Blutkreislauf, Nierenfunktion und Osmoregulation

Einfacher Blutkreislauf bei Fischen

Fische besitzen einen einfachen Blutkreislauf. Ihr Herz hat eine geschwungene S-Form und empfängt venöses Blut aus dem Körper. Es besteht aus einem Vorhof und einer sehr muskulösen Kammer. Das Blut verlässt das Herz über den Ventrikel in die Kiemenarterien (Arteriae branchiales afferentes).

Doppelter Blutkreislauf bei Wirbeltieren

Bei lungenatmenden Wirbeltieren arbeitet das Herz als System einer Doppelpumpe mit zwei Kreisläufen:

• Lungenkreislauf (kleiner Kreislauf): Das Blut verlässt das Herz über die Lungenarterien, gelangt in die Lunge und wird dort mit Sauerstoff angereichert.
• Körperkreislauf (großer Kreislauf): Sauerstoffreiches Blut wird vom Herzen über die Aorta im gesamten Körper verteilt und kehrt über die Hohlvenen (Venae cavae) zum Herzen zurück.

Bei Amphibien ist der Kreislauf unvollständig; das Herz besteht aus zwei Vorhöfen, die durch ein Septum getrennt sind. Bei Reptilien ist die Vermischung des Blutes geringer, da ein unvollständiges intraventrikuläres Septum existiert. Ein vollständiger doppelter Kreislauf liegt vor, wenn keine Vermischung von sauerstoffarmem und sauerstoffreichem Blut stattfindet.

Regulation des Blutkreislaufs beim Menschen

Regulierung des Herzschlags

Die Medulla oblongata (verlängertes Mark) ist das Zentrum, welches Informationen zur Herzfrequenz von außen und innen erhält.

Regulation der Gefäße

Die Steuerung erfolgt durch die Veränderung des Gefäßdurchmessers. Das Vasomotorenzentrum, welches den Durchmesser der Gefäße kontrolliert, befindet sich ebenfalls in der Medulla oblongata.

Aufbau und Physiologie der Niere

Struktur der Niere

• Nierenkapsel: Die äußere Schicht aus fibrösem Membrangewebe.
• Rindenzone (Cortex): Weist durch die Malpighi-Körperchen ein körniges Aussehen auf.
• Markzone (Medulla): Hat ein gestreiftes Aussehen und ist in Nierenpyramiden unterteilt, die durch Nierensäulen getrennt sind.
• Nierenbecken (Pelvis renalis): Der Bereich, in dem der Urin gesammelt wird.

Physiologie des Nephrons bei Säugetieren

Jedes Nephron besteht aus dem Malpighi-Körperchen und dem proximalen Tubulus. Dieser führt zur Henle-Schleife, die aus einem absteigenden und einem aufsteigenden Ast besteht. Danach folgt der distale Tubulus, der zurück in die Rindenzone führt und in ein Sammelrohr mündet. Die Sammelrohre enden im Nierenbecken. Von jeder Niere führt ein Harnleiter den Urin zur Blase.

Urinbildung und Schweißdrüsen

Prozesse der Urinbildung

1. Glomeruläre Filtration: Das Blut wird in den Kapillaren innerhalb der Kapsel durch den Blutdruck gefiltert. Diese Filtration ist nicht selektiv.
2. Tubuläre Rückresorption: Der Primärharn enthält große Mengen Wasser. Nur etwa 1 % wird ausgeschieden, der Rest wird in den Tubuli resorbiert.
3. Sekretion: Der Übergang von Substanzen aus dem Blut in das Filtrat.

Schweißbildung

Schweißdrüsen in der Haut sind in bestimmten Körperregionen konzentriert. Jede Drüse besteht aus einem dünnen Schlauchknäuel (Glomerulus), das Flüssigkeit aus den Kapillaren zieht. Schweiß ist in seiner Zusammensetzung dem Urin ähnlich.

Regelung der Urinkonzentration und Osmoregulation

Konzentrationssteuerung

Veränderungen des inneren Milieus werden durch die Ausscheidung von mehr oder weniger konzentriertem Urin ausgeglichen. Die Konzentration hängt von der Durchlässigkeit der Sammelrohre ab, die durch Vasopressin (ADH) geregelt wird. Ein erhöhter osmotischer Druck im Blut stimuliert die Sekretion von Vasopressin.

Osmoregulation bei verschiedenen Arten

• Süßwasserfische: Leben in einem hypotonen Medium. Wasser dringt kontinuierlich durch Osmose und über die Kiemen ein. Die Nieren resorbieren Salze, aber nur sehr wenig Wasser.
• Salzwasserfische: Sind einem konstanten Wasserverlust durch Osmose ausgesetzt. Knochenfische resorbieren das meiste Wasser in den Nieren und scheiden sehr konzentrierten Urin in geringen Mengen aus.
• Knorpelfische: Ihr inneres Milieu ist nahezu isotonisch zum Umgebungsmedium.
• Landwirbeltiere: Müssen Wasser sparen und stickstoffhaltige Abfallprodukte ausscheiden. Reptilien und Vögel scheiden Harnsäure aus, wobei die tubuläre Rückresorption sehr intensiv ist, um den Wasserverlust zu minimieren. Säugetiere sind ureotelisch und produzieren hypertonen Urin.