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Wie entsteht aus isotonischem Blutplasma hypertoner Urin?

Hypertoner Urin bezieht sich auf Urin, der im Vergleich zur Konzentration gelöster Stoffe im Blutplasma eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen wie Natrium- und Chloridionen aufweist. Um aus einem isotonischen Blutplasma hypertonen Urin zu produzieren, müssen die Nieren aktiv mehr Wasser als gelöste Stoffe aus dem Urin resorbieren, wodurch die gelösten Stoffe im Urin konzentriert werden und dieser hypertonisch wird. Dieser Prozess umfasst mehrere Mechanismen:

1. Gegenstrommultiplikation in der Henle-Schleife:

- Die Henle-Schleife, eine U-förmige Struktur in den Nephronen der Niere, spielt eine entscheidende Rolle bei der Schaffung eines Konzentrationsgradienten im Mark.

- Der absteigende Schenkel der Henle-Schleife ist relativ undurchlässig für Wasser, aber durchlässig für gelöste Stoffe, was eine passive Bewegung gelöster Stoffe aus der tubulären Flüssigkeit in das umgebende hypertone interstitielle Mark ermöglicht.

- Der aufsteigende Schenkel der Henle-Schleife hingegen ist für gelöste Stoffe undurchlässig, für Wasser jedoch durchlässig. Wenn die tubuläre Flüssigkeit aufsteigt, bewegt sich aufgrund des osmotischen Gradienten, der durch die hohe Konzentration gelöster Stoffe im Mark entsteht, Wasser aus dem Tubulus. Dadurch kommt es zu einer Konzentration der tubulären Flüssigkeit.

2. Aktiver Transport im distalen gewundenen Tubulus (DCT):

- Der distale gewundene Tubulus ist für die Feineinstellung der Urinkonzentration verantwortlich.

- Natrium-Kalium-Pumpen im DCT transportieren aktiv Natriumionen aus der röhrenförmigen Flüssigkeit in den umgebenden Zwischenraum und erzeugen so einen elektrochemischen Gradienten.

- Dieser Natriumgradient fördert die Rückresorption von Chloridionen und anderen gelösten Stoffen zusammen mit Wasser, wodurch der Urin weiter konzentriert wird.

3. Wirkung von Aldosteron:

- Das von den Nebennieren produzierte Hormon Aldosteron spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Natriumrückresorption im Sammelrohr.

- Aldosteron erhöht die Anzahl der Natrium-Kalium-Pumpen im Sammelrohr und verbessert so die Natrium- und Wasserrückresorption.

- Diese Wirkung von Aldosteron trägt zur Produktion von hypertonem Urin bei.

4. Gegenstromaustausch im Sammelkanal:

- Der Sammelkanal verläuft durch das hypertonische Mark und erzeugt einen osmotischen Gradienten.

- Durch Osmose gelangt Wasser aus dem Sammelrohr in das Mark, wodurch der Urin weiter konzentriert wird.

5. Harnstoffrecycling in der Medulla:

- Harnstoff, ein Abfallprodukt des Proteinstoffwechsels, wird durch den Sammelkanal aktiv in das Mark transportiert.

- Die hohe Harnstoffkonzentration im Mark trägt zur Aufrechterhaltung des osmotischen Gradienten bei und unterstützt die Wasserrückresorption und Urinkonzentration.

Durch die Kombination dieser Mechanismen können die Nieren aus isotonischem Blutplasma hypertonen Urin produzieren. Die Konzentration des Urins ist für die Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolytgleichgewichts im Körper sowie für die Ausscheidung von Abfallprodukten von entscheidender Bedeutung.

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