NIERE

Die Niere und ihre physiologische Eigenschaften

Introduction

Die Niere ist ein paarig angelegtes Organ, das zudem zwei unabhängige Kanalsysteme besitzt. Das Blut bildet erstens ein Kapillarsystem aus zu hinterandergeschaltete Elemente. Das Blut flieest nach dem ersten Kapillarnetz immernoch sauerstoffreich : man spricht deshalb von einem arteriellen Wundernetz (Wie in der Milz?).

Das zweite Kanalnetz, in dem der Urin fliesst, ist im wesentlichen nur eine Aufszweigung der Harnleiter, der überflüssige Körpersäfte in mehreren kleinen Trichtern (Bownman kapsel) auffängt und in die Harnblase transportiert.

Prinzip der Mülltrennung.

Die Nierenzellen besitzen eine für den Körper spezifische and annährend konstant Zahl von Enzymen, die von den wichtigen Stoffen (na+, Cl-) genau so viele zurückholen, wie der Körper gerade benötigt.

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I.              Anatomische Beschreibung

Topographie : überkreuzt von 11. bzw. 12 Rippen, Nierenhilum liegt auf Höhe des I. Lendenwirbelkörper, bzw. II.

Gefäßversorgung

Durch die Aa. renalis sinistra und dextra, die paarigerweise aus der Aorta thoracica entspringen, und die Vv. Renalis sinistra und destra, die in die V. cava inferior münden.

Die V. renalis sinistra bekommt Blut aus der V. ovarica, vzw. Testicularis sinistra, sowie der V. suprarenalis sinistra, wobei die rechte Elemente direkt in der V. cava inferior münden. Es besteht jedoch eine Anastomose der V. suprarenalis sinistra mit der V. Phrenica inferior sinistra. Die Aa. Suprarenalis superior dextra und sinistra entstehen doch aus den Aa. Phrenicae inferiores dextra und sinistra. Die medias sind eigenständig (direkt aus der Aorta), die inferiores kommen aus den Aa. Renales dextra und sinistra.

Die Aa. Renales verweigen sich zuerst in den Aa. Segmenti: Der Ramus posterior gibt nur eine Arterie, die A. segmtenti posterioris, die anterior 4 Segmenti (superioris, anterioris superioris, anterioris inferioris, inferioris). Im Sinus renalis werden die Aa. Interlobares abgegeben, die in die Columnae renales eintreten und sich in die Aa. Arcutae fortsetzen, die zwischen Rinde und Mark verlaufen. Diese entsenden die Aa. Corticales radiatae (bzw. Aa. Interlobularis) die zwischen den Markstrählen aufwärts ziehen. Aus ihnen entspringen die Vasa afferentia für die Glomeruli. Diese werden nach Passage des Kapillärknäuels der Glomeruli in der Vasa effentia umgeschaltet. Die oberflächigen und Midkortikalen vasa efferentia versorgen dann die Rinde, die juxtamedullären den Mark.

Feinarchitektur des Kapillärknäuels:

Das Mesangium liegt im Zentrum des Kapillarknäuels (= Rückgrat).

Die Podozyten bilden das viszerale Epithel. Sie ragen mir ihrem Zellleib in den Harnraum und entsenden dicke Primärfortsätze, von denn Füße (sekundärfortsätze) abgehen. Diese sind mittels Integrine an der GBM verankert und bilden ein unvollständige Abdeckung der Kapillären gegenüber dem Harnraum. Es verbleiben Schlitze, die von einem Schlitzdiaphragma überbrückt sind. Die zum Harnraum gewandete Plasmamembran ist von einer anionischen Glykokalix bedeckt.

Die Glomerulare Basalmembran (GBM) liegt zwischen Kapillarendothel bzw. Mesangiums einerseits, und Podozyten anderseits.

Der glomeruläre Filter (Blut-Harn-Schranke) besteht aus 3 Lagen:

-               Kapillarendothel

-               Basalmembran

-               Podozytenfüße.

Tubulussystem, Sammelrohre und Nierenkelche münden im Nierenbecken, wo die Flüssigkeit im Ureter zur Harnblase transportiert wird. Während der Miktion (Mechanismus: M. detrusor vesicae, trigonum vesicae, uvula ostium urethrae internum, Einegngung der Ureter damit kein Reflux. Unwillkührliche (m. sphincter urethrae internus, deren Fasern sich vom M. detrusor vesicae abspalten, vegetativ innerviert) und willkürliche (M. sphincter urethrae externus als Abspaltung des M. transversus perinei profundus, die eine Schlinge bildet) Mechanismen.

Im Sammelrohr kommen Hauptzellen und Schaltzellen vor.

Das Juxtaglomerulärer Apparat ist morphologisches Korrelat für die tubuloglomeruläre Rückkopplung und für das Renin-Angiotensin System.

Die Niere als endokrines Organ: sezeniert Renin, Erythropoetin, Calcitriol.

Die Nebenniere sezeniert Mineralcorticoide (zona glomerulosa), Glucocortidoide (-> Cortison, zona fasciculata und zona reticularis), Androgene (-> Testosteron, zona reticularis) und Katecholamine (Mark).

Innervation

Bezug zum Plexus lumbalis : die sympatische vegetative Nervenfasern, die splanchnici lumbales, sowie von Fasern aus dem thorakalem Bereich (N. Splanchnici minor, N. Splanchici imus).Doch die Niere selbst liegt in enge Nachbarschaft zu den N. Ilioinguinalis einerseits, dem N. Iliohypogastricus anderseits. (auch N. subcostalis). Durch pathologische Vergrößerung der Niere können diese komprimiert werden.

Die Neurone werden in den Ganglia aorticorenale, renalia (2) umgeschaltet, und dann durch den plexus renalis zur Niere, und teilweise auch zum Plexus uretericus. Die parasympathische Innervation erfolgt über den truncus vagalis posterior.

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II.            Wasser- und Elektrolythaushalt, Nierenfunktion

a)

Die Nieren sind das wichtigste Organ zur Regulation des Wasser- und Elektrolythaushalts und spielen eine zentrale Rolle bei der Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und Fremdstoffe.

Darüber hinaus produzieren die Nieren Hormone, die auf den Blutdruck, den Eletrolythaushalt und die Blutbildung Einfluss nehmen.

è  im proximalen Tubulus steht die Rückresorption großer Mengen von Eletrolyten, Glucose und Aminosäuren im Vordergrund.

è  Die Niere kann als Organ des Säure-Basen-Haushalts Sauren und Basen mit dem Harn auscheiden (Bedeutung der Carboanhydrase). Dabei ist das einzigartige Zusammenspiel zwischen Gluconeogenese und Protonenauscheidung, also die Regulation zweier völlig verschiedener Systeme wichtig. Die Niere gewährleistet damit gleichzeitig die Zuckerbereitstellung und die Konstanthaltung des Ph-Werts.

Während das Ammonium (NH3), also Produkt der Glutamat-Dehydrogenase (die aus Glutamat alpha-Ketoglutarat macht. Die „desaminierte“ (?) Aminosäure Glutamin wird in 2 Schritte zu Glutamat und NH3 dann alpha-ketoglutarat und NH3 umgewandelt. Das Ammoniak NH3 kann  problemlos in das Tubuluslumen diffundieren. Dagegen mussen die Protonen über einen Na+/H+ Antiport ins Lumen geschaffen. NH3 und H+ (durch die Carboanhydrase entsteht aus H2O und CO2 HCO3- und H+) reagieren dann spontan zu NH4+ (Ammonium), das jetzt geladen ist und deshalb nicht rückdiffundieren kann. Beide systeme der Gluconeogenese und des Säure-Base-Haushalt werden so kombiniert.

Auf diese Weise können also problemlos Protonen ausgeschieden werden (der pH-Wert steigt).

Doch diese Protonen stimulieren sogar das Schlüsselenzym der Gluconeogenese (Phosphoenolcarboxylase) und ermöglicht dadurch die Bereitstellung des NH3.

b)

DAS RAS-SYSTEM

c)

Die Synthesefunktion: Erythropoetin, Calcitriol, Kreatin/Kreatinin

Kreatin wird in der Niere aus Arginin und Glycin hergestellt. Also Produkte entstehen dabei Guanidinoacetat und Ornithin. Kreatin dient im Muskel als Energiespeicher (Kreatinphosphat), der bei Muskelarbeit am schnellsten freies ATP zur Verfügung stellen kann.

Kreatin wird immer prozentmäßig zu Kreatinin abgebaut.

d)

Stoffe, die auf die Niere wirken :

1/

Parathormon/Calcitriol/Calcitonin

Wirkung auf der Niere:

Parathormon :   Calcium-Rückresorption

                        Phosphatauscheidung

Calcitriol:          Calcium-Rückresorption

                        Phosphat-Rückresorbtion

Calcitionin:       Calciumausscheidung

                        Phosphatauscheidung

2/

Atriopeptin: Atriopeptin wird im Vorhof (v.a. des rechten Herzes) gebildet und bei vermehreter Dehnung (zuviel Volumangebot an das Herz) ans Blut abgegeben. Es bewirkt an der Niere eine Förderung der glomerulären Filtration und eine Hemmung der Natriumrückresorption. Dadurch wird vermehrt Wasser ausgeschieden und das Blutvolumen verringert. Dadurch sinkt sowohl der Blutdruck als auch die Vorlast im Herzen.

Adiuretin: …

3/

Prostaglandine werden sowohl im Nierenmark als auch in der Nierenrinde gebildet.

d)        

PHYSIOLOGISCHE BESTANDTEILE DES URINS

Harnstoff

Kreatinin

Harnsäure

Nitrat : sehr wenig, stammt vom Abbau von NO (-> bestimmte Bakterien wandeln jedoch Nitrat in Nitrit um, daher nimmt man Nitrit als Indikator für eine spezielle Bakteriensiedlung)

Freie Aminosäuren : 0,8 g/Tag

Proteine: Urin ist nahezu eiweissfrei.

Zahlreiche Hormone, bzw. deren Abbauprodukte weren renal ausgeschieden : Adrenalin, Noradrenalin, Steroide, Gonadotropine, Serotonin, Vanillinmandelsäure, 5-Hydroxyindolessigsäure, Choriongonadotropin (Schwangerschaftstest) und LH (Verhütungsmethode…)

Ketonkörper (Aceton, Acetacetat, ß-Hydroxybutyrat). Bei diabetischer Stoffwechsellage und im Hungerzustand hohe Konzentrationen.

è  Kohlenhydraten dürfen beim gesundem Mensch nicht auftreten.

è  Blut, Hämoglobin, Porphyrine oder Bilirubin dürfen nicht auftreten.

è  Zuviel Protein deuten auf eine Schädigung der Nierenfilters hin.

e)

PATHOLOGIE

Nephrolithiasis

Urolithiasis

= Nierensteine (2/3 sind Calciumoxalatsteine bzw. Gemische aus Calciumoxalat und Calciumphosphat. Der Rest sind Uratsteine oder Magnesium-Ammonium-Phosphatsteine.

XXX

NA UND…???