Das renale System: Physiologie und Funktion der Niere

Das renale System und seine Aufgaben

Die Aufgabe des renalen Systems ist es, das Gleichgewicht des inneren Milieus so zu regeln, dass sowohl die Ausscheidung von Metaboliten als auch die Beibehaltung von Anaboliten (Ionen), die der Körper benötigt, gewährleistet ist. Die Niere erfüllt ihre Funktion durch verschiedene Mechanismen:

• Glomeruläre Filtrationsrate
• Tubuläre Rückresorption
• Sekretion
• Ausscheidung über den Urin

Die morphofunktionelle Einheit: Das Nephron

Die morphofunktionelle Einheit der Niere ist das Nephron. Es besteht aus einem Glomerulus und einem Tubulussystem. Man unterscheidet dabei den proximalen Tubulus, die Henle-Schleife und den distalen Tubulus, welcher in die Sammelrohre mündet. Die Flüssigkeit, die dort austritt, ist bereits der fertige Urin.

Die Filtration findet im Glomerulus statt, gefolgt von der Rückresorption und der tubulären Sekretion. Es gibt zwei Arten von Nephronen: die kortikalen (Rinde) und die juxtamedullären (Mark). Die Kapillaren sind parallel zum glomerulären System verteilt.

Wasserhaushalt und Funktionen des Harnsystems

Etwa 60 % des Körpergewichts (ca. 40 Liter) bestehen aus Wasser, wovon 15 Liter auf die extrazelluläre Flüssigkeit entfallen.

Zentrale Funktionen:

• Entfernung von Abfallprodukten: Harnstoff, Kreatinin, Harnsäure etc.
• Filtration: Flüssigkeitsaustritt aus den glomerulären Kapillaren in die Nierentubuli.
• Resorption: Transport von Substanzen aus dem Inneren der Tubuli zurück in das Blut.
• Sekretion: Transport von Substanzen aus dem Blut in die Tubuli.
• Ausscheidung: Die Elimination von Fremdstoffen über den Urin.
• Nierenfunktion: Reinigung, Anpassung des Elektrolythaushalts der extrazellulären Flüssigkeit und pH-Korrektur.
• Weitere Aufgaben: Regulierung des Blutdrucks, Hormonausschüttung und Gluconeogenese.

Der Glomerulus und die Filtration

Der Glomerulus entsteht aus einer zuführenden Arteriole (Afferenz) und endet in einer abführenden Arteriole (Efferenz). Der Unterschied zum systemischen Kreislauf besteht darin, dass hier eine Arteriole in eine andere mündet. Der Glomerulus ist in der Bowman-Kapsel enthalten.

Die normale GFR (Glomeruläre Filtrationsrate) beträgt etwa 125 ml/min. Die Filtrationsfraktion beschreibt den Prozentsatz des Plasmas, der zu Urin wird. In den Tubuli findet die Resorption statt, wenn ca. 125 ml/min (180 l/Tag) gefiltert werden.

Funktionen der Tubulusabschnitte

Proximaler Tubulus (TCP)

Der TCP resorbiert 100 % der Glukose und Aminosäuren, 85–90 % des Bikarbonats (HCO3-), Harnsäure und Eiweiß sowie 40–60 % von Wasser, Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium und Harnstoff. Zudem erfolgt hier die Sekretion endogener und exogener organischer Säuren und Basen sowie die Aktivierung von Vitamin D.

Henle-Schleife und Erythropoetin-Synthese

Hier wird ein osmotischer Gradient im Nierenmark durch den Gegenstrom-Multiplikator-Mechanismus erzeugt.

• Absteigender Ast: Resorption von ca. 40 % des gefilterten Wassers.
• Aufsteigender Teil: Resorption von 30–50 % von Na, K, Ca und Mg sowie 5 % des gefilterten Bikarbonats.

Distaler Tubulus (TCD) und Sammelrohr (TC)

Im TCD erfolgt die Resorption von 3–7 % des gefilterten Natriums, Wassers, Kalziums, Bikarbonats, Phosphats und Magnesiums. Im letzten Teil findet die endgültige Regulation der Kaliumausscheidung und die Harnansäuerung durch H+-Ionen statt, reguliert durch Aldosteron. Die abschließende Kontrolle der Wasserausscheidung wird durch das ADH (Antidiuretisches Hormon) gesteuert.

Im Sammelrohr (TC) erfolgt eine Resorption von ca. 5 %, die ebenfalls durch Aldosteron kontrolliert wird, sowie die finale Steuerung der Wasserausscheidung durch ADH.