Anatomie und Physiologie

Die Nieren liegen beiderseits der Wirbelsäule im Retroperitonealraum zwischen dem parietalen Peritoneum und der hinteren Bauchwand, gut geschützt durch Muskeln, Fett und Rippen. Sie sind ungefähr so groß wie eine Faust, wobei die männliche Niere in der Regel etwas größer ist als die weibliche Niere. Die Nieren sind gut durchblutet und werden in Ruhe mit etwa 25 Prozent der Herzleistung versorgt.

Außere Anatomie

Die linke Niere befindet sich etwa zwischen den Wirbeln T12 und L3, während die rechte aufgrund einer leichten Verschiebung durch die Leber tiefer liegt. Die oberen Teile der Nieren sind durch die elfte und zwölfte Rippe etwas geschützt. Jede Niere wiegt etwa 125-175 g bei den Männchen und 115-155 g bei den Weibchen. Sie sind etwa 11-14 cm lang, 6 cm breit und 4 cm dick und werden direkt von einer faserigen Kapsel aus dichtem, unregelmäßigem Bindegewebe bedeckt, die dazu beiträgt, ihre Form zu erhalten und sie zu schützen. Diese Kapsel ist von einer stoßdämpfenden Schicht aus Fettgewebe, dem so genannten Nierenfettpolster, bedeckt, das wiederum von einer zähen Nierenfaszie umschlossen ist. Die Faszie und in geringerem Maße auch das darüber liegende Bauchfell dienen der festen Verankerung der Nieren an der hinteren Bauchwand in einer retroperitonealen Position.

Abbildung 1. Die Nieren werden von den Rippen leicht geschützt und sind zum Schutz von Fett umgeben (nicht abgebildet).

Auf der oberen Seite jeder Niere befindet sich die Nebenniere. Die Nebennierenrinde beeinflusst die Nierenfunktion direkt durch die Produktion des Hormons Aldosteron, das die Natriumrückresorption anregt.

Innere Anatomie

Ein Frontalschnitt durch die Niere zeigt einen äußeren Bereich, der als Nierenrinde bezeichnet wird, und einen inneren Bereich, der Medulla genannt wird. Die Nierensäulen sind bindegewebige Fortsätze, die von der Rinde durch das Mark nach unten strahlen und die charakteristischsten Merkmale des Marks, die Nierenpyramiden und Nierenpapillen, voneinander trennen. Die Papillen sind Bündel von Sammelkanälen, die den von den Nephronen gebildeten Urin zur Ausscheidung zu den Nierenkelchen transportieren. Die Nierensäulen dienen auch dazu, die Niere in 6-8 Lappen zu unterteilen, und bilden ein Stützgerüst für die Gefäße, die in die Nierenrinde ein- und austreten. Die Pyramiden und Nierensäulen bilden zusammen die Nierenlappen.

Abbildung 2. Linke Niere

Nierenhilum

Das Nierenhilum ist die Eintritts- und Austrittsstelle für Strukturen, die die Nieren versorgen: Gefäße, Nerven, Lymphgefäße und Harnleiter. Die nach medial gerichteten Hila sind in die geschwungene konvexe Kontur der Rinde eingebettet. Aus dem Hilum geht das Nierenbecken hervor, das aus den Haupt- und Nebenkelchen der Niere gebildet wird. Die glatte Muskulatur des Nierenbeckens leitet den Urin durch Peristaltik in den Harnleiter. Die Nierenarterien gehen direkt aus der absteigenden Aorta hervor, während die Nierenvenen das gereinigte Blut direkt in die untere Hohlvene zurückführen. Arterie, Vene und Nierenbecken sind von vorne nach hinten angeordnet.

Nephrone und Gefäße

Die Nierenarterie teilt sich zunächst in segmentale Arterien auf, die sich dann weiter verzweigen und interlobe Arterien bilden, die durch die Nierensäulen verlaufen und die Rinde erreichen. Die interlobaren Arterien verzweigen sich wiederum in Bogenarterien, kortikale Strahlenarterien und schließlich in afferente Arteriolen. Die afferenten Arteriolen versorgen etwa 1,3 Millionen Nephrone in jeder Niere.

Abbildung 3. Blutfluss in der Niere

Die Nephrone sind die „Funktionseinheiten“ der Niere; sie reinigen das Blut und sorgen für ein Gleichgewicht der Bestandteile des Kreislaufs. Die zuführenden Arteriolen bilden ein Büschel von Hochdruckkapillaren mit einem Durchmesser von etwa 200 µm, den Glomerulus. Der Rest des Nephrons besteht aus einem durchgehenden, hochentwickelten Tubulus, dessen proximales Ende den Glomerulus in einer engen Umarmung umgibt – dies ist die Bowman-Kapsel. Der Glomerulus und die Bowman-Kapsel bilden zusammen das Nierenkörperchen. Wie bereits erwähnt, filtern diese glomerulären Kapillaren das Blut auf der Grundlage der Partikelgröße. Nachdem sie das Nierenkörperchen passiert haben, bilden die Kapillaren eine zweite Arteriole, die efferente Arteriole. Diese bilden dann ein Kapillarnetz um die weiter distal gelegenen Teile des Nephrontubulus, die peritubulären Kapillaren und die Vasa recta, bevor sie in das venöse System zurückkehren. Auf dem Weg des glomerulären Filtrats durch das Nephron nehmen diese Kapillarnetzwerke den größten Teil der gelösten Stoffe und des Wassers auf und führen sie in den Kreislauf zurück. Da ein Kapillarbett (der Glomerulus) in ein Gefäß entwässert, das seinerseits ein zweites Kapillarbett bildet, ist die Definition eines Portalsystems erfüllt. Dies ist das einzige Pfortadersystem, bei dem sich zwischen dem ersten und dem zweiten Kapillarbett eine Arteriole befindet (Portalsysteme verbinden auch den Hypothalamus mit dem Hypophysenvorderlappen und die Blutgefäße der Verdauungsorgane mit der Leber).)

Abbildung 4. Die beiden Kapillarbetten sind in dieser Abbildung deutlich zu erkennen. Die efferente Arteriole ist das Verbindungsgefäß zwischen dem Glomerulus und den peritubulären Kapillaren und der Vasa recta.

Kortex

In einer präparierten Niere ist der Kortex leicht zu erkennen; er erscheint im Vergleich zum Rest der Niere heller. Hier befinden sich alle Nierenkörperchen sowie die proximalen und die distalen Tubuli (Convoluted Tubuli). Einige Nephrone haben eine kurze Henle-Schleife, die nicht über die Rinde hinausgeht. Diese Nephrone werden als kortikale Nephrone bezeichnet. Etwa 15 % der Nephrone haben lange Henle-Schleifen, die tief ins Mark reichen und als juxtamedulläre Nephrone bezeichnet werden.

Kapitelüberblick

Wie bereits erwähnt, ist die Struktur der Niere in zwei Hauptregionen unterteilt – den peripheren Rand der Rinde und das zentrale Mark. Die beiden Nieren erhalten etwa 25 Prozent des Herzzeitvolumens. Sie sind im Retroperitonealraum durch das Nierenfettpolster und die darüber liegenden Rippen und Muskeln geschützt. Harnleiter, Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven treten am Nierenhilum ein und aus. Die Nierenarterien entspringen direkt aus der Aorta, und die Nierenvenen münden direkt in die Vena cava inferior. Die Funktion der Niere beruht auf der Tätigkeit von etwa 1,3 Millionen Nephronen pro Niere; diese sind die „funktionellen Einheiten“. Ein Kapillarbett, der Glomerulus, filtert das Blut, und das Filtrat wird von der Bowman-Kapsel aufgefangen. Ein Portalsystem wird gebildet, wenn das Blut durch ein zweites Kapillarbett fließt, das die proximalen und distalen Tubuli und die Henle-Schleife umgibt. Das meiste Wasser und die gelösten Stoffe werden von diesem zweiten Kapillarbett zurückgewonnen. Dieses Filtrat wird aufbereitet und schließlich von den Sammelkanälen gesammelt, die in die kleinen Kelche abfließen, die sich zu den großen Kelchen vereinigen; das Filtrat fließt dann zum Nierenbecken und schließlich zu den Harnleitern.

Selbsttest

Beantworten Sie die folgende(n) Frage(n), um zu sehen, wie gut Sie die im vorigen Abschnitt behandelten Themen verstehen.

Glossar

Bowmansche Kapsel: schalenförmiger Sack, der von einem einfachen Plattenepithel (parietale Oberfläche) und spezialisierten Zellen, den Podozyten (viszerale Oberfläche), ausgekleidet ist, die am Filtrationsprozess beteiligt sind; nimmt das Filtrat auf, das dann zu den PCTs weitergeleitet wird

Kalyten: Becherartige Strukturen, die den Urin aus den Sammelkanälen aufnehmen und in das Nierenbecken und den Harnleiter weiterleiten

Kortikale Nephrone: Nephrone mit Henle-Schleifen, die nicht in das Nierenmark hineinreichen

distale Tubuli: Teile des Nephrons distal der Henle-Schleife, die hyposmotisches Filtrat aus der Henle-Schleife aufnehmen und in die Sammelgänge münden

efferente Arteriole: Arteriole, die das Blut vom Glomerulus zu den Kapillarbetten um die Tubuli und die Henlesche Schleife transportiert; Teil des Portalsystems

Glomerulus: Büschel von Kapillaren, umgeben von der Bowman-Kapsel; filtert das Blut je nach Größe

Juxtamedulläre Nephrone: Nephrone an der Grenze zwischen Rinde und Mark mit Henle-Schleifen, die in das Nierenmark hineinreichen

Henle-Schleife: Absteigende und aufsteigende Abschnitte zwischen den proximalen und distalen Tubuli; die der kortikalen Nephrone reichen nicht in das Mark, die der juxtamedullären Nephrone reichen in das Mark

Nephrone: Funktionseinheiten der Niere, die alle Filtrations- und Umwandlungsvorgänge durchführen, um Urin zu produzieren; bestehen aus Nierenkörperchen, proximalen und distalen Tubuli sowie absteigenden und aufsteigenden Henle-Schleifen; münden in Sammelkanäle

Medulla: innerer Bereich der Niere, der die Nierenpyramiden enthält

Peritubuläre Kapillaren: zweites Kapillarbett des Nierenportalsystems; umgeben die proximalen und distalen Tubuli; stehen in Verbindung mit der Vasa recta

proximale Tubuli (PCTs): gewundene Tubuli, die das Filtrat aus der Bowman-Kapsel aufnehmen; aktivster Teil des Nephrons bei der Rückresorption und Sekretion

Nierenkolumnen: Verlängerungen der Nierenrinde in das Nierenmark; trennt die Nierenpyramiden; enthält Blutgefäße und Bindegewebe

Nierenkörperchen: besteht aus dem Glomerulus und der Bowman-Kapsel

Nierenrinde: äußerer Teil der Niere, der alle Nephrone enthält; einige Nephrone haben Henle-Schleifen, die in das Mark reichen

Nierenfettpolster: Fettgewebe zwischen der Nierenfaszie und der Nierenkapsel, das die Niere abpolstert

Nierenhilum: vertiefter medialer Bereich der Niere, durch den die Nierenarterie, die Nierenvene, die Harnleiter, die Lymphgefäße und die Nerven verlaufen

Nierenpapillen: medullärer Bereich der Nierenpyramiden, in dem die Sammelkanäle den Urin in die kleinen Kelche leiten

Nierenpyramiden: sechs bis acht kegelförmige Gewebe in der Medulla der Niere, die die Sammelgänge und die Henle’schen Schleifen der juxtamedullären Nephrone enthalten

Vasa recta: Äste der efferenten Arteriolen, die parallel zum Verlauf der Henle’schen Schleifen verlaufen und mit den peritubulären Kapillaren durchgängig sind; bilden mit dem Glomerulus ein Portalsystem