Funktion der Niere

Die paarig angelegten Nieren sind Teil des harnbildenden Systems und befinden sich auf Höhe der 11. und 12. Rippe unterhalb des Zwerchfells. Eine Fettkapsel umhüllt beide Nieren und Nebennieren. Schmerzen infolge einer Erkrankung der Nieren projizieren sich meist auf den Lendenbereich des mittleren Rückens.

Die Funktion der Nieren basiert auf einem komplexen Filtersystem, das aus dem Blut und seinen Bestandteilen den Harn bildet. Zu den wichtigsten Aufgaben zählen die Regulation des Wasserhaushaltes und des Elektrolyt- sowie Säure-Basen-Gleichgewichts, die Ausscheidung sogenannter harnpflichtiger Substanzen und die Kontrolle des Blutdrucks. Darüber hinaus produzieren die Nieren wichtige Hormone wie Renin und Erythropoetin und sind am Zuckerstoffwechsel beteiligt.

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Das Nierenparenchym bezeichnet das Nierengewebe in seiner Gesamtheit. Es setzt sich aus der äußeren Nierenrinde und dem nach innen angrenzenden Nierenmark zusammen. Das Nierenmark, auch Medulla renalis genannt, besteht aus rund 15 bis 20 einzelnen pyramidenförmigen, strahlenartig verlaufenden Einheiten. Die Basis der Markpyramiden grenzt an die Nierenrinde an. Die Pyramiden verschmelzen und bilden etwa acht Pyramidenspitzen mit feinsten Poren. Das spitz zulaufende Ende der Markpyramiden zeigt ins Innere der Niere und ragt in die Nierenkelche (Calix renalis) hinein. Der entstandene Harn fließt aus dem Mark in die Kelche, die gemeinsam das Nierenbecken (Pelvis renalis) bilden.

Die Funktion des Nierenmarks beruht auf der Bildung des Sekundärharns. Der aus der Nierenrinde kommende Primärharn fließt durch das Tubulusystem, die Nierenkanälchen. Hier wird nun ein Großteil der Flüssigkeit, als auch der enthaltenen Substanzen resorbiert und gelangt zurück in den Blutkreislauf. Ein kleinerer Teil wird in konzentrierter Form als Urin ausgeschieden.

Die Nierenrinde (Cortex renalis) ist, ebenso wie das Nierenmark, Bestandteil des Nierengewebes. Sie grenzt nach außen an die Nierenkapsel und nach innen an das Nierenmark. Als Columnae renalis, Nierensäulen, zieht die Rinde zwischen den Markpyramiden zum Sinus renalis, der Nierenbucht. Der Rindenanteil direkt unterhalb der Kapsel ist von zarten Markstrahlen (Radii medullares) durchzogen, die funktionell dem Nierenmark zugeordnet werden.

Die Nierenrinde besteht aus rund einer Millionen Nephrone, die die funktionellen Einheiten der Rinde darstellen. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Filtrierung von Giftstoffen, Elektrolyten, Eiweißen, Zucker, Wasser und vielen weiteren im Blut vorkommenden Bestandteilen. Ein Nephron setzt sich aus dem Nierenkörperchen und den Nierenkanälchen zusammen. Während erstere in der Rinde lokalisiert sind, befindet sich der größte Teil der Kanälchen im Nierenmark.

Die Funktion der Nierenrinde besteht in der Bildung des Primärharns und dient der Reinigung des Blutes von giftigen Substanzen. Täglich werden in den Nierenkörperchen der Rinde etwa 180 Liter Primärharn gebildet, der anschließend durch die Nierenkanälchen fließt und weiter konzentriert wird. Jede Minute produzieren die Gefäßknäuel der Nierenkörperchen etwa 125 Milliliter.

Die funktionellen Einheiten der Nierenrinde sind rund eine Million Nephrone, die wiederum aus den Nierenkörperchen (Corpusculum renale) und Nierenkanälchen (Tubulus renale) aufgebaut sind. Die Bildung des Primärharns vollzieht sich in den Nierenkörperchen. Hier fließt das Blut durch ein Gefäßknäuel, dem Glomerulum, welches von der sog. Bowman-Kapsel umgeben ist. Die Gefäße des Glomerulums besitzen kleinste Poren zur Filtration giftiger Substanzen. Doch es handelt sich nicht um bloße Öffnungen, sondern um ein raffiniertes Filtersystem. Die Bestandteile des Blutes werden nach Größe und Ladung aufgetrennt. Substanzen bis zu 100 nm können die Poren passieren. Zudem tragen die auskleidenden Zellen der Gefäße negative Ladungen, wodurch Moleküle gleicher Polung abgestoßen werden. Infolge dieser zwei Selektionsmechanismen verbleiben rote und weiße Blutzellen, als auch Bluteiweiße in den Kapillaren. Andere Substanzen, wie zum Beispiel Wasser, Elektrolyte, Harnstoff, Zucker und kleine Eiweißmoleküle gelangen durch die Poren weiter in die Nierenkanälchen.

Der Primärharn aus den Nierenkörperchen fließt in das aus den Nierenkanälchen bestehende Tubulussystem, wo der Großteil des Wassers wieder aufgenommen wird und verschiedenste Substanzen abgegeben oder ebenfalls aufgenommen werden. Auf diese Weise entsteht der eigentliche Harn. Das Tubulussystem ist aus vier Hauptabschnitten aufgebaut. Jeder dieser Abschnitte erfüllt unterschiedliche Transportfunktionen. Die Unterteilung erfolgt in den Tubulus proximalis (Hauptstück), die sogenannte Henle-Schleife, den Tubulus distalis (Mittelstück) und das Sammelrohr. Das Hauptstück ist zusammen mit den Nierenkörperchen in der Nierenrinde lokalisiert, während die anderen Anteile vor allem im Nierenmark zu finden sind.

Der proximale Tubulus besitzt eine hohe Durchlässigkeit und ermöglicht damit einen regen Transport zwischen den Zellen. Hier werden vor allem Natrium-Ionen, Zucker-Moleküle, Bicarbonat , als auch Aminosäuren wieder aufgenommen, also aus dem Primärharn entfernt und erneut dem Blutkreislauf zugeführt. Weiterhin findet eine Aufnahme oder Abgabe von Harnsäure statt.

Im überleitenden Abschnitt, der sogenannten Henle-Schleife, wird der Harn zunehmend konzentriert. Sie verläuft in Richtung Nierenmark und vollzieht anschließend eine Biegung in die umgekehrte Richtung zur Nierenrinde. Die Henle-Schleife dient der Wasserrückaufnahme.

Der Tubulus distalis beginnt im Nierenmark und verläuft in die Nierenrinde, bevor er in das Sammelrohr mündet. Im geraden Anteil, dem Pars recta, wird der Harn weiter konzentriert. Natrium-Ionen werden aktiv über die Tubuluswand transportiert. Wasser und Chlorid-Ionen folgen passiv nach.

Im geschlängelten Pars convoluta geschieht die Wasserrückaufnahme nicht mittels Transporter, sondern hormonabhängig. Das in der Nebenniere gebildete Steroidhormon Aldosteron ist hierfür verantwortlich.

ADH (antidiuretisches Hormon) sorgt im letzten Abschnitt, dem Sammelrohr, für eine Regulation des Wasserhaushaltes. Nach Bedarf führt es zum Einbau von kleinen Poren, sogenannten Aquaporinen, durch die das Wasser wieder aufgenommen wird.

Die Nierenkelche, Calices renalis, bilden gemeinsam mit dem Nierenbecken eine funktionelle Einheit und gehören dem ersten Abschnitt der harnableitenden Wege an. Das Nierenbeckenkelchsystem dient dem Transport des gebildeten Harns Richtung Harnleiter.

Die Nierenpapillen sind Teil der Markpyramiden und ragen in die Kelche hinein. Sie besitzen an ihrer Spitze kleine Öffnungen, durch die der aus dem Tubulussystem kommende Harn in die Nierenkelche tropft. Bis zu drei Papillen werden von einem kleinen Nierenkelch eingefasst. Die rund zehn kleinen Kelche wiederum vereinigen sich. Jeweils zwei von ihnen bilden einen größeren Hohlraum, einen großen Kelch, und enden schließlich im Nierenbecken. Nicht jedes Kelchsystem weist die gleiche Struktur auf. In manchen Fälle münden die kleinen Kelche direkt in einen Hohlraum, in anderen besitzt das Kelchsystem eine bäumchenartige Struktur an Aufzweigungen.

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Eine der wichtigsten Funktionen der Niere ist die Regulation des Wasserhaushaltes. Der größte Teil des menschlichen Körpers besteht aus Wasser, dessen genaue Menge je nach Bedarf und Verbrauch Schwankungen unterworfen ist. Die gesamten Stoffwechselvorgänge im Körper sind abhängig von Körperflüssigkeiten. Auf diese Weise wird der Umsatz und Transport von verschiedensten Substanzen gewährleistet. Die Niere greift regulierend in den Wasserhaushalt ein.

Die Regulation basiert auf unterschiedlichen Mechanismen im Tubulussystem. Die Wasserrückresorption folgt zum einen dem osmotischen Wirkprinzip. Spezielle Transportsysteme transportieren zunächst Ionen aus den Kanälchen über die Wand. Hierdurch wird ein osmotischer Gradient geschaffen. Das Wasser folgt den Ionen anschließend passiv nach.

Ein weiterer Mechanismus beruht auf einem hormonabhängigen Prinzip. Hierbei spielen das im Hypothalamus (Teil des Zwischenhirns) produzierte ADH (Adiuretin, Antidiuretisches Hormon) und das Nebennierendrindenhormon Aldosteron eine wichtige Rolle.

Niedriger Blutdruck infolge eines Wasserverlustes bewirkt eine ADH-Ausschüttung. Der Harn wird konzentriert durch vermehrte Wiederaufnahme von Wasser. Dies ist zum Beispiel nach Erbrechen oder Schwitzen der Fall. Ein hoher Blutdruck dagegen hemmt die ADH-Ausschüttung. Dieser kann zum Beispiel durch Trinken, Alkohol- oder Nikotinkonsum entstehen.

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Auch Aldosteron führt über eine Steigerung der Wiederaufnahme von Natriumionen zur vermehrten Rückresorption von Wasser, das dem Natrium osmotisch nachfolgt. Aldosteron wird in der Nebenniere gebildet und seine Produktion wird über das sogenannte Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) geregelt.

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Der größte Teil des aufgenommenen Alkohols wird in der Leber zu Acetaldehyd abgebaut. Ein kleinerer Teil, rund ein Zehntel, wird über die Niere und die Lunge ausgeschieden. Wird Alkohol in Maßen konsumiert, stellt dies keine Gefahr für die Nieren dar. Übermäßiger Alkoholkonsum dagegen schädigt die Nieren und deren Funktion nachhaltig. Der Grenzwert für Männer liegt bei etwa 24 Gramm Alkohol pro Tag. Bei Frauen spricht man bereits bei 12 Gramm Alkohol pro Tag von einer kritischen Menge.

Alkohol besitzt eine zellschädigende (toxische) Wirkung, die unter anderem die Zellen der Niere schädigt. Zudem wird die Harnausscheidung begünstigt. Der Körper verliert vermehrt Wasser und kann austrocknen (dehydrieren).

Menschen mit einer eingeschränkten Nierenfunktion sollten beim Alkoholkonsum besondere Vorsicht walten lassen. Das Zellgift verbleibt infolge der reduzierten Filtrationsleistung länger im Körper und kann neben einer Wirkungsverstärkung ein Fortschreiten der Nierenerkrankung bewirken. Im schlimmsten Fall resultiert ein akutes Nierenversagen mit vollständigem Zusammenbruch der Nierenfunktion.

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