Aufbau Nephron. Aufbau Nierenkörperchen. Aufbau juxtaglomerulärer Apparat. Renale Gefäßversorgung. Reinigung der Blut-Harn-Schranke

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1 Aufbau Nephron Aufbau nkörperchen Renale Gefäßversorgung Aufbau juxtaglomerulärer Apparat Aufbau der Blut-Harn-Schranke Reinigung der Blut-Harn-Schranke Siebkoeffizient Bestimmung des renalen Blutflusses RBF

2 Glomerulus Bowman-Kapsel nkörperchen Tubulussystem Macula densa Mesangiumzellen Epitheloidzellen A. renalis Aa. interlobares Aa. arcuatae Aa. interlobulares Vas afferens Glomerulus Vas efferens peritubuläre Kapillaren/ Vasa recta Vv. arcuatae Vv. interlobares V. renalis negativ geladen Mesangiumzellen Podozyten Kapillarendothel (fenestriert, ohne Diaphragma) 3-schichtige Basalmembran Podozyten (mit Filterprotein Nephrin) Freie Filtration: 6-15 kd Erschwerte Filtration: negativ geladene Moleküle u.a. Analog zum Ohmschen Gesetz Filtratkonzentration / Plasmakonzentration ΔP = RR-Differenz zwischen A. und V. renalis R = renaler Gefäßwiderstand normal: ca. 1 l/min frei filtrierbarer Stoff: Siebkoeffizient = 1 (z.b. Wasser, Harnstoff, Glucose) Siebkoeffizient (Albumin) < 0,01

3 Renale Autoregulation des Blutflusses Renaler Plasmafluss GFR glomeruläre Filtrationsrate Clearance Filtrationsfraktion Freie Wasser-Clearance FWC normale Urinausscheidung Schmidt, Lang, Heckmann: Physiologie des Menschen , S. 640

4 Mechanismus: Regulation der Weite der glomerulären Gefäße Myogene Autoregulation = Bayliss-Effekt wichtig: Bereich = mmhg Bestimmung über p-aminohippurat (PAH) (fast komplett filtriert/sezerniert) normal: 600 ml/min Tubuloglomerulärer-Feedback-Mechanismus wichtig: Macula densa beide n zusammen: 125 ml/min 180 l/d Bestimmung über: - Inulin - Kreatinin (aus Muskelstoffwechsel) 3 Größen: k x F x Peff - Hydraulische Leitfähigkeit k - Filteroberfläche F - Effektiver Filtrationsdruck Peff hydrostatischer - onkotischer Druck zu Beginn der Filtration = 10 mmhg Wie viel Wasser muss dem Harn hinzugegeben/entzogen werden, um diesen isoton zu machen? bzw. wie viel freies Wasser ist im Harn? isotoner Harn: FWC = 0 hypotoner Harn: FWC > 0 hypertoner Harn: FWC < 0 ca. 20 % des zufließenden Plasmas werden filtriert fraktionelle Ausscheidung: Filtrationsfraktion Ausscheidungsfraktion absolute Ausscheidung: Filtrationsfraktion = Ausscheidungsfraktion Inulin Cl - Na + 1,5 l/d Osmolyte HCO3 - Aminosäuren Glucose

5 Proximaler Tubulus Resorption und Sekretion Henle Schleife Resorption und Sekretion Distaler Tubulus Resorption und Sekretion Sammelrohr Resorption und Sekretion Glucoseresorption NKCC2 Transporter Puffersysteme im Urin RAAS

6 Dünner absteigender Teil: wasserdurchlässig Aquaporin 1: Wasserresorption UT2: Harnstoffsekretion Dicker aufsteigender Teil: wasserundurchlässig wichtige Resorption: - NKCC2: 1 Na +, 1 K + /NH4 + und 2 Cl - - Mg 2+ wasserdurchlässig wichtige Resorption: - Na +, Cl -, Ca 2+, K +, HCO3 - - Aquaporin 1: Wasser - Aminosäuren und Peptide - SGLT1/2: Glucose - Harnsäure und Harnstoff wichtige Sekretion: - Ammoniak - H + (Carboanhydrase-abhängig) Hauptzellen: Resorption: - Aquaporin 2: Wasser (fakultativ) - UT1: Harnstoff - ENaC: Na + (Aldosteron-gesteuert) Sekretion: K + Schaltzelle Typ A: wichtige Resorption: Na + und Cl - - TSC (Thiazid sensitiver Cotransport) - gefördert durch Aldosteron wenig wasserdurchlässig Sekretion: H + Schaltzelle Typ B: Sekretion: HCO3 - Transportiert: - 1 Na K + oder NH Cl - Hemmung durch: Schleifendiuretika - Furosemid - Bumetanid K + diffundiert zurück über ROMK-Kanäle im proximalen Tubulus Mechanismus: Na + -Symport Schwellensubstanz vollständige Resorption bis 10 mmol/l SGLT 1: Verhältnis Na + : Glucose/Galactose: 2:1 hohe Affinität SGLT 2: Verhältnis Na + : Glucose: 1:1 niedrige Affinität - hohe Kapazität Renin-Angiotensin-Aldosteron-System 1. Reninfreisetzung 2. Spaltung: Angiotensinogen Angiotensin I 3. Angiotensin I - Converting - Enzym (ACE): Angiotensin I Angiotensin II 4. Bildung von Aldosteron (Zona glomerulosa) Phosphatpuffer - HPO H + H2PO4 - - titrierbar Ammoniakpuffer - NH3 + H + NH4 + - nicht titrierbar

7 Stimuli der Reninfreisetzung Wirkung von Angiotensin II Wirkung von Aldosteron Renin Bildungsort und Funktion Atriales natriuretisches Peptid ANP Antidiuretisches Hormon ADH/Vasopressin Erythropoietin EPO Kalzitriol

8 über AT1-Rezeptor: Vasokonstriktion Stimulation der Synthese von: - Aldosteron - ADH - Noradrenalin und Adrenalin Steigerung der Na + -Resorption Blutdruckabnahme Hypovolämie verminderte renale Durchblutung Sympathikus (über β-rezeptoren) Tubuloglomerulärer-Feedback-Mechanismus Bildungsort: Epitheloidzellen des juxtaglomerulären Apparats Funktion: Protease spaltet Angiotensinogen erhöhte renale Na + -Resorption: - Stimulation des TSC (Na + -Cl - -Cotransport) - Stimulation des ENaC (Na + -Kanal) erhöhte renale K + -Sekretion (indirekt) Bildung: Hypothalamus Speicherung/Sezernierung: Neurohypophyse Wirkung: - über V1-Rezeptor (Gq-Protein-gekoppelt): Vasokonstriktion - über V2-Rezeptor (Gs-Protein-gekoppelt): Einbau von Aquaporin 2 im Sammelrohr Stimulation der Wasserrückresorption Bildung: Herzmuskelzellen des Vorhofs Wirkung: Gefäßmuskelrelaxation Relaxation des Vas afferens erhöhte GFR erhöhte Salz- und Wasserausscheidung biologisch wirksame Form des Vitamin D Bildung durch das Parathormon gefördert Wirkung: u.a. Stimulation der renalen Ca 2+ -Resorption Bildung: in Fibroblasten der nrinde Wirkung: Förderung der Erythropoiese

9 Parathormon Nebenwirkung Schleifendiuretika Diuretika Diabetes insipidus centralis und renalis

10 Hypokaliämie Alkalose fördert: - renale Ca 2+ -Resorption - Osteolyse (Knochenabbau) - Kalzitriolbildung hemmt: v.a. renale Phosphat-Resorption centralis: fehlende Sezernierung von ADH renalis: Defekt der Tubulusepithelzellen Schleifendiuretika (NKCC2-Hemmung) Thiazide (TSC-Hemmung) Amilorid (ENaC-Hemmung) Carboanhydrasehemmer