Immunreaktion, Nierenfunktion und Osmoregulation

Die Immunreaktion

Ablauf der Immunreaktion: Eine Zelle mit Antigenen wird in Makrophagen (Riesenfresszellen) verdaut. T-Helferzellen aktivieren daraufhin die B-Zellen. B-Zellen differenzieren sich zu Plasmazellen und Gedächtniszellen. Die Plasmazellen bilden Antikörper, welche wiederum an Erreger binden und die Aufnahme durch Riesenfresszellen erleichtern.

Lymphozyten und ihre Funktionen

• T-Helferzellen: Haben den ersten Kontakt mit dem Antigen und senden über Zytokine Signale an andere Zellen.
• Zytotoxische T-Zellen: Schädigen und zerstören Pathogene mithilfe ihres T-Zell-Rezeptors.
• Gedächtniszellen: Erinnern sich an spezifische Antigene für eine schnellere Zweitinfektion.

Exkretion und Osmoregulation

Funktion der Nieren: Sie regulieren den Wassergehalt und helfen, den Wasser- und Salzhaushalt im Körper im Gleichgewicht zu halten.

Osmoregulation: Bezeichnet die Regulation des osmotischen Drucks der Körperflüssigkeiten eines Organismus.

Exkretion bei Insekten: Malpighische Gefäße

• Wandzellen der Malpighischen Gefäße nehmen Ammonium (NH₄⁺) aus der Hämolymphe auf.
• Innere Zellen der Malpighischen Gefäße wandeln NH₄⁺ in Harnsäure um.
• Natrium- (Na⁺) und Chlorid-Ionen (Cl⁻) werden durch aktiven Transport transportiert.
• Wasser wird passiv durch Osmose nachgezogen (Konzentrationsausgleich).
• Die Harnsäure vermischt sich im Lumen des Hinterdarms mit der halb verdauten Nahrung.
• Das Gemisch bewegt sich im Inneren der Malpighischen Gefäße in Richtung Rektum.
• Wandzellen des Rektums transportieren Na⁺ und Cl⁻ mittels aktiven Transports (a. T.) aus dem inneren Rektum zurück in die Hämolymphe; Wasser wird passiv hinterhergezogen.

Aufbau und Funktion des Nephrons

Glomerulus und Primärfiltrat

Im Glomerulus findet die Ultrafiltration zur Produktion des Blutfiltrats (Primärfiltrat) statt:

• Gefäße: Vas afferens (Zuleitung) und Vas efferens (Ableitung).
• Kapillaren: Die Kapillarwände sind perforiert (fenestriert). An der Außenseite der Kapillarwände liegt die Basalmembran, die aus einem Gel aus Glykoproteinen besteht.
• Filtration: Größere Teilchen verbleiben im Blut, kleinere Partikel wandern in das Primärfiltrat.
• Bestandteile des Primärfiltrats: Enthält neben Harnstoff wichtige Stoffe wie Glukose, Wasser (H₂O) und Natrium (Na⁺).
• Wasser strömt osmotisch, Natrium wird aktiv transportiert; der Vorgang ist hypertonisch und benötigt Sauerstoff (O₂).

Henle-Schleife

Grundregel: Je länger die Henle-Schleife ist, desto stärker kann der Urin konzentriert werden.

Selektive Reabsorption im proximalen Tubulus

Im Urin ist normalerweise keine Glukose nachweisbar, da sie im proximalen Tubulus vollständig reabsorbiert wird:

• Zellstruktur des proximal gewundenen Tubulus: Die Wand des Nephrons besteht aus einer dünnen Zellschicht mit zahlreichen Mikrovilli in Richtung des Lumens (starke Oberflächenvergrößerung für die Absorption via aktivem Transport).
• Energiebedarf: Wandzellen besitzen viele Mitochondrien zur ATP-Produktion, welche für den aktiven Transport (a. T.) notwendig ist.
• Transportproteine: In der Membran befinden sich Protein-Pumpen, die nützliche Substanzen zurückholen.
• Wirkungsgrad: 100 % der Glukose und ca. 80 % des Natriums werden reabsorbiert.

Hormonelle Regulation des Wasserhaushalts

Bei Wassermangel läuft folgender Regelkreis ab:

1. Wenig Wasser im Körper vorhanden.
2. Die Hypophyse schüttet das Hormon ADH (Antidiuretisches Hormon) aus.
3. Die Permeabilität (Durchlässigkeit) der Wand des Sammelrohrs steigt.
4. Wasser wird verstärkt durch Osmose reabsorbiert.
5. Es wird folglich nur wenig, stark konzentrierter Urin produziert.