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Nieren von Innen: Tubulusapparat
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Der Primärharn wird in ein komplexes System aus Kanälchen geleitet
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Würden wir den Primärharn, der aus
den Nierenkörperchen gepresst wird, vollständig
ausscheiden, so würden wir auf der Stelle "vertrocknen". Der Primärharn
enthält zwar kaum noch Zellen und Eiweiße, aber dafür den gesamten "Rest" des
Blutes, das Blutplasma. Diese Flüssigkeit wird durch ein komplexes System aus Kanälchen
geleitet, wo sie immer wieder gefiltert und ein Großteil zurück in das Blut aufgenommen
wird. Am Ende wird nur noch etwa ein Prozent des Primärharn ausgeschieden. |
Die Kanälchen des Tubulusapparates sind mehrere Kilometer lang
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Jedes Nierenkörperchen mündet am Harnpol
in einen Tubulusapparat. Tubulusapparat und Nierenkörperchen zusammen werden als Nephron
bezeichnet. Das Nephron bildet die eigentliche funktionelle Einheit der Nieren. Die Tubuli
darf man sich nicht einfach als plumpe Rohre vorstellen. Jeder für sich bildet im
Rindenlabyrinth ein System von gewundenen dicken und dünnen Abschnitten und Schleifen,
deren Gesamtheit in beiden menschlichen Nieren mehrere Kilometer beträgt. |
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Entsprechend ihren Funktionen sind die einzelnen Abschnitte des
Tubulusapparates auch an verschiedenen Stellen angeordnet. Der gleich an das Glomerulum
anschließende Tubulus wird proximaler Tubuls genannt. Proximal bedeutet "in der
Nähe". Er verläuft in der Nierenrinde, und ist stark geschlängelt. Er schließt
mit einem geraden Teil ab, das sich im Nierenmark befindet und stark von Blutgefäßen
umschlungen ist. An den proximalen Tubulus schließt sich die sogenannte Henle-Schleife
an. Dieser Teil des Tubulus befindet sich ebenfalls im Bereich des Nierenmarks. Die
Henle-Schleife ist ein sehr dünnes Kanälchen, das einen absteigenden und einen
aufsteigenden Ast hat. Der aufsteigende Ast reicht zurück bis fast zum Nierenkörperchen.
Dort geht die Henle-Schleife in den distalen Tubulus über, der wieder etwas dicker ist.
Distal bedeutet "weiter entfernt gelegen". Der distale Tubulus hat wiederum
einen kurzen geraden Anteil. Danach schlängelt sich auch der distale Tubulus, wobei der
im Bereich des Gefäßpols die zuleitende Arterie (Vas afferens) des Nierenkörperchens
berührt. In diesem Bereich befindet sich der juxtaglomeruläre Apparat. |
Der Tubulusapparat ist ein Filter zur Rückresorption wichtiger
Stoffe.
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Der Sinn dieses Systems besteht darin, die Passage des Primärharns durch
die Niere zu verlängern. So können Stoffe, die nicht ausgeschieden werden sollen, in das
Blut zurückresorbiert werden. Die einzelnen Abschnitte im Tubulusapparat haben sich dabei
auf bestimmte Substanzen spezialisiert. Andere Stoffe, die der Körper nicht mehr braucht,
oder die schädlich sind, bleiben im Primärharn. |
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Der distale Tubulus mündet in ein Sammelrohr, wobei immer mehrere Tubuli
in einem Sammelrohr enden. Die Sammelrohre führen den Harn in das Nierenbecken weiter.
Von da an wird der Harn Sekundärharn genannt. Vom Nierenbecken aus gelangt der
Sekundärharn über die Harnleiter in die Harnblase. Das Volumen des Sekundärharns
beträgt nur noch etwa ein Prozent des Volumens des Primärharns. Die Rückresorption von
Flüssigkeit findet vorwiegend im distalen Tubulus und im Sammelrohr statt. Sie wird
gesteuert durch das Hormon Adiuretin
(ADH). Fehlt dieses Hormon oder ist es nicht in ausreichender Menge vorhanden, so entsteht
die Krankheit Diabetes insipidus,
bei der die Betroffenen täglich bis zu 20 Liter Flüssigkeit ausscheiden. |
Bei der aktiven Filtration werden Substanzen aus dem Blut direkt in
den Tubulus abgegeben.
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Im Blut gelösten Substanzen gelangen nach der Filtration in den
Nierenkörperchen in den Primärharn. Das ist aber nicht die einzige Möglichkeit, wie
Substanzen vom Blut in den Tubulus gelangen können. Auch durch aktive Filtration im
Bereich der Nierentubuli können Substanzen aus dem Blut in den Harn gelangen. Dazu ein
Beispiel: Sie essen eine Mahlzeit, deren Hauptbestandteil eine große Menge Fleisch ist
(z. B. die leckere Grillplatte beim Griechen). Bei der Verarbeitung und Verstoffwechselung
von Fleisch wird sehr viel Harnsäure produziert. Warum das so ist, können Sie hier nachlesen. Die Harnsäure muss ausgeschieden
werden, weil der Körper sie nicht verwerten kann. Durch die Filtration im
Nierenkörperchen wird aber nicht die gesamte Harnsäure aus dem Blut gelöst. Deshalb
wird auch aus dem Blut auch Harnsäure direkt in den Tubulus abgegeben. |
Aktive Filtration beschleunigt die Ausscheidung.
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Dieser Vorgang nennt sich aktive oder tubuläre Sekretion. Mit Hilfe der
tubulären Sekretion wird hauptsächlich die schnelle Ausscheidung von körperfremden
Stoffen gewährleistet. Dazu gehören z. B. auch Medikamente wie
Penizillin und andere Substanzen. Auch körpereigene Abbauprodukte wie die oben erwährte
Harnsäure, Harnstoff, Ammoniak und andere werden so beschleunigt ausgeschieden. |
Carrier-Systeme transportieren bestimmte Stoffgruppen. Ihre Kapazität
ist begrenzt.
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Die Ausscheidung
von Medikamenten wird mit Hilfe von aktiven Transportern oder Carrier gewährleistet.
Diese Carrier sind nicht spezifisch für ein bestimmtes Medikament. Ein Carrier nimmt alle
zu einer bestimmten Gruppe chemischer Elemente gehörenden Substanzen auf. Wenn nun im
Körper die Abbauprodukte von zwei Medikamenten ausgeschieden werden müssen, die zur
gleichen Gruppe gehören, z. B Säuren, dann werden sie vom gleichen Carrier aus dem Blut
in den Tubulus transportiert. (Ähnlich wie ein Kühlwagen. Der transportiert gekühlte
Nahrungsmittel, egal, ob es sich dabei um Eis oder um Gefriergemüse oder frischen Fisch
handelt.) Dabei kann es vorkommen, dass die Gesamtmenge der Abbauprodukte die zur
Verfügung stehende Kapazität der speziellen Carrier übersteigt. (Es müssen mehr
gekühlte Nahrungsmittel transportiert werden, als Kühlwagen zur Verfügung stehen.) Dann
bleiben Abbauprodukte übrig, die weiter mit dem Blut im Körper zirkulieren. Bei
Medikamenten kann dies dazu führen, dass sich die Wirkung verstärkt und dass zwischen
verschiedenen Medikamenten eine Wechselwirkung eintritt. Das muss dann über eine
Dosisanpassung verändert werden. Zirkuliert bei der oben erwährten Harnsäure ein
ständiger Überschuss im Blut, so kann sie sich in Gelenken ablagern und zur Gicht führen. |
Lebenswichtige Substanzen werden rückresorbiert.
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Viele Substanzen, die im Primärharn enthalten sind, werden vom Körper
benötigt. Deshalb müssen sie in das Blut zurückgeholt werden. Man sagt dazu
Rückresorption. Zu den Substanzen, die rückresorbiert werden gehören z. B. Elektrolyte
wie Natrium, Kalium, Kalzium, Chlorid und Bikarbonat. Auch Kohlenhydrate und Aminosäuren
werden rückresorbiert. Bei den Elektrolyten werden die einzelnen Ionen jeweils passiv von
einer geringen Menge Wasser "verfolgt", das sich an das Ion anhängt. So gelangt
zwei Drittel des Wassers im Primärharn wieder zurück ins Blut. |
Passive Transporte
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Das willenlose nachfolgen des Wassers ist charakteristisch für passive
Transportprozesse bei der Rückresorption. Ein weiterer passiver Transport erfolgt bei den
Cl-Ionen. Sie folgen über weite Strecken passiv den Na-Ionen, weil sie ein elektrisches
Gegenstück sind. |
Aktive Transporte
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Ein aktiver Transportprozess unterscheidet sich vom passiven Transport,
weil der Durchtritt eines Stoffes durch eine Membran nur dann funktioniert, wenn ein
Stoffaustausch stattfindet. Dieser Stoffaustausch wird auch als Pumpmechanismus
bezeichnet. Ein Beispiel ist die Natrium-Wasserstoff-Pumpe, bei der ein H-Ion
(Wasserstoff), dass in den Harn abgegeben wird, gleichzeitig ein Na-Ion (Natrium) in die
Zelle aufgenommen wird. |
Die Rückresorption von Aminosäuren und Glukose ist begrenzt.
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Bei der Rückresorption von Aminosäuren und Glukose kann nur eine
bestimmte Menge rückresorbiert werden. Diese Stoffe unterliegen einem Schwellenwert.
Übersteigt die Menge der im Primärharn gelösten Stoffe diesen Schwellenwert, so wird
der Überschuss mit dem Harn ausgeschieden. Das geschieht z. B. auch bei Diabetes mellitus. Durch den Mangel an Insulin bei Diabetikern zirkuliert viel zu viel
Glukose mit dem Blut. Bei Überschreitung des Schwellenwertes für Glukose von ca. 180
mg\dl wird dann Glukose mit dem Urin ausgeschieden.
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