Tubuli der Nierenrinde
In der Nierenrinde (mit Ausnahme der Markstrahlen) befinden sich die gewundenen Abschnitte der Nierentubuli. Sie werden durch zwei Haupttypen repräsentiert, die im histologischen Präparat leicht voneinander zu unterscheiden sind.
Proximale Tubuli contorti Dies sind die größten Tubuli der Nierenrinde, ihr Durchmesser erreicht etwa 60 µm. Die Wand wird von einem eingeschichtigen kubischen Bürstensaumepithel gebildet. Die Hauptfunktion dieses Abschnitts ist die aktive Rückresorption des Großteils der Substanzen aus dem Primärharn.
- Lumen: eng, unregelmäßig sternförmig oder spaltförmig.
- Zytoplasma: oxyphil, undurchsichtig. Im Lichtmikroskop wirkt es „verschäumt“ aufgrund der enormen Anzahl von Pinozytosebläschen, die für den Transport von Makromolekülen erforderlich sind.
- Apikaler Pol: bedeckt mit einem ausgeprägten Bürstensaum, der aus Mikrovilli besteht und die Resorptionsoberfläche kolossal vergrößert.
- Basaler Pol: weist eine basale Streifung auf. Die Elektronenmikroskopie zeigt, dass diese durch tiefgehende Einfaltungen der Plasmaklemmen gebildet wird, zwischen denen dicht gepackte Mitochondrien liegen. Die Mitochondrien erzeugen ATP für den aktiven Transport gegen den Konzentrationsgradienten.
Distale Tubuli contorti Sie sind kleiner als die proximalen (Durchmesser 30–50 µm) und haben eine geringere funktionelle Belastung; sie sind hauptsächlich für die Rückresorption von Elektrolyten verantwortlich.
- Das Epithel ist hier niedrig prismatisch, die Zellen sind niedriger als im proximalen Abschnitt.
- Das Lumen ist breiter, gleichmäßiger und freier.
- Das Zytoplasma ist hell und transparent, da es hier weniger Organellen gibt.
- Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist das Fehlen des Bürstensaums an der apikalen Oberfläche. Die basale Streifung bleibt in den Zellen jedoch erhalten.
Tubuli des Nierenmarks
Im Schnitt des Nierenmarks sind die Komponenten der Henle-Schleife (dünne Tubuli und distale gerade Tubuli) sowie die Sammelrohre sichtbar.
Distale gerade Tubuli sind funktionell und morphologisch äquivalent zu den distalen gewundenen Tubuli. Sie sind mit niedrigem prismatischem oder kubischem Epithel ausgekleidet und haben ein gleichmäßiges, breites Lumen.
Dünne Tubuli (absteigender und aufsteigender Teil der Henle-Schleife) besitzen eine sehr dünne Wand, die aus eingeschichtetem Plattenepithel gebildet wird. Ihr Durchmesser beträgt nur etwa 15 µm.
- Im Präparat ragen die kernhaltigen Teile der Plattenzellen deutlich in das Lumen vor.
- Die Funktion dieses Abschnitts beschränkt sich auf die passive Rückresorption von Wasser.
- Die Zellen der dünnen Tubuli besitzen keinen Bürstensaum, haben keine Faltungen der basalen Plasmaklemmen und enthalten nur wenige Mitochondrien.
- Die dünnen Tubuli bilden eine „wabenartige Struktur“ des Marks und ähneln optisch stark Blutkapillaren.
Nierensammelrohre
Sammelrohre sind die größten Strukturen des Röhrchensystems, ihr Durchmesser erreicht 80–100 µm. Die Epithelhöhe nimmt in ihnen mit zunehmendem Verlauf zu: in der Rinde und im oberen Mark ist es eingeschichtisch kubisch, in den unteren Abschnitten des Marks wird es eingeschichtisch zylindrisch (was auf eine Zunahme der funktionellen Aktivität hinweist).
Die Epitheldecke der Sammelrohre ist heterogen und umfasst zwei Zelltypen:
- Helle (Haupt-)Zellen. Sie überwiegen quantitativ und bestimmen das hellere Aussehen des Tubulus im Präparat. Sie enthalten spezielle Wasserkanäle – Aquaporine. Ihre Hauptaufgabe ist die passive Rückresorption von Wasser, die streng durch das antidiuretische Hormon (ADH) reguliert wird. An der apikalen Oberfläche der hellen Zellen befinden sich 1–2 Zilien; zudem können diese Zellen Prostaglandine synthetisieren.
- Dunkle (Schalt-)Zellen. Sie sind für die Sekretion von Wasserstoffionen (H⁺) und Ammoniak in den Harn verantwortlich und beteiligen sich an der Regulation des Säure-Basen-Haushalts (pH-Wert). In ihrem ultrastrukturellen Aufbau ähneln sie stark den Belegzellen der Magendrüsen.
Kurz gefasst: Antworten auf Fragen zum Thema
Welche konkreten Substanzen werden in den proximalen Tubuli contorti rückresorbiert?
In den proximalen Tubuli contorti findet eine aktive Rückresorption von nahezu 100 % der Glukose, Proteine, Aminosäuren und eines erheblichen Teils der Ionen statt, darunter etwa 85 % Na⁺. Etwa 85 % des Wassers werden passiv rückresorbiert. Bei einer Schädigung der proximalen Nephronabschnitte ist die Rückresorption von Glukose, Aminosäuren, Protein, Harnstoff, Laktat, Bikarbonaten, Phosphaten, Cl⁻ und K⁺ gestört.
Welche Aquaporintypen werden in den hellen Zellen der Sammelrohre exprimiert?
In den hellen (Haupt-)Zellen der Sammelrohre werden zwei Aquaporintypen exprimiert. An der basolateralen Membran lokalisiert sich Aquaporin 3. An der apikalen Oberfläche der Zellen wird Aquaporin 2 exprimiert, welches nur bei Vorhandensein des antidiuretischen Hormons (ADH) an die Oberfläche gelangt.
PROximaler Tubulus – PROslumen (Lumen) eng und unregelmäßig, PROduktiv tätig (mit Bürstensaum und vielen Mitochondrien). DIstaler Tubulus – DIameter (Durchmesser) kleiner, Lumen gleichmäßig (kein Bürstensaum).
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Wie unterscheidet man im Lichtmikroskop einen proximalen Tubulus von einem distalen?
Im proximalen Tubulus ist das Zytoplasma trüb („verschäumt“) und das Lumen eng sowie sternförmig aufgrund des Vorhandenseins eines Bürstensaums. Im distalen Tubulus ist das Zytoplasma hell und das Lumen breit, gleichmäßig sowie frei, da kein Bürstensaum vorhanden ist.
Wie verwechselt man einen dünnen Tubulus nicht mit einer Blutkapillare?
Beide Strukturen sind mit Plattenzellen ausgekleidet, aber das entscheidende Unterscheidungsmerkmal ist der Inhalt. Im Lumen einer Blutkapillare sind im Präparat Erythrozyten zu sehen, während sich in Nierentubuli im Normalfall keine Erythrozyten befinden dürfen.
Wodurch wird die basale Streifung im Tubulusepithel verursacht?
Die basale Streifung wird durch tiefe Invaginationen (Faltungen) der basalen Plasmaklemmen und zahlreiche, senkrecht dazu angeordnete Mitochondrien gebildet.
Worin liegt die Funktion der dunklen Zellen in den Sammelrohren?
Dunkle (Schalt-)Zellen sekretieren H⁺-Ionen und Ammoniak in das Tubuluslumen und spielen eine Schlüsselrolle bei der Regulation des Harn-pH-Werts.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Ultrastruktur des Bürstensaums und Mechanismus der Pinozytose
- Histophysiologie der basalen Streifung
- Wungsmechanismus der Aquaporine in den hellen Zellen
- Morphologie der interstitiellen Zellen des Nierenmarks
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