Nieren filtern unser Blut

Die Nieren sind rotbräunliche, bohnenförmige Organe von 10 bis 12 cm Länge, die sich rechts und links der Wirbelsäule knapp unterhalb des Zwerchfells befinden. An deren oberen Ende sitzt die aprikosengroße Nebenniere als Kappe auf. Die Aufgabe unserer Nieren ist es, das Blut zu „waschen”. Dazu pumpt der Körper jede Minute circa 20 Prozent unseres Blutes durch beide Nieren.

Die Nierenkelche, in denen fertiger Urin enthalten ist, vereinigen sich zum Nierenbecken, aus dem der Harnleiter entspringt und entlang der Wirbelsäule bis zur Harnblase verläuft. Hier kann der Urin über Stunden gesammelt werden – ohne Blase müssten wir dauernd zur Toilette!

Die Nieren werden durch eine Nierenarterie aus der Bauchschlagader (Aorta) mit Blut versorgt. Innerhalb der Nieren verzweigt sich diese Arterie in viele kleine, bogenförmige Arterien, die jeweils bis in die Nierenrinde ziehen, wo sich die Nierenfilter befinden. Von dort fließt das gereinigte Blut wieder über die Nierenvenen und die Hohlvene zurück in den Körper.

In der Nierenrinde befinden sich rund eine Million Filtereinheiten, die Nephrone. Das Blut gelangt über feinste Gefäße in ein Gefäßknäuel aus Kapillaren, auch Nierenknäulchen oder Glomerulus (siehe Glossar) genannt. Bestimmte Zellen fungieren dabei wie ein Filter: Flüssigkeit, Blutgifte, kleine Moleküle und Salze werden hier täglich in den Primärharn (Vorharn) filtriert.

Die Gefäßknäuel liegen einer löchrigen Filtermembran auf, durch die Blutkörperchen und größere Substanzen wie das Bluteiweiß Albumin zurückgehalten werden. Damit die komplizierte, mikroskopisch kleine Struktur dieses Filtersystems ein Leben lang aufrechterhalten werden kann, muss es ausreichend mit Nährstoffen versorgt werden.

Die filtrierte Flüssigkeit und die darin enthaltenen kleinen Substanzen und Salze finden über ein komplex verschlungenes Röhrensystem mit zahlreichen Nierenkanälchen, in der Medizin Tubulussystem genannt, ihren Weg: Pro Tag werden so aus insgesamt 1800 Litern zirkulierendem Blut circa 120 bis 180 Liter Primärharn filtriert. Da dieser überwiegend aus Wasser und Elektrolyten besteht, wird er in den Nieren auf ein Volumen von rund 1,5 bis 1,8 Litern konzentriert – damit entsteht der Harn, den wir ausscheiden.

Nieren sind Recyclingspezialistinnen

Heute gehen wir davon aus, dass sich das Tubulussystem aus der Notwendigkeit heraus entwickelte, dass sich zum Aufbau des Körperskeletts die Mineralien Kalzium und Phosphat in höherer Konzentration im Körper anreichern müssen. Sie bilden die Grundsubstanz unserer Knochen.

Tatsächlich macht die Fähigkeit der Nieren, aus dem filtrierten Primärharn wichtige Substanzen wieder aktiv in den Körper zurückzuholen, das Organ zu einer wahren Recyclingspezialistin. Um diese Aufgabe autonom zu erfüllen, verlaufen Nierenknäulchen als Tubulussystem zum Nierenmark und wieder zurück, um danach in das Sammelrohr einzumünden.

Der Rücktransport von im Wesentlichen Elektrolyten wie Natrium, Kalium, Kalzium, Phosphat, Bikarbonat sowie Zuckermolekülen und Aminosäuren ins Blut verbraucht allerdings sehr viel Energie und Sauerstoff. Misst man diesen Energieaufwand, stellt sich heraus, dass hier die höchste Sauerstoffausschöpfung im gesamten Körper stattfindet. Und genau hierüber erklärt sich, weshalb die Nieren so empfindlich auf Störungen reagieren.

Um es noch besser zu verstehen, passt das Bild eines Recyclinghofes als Vergleich: Hier werden aus dem Haushaltsmüll wertvolle Stoffe wieder in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt. Ähnlich verhält es sich mit dem filtrierten Wasser, den Blutsalzen, Zuckermolekülen und Aminosäuren: Die Zellen entlang des verschlungenen Röhrensystems fischen fleißig alle für den Körper nützlichen Substanzen aus dem Primärharn heraus. Am Schluss dieses Prozesses verbleiben zur Ausscheidung mit dem Tagesurin nur Blutgifte, überschüssige Säuren und Wasser sowie einige Salze.

Spezialisierte Zellen in der Region, wo der Tubulus wieder zum Nierenknäulchen zurückkehrt, messen fortlaufend die Konzentration von Natrium und Chlorid im konzentrierten Harn. Ist der Urin zu hoch konzentriert, wird ein Botenstoff freigesetzt, in diesem Fall das Hormon Adenosin. Hierdurch wird der Blutfluss in den Nierenknäulchen reduziert, weniger Primärharn gebildet, und somit können mehr Elektrolyte aus dem langsamer fließenden Primärharn zurückresorbiert werden.

Ist jedoch der Harn zu dünn konzentriert, wird der Botenstoff Renin ausgeschüttet. Dieses Hormon führt zu einer Verengung der aus den Nierenknäulchen abfließenden Arteriolen. Der daraus resultierende erhöhte Druck führt zu einer gesteigerten Filtration und damit zu mehr konzentriertem Primärharn. Dieser auch als tubuloglomerulärer Rückkopplungsmechanismus bezeichnete Vorgang hält die Produktion des Primärharns weitgehend unabhängig vom Körperblutdruck und schützt die Nieren vor Blutdruckschwankungen.

Nieren regulieren den Säure-Basen-Haushalt

Ordnungsgemäße Abläufe in unserem Organismus sind abhängig von einem bestimmten Milieu, das über den pH-Wert beschrieben wird. Im Blut liegt der pH-Wert idealerweise zwischen 7,37 und 7,43, er ist damit leicht alkalisch. Für einen ausgeglichenen Säure-Basen-Haushalt verfügt unser Körper über ein intelligentes Puffersystem. Der wichtigste Puffer ist der Bikarbonatpuffer des Blutes.

In einem übersäuerten Stoffwechsel, z. B. beim Sport, durch die Aufnahme eiweißhaltiger Nahrungsmittel oder bei Sauerstoffmangel, entstehen vermehrt Wasserstoffprotonen (H+), die mit dem Harn ausgeschieden werden. Zur Abpufferung halten die Nieren filtriertes Bikarbonat (HCO3) im Tubulussystem zurück. Umgekehrt kann auch ein Überschuss an Bikarbonat von den Nieren in den Harn aktiv ausgeschieden werden.

Da die Nieren maßgeblich zu einem konstanten pH-Wert beitragen, können nierenkranke Menschen eine gefährliche Übersäuerung des Blutes erleiden (Azidose) – eine lebensbedrohliche Situation, die medikamentös oder durch Dialyse (siehe Seite 99) behandelt werden muss.

Nieren regulieren den Blutdruck

Der Blutdruck ist der Druck in einem Blutgefäßabschnitt, mit der das Blut voran bewegt wird. Der Blutdruck ist dabei...