Physiologie lernen - den Organismus verstehen

Eine Reise durch die Physiologie


VIII.       IX. Nierenfunktion und ableitende Harnwege       X.


Aufgaben der Niere, funktionelle Reserven des renalen Gewebes

Bildung des glomerulären Filtrats, glomerulo-tubuläre Balance

Tubuläre Resorption, Vorgänge entlang des gesamten Nephrons

Funktionen des Nierenmarks, Gegenstrommechanismus

Tubuläre Sekretion, distale Tubuli und Sammelrohre

Druckverhältnisse in der Niere, Motorik von Ureter und Harnblase; Detrusionsmechanismus

Steuerung der Nierenfunktion (hämodynamisch, neural, humoral)

Metabolische und endokrine Aufgaben und Eigenschaften der Niere

Untersuchung der Nierenfunktion


Die Nieren scheiden nicht nur Harn aus, sie sind auch hormonell und enzymatisch aktiv, beeinflussen Kreislauf und metabolischen Status, produzieren Erythropoetin, Renin, aktivieren Vitamin D; sie reagieren auf zahlreiche Signalstoffe; und sie werden autonom-nervös reguliert. Eine Einschränkung der Nierenfunktion verändert zahlreiche Stoff- und Hormonkonzentrationen im Blut. Das Verständnis der renalen Physiologie ist wichtig für ein rationales klinisches Problemmanagement bei nephrologischen Erkrankungen.

Renale Funktionen betreffen nicht nur die Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten (Harnstoff und Ammoniumionen als Abbauprodukte von Aminosäuren, Kreatinin aus dem Muskelstoffwechsel, Harnsäure aus dem Nukleinsäurestoffwechsel) und Salzen (Kalium, Natrium, Chlorid ..), sondern auch Säure-Basen-Haushalt, Wasserausscheidung und Osmolarität, Blutbildung, Blutdruck und Blutvolumen. Zur Erfüllung der Ausscheidungsfunktionen ist eine hohe Durchblutung der Nieren nötig, sie beträgt bei erwachsenen Personen etwa 1 l/min und ist über einen weiten Blutdruckbereich recht konstant (Autoregulation der renalen Perfusion).

Die Entstehung des Harns beginnt im Anfangsteil des Nephrons, dem Glomerulum; ein kapillärer Blutdruck von mehr als 50 mmHg bedingt die Filtration von bis zu 200 Litern "Primärharn" pro Tag. Dieser enthält alle mikromolekularen Bestandteile des Blutplasmas, die meisten von ihnen werden anschließend vom Tubulus rückresorbiert und gelangen wieder ins Blut. Das gilt auch für ≈99% des filtrierten Wassers, und so bleiben 1-2 Liter Harn pro Tag zurück - mit in ihm angereicherten Stoffen, die nicht im selben Maß wie Wasser rückresorbiert, oder auch zusätzlich tubulär sezerniert werden.

Der hohe Grad der Rückresorption filtrierter Flüssigkeit ermöglicht die automatische Konzentrierung von Stoffen, die in den Tubuli nicht rückresorbiert werden (wie das pflanzliche Kohlenhydrat Inulin) oder weil sie nur schwach wiederaufgenommen werden. Wird die Substanz gar nicht resorbiert, entspricht ihre Clearance der glomerulär filtrierten Flüssigkeitsmenge (GFR: glomerular filtration rate). Als Clearance bezeichnet man die von einem Stoff in einer bestimmten Zeit (z.B. pro Minute) befreite ("gereinigte") Flüssigkeitsmenge (Volumen / Zeit).

Die proximalen Tubuli tragen die Hauptlast der Rückresorption; sie holen z.B. Kalium und Glukose zur Gänze aus dem Primärharn zurück, zudem Aminosäuren, die meisten Mineralstoffe, und den Großteil des glomerulär filtrierten Flüssigkeitsvolumens. Hormonelle Feinabstimmungen (Parathormon, Kalzitonin) regeln das Ausmaß der Resorption von Kalzium und Phosphat.

Im Nierenmark baut sich eine (bis 5-fach) hyperosmolare Zone auf, das hilft u.a. bei der Rückresorption von Wasser. Hohe osmotische Konzentration im Nierenmark wird durch das Gegenstromprinzip energiesparend aufrechterhalten: Kochsalz wird aus dem (wasserundurchlässigen) aufsteigenden Schenkel der Henle-Schleife gepumpt (aktiv), die Tubulusflüssigkeit wird immer salzärmer und gelangt schließlich hypoton in die Rindenzone zurück. Wasser wandert aus dem absteigenden Schenkel der Henle-Schleife ins Interstitium, im Mark baut sich entlang der Tubuli ein Konzentrationsgradient auf. Dieser erleichtert eine allfällig notwendige (z.B. Durstzustand) rasche Wasseraufnahme aus den Sammelrohren.

Aus dem spätdistalen und Sammelrohrsystem kann Wasser rückresorbiert werden, gesteuert vom Gehirn (hypothalamisch-hypophysär) über Vasopressin (antidiuretisches Hormon, "Wassersparhormon"). Auch Harnstoff wandert teils zurück in das Nierenmark und beteiligt sich an der osmotischen Dynamik (Harnstoffmechanismus).

Die Steuerung der Blase erfolgt im Zusammenspiel von Großhirn, Brücke (pontines Miktionszentrum) und Rückenmark - somatisch, sympathisch und parasympathisch. Der Miktionsreflex geht von Dehnungsrezeptoren in der Blasenwand aus und mündet in einer Anregung der Blasenmuskulatur (m. detrusor vesicae) sowie Erschlaffung des Ausflußtrichters.

© H. Hinghofer-Szalkay