Nephron (Glomerulus und Tubulus) Struktur, Diagramm, Funktionen

Die Hauptfunktion der Niere besteht darin, Flüssigkeit aus dem Blut zu filtern und die Abfallstofflösung zu konzentrieren, die als Urin ausgeschieden wird. Es kann auch den Elektrolyt- und Wasserspiegel kontrollieren, der mit dem Urin verloren geht oder im Körper zurückgehalten wird, wodurch das Blutvolumen und der Blutdruck beeinflusst werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Körper in der Lage ist, einen für die Erhaltung des Lebens optimalen Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten (Homöostase). Die Niere hat im Großen und Ganzen drei Hauptregionen, eine außen liegende Rinde, eine mittlere Region, die als Medulla bekannt ist, und ein inneres Becken. In der Nierenrinde und im Mark finden die Hauptprozesse der Urinproduktion statt. Der Urin sammelt sich dann im Nierenbecken und wird zum Harnleiter geleitet, einer schmalen Röhre, die den Urin von der Niere zur Harnblase transportiert.

Was ist das Nephron?

Das Nephron ist die wichtigste funktionelle Einheit der Niere, die für das Filtern des Blutes und das Konzentrieren der Lösung zur Urinproduktion verantwortlich ist. Dabei bleiben Makronährstoffe, Elektrolyte und die benötigte Wassermenge erhalten, während Schlackenstoffe, überschüssige Elektrolyte, Mikronährstoffe und Giftstoffe ausgeleitet werden. Es gibt etwa 1 Million Nephrone in jeder Niere, aber diese Zahl nimmt mit zunehmendem Alter allmählich oder bei bestimmten Krankheiten schneller ab. Im Großen und Ganzen besteht das Nephron aus zwei Hauptteilen – dem Glomerulus und dem Tubulus.

Was ist der Glomerulus?

Der Glomerulus ist der erste Teil des Nephrons, in dem Flüssigkeit aus dem Blut gefiltert wird. Es besteht aus zwei Teilen, nämlich dem Netzwerk von Kapillaren, die das Blut zur Stelle transportieren (glomeruläre Kapillaren), und dem vergrößerten Kopf des Nephrons, der die gefilterte Flüssigkeit sammelt (Bowman-Kapsel). Dieser Teil des Nephrons liegt in der Nierenrinde. Es ist von dünnen Epithelzellen ausgekleidet, die es Flüssigkeit und anderen Substanzen im Blut ermöglichen, leicht in das Nephron zu gelangen.

Die glomerulären Kapillaren haben eine dünne Endothelwand, die eng mit dem viszeralen Epithel verbunden ist, das durch eine Basalmembran getrennt ist. Dieses steht in Kontakt mit dem Parietalepithel der Bowman-Kapsel. Diese Anordnung ermöglicht, dass die Kapillaren und die Bowman-Kapsel in engem Kontakt mit nur minimalen Zellschichten auf dem Weg der Flüssigkeit stehen, die die Kapillaren verlässt und in die Kapsel eintritt.

Was ist der Tubulus?

Der Tubulus ist die lange, schmale Röhre, in der die gefilterte Flüssigkeit aus der Bowman-Kapsel verarbeitet und in Urin umgewandelt wird. Der Tubulus selbst hat mehrere Segmente, darunter:

• Proximalen Tubulus
• Henle-Schleife – absteigende und aufsteigende Teile
• Distaler Tubulus
• Tubulus verbinden
• Sammelröhrchen – kortikaler und medullärer Anteil

Die proximalen, distalen und verbindenden Tubuli befinden sich innerhalb der Nierenrinde, während sich die Henle-Schleife innerhalb der Medulla befindet. Der erste Teil des Sammelröhrchens (kortikales Sammelröhrchen) liegt innerhalb der Nierenrinde, während der letzte Teil (medulläres Sammelröhrchen) innerhalb des Nierenmarks liegt.

Diagramm des Nephrons, des Glomerulus und verschiedener Teile des Tubulus

Die Tubuli sind mit einer dünnen Schicht Epithelzellen ausgekleidet. Die dünneren Segmente der Tubuli wie der absteigende Schenkel und der erste Teil des aufsteigenden Schenkels der Henle-Schleife haben Zellen mit minimalen Organellen. Die anderen Segmente haben dickere Zellen mit einem Bürstensaum und sind reich an Mitochondrien, um aktive und passive Mechanismen der tubulären Reabsorption und tubulären Sekretion zu erleichtern.

Bildung von Urin durch das Nephron

Verschiedene Teile des Nephrons sind für seine verschiedenen Funktionen verantwortlich. Aus dem Blut gefilterte Flüssigkeit tritt in die Bowman-Kapsel ein und fließt dann in den proximalen Tubulus, den absteigenden Schenkel der Henle-Schleife hinunter, dann die aufsteigende Lippe hinauf, in den distalen Tubulus und dann in den Verbindungs- und schließlich in den Sammeltubulus.

Es gibt drei Stadien der Urinbildung:

• Glomeruläre Filtration
• Tubuläre Resorption
• Tubuläre Sekretion

Glomeruläre Filtration

Dies geschieht, wenn Flüssigkeit aus den glomerulären Kapillaren in die Bowman-Kapsel gelangt. Dies ist ziemlich unselektiv, was bedeutet, dass fast alle Substanzen im Blut außer Zellen und Plasmaproteinen sowie die an diese Proteine ​​gebundenen Substanzen in das Nephron gelangen.

Tubuläre Reabsorption

Während dieser Phase sorgen alle Teile des Tubulus dafür, dass essentielle Substanzen aus dem Nephron zurückgeführt werden, damit sie nicht im Urin verloren gehen. Es ist ein hochgradig selektiver Prozess, bei dem die Tubuli sorgfältig „auswählen“, was in den Körper zurückgeführt und was mit dem Urin ausgeschieden wird. Dieser Stofftransfer wird als tubuläre Reabsorption bezeichnet und kann sowohl aktive als auch passive Mechanismen umfassen.

Einige der Substanzen passieren den Raum zwischen den Epithelzellen, andere die Zellen selbst. Auf diese Weise werden die Substanzen entweder durch „Deponieren“ in das Gewebe der Niere außerhalb des Nephrons oder direkt in den Blutkreislauf wieder in den Körper zurückgeführt.

Tubuläre Sekretion

So wie Substanzen, die durch den Glomerulus eintreten, aus dem Nephron entfernt und in den Körper zurückgeführt werden, werden viele Substanzen aus dem Körper gezogen und in die Tubuli „gekippt“. Säuren, Laugen, bestimmte Ionen, Toxine und Medikamente werden in die Tubuli ausgeschieden und dieser Vorgang wird als tubuläre Sekretion bezeichnet. Auf diese Weise kann es unabhängig von der glomerulären Filtration schnell und selektiver mit dem Urin ausgeschieden werden.

Funktionen des Nephrons

Die grundlegende Funktion des Nephrons besteht darin, Blut zu filtern und Abfallstoffe zu entfernen, während essentielle Substanzen für verschiedene biochemische Prozesse zurückgehalten werden. Dabei kann das Nephron auch den pH-Wert (Säure-Basen-Haushalt) des Blutes beeinflussen, den Blutdruck regulieren, das Blutvolumen aufrechterhalten und den Elektrolytspiegel in den Körperflüssigkeiten steuern.

Die Funktionen des Nephrons können in Bezug auf jeden Teil diskutiert werden:

• Bowman-Haarschnitt
  • Sammelt die ankommende Flüssigkeit aus den glomerulären Kapillaren.
• Proximalen Tubulus
  • Natrium, Chlorid, Wasser, Glucose und Aminosäuren werden reabsorbiert (aus den Tubuli entfernt).
  • Organische Säuren und Basen wie Gallensalze, Oxalat und Urat werden in den proximalen Tubulus ausgeschieden.
• Henle-Schleife
  • Wasser wird hauptsächlich im absteigenden Schenkel und im dünnen Segment des aufsteigenden Schenkels resorbiert.
  • Natrium, Calcium, Chlorid, Magnesium und Kalium werden im dicken Segment des aufsteigenden Gliedes aktiv resorbiert.
• Distaler Tubulus
  • Steuert den Blutfluss durch die glomerulären Kapillaren und die glomeruläre Filtration des Nephrons, zu dem es gehört.
  • Reabsorption von Natrium, Kalium und Chlorid.
• Tubulus sammeln
  • Reabsorption von Natrium, Kalium und Chlorid.
  • Wasserstoffionensekretion.