Exkretion (Ausscheidung) * Ausscheidung von Abfallprodukten des Stoffwechsels (Abbau von Proteinen) * Ausscheidung giftiger Substanzen * Reabsorption lebenswichtiger Stoffe (Wasser, Salze, Glucose)
Exkretion * Ausscheidung hauptsächlich von Stickstoffverbindungen - ammoniotelische Tiere (Ammoniak) NH 3 + H 2 0 NH 4+ + OH - - urotelische Tiere (Harnstoff), Harnstoff in Leber gebildet (pro Mol Harnstoff werden 3 Mol ATP benötigt Proteine Aminosäuren Nukleinsäuren verschied. N-Verbindgen -uricotelische Tiere (Harnsäure), Harnsäure in Leber und Niere gebildet (Spinnen: Bildung von Guanin) die meisten Wassertiere incl. Fische Säuger, meiste Amphibien Haie, einig. Knochenfische Vögel, Insekten, Reptilien Landschnecken / NH 4 + Ammonium Harnstoff Harnsäure
Harnsäure Harnstoff Ammoniak
Exkretionsorgane * Kontraktile Vakuolen: Einzeller (Einzeller im Süßwasser), ammoniotelisch (Ciliaten: Harnstoff) * Protonephridien: Plattwürmer und viele Larven der Spiralia (wirbellose Tiere mit Spiralfurchung) blind endende, ektodemale, schlauchartige Einstülpungen in das Parenchym mit Reußengeiselzelle und Wimperflamme am Ende (Terminalzelle) bereits Filtration und Reabsorption von Wasser, Salzen, Glucose, Aminosäuren Reußengeiselzelle sorgt für den notwendigen Druckunterschied Protonephridien bei Plathelminthen
Protonephridien bei Plattwürmern www.reefkeeping.com
Metanephridien Regenwurm (Anneliden) www.umweltforscher.de
Metanephridien (bei Vorhandensein eines Cölom, Sekundäre Leibes- Höhle) Offener Wimpertrichter (Nephrostom) Porus (Öffnung) www.reefkeeping.com site:cas.bellarmine.edu annelids
Metanephridien (oder Nephridien): Anneliden, alle Tiere mit Cölom mit offenem Wimpertrichter im Cölom, durchbrechen Dissipiment und beginnen im nächst posterioren Segment lange, mehrfach gefaltete Schläuche mit Abschnitten unterschiedlicher Funktion (Funktionsteilung) Herstellung eines Ultrafiltrates durch Cölomwand, Produktion eines Harns unterschiedlicher Osmolarität zum Blut und umfangreiche Reabsorption * Bei Mollusken: Metanephridium mit offenem Wimpertrichter im Pericard (Herzbeute), Ultrafiltration durch Herzwand in den Perikardialraum Lungenschnecken: Niere Ultrafiltration im Nierensackepithel Cephalopoden: Kiemenherzen mit Anhängen (Perikardialdrüse), dort Ultrafiltrat aus Munk, Zoologie
Offener Wimpertrichter des Meta- Nephridiums im Herzbeutel (Pericard)
Bei Arthropoden: - Antennendrüsen (dekapode Krebse) - Coxaldrüsen (Spinnen)
Malphigi Gefäße der Insekten
Insekten: Malpighi-Gefäße Ausstülpungen des Enddarms, die den gesamten Körper durchziehen, vorwiegend Sekretion von K-Ionen (Harnkonzentration von Kalium übertrifft die Hämolymphkonzentration um das 4-20 fache) Wasser-reabsorption im Enddarm aus Munk, Zoologie
Entwicklung von Nieren
Archinephros (embryo of hagfish, ancestral condition of Vertebrate kidneys) Pronephros (adult hagfish, embryo of fish and Amphibians, very shortly in embryos of reptiles, birds and mammals)
Urogenitalsysteme
Nebenniere
Nephron
Bau der Niere Alle Wirbeltieren besitzen Nieren: funktionelle Einheit: NEPHRON ( niedere Vertebraten: einige 100 Nephrone kleine Säugetiere: mehrere 1.000 Nephrone Mensch: > 1 Million Nephrone) Niere mit Nierenrinde und mit äußerem und innerem Nierenmark intensiv durchblutet (20-25% des Herzausstoßvolumens gelangen zur Niere!) Bau des Nephrons: * Bowman sche Kapsel, proximaler Tubulus, Henle sche Schleife, distaler Tubulus, Sammelrohr Glomeruläre Filtration Ultrafiltration (Na, K, Cl, Glucose, Harnstoff, Wasser), zurück bleiben Proteine und Rote und weiße Blutkörperchen Unselektiv (hängt nur von Partikelgröße ab!) 125 ml/min, also 200 l / Tag aus Munk, Zoologie
Tubuläre Reabsorption 99% des Wassers und die meisten Salze, Konzentrierung von Abfallstoffen (Harnstoff!) Tubuläre Sekretion: Regulation von Kalium, Protonen, Bikarbonaten, Sekretion von Drogen (Pharmaka) durch bestimmte Transporter Proximales Tubuluskonvolut: 75% der Na-Ionen und 100% Glucose reabsorbiert Diagnostik: Glucose im Urin: Diabetes-Erkrankung Henle sche Schleife: Nur bei Vögeln und Säugern, die einem zum Blut hyperosmotischen Harn bilden (dafür notwendig), Wüstentiere besitzen die längsten Henle schen Schleifen proximaler Tubulus: starke Resorption, angetrieben durch aktiven Na+ Transport (Kotransport), für Wasser sehr permeabel (folgt passiv) dünner Teil des aufsteigenden Schenkels: kein aktiver Ionentransport, (für Natrium und Chlorid sehr permeabel, für Wasser und Harnstoff kaum permeabel) dicker Teil des aufsteigenden Schenkels: aktiver Transport von Natrium und Kalium in den Interstitiellen Raum, für Wasser nur wenig permeabel. Distaler Tubulus: Transport von Kalium, Protonen, Ammonium in das Lumen; aus dem Lumen wird Natrium, Chlorid und Hydrogenkarbonat in die interstitielle Flüssigkeit aktiv und Wasser passiv transportiert
Sammelrohr Für Wasser permeabel, aktive Reabsorption von NaCl, hohe Permeabilität für Harnstoff (in das Sammelrohr), sonst undurchlässig Entgiftung Giftstoffe werden in der Leber mit bekannten Stoffen konjugiert (z.b. Glukuronsäure), für die es in der Niere Transporter gibt. Auf diese Weise können die Giftstoffe in den proximalen Tubulus gelangen. Harnkonzentration nach dem Gegenstrom Prinzip aktiver Transport (Na+) passive Diffusion
Regulation der Harnausscheidung: Bei Abnahme des Blutvolumens, bei Abfall des Blutdrucks oder bei Na + -Mangel im Blutplasma kommt es zur Aktivierung des SYMPATHIKUS. * Bewirkt Vasokonstriktion (Gefäßverengung) und Freisetzung von RENIN, welches ein im Blutplasma vorhandenes, aus der Leber stammendes α-globulin, ANGIOTENSINOGEN, zu ANGIOTENSIN I spaltet. * ANGIOTENSIN I wird durch ein Enzym in ANGIOTENSIN II (Octapeptid) umgewandelt, welches in der NEBENNIERENRINDE die Produktion von ALDOSTERON anregt. * ALDOSTERON wirkt auf distalen Tubulus und erhöht Na + -Rückresorption (und zweitrangig von Wasser) * ANGIOTENSIN II verursacht Durstgefühl, Trinken Bei Abnahme der Osmolarität des Blutes ADH (Anti-Diuretisches Hormon, aus der Neurohypophyse) reguliert die Permeabilität des Sammelrohres für Wasser (steigender ADH-Spiegel im Blut, Harn wird konzentrierter, da mehr Wasser zurückgewonnen wird) Alkohol verhindert Ausschüttung von ADH, Ausscheidung eines dünnen, wässrigen Harns (Osmolarität des Blutes nimmt zu, Dehydration)
Durstgefühl Alkohol - Sympathikus Anti-diuretisches Hormon Keine Wasser-reabsorption und dadurch Ausscheidung eines sehr wässrigen Harns Ausscheidung eines konzentrierten Harns
Bei Vasokonstriktion (Druckabfall in Arteriole, oder niedere Ionenkonzentration im distalen Tubulus): * Freisetzung von Renin aus dem juxtaglomerulären Apparat * Dadurch Zunahme von Angiotensin II und Aldosteron * Dadurch erhöhte Na-reabsorption aus dem distalen Tubulus