ORGAANSYSTEMEN – NIEREN EN URINEWEGEN: HOORCOLLEGES
HC1&2: FILTREREN, RESORBEREN EN SECRETEREN
• De belangrijkste functies van nieren:
o Uitscheiden van afvalstoffen (metabole
zuren, urea, creatinine etc.): filtratie in
de glomeruli en secretie door de tubuli
o Reabsorberen van nutriënten, water en
elektrolyten: bulk resorptie door de
proximale tubuli (66%)
• De urether brengt de urine naar je blaas toe.
• De nier bestaat uit twee gedeeltes: het merg
en de schors.
• Na filtratie en reabsorptie loopt de urine via
de nierkelkjes naar het nierbekken en vanuit
het nierbekken stroomt het via je ureter
naar de blaas.
• Glomerulus -> kapsel van Bowman ->
proximale tubulus -> lus van Henle -> distale
tubulus -> verzamelbuis -> nierkelkje ->
nierbekken -> …
Het begint altijd met een glomerulus, een capillairtje met endotheelcellen. Wanneer er uit dit
bloedvaatje iets naar buiten wordt geperst, komt het terecht in het kapsel van Bowman. Het kapsel
van Bowman en de glomerulus vormen samen het nierlichaampje (schors). Dit is het filtratie stukje.
Vervolgens komt de urine in de proximale tubulus terecht, eerste gekronkelde stuk (schors). Dan
stroomt de urine naar beneden, richting het merg: de lus van Henle. Dan stroomt de urine weer
omhoog en komt in de distale tubulus van de schors terecht. Meerdere van die nierbuisjes dumpen
hun urine uiteindelijk in een verzamelbuis. En deze vervoeren de urine naar een nierkelkje, waarna
het naar het nierbekken stroomt.
Er gaat een aftakking van de aorta naar de nieren toe en
deze vertakt zich. Deze bloedvaten lopen in eerste
instantie helemaal naar de schors toe tussen de lobjes
door (arteria interlobaris). Dit bloedvat maakt een knik
en wordt de arteria arcuates en deze loopt precies op
de grens van schors en merg. Dan gaat hij verder naar
buiten toe en worden de bloedvaatjes steeds kleiner en
deze vormen uiteindelijk de glomeruli. Vanuit de
glomerulus kan het een tweede capillair vormen in het
merg: de vasa recta. Óf het
tweede capillairtje vormt zich ook
in de schors: het peritubulaire
capillair.
Excretie
• Wat er uiteindelijk in je urine
terecht komt is een
optelsom: filtratie -
reabsorptie + secretie
,• Voorbeeld: Je hebt 1 liter per dag. 99.5% van de in eerste instantie gemaakte urine wordt terug
geresorbeerd. Dan was er in eerste instantie 200 Liter urine. Het door de glomeruli
geproduceerde filtraat (GF) is dus 200 L. De filtratie fractie (FF) is 20%. Dit betekent dat van al het
bloed wat door de glomeruli stroomt 20% in het kapsel wordt geperst, de rest blijft in de
bloedbaan. De FF is GFR/RPF De hematocrietwaarde (HTC) = 0.5 (50%) Hoeveel liter bloed moet
er dan door de nieren stromen per dag om 200 L GF te krijgen? Dat is 1000 x 2 = 2000 L bloed.
Filtratie
• De afferente arteriole voert bloed aan naar de glomerus en de efferente voer het bloed af
• Het plasma wat de glomerulus verlaat door de bloeddruk moet door een paar lagen heen:
endotheelcellen -> basale laag -> endotheel laag → kapsel van bowman.
o De buitenste endotheel laag heeft voetjes (podocyten) die keurig in elkaar grijpen en
daartussen zitten filtratie spleetjes
o De ruimtes tussen de voetjes zijn gevuld met extracellulaire eiwitten, die een soort zeefje
vormen en bepalen wat er wel en niet doorheen kan.
- Elke mutatie die optreedt in een van die eiwitten, leidt tot een verhoogde
bloedeiwitconcentratie in je urine
• Er wordt veel gefiltreerd: veel bloed stroomt door nieren: renaal plasma flow (RFP; hoeveel
bloed plasma stroomt er door de nieren) + de glomerular filtration rate (GFR; hoeveel naar
buiten geperst per minuut) is hoog
• Cz x [z]plasma = Vurine x [z]urine
o Virtual arterial input = excretion rate
o Vurine = de urine stroom in mL/minuut
o [z]urine = de concentratie van stof z in de urine in mM
o Cz = het bloedvolume dat per minuut helemaal van stof z wordt geklaard
o [z]plasma = de concentratie van stof z in het bloedplasma in mM
• Cz = (Vurine x [z]urine) / [z]plasma
o Hoeveel bloed er per minuut door de nieren wordt
ontdaan van een bepaald stofje
Renaal plasma flow
We hebben een FF (filtratiefrequentie; GFR/RFP) van 50%. Van
de 4 PAH-moleculen wordt alleen het water terug gehaald (het
lege blokje bloedplasma). Hieruit kunnen we al concluderen dat
er in ieder geval 100 ml bloed geklaard wordt per minuut. De
andere 4 PAH-moleculen worden via secretie ook nog
toegevoegd aan de urine: nog een leeg blokje van 100 ml. De
klaring is dan dus 200 ml en dit is hetzelfde als de RPF.
,Glomerular filtration rate
• Veel gefiltreerd: veel gomeruli oppervlak, de permeabiliteit is relatief hoog, de
krachten die het naar buiten duwen zijn redelijk hoog
• De selectiviteit van de glomerular filtratie barrière is afhankelijk van de grootte
van de poriën en de negatieve ladingen van de wand van de poriën
-> Dus je moet kijken naar lading en grootte om te bepalen of iets wel niet
wordt doorgelaten
• Er zijn vier krachten die een rol spelen bij het naar buiten duwen van het
bloedplasma van de glomerulus naar het kapsel van bowman:
o PGC = Glomerular capillary hydrostatic pressure (bloeddruk)
o πBS = Bowman’s space oncotic pressure (aanzuigende
osmotische werking van eiwitten) -> is zo goed als 0
o PBS = Bowman’s space hydrostatic pressure (urinedruk)
o πGC = Glomerular capillary oncotic pressure
• GFR = Kf x [(PGC + πBS) – (πGC + PBS)]
• In tegenstelling met normaal capillair is aan het einde van de
glomerulus de bloeddruk maar een klein beetje afgenomen, dus
deze blijft bijna constant -> filtratie van begin tot eind
• Dit komt mede door de efferente arteriole die alles een beetje
op slot houdt, waardoor de bloeddruk in de glomerulus constant
hoog is.
• In de glomerulus wordt er alleen maar gefiltreerd, dus er moet ergens anders geresorbeerd
worden. Dit gebeurt in het peritubulaire capillair. Hier werken de krachten precies andersom
In 100 ml bloedplasma zitten 4 moleculen creatinine. Per minuut wordt er
100 ml bloedplasma naar buiten geperst. Er is geen terugresorptie van
creatinine en het wordt ook niet gesecreteerd. Het enige wat er dan nog
gebeurt: 100 ml water waar het in zit wordt teruggehaald. Hoe groot is
dan de klaring? Hoeveel lege blokjes hebben we? 100 ml. De klaring is dus
100 ml per minuut en dit is ook de GFR.
Dus wanneer je de klaring uitrekent van een stofje wat vrij gefiltreerd
wordt, niet geresorbeerd en niet gesecreteerd, dan kun je de GFR
bepalen. Het hangt dus af van wat er met het stofje gebeurt of je er de
GFR/RPF mee kan bepalen.
, Bij een gezond persoon is de GFR ongeveer 100 ml. Stel je hebt een
nierziekte, dan gaat die GFR afnemen. In eerste instantie is het niet
heel erg dat er meer afvalstoffen aanwezig zijn in je bloed, maar
wanneer de GFR heel ver daalt schiet de concentratie afvalstoffen
omhoog
Autoregulatie
• Je nier heeft mechanismen om de GFR constant te houden.
• De GFR moet dus onafhankelijk van je bloeddruk zijn, maar je bloeddruk is wel een belangrijke
kracht die speelt bij de GFR
• Regulatie a.d.h.v. twee mechanismen:
o Myogene reflex (direct): wanneer de bloeddruk stijgt, komt de afferente arteriole op
spanning te staan. Dan komt er calcium vrij in de gladde spiercellen en gaat de afferente
arteriole een beetje samenknijpen en daarmee voorkomt hij dat de hoge bloeddruk
doordringt in de glomerulus
o Tubulo-Glomerular Feedback (TGF) (indirect): feedback van de
distale tubulus naar de afferente arteriole. De wand van de
distale tubulus is op deze plek verdikt (macula densa). De macula
densa geeft aan de afferente arteriole door hoeveel urine er
langsstroomt. Te veel urine is een teken van te veel filtratie, dus
de bloeddruk moet omlaag, dus de afferente arteriole moet een
beetje samenknijpen. Bij te weinig urine gaat de afferente
arteriole een beetje openstaan.
- Juxtaglomerular apparatus:
Door de distale tubulus stroomt de urine. De verdikte wand van de
distale tubulus wordt de macula densa genoemd, welke de
urinestroom meet en doorgeeft aan de extraglomerulaire mesangial
cellen. Deze cellen geven het signaal weer door aan de cellen in de
wand van de afferente arteriole: de granulaire of juxtaglomerulaire
cellen.
HC1&2: FILTREREN, RESORBEREN EN SECRETEREN
• De belangrijkste functies van nieren:
o Uitscheiden van afvalstoffen (metabole
zuren, urea, creatinine etc.): filtratie in
de glomeruli en secretie door de tubuli
o Reabsorberen van nutriënten, water en
elektrolyten: bulk resorptie door de
proximale tubuli (66%)
• De urether brengt de urine naar je blaas toe.
• De nier bestaat uit twee gedeeltes: het merg
en de schors.
• Na filtratie en reabsorptie loopt de urine via
de nierkelkjes naar het nierbekken en vanuit
het nierbekken stroomt het via je ureter
naar de blaas.
• Glomerulus -> kapsel van Bowman ->
proximale tubulus -> lus van Henle -> distale
tubulus -> verzamelbuis -> nierkelkje ->
nierbekken -> …
Het begint altijd met een glomerulus, een capillairtje met endotheelcellen. Wanneer er uit dit
bloedvaatje iets naar buiten wordt geperst, komt het terecht in het kapsel van Bowman. Het kapsel
van Bowman en de glomerulus vormen samen het nierlichaampje (schors). Dit is het filtratie stukje.
Vervolgens komt de urine in de proximale tubulus terecht, eerste gekronkelde stuk (schors). Dan
stroomt de urine naar beneden, richting het merg: de lus van Henle. Dan stroomt de urine weer
omhoog en komt in de distale tubulus van de schors terecht. Meerdere van die nierbuisjes dumpen
hun urine uiteindelijk in een verzamelbuis. En deze vervoeren de urine naar een nierkelkje, waarna
het naar het nierbekken stroomt.
Er gaat een aftakking van de aorta naar de nieren toe en
deze vertakt zich. Deze bloedvaten lopen in eerste
instantie helemaal naar de schors toe tussen de lobjes
door (arteria interlobaris). Dit bloedvat maakt een knik
en wordt de arteria arcuates en deze loopt precies op
de grens van schors en merg. Dan gaat hij verder naar
buiten toe en worden de bloedvaatjes steeds kleiner en
deze vormen uiteindelijk de glomeruli. Vanuit de
glomerulus kan het een tweede capillair vormen in het
merg: de vasa recta. Óf het
tweede capillairtje vormt zich ook
in de schors: het peritubulaire
capillair.
Excretie
• Wat er uiteindelijk in je urine
terecht komt is een
optelsom: filtratie -
reabsorptie + secretie
,• Voorbeeld: Je hebt 1 liter per dag. 99.5% van de in eerste instantie gemaakte urine wordt terug
geresorbeerd. Dan was er in eerste instantie 200 Liter urine. Het door de glomeruli
geproduceerde filtraat (GF) is dus 200 L. De filtratie fractie (FF) is 20%. Dit betekent dat van al het
bloed wat door de glomeruli stroomt 20% in het kapsel wordt geperst, de rest blijft in de
bloedbaan. De FF is GFR/RPF De hematocrietwaarde (HTC) = 0.5 (50%) Hoeveel liter bloed moet
er dan door de nieren stromen per dag om 200 L GF te krijgen? Dat is 1000 x 2 = 2000 L bloed.
Filtratie
• De afferente arteriole voert bloed aan naar de glomerus en de efferente voer het bloed af
• Het plasma wat de glomerulus verlaat door de bloeddruk moet door een paar lagen heen:
endotheelcellen -> basale laag -> endotheel laag → kapsel van bowman.
o De buitenste endotheel laag heeft voetjes (podocyten) die keurig in elkaar grijpen en
daartussen zitten filtratie spleetjes
o De ruimtes tussen de voetjes zijn gevuld met extracellulaire eiwitten, die een soort zeefje
vormen en bepalen wat er wel en niet doorheen kan.
- Elke mutatie die optreedt in een van die eiwitten, leidt tot een verhoogde
bloedeiwitconcentratie in je urine
• Er wordt veel gefiltreerd: veel bloed stroomt door nieren: renaal plasma flow (RFP; hoeveel
bloed plasma stroomt er door de nieren) + de glomerular filtration rate (GFR; hoeveel naar
buiten geperst per minuut) is hoog
• Cz x [z]plasma = Vurine x [z]urine
o Virtual arterial input = excretion rate
o Vurine = de urine stroom in mL/minuut
o [z]urine = de concentratie van stof z in de urine in mM
o Cz = het bloedvolume dat per minuut helemaal van stof z wordt geklaard
o [z]plasma = de concentratie van stof z in het bloedplasma in mM
• Cz = (Vurine x [z]urine) / [z]plasma
o Hoeveel bloed er per minuut door de nieren wordt
ontdaan van een bepaald stofje
Renaal plasma flow
We hebben een FF (filtratiefrequentie; GFR/RFP) van 50%. Van
de 4 PAH-moleculen wordt alleen het water terug gehaald (het
lege blokje bloedplasma). Hieruit kunnen we al concluderen dat
er in ieder geval 100 ml bloed geklaard wordt per minuut. De
andere 4 PAH-moleculen worden via secretie ook nog
toegevoegd aan de urine: nog een leeg blokje van 100 ml. De
klaring is dan dus 200 ml en dit is hetzelfde als de RPF.
,Glomerular filtration rate
• Veel gefiltreerd: veel gomeruli oppervlak, de permeabiliteit is relatief hoog, de
krachten die het naar buiten duwen zijn redelijk hoog
• De selectiviteit van de glomerular filtratie barrière is afhankelijk van de grootte
van de poriën en de negatieve ladingen van de wand van de poriën
-> Dus je moet kijken naar lading en grootte om te bepalen of iets wel niet
wordt doorgelaten
• Er zijn vier krachten die een rol spelen bij het naar buiten duwen van het
bloedplasma van de glomerulus naar het kapsel van bowman:
o PGC = Glomerular capillary hydrostatic pressure (bloeddruk)
o πBS = Bowman’s space oncotic pressure (aanzuigende
osmotische werking van eiwitten) -> is zo goed als 0
o PBS = Bowman’s space hydrostatic pressure (urinedruk)
o πGC = Glomerular capillary oncotic pressure
• GFR = Kf x [(PGC + πBS) – (πGC + PBS)]
• In tegenstelling met normaal capillair is aan het einde van de
glomerulus de bloeddruk maar een klein beetje afgenomen, dus
deze blijft bijna constant -> filtratie van begin tot eind
• Dit komt mede door de efferente arteriole die alles een beetje
op slot houdt, waardoor de bloeddruk in de glomerulus constant
hoog is.
• In de glomerulus wordt er alleen maar gefiltreerd, dus er moet ergens anders geresorbeerd
worden. Dit gebeurt in het peritubulaire capillair. Hier werken de krachten precies andersom
In 100 ml bloedplasma zitten 4 moleculen creatinine. Per minuut wordt er
100 ml bloedplasma naar buiten geperst. Er is geen terugresorptie van
creatinine en het wordt ook niet gesecreteerd. Het enige wat er dan nog
gebeurt: 100 ml water waar het in zit wordt teruggehaald. Hoe groot is
dan de klaring? Hoeveel lege blokjes hebben we? 100 ml. De klaring is dus
100 ml per minuut en dit is ook de GFR.
Dus wanneer je de klaring uitrekent van een stofje wat vrij gefiltreerd
wordt, niet geresorbeerd en niet gesecreteerd, dan kun je de GFR
bepalen. Het hangt dus af van wat er met het stofje gebeurt of je er de
GFR/RPF mee kan bepalen.
, Bij een gezond persoon is de GFR ongeveer 100 ml. Stel je hebt een
nierziekte, dan gaat die GFR afnemen. In eerste instantie is het niet
heel erg dat er meer afvalstoffen aanwezig zijn in je bloed, maar
wanneer de GFR heel ver daalt schiet de concentratie afvalstoffen
omhoog
Autoregulatie
• Je nier heeft mechanismen om de GFR constant te houden.
• De GFR moet dus onafhankelijk van je bloeddruk zijn, maar je bloeddruk is wel een belangrijke
kracht die speelt bij de GFR
• Regulatie a.d.h.v. twee mechanismen:
o Myogene reflex (direct): wanneer de bloeddruk stijgt, komt de afferente arteriole op
spanning te staan. Dan komt er calcium vrij in de gladde spiercellen en gaat de afferente
arteriole een beetje samenknijpen en daarmee voorkomt hij dat de hoge bloeddruk
doordringt in de glomerulus
o Tubulo-Glomerular Feedback (TGF) (indirect): feedback van de
distale tubulus naar de afferente arteriole. De wand van de
distale tubulus is op deze plek verdikt (macula densa). De macula
densa geeft aan de afferente arteriole door hoeveel urine er
langsstroomt. Te veel urine is een teken van te veel filtratie, dus
de bloeddruk moet omlaag, dus de afferente arteriole moet een
beetje samenknijpen. Bij te weinig urine gaat de afferente
arteriole een beetje openstaan.
- Juxtaglomerular apparatus:
Door de distale tubulus stroomt de urine. De verdikte wand van de
distale tubulus wordt de macula densa genoemd, welke de
urinestroom meet en doorgeeft aan de extraglomerulaire mesangial
cellen. Deze cellen geven het signaal weer door aan de cellen in de
wand van de afferente arteriole: de granulaire of juxtaglomerulaire
cellen.
