Die Nieren sind bohnenförmige Organe, die in den Harnwegen deutlich zu erkennen sind. Jede ist rund, 12 cm lang und wiegt ca. 150 g. Sie liegen links und rechts der Wirbelsäule, direkt hinter der Bauchhöhle, in der sich die Verdauungsorgane befinden.
Jede Niere wird von einem Zweig der Aorta, der Nierenarterie, mit Blut versorgt. Aus ihr strömt das Blut in immer kleinere Arterien, bis es schließlich in die kleinsten, die Arteriolen, gelangt. Anschließend fließt es weiter in die Glomeruli, die aus Knäueln mikroskopisch kleiner Blutgefäße, den Kapillaren, bestehen. Das Blut verlässt jeden Glomerulus durch eine weitere Arteriole, die mit einer kleinen Vene verbunden ist. Die kleinen Venen vereinen sich zu einer einzigen großen Nierenvene, die das Blut aus den Nieren wegführt.
Betrachtung der Harnwege
Nephrone sind mikroskopisch kleine Filtereinheiten, die Blut filtern und Urin produzieren. Jede Niere enthält etwa eine Million Nephrone. Jedes Nephron enthält einen Glomerulus, der von einer dünnwandigen, schalenähnlichen Struktur (Bowman-Kapsel) umgeben ist. Im Nephron befindet sich außerdem eine dünne Röhre (Tubulus), durch die Flüssigkeit (die bald zu Urin wird) von der Bowman-Kapsel (Bowman'scher Raum) abgeführt wird. Jeder Tubulus verfügt über drei miteinander verbundene Teile: den proximalen Tubulus, die Henle-Schleife und den distalen Tubulus. Der dritte Bereich des Nephrons ist ein Sammelrohr, das die Flüssigkeit aus dem Tubulus ausleitet. Nachdem die Flüssigkeit aus dem Sammelrohr fließt, wird sie als Urin bezeichnet.
Die Niere besteht aus einem äußeren Teil, der Nierenrinde (Kortex), und einem inneren Teil, dem Nierenmark (Medulla). Alle Glomeruli liegen in der Nierenrinde, während die Tubuli Rinde und Mark durchziehen. Der Urin gelangt aus den Sammelrohren tausender Nephrone in eine tassenförmige Struktur, den Nierenkelch. Jede Niere weist mehrere Nierenkelche auf, die sich alle in eine einzelne zentrale Kammer, das Nierenbecken, entleeren. Aus dem Nierenbecken einer jeden Niere fließt der Urin in den Harnleiter.
Funktionen der Nieren
Alle Funktionen, die gewöhnlich zwei Nieren erfüllen, können auch von einer einzigen, gesunden Niere übernommen werden. Es gibt Menschen, die mit nur einer Niere geboren werden und andere wiederum entscheiden sich, einem Menschen mit Niereninsuffizienz, eine Niere zu spenden. In wieder anderen Fällen kann eine Niere durch Erkrankung oder Verletzung schwer geschädigt sein und damit ausfallen.
Die Hauptfunktion der Nieren liegt darin,
das Wasser- und das Mineralstoffgleichgewicht (einschließlich Elektrolyte) des Körpers aufrechtzuerhalten.
Weitere wichtige Funktionen der Niere sind unter anderem
Filtration und Ausscheidung von Stoffwechselabbauprodukten, die durch Nahrung, Medikamente und schädliche Stoffe (Toxine) in den Körper gelangen
Regulierung des Blutdrucks
Freisetzung bestimmter Hormone
Wasser- und Elektrolythaushalt
Um überleben zu können, ist eine regelmäßige Flüssigkeitsaufnahme erforderlich. Bei der Verstoffwechselung von Nahrung im Körper wird zusätzliches Wasser produziert. Wenn die aufgenommene Flüssigkeit nicht der ausgeschiedenen Flüssigkeit entspricht, sammelt sich innerhalb von kurzer Zeit Wasser im Körper an, was zu Krankheit und in manchen Fällen sogar zum Tod führt. Überschüssiges Wasser verdünnt die Elektrolyte im Körper, während sie im umgekehrten Fall konzentriert werden. Es müssen präzise Elektrolyt-Werte im Körper aufrechterhalten werden. Die Nieren helfen, das perfekte Gleichgewicht von Wasser und Elektrolyten aufrechtzuerhalten.
Das Blut tritt mit hohem Druck in den Glomerulus ein. Ein Großteil der Blutflüssigkeit wird durch die kleinen Poren in den Gefäßwänden gefiltert, wobei Blutzellen und die größeren Moleküle, wie Proteine, zurückbleiben. Die klare gefilterte Flüssigkeit (Filtrat) befindet sich dann im Bowman'schen Raum und gelangt in die Röhre, die von der Bowman-Kapsel wegführt. Bei gesunden Erwachsenen werden täglich rund 180 Liter Flüssigkeit in den Tubuli der Niere gefiltert. Nahezu die gesamte Flüssigkeit (und die darin enthaltenen Elektrolyte) werden von den Nieren wieder resorbiert. Nur etwa 1,5 bis 2 Prozent dieser Flüssigkeit wird als Urin ausgeschieden. Damit diese Resorption erfolgen kann, werden in verschiedenen Bereichen des Nephrons verschiedene Elektrolyte abgegeben und resorbiert. Diese transportieren das Wasser und andere Teile des Nephrons verändern ihre Wasserdurchlässigkeit, sodass mehr oder weniger Wasser in den Kreislauf gelangen kann. Diese Prozesse sind genauer betrachtet etwas kompliziert.
Im ersten Abschnitt der Röhre (proximaler Tubulus) wird der größte Teil des Natriums, Wassers, der Glukose und anderer gefilterter Substanzen resorbiert und letztlich wieder ins Blut zurückgeschleust. Im nächsten Abschnitt der Röhre (der Henle-Schleife) werden Natrium, Kalium und Chlorid herausgepumpt (resorbiert). Die verbleibende Flüssigkeit wird somit immer wässriger. Diese Flüssigkeit gelangt hoch in den nächsten Abschnitt der Röhre (distaler Tubulus), wo im Tausch gegen Kalium und Säure ein Großteil des verbleibenden Natriums hinausgepumpt wird.
Die Flüssigkeit aus den Tubuli von mehreren Nephronen gelangt in ein Sammelrohr. In ihm kann diese Flüssigkeit als verdünnter Urin weiter durch die Niere laufen, es kann aber auch Wasser daraus ins Blut zurückgeschleust (resorbiert) werden, sodass sich der Urin stärker konzentriert. Die Wasser-Resorption wird durch das in der Hirnanhangsdrüse produzierte antidiuretische Hormon sowie durch andere Hormone reguliert. Diese Hormone unterstützen die Regulierung der Nierenfunktion und die Kontrolle der Zusammensetzung des Urins, um den Wasser- und Elektrolythaushalt des Körpers aufrechtzuerhalten.
Ein Blick auf das Harnsystem
Filtration und Ausscheidung
Durch die Verstoffwechselung der Nahrung entstehen Stoffwechselabbauprodukte, die aus dem Körper ausgeschieden werden müssen. Eines der hauptsächlichen Stoffwechselabbauprodukte ist Harnstoff, der durch die Verstoffwechselung von Eiweiß produziert wird. Der Harnstoff gelangt durch den Glomerulus in die tubuläre Flüssigkeit und da er nicht resorbiert wird, gelangt er in den Urin.
Andere unerwünschte Substanzen, einschließlich Stoffwechselabbauprodukte wie Säuren, viele Toxine und Medikamente werden aktiv durch Zellen des Nierentubulus in den Urin ausgeschieden (und geben diesem seinen charakteristischen Geruch).
Regulierung des Blutdrucks
Eine weitere Aufgabe der Nieren besteht darin, die Blutdruckregulation des Körpers durch die Ausscheidung von Natrium zu unterstützen. Wenn die Natriumausscheidung eingeschränkt ist, ist es wahrscheinlich, dass der Blutdruck steigt. Darüber hinaus trägt die Niere durch die Produktion eines Enzyms namens Renin zur Blutdruckregulierung bei. Sinkt der Blutdruck unter den Normalwert, geben die Nieren Renin in das Blut ab und aktivieren damit das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System, das seinerseits den Blutdruck ansteigen lässt. Die Nieren produzieren außerdem Urotensin, was zu einer Verengung der Blutgefäße führt und den Blutdruck ansteigen lässt. Eine Person mit Niereninsuffizienz hat größere Probleme, den Blutdruck zu regulieren und neigt zu Bluthochdruck.
Hormonabgabe
Durch die Produktion von Hormonen tragen die Nieren dazu bei, andere wichtige Körperfunktionen zu regulieren, beispielsweise die Produktion von roten Blutkörperchen sowie Knochenwachstum und -erhalt.
Die Nieren produzieren das Hormon Erythropoetin, das die Herstellung von roten Blutkörperchen (Erythrozyten) im Knochenmark anregt. Das Knochenmark gibt die Erythrozyten dann ins Blut ab.
Gesundes Knochenwachstum und der Erhalt gesunder Knochen sind ein komplexer Prozess, an dem mehrere Organsysteme beteiligt sind, darunter auch die Nieren. Die Nieren helfen, den Kalzium- und den Phosphorspiegel zu regulieren; beide Mineralstoffe sind für die Knochengesundheit unerlässlich. Sie tun dies, indem sie eine inaktive Form von Vitamin D, das in der Haut produziert wird und auch in vielen Lebensmitteln enthalten ist, in eine aktive Form von Vitamin D (Kalzitriol) umwandeln. Dieses stimuliert die Aufnahme von Kalzium und Phosphor vom Dünndarm und funktioniert in dieser Hinsicht wie ein Hormon.