H3 - Tubulaire reabsorptie, secretie & excretie

# Niertubulaire processen: filtratie, reabsorptie en secretie Dit onderwerp behandelt de fundamentele processen in de nieren, waaronder glomerulaire filtratie, tubulaire reabsorptie van diverse moleculen en tubulaire secretie van afvalstoffen en ionen. ### 1.1 Filtratie De nier ontvangt ongeveer 20-25% van het hartdebiet, wat neerkomt op ongeveer 600 ml plasma per minuut. Van dit plasma wordt ongeveer 20% daadwerkelijk gefilterd, wat resulteert in een glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) van ongeveer 120 ml per minuut. Om overmatig vochtverlies te voorkomen, wordt 99% van dit gefilterde vocht weer gereabsorbeerd, wat resulteert in een dagelijkse excretie van ongeveer 1,5 liter [1](#page=1). Het filtraat dat de nieren binnenkomt, is qua samenstelling grotendeels gelijk aan het plasma, met uitzondering van grote eiwitten. Om het reabsorptieproces te initiëren, is energie nodig, voornamelijk voor de actieve reabsorptie van natrium (Na+). De actieve Na+-reabsorptie creëert een elektrochemische gradiënt die dient als drijvende kracht voor de reabsorptie van andere anionen. Dit leidt tot een hogere concentratie van stoffen in het interstitium dan in het tubulaire lumen, wat een osmotische gradiënt creëert waardoor water ook wordt gereabsorbeerd. Permeabele deeltjes worden vervolgens ook gereabsorbeerd via hun concentratiegradiënt [1](#page=1). Reabsorptie kan plaatsvinden via twee routes: * **Transcellulair transport:** Stoffen passeren de apicale en basolaterale membranen van de tubulaire epitheelcellen [1](#page=1). * **Paracellulair transport:** Stoffen passeren de cel-cel juncties tussen naburige cellen [1](#page=1). #### 1.1.1 Actief transport van natrium Het filtraat en het interstitium bevatten relatief veel Na+, terwijl de concentratie van Na+ in de tubulaire cellen lager is. Na+ diffundeert via kanaaltjes van het lumen naar de cel. Om de lage intracellulaire Na+-concentratie te handhaven, wordt Na+ actief naar het interstitium gepompt met behulp van de Na+-K+-pomp, waarbij 3 Na+ de cel verlaten en 2 kaliumionen (K+) de cel binnengaan. Het intracellulaire K+ kan vervolgens via lekkanaaltjes terug naar het interstitium diffunderen [1](#page=1). #### 1.1.2 Symport met natrium Aan de luminale zijde van de tubulaire cellen bevinden zich co-transporters, zoals de SGLT-pomp. Deze pomp maakt gebruik van de diffusie van Na+ (van hoge naar lage concentratie) om glucose mee te nemen, zelfs als dit tegen de concentratiegradiënt van glucose in is. Glucose verlaat de cel vervolgens via kanaaltjes naar het interstitium en wordt daar verder afgevoerd. Het Na+ wordt terug naar buiten gepompt met de Na+-K+-ATPase [2](#page=2). In geval van diabetes mellitus kunnen deze transporters geblokkeerd worden, wat leidt tot kunstmatige glucose-uitscheiding in de urine en een verlaging van het bloedsuikergehalte [2](#page=2). ##### 1.1.2.1 Moleculen gereabsorbeerd door Na-afhankelijk transport * Glucose [2](#page=2). * Lactaat [2](#page=2). * Aminozuren [2](#page=2). * Citraat en $\alpha$-ketoglutaraat [2](#page=2). * Fosfaat en sulfaat [2](#page=2). #### 1.1.3 Andere reabsorpties Ureum wordt passief gereabsorbeerd via diffusie, wat geen energie vereist. Kleine plasma-eiwitten die wel gefilterd zijn, worden zoveel mogelijk gereabsorbeerd, aangezien ze essentieel zijn voor het lichaam. Dit gebeurt via receptor-gemedieerde endocytose [2](#page=2). #### 1.1.4 Saturatie van transporteiwitten Er is een beperkt aantal transporteiwitten beschikbaar, wat betekent dat de reabsorptie van moleculen een maximumsnelheid heeft. Wanneer de renale drempel wordt overschreden, zal een deel van de gefilterde stof in de excretie terechtkomen. Vóór de renale drempel stijgt de saturatie evenredig met de concentratiestijging van de stof [2](#page=2). > **Tip:** De filtratiecapaciteit kan niet gesatureerd worden, in tegenstelling tot de tubulaire transportcapaciteit [2](#page=2). De normale bloedsuikerspiegel bevindt zich tussen 100 en 200 mg/100 ml plasma, wat de zone is waarin glucose goed gereabsorbeerd kan worden. Bij diabetes mellitus kan de saturatiecapaciteit worden overschreden, leidend tot glucose in de urine. Voor de renale drempel is er geen glucose in de excretie, maar daarboven is de hoeveelheid glucose in de urine recht evenredig met de stijgende glucoseconcentratie in het plasma [2](#page=2). #### 1.1.5 Reabsorptie in de peritubulaire capillairen Stoffen die uit het tubulaire lumen zijn gereabsorbeerd, moeten vanuit het interstitium worden opgenomen in de bloedvaten. Dit gebeurt door de hydrostatische en oncotische druk in de peritubulaire capillairen, die een netto gradiënt creëren voor deze opname [3](#page=3). ### 1.2 Secretie Secretie is een actief proces waarbij moleculen vanuit het extracellulaire vocht naar het lumen van het nefron worden getransporteerd. Verhoogde secretie draagt bij aan een verhoogde excretie van endogene of exogene afvalstoffen door het nefron [3](#page=3). Secretie is cruciaal voor homeostatische processen, met name voor de regulatie van K+ en H+. Het is een competitief proces, waarbij één transporter voor verschillende stoffen kan worden gebruikt. Een voorbeeld hiervan is de interactie tussen penicilline en probenecid: gelijktijdig gebruik zorgt ervoor dat penicilline langer in het lichaam blijft door competitieve secretie [3](#page=3). #### 1.2.1 Tertiair actief transport Een voorbeeld van tertiair actief transport is de opname van $\alpha$-ketoglutaraatzuur en Na+ in de cel via een Na+-dicarboxylaat co-transporter (NaDC). Het directe actieve transport van Na+ handhaaft een lage intracellulaire Na+-concentratie. Hierdoor ontstaat een gradiënt voor $\alpha$-ketoglutaraatzuur, waardoor dit vanuit de cel naar het interstitium wil gaan. Een organische anionen transporter (OAT) neemt hierbij anionen mee naar binnen, die vervolgens via gefaciliteerde diffusie naar het lumen kunnen passeren [3](#page=3). ### 1.3 Excretie De excretie van een stof is gelijk aan het verschil tussen de filtratie en de reabsorptie, plus de secretie van die stof. De klaring van een stof is een gerelateerd concept, maar niet gelijk aan excretie; klaring meet de snelheid waarmee een stof uit het lichaam verdwijnt door excretie of metabolisatie. Klaring kan worden gebruikt als een invasieve methode om de GFR te meten [3](#page=3). --- # Mechanismen van tubulaire reabsorptie en transport Dit onderwerp onderzoekt de diverse methoden waarmee stoffen in de nieren worden teruggevoerd naar het bloed, inclusief de rol van natriumtransport, co-transportmechanismen en de beperkingen van verzadiging. ### 2.1 De basisprincipes van tubulaire reabsorptie Het filtraat dat de nieren binnenkomt, is qua samenstelling vergelijkbaar met plasma, met uitzondering van grote eiwitten. Omdat er van nature weinig concentratieverschil is, is energie nodig om reabsorptieprocessen op gang te brengen. De actieve reabsorptie van natriumionen (Na+) is hierin cruciaal en verklaart waarom tubulaire cellen veel energie verbruiken. De resulterende elektrochemische gradiënt drijft de reabsorptie van andere anionen aan. Een verhoogde concentratie van stoffen in het interstitium ten opzichte van het tubulaire lumen creëert een osmotische gradiënt, waardoor water ook wordt gereabsorbeerd. Permeabele deeltjes zullen vervolgens door dit concentratiegradiënt de cel passeren [1](#page=1). ### 2.2 Transporteringsroutes voor reabsorptie Stoffen kunnen op twee manieren worden gereabsorbeerd: * **Epitheliaal transport (transcellulair transport):** Stoffen passeren eerst het apicale membraan en vervolgens het basolaterale membraan van de tubulaire epitheelcellen [1](#page=1). * **Paracellulair transport:** Stoffen passeren de cel-cel verbindingen (tight junctions) tussen naburige cellen [1](#page=1). ### 2.3 Actief transport van natrium In het filtraat en het interstitium is de natriumconcentratie relatief hoog, terwijl deze in de tubulaire cellen lager is. Natriumionen kunnen via kanaaltjes diffunderen van het lumen naar de cel. Om de lage intracellulaire natriumconcentratie te handhaven, wordt natrium actief uit de cel gepompt naar het interstitium met behulp van de natrium-kaliumpomp (Na+-K+-pomp). Bij dit proces worden drie natriumionen de cel uit gepompt en twee kaliumionen de cel in. Het overtollige kalium kan via kaliumlekkanaaltjes terug naar het interstitium diffunderen [1](#page=1). > **Tip:** De Na+-K+-pomp is een essentieel onderdeel van actief transport en verbruikt veel ATP. ### 2.4 Symport met natrium (Na-afhankelijk transport) Aan de luminale zijde van de tubulaire cellen bevinden zich co-transporters, zoals de SGLT-pomp, die natrium en andere moleculen tegelijkertijd transporteren. Natrium diffundeert van een hoge naar een lage concentratie en neemt hierbij andere moleculen, zoals glucose, mee, zelfs als deze tegen hun eigen concentratiegradiënt in gaan. Glucose verlaat de cel vervolgens via kanaaltjes naar het interstitium. Het natrium wordt uiteindelijk teruggepompt naar het interstitium met de Na+-K+-ATPase [2](#page=2). #### 2.4.1 Moleculen gereabsorbeerd door Na-afhankelijk transport Moleculen die gereabsorbeerd worden via natrium-afhankelijk transport omvatten onder andere: * Glucose [2](#page=2). * Lactaat [2](#page=2). * Aminozuren [2](#page=2). * Citraat en α-ketoglutaraat [2](#page=2). * Fosfaat en sulfaat [2](#page=2). > **Voorbeeld:** Bij diabetes mellitus kan de glucoseconcentratie in het filtraat zo hoog worden dat de SGLT-transporters verzadigd raken. Het blokkeren van deze transporters kan kunstmatig leiden tot glucose-excretie en een verlaging van het suikergehalte in het bloed [2](#page=2). ### 2.5 Andere reabsorptierecrystall * **Ureum:** Ureum wordt passief gereabsorbeerd via diffusie, zonder dat hiervoor energie nodig is [2](#page=2). * **Kleine plasma-eiwitten:** Gefilterde kleine eiwitten worden grotendeels gereabsorbeerd via receptor-gemedieerde endocytose, omdat ze belangrijk zijn voor het lichaam [2](#page=2). ### 2.6 Verzadiging (saturatie) van transporteiwitten Het aantal transporteiwitten in de tubulaire cellen is beperkt. Dit betekent dat er slechts een maximaal aantal moleculen per tijdseenheid kan worden gereabsorbeerd. Wanneer de renale drempel wordt overschreden, zal een deel van de stof in de urine terechtkomen [2](#page=2). * **Voor de renale drempel:** De mate van saturatie stijgt evenredig met de concentratiestijging van de stof [2](#page=2). * **Na de renale drempel:** De reabsorptiecapaciteit is bereikt, en de stof wordt in toenemende mate geëxcreteerd [2](#page=2). > **Tip:** De filtratie van stoffen, in tegenstelling tot reabsorptie, kan niet gesatureerd raken. De normale glucosespiegel in plasma ligt tussen 100 en 200 mg/100 ml plasma, een concentratie waarbij glucose efficiënt gereabsorbeerd kan worden. Bij hogere concentraties, zoals bij diabetes, kan saturatie optreden en glucose in de urine verschijnen [2](#page=2). --- # Secretie en excretie van stoffen door de nieren Dit onderwerp behandelt de mechanismen waarmee de nieren stoffen vanuit het bloed naar het nefronlumen transporteren (secretie) en hoe dit bijdraagt aan de uiteindelijke verwijdering van stoffen uit het lichaam (excretie). ### 3.1 Secretie Secretie is een actief proces waarbij moleculen vanuit het extracellulaire vocht worden getransfereerd naar het lumen van het nefron. Dit proces is cruciaal voor de homeostatische regulatie, met name voor de concentraties van kalium ($K^+$) en waterstofionen ($H^+$). Secretie versterkt de uiteindelijke excretie van zowel endogene als exogene afvalstoffen door het nefron [3](#page=3). #### 3.1.1 Competitieve aard van secretie Secretie is een competitief proces, waarbij één transporter kan worden gebruikt voor de aan- of afvoer van verschillende stoffen. Dit principe wordt geïllustreerd door het voorbeeld van penicilline en probenecid; gelijktijdige toediening van beide stoffen kan ervoor zorgen dat penicilline langer in het lichaam blijft door competitie om dezelfde transporter [3](#page=3). #### 3.1.2 Tertiair actief transport in secretie Een voorbeeld van tertiair actief transport in de nier is de opname van alfa-ketoglutaraatzuur en natrium ($Na^+$) de cel in via een $Na^+$-dicarboxylaat co-transporter (NaDC). Het actieve transport van $Na^+$ houdt de intracellulaire concentratie laag, wat leidt tot een ophoping van alfa-ketoglutaraatzuur binnen de cel. Vanwege de gecreëerde gradiënt wordt het alfa-ketoglutaraatzuur vervolgens de cel uit getransporteerd naar het interstitium via een organische anionen transporter, waarna anionen via gefaciliteerde diffusie naar het nefronlumen kunnen bewegen [3](#page=3). ### 3.2 Excretie De totale excretie van een stof door de nieren kan worden berekend als het verschil tussen de gefiltreerde hoeveelheid en de gereabsorbeerde hoeveelheid, vermeerderd met de hoeveelheid die gesecereerd is [3](#page=3). $$ \text{Excretie} = \text{Filtratie} - \text{Reabsorptie} + \text{Secretie} $$ [3](#page=3). #### 3.2.1 Klaring versus excretie Het is belangrijk om te onderscheiden dat klaring niet gelijk is aan excretie. Klaring definieert de snelheid waarmee een stof uit het lichaam verdwijnt, hetzij door excretie, hetzij door metabolisatie. Klaring kan worden gebruikt als een invasieve methode om de glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) te meten [3](#page=3). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Tubulaire reabsorptie | Het proces waarbij nuttige stoffen zoals glucose, aminozuren en water vanuit het filtraat in de niertubuli opnieuw worden opgenomen in het bloed. | | Secretie | Het actieve proces waarbij moleculen, zoals afvalstoffen en ionen, vanuit het extracellulaire vocht naar het lumen van het nefron worden getransfereerd, wat bijdraagt aan de uitscheiding. | | Excretie | Het proces van het uitscheiden van afvalstoffen en overbodige stoffen uit het lichaam, voornamelijk via de urine, als resultaat van filtratie, reabsorptie en secretie. | | Filtratie | Het proces waarbij bloed in de glomeruli van de nieren wordt gefilterd, waardoor water, kleine opgeloste stoffen en afvalstoffen in het kapsel van Bowman terechtkomen en het begin vormen van de urine. | | Hartdebiet | Het volume bloed dat het hart per minuut uitpompt, wat een indicatie geeft van de algehele circulatie en de bloedtoevoer naar organen zoals de nieren. | | Plasma | Het vloeibare bestanddeel van het bloed, waarin bloedcellen zijn gesuspendeerd, en dat de transportmedium vormt voor voedingsstoffen, hormonen en afvalstoffen. | | Glomerulaire filtratiesnelheid (GFR) | De snelheid waarmee bloedplasma door de glomeruli van de nieren wordt gefilterd per tijdseenheid, wat een belangrijke maat is voor de nierfunctie. | | Reabsorptie | Het proces waarbij nuttige stoffen uit het filtraat in de niertubuli terug in de bloedbaan worden opgenomen. | | Interstitium | Het weefsel dat zich buiten de cellen bevindt en de ruimte tussen de cellen opvult, en dat een rol speelt bij de uitwisseling van stoffen tussen de bloedvaten en de tubulaire cellen. | | Epitheliaal transport | De passage van stoffen door de epitheelcellen van de niertubuli, hetzij via de cellen zelf (transcellulair) of door de celverbindingen (paracellulair). | | Transcellulair transport | Het transport van stoffen door de tubulaire epitheelcellen, waarbij ze de apicale en basolaterale membraan passeren. | | Paracellulair transport | Het transport van stoffen tussen de tubulaire epitheelcellen door de cel-cel juncties. | | Actief transport | Transport van stoffen tegen de concentratiegradiënt in, wat energie vereist, vaak gemedieerd door pompen zoals de Na+-K+-pomp. | | Na+-K+-pomp | Een ATP-afhankelijk transporteiwit dat natriumionen ($Na^+$) uit de cel pompt en kaliumionen ($K^+$) de cel in, essentieel voor het handhaven van ionengradiënten. | | Symport | Een vorm van secundair actief transport waarbij twee verschillende moleculen tegelijkertijd door hetzelfde transporteiwit over een membraan worden getransporteerd, vaak waarbij de drijvende kracht van het ene molecuul het transport van het andere ondersteunt. | | SGLT-pomp | Een natrium-glucose cotransporter die natriumionen en glucose tegelijkertijd de cel in transporteert over het apicale membraan van tubulaire cellen. | | Renale drempel | De plasmaconcentratie van een stof, zoals glucose, waarboven de tubulaire reabsorptiecapaciteit wordt overschreden en de stof in de urine verschijnt. | | Saturatie | Het punt waarop alle beschikbare transporteiwitten bezet zijn met de moleculen die getransporteerd moeten worden, waardoor de transportcapaciteit niet verder kan toenemen. | | Receptor-gemedieerde endocytose | Een proces waarbij de cel specifieke moleculen opneemt uit de extracellulaire vloeistof door ze te laten binden aan receptoren op het celoppervlak, waarna de cel een deel van het membraan om de gebonden moleculen heen vormt en naar binnen trekt. | | Hydrostatische druk | De druk die wordt uitgeoefend door een vloeistof, in dit geval bloed, op de wanden van de bloedvaten, wat een rol speelt bij de filtratie en reabsorptie in de nieren. | | Oncotische druk | De osmotische druk die wordt veroorzaakt door eiwitten in het bloedplasma, met name albumine, en die water terug naar de bloedvaten trekt. | | Competitief proces | Een proces waarbij meerdere stoffen concurreren om binding aan dezelfde transporter of receptor, wat de transport- of reactiesnelheid van individuele stoffen kan beïnvloeden. | | Tertiair actief transport | Een transportmechanisme waarbij een gradiënt die oorspronkelijk door primair actief transport is gecreëerd, wordt gebruikt om een ander molecuul te transporteren, vaak via een cotransporter. | | Klaring | De snelheid waarmee een stof uit het lichaam wordt verwijderd, gemeten als het volume plasma dat per tijdseenheid volledig van die stof wordt gezuiverd, door excretie en/of metabolisatie. |