Niere: Aufbau, Harnbildung und Aufgaben verstehen

Beim Stoffwechsel entstehen Stoffe, die der Körper nicht dauerhaft behalten kann. Dazu gehört Harnstoff, der beim Abbau von Eiweißen entsteht. Auch körperfremde Stoffe wie manche Medikamente können über die Nieren ausgeschieden werden.

Die Nieren sind aber keine einfachen Abfallfilter. Sie entscheiden fortlaufend, wie viel Wasser und welche gelösten Stoffe im Körper bleiben. Dadurch tragen sie zur Homöostase bei: Das ist die Regulation eines möglichst stabilen inneren Milieus.

Die meisten Menschen besitzen zwei bohnenförmige Nieren. Sie liegen rechts und links der Wirbelsäule im hinteren Bauchraum, dicht unterhalb des Zwerchfells. Bei Erwachsenen ist eine Niere ungefähr 11 bis 12 Zentimeter lang.

Am eingebuchteten Rand befindet sich die Nierenpforte, auch Hilus genannt. Hier führen die Nierenarterie, die Nierenvene, Lymphgefäße und Nerven in die Niere hinein oder aus ihr heraus. Außerdem tritt dort der Harnleiter aus, der Urin zur Harnblase transportiert.

Im Inneren lassen sich drei wichtige Bereiche unterscheiden:

1. Die äußere Nierenrinde enthält die Nierenkörperchen.
2. Im Nierenmark verlaufen Teile der Nierenkanälchen und Sammelrohre.
3. Das Nierenbecken sammelt den fertigen Urin und leitet ihn in den Harnleiter.

Vom Nierenbecken fließt der Urin durch den Harnleiter zur Harnblase, wo er gespeichert wird. Die Harnröhre führt von der Blase nach außen. Verwechsle diese beiden Röhren nicht.

Bindegewebe und Fett umgeben, schützen und verankern die Niere. Die auf der Niere sitzende Nebenniere ist eine eigene Drüse und kein Teil des Nierengewebes.

Die kleinste funktionelle Einheit der Niere heißt Nephron. Jede Niere besitzt ungefähr eine Million davon. Ein Nephron besteht aus einem Nierenkörperchen und einem angeschlossenen Nierenkanälchen, dem Tubulus.

Der Blutdruck presst Wasser und kleine gelöste Moleküle aus den Kapillaren in die Bowman-Kapsel. Dazu gehören beispielsweise Glukose (Traubenzucker) und Harnstoff. Blutzellen, große Moleküle und die meisten Bluteiweiße bleiben normalerweise in den Gefäßen.

Die entstandene, nahezu eiweißfreie Flüssigkeit heißt Primärharn. Bei gesunden Erwachsenen bilden beide Nieren zusammen ungefähr 150 bis 180 Liter Primärharn pro Tag. Das Blut durchströmt die Nieren immer wieder; dieselbe Flüssigkeit kann dabei mehrfach filtriert werden. Diese Menge ist nicht mit der ausgeschiedenen Urinmenge gleichzusetzen.

Der Primärharn enthält neben Abfallstoffen noch viel Wasser und viele benötigte Stoffe. Würde der Körper ihn vollständig ausscheiden, verlöre er in kurzer Zeit lebensgefährlich viel Flüssigkeit. Deshalb wird das Filtrat im Tubulus sorgfältig verändert.

Rückresorption holt Stoffe zurück

Bei der Rückresorption gelangen benötigte Stoffe aus dem Tubulus zurück ins Blut. Dazu gehören Glukose, die Eiweißbausteine Aminosäuren und Elektrolyte: elektrisch geladene Teilchen gelöster Salze, etwa Natrium-, Kalzium- und Kalium-Ionen. Wasser folgt den Stofftransporten größtenteils passiv.

Für Stoffe wie Glukose ist die Transportkapazität begrenzt: Gelangt mehr davon pro Zeit in den Tubulus, als zurücktransportiert werden kann, bleibt ein Teil im Harn.

Sekretion ergänzt die Ausscheidung

Bei der tubulären Sekretion verläuft der Transport in die Gegenrichtung: Stoffe werden gezielt aus dem Blut in den Tubulus abgegeben. So kann die Niere beispielsweise körperfremde Stoffe und bestimmte Abbauprodukte schneller ausscheiden.

Konzentration spart Wasser

Mehrere Tubuli münden in ein Sammelrohr. In Teilen der Nierenkanälchen und in den Sammelrohren wird Wasser ins Blut zurückgewonnen. Dadurch steigt die Konzentration der zurückbleibenden gelösten Stoffe: Sie verteilen sich auf weniger Wasser. Konzentration und Rückresorption hängen also zusammen.

Bei Erwachsenen bleiben von täglich etwa 150 bis 180 Litern Primärharn meist ungefähr 1 bis 2 Liter fertiger Urin übrig. Die tatsächliche Menge hängt unter anderem vom Wasserhaushalt ab.

Die Nieren passen die Ausscheidung an den Zustand des Körpers an. Bei Wassermangel halten sie mehr Wasser zurück. Bei einem Überschuss können sie mehr Wasser ausscheiden. Auch die Ausscheidung von Elektrolyten wird angepasst. Beim Säure-Basen-Haushalt geht es darum, dass das Blut weder zu sauer noch zu basisch wird. Dazu scheiden die Nieren zum Beispiel überschüssige Säure aus.

Wasserrückhaltung vergrößert tendenziell das Flüssigkeitsvolumen in den Blutgefäßen und kann den Blutdruck erhöhen. Eine stärkere Wasserausscheidung vermindert dieses Volumen.

Renin beeinflusst den Blutdruck

Sinkt der Blutdruck und damit die Nierendurchblutung, kann die Niere mehr Renin ausschütten. Renin ist ein Enzym, also ein Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt. Über eine Reaktionskette bewirkt Renin, dass Natrium und Wasser stärker zurückgehalten werden und sich Blutgefäße verengen. Beides lässt den Blutdruck steigen.

Die Beziehung funktioniert auch in die andere Richtung: Dauerhaft hoher Blutdruck kann die Nierengefäße schädigen. Eine Nierenerkrankung kann wiederum Bluthochdruck fördern.

Erythropoetin unterstützt den Sauerstofftransport

Bei Sauerstoffmangel bildet die Niere mehr Erythropoetin, kurz EPO. EPO ist ein Hormon, also ein Botenstoff, der andere Zellen beeinflusst. Es regt im Knochenmark die Neubildung roter Blutkörperchen an. Mehr rote Blutkörperchen können die Sauerstofftransportkapazität des Blutes erhöhen.

Die Niere bildet außerdem Calcitriol, die aktive Form von Vitamin D. Calcitriol ist an der Regulation der Kalziummenge im Körper beteiligt.

Die Niere verbindet Ausscheidung und Regulation: Sie entfernt Abfallstoffe, bewahrt benötigte Stoffe und passt die Wasserabgabe an den Körperzustand an. Gleichzeitig wirkt sie über Hormone auf Blutdruck, Blutbildung und Kalziumhaushalt.

Prüfe deinen Lernstand: Du solltest nun den Weg vom Blut zum Urin erklären, die drei Transportrichtungen unterscheiden und mindestens zwei Regulationsaufgaben der Niere begründen können.