PBC Niere: Tubuläre Transportprozesse

0:41 Dann kennen wir noch den ECHC, ich nenne ihn auch ECAG.

1:02 So, liebe Freunde, hallo und herzlich willkommen zurück zu Situs Inversus, der Vorklinie-Podcast. Ich bin Leo, heute hier links neben mir sitzt Tim und rechts neben mir sitzt Jü. Hallo. Setup kennt ihr schon, letzte Nierenfolge haben wir schon in der gleichen Besetzung bestritten. Wir haben sehr viel auch über klinische Parameter geredet, wie Haaren konzentriert wird, etc.

1:25 Aber wir haben euch so viel angeteasert über Resorption von verschiedenen Stoffen, dass wir euch heute auch den Gefallen tun wollen, das zu erfüllen. Deswegen, wir wollen euch heute die Transportprozesse im Tubulus-System nochmal aufbereiten, näher bringen und euch sagen, grundsätzlich mal das Funktionsprinzip ist, dass der Glomerulus filtriert, filtriert, filtriert, filtriert, 180 verdammte Liter Primärhahn, wirklich krass viel.

1:56 Können wir nicht alles auspieseln, also wir müssen es zurückholen. Und wir hatten auch schon einige Transporter angeteasert, die im Tubulus-System bestimmte Stoffe resorbieren, andere sitzernieren Stoffe, sodass der Hahn am Ende das ist, was auch in dem Klo landet. So. Und deswegen heute der Fokus auf die Tubes.

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2:25 Einige von euch fragen uns manchmal auf Insta, ob wir irgendwie so Lernstrategien oder Lernchips haben. Keine Ahnung, warum wir dafür die Autorität haben. Aber es ist ja schon so im Medizinstudium, es gibt so Sachen, die versteht man einmal und dann kann man die. Und dann gibt es so diese vielen Fakten, die man wirklich relativ stumpf auswendig lernen muss.

2:45 Und das hilft einfach nichts, die müssen einfach rein. In der Vorklinik erinnere ich mich an die Hirnnerven, die Anatomie oder sonstiges. Manche Sachen muss man sich einfach auswendig merken. Und da ist der Game Changer schlechthin tatsächlich Meditrix. Meditricks, das sind quasi Eselsbrücken als Bilder.

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3:54 Und bevor wir uns jetzt mit irgendwelchen kleinen Transportern abgeben, wollen wir das Ganze nochmal ein bisschen einteilen. Da können wir einmal die anatomische Einteilung des Tubulus-Systems nutzen. Also proximaler Tubulus mit seinen Paars Konvoluta und Rekta, der Intermediärtubulus, der distale Tubulus, auch mit Rekta und Convoluta und das Sammelrohr bis lange.

4:17 Dann gibt es neben der anatomischen Einteilung noch die funktionelle. Und wenn wir uns jetzt in den Sphären der Physiologie bewegen, mit den ganzen Transportprozessen, dann ist es eher logisch und sinnvoller, diese Einteilung zu nehmen. Da teilen wir ein nach proximalem Nephron, der besteht aus einem proximalen Tubulus mit seinen beiden Pates und die Hähneschleife.

4:42 Geil. Sorry, ich mache kein LK. Und die Hähleschleife. Bestehend aus Parsrektar des proxalen Tubulus, dem Intermediärtubulus, und zwar der dünne Teil, und parsrektar des distalen Tubulus. Wir können die Hählischschleife nochmal in einen absteigenden und einen aufsteigenden Teil einteilen. Dann gibt es noch das distale Nephron.

5:09 Das besteht aus dem distalen Tubulus pars convoluta und dem Sammelrohr.

5:16 Und die Funktionen des Ganzen, die eben diese Dreiteilung verursachen, sind folgende. Wir haben einmal im proximalen Nephron ganz, ganz viele Substanzen resorbiert. Eine sogenannte Massenresorption findet statt. So alles mögliche, was der Körper eben wiederhaben möchte. Und hier werden schon 65% des gesamten Primärfiltrats zurückgewonnen.

5:40 Wie gesagt, war das jetzt die funktionelle Einteilung und dementsprechend schauen wir uns jetzt mal so grob die Funktion der drei Abschnitte an. Im proximalen Nephron werden ganz viele verschiedene Substanzen resorbiert, die der Körper eben wiederhaben möchte. Wirklich ganz viel, deshalb nennt man das auch Massenresorption.

5:56 Ganze 65% des Primärfilt werden hier schon zurückgewonnen und gleichzeitig werden harnpflichtige Substanzen, die der Körper loswer, schon dreifach angereichert. Und so ungefähr 35% des Primärfiltrats verbleiben noch im Lumen. Krass viel, ne? Das ist schon noch viel, ja.

6:17 So zwei Drittel werden schon rausgerommelt. Also ich bin zufrieden. Distales Nervhron, gut Job.

6:22 Das proximalnephron. Danach geht es weiter in die Hähnlischschleife. Und hier findet vor allem Hahnkonzentrierung statt, auf die wir in der letzten Folge eingegangen sind. Und als dritten groben Teil haben wir das Distalnephron, wo dann der Hahn nochmal so fein abgestimmt in seine Zusammensetzung reguliert wird, nochmal weiter konzentriert werden kann und wo zum Beispiel auch so eine Regulation des Säulbasen-Haushalts stattfindet.

6:51 Genau, und die Grundprinzipien dahinter sind einmal der sogenannte Solvent Drag und die ATPase von Natrium und Kalium. Der Solvent Drag bedeutet, das ist so ein bisschen wie der Prophet mit seinen Jüngern, ne? So wenn ein osmotisch aktives Teilchen vorläuft, läuft das Wasser hinterher. So ungefähr. Parazellulär und transzellulär.

7:11 So dass ein osmotisch aktives Teilchen immer auch noch Wasser mitnimmt. Das Ganze funktioniert auch andersrum. Das bedeutet, wenn ich jetzt Wasser ziehe durch eine Zelle oder neben einer Zelle, dann nimmt das auch osmotisch-aktive Teilchen mit. Also das geht in beide Richtungen. Die Natrium-Kalium-Atibease ist häufig die Triebkraft für die aktiven Transportprozesse im Tubulus durch die Bildung eines Natriumgradienten.

7:39 Aber wie das funktioniert, geht gleich noch weiter.

7:44 Wir schauen uns jetzt zunächst mal das Gesamtgefüge in den verschiedenen Abschnitten an und gehen dann gegen Ende der Folge nochmal auf die auf einzelne Stoffe ein, einfach um nochmal Beispiele zu bringen. Aber wir schauen uns jetzt mal an, was so insgesamt in den verschiedenen Abschnitten passiert.

8:02 An den Clumerulus schließt sich ja das proximale Nephron an. Besteht bestehen tut das proximale Nephron sozusagen nur aus dem proximal Tubulus und sonst nichts weiter. Tim hatte ja schon erklärt, dass hier die Funktion Massenresorption und die Ausscheidung harnpflichtiger Substanzen ist. Und da finde ich, sieht man auch richtig gut histologisch so ein bisschen Function und Design.

8:27 Histologisch kann man auch auf diese wichtige Funktion zurückschließen. Wir sehen einfach, dass im proximalen Tubulus eine mega große Oberfläche vorhanden ist. Aber auch verschiedene Transporter, die ja auch für die Massenresorption total wichtig sind. Massenresorption ist so ein geiles Wort. Dann können wir einmal Stoffe transzellulär transportieren, also durch eine Zelle, beziehungsweise besser gesagt in dem Fall eine Epithelzelle hindurch, zum Beispiel über Aquapurine, da wird Wasser einfach durch die Membran hindurch transportiert, also eine Art Kanal.

9:05 Es gibt aber auch die Möglichkeit des parazellulären Transports, zum Beispiel über Leaky-Tight Junctions. Das habe ich mir immer so vorgestellt, also im Modell, wenn unsere Zellen jetzt, keine Ahnung, so Bartfliessend sind, dann passieren diese Stoffe zwischen den Fliesen hindurch, in diesem Beton, oder was ist das?

9:27 Weil der Beton halt löchrig ist. Genau. Ich finde Leaky-Tight Junctions ist wie Doppelhaushälfte.

9:34 Es macht so null Sinn.

9:37 Es macht so null Sinn. Das könnte ein deutsches Wort sein, finde ich. Okay. Grundsätzlich muss man aber sagen, machen die das nie aus Spaß. Das heißt, es gibt immer irgendeinen zugrundeliegenden Gradienten oder in irgendeiner Art und Weise irgendeine Kraft, die das Ganze sich bewegen lässt. Und das kann entweder ein elektrischer Gradient sein, also ein Ladungsunterschied, oder ein Konzentrationsgradient.

10:05 Und wir stellen uns jetzt vor, dass wir mit irgendwie einem Mikroskop mega nah reinzoomen, uns jetzt genau die Tubuli anschauen. Da können wir ja unterscheiden zwischen einem Lumen, das ist das Innere eines Tubuluses, also da, wo dann der Primärhahn fließt, Epithelzellen, das sind die ganz normalen Epithelzellen des Tubulus.

10:28 Und auf der anderen Seite schließt sich dann schon das Interstitium bzw. Blutgefäße an. Und kurz zur Einteilung, wenn wir von apikal sprechen, dann meinen wir immer die Seite der Epithelzellen, die zum Hahn, also zum Tubuluslumen, hinzeigen. Wenn wir von basolateral sprechen, dann meinen wir die andere Seite.

10:51 Im proximalen Nephron ist es jetzt so, dass die Natriumresorption, also die Resorption von Natriumionen, wirklich so gut wie alle Transportprozesse antreibt. Und warum wird überhaupt erstmal Natrium resorbiert, das hat mir schon kurz angeteasert. Es gibt eben basolateral in den Epithelzellen die Natrium-Kalium-Atipease in großer Zahl, die ATP verbraucht und dadurch drei Natrium aus der Epithelzelle ins Interstizium rausschafft und dafür zwei Kalium in die Zelle rein.

11:22 Und das hat den Effekt, dass einerseits das elektrische Potential im Tumuluslungen negativer wird und im Interstium positiver, weil ja mehr positive Ladungen ins Interstitium gehen, als im Gegenzug Kalium-Kation zurückkommen. Und dadurch entsteht über das Epithel hinweg ein negatives transepitheliales Potential.

11:45 Und zusätzlich zu dem elektrischen Potential ist ja auch weniger Natrium in der Zelle. Es entsteht also ein Konzentrationsgefälle, ein chemischer Gradient, der Natrium in die Zelle hineint.

11:57 Chemisch. Wirklich. Chemisch. China.

12:00 China.

12:01 Das hat ja so gemeint.

12:03 Also wirklich. Und dieser chemische Gradient, den kann ich mir jetzt auch zu Nutzen machen. Es gibt ja eben diese Natrium-Kalium-ATP-Ase, da wird eben Energie in Form von ATP verbraucht. Aber wenn ich schon mal diesen chemischen Gradient sozusagen aufgestellt habe, dann kann ich den auch einfach benutzen, um andere Stoffe aus dem Lumen ins Interstitium hinein zu transportieren.

12:29 Da muss ich nicht noch sozusagen extra ATP verbrauchen für die anderen Stoffe. Wir sprechen dann von einem sekundär aktiven Transport. Weil die anderen Stoffe sozusagen, also da wird nicht direkt Energie verbraucht, aber in der Form ja schon, über einen Umweg, über das Natrium. Kennbar. Im Apikal gibt es da den Natriumphosphat-Symporte, also Symporte, Natrium und Phosphat werden aufgenommen in die Zelle.

12:54 Es gibt noch die Natriumglucose-Symporter, SGLT2 bzw. SGL-T1-Transporter und ein Natriumaminosäure-Symporter. Natürlich kann es auch sein, dass Peptide irgendwie im Primärharn rumschwimmen. Dafür gibt es dann luminale Peptidasen, die die Peptide in ihre Bestandteile, in die Aminosäuren spalten. Die werden dann nach Endozytose dann nochmal gespalten.

13:23 Oder die Peptide können über einen Peptid-Proton-Symporter in die Zelle aufgenommen werden.

13:31 Und neben diesem Konzentrationsgefälle, was Natrium in die Zelle reinzieht, hat man ja gesagt, es entsteht dadurch auch ein lumennegatives, transepitheliales Potential. Heiß einfach, letztendlich sind mehr negative Teilchen im Tubuluslum als im Intestizium. Und dadurch kommt es dazu, dass Chloridionen, die ja negativ geladen sind, aus dem Tubuluslum getränkt werden.

13:57 Gleiche Ladungen stoßen sich ja ab und das Chlorid strömt dann paracellulär zwischen den Epithelzellen des Tubulus ins Intestium. Wenn jetzt aber das Chlorid paracellulär strömt und übrigens natürlich auch ein bisschen Wasser mitnimmt, dann sind weniger Negativteilchen im Tubuluslum im Hahn. Das transepitheliale Potential wird dadurch positiver.

14:19 Und dementsprechend, während der Primärhahn durch das proximale Nevhron fließt, je weiter distal wir sind, desto mehr kehrt sich das transepitheliale Potential von negativ wegen der Natriumresorption zu positiv wegen der Chloridresorption um. Und dadurch haben wir spät am proxalen Tubulus ein lumenpositives transepitheliales Potential.

14:43 Und jetzt passiert einfach wieder das gleiche, gleich Ladung stoßen sich ab. Jetzt werden aus dem Tubuluslumen also Kationen, nämlich Natrium, Kalium, Magnesium und Kalzium gedrängt und spät proximal parazellulär resorbiert.

14:57 Jetzt haben wir also das elektrische Potential betrachtet und ganz viele Stoffe hin und her resorbiert. Ganz viele Stoffe auch aus dem Lumen entfernt. Und weil wir jetzt einen Teil der gelösten Stoffe entfernt haben, ist der Anteil der gelösten Stoffe im Lumen geringer. Das heißt, wir befinden uns in einem hypotonen Umfeld, während der Anteil basolateral, also im Interstitium bzw.

15:23 im Blut, wo wir diese Stoffe eben hintun, höher wird. Das heißt, es entsteht ein osmotischer Gradient. Und wir erinnern uns jetzt an den Propheten mit seinen Jüngern. Diesem osmotischen Gradienten folgt nun das Wasser von Hypoton zu Hyperton, also aus dem Loom, wo es Hypoton ist, in das Interstitium.

15:45 Dabei greift natürlich auch der Solvent Track. Wie ein Fluss reißt dann dieses Wasser osmotisch aktive Teilchen, also gelöste Teilchen in Flüssigkeit, wie zum Beispiel Elektrolyte, genau, transzellulär einfach mit.

16:01 Und dann gibt es noch ein, was wir so ein bisschen ausgegliedert haben, weil es ein bisschen special ist. Und das ist das HCO3-, das sogenannte Bicarbonat oder Hydrogencarbonat. Und zwar funktioniert es bei dem folgendermaßen. Die Epithelzellen im proximalen Tumulus haben apical ein Enzym, die sogenannte Carboanhydrase.

16:23 Und die katalysierte Reaktion, bei der Hydrogencarbonat und Protonen, also H plus, entsteht. Und dann gibt es basolateral an der Epithelzelle einen Transporter, der bringt drei HCO3-, also drei Hydrogencarbonat-Ionen, im Symport mit einem Natrium-Ion raus. Und hier, Achtung, das ist erstmal total kontraintuitiv.

16:49 Wir wissen ja, dass basolateral die Natrium-Kalium-ATPA sitzt, die drei Natrium aus der Zelle ins Interstitium bringt und dafür die Kalium rein. Aber eigentlich ist die chemische Gradient genau andersrum gerichtet. Es sind nämlich viele Natriumionen im Interstitium. Und der Symport von Natrium und Hydrogencarbonat ins Interestizium erfolgt nämlich nicht wegen dem chemischen, sondern wegen des elektrischen Gradienten.

17:14 Wir haben gesagt, am Anfang gibt es dieses lumen negative Potential. Das heißt, das Interstitium ist positiver. Und dementsprechend ist natürlich ein Transport interessant, bei dem drei negative Hydrogencarbonat-Ionen rausgeschleust werden ins Interstitium, zusammen mit einem Natriumion.

17:32 Ja, die haben Bock. So, das heißt, was haben wir jetzt alles gemacht? Also wir haben unsere Massenresorption der Propheten im proximalen Tubulus durchgeführt. Um es zusammenzufassen, ist, dass die Natriumresorption fast alle anderen Prozesse antreibt, weil sich irgendwie auch alle an das Natrium dran nehmen.

17:51 Also eigentlich ist das Natrium unser Prophet. Kann man das so sagen? Oder der große Prophet Natrium. Kann man sagen.

17:57 Ja, ja. Doch das Natrium ist einfach so essentiell in diesen ganzen Transportprozessen, das stimmt.

18:02 Genau. Dann haben wir frühproximal ein Lumen-negatives Potential, durch eben diese ganze Natriumresorption, weil wir ziehen positive Ladungen raus, also wird es ihnen negativ. Dadurch wird die Chloridresorption angekurbelt. Es wird aber so viel Chlorid rausgeschafft, dass es jetzt innen Lumen positiv ist, weil wir jetzt ja ganz, ganz viele negative Ladungen rausholen.

18:26 Dadurch wiederum werden jetzt Kationen aus dem Tubuluslumen ins Interstitium gedrängt, damit es in der Mitte wieder ungeladen ist. Und insgesamt haben wir somit 65%, zwei Drittel dieses Filtrats rückresorbiert. Einfachen Tubulus allein. Genau. Das heißt, unterm Strich einfach nur durch Natriumresorption und ein Wechsel von Lumen-negativ zu Lumen-positiv zu neutral.

18:54 Krass. Geisteskrank. Deutsche oder vermutlich nicht deutsche, aber irgendeine Ingenieurskunst. Stark.

19:02 Ich bin zufrieden. Ich freue mich voll, dass sich das so begeistert. Und das Coole ist, es wird jetzt nicht nur resorbiert, sondern es werden auch noch Stoffe sezerensiert.

19:12 Genau, ganz richtig. Also es werden nicht nur Stoffe resorbiert, sondern auch ganz, ganz viele Stoffe sekretiert und ausgeschieden. Da haben wir vor allem die Protonensekretion. Apikal dafür haben wir den sogenannten NH3. Das ist ein Natrium-Proton-Austauscher, der ein Proton aus der Zelle hinaus in den Haaren befördert und dafür ein Natriumion reinnimmt.

19:34 Das hat natürlich ein paar Folgen für den ganzen Mechanismus. Zum einen treiben wir damit den HCO3-Resorption? Die Resorption, genau die Aufnahme an, die Tim gerade beschrieben hat. Und können dann nochmal Protonen über den Phosphatpuffer ausscheiden, weil wir das HPO42-, welches sich im Hahn dann befindet, protonieren können.

19:59 Auf der anderen Seite kommt auch nochmal die Ammoniumsekretion dazu. Also wir erinnern uns, Ammoniak ist ja giftig, das haben wir in der Leberfolge gelernt und irgendwie aus dem Körper raus. Dafür bildet die Leber einerseits Harnstoff und andererseits Glutamin. Glutamin wird dann vor allem bei Azidose, also wenn das Blut sauer ist, wenn ganz viel Säure im Blut ist, gebildet.

20:23 Ja, und das ist wieder so ein Punkt, da ist wieder so für mich so mein Fuck, dass wieder alles zusammenpasst, weil wir haben nämlich in der Leberk, auch da warst du auch dabei, klein für klein gelernt, wie wir Harnstoff bauen und womit fangen wir an? Mit HCO3. HCO3 brauchen wir unbedingt bei der Azidose, deswegen wird dann die Harnstoff.

20:41 HCO3- ja eine Base ist. Genau. Deswegen wird da die Harnstoffregulation runtergekurbelt. Trotzdem haben wir Ammoniak, was wir loswerden wollen. Also gehen wir über die Niere. Also nehmen wir Glutamin.

20:55 Das Coole ist, einerseits, wenn wir Glutamin bilden, verbrauchen wir nicht das HCO3- und andererseits werden wir nämlich sogar noch Proton los.

21:02 Supergeil. Der Kreis schließt sich endlich. So, das Glutamin wird dann über das Blut zur Niere transportiert und dort in den Epithelzellen der Niere durch die Glutaminase in Glutamat und NH3 gespalten. Das NH3 kann dann im Lumen, im Tubuluslumen protoniert werden und wird als NH4 plus, als Ammonium ausgeschieden.

21:26 Man wird also ganz viel Säure los. Außerdem, was nicht so relevant ist, gibt es noch eine Sekretion von verschiedenen organischen Säuren, Basen, Anionen und Kationen. Aber die lassen wir jetzt mal links liegen. Ja. Genau, weil die einfach nicht so wichtig sind.

21:46 Wir haben jetzt also das proximale Nephron angeschaut. Und jetzt gehen wir weiter in diese wunderschöne Schleife, die anatomisch besteht aus der Parsrektor des proximalen Tubulus, also aus dem geraden Teil, dann aus dem dünnen Intermediärtubulus und dann wiederum aus der nach oben führenden Parsrektar des distalen Tubulus.

22:10 Und funktionell nennen wir das Ganze die Hähnleschleife. Die Hauptfunktion der Hähnlesschleife ist einfach die Harnkonzentrierung. Im dünnen Ab- und Aufsteigenden Teil, im Intermediärtumulus, finden eigentlich kaum aktive Ionentransportprozesse statt. Dafür ist es wichtig für die Harnkonzentration. Da nochmal der Hinweis auf die letzte Folge.

22:32 Im dicken aufsteigenden Teil haben wir allerdings einen Transporter, den NKCC2, der Natrium, Kalium und Zweiklor. Und der war ja einerseits für die Hahnkonzentration wichtig. Es ist auch ein sekundäraktiver Transport, der über die basolaterale Natrium-Kalium-ATPase angetrieben wird. Und das Natrium, was in die Zelle strömt, nimmt eben hier Kalium und Chlorid mit.

23:01 Das Coole ist, es gibt hier wieder mal, das hatten wir ja schon mal in der Folge, als wir über die Speichelsekretion geredet haben, es gibt hier nämlich wieder so einen Turbocycler. Und zwar wird apical an der Epithelzelle aus dem Lumen in die Zelle ja Natrium, Kalium und Chlorid aufgenommen. Und das Kalium kann aber über sogenannte ROMK oder ROM-Kanäle zurück ins Lumen strömen, einfach passiv.

23:29 Und dadurch wird der Transport weiter angetrieben, weil dann natürlich wieder Kalium im Tumulus-Lumen zur Verfügung steht für den Kotransport mit Natrium und Chlorid. Und insgesamt entsteht bei der ganzen Sache ein lumenpositives transepitheriales Potential, da das Kalium strömt ja wieder aus und netto werden dementsprechend ein positives Natrium und zwei negative Chlorid aufgenommen.

23:54 Das lumenpositive Potential, was hier jetzt im dicken, aufsteigenden Teil der Hähnlischschleife entsteht, führt wieder zur parazellulären Resorption von Kationen, weil die ja davon abgestoßen werden. Dementsprechend wird hier nochmal Natrium, Kalium, Magnesium und Kalzium aufgenommen. Und wie gesagt, der NKCC2 ist extrem wichtig für die Hyperosmolarität des Nierenmarks, die wir für die Haarnkonzentration brauchen.

24:18 Hier nochmal ein kurzer Clinic-Fact. Das hier, weil es dann eben so wichtig ist für die Harnkonzentration, setzen Medikamente an, das weltberühmte Phose mit A6, was eben genau diesen Transporter hemmt als Schleifendiuretikum. Weil in der Sekunde, wo ich diesen Transporter hemme, sinkt die Osmolarität des Nierenmarks, weil ich ja weniger raushole, also wird weniger Wasser im Tulus rausgezogen und mehr Wasser verbleibt im Hahn und ich muss ordentlich aufs Töpfchen.

24:47 Und Dioretik haben allgemein das Ziel, eben den Wasser- und Elektroglythaushalt des Körpers zu verenden und allgemein tendenziell den Körper zu entwässern. Und hier werden wir eben wasserlos.

25:00 So, dann jetzt letzter Teil des Nephrons.

25:04 Letzter funktionaler Teil des Nephrons. Wir sind angekommen im Distalnephron. Der besteht ja aus den anatomischen Strukturen Distaler Tubulus. Wir kennen die Partes, den Verbindungstubulus und dem Sammelrohr. Hat Tim ja ganz am Anfang der Folge erwähnt. Hier ist die Funktion eher so eine Feinabstimmung der Hahnzusammensetzung.

26:36 Und wir schauen jetzt bei der Feinabstimmung vor allem auf Elektrolyte und die Konzentration des Harns. Im frühen Distallentubulus gibt es dafür ein paar Transporter. Wir kennen den NCC, das ist der Natriumchlorid-Cotransporter, wobei sekundär aktiv ein Natrium und ein Chlorid in die Epithelzelle aufgenommen wird.

26:59 Dann kennen wir noch den ECAC, ich nenne ihn auch E-CAC, das ist ein Calciumkanal, da wird ein Calciumion in die Zelle aufgenommen. Das Ganze ist aber tertiaktiv. Also wir haben da ein paar Stufen, die man sich anschauen kann. Basolateral haben wir die Natrium-Kalium-ATPase, wie so oft. Das ist sozusagen der primäraktive Schritt.

27:21 Dann haben wir basolateral noch den Natrium-Calcium-Antiporter, der ein Natrium im Austausch von Calcium in die Zelle bringt. Und Calcium wird eben dann aus der Zelle rausgebracht. Und dieser Calciumkanal, der E-Kack, nimmt sich dieses Gefälle dann zunutze und kann Calcium passiv aus dem Lumen in die Epithelzelle aufnehmen.

27:45 Und wir resorbieren hier jetzt wieder relativ viele Kationen und dadurch entsteht ein lumennegatives, transepitheliales Potential. Und hier im frühen distalen Tumulus gibt es apikal immer noch den ROM-Kanal, diesen Kaliumkanal. Und durch das lumennegative Potential wird jetzt Kalium ins Lumen, also in den Haaren, sezerniert.

28:09 Das bedeutet gleichzeitig, je mehr positiv geladener Natriumionen im distalen Tumulus resorbiert werden, desto negativer wird das transepitheliale Potential und desto mehr Kalium wird sezerniert. Davor wurden Natrium und Kalium immer gemeinsam resorbiert. Ab hier laufen aber Natriumresorption und Kaliumsekretion gegenläufig.

28:28 So, ganz kurz, bevor wir jetzt zu unserem letzten Teil des Wegs des Harns kommen, nochmal der Hinweis auf die Histologie, dass es hier zwei Zelltypen gibt im Sammelrohr, die Hauptzellen und die Schallzellen. Und die haben logischerweise auch verschiedene Transporter.

28:48 Es gibt einmal bei den Hauptzellen zwei wichtige Kanäle, deren Einbau wird durch das Hormon Aldosteron stimuliert. Wir haben einmal den Enack, das ist ein epithelialer Natriumkanal. Da haben wir ja einen chemischen Gradienten aufgebaut durch die basolaterale ATP-Aase und da kommt es eben über den E-Nak zu einer Natriumresorption aus dem Hahn ins Interstitium.

29:12 Wir denken nochmal an dieses lumnegative Potenzial zurück, weil positive Teilchen weggenommen werden. Dann haben wir aber nochmal den ROMC, das ist ein Kaliumkanal. Da haben wir eine passive Achtung, Kaliumsekretion in den Hahn. Auch hier ist es weiter entgegengesetzt, Natrium wird behalten, Kalium wird sezeniert.

29:39 Ah, das kommt jetzt.

29:40 Ah, ah, Moment, kurz mal auf. Nein, das ist falsch. 41. So, und hier setzt jetzt auch das nächste wichtige Diuretikum an, denn Amylurit hemmt diesen Enack-Kanal und ist somit ein kaliumsparendes Dioretikum, weil dann eben mehr Natrium und auch Wasser ausgeschieden wird, aber dadurch auch mehr Kalium resorbiert wird.

30:09 Deswegen haben wir mehr Wasser, was wir ausscheiden, und weniger Kaliumverlust, was bei manchen Krankheiten schon wirklich echt nicht so schlecht ist.

30:17 Genau, also letztendlich wird eher weniger Kalium sezeniert als resorbiert, aber genau. Und jetzt haben wir noch den zweiten Zelltyp, nämlich die Schaltzellen. Und die gibt es nur im Sammelrohr. Und da unterscheiden wir nochmal Typ A und Typ B. Typ A kann man sich vielleicht auch merken mit Acid, weil, also Acid Englisch für Säure, der ist besonders dann aktiv, wenn wir eine Acidose im Körper haben, also eine Übersäuerung.

30:43 Typ A, Schaltzellen, haben apical eine H plus K plus ATPase. Und hier werden Protonen in den Hahn abgegeben und gleichzeitig Kalium resorbiert. Woher kommen die Protonen? Das ist hier eine Carboanhydrase wieder, die aktiv ist, die CO2 aus dem Stoffwechsel der Zelle nutzt, daraus HCO3- und H plus entstehen lässt.

31:07 Und hier können eben dadurch gleichzeitig Protonen ausgeschieden werden und HCO3- gebildet, was natürlich umso besser ist, wenn eine Acidose vorliegt, weil dann wollen wir auch Basen bilden. Und weil eben hier Protonen gegen Kalium ausgetauscht werden und Kalium aufgenommen wird, gehen Acidosen häufig mit einer Hyperkaliämie im Blut einher.

31:33 Zweitens gibt es dann noch die Typ B-Schaltzellen. Die haben apical einen Transporter, der heißt Pendrin und schafft HCO3- in den Haaren und dafür Chlorid in die Zelle rein. Und das HCO3- kommt wieder aus der Carboanhydrase-Reaktion und das dabei auch entstehende Proton, das H, geht ins Blut. Dementsprechend sind die natürlich bei Alkalosen, also wenn der Körper das Blut zu basisch ist, aktiv.

31:59 Und hier ist es auch wieder ein Fact, dass Alkalosen im Gegensatz zu Azidosen nicht mit Hyperkaliämie, sondern mit Hypokaliämie, also mit weniger Kalium im Blut assoziiert sind.

32:15 So, jetzt sind wir es einmal durchgerannt. Was mir noch ganz gut geholfen hat und warum wir es für euch vorbereitet haben, ist, dass wir noch einmal ganz kurz und knackig zusammenfassen, wo welche Substanz wie resorbiert wird, die für den Hahn relevant ist.

32:30 Wir schauen also nochmal auf die einzelnen Elektrolyte und Moleküle auf ihrem Weg durchs Tubulus-System.

32:35 Beginnend beim Natrium.

32:37 Mit dem prominentesten Elektrolyt Natrium, The Prophet. Wir haben festgestellt, es wurde fast vollständig resorbiert. Wir haben eine basolaterale Natrium-Kalium-Atipease, die unter Energieverbrauchverbrauch eben einen Gradienten aufbaut. 60% werden im proxalen Nephron resorbiert, über zum Beispiel ein Natriumproton-Antiport und im Symport mit anderen Molekülen.

33:04 30% werden in der Hähnlichschleife aufgenommen, erstmal parazellulär, aber im dicken aufsteigenden Teil haben wir dann nochmal den klinisch wichtigen NKCC2. Zehn weitere Prozent dann nochmal im distalen Nephron, im distalen Tubulus haben wir dafür den NCC, Natriumchlorid-Kotransport und im Sammelrohr den Enac.

33:26 Super, was ist der wichtigste Gegenspieler? Kalium.

33:30 Und Kalium ist aber nur spät ein Gegenspieler. Das schauen wir nochmal genauer an. Kalium wird zu 90% resorbiert. Und im proximalen Nephron findet relativ früh erstmal nicht so viel statt. Spätproximal haben wir ja dann durch die ganze Chloridresorption das positive transepitheliale Potential, wo dann Kalium parazellulär resorbiert wird.

33:54 Im dicken, aufsteigenden Teil der Hähnle-Schleife haben wir den NKCC2, über den Kalium resorbiert wird. Und bis hierhin sind Natrium und Kalium gar keine Gegenspiele, sondern werden zusammen resorbiert. Und ab dem distalen Tubulus wird dann immer, wenn Natrium resorbiert wird, im Gegenzug Kalium sezeniert.

34:11 Genauso auch im Sammelrohr, in den Hauptzellen: je mehr Natrium über den Enach resorbiert wird, desto mehr Kalium wird über den ROM-Kanal in den Hahn abgegeben.

34:21 Als Hintergrundcharaktere haben wir dann noch die Proteine und die Aminosäuren. Die werden im proximalen Tubulus quasi vollständig resorbiert. Wir haben über die luminal gelegene Peptidase gesprochen, die in der Lage ist, die Peptidide in ihre Einzelbestandteile, also die Aminosäure, zu spalten. Und diese freien Aminosäuren werden dann in einem Natriumsymport aufgenommen.

34:45 Und dann schauen wir noch mal kurz auf die Glucose. Die wird eigentlich im proximalen Tumulus vollständig resorbiert unter normalen Umständen. Und dafür gibt es zwei Transporter, den SGLT2 und den SGLT-1. Merkt euch einfach immer, den SGLT-2 am Anfang, weil der kommt am Anfang des proximalen Tumulus.

35:03 Macht doch 99% der Masse aus.

35:06 Ja. Der Name ergibt leider gar keinen Sinn, weil hier wird ein Natriumion mit einem Glucosemolekül im Symport resorbiert. Der SGLT2 schafft sehr, sehr viel Glucose schon mal rein. Und wenn wir dann eher Richtung Ende des proximalen Tubulus kommen, finden wir da den SGLT-1-Transporter. Und der nimmt dem Namen entgegengesetzt, zwei Natriumionen, um ein Glucosemolekül im Symport zu resorbieren.

35:34 Hier wird also mehr Natrium benötigt und dieses Gefälle quasi doppelt genutzt, weil hier ja auch die Glucosekonzentration schon niedriger ist. Wir wollen aber eigentlich die gesamte Glucose aus dem Urin wieder rausbekommen.

35:49 Genau, so, jetzt sind wir einmal durch die Niere durchgeballert, haben alles resorbiert, was so ging. Deswegen fassen wir jetzt nochmal kurz zusammen, was wir denn überhaupt alles gemacht haben. Ein Großteil der Resorption findet im proximalen Tubulus statt. Das wird meistens getrieben durch die Natriumresorption in Kombination mit anderen Substanzen.

36:10 Spannenderweise wird dadurch ein Lumen, ein transipediales Potential erzeugt, mal negativ, mal positiv, wodurch dann auch Kationen und Anionen resorbiert werden können, parazellulär. Die wichtigsten Transporter im Aufsteigenden des Nephrons sind der NKCC2, der NCC, der wichtigste Transporter im Sammelrohr ist der ENAG.

36:36 Und Diuretiker greifen eben an genau diesen wichtigen Transportern an, um die Rückresorption zu verhindern und somit mehr Wasser im Sekundärhahn verbleiben zu lassen. So, das war die Niere. Ich hoffe, es hat euch genauso viel Spaß gemacht wie uns. Schreibt uns mal euren Liebling-Transporter auf insta.derforcing Podcast.

37:01 Da könnt ihr auch direkt mal uns folgen für Merksprüche, Bilder und sonstige Geschichten. Wir würden uns sehr über Lob und Kritik freuen auf Spotify in Form von Sternen oder Kommentaren oder schreibt uns einfach mal at situs-inversus.bvd.de und freut euch auf die nächsten Folgen. Ich wünsche euch Spaß.

37:20 Danke fürs Zuhören.