Wie entsteht Urin bei Säugetieren?

Urin entsteht in drei Prozessen: Filtration im Glomerulus, Resorption wichtiger Stoffe und Wasser in den Tubuli sowie tubuläre Sekretion von Ionen aus dem Blut. Der Urin wird anschließend über Sammelrohre und den Ureter zur Harnblase transportiert.

Ein Nephron ist die funktionelle Einheit der Niere und besteht aus einem Nierenkörperchen, in dem das Blut filtriert wird, und einem Tubulus, in dem Resorption und Sekretion stattfinden. Die Säugetierniere enthält mehr als eine Million Nephrone.

Welche Nephrontypen gibt es bei Wirbeltieren?

Es werden Pronephros beim Embryo und bei primitiven Fischen, Opisthonephros (Urniere) bei Fischen und Amphibien sowie Metanephros bei Reptilien, Vögeln und Säugetieren unterschieden.

Exkretionsorgane der Tiere: Aufbau, Nephrontypen und Urinbildung bei Säugetieren

Zusammenfassung

Der Text beschreibt die Exkretionsorgane verschiedener Tiergruppen, von Protonephridien über Metanephridien und Malpighische Röhrchen bis zur Wirbeltierniere. Er erklärt die Entwicklungsformen des Nephrons, den Aufbau der Säugetierniere und die drei Schritte der Urinbildung: Filtration, Resorption und tubuläre Sekretion.

Kernpunkte

Exkretionsorgane entfernen Abfallstoffe und regulieren die Konzentration von Stoffen im Blut.
Die Wirbeltierniere besteht aus Nephronen, die aus einem Nierenkörperchen und einem Tubulus aufgebaut sind.
Es gibt drei Nephrontypen: Pronephros, Opisthonephros (Urniere) und Metanephros.
Die Säugetierniere besitzt eine Rinde (kortikaler Bereich) und ein Mark (medullärer Bereich) mit Nierenpyramiden.
Bei der Filtration wird das Blut im Glomerulus unter Druck gefiltert; sie hängt vor allem von Größe und Molekülmasse ab.
Bei der Resorption gelangen etwa 99 % des ersten Urins zurück ins Blut, u. a. Wasser, Glucose und Aminosäuren.
Die tubuläre Sekretion überführt vor allem Ionen aus dem Blut in das Filtrat und reguliert den Ionenhaushalt.

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Exkretionsorgane: Aufbau und Funktion

Sowohl Sekretion als auch Resorption sind abhängig von der Konzentration im Blut der Stoffe, die ausgeschieden werden sollen. Die Aufgaben der Exkretionsorgane sind die Vertreibung und die Regelung der Konzentration dieser Stoffe. Dies ermöglicht die Untersuchung des Urins, um nicht nur die Funktion der Exkretionsorgane zu beobachten, sondern auch den chemischen Gleichgewichtszustand des Körpers zu kontrollieren.

Typen von Ausscheidungsorganen

Protonephridien: Typisch für Strudelwürmer. Sie bestehen aus einer Reihe verzweigter Röhren, deren Ende durch gegeißelte Zellen, die sogenannten Flammenzellen, verschlossen ist. Wasser und Abfallprodukte treten in die Röhren aus der inneren Umgebung des Tieres ein und werden durch die Bewegung der Geißeln entlang des Röhrensystems ausgeschieden. Wiederverwertbare Stoffe werden resorbiert und Abfälle werden durch Poren nach außen abgegeben.
Metanephridien: Bei Ringelwürmern und Muscheln vorhanden. Es sind röhrenförmige Strukturen, die an beiden Enden offen sind. Eines der Enden kommuniziert trichterförmig mit dem Coelom (Nephrostom mit Flimmerepithel), und das andere öffnet sich nach außen durch eine Pore (Nephridioporus).
Antennalloben oder Grünen Drüsen: Dies sind die Organe der Krebstiere, gelegen im vorderen Cephalothorax. Sie bestehen aus einem Blindsack, einem Röhrensystem und einer Speicherblase, die nach außen durch eine Pore an der Basis der Antenne mündet.
Malpighische Röhrchen: Charakteristisch für Insekten. Es sind dünne Röhrchen, die an einem Ende geschlossen sind und an der anderen Seite mit dem Verdauungstrakt verbunden sind. Abfallprodukte werden so zusammen mit den Resten der unverdaulichen Nahrung nach außen abgegeben.
Nieren: Bei Wirbeltieren vorhanden. Sie bestehen aus einer Reihe von Einheiten, die Nephrone genannt werden. Jedes Nephron besteht aus einem Nierenkörperchen, in dem das Blutplasma unter Druck filtriert wird, und einem Tubulus unterschiedlicher Länge, in dem Resorption und Sekretion stattfinden.

Entwicklungsformen der Wirbeltierniere

Arten des Nephrons:

Pronephros: Beim Wirbeltierembryo und bei primitiven Fischen. Es besteht aus einem Nierenkanal, dessen Ende (Nephrostom) mit dem Zölom verbunden ist und sich in der Nähe des Glomerulus befindet.
Opisthonephros (Urniere): Tritt bei Fischen und Amphibien auf. Das Nephrostom verkümmert und kommuniziert nicht mehr mit dem Zölom. Die Nierentubuli enden in einem topfförmigen Auswuchs, der die Umgebung des Glomerulus umschließt.
Metanephros: Gehört zu Reptilien, Vögeln und Säugetieren. Das Nephrostom verschwindet und wird Teil einer Struktur, die als Bowman-Kapsel bezeichnet wird. Die Nierentubuli und Sammelrohre münden in den Harnleiter.

Struktur der Säugetierniere

Teile:

Nierenkapsel: Die äußere Schicht, eine Membran aus faserigem Bindegewebe.
Kortikaler Bereich (Rinde): Erscheint körnig durch die Malpighischen Körperchen. Er bildet eine kontinuierliche Bedeckung der Nierenkapsel mit inneren Erweiterungen, die als Nierensäulen bezeichnet werden.
Medullärer Bereich (Mark): Hat ein gestreiftes Aussehen. Die Nierensäulen teilen ihn in Sektoren, die als Nierenpyramiden bezeichnet werden.
Nierenbecken: Der Bereich, der den ausgeschiedenen Urin sammelt.

Physiologie der Nephrone bei Säugetieren

Die Nieren von Säugetieren bestehen aus mehr als einer Million Nephronen vom Typ Metanephros, die sich in der Rinde und im Nierenmark befinden. Jedes Nephron besteht aus einem Malpighischen Körperchen, einem proximalen gewundenen Tubulus, der Henle-Schleife und einem distalen gewundenen Tubulus, der in der Rinde liegt und in ein Sammelrohr mündet. Die Sammelrohre enden im Nierenbecken. Jeder Teil der Niere besitzt einen Ureter, der den Urin zur Harnblase transportiert, wo er gespeichert und dann ausgeschieden wird.

Bildung von Urin

Das Blut erreicht die Niere über die Nierenarterie, die sich in Arterien verzweigt, welche wiederum in Kapillaren münden, die die Glomeruli bilden. Die Kapillaren vereinigen sich zu größeren Venolen, die schließlich über die Nierenvene die Niere verlassen. Die Urinbildung umfasst drei Prozesse:

1. Filtration

Im Glomerulus zirkuliert das Blut in den Kapillaren, die sich in der Kapsel befinden, und wird durch den Blutdruck gefiltert. Diese Filtration ist nicht selektiv und hängt hauptsächlich von der Größe oder der Molekülmasse der Substanzen ab. Proteine oder zelluläre Elemente überqueren die Wände der Kapsel nicht.

2. Resorption

Der erste Urin enthält eine große Menge Wasser. Nur etwa 1% dieses ersten Urins wird ausgeschieden; der Rest wird auf dem Weg durch die Tubuli resorbiert und kehrt in das Kapillarnetz zurück, das sie umgibt. Neben einer großen Menge Wasser werden im proximalen Tubulus auch Glucose, Aminosäuren usw. resorbiert.

3. Tubuläre Sekretion

Dies ist der Übergang von Stoffen, hauptsächlich Ionen, aus dem Blut in das glomeruläre Filtrat. Dieser Prozess dient der Regulierung des Ionenhaushalts der inneren Umgebung.