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
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
Renale Autoregulation des Blutflusses Renaler Plasmafluss GFR glomeruläre Filtrationsrate Clearance Filtrationsfraktion Freie Wasser-Clearance FWC normale Urinausscheidung Schmidt, Lang, Heckmann: Physiologie des Menschen. 31 2010, S. 640
Mechanismus: Regulation der Weite der glomerulären Gefäße Myogene Autoregulation = Bayliss-Effekt wichtig: Bereich = 80-170 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
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
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 + - 1 K + oder NH4 + - 2 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 - HPO4 2- + H + H2PO4 - - titrierbar Ammoniakpuffer - NH3 + H + NH4 + - nicht titrierbar
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
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
Parathormon Nebenwirkung Schleifendiuretika Diuretika Diabetes insipidus centralis und renalis
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