretika
Aldosteron-
Antagonisten
Schleifen-Diuretika
Diuretika hemmen die Rückresorption osmotisch
wirksamer Substanzen des Tubulusharns und führen
Dr. G. Mehrke
damit zu einer osmotischen Diurese
54

Zusammmenfassung
Aufgaben der Niere:
Ausscheidung von harnpflichtigen Substanzen (Harnstoff)
Erhaltung des inneren Milieus (Homöostase):
Regelung der Ionengleichgewichte (Na + , K + , Ca 2+ ,
Mg 2+ , Cl - , HCO 3 - )
Regelung des pH (Ammoniakproduktion)
Regelung des Wasserhaushalts Blutdruck
Hormonproduktion - Renin
- Erythropoetin (Erythrozytenproduktion)
Dr. G. Mehrke
55

Funktionsprinzip der Niere
• Filtration aller
kleinmolekularen Substanzen
– Bowmann-Kapsel
• Rückgewinnung der
metobolisch wichtigen
Moleküle (und Wasser)
– Tubulussystem
Dr. G. Mehrke
56

• Energieeffizient
Resorption
– Primär aktiv (ATP-
Verbrauch; Na/K-Pumpe)
– Sekundär aktiv - Na-
Kotransporter (Antiporter)
– Osmotische Prozesse;
„Solvent Drag“
– Gegenstromprinzip
Dr. G. Mehrke
57

• Regulation durch
– ADH
Wasserausscheidung
– Öffnet Wasserporen im distalen Tubulus und
Sammelrohr Wasser strömt zurück
Dr. G. Mehrke
58

Glucose - Diabetes
• Proximaler Tubulus: vollständige Rückresorption in Carriern
• distal: keine Rückresorption
Glucose ist eine Schwellensubstanz, bei Überschreitung
ihrer Schwelle wird sie ausgeschieden
• normale Plasmakonzentration: 0,6 - 1 g/l, 5 mmol/l
• Schwelle: 1,8 g/l, 10 mmol/l
Bei Diabetes kommt es zu Polyurie, weil die osmotisch wirksame Glucose
die Rückresorption von Wasser verringert.
Na-Glucose Kotransporter
„überlastet“
Dr. G. Mehrke
59

Wenn die Nieren versagen
Eine funktionsfähige Niere ist ausreichend
„Blutwäsche“
Dr. G. Mehrke
60

• Dialyse
Dreimal in der
Woche müssen
Dialysepatienten
für vier bis fünf
Stunden die
Blutwäsche
durchführen
lassen.
Künstliche Niere
Dr. G. Mehrke
61

Jährlich werden in den
USA 25.000 und in
Deutschland über
2000 Nieren
transplantiert
Transplantation
Dr. G. Mehrke
62