BOWMAN-KAPSEL: STRUKTUR, HISTOLOGIE, FUNKTIONEN - ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE - 2025

Die Bowman - Kapsel stellt das Anfangssegment der röhrenförmigen Komponente des Nephrons dar, der anatomisch-funktionellen Einheit der Niere, in der die Prozesse zur Urinproduktion durchgeführt werden, mit denen die Niere zur Erhaltung der Homöostase der Niere beiträgt Organismus.

Es wurde zu Ehren des englischen Augenarztes und Anatomen Sir William Bowman benannt, der seine Existenz entdeckte und 1842 erstmals seine histologische Beschreibung veröffentlichte.

Illustration eines Nephrons (Quelle: Kunstwerk von Holly Fischer über Wikimedia Commons)

In der Literatur gibt es einige Verwirrung hinsichtlich der Nomenklatur der anfänglichen Segmente des Nephrons, einschließlich der Bowman-Kapsel. Manchmal wird es als ein anderer Teil des Glomerulus beschrieben und bildet damit den Nierenkörperchen, während es für andere als Mitglied des Glomerulus fungiert.

Unabhängig davon, ob in anatomischen Beschreibungen die Kapsel Teil des Glomerulus ist oder Teil des Glomerulus ist, ist die Tatsache, dass beide Elemente in ihrer Struktur und Funktion so eng miteinander verbunden sind, dass der Begriff Glomerulus bei denjenigen, die darüber nachdenken, die Idee einer kleinen Kugel mit ihren Gefäßen weckt. .

Wenn nicht, wäre die Kapsel einfach ein Gefäß, in das die gefilterte Flüssigkeit in den Glomerulus gegossen wird, aber sie hätte keinen Anteil am glomerulären Filtrationsprozess selbst. Dies ist nicht der Fall, da es, wie noch zu sehen sein wird, Teil des Prozesses ist, zu dem es in besonderer Weise beiträgt.

Struktur und Histologie

Bowmans Kapsel ist wie eine winzige Kugel, deren Wand in den Gefäßsektor eindringt. Bei dieser Invagination wird die Kapsel von der Kapillarkugel durchdrungen, die aus der afferenten Arteriole stammt und dem Glomerulus Blut zuführt, aus dem auch die efferente Arteriole austritt, die Blut aus dem Glomerulus zieht.

Das gegenüberliegende Ende der Kapsel, der als Harnpol bezeichnet wird, sieht so aus, als hätte die Kugelwand ein Loch, mit dem das Ende des ersten Segments verbunden ist, das die eigentliche Röhrenfunktion initiiert, dh das proximale gewundene Tubulus.

Diese Außenwand der Kapsel ist ein flaches Epithel und wird als parietales Epithel der Bowman-Kapsel bezeichnet. Die Struktur ändert sich durch den Übergang zum proximalen Tubulusepithel am Harnpol und zum viszeralen Epithel am Gefäßpol.

Das invaginierte Epithel wird viszeral genannt, weil es die glomerulären Kapillaren umgibt, als wären sie Eingeweide. Es besteht aus Zellen, sogenannten Podozyten, die die Kapillaren umfassen, bedecken und ganz besondere Eigenschaften aufweisen.

Die Podozyten sind in einer einzigen Schicht organisiert und emittieren Verlängerungen, die mit den Verlängerungen benachbarter Podozyten ineinander greifen, wobei Zwischenräume zwischen ihnen verbleiben, die als Schlitzporen oder Filtrationsschlitze bezeichnet werden und Lösungen der Kontinuität für den Durchgang des Filtrats darstellen.

Struktur der Niere und eines Nephrons: 1. Nierenrinde; 2. Mark; 3. Nierenarterie; 4. Nierenvenen; 5. Ureter; 6. Nephrone; 7. Afferente Arteriole; 8. Glomerulus; 9. Bowman-Kapsel; 10. Röhrchen und Henle-Bündel; 11. Peritubuläre Kapillaren (Quelle: Datei: Physiology_of_Nephron.svg: Madhero88File: KidneyStructures_PioM.svg: Piotr Michał Jaworski; PioM EN DE PLderivative Arbeit: Daniel Sachse (Antares42) über Wikimedia Commons)

Die Podozyten und die Endothelzellen, die sie bedecken, synthetisieren eine Basalmembran, auf der sie ruhen und die auch Kontinuitätslösungen für den Durchgang von Wasser und Substanzen aufweist. Endothelzellen sind fenestriert und ermöglichen auch die Filtration.

Diese drei Elemente: Kapillarendothel, Basalmembran und viszerales Epithel der Bowman-Kapsel bilden zusammen die Membran- oder Filtrationsbarriere.

Eigenschaften

Die Kapsel ist mit dem glomerulären Filtrationsprozess verbunden. Einerseits, weil es Teil der epithelialen Bedeckung von Podozyten ist, die die glomerulären Kapillaren umgibt. Es trägt auch zur Synthese der Basalmembran bei, auf der dieses Epithel und das glomeruläre Kapillarendothel ruhen.

Diese drei Strukturen: Kapillarendothel, Basalmembran und viszerales Epithel der Bowman-Kapsel bilden die sogenannte Filtrationsmembran oder Barriere, und jede von ihnen hat ihre eigenen Permeabilitätseigenschaften, die zur Gesamtselektivität dieser Barriere beitragen.

Darüber hinaus bestimmt das Flüssigkeitsvolumen, das den Bowman-Raum durchdringt, zusammen mit dem Grad der Steifheit, der der äußeren Kapselwand gegenüberliegt, die Entstehung eines intrakapsulären Drucks, der dazu beiträgt, den effektiven Filtrationsdruck zu modulieren und die Flüssigkeit entlang des zu drücken zugehöriger Tubulus.

Determinanten der Größe der glomerulären Filtration

Eine Variable, die die Größe des glomerulären Filtrationsprozesses erfasst, ist das sogenannte glomeruläre Filtrationsvolumen (GFR), das das Flüssigkeitsvolumen ist, das in einer Zeiteinheit durch alle Glomeruli gefiltert wird. Sein durchschnittlicher Normalwert beträgt etwa 125 ml / min oder 180 l / Tag.

Die Größe dieser Variablen wird aus physikalischer Sicht durch zwei Faktoren bestimmt, nämlich den sogenannten Filtrations- oder Ultrafiltrationskoeffizienten (Kf) und den effektiven Filtrationsdruck (Peff). Das heißt: VFG = Kf x Peff (Gleichung 1)

Filtrationskoeffizient (Kf)

Der Filtrationskoeffizient (Kf) ist das Produkt der hydraulischen Leitfähigkeit (LP), die die Wasserdurchlässigkeit einer Membran in ml / min pro Flächeneinheit und Einheit des Antriebsdrucks multipliziert mit der Oberfläche (A) von misst die Filtermembran, dh Kf = LP x A (Gleichung 2).

Die Größe des Filtrationskoeffizienten gibt das Flüssigkeitsvolumen an, das pro Zeiteinheit und pro Einheit des effektiven Antriebsdrucks gefiltert wird. Obwohl es sehr schwierig ist, direkt zu messen, kann es aus Gleichung 1 erhalten werden, die VFG / Peff teilt.

Der Kf in glomerulären Kapillaren beträgt 12,5 ml / min / mmHg pro c / 100 g Gewebe, ein Wert, der etwa 400-mal höher ist als der Kf anderer Kapillarsysteme im Körper, in dem etwa 0,01 ml / ml gefiltert werden können. min / mm Hg pro 100 g Gewebe. Vergleich zeigt die glomeruläre Filtereffizienz.

Effektiver Filtrationsdruck (Peff)

Der effektive Filtrationsdruck ist das Ergebnis der algebraischen Summe der verschiedenen Druckkräfte, die die Filtration begünstigen oder ablehnen. Es gibt einen hydrostatischen Druckgradienten (ΔP) und einen osmotischen Druckgradienten (onkotisch, ΔП), die durch das Vorhandensein von Proteinen im Plasma bestimmt werden.

Der hydrostatische Druckgradient ist die Druckdifferenz zwischen dem Inneren der glomerulären Kapillare (PCG = 50 mm Hg) und dem Raum der Bowman-Kapsel (PCB = 12 mm Hg). Wie zu sehen ist, ist dieser Gradient von der Kapillare zur Kapsel gerichtet und fördert die Bewegung der Flüssigkeit in diese Richtung.

Der osmotische Druckgradient bewegt Flüssigkeit von einem niedrigeren osmotischen Druck zu einem höheren. Nur Partikel, die nicht filtern, haben diesen Effekt. Proteine ​​filtern nicht. Sein ПCB ist 0 und in der glomerulären Kapillare beträgt ПCG 20 mm Hg. Dieser Gradient bewegt Flüssigkeit von der Kapsel zur Kapillare.

Der effektive Druck kann berechnet werden, indem Peff = ΔP - ΔП angewendet wird; = (PCG-PCB) - (ПCG-ПCB); = (50-12) - (20-0); = 38-20 = 18 mm Hg. Somit gibt es einen effektiven oder Nettofiltrationsdruck von ungefähr 18 mm Hg, was eine GFR von ungefähr 125 ml / min bestimmt.

Filtrationsindex (IF) der im Plasma vorhandenen Substanzen

Es ist ein Indikator für die Leichtigkeit (oder Schwierigkeit), mit der eine Substanz im Plasma die Filtrationsbarriere überschreiten kann. Der Index wird erhalten, indem die Konzentration der Substanz im Filtrat (FX) durch ihre Konzentration im Plasma (PX) dividiert wird, dh: IFX = FX / PX.

Der Bereich der IF-Werte liegt zwischen maximal 1 für diejenigen Substanzen, die frei filtern, und 0 für diejenigen, die überhaupt nicht filtern. Zwischenwerte gelten für Partikel mit Zwischenschwierigkeiten. Je näher der Wert an 1 liegt, desto besser ist die Filtration. Je näher an 0, desto schwieriger wird es zu filtern.

Einer der Faktoren, die die IF bestimmen, ist die Größe des Partikels. Diejenigen mit Durchmessern von weniger als 4 nm filtern frei (IF = 1). Wenn sich die Größe der von Albumin nähert, verringert sich die IF. Partikel in Albumingröße oder größer haben IFs von 0.

Ein weiterer Faktor, der zur Bestimmung der IF beiträgt, sind negative elektrische Ladungen auf der Moleküloberfläche. Proteine ​​haben viel negative Ladung, was zu ihrer Größe beiträgt und es schwierig macht, sie zu filtern. Der Grund ist, dass die Poren negative Ladungen haben, die die der Proteine ​​abstoßen.

Verweise

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