Das Ausscheidungssystem: Nieren, Nephron & Homöostase

Das Ausscheidungssystem: Funktion und Aufbau

Das Ausscheidungssystem ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der inneren Balance des Körpers. Es entfernt Stoffwechselabfälle und überschüssige Substanzen. Während Organe wie der Dickdarm für die Ausscheidung von Kot zuständig sind, spielen die Nieren die zentrale Rolle bei der Harnproduktion und der Regulation der Körperflüssigkeiten.

Was ist Ausscheidung?

Die Ausscheidung ist ein lebenswichtiger Prozess, bei dem der Körper Stoffwechselabfälle und überschüssige Substanzen entfernt. Das wichtigste Organ in diesem Prozess ist die Niere, die als zentraler Bestandteil des Harnsystems fungiert.

Komponenten des Harnsystems

Das Harnsystem besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

• Nieren: Die primären Organe, die Urin produzieren.
• Harnleiter: Leiten den Urin von den Nieren zur Blase.
• Harnblase: Speichert den Urin.
• Harnröhre: Leitet den Urin aus dem Körper.

Blutfiltration in den Nieren

Das mit Giftstoffen beladene Blut gelangt über die Nierenarterie in die Nieren. Dort durchströmt es ein ausgedehntes Netzwerk winziger Kapillaren, die als hochwirksame Filter fungieren, um Abfallstoffe aus dem Blut zu entfernen.

Die Nieren als Regulatoren der Homöostase

Neben der Beseitigung von Abfallprodukten spielt das Ausscheidungssystem eine entscheidende Rolle bei der Regulation der inneren Umgebung des Körpers. Es bestimmt die Menge an Wasser und Salzen, die im Körper vorhanden sind, und scheidet Überschüssiges aus. Dadurch bleiben die chemische Zusammensetzung und das Volumen des inneren Milieus konstant – ein Prozess, der als Homöostase bekannt ist.

Der Ausscheidungsapparat ist somit verantwortlich für:

• Die Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten.
• Die Osmoregulation (Regulierung des osmotischen Drucks).
• Die Ionenregulation (Regulierung des Ionenhaushalts).

Das Nephron: Die Funktionseinheit der Niere

Jede Niere enthält über eine Million winziger, funktioneller Einheiten, die als Nephrone bezeichnet werden. Diese komplexen Strukturen sind für die Regulierung der Blutzusammensetzung und die Ausscheidung von Abfallstoffen verantwortlich.

Aufbau und Funktion des Nephrons

Das Nephron ist die strukturelle und funktionelle Grundeinheit der Niere. Es ist für die Harnbildung zuständig und durchläuft zwei Hauptphasen:

1. Filtration: Findet im Nierenkörperchen statt, bestehend aus dem Glomerulus und der Bowman-Kapsel.
2. Reabsorption und Sekretion: Erfolgt in den Nierenkanälchen, die den proximalen Tubulus, die Henle-Schleife und den distalen Tubulus umfassen.

Das Nierenkörperchen (Corpusculum renale)

Das Nierenkörperchen besteht aus einer doppelwandigen, hohlen Struktur, der sogenannten Bowman-Kapsel, und einem darin liegenden Kapillarknäuel, dem Glomerulus. Hier findet die Ultrafiltration des Blutes statt.

Die Nierenkanälchen (Tubuli renales)

Die Nierenkanälchen setzen sich aus drei Hauptregionen zusammen:

• Dem proximalen Tubulus
• Der Henle-Schleife
• Dem distalen Tubulus

Jeder distale Tubulus leitet seinen Inhalt in einen Sammelkanal weiter, wo die endgültige Konzentration des Urins erfolgt.

Wichtige Funktionen der Nieren

Die Nieren im Überblick

Die Nieren sind paarige, drüsige Organe, die beidseitig der Wirbelsäule liegen und die zentrale Funktion der Harnproduktion und Blutreinigung erfüllen.

Die Nieren erfüllen eine Vielzahl lebenswichtiger Funktionen im menschlichen Körper:

• Ausscheidung von Abfallstoffen: Entfernung von Stoffwechselprodukten und Toxinen über den Urin.
• Regulation der Homöostase: Aufrechterhaltung des inneren Gleichgewichts des Körpers.
• Hormonproduktion: Sekretion wichtiger Hormone wie:
  • Erythropoetin: Stimuliert die Bildung roter Blutkörperchen.
  • Renin: Beteiligt an der Blutdruckregulation.
  • Aktives Vitamin D: Wichtig für den Knochenstoffwechsel.
• Anpassung des Volumens extrazellulärer Flüssigkeiten: Regulierung des Wasserhaushalts.
• Regulierung der Urinproduktion: Steuerung der Menge und Konzentration des Urins.
• Reabsorption von Elektrolyten: Rückgewinnung wichtiger Salze und Mineralien.

Der Nierenkreislauf: Blutversorgung und Filtration

Die Nieren werden über die Nierenarterie mit Blut versorgt, einem kräftigen Ast der Bauchaorta (Aorta descendens). Im Nierenhilus verzweigt sich die Nierenarterie in kleinere Äste, die sich weiter in die Nierenlappen verteilen und schließlich zahlreiche afferente Arteriolen bilden.

Diese afferenten Arteriolen führen das Blut zu den Glomeruli, wo die Wände der Kapillaren als Ultrafilter wirken und den Durchtritt kleiner Partikel ermöglichen. Das filtrierte Blut verlässt den Glomerulus über die efferente Arteriole und fließt anschließend durch ein Netzwerk von peritubulären Kapillaren. Diese Kapillaren versorgen das Nierengewebe mit Sauerstoff und Nährstoffen, die für seine Funktion notwendig sind.

Die peritubulären Kapillaren vereinigen sich schließlich zu Venolen, die sich zu größeren Venen und schließlich zur Nierenvene zusammenfinden. Die Nierenvene mündet dann in die untere Hohlvene (Vena cava inferior), wodurch das gereinigte Blut zurück in den allgemeinen Kreislauf gelangt.