Bau und Funktion von Nephronen

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Der Aufbau und die Funktion des Nephrons

Das Nephron ist die funktionelle Einheit der Niere und spielt eine zentrale Rolle in der Urinproduktion und der Regulierung verschiedener Körperflüssigkeiten und Elektrolyte. Verstehen wir gemeinsam den Aufbau und einzelne Schlüsselkomponenten des Nephrons, welche die Filtration, Rückresorption und Sekretion steuern.

Aufbau eines Nephrons.1

Der Glomerulus und die Bowman-Kapsel: Der Startpunkt der Filtration

Der Glomerulus besteht aus einem Netzwerk von Kapillaren, die von der Bowman-Kapsel umgeben sind. Dies ist der Ort, an dem Blutplasma filtriert wird.

  • Fenestrierte Endothelzellen: Die innerste Schicht des Glomerulus wird von fenestrierten Endothelzellen gebildet. Diese Fenestrationen sind kleine Öffnungen, die es ermöglichen, dass Blutplasma, jedoch keine Blutzellen, durch die Kapillarwände in den Raum der Bowman-Kapsel übertreten kann.

  • Basalmembran: Sie ist die mittlere Schicht und wirkt als Filter für größere Moleküle wie große Proteine, die nicht in den Primärharn übergehen sollen.

  • Podozyten: Diese speziellen Zellen bedecken die äußere Oberfläche der Basalmembran und bilden die Schlitzmembranen. Diese Strukturen lassen feine Moleküle durch und sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Filtrationsbarriere.

Wichtige Strukturen des Glomerulus

Die Kombination von fenestrierten Endothelzellen, der selektiven Basalmembran und den Podozyten ermöglicht es dem Körper, eine fein abgestimmte Filtration von Blutplasma durchzuführen, wobei essentielle Moleküle zurückgehalten und Abfallstoffe ausgeschieden werden.

Das Tubulussystem: Ort der Rückresorption und Sekretion

Nach der Filtration in der Bowman-Kapsel fließt das Filtrat durch das Tubulussystem, das in verschiedene Abschnitte unterteilt ist:

  • Proximaler Tubulus: Hier findet die Hauptmenge der Rückresorption statt. Wasser, Glucose, Ionen und andere nützliche Substanzen werden aus dem Filtrat zurück in den Blutkreislauf resorbiert. Die Na+/Glucose-Symporter spielen hier eine wesentliche Rolle, indem sie Glucose effizient rückresorbieren.

  • Henle-Schleife: Hier wird die Urinkonzentration moduliert. Der aufsteigende Ast ist undurchlässig für Wasser, was die Salzkonzentration im umgebenden Gewebe erhöht und hilft, den Urin zu konzentrieren.

  • Distaler Tubulus und Sammelrohr: Hier findet die Feinabstimmung der Elektrolyt- und Wasserbalance statt, beeinflusst durch Hormone wie ADH, das die Einfügung von Wasserkanälen (Aquaporinen) stimuliert und somit die Wasserreabsorptionsrate erhöht.

Der juxtaglomeruläre Apparat (JGA)

Der JGA ist eine spezialisierte Struktur, die sich am Punkt befindet, wo der distale Tubulus den afferenten Arteriolen des glomerulären Kapillarbündels wieder begegnet. Er beinhaltet:

  • Macula densa: Zellen, die Veränderungen in der Natriumkonzentration des Filtrats wahrnehmen und darauf mit der Modulation der Renin-Produktion antworten.

  • Reninsezernierende Zellen: Diese Zellen regulieren den Blutdruck und die Filtrationsrate durch die Ausschüttung von Renin, welches das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System aktiviert.

Bedeutung des JGA

Der JGA ist entscheidend für die autoregulatorischen Mechanismen der Niere, die sicherstellen, dass trotz Schwankungen im Blutdruck eine konstante Filtrationsrate erhalten bleibt.

Durch das Zusammenspiel dieser Strukturen ermöglicht das Nephron die effiziente Reinigung des Bluts, den Erhalt von Nährstoffen und die Regulierung der Körperflüssigkeiten. Jeder Teil des Nephrons hat eine spezifische und entscheidende Funktion, um die Homöostase im Körper zu gewährleisten.

Zusammenfassung

  • Glomerulus und Bowman-Kapsel: Hier beginnt die Filtration des Blutplasmas, wobei fenestrierte Endothelzellen, eine selektive Basalmembran und Podozyten zusammenarbeiten, um essentielle Moleküle zu behalten und Abfälle auszuscheiden.
  • Proximaler Tubulus: Dieser Abschnitt ist für die Hauptmenge der Rückresorption zuständig, wobei Na+/Glucose-Symporter eine effiziente Rückgabe von Glucose an den Blutkreislauf gewährleisten.
  • Henle-Schleife: Sie moduliert die Urinkonzentration, wobei der aufsteigende Ast Wasser undurchlässig ist und hilft, den Urin durch Erhöhung der Salzkonzentration im umgebenden Gewebe zu konzentrieren.
  • Distaler Tubulus und Sammelrohr: Orte der Feinabstimmung der Körperflüssigkeiten, beeinflusst durch Hormone wie ADH, die die Einfügung von Aquaporinen fördern und die Wasserreabsorption verstärken.
  • Juxtaglomerulärer Apparat (JGA): Überwacht die Natriumkonzentration im Filtrat und passt die Renin-Produktion an, was entscheidend für die Regulation von Blutdruck und Filtrationsrate ist.

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Footnotes

  1. Credits Aufbau eines Nephrons. Grafik: Calibu28, Nephron + Sammelrohrsystem, CC BY-SA 4.0↩︎