Definition

Die Niere ist ein paariges lebenswichtiges Organ, das Abfallprodukte aus dem Blut entfernt und den Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt im Körper reguliert. Es ist nur eine notwendig, aber wegen der Bedeutung dieses Organs haben wir zwei; sollte eine ausfallen, gibt es einen Ersatz. Die Nieren enthalten zahlreiche Nephrone – Miniatur-Filtersysteme, die den Salz-, Wasser-, Glukose- und Aminosäurespiegel im Blutplasma-Filtrat regulieren, das schließlich zu Urin wird. Die Niere sondert auch zwei Hormone ab, Renin und Erythropoetin.

Lage der Niere

Die Nieren befinden sich auf Hüfthöhe und an der hinteren (hinteren) Wand des Bauches. Sie sind teilweise von den Rippen bedeckt. In etwa 95 % der Fälle ist die linke Niere etwas höher gelegen als die rechte. Wenn die rechte höher liegt als die linke, können andere Pathologien vorliegen.

Jede Niere ist durch den Brustkorb, das perirenale (perinephrische) Fett, die Nierenkapsel und die Rückenmuskulatur geschützt. Diese lebenswichtigen Organe liegen nicht in der Bauchhöhle, sondern sitzen hinter dem Bauchfell – sie sind retroperitoneal.

Nierenanatomie

In der Nierenanatomie werden diese Organe fast immer als bohnenförmig beschrieben – daher kommt auch der Name Nierenbohne; sowohl Form als auch Farbe sind ähnlich.

Die Nieren des Menschen sind etwa zehn Zentimeter lang und fünf breit. Zusammen mit den Harnleitern, der Harnröhre und der Blase bilden sie das Harnsystem.

Jedes Organ ist von einer zähen Membran bedeckt, der Nierenkapsel. Diese Membran hält das weiche innere Gewebe an seinem Platz und bietet eine zusätzliche Schutzschicht. Außerhalb dieser Kapsel befindet sich eine Fettschicht – die perirenale Fettkapsel. Diese Fettschicht wird von der Nierenfaszie bedeckt.

Die Anatomie der Niere beginnt am Nierenhilus, auch Nierenhilum oder Pedikel genannt. Dies ist die Einbuchtung, die die bohnenartige Form erzeugt. Hier haben die Nierenarterien, die Nierenvenen und der hohle, muskulöse Schlauch des Harnleiters Zugang zum inneren Gewebe.

Schneidet man die Niere eines beliebigen Tieres senkrecht durch, so findet man die gleichen Grundstrukturen wie bei einem menschlichen Exemplar. In der Nähe des Hilus befindet sich ein weißer Bereich des Gewebes. Dieser ist von fast dreieckigen Klecksen umgeben. Der äußere Rand einer frisch präparierten Niere ist tief rötlich-braun.

Becken

Das weiße Gewebe, wie es im obigen Bild zu sehen ist, wird Nierenbecken, pelvis renalis oder Pyelum genannt. Das Wort pelvis bedeutet Becken – in diesem Fall eine Sammel- und Abflussstelle für Flüssigkeit. Das Becken ist ein Trichtersystem, das den neu gebildeten Urin von den Nierenkelchen zum Harnleiter bringt.

Medulla

Das Nierenmark ist der nächste Funktionsbereich und ist an der Form der Nierenpyramiden zu erkennen. In den Pyramiden befinden sich die Nephronschlingen, Teile der Tubuli convolutae und die Sammelkanäle. Die Pyramiden leiten den Urin in die Kelche ab, die den Urin in das Nierenbecken bringen; der gesamte Urin verlässt die Niere über den Harnleiter.

Rinde

Die dritte funktionelle Struktur ist die Nierenrinde, die die Bowman-Kapseln, den Glomerulus (Kapillarnetz) und Teile der gefalteten Tubuli der Nephrone enthält. Interstitielle Zellen in der Nierenrinde produzieren auch das Hormon Erythropoietin (EPO).

Renin-produzierende Zellen befinden sich sowohl in der Medulla als auch in der Rinde, nahe den Nephronen. Diese sezernieren ein Hormon namens Renin, das eine wichtige Rolle bei der Blutdruckregulierung spielt.

Blutversorgung

Die linke und die rechte Niere werden über die linke bzw. rechte Nierenarterie mit Blut versorgt; diese sind Zweige der Bauchaorta (die dicke, zentrale Arterie in der Abbildung unten). Die Aorta bringt sauerstoff- und nährstoffreiches Blut in das Organ; dieses Blut enthält jedoch auch Abfallprodukte.

Am Hilus teilt sich die Nierenarterie in Arteriolen und dann in unzählige Kapillaren. Die Kapillaren sind dicht über die gesamte Niere verteilt und bilden auch am Anfang jedes Nephrons engmaschige Netzwerke (Glomeruli).

Nephrone

Nephrone sind einzelne Filtersysteme; die durchschnittliche menschliche Niere enthält zwischen 200.000 und mehr als 2,5 Millionen Nephrone. Ab der 36. Schwangerschaftswoche werden keine neuen Nephrone mehr gebildet.

Abfallprodukte verbleiben im Filtrat des Blutplasmas, das sich seinen Weg durch die Länge eines Nephrons bahnt. Die endgültige Lösung – der Urin – gelangt in ein Netz von Sammelkanälen, die an jeder Pyramidenbasis in einzelne Öffnungen (Nierenpapillen) münden. Von diesen Papillen geht der Urin in die Kelche über.

Nephrone werden in zwei Einheiten unterteilt – das Nierenkörperchen und den Nierentubulus. Das Korpuskel beschreibt die Kapillargruppe (Glomerulus) und die Bowmansche Kapsel. Diese befinden sich innerhalb der Nierenrinde. Die Bowmansche Kapsel nimmt das Filtrat aus dem Glomerulus durch passiven Transport auf. Dies ist die Filtrationsphase der Urinproduktion.

Nephrontubuli absorbieren und sezernieren verschiedene kleine Moleküle und Ionen an bestimmten Stellen. Der Vorgang, bei dem Moleküle über die Bowman-Kapsel und das interstitielle Gewebe in die Tubuli gelangen, wird als Absorption bezeichnet. Moleküle, die aus dem Filtrat in die interstitielle Flüssigkeit zurückkehren, werden als Reabsorption bezeichnet. Unter Sekretion versteht man die Zugabe von anderen Produkten in die Tubulusflüssigkeit, die den Nieren bei der Regulierung des pH-Werts und der Elektrolytwerte helfen. Exkretion ist der Transfer von Wasser, Ionen, Kreatinin, Toxinen und Harnstoff – den Bestandteilen des Urins – in die Sammelkanäle.

Die Bowman-Kapsel ist an den proximalen Tubulus convolutedis angeschlossen. Dieser Bereich ermöglicht die Rückresorption von Natrium- und Chlorionen, Wasser, Aminosäuren, Glukose und Vitaminen in das Blut. Wasserstoff- und Kaliumionen, Phosphat, Zitronensäure, Ammoniak (NH3) und Harnstoff werden aus dem interstitiellen Gewebe in den Tubulus aufgenommen.

Die absteigende und aufsteigende Henlé-Schleife befinden sich im Nierenmark. Die absteigende Schleife ermöglicht vor allem die Wasserrückresorption. Die aufsteigende Schleife nimmt Chlor- und Natriumionen sowie Harnstoff aus den nahe gelegenen Sammelkanälen auf. Die aufsteigende Henlé-Schleife ist für Wassermoleküle undurchlässig.

Der distale Tubulus convolutus mündet in einen Sammelkanal und ermöglicht die Rückresorption von Salz (NaCl), Calciumionen und Wasser. Der Tubulus absorbiert Bikarbonat, Wasserstoff- und Kaliumionen sowie Ammoniak. Wasserstoff und Bikarbonat müssen im Gleichgewicht sein, um den pH-Wert des Körpers zu gewährleisten. Der pH-Wert des arteriellen Blutes liegt zwischen 7,35 und 7,45 – ein extrem enger Bereich.

Absorption und Reabsorption erfordern sowohl passive als auch aktive Transportmechanismen.

Nierenfunktion

Die Nierenfunktion ist nicht nur die Beseitigung von Abfallprodukten, obwohl dies unglaublich wichtig ist. Ohne mindestens eine funktionierende Niere würden wir ohne medizinischen Eingriff sterben.

Flüssigkeitshaushalt

Wie bereits erwähnt, ist die Henlé-Schleife wichtig für die Flüssigkeitsregulierung (Wasserhomöostase). Unser gesamtes Blut wird – im Durchschnitt – fünfzehnmal am Tag gefiltert. Wenn wir dehydriert sind, nimmt die absteigende Henlé-Schleife weniger Wasser auf und lässt Wassermoleküle in das interstitielle Gewebe rückresorbieren. Der Urin sieht dann dunkler aus.

Die Wasserhomöostase in der Niere wird durch das von der Hypophyse ausgeschüttete antidiuretische Hormon (ADH) reguliert. Bei niedrigem Wassergehalt erhöht ADH die Wasserrückresorption in der absteigenden Henlé-Schleife.

Blutdruckregulation

Die Nieren sind Teil des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS), das den Blutdruck und den Flüssigkeitshaushalt kontrolliert. Die Regulierung des Blutdrucks hat viel mit dem Flüssigkeitshaushalt zu tun; im Gegensatz zum Flüssigkeitshaushalt, der überwiegend unter dem Einfluss von ADH steht, hängt die Blutdruckregulierung jedoch von anderen Hormonen ab.

Renin ist der erste Schritt im RAAS-System. Ein niedriger Natriumspiegel oder ein niedriges Blutvolumen löst die Freisetzung von Renin aus der Nierenrinde aus. Renin wird benötigt, um Angiotensinogen in der Leber in Angiotensin I umzuwandeln. Ein weiteres Enzym – Angiotensin-converting-enzyme – wird in der Lunge produziert und wandelt Angiotensin I in Angiotensin II um. Angiotensin II bewirkt eine Gefäßverengung in den peripheren Blutgefäßen und erhöht so den Blutdruck.

Gleichzeitig löst Angiotensin II die Ausschüttung von Aldosteron aus den Nebennieren aus. Obwohl die Nebennieren oberhalb der Nieren liegen, handelt es sich um getrennte Organe. Aldosteron weist die Nephrone an, Natrium und Wasser in das interstitielle Gewebe rückresorbieren zu lassen und Kalium in den Urin auszuscheiden.

Elektrolytgleichgewicht

Sportler konsumieren häufig Getränke mit zugesetzten Elektrolyten. Durch das Schwitzen werden wichtige, in Wasser gelöste Mineralien (Elektrolyte) ausgeschieden. Dieser Verlust tritt auch bei Erbrechen oder Durchfall auf.

Die häufigsten Elektrolyte im Körper sind Natrium, Chlorid, Kalium, Magnesium, Phosphat und Bikarbonat. Jeder dieser Mineralien hat mehrere wichtige Funktionen.

Natrium und Chlorid haben eine starke Affinität zu Wasser, und gesunde Nieren sind sehr gut darin, überschüssiges Salz aus dem Körper zu entfernen. Wenn du eine sehr salzige Mahlzeit isst, wirst du wahrscheinlich Durst verspüren und innerhalb kurzer Zeit auf die Toilette gehen müssen. Das liegt daran, dass die Nieren die Bestandteile des Salzes ausscheiden und Salz viel Wasser mit sich bringt. Das zusätzliche Wasser füllt die Blase, und der Mangel an rückresorbiertem Wasser stimuliert die Freisetzung des antidiuretischen Hormons, das ein Durstgefühl auslöst.

Natrium und Chlorid sind auch für die Zellsignalisierung und Muskelkontraktion wichtig. Natrium und Kalium haben entgegengesetzte Wirkungen und werden, wenn sie unausgewogen sind, mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht. Phosphat ist ein wichtiger Mineralstoff für Knochen, Zähne, Nerven und Muskeln. Magnesium ist an über 300 verschiedenen biochemischen Reaktionen im Körper beteiligt.

Bikarbonat ist ein natürliches Alkali, das dazu beiträgt, den pH-Wert des Körpers zu regulieren. Kohlendioxid und Wasserstoffionen sind sauer; während wir Kohlendioxid ausatmen können, müssen andere Säuren neutralisiert oder entfernt werden. Alkalische Bicarbonat-Ionen und saure Wasserstoff-Ionen bilden die Grundlage der pH-Homöostase im Körper; sie können in den Urin aufgenommen oder aus ihm resorbiert werden.

Toxin-Entfernung

Zusammen mit der Leber tun die Nieren ihr Bestes, um uns vor Toxinen zu schützen. Bisse von Giftschlangen führen zur Blutgerinnung; Bestandteile des Gerinnungsmechanismus sammeln sich in den Nierensammelkanälen. Selbst bei sofortiger Behandlung kann eine Vergiftung zu einer akuten Nierenschädigung oder zu dauerhaftem Nierenversagen führen.

Toxine können kleine, mittlere oder große Moleküle sein. Große Moleküle und die meisten Zellen sind zu groß, um in eine gesunde Bowman-Kapsel zu gelangen; stattdessen bleiben sie im Blut. Die Leber spaltet diese Moleküle in kleinere auf.

Toxine können jedes Abfallprodukt sein – zum Beispiel abgebaute tote Zellen und Nebenprodukte der Zellatmung. Eine Vielzahl von Toxinen verlässt den Körper über den Urin.

Geschädigte Nephrone sind sehr durchlässig – das Auftreten größerer Eiweißmoleküle im Urin wie Albumin und/oder rote Blutkörperchen ist oft ein Hinweis darauf, dass eine oder beide Nieren geschädigt sind.

Erythropoetin-Produktion

Erythropoetin oder EPO ist ein Hormon, das die Produktion roter Blutkörperchen erhöht.

Wenn der Körper einen geringeren Sauerstoffgehalt im Körper feststellt, werden mehr rote Blutkörperchen produziert, um den verfügbaren Sauerstoff zu den Geweben zu transportieren. Auf Meereshöhe enthält die Luft etwa 21 % Sauerstoff, in 6.000 Fuß Höhe sind es nur noch 9,5 %. Menschen, die in großen Höhen leben, haben mehr rote Blutkörperchen.

Einige Profisportler verwenden illegal EPO, um die Sauerstoffversorgung der Muskeln zu erhöhen. Im Jahr 2009 wurde die marokkanische Läuferin Mariem Alaoui Selsouli wegen der Einnahme von EPO für zwei Jahre vom Sport ausgeschlossen. Der italienische Marathonläufer Roberto Barbi wurde lebenslang gesperrt, nachdem er 2001 und 2008 positiv auf EPO getestet worden war.

Vitamin-D-Aktivierung

Die Niere spielt eine wesentliche Rolle im Vitamin-D-Aktivierungsweg. Mit der Nahrung oder nach Sonneneinstrahlung aufgenommen, wird Vitamin D zur Leber transportiert, wo es in Calcidiol umgewandelt wird. Gesunde Nieren haben viele Rezeptoren für Calcidiol und wandeln es in eine aktive, brauchbare Form von Vitamin D um, die Calcitriol genannt wird.

Calcitriol ist wichtig für die Knochengesundheit, die Kalziumaufnahme, das Zellwachstum, die Muskelfunktion und die Immunität. Menschen mit chronischer Nierenerkrankung benötigen manchmal eine Calcitriol-Ergänzung – es macht keinen Sinn, ihnen die inaktive Form von Vitamin D zu geben, da es die Nieren sind, die die inaktive Form in die aktive Form umwandeln.

Nierenerkrankungen

Nierenerkrankungen und -störungen sind häufig – die vielen winzigen Bestandteile können leicht beschädigt werden, und als lebenswichtiges Organ kann jedes Problem mit der Blutversorgung in einer Katastrophe enden.

Niereninfektion

Niereninfektionen sind meist die Folge von unbehandelten oder resistenten Infektionen der unteren Harnwege. Die Infektion beeinträchtigt die Nierenfunktion und verursacht starke Schmerzen. Die Behandlung von Niereninfektionen erfolgt in der Regel mit spezifischen (Schmalband-)Antibiotika.

Nierensteine

Nierensteine oder Nierensteine sind mineralische Ablagerungen, die oft entstehen, wenn bestimmte Nahrungsmittel mit zu wenig Wasser oder in Kombination mit harntreibenden Mitteln verzehrt werden. Kleine Nierensteine verursachen nur wenige Symptome; sie werden beim Wasserlassen ausgeschieden. Das Ausscheiden eines Nierensteins ist in diesem Fall schmerzlos.

Wenn er nicht ausgeschwemmt wird, können weitere Mineralschichten die Größe eines Nierensteins erhöhen. Die Symptome äußern sich in quälenden Rücken-, Flanken- und Unterbauchschmerzen auf einer Seite (der betroffenen Seite) des Körpers. Diese Schmerzen sind die Folge der Verstopfung und des hohen Drucks im Inneren des Organs; eine Niereninfektion aufgrund von stagnierendem Urin ist möglich. Ein Nierenstein, der die Urinausscheidung blockiert, ist ein medizinischer Notfall.

Die genauen Verursacher von Nierensteinen, oder zumindest die häufigsten Verursacher, sind Kalzium, Oxalat und Harnsäure. In großen Mengen und ohne genügend Wasser, um sie aufzulösen, verbinden sich die Kristalle zu Nierensteinen. Größere Kristalle werden mit Schallwellen (Lithotripsie) behandelt, die sie ohne kompliziertere und invasive Maßnahmen auflösen. Bleibt dies erfolglos, ist eine chirurgische Entfernung erforderlich. Nach der Operation kann ein Nierenstent eingesetzt werden, um den betroffenen Harnleiter geweitet zu halten; künftige Steine werden dann mit geringerer Wahrscheinlichkeit eine Verstopfung verursachen.

Nahrungsmittel, die Nierensteine verursachen, sind oxalat- und phosphatreiche Lebensmittel wie Cola, Nüsse, Bohnen, Bier, Schokolade, Organfleisch, Geflügel und dunkles Blattgemüse.

Polyzystische Nierenerkrankung

Eine weitere Erkrankung, die mit diesen lebenswichtigen Organen in Verbindung steht, ist die polyzystische Nierenerkrankung (PKD). PKD ist eine autosomal-dominante Erbkrankheit, die bis zu einem von tausend Menschen betrifft. Die polyzystische Nierenerkrankung beschreibt flüssigkeitsgefüllte Zysten, die sich an und in den Nieren bilden. Zu den Symptomen gehören chronischer Bluthochdruck und übermäßige Abfallprodukte im Blut. PKD kann zu Niereninfektionen, -verletzungen, -versagen oder -krebs führen. Die einzige „Heilung“ ist eine neue Niere; viele Patienten stehen auf der Warteliste für eine Nierentransplantation.

Hufeisenniere

Eine Hufeisenniere ist das Ergebnis von zusammengewachsenen Nieren, die eine Hufeisenform bilden. Sie ist relativ häufig – etwa eines von 500 Kindern wird mit dieser angeborenen Störung geboren. Zu den Symptomen einer Hufeisenniere gehören Bauchschmerzen, Übelkeit und ein erhöhtes Risiko für Nierensteine und Niereninfektionen. Man geht auch davon aus, dass jemand mit einer Hufeisenniere ein höheres Risiko hat, an Nierenkrebs zu erkranken.

Nierenkrebs

Nierenkrebs ist relativ häufig. Nach Angaben der Amerikanischen Krebsgesellschaft besteht ein höheres Risiko im Alter zwischen 65 und 74 Jahren. Männer haben ein höheres Risiko, an Nierenkrebs zu erkranken, vor allem wenn sie rauchen, fettleibig sind oder unter chronischem Bluthochdruck leiden.

Akute Nierenverletzung

Akute Nierenverletzungen entwickeln sich schnell, vielleicht durch ein Trauma oder eine unbehandelte Infektion, und dauern einige Stunden bis wenige Tage. Dennoch ist es oft notwendig, die Filtrationsfunktion der Niere für diesen Zeitraum durch Hämodialyse zu übernehmen.

Nierenversagen

Nierenversagen in beiden Nieren kann durch eine akute oder chronische Nierenerkrankung verursacht werden. Wenn nur eine Niere versagt, kann die verbleibende Niere – wenn sie gesund ist – alle Funktionen selbständig ausführen. Sind beide Nieren geschädigt, benötigt der Betroffene eine Hämodialyse oder eine Peritonealdialyse. Die Wartezeit für eine gesunde, gewebeangepasste Niere beträgt etwa fünf Jahre. Während dieser Zeit ist eine regelmäßige Dialyse (dreimal wöchentlich) notwendig.

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Bibliographie