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aiMOOC

Nephron

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Einleitung

Zielgruppe: Oberstufe, Pflegeausbildung und medizinische Grundlagenkurse. Lernziel: Du erklärst den Weg vom Blut zum Harn und kannst Filtration, Rückresorption und Sekretion unterscheiden.

Lage des Nephrons in der Niere; NIDDK, CC0

Aufbau und Lage

Ein Nephron ist die funktionelle Grundeinheit der Niere. Es besteht aus Nierenkörperchen und Tubulussystem; das Sammelrohr nimmt Flüssigkeit aus mehreren Nephronen auf. In der Nierenrinde liegen die Nierenkörperchen, während die Henle-Schleifen unterschiedlich weit ins Mark reichen. Die Blutversorgung verläuft über zuführende und abführende Arteriolen sowie peritubuläre Kapillaren.

Nephron-Schema; Holly Fischer, CC BY 3.0

Glomeruläre Filtration

Im Glomerulus treibt der hydrostatische Druck Wasser und kleine gelöste Stoffe durch die Filtrationsbarriere in die Bowman-Kapsel. Blutzellen und die meisten größeren Proteine bleiben normalerweise im Blut. Der entstehende Primärharn enthält unter anderem Wasser, Glukose, Salze und Harnstoff. Die glomeruläre Filtrationsrate beschreibt das pro Zeit filtrierte Volumen; sie ist nicht mit der endgültigen Urinmenge gleichzusetzen.

Rückresorption und Sekretion

Im proximalen Tubulus werden große Anteile von Wasser und Natrium sowie unter normalen Bedingungen nahezu die gesamte filtrierte Glukose rückresorbiert. Tubuluszellen geben außerdem ausgewählte Stoffe aktiv in das Lumen ab; dies heißt Sekretion. In der Henle-Schleife ist der absteigende dünne Schenkel besonders wasserdurchlässig, der dicke aufsteigende Schenkel transportiert Salze und ist weitgehend wasserundurchlässig.

Nephron im Nierengewebe; Pharmattila, CC BY-SA 4.0

Harnkonzentrierung und Hormone

Das Gegenstromprinzip und der osmotische Gradient des Nierenmarks ermöglichen die Konzentration des Harns. ADH steigert über Aquaporine die Wasserdurchlässigkeit des Sammelrohrs. Aldosteron fördert unter anderem die Natriumrückresorption und Kaliumsekretion in spätdistalen Abschnitten. Der juxtaglomeruläre Apparat beteiligt sich über Renin und tubuloglomeruläres Feedback an der Regulation.

Bilanz und klinische Bezüge

Die endgültige Ausscheidung eines Stoffes ergibt sich aus Filtration minus Rückresorption plus Sekretion. Eine gestörte Filtrationsbarriere kann zu Protein im Urin führen; Tubulusschäden verändern die Rückgewinnung von Wasser und Elektrolyten. Bei Dehydratation wird unter ADH-Einfluss typischerweise weniger, stärker konzentrierter Urin gebildet. Medikamente wie Schleifendiuretika greifen in den Salztransport des aufsteigenden Henle-Schenkels ein.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste dein Wissen

Wo entsteht der Primärharn? (Im Nierenkörperchen) (!Im Harnleiter) (!In der Harnblase) (!In der Nierenvene)

Welche Struktur enthält Kapillarschlingen? (Glomerulus) (!Sammelrohr) (!Harnleiter) (!Nierenbecken)

Was bleibt normalerweise überwiegend im Blut? (Blutzellen) (!Wasser) (!Harnstoff) (!Natriumionen)

Wo wird viel Glukose rückresorbiert? (Im proximalen Tubulus) (!Im Harnleiter) (!In der Blase) (!Im Nierenbecken)

Welcher Abschnitt ist weitgehend wasserundurchlässig? (Dicker aufsteigender Henle-Schenkel) (!Absteigender dünner Schenkel) (!Sammelrohr bei hohem ADH) (!Bowman-Kapsel)

Was bewirkt ADH hauptsächlich? (Mehr Wasserrückresorption im Sammelrohr) (!Mehr Blutzellen im Harn) (!Vollständigen Filtrationsstopp) (!Abbau von Harnstoff im Blut)

Was bezeichnet Sekretion? (Transport aus Blut in Tubuluslumen) (!Transport von Harn in die Blase) (!Bildung von Erythrozyten) (!Abfluss aus der Niere)

Welches Hormon fördert Natriumrückresorption distal? (Aldosteron) (!Insulin) (!Melatonin) (!Thyroxin)

Was ist die GFR? (Filtriertes Volumen pro Zeit) (!Urinmenge pro Toilettengang) (!Blutdruck in der Blase) (!Harnstoffmasse pro Mahlzeit)

Was ist bei Wassermangel typisch? (Stärker konzentrierter Urin) (!Immer mehr verdünnter Urin) (!Keine hormonelle Anpassung) (!Keine Rückresorption)

Memory

Glomerulus	Kapillarknäuel zur Filtration
Bowman-Kapsel	Fängt das Ultrafiltrat auf
Proximaler Tubulus	Ort umfangreicher Rückresorption
Henle-Schleife	Erzeugt den Markgradienten mit
Sammelrohr	Reguliert die finale Wasserrückgewinnung

Drag and Drop

Ordne den Begriff zu.	Erklärung
Filtration	Übertritt kleiner Stoffe aus Kapillaren
Rückresorption	Rücktransport in den Kreislauf
Sekretion	Abgabe von Stoffen in den Tubulus
ADH	Erhöht Wasserpermeabilität
Aldosteron	Fördert distale Natriumaufnahme

Kreuzworträtsel

Glomerulus	Wie heißt das Kapillarknäuel im Nierenkörperchen?
Tubulus	Wie heißt der schlauchförmige Teil des Nephrons?
Filtration	Wie heißt die Bildung des Ultrafiltrats?
Sekretion	Wie heißt der Transport ins Tubuluslumen?
Aldosteron	Welches Hormon fördert distale Natriumrückresorption?
Aquaporin	Wie heißt ein Wasserkanalprotein?

LearningApps

Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Nephron: Zeichne den Verlauf des Filtrats und beschrifte fünf Abschnitte.
Filtration: Erkläre in fünf Sätzen, warum Blutzellen normalerweise nicht im Primärharn sind.
Niere: Erstelle eine Wortliste mit acht wichtigen Begriffen und eigenen Definitionen.
Harnbildung: Vergleiche Primärharn und Endharn in einer Tabelle.

Standard

Rückresorption: Erstelle ein Flussdiagramm der wichtigsten Transportvorgänge.
ADH: Erkläre an einem fiktiven Trinkversuch, wie sich Urinvolumen und Konzentration verändern.
Henle-Schleife: Baue ein beschriftetes Papiermodell des Gegenstromprinzips.
Diuretikum: Recherchiere die Wirkstelle eines Schleifendiuretikums und erläutere sie.

Schwer

Glomeruläre Filtrationsrate: Analysiere einen erfundenen Fall mit sinkender GFR und begründe mögliche Folgen.
Proteinurie: Erstelle eine differenzierte Erklärung für Protein im Urin.
Elektrolythaushalt: Entwickle ein Fallbeispiel zu Kaliumverschiebungen und bespreche Grenzen der Vereinfachung.
Regelkreis: Gestalte ein Schaubild zum Zusammenspiel von Renin, Aldosteron und ADH.

Lernkontrolle

Filtrationsbarriere: Erkläre, weshalb große Proteine normalerweise zurückgehalten werden.
Wasserhaushalt: Leite die Wirkung eines ADH-Mangels auf Urinmenge und Osmolalität ab.
Transportbilanz: Berechne gedanklich, wie Filtration, Rückresorption und Sekretion die Ausscheidung beeinflussen.
Arzneimittel: Begründe die Wirkung eines Schleifendiuretikums.
Klinischer Transfer: Vergleiche glomeruläre und tubuläre Störungen anhand fiktiver Befunde.

Lernnachweis

Du kannst ein beschriftetes Nephronmodell, eine korrekte Stoffbilanz und eine nachvollziehbare Fallanalyse vorlegen. Beurteile auch die Grenzen vereinfachter Darstellungen.

OER und Wikipedia

Mediennachweise und Rechte: Kidney and Nephron.jpg – NIDDK, CC0 1.0. Kidney Nephron.svg – Holly Fischer, CC BY 3.0. Nephron in kidney.png – Pharmattila, CC BY-SA 4.0. Die Abbildungen wurden hier unverändert eingebunden. Videos: Khan Academy: The kidney and nephron und Siebert Science: Nephrons. Rechte am Video verbleiben bei den jeweiligen Anbietern; Einbettung über YouTube.