E10 Niere

Thema

Die Niere filtert kontinuierlich Blutplasma mithilfe von etwa einer Million funktioneller Einheiten, den Nephronen. Jedes Nephron beginnt im Glomerulus, einem Netzwerk von Kapillaren. Dort passiert ein Teil des Plasmas eine Barriere, die Blutzellen und große Proteine ​​zurückhält. Das so gewonnene Filtrat wird später zu Urin.

Die Menge des filtrierten Plasmas hängt vom Kräftegleichgewicht in den Glomeruluskapillaren ab. Der hydrostatische Druck begünstigt den Flüssigkeitstransport in den Filtrationsraum, während der onkotische Druck der Plasmaproteine ​​diesem entgegenwirkt. Die kombinierte Wirkung dieser Kräfte auf alle Nephrone bestimmt die glomeruläre Filtrationsrate (GFR), die bei einem gesunden Menschen etwa 125 ml pro Minute beträgt. Das bedeutet, dass die Nieren täglich ein deutlich größeres Filtratvolumen verarbeiten als das gesamte Plasmavolumen des Körpers.

Etwa 99 % dieses Filtrats werden jedoch anschließend von den Nierentubuli rückresorbiert. Das Verhalten jeder Substanz lässt sich durch ihre renale Clearance beschreiben, also das Plasmavolumen, das pro Zeiteinheit vollständig von dieser Substanz befreit wird. Wenn die Clearance der glomerulären Filtration ähnelt, wird die Substanz ohne nennenswerte tubuläre Rückresorption oder Sekretion filtriert. Ist sie niedriger, erfolgt eine Rückresorption ins Blut; ist sie höher, wird die Substanz zusätzlich zur Filtration aus dem Blut in den Tubulus sezerniert. So kann die Niere die Elimination oder Retention verschiedener Plasmabestandteile selektiv regulieren.

Glukose ist ein wichtiges Beispiel für tubuläre Rückresorption. Normalerweise wird filtrierte Glukose durch spezifische Transporter mit maximaler Kapazität wieder aufgenommen. Solange die filtrierte Menge unterhalb dieser Kapazität bleibt, gelangt praktisch die gesamte Glukose zurück ins Blut und erscheint nicht im Urin. Steigt der Blutzuckerspiegel über etwa 180 mg/dl, erhöht sich die filtrierte Menge so weit, dass diese Transporter gesättigt sind und es zu einer Glukosurie kommt. Einige Diabetesmedikamente hemmen diese Transporter gezielt, wodurch die Glukoseausscheidung im Urin erhöht und somit der Blutzuckerspiegel gesenkt wird. Kreatinin wird zur Abschätzung der Nierenfiltrationsfunktion herangezogen, da es frei filtriert wird und seine tubuläre Verarbeitung begrenzt ist. Die Konzentration von Harnstoff im Blut ermöglicht zusammen mit den Patientenmerkmalen die Schätzung der glomerulären Filtrationsrate (GFR) ohne Urinsammlung. Diese geschätzte Rate dient der Einteilung der chronischen Nierenerkrankung in verschiedene Stadien und erlaubt bei Langzeitbeobachtung die Bestimmung des Fortschreitens der Nierenfunktionsverschlechterung.

Neben der Filtration und Selektion von Substanzen reguliert die Niere die Endkonzentration des Urins. Dazu erzeugt sie mithilfe der Henle-Schleife einen Konzentrationsgradienten im Nierenmark. Die Henle-Schleife transportiert Flüssigkeit in entgegengesetzte Richtungen und erzeugt so einen Multiplikatoreffekt. Dieser Gradient ermöglicht es dem Körper, Wasser aus dem Filtrat rückzuresorbieren, wenn dies notwendig ist.

Die effektive Nutzung dieses Gradienten ist abhängig vom antidiuretischen Hormon (ADH). Ist dieses Hormon vorhanden, fördert es die Bildung von Wasserkanälen im Sammelrohr und erhöht dessen Durchlässigkeit. Wasser diffundiert dann aus dem Filtrat in das konzentrierte Nierenmark und gelangt zurück in den Blutkreislauf. Dadurch entsteht Urin mit geringerem Volumen und höherer Konzentration. Sinkt der ADH-Spiegel, wird das Sammelrohr weniger wasserdurchlässig, und es wird vermehrt verdünnter Urin ausgeschieden.

Produziert der Körper nicht genügend antidiuretisches Hormon (ADH) oder reagieren die Nieren nicht mehr darauf, entwickelt sich ein Diabetes insipidus. Die Nieren verlieren ihre Fähigkeit, den Urin ausreichend zu konzentrieren, das Urinvolumen steigt erheblich an, und wird der Wasserverlust nicht ausgeglichen, kann es zu einer starken Dehydratation kommen. Die Nierenfunktion hängt im Wesentlichen von der glomerulären Filtration, der tubulären Rückresorption und Sekretion sowie der Kontrolle der Urinkonzentration ab. Die Clearance beschreibt den renalen Verbleib jeder Substanz; die Glukosurie zeigt die Grenzen der tubulären Rückresorption an; Kreatinin ermöglicht die Abschätzung der Filtrationskapazität; und der Gradient im Nierenmark reguliert zusammen mit dem antidiuretischen Hormon die Wasserrückhaltung. Durch diese Mechanismen erhalten die Nephrone ein stabiles inneres Milieu aufrecht und scheiden gleichzeitig Abfallprodukte aus dem Körper aus.

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