Nephron, Nierenfunktion und Urinbildung – Aufbau & Prozesse

Das Nephron

Das Nephron ist die funktionelle und anatomische Einheit der Nieren, die für die Filterung des Blutes und die Reabsorption von Substanzen verantwortlich ist, die für den Körper notwendig sind.

Anatomische Bestandteile des Nephrons

• Bowman-Kapsel: Das Ende des Nephrons ist topfförmig und umgibt ein Netzwerk von Kapillaren, den Glomerulus. Dieser ist mit einer zuführenden (afferenten) und einer abführenden (efferenten) Arteriole verbunden.
• Proximaler gewundener Tubulus (proximaler Tubulus): Er ist stark gewunden und deshalb serpentinartig.
• Schleife von Henle: Ein verengter Abschnitt des Tubulus mit einem absteigenden und einem aufsteigenden Ast.
• Distaler Tubulus und Sammelrohr: Der distale Tubulus ist eine Fortsetzung der Henle-Schleife und kommuniziert mit dem Sammelrohr. Das Sammelrohr mündet in das Nierenbecken.

Bildung des Urins

Die Bildung des Urins erfolgt in drei Phasen:

1) Glomeruläre Filtration

Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) ergibt sich aus der Passage von Plasma durch die Kapillaren des Glomerulus in die Bowman-Kapsel. Zellen werden nicht filtriert; Blutkörperchen und die meisten Plasmaproteine verbleiben im Blut. Das Filtrat enthält Glukose, Aminosäuren, Vitamine, Elektrolyte (z. B. Natrium, Chlorid), Wasser sowie Abfallprodukte wie Harnstoff, Harnsäure und Kreatinin. Die GFR beträgt etwa 125 ml/min.

2) Tubuläre Rückresorption

Bei der tubulären Rückresorption werden Substanzen entweder durch passive Diffusion oder durch aktiven Transport aus dem Tubuluslumen wieder in das Blut aufgenommen. Der Großteil der filtrierten Flüssigkeit und der gelösten Stoffe wird entlang der Nephrone rückresorbiert.

• Proximaler Tubulus: Hier werden erhebliche Mengen an Wasser, Glukose, Vitaminen, Aminosäuren, Harnstoff, Chlorid-Ionen usw. rückresorbiert.
• Schleife von Henle: Im absteigenden Ast wird vor allem Wasser rückresorbiert, im aufsteigenden Ast werden Natrium und Chlorid aktiv transportiert (Reabsorption von Salzen).
• Distaler Tubulus & Sammelrohr: Diese Abschnitte regulieren die weitere Reabsorption von Wasser und Natrium und passen so die endgültige Urinkonzentration an.

In Summe werden etwa 124 ml/min des Filtrats wieder rückresorbiert (großer Teil der filtrierten Menge), so dass nur ein kleiner Rest weitergeleitet wird.

3) Tubuläre Sekretion

Bei der tubulären Sekretion werden zusätzlich Stoffe aktiv aus dem Blut in das Tubuluslumen transportiert (z. B. bestimmte Arzneimittel, überschüssige Ionen, Harnstoff). Die Flüssigkeit gelangt anschließend in die Sammelrohre, wo Wasser weiter rückresorbiert werden kann. Der endgültige Urin fließt in das Nierenbecken und weiter durch den Ureter in die Harnblase.

Die Harnblase speichert gewöhnlich bis zu etwa 0,5 l. Die tägliche Urinmenge liegt im Mittel bei etwa 1,5 l.

Andere Mechanismen der Ausscheidung

Verschiedene Tiergruppen haben angepasste Mechanismen zur Salz- und Wasserregulation:

Schildkröten und Eidechsen

Schildkröten und einige Eidechsen scheiden Salz über spezielle Salzdrüsen in der Nähe der Augen aus; Krokodile besitzen ähnliche Drüsen an der Zunge.

Süßwasserfische (Español corregido)

Los peces de agua dulce: la concentración de sales en su sangre y líquidos tisulares es muy superior a la del agua donde viven, por lo que el agua tiende a entrar en su cuerpo a través de superficies porosas como los ojos, las branquias y la cavidad bucal. Como consecuencia, producen grandes cantidades de orina muy diluida y no siempre beben agua.

Meeresfische

Meeresfische haben eine Gewebsflüssigkeit, deren Salzkonzentration geringer ist als im Meerwasser; deshalb tendiert Wasser, aus dem Körper zu entweichen. Sie trinken viel Meerwasser, produzieren nur geringe Mengen an stark konzentriertem Urin und scheiden überschüssiges Salz über die Kiemen aus, was energetischen Aufwand erfordert.

Seevögel

Seevögel nehmen große Mengen Salz mit der Nahrung und mit Trinkwasser auf. Zur Ausscheidung besitzen sie Salzdrüsen über den Augen bzw. am Schnabel, die sehr konzentrierte salzhaltige Tropfen absondern.

Kreatinin: Kreatinin stammt aus dem Abbau von Kreatin im Muskelstoffwechsel und dient als wichtiger Parameter zur Abschätzung der Nierenfunktion.