Prinzip der tubulären Transportprozesse. Vergleich von physiologischen und pathologischen Bedingungen

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1 Prinzip der tubulären Transportprozesse Vergleich von physiologischen und pathologischen Bedingungen

2 Gliederung Physiologisch: Resorption (am Beispiel von Cl) Sekretion (am Beispiel von und H ) Pathologisch: BartterSyndrom Folie 2

3 Tubulärer Transport (Resorption) Abb. Schematischer Aufbau eines Nephrons. Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 3

4 Tubulärer Transport (Resorption) Cl bestimmend für Extrazellulärvolumen keine Sekretion fraktionelle Ausscheidung < 3% Resorption findet überall statt (außer im dünnen absteigenden Teil der HenleSchleife) Regulation über: Variation des Blutflusses antinatriuretische Faktoren (RAAS) natriuretische Faktoren (ANP, Dopamin, Prostaglandin E2) Abb. Schematischer Aufbau eines Nephrons. Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 4

5 Proximal T.: : Cotransport mit Glukose, AS, Phosphat, Sulfat im Austausch mit H (NHE3) >50% => passiver Einwärtsstrom H²O Glc Tubulärer Transport (Resorption) H²O Glc 3HCO3 Cotransport mit 3HCO (NBC1) 3 / ATPase =>aktiver Auswärtsstrom Cl : parazellulär: transepitheliales Potenzial solvent drag H H²O Cl H²O Cl ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 5

6 HenleSchleife: Tubulärer Transport (Resorption) Abb. Schematischer Aufbau eines Nephrons. Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 6

7 HenleSchleife: : Cotransport über NCC2 Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase im Austausch mit H (NHE3) 2Cl H ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 7

8 HenleSchleife: : Cotransport über NCC2 im Austausch mit H (NHE3) Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase Schleifendiuretika 2Cl H ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 8

9 HenleSchleife: : Cotransport über NCC2 im Austausch mit H (NHE3) Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase anal (ROM) =>pos. transepi. Potenzial 2Cl Cl : transzellulär NCC2 (apikal) und ClCanal (basolat.) H Cl Folie 9

10 Distal T.: Tubulärer Transport (Resorption) Abb. Schematischer Aufbau eines Nephrons. Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 10

11 Distal T.: Cl: Cotransport mit Cl (NCC) Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase Cl anal Cl Cl ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 11

12 Distal T.: Cl: Cotransport mit Cl (NCC) Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase Cl anal Thiaziddiuretika Cl Cl ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 12

13 Sammelrohr: : über ECanal Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase Hauptzelle ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 13

14 Sammelrohr: : über ECanal =>Depolarisation an apik. Membran =>Triebkraft für apik. Ausstrom durch ROM Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase Hauptzelle ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 14

15 Sammelrohr: : über ECanal =>Depolarisation an apik. Membran =>Triebkraft für apik. Ausstrom durch ROM Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase Hauptzelle Aldosteron, ADH ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 15

16 Sammelrohr: : über ECanal =>Depolarisation an apik. Membran =>Triebkraft für apik. Ausstrom durch ROM Tubulärer Transport (Resorption) / ATPase Hauptzelle Aldosteron, ADH Cl : parazell. durch neg. Potenzial transzell. Cl / HCO3 Antiporter HCO3 Cl Cl Cl anal Cl ßSchaltzelle Cl ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 16

17 Tubulärer Transport nur 2% des Gesamtkörperkaliums befinden sich im Extrazellulärraum => trotzdem ist es extrem wichtig das diese 3,5 5 mmol/l im Extrazellulärraum streng reguliert werden. (Sekretion ) sehr wichtig für Herzrhythmus, neuromuskuläre Aktivität, Gefäßwiderstand, Membranpotenzial, phwert normale Zufuhr (ca. 100mmol/l) werden ca. 80% in Intrazellulärraum verschoben (interne Verteilungsmechanismus über / ATPase ) Folie 17

18 Tubulärer Transport nur 2% des Gesamtkörperkaliums befinden sich im Extrazellulärraum => trotzdem ist es extrem wichtig das diese 3,5 5 mmol/l im Extrazellulärraum streng reguliert werden. (Sekretion ) sehr wichtig für Herzrhythmus, neuromuskuläre Aktivität, Gefäßwiderstand, Membranpotenzial, phwert normale Zufuhr (ca. 100mmol/l) werden ca. 80% in Intrazellulärraum verschoben (interne Verteilungsmechanismus über / ATPase ) fraktionelle Resorption kann bis auf 98% gesteigert werden und frakt. Ausscheidung bis auf % gesteigert werden => beeinflusst durch Aldosteron, phwert, Harnströmungsgeschwindigkeit) ist frei filtrierbar (800mmol /d) kann also resorbiert und sezerniert werden Folie 18

19 Tubulärer Transport (Sekretion ) Resorption und Sekretion möglich proximaler Tubulus, dünnen u. dicken aufsteigenden Teil der HenleSchleife distalen Tubulus Verbindungsstück kortikalen Sammelrohr Abb. Schematischer Aufbau eines Nephrons. Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 19

20 Tubulärer Transport (Sekretion ) Hauptzelle Resorption H αschaltzelle ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 20

21 Tubulärer Transport (Sekretion ) Sekretion Vermehrte Resorption => vermehrter Sekretion / Cl Cotransporter? Hauptzelle Resorption H αschaltzelle ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 21

22 Tubulärer Transport (Sekretion ) Resorption und Sekretion möglich proximaler Tubulus, dünnen u. dicken aufsteigenden Teil der HenleSchleife distalen Tubulus Verbindungsstück kortikalen Sammelrohr Tubuläre Flussrate => Ausscheidung (Gradient) => Resorption (Potenzial) Angriffsort Diuretika ( Sparer) Hormone (Aldosteron, ortisol, Adrenalin, ADH) Vermehrte Aufnahme phwert Abb. Schematischer Aufbau eines Nephrons. Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 22

23 Tubulärer Transport (Sekretion ) Sekretion Vermehrte Resorption => vermehrter Sekretion / Cl Cotransporter? Hauptzelle aliumsparer Wir kst opf f: Am ilor id Resorption H αschaltzelle ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 23

24 Tubulärer Transport (Sekretion ) H ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 24

25 Tubulärer Transport (Sekretion H ) im Stoffwechsel entstandene fixe Säuren müssen ausgeschieden werden (4060mmol/d) phwert würde aber bei frei gelösten H absinken auf ca. 1,3 (Harnwege nicht tolerierbar) Pufferung und indirekte Ausscheidung 2 Urat, HPO4, reatinin Verstoffwechslung von Glutamin zu NH4 und HCO3) Netto Ausscheidung: Titrierbare Säure NH4 HCO3 Folie 25

26 Tubulärer Transport (Sekretion H ) Transportmechanismen: apikaler Transport von H : über / H Austauscher (NHE3) im prox. Tub. und dicken aufst. Teil HenleSchleife über H ATPase im prox. Tub., dicken aufst. Teil HenleSchleife und αschaltzellen des Sammelrohrs H H über H / ATPase im Sammelrohr ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 26

27 Tubulärer Transport (Sekretion H ) Transportmechanismen: Generierung von HCO3 : durch Carboanhydrase katalysiert CO2 H2O > CO2 OH H > HCO3 H CA II im Zytosol des prox. Tub., dicken aufst. Teil HenleSchleife, dist. Tubulus, Schaltzellen des Sammelrohrs => Bildung von HCO3 (basolat. resorbiert) u. H Sekretion (apikal) H H OH H H2O OH 3HCO3 3HCO3 CO2 CO2 CO2 ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 27

28 Tubulärer Transport (Sekretion H ) Transportmechanismen: Resorption von HCO3: H raus => auch HCO3 muss raus (sonst phwert Anstieg) durch / HCO3 Cotransporter (NBC1) im prox. Tubulus H H 3HCO3 durch Cl / HCO3 Austauscher im dicken aufst. Teil der HenleSchleife u. αschaltzellen des Sammelrohres ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 28

29 Tubulärer Transport (Sekretion H ) Transportmechanismen: Generierung und Auscheidung von NH4: im Plasma existiert fast kein NH4 => von Zellen im prox. Tubulus gebildet und sezerniert NH4 kann als Substrat von NCC2, NHE3, / ATPase u. über ROM die Zellmembran überqueren NH3 ist lipophil und diffundiert über die Membran Glutamin Glutaminase Glutamat NH4 Glutamat GlutamatDH αetoglutarat NH4 NH4 wird ausgeschieden 2 αetoglutarat zur Herstellung von Glucose (unter Verbrauch von 4H ) 4OH Carboanhydrase > 4OH 4CO2 4 HCO3 Folie 29

30 Tubulärer Transport (Sekretion H ) Transportmechanismen: Generierung und Auscheidung von NH4: NH3 NH3 H H NH4 ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 30

31 Erkrankungen Bartter Syndrom: Def.: autosomal rezessiv vererbte Erkrankung Mutation des Gens das für NCC2 codiert (dicker aufsteig. Teil d. Henle Schleife) > Typ I Typ I V Folie 31

32 Erkrankungen Bartter Syndrom: Symptome: Salzappetit Hypovolämie => RR 2Cl hypokaliämische Alkalose durch Aktivierung RAAS => Resorption u. Sekretion => H Sekretion Cl ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 32

33 Erkrankungen Bartter Syndrom: Symptome: Salzappetit Hypovolämie => RR 2Cl hypokaliämische Alkalose durch Aktivierung RAAS => Resorption u. Sekretion => H Sekretion Hyperkalziurie Cl Ca 2 Ca 2 ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 33

34 Erkrankungen Bartter Syndrom: Symptome: Salzappetit Hypovolämie => RR 2Cl hypokaliämische Alkalose durch Aktivierung RAAS => Resorption u. Sekretion => H Sekretion Hyperkalziurie Cl Ca 2 Ca 2 ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 34

35 Erkrankungen Bartter Syndrom: Symptome: Salzappetit Hypovolämie => RR 2Cl hypokaliämische Alkalose durch Aktivierung RAAS => Resorption u. Sekretion => H Sekretion Hyperkalziurie Cl Muskelschwäche, ämpfe, Zittern migräneartige opfschmerzen Ca 2 Ca 2 ch Taschenlehrbuch Physiologie, Gekle et al, Thieme Verlag Stuttgart Folie 35

36 Erkrankungen Bartter Syndrom: Therapie: Infusion von trium u. alium Aldosteronantagonisten Folie 36