Nierenglomerulus

Der Nierenglomerulus (aus Glomus, Knäuel) ist ein dichtes sphäroidales Netzwerk von arteriellen Kapillaren, die für die Filtration von Blut verantwortlich sind.

Der Nephron

Jede der beiden Nieren des Organismus enthält etwa eineinhalb Millionen Nephrone. Das Nephron gilt als funktionelle Einheit der Niere, da es allein alle Funktionen ausführen kann, für die die Niere zuständig ist. Jeder einzelne Nephron kann in Abschnitte unterteilt werden:

• Nierenkörperchen: Es besteht aus dem Nierenglomerulus und der Bowman-Kapsel. Letzteres ist eine hohle kugelförmige Struktur mit einem Blindboden, der sich um den Glomerulus wickelt, um das Filtrat zu sammeln. Insgesamt bilden der Nierenglomerulus und die Bowman-Kapsel das Nierenkörperchen, das auch als Malpinghi oder Malpighian-Körperchen bezeichnet wird
• Röhrenförmige Elemente: Das von der Bowman-Kapsel gesammelte Filtrat wird in eine Reihe von Kanälen geleitet, in denen ihm nützliche Substanzen für den Organismus entzogen werden (Reabsorption) und die mit überschüssigen oder als gefährlich geltenden Substanzen angereichert werden (Sekretion). Das kontinuierliche Kanalsystem ist in drei Abschnitte unterteilt - proximale Tubuli, Henle-Bend, distale Tubuli - die jeweils auf die Reabsorption und / oder Sekretion bestimmter Blutkomponenten spezialisiert sind

Wie oben erläutert, ergibt sich die Menge einer im Urin vorhandenen Substanz (ausgeschiedene Menge) aus dem folgenden Ausdruck:

• Escreto-Last (E) = gefilterte Last (F) - aufgenommene Last (R) + Sekret-Last

Zu Bildungszwecken scheint der Nephron im obigen Bild entfaltet zu sein, während er sich in Wirklichkeit mehrmals umdreht und faltet (Bild unten).

Der Nierenkörperchen

An den beiden Enden des Nierenglomerulus befinden sich die beiden Arteriolen, die ihn mit dem Kreislaufsystem in Verbindung bringen. Stromaufwärts finden wir eine Arteriola, afferent genannt, die zu filterndes Blut trägt; stromabwärts finden wir eine Arteriola, die Efferenz genannt wird und teilweise gefiltertes Blut in ein Netzwerk von Kapillaren befördert, die um die röhrenförmigen Elemente verteilt sind.

Auf diese Weise können die aus der efferenten Arteriola stammenden peritubulären Kapillaren die von den Tubuli resorbierten Blutbestandteile sammeln und die Substanzen, die aus dem Blut entfernt werden müssen, aus dem Körper mit Urin ausscheiden.

Wie in der obigen Abbildung gezeigt:

• Die afferente Arteriola hat ein größeres Kaliber als die efferente.
• Bei juxtamidullären Nephronen werden die langen peritubulären Kapillaren, die tief in den Markraum der Niere eindringen, Vasa recta genannt.

Das aus den peritubulären Kapillaren abgeleitete Blut wird in Venolen und kleinen Venen gesammelt, die in die Nierenvene fließen, um das Blut außerhalb der Niere zu transportieren.

Der Nierenglomerulus: Was sind seine Funktionen?

Der Nierenglomerulus wirkt als Filter gegen das durchfließende Blut.

Die Filtration ist ein passiver, relativ unspezifischer Prozess, der die erste Stufe der Urinbildung markiert. Wie wir im folgenden Kapitel besser sehen werden, werden die glomerulären Kapillaren als Fenestrate bezeichnet, da sie relativ große Poren haben, durch die viele der Blutbestandteile gelangen können.

Insbesondere kann der Nierenglomerulus mit einem großmaschigen Sieb verglichen werden, das nur Proteine ​​und Blutzellen zurückhalten kann. Aus diesem Grund hat das in der Bowman-Kapsel gesammelte Filtrat, Ultafiltrat oder Vorurin genannt, eine Zusammensetzung, die der von Plasma (flüssiger Teil des Blutes) sehr ähnlich ist, jedoch keine Plasmaproteine ​​enthält

Insgesamt beträgt das Volumen des Nieren-Ultrafiltrats etwa 120-125 ml pro Minute, das entspricht etwa 170/180 Litern pro Tag. Da die Menge an Urin mehr als 100-mal niedriger ausgeschieden wird, ist es offensichtlich, dass das tubuläre System die überwiegende Mehrheit des glomerulären Ultrafiltrats reabsorbiert.

Auf dem Rohrweg wird das Ultrafiltrat einer Reihe von Modifikationen unterzogen, die zu einer Produktion von konzentriertem (endgültigem) Urin von etwa 1 / 1, 5 Litern pro Tag führen.

Filtrationsbarrieren

Das Blut wird durch den hydrostatischen Druck gegen die Kapillarwände der Glomeruli gedrückt und begünstigt den Durchtritt vieler seiner Bestandteile in die Bowman-Kapsel, wo sie durch Bildung des Ultrafiltrats (oder Vorurins) gesammelt werden. Um diesen Schritt durchzuführen, müssen die Blutbestandteile drei verschiedene Filtrationsbarrieren durchlaufen:

• das kapillare Endothel: Wie erwartet sind die glomerulären Kapillaren fenestrierte Kapillaren mit großen Poren, die es den meisten Blutbestandteilen ermöglichen, durch das Endothel zu filtern. Der Durchmesser dieser Poren ermöglicht den Durchgang vieler Substanzen, was für einige Plasmaproteine ​​und für Blutzellen (insgesamt als korpuskolierte Elemente definiert), die im Blut verbleiben, nur zu gering ist. Insbesondere unter normalen Bedingungen ermöglichen die fenestrierten Kapillaren die Filtration von Molekülen mit einem Durchmesser von weniger als 42 Å. Obwohl das Albuminmolekül kleiner ist (36 Å), kann es unter normalen Bedingungen das Kapillarendothel nicht passieren, da es durch negativ geladene feste Proteine ​​blockiert wird, die es abstoßen (Albumin ist auch negativ geladen).
  Wie in der Abbildung gezeigt, befinden sich in den die Nierenglomeruli umgebenden Räumen sogenannte Mesangialzellen. Hierbei handelt es sich um spezialisierte Zellen, die in der Lage sind, den Blutfluss durch die Kapillaren zu verändern, indem sie sich zusammenziehen (und somit erhöhen) oder entspannen (und verringern). Mesangialzellen sind auch für die Phagozytose verantwortlich und scheiden Zytokine aus, die mit Immun- und Entzündungsprozessen verbunden sind.
• Die Basallamina: Das fenestrierte Endothel der Blutkapillaren ruht auf einer dünnen Basallamina, die als dichte Lamina bezeichnet wird und das Kapillarendothel von der Bogenkapsel trennt. Die Basallamina besteht aus Glykoproteinen und einem kollagenähnlichen Material (Proteoglykane); Beide Komponenten sind negativ geladen, was dazu beiträgt, die meisten Plasmaproteine ​​abzuwehren und ihre Filtration zu verhindern
• das Epithel der Bowman-Kapsel: Es enthält spezialisierte Zellen, sogenannte Podozyten (aus Podos, Fuß); Jeder Podozyt ist durch zytoplasmatische Verlängerungen gekennzeichnet, die als Stiele bezeichnet werden und wie Tentakeln aus dem Zellkörper herausragen, der die glomerulären Kapillaren umhüllt und direkt auf der dichten Schicht der Kapillarwand aufliegt. So bilden sich Filtrationsrisse (Schlitzporen), die von einer Membran begrenzt werden.

  Ähnlich wie bei Mesangialzellen haben die Podozyten auch kontraktile Fasern, die durch Proteine, sogenannte Integrine, mit der Basalmembran verbunden sind. Die Kontraktilität dieser Zelltypen wird durch die endokrine Wirkung bestimmter Hormone beeinflusst, die den Blutdruck und den Flüssigkeitshaushalt im Körper regulieren.

Dank dieser drei Barrieren ergibt sich die Filtration der Blutbestandteile:

• frei für Moleküle mit Radius <20 Å
• variabel für Moleküle mit einem Radius von 20-42 Å (70 - 150 Kd): Die Filtrierbarkeit zwischen 20 Å und 42 Å hängt von der Ladung ab. Da die meisten Plasmaproteine ​​negativ geladen sind, verhindert oder begrenzt die Filtrationsbarriere stark die Filtration von Proteinen mit einem Radius von 20-42 Å.
• abwesend für Moleküle Radius> 42Å