Anatomie und Physiologie von Niere und Nephron | Grundlagen der Meiose
Anatomie und Physiologie der Niere
Nierenkelche und Nierenbecken (Pelvis renalis)
Die Nierenkelche (Cálices) sind kleine, häutige Kelche, die um jede Papille liegen. Sie öffnen sich in die größeren Kelche (Cálices mayores). Bei Erwachsenen gibt es im Allgemeinen 3 Hauptkelche: obere, mittlere und untere.
Das Nierenbecken (Pelvis renalis) ist ein abgeflachter, trichterförmiger Bereich, der nach unten und innen ausgerichtet ist. Es endet am pieloureteralen Übergang.
Lage und Gefäßversorgung der Niere
Lage (Relations)
- Oben: Nebennieren und Zwerchfell (Diaphragma).
- Vorne (Rechte Niere): Leber, rechte Dickdarmbiegung und Zwölffingerdarm.
- Vorne (Linke Niere): Milz, Pankreasschwanz und absteigender Dickdarm (Colon descendens).
Gefäßversorgung (Vascularización)
Jede Niere erhält eine Nierenarterie (Ast der Aorta). Die renale Durchblutung beträgt etwa 1200 ml/min.
Die Nierenarterie teilt sich in Segmentarterien, die als Interlobararterien durch die Nierensäulen verlaufen. An der Grenze zwischen Rinde und Mark biegen sie sich als Bogenarterien (Arteriae arcuatae). Von diesen gehen Interlobulärarterien ab, die in die Rinde eindringen und Äste, die Arteriolae afferentes (zuführende Arteriolen), abgeben. Die Nierenvenen entspringen in den Malpighi-Pyramiden und münden in die Vena cava.
Der Nephron: Funktionelle Einheit der Niere
Der Nephron ist die grundlegende funktionelle Einheit der Niere und ist für drei grundlegende Prozesse zuständig:
- Das Blut filtern (unnötige Stoffe entfernen).
- Nützliche Stoffe ins Blut zurückführen (Rückresorption).
- Stoffe ausscheiden (Sekretion).
1. Filtration
Wenn Blut durch die glomerulären Kapillaren fließt, entsteht ein hoher Druck, was dazu führt, dass mehr Plasma in den Glomerulus austritt. Faktoren, die dies begünstigen, sind:
- Der hydrostatische Druck.
- Die große Oberfläche der glomerulären Kapillaren.
- Die hohe Durchlässigkeit der Kapillaren.
Histologische Struktur der Filtration
Die Wand der Bowman-Kapsel besteht aus spezialisierten Epithelzellen, den sogenannten Podozyten. Diese Zellen besitzen zahlreiche Ausläufer, die die Oberflächen der meisten glomerulären Kapillarwände bedecken. Die glomeruläre Filtrationsmembran ist durchlässig.
2. Rückresorption
Die Rückresorption ist der Prozess, bei dem gefilterte Stoffe aus den Nierentubuli zurück ins Blut gelangen. Sie findet hauptsächlich im proximalen Tubulus (TCP) und in der Henle-Schleife statt.
Faktoren und Struktur der Rückresorption
Die Rückresorption wird begünstigt, wenn die Konzentration einer Substanz im Blut hoch ist. Die einfachen Epithelzellen entlang des Nierenkanals sind zur Absorption von Substanzen angepasst. Sie besitzen reichlich Mikrovilli, welche die Oberfläche für die Resorption vergrößern.
3. Sekretion
Die Sekretion ist die Abgabe von Material durch das tubuläre Epithel in entgegengesetzter Richtung zur Resorption. Sie findet im Bereich des distalen gewundenen Tubulus und der Sammelrohre statt.
Faktoren und Struktur der Sekretion
Faktoren, die die Sekretion begünstigen, sind hohe Konzentrationen von Kalium- und Wasserstoff-Ionen. Die beteiligten Zellen verfügen über reichlich endoplasmatisches Retikulum und Golgi-Apparat.
Meiose: Reduktionsteilung und genetische Vielfalt
Die Meiose ist ein Prozess, bei dem aus einer Stammzelle vier Zellen entstehen, die die Hälfte der Chromosomen und des genetischen Materials der Mutterzelle enthalten.
Dieser Prozess umfasst zwei aufeinanderfolgende Kern- und Zytoplasmateilungen, die als Meiose I und Meiose II bezeichnet werden. Beide Phasen umfassen Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase, Telophase und Zytokinese.
Ablauf der Meiose
Meiose I (Reduktionsteilung)
Die homologen Chromosomenpaare kommen zusammen und werden dann durch die mitotische Spindel getrennt und auf verschiedene Pole der Zelle verteilt.
Meiose II (Äquationsteilung)
Die Schwesterchromatiden jedes Chromosoms trennen sich und werden auf die Kerne der neuen Zellen verteilt.
Wichtig: Zwischen diesen beiden aufeinanderfolgenden Phasen findet keine S-Phase (DNA-Replikation) statt.
Bedeutung und Fehler der Meiose
Die Meiose ist kein perfekter Prozess. Fehler in der Meiose sind manchmal für große Chromosomenanomalien verantwortlich.
Die Meiose ist entscheidend, um die Chromosomenzahl in den Zellen der Art konstant zu halten und die genetische Information zu bewahren. Obwohl man annehmen könnte, dass bei der Verschmelzung der männlichen und weiblichen Chromosomen die Chromosomenzahl zunehmen würde, bleibt die Chromosomenzahl von einer Generation zur nächsten konstant.