Ionenabsorption in der Henle-Funktionsschleife
Der Ionentransport entlang des Nephrons ist für die Reabsorption von Natrium und Wasser, die Aufrechterhaltung des Plasmavolumens und des Blutdrucks sowie die Produktion von Urin unerlässlich. Die Henle-Schleife trägt zur Absorption von etwa 25% gefiltertem Natrium bei und kann durch diuretische Therapie gezielt werden.
Die Henle-Schleife hat eine Haarnadelkonfiguration mit einem dünnen absteigenden Glied und sowohl einem dünnen als auch einem dicken aufsteigenden Glied., Die dünnen absteigenden und aufsteigenden Segmente haben dünne Epithelmembranen ohne Pinselränder und minimale Stoffwechselaktivität.
In diesem Artikel werden wir den Ionentransport und die Wasserbewegung beschreiben, die innerhalb der Henle-Schleife auftreten, und wir werden die klinische Relevanz davon berücksichtigen.
Funktion
Dicke aufsteigende Extremität
Die primäre Stelle der Natriumreabsorption in der Henle-Schleife ist die dicke aufsteigende Extremität (TAL). Das TAL ist wasserundurchlässig., Natrium(Na+) – Reabsorption ist aktiv-der Treiber ist die Na+/K+ – ATPase auf der basolateralen Membran, die aktiv drei Na+ – Ionen aus der Zelle in das Interstitium und zwei Kalium (K+) – Ionen in die Zelle pumpt. Durch die Erzeugung einer niedrigen intrazellulären Natriumkonzentration wird das Innere der Zelle negativ geladen, wodurch ein elektrochemischer Gradient entsteht.,
Natrium bewegt sich dann in die Zelle (vom röhrenförmigen Lumen) den elektrischen und chemischen Gradienten hinunter, durch den NKCC2-Transporter auf der apikalen Membran bewegt dieser Transporter ein Na+ – Ion, ein K+ – Ion und zwei Cl-Ionen über die apikale Membran. .
Kaliumionen werden durch ROMK-Kanäle auf der apikalen Membran zurück in den Tubulus transportiert, um eine toxische Ansammlung in der Zelle zu verhindern. Chloridionen werden über CIC-KB-Kanäle in die Gewebeflüssigkeit transportiert.,
Die Gesamteffekte dieses Prozesses sind:
- Entfernung von Na+ unter Beibehaltung von Wasser in den Tubuli – dies führt zu einer hypotonischen Lösung, die am DCT ankommt.
- Das Pumpen von Na+ in den interstitiellen Raum trägt zu einer hyperosmotischen Umgebung im Nierenmark bei (siehe unten)
Es gibt auch eine signifikante parazelluläre Reabsorption von Magnesium, Calcium, Natrium und Kalium.
Dünne aufsteigende Extremität
Die Natriumreabsorption in der dünnen aufsteigenden Extremität ist passiv., Es tritt parazellulär aufgrund der unterschiedlichen Osmolarität zwischen Tubulus und Interstitium auf.
Da das dicke aufsteigende Glied für Wasser undurchlässig ist, wird das Interstitium mit Ionen konzentriert, was die Osmolarität erhöht. Dies treibt die Wasserreabsorption von der absteigenden Extremität an, wenn sich Wasser von Bereichen mit geringer Osmolarität zu Bereichen mit hoher Osmolarität bewegt. Dieses System wird als Gegenstrommultiplikation bezeichnet.,
Weitere Erläuterungen zur Gegenstrommultiplikation finden Sie in diesem hilfreichen Video: https://www.youtube.com/watch?v=Vqce2dtg45U
Dünne absteigende Extremität
Die absteigende Extremität ist hoch wasserdurchlässig, wobei die Reabsorption passiv über AQP1-Kanäle erfolgt. Sehr geringe Mengen an Harnstoff, Na+ und anderen Ionen werden ebenfalls resorbiert. . Wie oben erwähnt, wird die Wasserreabsorption durch das Gegenstrommultiplikatorsystem angetrieben, das durch die aktive Reabsorption von Natrium im TAL aufgebaut ist.,
Klinische Relevanz
Bartter-Syndrom
Das Bartter-Syndrom ist eine Gruppe autosomal-rezessiver Zustände, die durch genetische Mutationen in den Genen verursacht werden, die für den NKCC2-Transporter, den apikalen Kaliumkanal oder den basolateralen Chloridionenkanal codieren. Die Folgen sind biochemisch ähnlich der Verabreichung von Schleifendiuretika (siehe unten). Es führt zu Hyponatriämie, Hypokaliämie und metabolischer Alkalose
Klinischer Relevanz
Schleifendiuretika
Schleifendiuretika wie Furosemid hemmen den NKCC2-Transporter in der dicken aufsteigenden Extremität., Der Verlust der Natriumreabsorption reduziert die Hypertonizität des Nierenmarks, was die Wasserreabsorption im DCT und CD beeinträchtigt. Dies führt zu einer erhöhten Natriumausscheidung im Urin und einer signifikanten Diurese, wodurch das Plasmavolumen verringert wird. Durch die Erhöhung der Natriumzufuhr zum DCT kommt es zu einer erhöhten Kaliumausscheidung. Dies ist der Mechanismus hinter der Hypokaliämie, die häufig bei Schleifendiuretika beobachtet wird.