Das Harnsystem: Funktionen, Aufbau und Urinbildung

Funktionen des Harnsystems

• Ausscheidung: Entfernung von Abfallstoffen und Chemikalien aus dem Blut.
• Regulierung des pH-Wertes: Kontrolle des Blut-pH-Wertes durch die Ausscheidung von Wasserstoff- und Bicarbonat-Ionen.
• Blutdruckregulierung: Die Nieren schütten Renin aus, welches die Wasser- und Salzmenge reguliert und eine Verengung der Blutgefäße bewirkt.
• Osmoregulation: Aufrechterhaltung des Gleichgewichts der Körperflüssigkeiten durch Ausscheidung überschüssiger Salze und Wasser.
• Blutvolumen und -zusammensetzung: Die Nierenfunktionen arbeiten zusammen, um ein ausreichendes Volumen und eine stabile Zusammensetzung des Blutes zu gewährleisten.
• Weitere homöostatische Funktionen: Freisetzung von Erythropoietin (Hormon zur Förderung der Bildung roter Blutkörperchen) und Synthese von aktivem Vitamin D.

Die Nieren

Die Nieren sind etwa 10 cm lang und 3 cm dick. Sie sind von einer dünnen Nierenkapsel umgeben und weisen drei verschiedene Bereiche auf:

• Nierenrinde (Cortex): Die äußere Schicht, in der die Urinproduktion durch Filterung des Blutes beginnt.
• Nierenmark (Medulla): Hier werden Stoffe resorbiert, die zuvor nicht aufgenommen wurden. Zudem werden für den Körper unnötige Substanzen extrahiert.
• Nierenbecken: Es steht in Verbindung mit den Kanälen des Marks, sammelt den restlichen Urin und leitet ihn in den Harnleiter zum Transport in die Harnblase weiter.

Die Außenseite jeder Niere beherbergt etwa eine Million Nephrone. Jedes Nephron besteht aus einer Bowman-Kapsel (doppelwandige Zellen), die den Glomerulus (ein Kapillarknäuel) umschließt. Zudem gibt es die ca. 3 cm langen Nierenkanälchen sowie die U-förmige Henle-Schleife.

Harnleiter

Der Harnleiter ist ein etwa 30 cm langes, hohles Rohr, das die Niere mit der Blase verbindet und den Urin dorthin transportiert. Die Kontraktion der Muskelwände unterstützt diesen Vorgang.

Harnblase

Die Blase ist ein muskulöser Sack im Becken, der den Urin aus den Harnleitern speichert. Die Muskelwand entspannt sich im leeren Zustand; bei Füllung registrieren Rezeptoren die Dehnung und senden Signale an das zentrale Nervensystem. Die Entleerung erfolgt schließlich über die Harnröhre.

Zusammensetzung des Urins

Urin besteht zu 95 % aus Wasser und weiteren Molekülen wie Harnsäure, Harnstoff, Kreatinin sowie Ionen (Natrium, Kalium, Phosphor etc.). Harnstoff ist für den Körper sehr giftig. Harnsäure ist ein Abfallprodukt von Nukleinsäuren, während Kreatinin aus dem Muskelstoffwechsel stammt. Die Ionen werden über die Nahrung aufgenommen.

Stufen der Urinbildung

• Filtration: Der Durchgang von Körperflüssigkeiten in die Ausscheidungsröhren. Dieser Primärurin enthält Abfallstoffe, aber auch wertvolle Moleküle, die später resorbiert werden. Die Filtration geschieht am Übergang der Bowman-Kapsel zu den Glomeruli.
• Resorption: In den Ausscheidungsröhren gewinnen die Zellen große Mengen an Wasser und Wertstoffen aus dem Primärurin zurück.
• Sekretion (Ausscheidung): Stoffe wie K+-Ionen werden aktiv aus dem Blut in die Ausscheidungsröhren abgegeben. Die Nierenkanälchen entfernen so zusätzliche Abfallprodukte aus dem Blut.
• Konzentration: Während das Filtrat das Sammelrohr passiert, werden Wasser und Ionen absorbiert. In Gegenwart des Hormons ADH wird das Rohr durchlässig für Wasser, wodurch der Urin konzentriert und hyperton gegenüber dem Plasma wird. Ohne ADH bleibt die Wand undurchlässig und der Urin hypoton.

Schließlich fließt der Urin durch die Sammelröhren in das Nierenbecken, über den Harnleiter in die Blase und wird über die Harnröhre ausgeschieden.

Der Wasserhaushalt des Körpers

Wasser gelangt durch Trinken und feste Nahrung in den Körper. Ein Teil entsteht zudem beim Nährstoffabbau in den Zellen (metabolisches Wasser). Der Körper gibt Wasser über Urin, Schweiß, Atemluft und den Stuhl (Fäzes) ab. Wasser stellt das flüssige Medium für chemische Reaktionen dar, reguliert die Körpertemperatur und dient dem Transport. Es macht etwa 60 % des gesamten Körpergewichts aus. Aufnahme und Abgabe von Wasser sollten stets ausgeglichen sein.

Gefahr der Wasservergiftung

Bei übermäßigem Schwitzen und anschließendem Auffüllen des Flüssigkeitsverlusts mit reinem (destilliertem) Wasser kann es durch Osmose zu einem Ungleichgewicht in den Zellen kommen. Dies beeinträchtigt das zentrale Nervensystem und kann in extremen Fällen zu Krämpfen, Koma und zum Tod führen.