Physiologie von Niere, Verdauung und Schilddrüse: Mechanismen und Hormone

Mechanismen der Harnbildung

1. Bildung von verdünntem Urin (bei Hydratation)

In extremen Situationen der Hydratation (Überwässerung) läuft die Harnbildung wie folgt ab:

• Proximaler Tubulus: Die Resorption gelöster Stoffe entspricht der Wasserresorption. Die Osmolarität bleibt konstant.
• Absteigende Henle-Schleife: Das Nierenmark ist hyperosmolar. Wasser tritt in das Interstitium über, aber es erfolgt keine Resorption gelöster Stoffe (erhöhte intratubuläre Osmolarität).
• Aufsteigende Henle-Schleife: Die Osmolarität sinkt durch die Resorption gelöster Stoffe, da dieser Abschnitt wasserundurchlässig ist.
• Sammelrohr: Aquaporin-II-Kanäle werden nicht eingebaut. Wasser kann das Interstitium nicht verlassen. Die Osmolarität des Harns nimmt ab.

2. Mechanismen der Bildung von konzentriertem Urin

In Situationen extremer Dehydratation (Hypovolämie) kann der Mensch Urin bis zu 1200 mOsm/L konzentrieren. Je größer die Anpassung an die Austrocknung, desto höher ist die Fähigkeit, Urin zu konzentrieren.

Voraussetzungen für die Urinkonzentrierung

Die Bedingungen, unter denen dies auftritt, sind:

1. Ein hoher Spiegel des antidiuretischen Hormons (ADH).
2. Die Existenz einer ausgeprägten medullären Hyperosmolarität.

Phasen der Konzentrierung

• Proximaler Tubulus: Unverändert.
• Absteigender Teil der Henle-Schleife: Unverändert.
• Aufsteigender Teil der Henle-Schleife: Reabsorption von gelösten Stoffen. Keine Wasserresorption.
• Harnstoff-Recycling: Bei Dehydratation und hohem ADH-Spiegel werden die Tubuli im kortikalen Teil und alle Strukturen des Nephrons durchlässig. Dies führt zur Harnstoff-Rückresorption.

Die Rolle der Vasa Recta

Die Vasa Recta (Kapillaren der Nierenmedulla) sind ein weiterer assoziierter Faktor. Sie sind gefäßarm und fungieren als Gegenstromaustauscher:

• Eigenschaften: Die Vasa Recta entspringen den ableitenden Arteriolen. Beim Eintauchen in die Medulla verlieren sie Wasser und gewinnen gelöste Stoffe. Beim Rückweg zur Rinde geht dieser Osmolaritätsgewinn wieder verloren.
• Funktion: Sie ermöglichen es, die Hyperosmolarität des Nierenmarks aufrechtzuerhalten.

Verdauungsmechanismen und Nährstoffaufnahme

1. Verdauung von Kohlenhydraten

Prozesse:

• Mundhöhle: Die Speichel-Amylase (Ptyalin) verdaut 20–40 % der aufgenommenen Stärke.
• Dünndarm: Die Pankreas-Amylase spaltet 50–80 % der Stärke in Disaccharide (Maltose, Laktose, Saccharose).
• Enterozyten: Maltose, Laktose und Saccharose werden von den Enterozyten aufgenommen. Dort wirken Maltase, Laktase und Saccharase, um diese Stoffe vollständig zu verdauen.

2. Proteinverdauung

Prozesse:

• Magen: Pepsin und Salzsäure (HCl) werden freigesetzt. Pepsinogen wird bei niedrigem pH-Wert gespalten und aktiviert Pepsin. 10–20 % der Proteine (einschließlich Kollagen) werden durch diesen Prozess im Magen verdaut.
• Pankreas: Setzt Proenzyme (inaktive Vorstufen) mit großer proteolytischer Aktivität frei, die später durch Enterokinase aktiviert werden.
• Darm: Die Enterozyten besitzen ebenfalls einige proteolytische Kapazitäten, diese sind jedoch sehr begrenzt.

3. Verdauung von Fetten

Prozesse:

• Mundhöhle/Magen: Die linguale Lipase hat eine begrenzte Kapazität.
• Galle: Gallensalze wirken auf Fette, wodurch eine Emulsion entsteht. Die Galle erhöht die Kontaktfläche der Fettmasse um das Tausendfache.
• Micellenbildung: Gallensalze bilden Micellen, die Fette binden. Diese Micellen werden von den Enterozyten absorbiert. Die Gallensalze kehren in das Darmlumen zurück. Innerhalb der Enterozyten werden die Triglyceride wiederhergestellt.
• Lipasen: Sobald die Emulsion gebildet ist, wirken Lipasen.

Die Schilddrüse: Hormonwirkungen und Stoffwechsel

Allgemeine Auswirkungen der Schilddrüsenhormone

Schilddrüsenhormone stimulieren den Stoffwechsel und fördern Wachstum und Entwicklung:

• Vergrößerung der Mitochondrien.
• Erhöhung der Na+/K+-Pumpenaktivität.
• Steigerung des Grundumsatzes in allen Zellen.
• Tendenz zur Verringerung des Körpergewichts.

Spezifische Wirkungen

• Stimulieren den Stoffwechsel von Kohlenhydraten.
• Regen den Stoffwechsel von Fetten an.
• Führen zu einer Verminderung von Cholesterin, Triglyceriden und Phospholipiden im Plasma.
• Erhöhen den Bedarf an Vitaminen.
• Wirken auf das kardiovaskuläre System.
• Beeinflussen das Verdauungssystem.
• Haben Auswirkungen auf das ZNS und die Muskulatur.
• Beeinflussen den Schlaf.
• Wirken auf andere endokrine Drüsen.
• Das Gleichgewicht der Schilddrüsenhormone ist auch für eine normale sexuelle Aktivität wichtig. Ein Zuviel oder Zuwenig führt zu Störungen.
• Sie verursachen Knochenwachstum.