Tubuloglomeruläres Feedback

Das tubuloglomeruläre Feedback regelt die Filtration einzelner Nephrone in der Niere. Dabei handelt es sich um eine physiologische Gegenregulation, die einzelne Nephrone vor einer Hyperfiltration bzw. einer Überladung des Tubulus schützt. Das TGF basiert auf den osmosensorischen Zellen der Macula densa, die Teil des juxtaglomerulären Apparates sind. Sie messen über den Na-K-2Cl-Cotransporter (NKCC) die Konzentration von Natrium- und Chloridionen im Lumen des distalen Tubulus. Durch den Chlorideinstrom in die Zelle kommt es zu einem veränderten Membranpotential.

Erhöhte Chloridkonzentration

Ist die Chloridkonzentration gegenüber dem Sollwert erhöht (hyperosmolarer Harn), werden aus den Zellen der Macula densa ATP bzw. Adenosin freigesetzt.^[1] Das Adenosin bindet an die A1-Adenosinrezeptoren der Arteriolen (Vasa afferentia), die zum Nierenkörperchen führen. Die Bindung von Adenosin setzt in den glatten Muskelzellen eine G-Protein-gekoppelte Signalkaskade in Gang, die Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP₂) zu Inositoltrisphosphat (IP₃) und Diacylglycerin (DAG) spaltet. Dadurch erhöht sich die intrazelluläre Calciumkonzentration. Über Gap Junctions steigt auch die Calciumkonzentration der Nachbarzellen, sodass der gesteigerte Calciumeinstrom schließlich eine Vasokonstriktion auslöst. Die Durchblutung und damit die GFR des betroffenen Nephrons verringert sich entsprechend.

Adenosin bindet darüber hinaus an die Adenosinrezeptoren von Polkissenzellen. Dadurch wird deren Adenylatcyclase gehemmt und die cAMP-Konzentration in den Zellen sinkt. In der Folge sinkt die Renin-Sekretion, was die Wirkung des tubuloglomerulären Feedback systemisch unterstützt.

Erniedrigte Chloridkonzentration

Bei erniedrigter Chloridkonzentration (hypoosmolarer Harn) hat der NKCC eine geringere Aktivität, die zu einer Synthese und Freisetzung von Prostaglandinen und Stickstoffmonoxid (NO) führt. Diese Gewebshormone adressieren das Vas afferens über G_s-Protein-gekoppelte EP₂- und EP₄-Rezeptoren. Als Folge wird die Adenylatcyclase aktiviert und der intrazelluläre cAMP-Spiegel steigt an. Dadurch kommt es zu einer Vasodilatation mit Steigerung der GFR.^[2]

Prostaglandine binden über den gleichen Mechanismus an die Zellen des juxtaglomerulären Apparates, was über eine erhöhte cAMP-Konzentration zu einer Freisetzung von Renin und damit zur Aktivierung des RAAS führt. Die lokale TGF-Wirkung wird also auch hier systemisch unterstützt.

Bei einem akuten Nierenversagen wird das tubuloglomeruläre Feedback "fälschlicherweise" aktiviert, da die NaCl-Rückresorption durch die tubuläre Schädigung stark beeinträchtigt ist.

Schleifendiuretika wie Furosemid entfalten ihre diuretische Wirkung auch durch die Beeinflussung des tubuloglomerulären Feedbacks. Dadurch, dass sie den Na-K-2Cl-Cotransporter hemmen, führen sie zu einer Steigerung der GFR. Ihre Hauptwirkung beruht jedoch auf der Hemmung von NKCC im aufsteigenden Teil der Henle-Schleife.

siehe auch: juxtaglomerulärer Apparat