Urinbildung

Die Bildung des endgültigen Urins durch die Niere besteht aus mehreren grundlegenden Prozessen:

• Ultrafiltration von arteriellem Blut in den Nierenglomeruli;
• Resorption von Substanzen in den Tubuli, Sekretion einer Anzahl von Substanzen in das Lumen der Tubuli;
• die Synthese neuer Substanzen durch die Niere, die sowohl in das Lumen des Tubulus als auch in das Blut eintreten;
• die Aktivität des Gegenstromsystems, wodurch der letzte Urin konzentriert oder geschieden wird.

Ultrafiltration

Ultrafiltration von dem Blutplasma in die Bowman-Kapsel tritt in den Kapillaren der Nierenglomeruli auf. GFR ist ein wichtiger Indikator für den Prozess der Urinbildung. Sein Wert in einem getrennten Nephron hängt von zwei Faktoren ab: dem effektiven Druck der Ultrafiltration und dem Koeffizienten der Ultrafiltration.

Die treibende Kraft der Ultrafiltration ist der effektive Filtrationsdruck, der die Differenz zwischen dem hydrostatischen Druck in den Kapillaren und der Summe des onkotischen Drucks der Proteine in den Kapillaren und dem Druck in der Glomeruluskapsel ist:

R _Effekt = R _gidr - (R _onk + R _kaps )

Wobei P _Effekt - ein effektiver Filtrationsdruck, P _hyd - der hydrostatische Druck in den Kapillaren, P _ONC - onkotischen Druck in Kapillaren Proteinen, P _Kapseln - Druck in der glomerulären Kapsel.

Der hydrostatische Druck am afferenten und efferenten Ende der Kapillaren beträgt 45 mm Hg. Sie bleibt über die gesamte Filterlänge der Kapillarschleife konstant. Er kontrastierte den onkotischen Druck von Plasmaproteinen, der ab 20 mm Hg zum efferenten Ende der Kapillare hin zunimmt. Bis zu 35 mm Hg, und der Druck in der Bowman-Kapsel beträgt 10 mm Hg. Als Ergebnis beträgt der effektive Filtrationsdruck 15 mm Hg am zuführenden Ende der Kapillare. (45- [20 + 10]), und auf dem efferenten - 0 (45- [35 + 10]), was in Bezug auf die gesamte Länge der Kapillare ungefähr 10 mm Hg beträgt.

Wie bereits erwähnt, ist die Wand der glomerulären Kapillaren ein Filter, der den Durchtritt von zellulären Elementen, großmolekularen Verbindungen und kolloidalen Partikeln nicht erlaubt, während Wasser und niedermolekulare Substanzen diesen frei durchdringen. Der Zustand des glomerulären Filters charakterisiert den Koeffizienten der Ultrafiltration. Vasoaktive Hormone (Vasopressin, Angiotensin II, Prostaglandine, Acetylcholin) verändern den Koeffizienten der Ultrafiltration, was die GFR entsprechend beeinflusst.

Unter physiologischen Bedingungen bildet das Aggregat aller Nierenglomeruli 180 Liter Filtrat pro Tag, d.h. 125 ml Filtrat pro Minute.

Reabsorption von Substanzen in Tubuli und deren Sekretion

Reabsorption von gefilterter Substanzen tritt vorwiegend im proximalen Teil des Nephron, in dem alle in Nephron physiologisch wertvolle Substanzen absorbiert aufgenommen und etwa 2/3 des gefilterten Natriumionen, Chlor und Wasser. Feature Rückresorption im proximalen Tubulus liegt in der Tatsache, dass alle Substanzen osmotisch äquivalent zu dem Volumen des Wassers in der Flüssigkeit absorbiert und bleibt im wesentlichen izoosmotichnoy Blutplasma Tubulus, wobei das primäre Harnvolumen durch das Ende des proximalen Tubulus um mehr als 80% abnimmt.

Die Arbeit des distalen Nephrons macht die Zusammensetzung des Urins aufgrund der Prozesse der Reabsorption und Sekretion aus. In diesem Segment wird Natrium ohne äquivalentes Wasservolumen resorbiert und Kaliumionen ausgeschieden. Von den Zellen der Tubuli treten Wasserstoffionen und Ammoniumionen in das Nephronlumen ein. Der Transport von Elektrolyten steuert antidiuretisches Hormon, Aldosteron, Kinin und Prostaglandine.

Gegenstromsystem

Die Aktivität des Gegenstromsystems wird durch den synchronen Betrieb mehrerer Nierenstrukturen - absteigende und aufsteigende dünne Segmente der Henle-Schleife, kortikale und Gehirnsegmente von Sammelröhrchen und direkte Gefße, die die gesamte Dicke des Nierenmarks durchdringen - dargestellt.

Grundprinzipien des Gegenstromsystems der Nieren:

• in allen Stadien bewegt sich Wasser nur passiv entlang des osmotischen Gradienten;
• der distale gerade Canaliculus der Henle'schen Schleife ist wasserundurchlässig;
• Im direkten Tubulus der Henle-Schleife tritt aktiver Transport von Na ⁺, K ⁺, CI auf ;
• Das dünne absteigende Knie der Henle'schen Schleife ist undurchlässig für Ionen und durchlässig für Wasser;
• es gibt eine Harnstoffzirkulation im inneren Mark der Niere;
• Das antidiuretische Hormon stellt die Durchdringlichkeit der Sammelröhren für Wasser zur Verfügung.

Je nach Zustand des Wasserhaushaltes des Körpers kann Niere hypotone sehr geschieden oder osmotisch konzentrierten Urin ausscheiden. Bei diesem Verfahren wirken alle Abschnitte der Tubuli und Gefäße des Nierenmarks als Gegenstrom-Rotationsmultiplikationssystem. Das Wesen der Aktivität dieses Systems ist wie folgt. Das Ultrafiltrat durch die proximale Tubulus empfangen wird, quantitativ reduziert 3 / 4-2 / 3 des ursprünglichen Volumens durch den Reabsorption Abschnitt in dem Wasser und darin gelösten Substanzen. Die verbleibende Flüssigkeit im Tubulus ist Osmolarität, die sich vom Blutplasma unterscheidet, obwohl sie eine andere chemische Zusammensetzung hat. Die Flüssigkeit tritt dann aus der proximalen Tubuli in dünnen Segment der Henle-Schleife absteigend und bewegt sich weiter nach oben auf Nierenpapille, wobei Henle-Schleife um 180 ° gebogen wird, und der Inhalt nach oben durch ein dünnes Segment wird geraden distalen Tubulus stromabwärts parallel dünne Segment befindet.

Das dünne, nach unten gerichtete Segment der Schleife ist wasserdurchlässig, jedoch relativ undurchlässig für Salze. Als Ergebnis tritt Wasser aus dem Lumen des Segments in das umgebende interstitielle Gewebe entlang des osmotischen Gradienten, wodurch die osmotische Konzentration im Lumen des Tubulus allmählich ansteigt.

Nachdem die Flüssigkeit der distale geraden Röhrchen Henle - Schleife eintritt, die, im Gegenteil, wasserundurchlässig und von denen der aktiven Transport von osmotisch aktivem Chlor und Natrium in das umgebenden Interstitium, wird der Inhalt dieser Karte verliert osmotische Konzentration und wird hypoosmolality , die seinen Namen definiert - „Diluting Segment des Nephrons. " Im umgebenden Interstitium tritt der entgegengesetzte Prozess auf - die Akkumulation des osmotischen Gradienten aufgrund von Na ⁺, K ⁺ und C1. Als Ergebnis werden die transversalen osmotischen Gradienten zwischen dem Inhalt der Direkt distalen Tubulus der Henle - Schleife und den umgebenden Interstitium 200 mOsm / L. Sein

In der inneren Zone der Medulla führt eine zusätzliche Erhöhung der osmotischen Konzentration zu einer Harnstoffzirkulation, die passiv durch das Epithel der Tubuli verläuft. Die Ansammlung von Harnstoff in der Hirnsubstanz hängt von der unterschiedlichen Permeabilität für den Harnstoff der kortikalen Sammelröhren und der Sammelröhren der Medulla ab. Für Harnstoff, undurchlässige kortikale Sammelröhrchen, distale gerade Tubuli und distale gefaltete Tubuli. Sammelröhrchen der Medulla sind sehr durchlässig für Harnstoff.

Wenn die gefilterte Flüssigkeit von der Henle-Schleife durch die distalen gewundenen Röhrchen und die kortikalen Sammelröhrchen gelangt, erhöht sich die Harnstoffkonzentration in den Röhrchen aufgrund der Rückresorption von Wasser ohne Harnstoff. Nachdem die Flüssigkeit in die Sammelröhrchen der inneren Medulla gelangt ist, wo die Harnstoffpermeabilität hoch ist, bewegt sie sich in das Interstitium und wird dann zurück zu den Tubuli transportiert, die sich in der inneren Medulla befinden. Der Anstieg der Osmolalität in der Hirnsubstanz ist auf Harnstoff zurückzuführen.

Als Ergebnis dieser Prozesse osmotischen Konzentration nimmt von der Hirnrinde (300 mOsm / l) in Nierenpapille und erreichen bis zu 1200 mOsm / L in dem Anfangsteil des Lumens des dünnen aufsteigenden Schenkels der Henle-Schleife und die umliegenden interstitiellen Gewebe. Somit beträgt der kortiko-medullare osmotische Gradient, der durch das Gegenstrom-Multipliziersystem erzeugt wird, 900 mOsm / l.

Ein zusätzlicher Beitrag zur Bildung und Aufrechterhaltung des longitudinalen osmotischen Gradienten wird durch direkte Gefäße geleistet, die den Verlauf der Henle-Schleife wiederholen. Der interstitielle osmotische Gradient wird durch die effektive Entfernung von Wasser durch aufsteigende direkte Gefäße aufrechterhalten, die einen größeren Durchmesser als die absteigenden direkten Gefäße haben und fast doppelt so zahlreich wie diese sind. Ein einzigartiges Merkmal gerader Gefäße ist ihre Permeabilität für Makromoleküle, was zu einer großen Menge an Albumin in der Hirnsubstanz führt. Proteine erzeugen einen interstitiellen osmotischen Druck, der die Reabsorption von Wasser fördert.

Die endgültige Urinkonzentration tritt im Bereich der Sammelröhrchen auf, die ihre Durchlässigkeit für Wasser in Abhängigkeit von der Konzentration der sezernierten ADH verändern. Bei einer hohen Konzentration von ADH erhöht sich die Wasserdurchlässigkeit der Membran der Zellen der Sammelrohre. Osmotische Kräfte bewirken die Bewegung von Wasser aus der Zelle (durch die Basalmembran) in das hyperosmotische Interstitium, was einen Ausgleich der osmotischen Konzentrationen und die Erzeugung einer hohen osmotischen Konzentration des endgültigen Urins sicherstellt. In Abwesenheit von ADH-Produkten ist das Sammelrohr praktisch undurchlässig für Wasser und die osmotische Konzentration des endgültigen Urins bleibt gleich der Konzentration von Interstitium im Bereich der kortikalen Substanz der Niere, d.h. Isoosmotischer oder hypoosmolarer Urin wird ausgeschieden.

Somit hängt die maximale Höhe der Urinverdünnung auf der Fähigkeit der Nieren, um die Osmolalität des rohrförmigen Fluids aufgrund des aktiven Transport von Ionen, wie Kalium, Natrium und Chlor in dem stromaufwärtigen Abschnitt der Henle-Schleife und aktiver Transport von Elektrolyten im distalen Tubulus zu reduzieren. Infolgedessen wird die Osmolalität der röhrenförmigen Flüssigkeit am Anfang der Sammelröhre kleiner als das Blutplasma und beträgt 100 mOsm / l. In Abwesenheit von ADH in Gegenwart von zusätzlicher Transport Tubulus Natriumchlorid in dem Sammelrohr Osmolalität in diesem Nephron kann auf 50 mOsm / l reduziert werden. Die Bildung von konzentriertem Urin hängt von der Anwesenheit von intermediärem Medium mit hoher Osmolalität und von ADH-Produkten ab.