Harnbildung

Nierenarterien(Aa. renales) → Interlobararterien (Aa. interlobares) → Bogenarterien (Aa. arcuatae) → Interlobulararterien (Aa. corticales radiatae interlobulares) → Afferente Arteriolen (Vasa afferentes) → 1. Kapillarnetz: Glomeruli(Filtration des Primärharns) → EfferenteArteriolen → 2. Kapillarnetz: Peritubuläres Kapillarsystem (Versorgung der Niere mit Nährstoffen)

• Renaler Blutfluss (= RBF)
  • Definition: Menge an Blut, das pro Minute durch die Niere fließt
  • Menge: Etwa 1/5 des Herzminutenvolumens(entspricht etwa 1,2 L/Min.)
• Renaler Plasmafluss (= RPF)
  • Definition: Menge an Blutplasma, das pro Minute durch die Niere fließt 
  • Berechnung: RPF = RBF × (1-Hämatokrit)
  • Menge: ∼600 mL/Min. 

Auch Bayliss-Effekt: 

• Beschreibung: Die renalen Arterien gleichen Blutdruckschwankungen (zwischen 80 und 180 mmHg) selbstständig aus 
• Mechanismus
  • Blutdruckanstieg (bis 180 mmHg) → Anstieg des intravasalen Blutdrucks → Kontraktion des Vas afferens → Blutdruckabfall im glomerulären Gefäßbett → Blutdruck bleibt konstant
  • Blutdruckabfall (bis 80 mmHg) → Abfall des intravasalen Blutdrucks → Dilatation des Vas afferens → Blutdruckanstieg im glomerulären Gefäßbett → Blutdruck bleibt konstant

• Prinzip: Mangeldurchblutung (insb. des Nierenmarks) → Stimuliert die Synthese von Prostaglandinen → Vasodilatation der Gefäße → Gesteigerte Durchblutung insb. des Nierenmarks

• Ziel: Anpassung der renalen Filtration an die tubuläre Resorptionskapazität
• Mechanismus: Macula densa  im distalen Tubulus misst die Salzkonzentration  im Harn des Tubuluslumens und steuert durch lokale Mechanismen indirekt die GFR 
• Ablauf: Hypertoner Harn  → Freisetzung von Adenosin → Vas afferens kontrahiert → Kapillardruck sinkt → GFR sinkt

• Kreislauf: Erhöhung des arteriellen Blutdrucks
• In der Niere: Aufrechterhaltung der glomerulären Filtrationsrate bei Blutdruckabfall

• Renin
• Angiotensinogen
• Angiotensin I
• Angiotensin-Converting-Enzyme (ACE)
• Angiotensin II

• Definition: Protease, die die erste Reaktion des RAAS katalysiert 
• Syntheseort: Zellen des juxtaglomerulären Apparates (epitheloide Polkissenzellen der Arteriola afferens)
• Wirkung: Spaltung von Angiotensinogen zu Angiotensin I

• Abfall des Blutdrucks unter den myogenen Autoregulationsbereich (also unter 80 mmHg) 
• Sympathikusaktivierung
• Hypovolämie
• Hyponatriämie
• Hypotoner Harn 

• Angiotensin II
• Aldosteron

(Im Sinne einer negativen Rückkopplung) 

• Definition: Glycoprotein; wird innerhalb des RAAS von Renin zu Angiotensin I gespalten
• Syntheseort: Vor allem in Leber, Fettgewebe

Spaltprodukt des Angiotensinogens, das von ACE zu Angiotensin II umgewandelt wird

• Definition: Protease; konvertiert Angiotensin Izu Angiotensin II
• Syntheseort: Endothelzellen, hauptsächlich der Lunge

• Definition: Wird (von ACE katalysiert) aus Angiotensin I gebildet und vermittelt bei Aktivierung des RAAS gemeinsam mit Aldosteron eine Steigerung des Blutdrucks
• Molekularer Wirkmechanismus: Bindung an den AT1-Rezeptor

1. Vaskulär: Vasokonstriktion
2. Zentral
   • ADH-Freisetzung aus der Neurohypophyse
   • Salzappetit↑
   • Durst↑
3. Renal: Gesteigerte Natriumresorption im proximalen Tubulus → Gesteigerte Wasserresorption
4. Adrenal: Stimulation der Aldosteronsynthese

• Indirekt (über Aldosteron): Gesteigerte Natrium- und Wasserretention sowie K+- und H+-Sekretion im distalen und Verbindungstubulus sowie im Sammelrohr

1. Reninausschüttung nach Stimulation durch o.g. Faktoren (z.B. Blutdruckabfall)
2. Renin spaltet Angiotensinogen zu Angiotensin I
3. ACE wandelt Angiotensin I zu Angiotensin II um
4. Angiotensin II hebt über o.g. Mechanismen den Blutdruck und das Extrazellulärvolumen

Das vegetative Nervensystem: 

• Ziel: Nervale Regulation der Nierendurchblutung
• Mechanismus
  • Noradrenalin (NA): Über α1-Rezeptoren → Vasokonstriktion der Arteriolen → Widerstandserhöhung → Durchblutung sinkt
  • Dopamin (DA): Über D1-Rezeptoren → Vasodilatation der Arteriolen → Widerstandserniedrigung → Durchblutung steigt
  • Wirken Noradrenalin und Dopamin gleichzeitig auf die Niere ein, überwiegt der Effekt von Noradrenalin

• Definition: Beschreibt die Plasmamenge, die von allen Glomeruli der Niere pro Minute filtriert wird
• Menge: Etwa 120 mL/min 
• Verlauf: Die Filtrationsleistung jedes einzelnen Glomerulus verändert sich im Verlauf der glomerulären Gefäßschlinge (nimmt vom Vas afferens zum Vas efferens ab) 

• Dem effektiven Filtrationsdruck P_eff
• Der Filtrationsfläche F
• Der Durchlässigkeit des Filters L

 GFR = Peff × F × L = Peff × Kf

Der effektive Filtrationsdruck Peff ist die treibende Kraft der Filtration 

Definition von Peff: Peff = Pkap − Pbow − πonk→ Peff = ΔP – πonk

• Pkap: Hydrostatischer Druck in den Glomeruluskapillaren (= Kapillardruck)
• Pbow: Hydrostatischer Druck in der Bowman-Kapsel (= Kapseldruck)
• ΔP: Differenz zwischen Pkap und Pbow
• πonk: Onkotischer Druck (= kolloidosmotischer Druck) in den Kapillaren

GFR ≈ [(140−Alter) × Körpergewicht in kg] / [72 × Serum-Kreatinin in mg/dL]

• Bei Frauen muss das Ergebnis noch mit 0,85 multipliziert werden
• Die Cockcroft-Gault-Formel wird im Klinikalltag häufig verwendet, um eine grobe Abschätzung der GFR zu erhalten

Gegen Ende der Kapillarstrecke kann sich ein sog. Filtrationsgleichgewicht einstellen, das dazu führt, dass nichts mehr abfiltriert wird. Es entsteht, wenn sich ΔP (Pkap – Pbow) und πonk so sehr annähern, dass deren Differenz Peff – und damit die treibende Kraft der Filtration – gegen Null geht.

Der effektive Filtrationsdruck (= Peff) wird entlang der Glomerulumkapillare kleiner und sinkt gegen Ende gegen Null − ein Filtrationsgleichgewicht stellt sich ein!

• Je höher der renale Plasmafluss (also die Nierendurchblutung), desto mehr wird das Filtrationsgleichgewicht an das Ende der Kapillare verschoben
• Je weiter das Filtrationsgleichgewicht an das Ende der Kapillare rückt, desto größer ist die zur Verfügung stehende Filtrationsfläche
• Je größer die Filtrationsfläche F, desto größer die GFR (da gilt: Peff × F↑ × L= GFR↑)

Filtrationsleistung der Niere (GFR) ist proportional zum renalen Plasmafluss (RPF): Je größer der renale Plasmafluss, desto größer die Filtrationsleistung der Niere

• Definition: Beschreibt das „fiktive“ Plasmavolumen, das innerhalb einer bestimmten Zeit von einer Substanz gereinigt („gecleared“) wird

• Hat die Einheit eines Flusses (Volumen/Zeit)
• Gilt immer nur für eine Substanz
• Die Clearance einer Substanz und die GFR sind nicht zwangsläufig gleich groß

• Die Clearance ist größer als die GFR, wenn die Substanz zunächst frei filtriert und dann zusätzlich sezerniert wird
• Die Clearance ist kleiner als die GFR, wenn die Substanz zunächst frei filtriert und dann wieder rückresorbiert wird
• Die Clearance ist gleich der GFR, wenn die Substanz frei filtriert und ohne Modifikation ausgeschieden wird 

 Clearance (mL/min)= Stoffkonzentration_Harn (mmol bzw. g/mL)× Harnzeitvolumen V (mL/min)/ Stoffkonzentration_Plasma (mmol bzw. g/mL)

Niedrige Clearance-Werte bedeuten, dass das Plasma nur in geringem Ausmaß von einer bestimmten Substanz befreit wurde – hohe Clearance-Werte bedeuten, dass das Plasmagrößtenteils von dieser Substanz befreit wurde!