Das Harnsystem: Anatomie, Funktion und Urinbildung

Die Nieren: Aufbau und Lage im Körper

Die Nieren sind paarige, bohnenförmige Organe, die sich beidseitig der Wirbelsäule im hinteren Bauchraum, oberhalb der Taille, befinden. Nierenarterien versorgen sie mit Blut, Nierenvenen führen es ab, und die Harnleiter leiten den Urin zur Harnblase. Von außen betrachtet, zeigen die Nieren folgende Bereiche:

• Nierenkapsel: Eine transparente, faserige Hülle, die die Niere umgibt und schützt.
• Nierenrinde: Die äußere, dunkelrote Zone, die hauptsächlich aus Bindegewebe besteht.
• Nierenmark: Eine hellere Zone als die Rinde, bestehend aus pyramidenförmigen Strukturen, den sogenannten Nierenpyramiden (oder Malpighi-Pyramiden). An der Spitze jeder Pyramide befindet sich eine Nierenpapille, die in einen Nierenkelch mündet.
• Nierenbecken: Eine trichterförmige Struktur, die alle Nierenkelche sammelt.

Das Nephron: Funktionelle Einheit der Niere

Das Nephron ist die funktionelle und strukturelle Einheit der Niere. Jede Niere enthält etwa eine Million Nephrone, die sich zwischen der Nierenrinde und dem Nierenmark verteilen. Es besteht aus langen, gewundenen Röhrenstrukturen mit verschiedenen Abschnitten:

Bestandteile des Nephrons

• Bowman-Kapsel: Der schalenförmige Anfang des Nephrons, der ein Kapillarnetzwerk, den Glomerulus, umschließt. Eine afferente Arteriole führt Blut zum Glomerulus, eine efferente Arteriole führt es ab. In der Bowman-Kapsel findet die erste Filterung des Blutes statt.
• Proximaler Tubulus: Ein gewundener Röhrenabschnitt, der sich direkt unterhalb der Bowman-Kapsel in der Nierenrinde befindet.
• Henle-Schleife: Ein verengter Bereich, der an den proximalen Tubulus anschließt. Sie besteht aus einem absteigenden Ast, der tief in das Nierenmark eindringt, und einem aufsteigenden Ast, der um 180° kehrt und zur Nierenrinde zurückführt. Hier findet ein Großteil der Rückresorption statt.
• Distaler Tubulus: Befindet sich nach der Henle-Schleife und mündet in ein Sammelrohr, das den Urin mehrerer Nephrone aufnimmt. Die Sammelrohre führen schließlich zum Nierenbecken.

Die Harnwege: Transport und Speicherung des Urins

• Harnleiter: Zwei Röhren, die den Urin von den Nieren zur Harnblase leiten.
• Harnblase: Ein hohles, muskulöses Organ, das den Urin speichert, bis er aus dem Körper ausgeschieden wird. Der Urin wird in der Blase durch zwei Schließmuskeln an der Basis zurückgehalten.
• Harnröhre: Ein Kanal, der die Harnblase mit der Außenseite des Körpers verbindet.

Die Urinbildung: Ein dreistufiger Prozess

Die Urinproduktion erfolgt in drei Phasen und wird im Nierenkortex durch zwei Hormone reguliert: ADH (antidiuretisches Hormon oder Vasopressin), das von der Hypophyse sezerniert wird, und Aldosteron, das von den Nebennieren sezerniert wird.

1. Glomeruläre Filtration

Hierbei tritt Blut aus dem Glomerulus in die Bowman-Kapsel des Nephrons über. Durch Filtration werden alle Stoffe aus dem Blut, die eine ausreichend kleine Größe haben, in das Nephron überführt. Blutzellen oder die meisten Plasmaproteine passieren diese Barriere nicht.

Das entstehende Filtrat hat eine ähnliche Zusammensetzung wie Blutplasma und enthält Glukose, Aminosäuren, Vitamine, Mineralien, Wasser, Harnstoff, Harnsäure und Kreatinin. Die Nieren filtern etwa 125 ml pro Minute.

2. Tubuläre Rückresorption

Diese Phase findet in den Tubuli des Nephrons (proximaler und distaler Tubulus, Henle-Schleife) statt. Nützliche Substanzen werden aus dem Filtrat zurück in das umgebende Kapillarnetzwerk und von dort in die Nierenvene, die das gereinigte Blut abführt, resorbiert. Die Rückresorption erfolgt durch passive Diffusion oder aktiven Transport.

Rückresorption in den Tubulusabschnitten:

• Proximaler Tubulus: Hier werden Wasser, Glukose, Vitamine, Aminosäuren, Ionen (Chlorid, Natrium, Kalium, Bikarbonat, Phosphat) und niedermolekulare Proteine, die möglicherweise durchgesickert sind, zurückgewonnen.
• Henle-Schleife: Rückresorption von Wasser, Natrium und Chlorid.
• Distaler Tubulus: Rückresorption von Wasser und Natrium.

Von der gefilterten Menge werden etwa 124 ml/min rückresorbiert, sodass die Nieren durchschnittlich 1 ml Urin pro Minute produzieren.

3. Tubuläre Sekretion

Hierbei werden bestimmte Abfallprodukte und überschüssige Substanzen aktiv aus den Kapillaren in das Nephron abgegeben. Dazu gehören Kaliumionen, Kreatinin und bestimmte Medikamente.

Die Urinausscheidung: Miktion und Regulation

Die Menge des von den Nieren ausgeschiedenen Urins wird durch das Hormon- und Nervensystem gesteuert. Der Urin fließt von den Sammelrohren in das Nierenbecken und von dort über die Harnleiter in die Harnblase. Die Harnblase nimmt kontinuierlich Urin auf und vergrößert sich dabei allmählich.

Wenn sie gefüllt ist, dehnt sie sich aus, und Rezeptoren in ihren Wänden registrieren dies, woraufhin rhythmische Kontraktionen beginnen. Der innere Schließmuskel öffnet sich unwillkürlich, aber die Entleerung der Blase (Miktion) ist willentlich steuerbar, da das Gehirn den äußeren Schließmuskel kontrolliert.