Wie viele Nephrone hat eine Niere?

Eine Niere besitzt etwa 1 Million Nephrone. Diese regenerieren sich bei Zerstörung nicht.

Was ist renale Autoregulation?

Es ist ein autonomer Mechanismus, der die glomeruläre Filtrationsrate trotz Blutdruckschwankungen zwischen 70 und 160 mmHg konstant hält.

Welcher Tubulusabschnitt ist der längste?

Der proximale Tubulus (Tubulus contortus proximalis) ist der längste Teil des Nephrons.

Das Nephron: Aufbau, Funktion und renale Autoregulation

Zusammenfassung

Der Text erklärt das Nephron als funktionelle Einheit der Niere, seinen Aufbau aus Glomerulus, Bowman-Kapsel und Tubulussystem sowie die allgemeinen Nierenfunktionen. Außerdem werden die Mechanismen der renalen Autoregulation wie das tubulo-glomeruläre Feedback und die myogene Wirkung beschrieben. Abschließend werden die Abschnitte des Tubulus einzeln mit ihrer Resorptionsleistung behandelt.

Kernpunkte

Eine Niere besitzt etwa 1 Million Nephrone, die sich bei Zerstörung nicht regenerieren.
Die glomerulären Kapillaren sind 400-mal durchlässiger als im Rest des Körpers.
Die renale Autoregulation hält die GFR trotz Blutdruckschwankungen zwischen 70 und 160 mmHg konstant.
Die Macula-densa-Zellen reagieren auf die NaCl-Konzentration und lösen Vasodilatation der afferenten Arteriolen sowie die Aktivierung der juxtaglomerulären Zellen aus.
Im proximalen Tubulus werden 100 % der filtrierten Glukose und Aminosäuren resorbiert, außerdem 65 % von Na, Cl, HCO3 und K.
Der aufsteigende Teil der Henle-Schleife ist für die Resorption von Na, Cl und K zuständig und selbst wasserundurchlässig.
Die Schaltzellen im Sammelrohr regulieren den pH-Wert durch Sekretion von H+.

Stellen Sie sich auf die Probe

Das Nephron: Die funktionelle Einheit der Niere

Das Nephron ist die funktionelle Einheit der Niere. Eine Niere besitzt etwa 1 Million Nephrone, die sich bei Zerstörung nicht regenerieren. Ab dem Alter von 40 Jahren gehen jährlich etwa 1 % verloren. Es wird gebildet durch:

Der Glomerulus

Eine zuführende Arterie aus der Nierenarterie erreicht den Glomerulus. Viele Verzweigungen in den glomerulären Kapillaren werden zu hochdurchlässigen Kapillaren: Sie sind 400-mal durchlässiger als im Rest des Körpers.

Glomeruläre Kapillarstruktur

Bestehend aus: Endothel, Basalmembran und Podozyten.

Bowman-Kapsel

Plattenepithelzellen entlang der Kapillaren erfassen das Filtrat aus den Kapillaren, um es in das Röhrensystem zu leiten.

Allgemeine Funktionen der Niere

Regulierung des Wasserhaushaltes und der Elektrolyte: Abhängig von der Art der Ernährung passt die Niere die Gleichgewichtskonstante an.
Ausscheidung von Stoffwechselprodukten: Notwendig, da Enzyme empfindlich auf Veränderungen des pH-Gleichgewichts reagieren.
pH-Regulierung
Regulierung des Blutdrucks
Einfluss auf die Bildung roter Blutkörperchen (EPO)
Regulierung der Bildung von Vitamin D

Mechanismen der renalen Autoregulation

Es handelt sich um einen autonomen Mechanismus, der die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) der Niere trotz Blutdruckschwankungen (zwischen 70 und 160 mmHg) konstant hält.

Tubulo-glomeruläres Feedback

Bei erniedrigtem Blutdruck tendiert die glomeruläre Filtrationsrate dazu, abzunehmen, was zu weniger intratubulärer Flüssigkeit führt. Im distalen Tubulus befinden sich Zellen, die empfindlich gegenüber der NaCl-Konzentration reagieren (proportional zur Filterung). Dies sind die Macula-densa-Zellen, die aktiviert werden und zwei Phänomene auslösen:

Vasodilatation in den afferenten Arteriolen
Aktivierung der juxtaglomerulären Zellen

Myogene Wirkung

Reaktion auf die Erhöhung des Blutdrucks: Die juxtaglomerulären Zellen werden aktiviert.

Das tubuläre System des Nephrons

1. Proximaler Tubulus (Tubulus contortus proximalis)

Dies ist der längste Teil des Nephrons. Er besteht aus großen Zellen, die reich an Mitochondrien sind. Am apikalen Rand befindet sich ein Bürstensaum mit Ionenkanälen. Viele Na/K-Pumpen erzeugen ein intrazelluläres Natriumdefizit, sodass Natrium aus dem Lumen einströmt. Ein Countertransport ermöglicht es, dass 100 % der filtrierten Glukose und Aminosäuren im proximalen Tubulus resorbiert werden. Zudem werden 65 % von Na, Cl, HCO₃ und K resorbiert. Die Resorption von Aminosäuren und Glukose kann bei bestimmten Bedingungen (z. B. Diabetes) unvollständig sein.

2. Absteigender Teil der Henle-Schleife

Dünnes Epithel. Die Zellen sind sehr dünn, arm an Mitochondrien sowie Na/K-Pumpen, aber sehr wasserdurchlässig.

3. Aufsteigender Teil der Henle-Schleife

Dickes Epithel. Sehr große Zellen, reich an Mitochondrien und Na/K-Pumpen. Hier werden 25 % von Na, Cl, K sowie variable Mengen an Ca, Mg und HCO₃ resorbiert. Ein spezifischer Countertransport-Mechanismus in diesem Bereich bewirkt, dass beim Eintritt eines Na-Ions auch 2 Cl-Ionen und 1 K-Ion eintreten (verringert die Osmolarität). Die Zellen sind völlig wasserundurchlässig: Eine Glykoprotein-Abdeckung dichtet die Zellen ab, unterstützt durch interzelluläre Verankerungsmechanismen (Tight Junctions).

4. Distaler Tubulus (Tubulus contortus distalis)

Der proximale Abschnitt gleicht dem dicken Teil der Henle-Schleife, der distale Teil entspricht den Sammelrohren.

5. Sammelrohr

Es gibt zwei Arten von Zellen: Hauptzellen (Major-Zellen) sind am häufigsten, ziemlich groß und besitzen die Fähigkeit zur Na/K-Pumpfunktion sowie zur Aldosteron-vermittelten Resorption gelöster Stoffe. Die Wasserdurchlässigkeit ist variabel (Aquaporin-I- und Aquaporin-II-Kanäle). Sie sezernieren K und reagieren auf ANP (atrial natriuretic peptide), welches die Natrium-Rückresorption hemmt und so den Blutdruck senkt. Schaltzellen (Zwischenzellen) im kortikalen Teil des Sammelrohrs sind für die Resorption von K und HCO₃ sowie die Sekretion von H⁺ zuständig (pH-Regulierung).

Weitere metabolische Funktionen

Glukosestoffwechsel: Glykogenspeicherung, Umwandlung von Galaktose und Fruktose in Glukose, Glukoneogenese. Fettstoffwechsel: Oxidation von Fettsäuren, Bildung von Lipoproteinen, Cholesterin- und Phospholipidsynthese, Umwandlung von Kohlenhydraten in Fett. Proteinstoffwechsel: Desaminierung von Aminosäuren (Harnstoffbildung), Bildung von Plasmaproteinen (außer Gamma-Globulinen), Herstellung essenzieller Aminosäuren. Sonstige Funktionen: Speicherung der Vitamine A, D und B12; Bedeutung für Blutgerinnungsmechanismen; Speicherung von Eisen als Ferritin; Elimination von Medikamenten; Ausscheidung von Calcium über die Galle.