Urinbildungsprozess

Die offensichtlichste Aktivität des Stoffwechsels ist die Ausscheidung. Die Ausscheidung hat viel mit unserer körperlichen Verfassung zu tun. Wenn wir unter Verstopfung leiden, fühlt sich unser Magen den ganzen Tag aufgebläht an und sogar unser Gesicht sieht fettig aus und hat Akne. Eine der Ausscheidungen ist das Urinieren. Wassertrinken erzeugt ein Gefühl des Urinierens und das Urinieren ist für das reibungslose Funktionieren unserer Körperfunktionen von Vorteil. Wie entsteht also Urin nach dem Trinken von Wasser?

Unter Urinproduktion versteht man die Filtration von Plasmabestandteilen innerhalb des glomerulären Kapillarnetzwerks in die Nierenkapselhöhle. Die treibende Kraft der Filtration ist der effektive Filtrationsdruck des Glomerulus. Die strukturelle Grundlage der Filtration ist die Filtrationsmembran, die aus den Endothelzellen der glomerulären Kapillaren, der Basalmembran und den viszeralen Epithelzellen der Nierenkapsel (auch Podozyten genannt) besteht. Die menschliche Filtrationsmembran ist etwa 325 Nanometer (nm) dick, wobei die Endothelzell- und Podozytenschichten jeweils etwa 40 nm dick sind. Auf den Endothelzellen befinden sich regelmäßig verteilte Poren mit einem Porendurchmesser von 50 bis 100 Nanometern. Die Gesamtfläche der Poren macht 5 bis 10 % der Gesamtfläche der Kapillaren aus, während die Gesamtfläche der Poren der Muskelkapillaren 0,2 % der Gesamtfläche der Kapillaren ausmacht. Daher ist die Durchlässigkeit der ersteren 100-mal oder mehr größer als die der letzteren. Die Basalmembran ist ein Mikrofaser-Netzwerk aus hydratisiertem Gel mit einer Porengröße von 4 bis 8 Nanometern und großer Dehnbarkeit. Podozyten sind Zellen mit Ausstülpungen. Primäre Ausstülpungen erstrecken sich vom Zellkörper, und letztere erstrecken sekundäre Ausstülpungen, die mit den Ausstülpungen benachbarter Podozyten ein fingerartiges Kreuz bilden. Der Spalt zwischen den Ausstülpungen wird als Schlitz bezeichnet und hat einen Porendurchmesser von 25 Nanometern. Er ist mit einem dünnen Film bedeckt, der als Schlitzmembran bezeichnet wird und die letzte Barriere für die Materialfiltration darstellt. Die Filtermembran ist wie ein mehrschichtiges Sieb aufgebaut. Sie weist eine gewisse Durchlässigkeit auf und stellt eine mechanische Barriere der Filtermembran dar, die den Durchgang großer Moleküle begrenzt.

Der Ablauf ist wie folgt:

1. Glomeruläre Filtration

Damit ist der Vorgang gemeint, bei dem Wasser, anorganische Ionen und kleine molekulare gelöste Stoffe im Plasma durch die Filtrationsmembran in die Nierenkapsel gefiltert werden, um beim Fließen des Blutes durch die glomerulären Kapillaren ein glomeruläres Filtrat (Primärharn) zu bilden. Abgesehen von einer sehr geringen Proteinmenge ähneln Konzentration, osmotischer Druck und pH-Wert der anderen Komponenten im Filtrat stark denen des Plasmas. Blutzellen und großmolekulare Plasmaproteine ​​können jedoch nicht in die Nierenkapselhöhle gefiltert werden und verbleiben im Blut.

2. Rückresorption in den Nierentubuli und Sammelrohren

Wenn der Primärharn durch die Nierentubuli und Sammelrohre fließt, passieren das Wasser und verschiedene darin enthaltene gelöste Stoffe die Epithelzellen der Tubuli vollständig oder teilweise und gelangen wieder in das umgebende Kapillarblut. Da die Strukturen jedes Abschnitts des Nierentubulus und des Sammelrohrs unterschiedlich sind, variiert die Reabsorptionskapazität stark. Der proximale Tubulus hat die stärkste Rückresorptionskapazität und fast alle Nährstoffe im Primärharn werden im proximalen Tubulus absorbiert. Darüber hinaus werden in diesem Abschnitt auch der größte Teil des Wassers und der Elektrolyte des Primärharns sowie etwas Harnstoff, Harnsäure usw. rückresorbiert.

3. Sekretion und Ausscheidung der Nierentubuli und Sammelrohre

Als Sekretion und Exkretion bezeichnet man den Vorgang, bei dem die Epithelzellen der Nierentubuli und des Sammelrohres Stoffwechselprodukte oder bestimmte Stoffe aus dem Blut in die Tubulusflüssigkeit ausscheiden. Dazu gehören hauptsächlich die Sekretion von H+, die Sekretion von K+ und die Sekretion von NH3. Auch andere Plasmastoffe wie Kreatinin und Paraaminohippursäure können in das Lumen abgegeben werden. Darüber hinaus werden auch bestimmte Stoffe, die in den Körper gelangen, wie beispielsweise Penicillin, Phenolrot usw., überwiegend über die Nierentubuli ausgeschieden. Die Ausscheidung der oben genannten Substanzen erfolgt überwiegend im proximalen Tubulus.