Einführung Aufgaben der Niere

Die Niere

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen Harnsäure Harnstoff Ammoniumionen Endprodukte des Hämoglobinstoffwechsels Gifte Chemikalien Kreatinin Metabolite von Hormonen Blut? Urin Arzneimittel

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen Natrium Kalium Chlorid Bicarbonat Calcium Phosphat

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen Regulation der Gesamtpufferkonzentration Ausscheidung von Säureäquivalenten

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen Regulation des Blutvolumens Synthese von Renin

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen Calcitriol Renin Erythropoietin

Einführung Aufgaben der Niere Die Nieren haben verschiedene Aufgaben : 1. Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und stoffwechselfremden Substanzen 2. Regulation des Elektrolythaushaltes 3. Regulation von Flüssigkeitsvolumen und Osmolarität 4. Regulation des Säure-Basen- Haushaltes 5. Regulation des Blutdrucks 6. Produktion und Sekretion von Hormonen 7. Stoffwechselfunktionen Glukoneogenese Argininsynthese

Einführung The kidney presents in the highest degree the phenomenon of sensibility, the power of reacting to various stimuli in a direction which is appropriate for the survival of the organism; a power of adaptation which almost gives one the idea that its component parts must be endowed with intelligence E. Starling - 1909

Anatomie Ansicht von ventral Abb. aus: F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 315 A

Anatomie Ansicht von ventral Abb. aus: F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 315 B

Anatomie Ansicht von dorsal Abb. aus: F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 316

Anatomie Darstellung in mehreren Schnittebenen Abb. aus: F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 317 B

Anatomie Blutversorgung der Niere Abb. aus: F.H. Netter : Interactive Atlas of Human Anatomy, Ciba-Geigy AG, Summit 1995, Tafel 319 A

Mikroskopische Anatomie Abb. aus: S. Silbernagl: Die Funktion der Nieren. In : Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl, Physiologie, 6. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart 2010, S. 332.

Mikroskopische Anatomie Das Nephron Abb. aus: S. Silbernagl: Die Funktion der Nieren. In : Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl, Physiologie, 6. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart 2010, S. 336.

Prinzip der Harnbildung Transportprozesse entlang des Nephrons Einige Zahlen: Es werden etwa 20% des renalen Plasmaflusses glomerulär filtriert. Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) liegt beim Erwachsenen bei 125 ml/min bzw. 180 l/dtag. Während der Passage durch das Tubulussystem und das Sammelrohr erfährt das Filtrat aufgrund von Resorptions- und Sekretionsprozessen eine starke Veränderung seines Volumens und seiner Zusammensetzung.

Prinzip der Harnbildung Relative Konzentrationen verschiedener Substanzen im Verlauf des Nephrons Abb. aus: A.C. Guyton, J.E. Hall : Textbook of medical physiology. 10. Auflage. Saunders, Philadelphia 2000, S. 305.

Prinzip der Harnbildung Definition der fraktionellen Ausscheidung Abb. aus: S. Silbernagl: Die Funktion der Nieren. In : Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl, Physiologie, 6. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart 2010, S. 336.

Prinzip der Harnbildung Definition der renalen Clearance Aus dem Plasma entfernte Stoffmenge = S PVP Mit dem Urin ausgeschiedene Stoffmenge = S UV U Die aus dem Plasma eliminierte Stoffmenge muß gleich der mit dem Urin ausgeschiedenen Stoffmenge sein: S PV P S U V U Umformen liefert: V V P C U V U S U S P S U S P

Prinzip der Harnbildung Definition der renalen Clearance Der Clearace-Wert C (ml/min) gibt den Teil des renalen Plasmaflusses an, der in einer Minute von dem betreffenden Stoff (S) vollständig befreit wird. C S V U S U S P Die drei Werte der rechten Seite der Gleichung sind einer Messung zugänglich. Die Clearance-Bestimmung bietet daher eine einfache Möglichkeit, die Nierenfunktion zu analysiseren.

Prinzip der Harnbildung Abhängigkeit der Clearance von Resorptions- und Sekretionsmechanismen Abb. aus: G. Thews, V. Vaupel : Vegetative Physiologie. 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg 2001, S. 412.

RPF Prinzip der Harnbildung Bestimmung des renalen Plasmaflusses (RPF) und des renalen Blutflusses (RBF) Substanzen, wie die Paraaminohippursäure, die bei einer Nierenpassage durch tubuläre Sekretion fast vollständig aus dem Blut eliminiert werden, eignen sich zur Bestimmung des renalen Plasmaflusses (RPF) : RBF C PAH RPF 1 Hkt PAH PAH V U U P Hieraus läßt sich unter Berücksichtigung des Hämatokritwertes (Hkt) der renale Blutfluß (RBF) ermitteln: PAH V U U PAH 1 Hkt P

Struktur und Funktion des Nephrons Übersicht Abb. aus: S. Silbernagl: Die Funktion der Nieren. In : Klinke, Pape, Kurtz, Silbernagl, Physiologie, 6. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart 2010, S. 336.

Der Glomerulus Mikroskopische Anatomie Abb. aus: K. Hierholzer, M. Fromm : Funktionen der Nieren. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 746.

Der Glomerulus Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme

Der Glomerulus Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme Abb. aus: S. Silbernagl, A. Despopoulos : Taschenatlas der Physiologie. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1979, S.109.

Der Glomerulus Der Einfluß der Größe auf die relative Filtrierbarkeit Substanz Molekular gewicht [Da] Durchmesser [nm] Relative Filtrierbarkeit Wasser 18 0.10 1.00 Glukose 180 0.36 1.00 Inulin 5500 1.48 0.98 Myoglobin 16000 1.95 0.75 Hämoglobin 64500 3.25 0.03 Albumin 69000 3.55 < 0.01

Der Glomerulus Der Einfluß von Größe und Ladung auf die relative Filtrierbarkeit Abb. aus: K. Hierholzer, M. Fromm : Funktionen der Nieren. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 747.

Der Glomerulus Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) Einige Zahlen: Es werden etwa 20% des renalen Plasmaflusses glomerulär filtriert. Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) liegt beim Erwachsenen bei 125 ml/min bzw. 180 l/dtag.

Der Glomerulus Einflüsse auf die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) Abb. aus: G. Thews, V. Vaupel: Vegetative Physiologie. 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg 2001, S. 421.

Renaler Blutfluß und GFR Autoregulation des Kapillardrucks Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 2. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 1996, S. 291

Renaler Blutfluß und GFR Autoregulation von RBF und GFR Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 2. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 1996, S. 291

Renaler Blutfluß und GFR Mechanismen der Autoregulation Für die Autoregulation des renalen Blutflusses sind zwei Mechanismen verantwortlich : Myogene Reaktion (Bayliss-Effekt) : Glatte Muskelfasern reagieren auf eine Dehnung mit einer Erhöhung des Tonus. Eine Erhöhung des arteriellen Druckes kann somit über eine Zunahme des transmuralen Druckes und der Wandspannung der afferenten Arteriolen zu einer Kontraktion führen. Tubuloglomerulärer Rückkoppelungsmechanismus : Eine Erhöhung der intraluminalen NaCl- Konzentration an der Macula densa senkt die Filtrationsrate am zugehörigen Glomerulus. Abb. aus: K. Hierholzer, M. Fromm : Funktionen der Nieren. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1995, S. 744

Renaler Blutfluß und GFR Auswirkung von Änderungen des affernten und efferenten Arteriolenwiderstandes Abb. aus: B.M. Koeppen, B.A. Stanton : Renal Physiology, 2. Auflage, Mosby-Year Book, St. Louis 1997, S. 47.

Renaler Blutfluß und GFR Humorale und nervale Regulationsmechanismen Vas afferens Vas efferens RBF GFR Adrenalin / Noradrenalin Dopamin (niedrige Konz.) Dopamin (hohe Konz.) Atrial Natriuretic Peptide (ANP) Angiotensin II Endothelin Adenosin Prostaglandin NO Bradykinin Abb. aus: B.M. Koeppen, B.A. Stanton : Renal Physiology, 2. Auflage, Mosby-Year Book, St. Louis 1997, S. 47.

Das Tubulussystem Mikroskopische Anatomie Abb. aus: K. Hierholzer, M. Fromm : Funktionen der Nieren. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 739.

Das Tubulussystem Relative Konzentrationen verschiedener Substanzen im Verlauf des Nephrons Abb. aus: A.C. Guyton, J.E. Hall : Textbook of medical physiology, 10. Auflage, Saunders, Philadelphia 2000, S. 305.

Das Tubulussystem Transportprozesse im proximalen Tubulus Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2001, S. 304

Das Tubulussystem Transportprozesse im proximalen Tubulus Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 5. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2005, S. 344

Das Tubulussystem Transportprozesse im proximalen Tubulus Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2001, S. 321.

Das Tubulussystem Transportprozesse in der Henleschen Schleife Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2001, S. 308

Das Tubulussystem Transportprozesse im distalen Tubulus Abb. aus: A.C. Guyton, J.E. Hall : Textbook of medical physiology. 10. Auflage. Saunders, Philadelphia 2000, S. 303.

Das Tubulussystem Transportprozesse im Sammelrohr Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, H.C. Pape, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 5. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2005, S. 365

Regulation des Elektrolythaushaltes Übersicht Abb. aus: K. Hierholzer, M. Fromm: Funktionen der Nieren. In : R.F. Schmidt, G. Thews : Physiologie des Menschen, 26. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg - New York 1995, S. 751.

Tubulärer Transport von Natrium Übersicht

Tubulärer Transport von Natrium Transport von Natrium im Sammelrohr

Tubulärer Transport von Natrium Übersicht

Tubulärer Transport von Natrium Übersicht Site Proximaler Tubulus Dicker aufsteigender Teil Reabsorbierte Natriummenge Transportmechanismus 67 Symport mit Glukose, Aminosäuren, etc. Na + /H + -Antiport + CO 2 -Reabsorption Na + /H + -Antiport (NHE3) + Cl - /OH - -Austausch 25 Na + /K + /2Cl - -Symport (BSC1) Regulierendes Hormon Prostaglandin E 2 (-) Distaler Tubulus 4 Na + /Cl - Symport Aldosteron (+) Später distaler Tubulus, Sammelrohr 3 Na + -Kanal (ENaC) Aldosteron (+) ANP (-) Prostaglandin E 2 (-)

Tubulärer Transport von Kalium Übersicht Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2001, S. 315.

Tubulärer Transport von Kalium Abhängigkeit der Kaliumausscheidung von der Kaliumaufnahme Abb. aus: Abbildung aus : G. Thews, V. Vaupel : Vegetative Physiologie. 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg 2001, S. 429.

Tubulärer Transport von Calcium, Magnesium und Phosphat Übersicht Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2001, S. 321

Tubulärer Transport von Ca 2+ und Mg 2+ Transportmechanismen im proximalen und distalen Tubulus proximaler Tubulus und dicker aufsteigender Teil der Henle-Schleife distaler Tubulus Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2001, S. 324

Tubulärer Transport von Phosphat Übersicht Abb. aus: S. Silbernagl : Die Funktion der Nieren. In : R. Klinke, S. Silbernagl : Lehrbuch der Physiologie, 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart - New York 2001, S. 323

Transportprozesse entlang des Nephrons Zusammenfassung