Niere und HarnwegeP15-P16

Objectives I• Erkläre die wichtigsten Aufgaben der

Niere– Beschreibe die Bedeutung der Niere für die

Regulation des Wasserhaushaltes– Beschreibe die Rolle der Niere bei der Regulation

des Blutdruckes– Benenne jene Stoffe, welche über die Niere

ausgeschieden werden– Beschreibe die Bedeutung der Niere für die

Regulation des Na+- und K+-Haushalts– Beschreibe die Bedeutung der Niere für die

Regulation des Säure-Basen-Haushalts– Erkläre die Bedeutung des Erythropoetins

Objectives II• Erkläre die glomeruläre Filtration und sie

beeinflussende Regulationsmechanismen– Beschreibe welche Stoffe glomerulär filtriert

werden und welche in den Kapillaren verbleiben– Beschreibe den Einfluss des systemischen

Blutdrucks auf die glomeruläre Filtrationsrate– Erkläre, welche Folgen eine

Konstriktion/Erweiterung der afferenten/efferenten Arteriole für die glomeruläre Filtrationsrate hat

– Definiere den Begriff „Primärharn“ und nenne die durchschnittliche Tagesmenge

Funktionen der Niere• Regulation des Wasser- und

Elektrolythaushaltes• Blutdruckregulation• Ausscheidung harnpflichtiger Substanzen• Säure-Basen Haushalt• Ca2+- und Phosphat-Haushalt (Vitamin D-

Synthese)• Erythrozytenbildung (Synthese von

Erythropoetin)

Nephron in schematischer Darstellung

• Filtration von ~180 Liter pro Tag in den Glomerula →

• Rückresoprtion von ~75% im proximalen Tubulus („ungeregelt”) → Henle‘sche Schleife (Na+ Rückresorption zur Herstellung eines osmotischen Gradienten im Interstitium zur Harnkonzentrierung) →geregelte Rückresoprtion im distalen Tubulus und Sammelrohr von Na+ (Voumenkontrolle - Aldosteron) und von Wasser (Osmolaritätskontrolle – ADH)

Kortikale (85%) und juxtamedulläre (15%) Nephrone

• Gefäße („Portalsystem“):– afferente Arteriole →

Glomerulumkapillare →efferente Arteriole →peritubuläre Kapillaren oder Vasa recta → venöser Abfluß

• Blut-Zusammensetzung:– Plasma-„Wasser“ im

Glomerulum abfiltriert →höherer onkotischer Druck in der postglomerulären Kapillare → Rückresoprtion im Tubulus

Behandlung von Substanzen in der Niere

Transportmaximum als Ausdruck der Carrieresättigung

Nierenkörperchen mit Macula densa

Vergrößerter Kapillarquerschnitt mit Podozyt

Glomeruläre FiltrationUnter normalen Umständen wird das Filtrations-aequlibrium (angestiegener onkotischer Druck ist gleich groß wie der Filtationsdruck, es erfolgt keine Filtration mehr) noch vor der efferenten Arteriole erreicht. Aus dem ergibt sich, daß die filtrierte Menge (Glomeruläre Filtrationsrate ~ 125ml/min) primär von der Geschwindigkeit der Blutströmung (Nierendurchblutung, renaler Plasmafluß ~ 650ml/min) abhängt.

GFR wird beeinflußt durch: • Änderungen des renalen Blutflusses• Änderungen des hydrostatischen Druckes in der Gomerulumkapillare durch

Änderung im systemischen Blutdruck (bei sehr hohen bzw. sehr niedrigen Werten)

Konstriktion der afferenten oder efferenten Arteriole

• Änderungen des hydrostatischen Druckes in der Bowman-Kapsel durch

UreterobstruktionNierenödem

• Änderung in der Konzentration der Plasmaproteine (Dehydration, Hypoproteinämie)• Änderungen im Filtrationskoeffizienten durch

Änderung der FiltrationsflächeÄnderung der Kapillarpermeabilität

„Autoregulation“ der glomerulären Filtration• Der hydrostatische Druck in

der Glomerulum-Kapillare beträgt konstant 50mm Hg (determiniert durch Widerstand in der efferenten Arteriole, Angiotensin II)

• Bei Anstieg des arteriellen Druckes (z.B. Sympathikusaktivierung) kommt es zur Vasokonstriktion der afferenten Arteriole (α-1 Rezeptoren)

• Bei Abfall kommt es zur Vasodilatation der afferenten Arteriole (Kallikrein)

Objectives III

• Beschreibe tubuläre Transportmechanismen für Na+, K+ und Cl-– Nenne die wichtigsten Transportmechanismen im

proximalen Tubulus und erläutere ihre Bedeutung– Nenne die wichtigsten Transportmechanismen der

Henle-Schleife; unterscheide hierbei den absteigenden vom aufsteigenden Teil

– Nenne die wichtigsten Transportmechanismen im distalen Tubulus und Sammelrohr und erkläre ihre Bedeutung für die Wasserrückresorption

Wasser-Rückresorption im proximalen Tubulus

• Na+ wird über verschiedene Mechanismen (Ko-Transporte, Austausch gegen H+) rückresorbiert

• Na+ in „Interspace” gepumpt (Na-K ATPase)• Cl- Permeabilität hoch, folgt passiv nach• Osmolarität im „Interspace“ hoch• Wasser diffundiert aus Lumen nach• Hydrostatischer Druck im „Interspace“ hoch• „Bulk-Flow“ Verschiebung der Flüssigkeit Richtung

Kapillare da dort onkotischer Druck hoch

Tubuläre Transportmechanismen für Na+, K+ und Cl-

Proximaler Tubulus

Wasser-Rückresorption im distalen Tubulus und

Sammelrohr• Na+ wird über Aldosteron-abhängige Mechanismen

rückresorbiert. Führt noch nicht zur Wasserrückreorption

• ADH steigert die Wasserpermeabilität im distalen Tubulus und Sammelrohr (Aquaporine)

• Wasser diffundiert ins Interstitium entlang des osmotischen Gradienten (distaler Tubulus: isotoner Kortex; Sammelrohr: hypertones Mark)

• Wasser wird durch Vasa recta aus dem Mark entfernt

Na+-Resorption

Tubuläre Transportmechanismen für Na+, K+ und Cl-

Kortikales Sammelrohr

Wasserresorption

Tubuläre Transportmechanismen für Na+, K+ und Cl-

Henle Schleife

Objectives IV• Nenne Regulationsmechanismen des

Flüssigkeitshaushaltes– Nenne wichtige Hormone, welche der Regulation

des Flüssigkeithaushaltes dienen und beschreibe ihre Wirkung auf die Niere

• Beschreibe in Grundzügen den Vorgang der Harnkonzentierung– Erkläre die Bedeutung des „Gegenstromprinzips“

der Niere für die Harnkonzentrierung– Beschreibe die Rolle der Sammelrohre bei der

Harnkonzentrierung

Übersicht: Kontrolle von Osmolarität und Volumen des Blutes und der

extrazellulären Flüssigkeit

Hormonelle Regulation des Flüssigkeitshaushaltes:

Zusammenwirken ADH und Renin

Juxtaglomerulärer Apparat

Kontrolle des Natriumgehaltes (Reninsekretion bei): – Verminderter Na+

Transport entlang Macula densa

– Druckverminderung in afferenter Arteriole

– Sympathicusaktivierung (beta-1-Rezeptoren)

Regulation der ADH (Vasopressin)-Sekretion

ADH Sekretion bei:•Hyperosmolarität•Volumenverlust•Druckverlust•Angiotensin II•Schmerz (Endorphine)•NikotinADH Hemmung bei:•Hypoosmolarität•Alkohol•Hypervolämie

Harnkonzentrierung

Anpassungsmechanismen bei Volumszunahme

Anpassungsmechanismen bei Volumsabnahme

Objectives V• Beschreibe die Funktion der Harnblase

und den Mechanismus ihrer Entleerung– Beschreibe den intravesicalen Druckanstieg bei

zunehmender Füllung der Blase– Nenne das durchschnittliche Füllvolumen der

Harnblase, bei welchem Harndrang auftritt– Vergleiche die nervale Steuerung der

Blasenmuskelkontraktion und des inneren Sphinkters mit jener des äußeren Blasensphinkters

– Skizziere den Ablauf einer Blasenentleerung

Druck-Volumen-Kurve der menschlichen Harnblase

Regulation der Harnblasen-Entleerung