Nierentubulus

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 10. November 2016
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Der Nierentubulus bildet gemeinsam mit dem Nierenkörperchen das Nephron und damit das strukturell kleinste Element der Niere. Die einzelnen Nierentubuli bilden zusammen das Tubulussystem, das für die Rückresorption von Stoffen wie Wasser und die Ausscheidung der übrigen Stoffe verantwortlich ist. Entzündungen im Tubulusgewebe können im Einzelfall eine Niereninsuffizienz zur Folge haben.

Inhaltsverzeichnis

Was ist der Nierentubulus?

Das Gewebe der menschlichen Nieren ist aus röhrenartigen Strukturelementen aufgebaut. Diese Strukturelemente sind auch als Nierenröhrchen, Nierenkanälchen oder Nierentubuli bekannt.

Der Nierentubulus ist ein Teil des Nephron. Dabei handelt es sich um das kleinste Strukturelement der Niere, das neben dem Nierenkanälchen zusätzlich Nierenkörperchen enthält. Die Nierenkörperchen der Nephronen filtrieren aus dem Blut kontinuierlich Primärharn. Bestimmte Substanzen daraus werden in den Tubuli resorbiert. Im Nierentubulus entsteht also der Endharn. Gemeinsam bilden die Nierentubuli das Tubulussystem der Niere. Dieses System nimmt diverse Stoffe und vor allem Wasser ins Blut auf und gibt den Rest in den Harn ab.

Diese Selektion der Stoffe ist dem Tubulussystem vor allem durch das Kapillarnetz möglich, von dem es umsponnen wird. Die Stoffe werden am Netz vorwiegend größenbezogen selektiert. Eine Selektion erfolgt außerdem mithilfe der Tight Junctions, die die Zellen des Tubulus verbinden.

Anatomie & Aufbau

Abhängig von der Lage zum Glomerulum werden drei Abschnitte des Nierentubulus unterschieden. Der proximaler Tubulus wird auch Tubulus proximalis genannt und besteht aus einem Pars convoluta und einem Pars recta. Der Intermediärtubulus heißt in der Fachsprache Tubulus attenuatus. Er enthält einen absteigenden Pars descendens und einen aufsteigenden Pars ascendens.

Der distaler Tubulus wird als Tubulus distalis bezeichnet und ist ähnlich des proximalen Anteils aus einem Pars recta und einem Pars convoluta aufgebaut. Wie der proximale besteht auch der distale Tubulus also aus einem aufgeknäuelten Teil, dem Pars convoluta, und einem geraden Anteil, dem Pars recta. Zusammen mit den geraden Teilen von proximalem und distalem Tubulus wird der gesamte Intermediärtubulus funktional als Henle-Schleife bezeichnet, die hyperosmotischen Harn bildet.

Der sogenannte Verbindungstubulus und die Sammelrohre sind embryologisch anders entstanden als die Nierentubuli und werden aus diesem Grund nicht dem Nephron zugerechnet. Mit dem Tubulussystem bilden sie nichtsdestotrotz eine funktionelle Einheit des Nephrons. Die Röhrchen des Nierentubulus bestehen aus einem kubischen Resorptionsepithel. Die Verbindungen der Zellen sind durchlässige Tight Junctions.

Funktion & Aufgaben

Die Funktion und Aufgabe jedes Nierentubulus beseht in der Rückresorption und Sekretion von Elektrolyten, Kohlenhydraten, niedermolekularen Proteinen und Wasser. Damit sind die einzelnen Nierentubuli zum Beispiel an der Regulation des körpereigenen Wasserhaushalts beteiligt. Außerdem scheiden sie harnpflichtige Stoffe wie Harnstoff und Kreatinin aus dem Körper aus. Dasselbe gilt für giftige Substanzen wie Medikamente.

Eine ebenso große Beteiligung zeigen die Nierentubuli an der Regulation des gelösten Elektrolytgehalts im Blut. Hierzu zählen Kalium, Natrium, Calcium, Phosphat, Magnesium und Bicarbonat. Die Tubuli kümmern sich um die Reabsorption bestimmter Substanzen. Bei der Reabsorption handelt es sich um einen organischen Prozess, der eigentlich ausgeschiedene Stoffe durch lebendige Zellen und Gewebe zur Wiederaufnahme bringt. Im Fall der Nierentubuli handelt es sich bei den rückresorbierten Stoffen vor allem um Wasser. So werden rund 99 Prozent des Wassers aus dem Harn wieder ins Blut aufgenommen. Für die Reabsorption der Stoffe ist vor allem das Kapillarnetz relevant, das das Tubulussystem umspannt. Das Kapillarnetz besteht aus einer Gesamtheit an Kapillaren und bilden über dem Gewebe ein feines Netz, das Stoffe größenselektiv abfängt oder durchtreten lässt.

Die transzelluläre und parazelluläre Reabsorption findet vor allem im proximalen Tubulus statt. Neben Wasser werden vorwiegend Glukose, Aminosäuren, Natrium-Kationen und Kohlenstoffdioxid rückresorbiert. Parazellulär betrifft die Rückresorption vorwiegend Chlorid-Anionen und Ca2+-Ionen, die über die undichten Tight junctions des Systems umweglos in die Zellen wandern. Die Sekretion im proximalen Tubulus beschränkt sich auf H3O+-Ionen und Hydrogencarbonationen. Energie zum passiven Stofftransport von H2O, H3O+ und Hydrogencarbonat oder CO2 erhalten die Nierentubuli durch den Konzentrationsgradienten, der durch hohe Carboanhydraseaktivität aufrechterhalten wird.

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Krankheiten

Gerade die proximalen Tubuluszellen sind für verschiedene Nierenerkrankungen und Funktionsstörungen der Niere relevant. Ein Beispiel hierfür ist glomerulärer Proteinurie. Auch die chronische Transplantatnephropathie kann als Beispiel herangezogen werden.

Wenn die proximalen Tubuluszellen geschädigt oder stark gereizt werden, entstehen durch Botenstoffe Signalkaskaden. Durch diese Kaskaden kann die Proteinproduktion des Komplementsystems stimuliert werden. Chemokine oder Zytokine und extrazellulären Matrixkomponenten erreichen den proximalen Nierentubulus. Diese lokal produzierten Botenstoffe schädigen unter Umständen des Gewebe des Tubulus, da sie Leukozyten anlocken. Makrophagen, T-Zellen und Granulozyten lösen unter Umständen Entzündungen in den Geweben aus. Diese Entzündungen können die Nierenfunktion beeinträchtigen und schließlich sogar Niereninsuffizienz auslösen. Bei der Behandlung einer so entstehenden Entzündung kann gezielte Immunsuppression in den proximalen Tubuluszellen die Entzündung zurückgehen lassen und die Folge der Insuffizienz damit meist verhindern.

Störungen der Nierentubuli können im Einzelfall auch genetisch bedingt sein. So führen Mutationen im LRP2-Gen zum Beispiel zu einem Funktionsverlust bestimmter Rezeptoren. Das Gen codiert in der DNA für das Membranprotein Megalin, sodass die Mutation zumindest eine Einschränkung der Funktionsfähigkeit für den Rezeptor zur Folge hat. Die Folge daraus kann ein Proteinurie sein. Das Donnai-Barrow-Syndrom ist zwar äußerst selten, kann durch die beschriebene Mutation im Einzelfall allerdings begünstigt werden.

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