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Niere (Ren)

Inhalt

Überblick

Die Niere (Ren) ist ein im Bauchraum retroperitoneal gelegenes paariges Harnorgan, dessen primäre Funktion die Ultrafiltration des Blutes ist. Sie entfernt harnpflichte Substanzen ist an der Regulation des Säure-Base-Haushaltes beteiligt. Sekundär handelt es sich um ein Organ des Stoffwechsels (endokrine Funktion) sowie des Kreislaufsystems.

Niere und Nebenniere
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Übersicht über den Aufbau der Niere und Nebenniere.

Aufbau

äußere Struktur

Niere / Ren (Ansicht von ventral)Die Nieren haben jeweils die Gestalt einer Bohne, welche in dieser typischen Form nirgendwo anders vorzufinden ist und daher als "Nierenform" bezeichnet wird. Sie sind jeweils etwa 12 cm lang, 6 cm breit, 3 cm dick und wiegen etwa 150 g. Aufgrund ihrer Lage nahe der Leber, welche beachtlichen Raum ausfüllt, ist die rechte Niere häufig etwa 10% kleiner. Auf Grund der Lokalisation erfolgt eine Einteilung in einen oberen und unteren Pol, Extremitas superior et inferior sowie einen äußeren und inneren Rand, Margo lateralis et medialis. Am inneren Rand laufen die beiden Pole zusammen und bilden den Nierenhilus (Hilum renale), welcher als Pforte für zu- und abführende Gefäße sowie den Harnleiter (Ureter) dient.

Das Organ ist von einer Kapsel aus straffem kollagenen Bindegewebe (Capsula fibrosa renis) umgeben, welche nur am Hilum durchbrochen ist. Am oberen Pol, am Hilum sowie an den Seitenrändern sitzt eine Schicht aus univakuolärem Fettgewebe (Capsula adiposa) auf, die vor allem als Füllmaterial dient und so für eine passgenauere Form der Niere sorgt. Die Vorderseite der Kapselbedeckung wird als Facies anterior, die Rückseite als Facies posterior bezeichnet.

innerer Aufbau

Die Niere besteht makroskopisch aus Rinde und Mark. Letzteres ist in einer pyramidenartigen Form (Pyramis renalis) mit der Spitze, Papilla renalis, zum Hilum ausgerichtet. Die Gesamtheit aus einer Pyramide und dem sie umgebenden Mark wird als Lobus renales zusammengefasst. Das Mark enthält die eigentlichen Funktionseinheiten der Niere, die Nephrone (Nierenkörperchen). Dabei handelt es sich um Gefäßknäule, die von einer Kapsel (Bowman-Kapsel) umgeben sind und deren offenes Ende in ein epitheliales verzweigtes Rohrsystem (Tubulus renalis) übergeht. Das offene Ende eines Tubulus mündet im Nierenbecken welches in den Ureter übergeht. Das Mark ist unterteilt in äußeres und inneres Mark, das äußere weiter gegliedert in Außen- und Innenstreifen des äußeren Marks.

Die Rinde bedeckt als etwa 1 cm breiter Streifen die Basis der Markpyramiden und setzt sich zwischen diesen fort (Columnae renales). Von der Basis einer jeden Pyramide erstrecken sich Markstrahlen in die Rinde.

Projektion und Topographie

Projektion

Auf die Körperoberfläche projizieren die Nieren beideits jeweils in einem Dreieck zwischen dem Unterrand des knöchernen Thorax und dem lateralen Rand der Wirbelsäule. Auf der linken Seite erfolgt diese Projektion etwa 2 cm höher als rechts. Der aus den Nieren austretende Harnleiter projiziert entlang der Wirbelsäule bis in das Becken.

Sie füllen damit beideits eine Fläche vom lateralen Rand der Regio epigastrica bis zum kranio-lateralen Anteil der Regio umbilicalis.

Topographie

Die Nieren liegen im Oberbauch retroperitoneal. Trotz ihrer eher geringen Größe berühren sie einen Großteil aller Organe des Bauchraumes, bedingt durch die zentrale Lage: sie erstrecken sich vom 12. Thorakal- bis zum 3. Lendenwirbel, das Hilum liegt in Höhe des 2. Lendenwirbels. Der rechten Niere liegt ventral die Leber an (obere Hälfte der Vorderfläche), dazwischen befindet sich der Recessus hepatorenalis (klinisch: Morrison Pouch). Dieser stellt den beim liegenden Menschen tiefsten Raum der Bauchhöhle dar und ist damit eine bevorzugte Stelle für pathologische Flüssigkeitsansammlungen. Unterhalb dieser Fläche berührt sie das Colon an der Flexura coli dextra, medial davon das Duodenum.

Die linke Niere berührt statt der Leber den Magen, lateral davon die Milz, zum Hilum hin das Pankreas sowie lateral-kaudal das Colon descendens. Zwischen rechter Niere und Milz befindet sich ein kleiner Spaltraum, Recessus splenorenalis (klinisch: Koller Pouch), in dem sich, ebenso wie im Recessus hepatorenalis, Flüssigkeit sammeln kann.

Beiden Nieren liegt auf der Kapsel eine Faszie, Fascia renalis (= Nierenfaszie) an. Diese besteht aus einer Verdichtung des retroperitoneal gelegenen Bindegewebes und ist prärenal sehr zart und retrorenal kräftig ausgeprägt. Beide Faszienblätter erreichen das Zwerchfell (kranial) sowie den Darmbeinkamm (kaudal) und sind laterial miteinander verwachsen. Sie bilden damit einen Fasziensack welcher am Hilum renale den Durchtritt von Gefäßen und Ureter ermöglicht.

Die Gesamtheit aus Niere samt Capsula fibrosa renis, Capsula adiposa und Fascia renalis wird, vor allem klinisch, als Nierenlager bezeichnet. Da sowohl Fasziensack als auch die Niere innerhalb der Capsula adiposa atemverschieblich sind, ist die Nierenposition abhängig von Atmung und Körperlage. Bei tiefer Einatmung senkt sie sich um 2 bis 3 cm.

Dorsal der Nieren verlaufen in einem geschwungenen Bogen jeweils der N. subcostalis, N. iliohypogastricus sowie der N. Ilioinguinalis in Richtung lateralem Beckenrand. Die aus den Nieren austretenden Ureteren verlaufen parallel zur Aorta abdominalis sowie der V. cava inferior und der Wirbelsäule.

Versorgung und Lymphabfluss

Auf Grund der primären Funktion als Filterorgan verfügt die Niere, genau wie Herz und Lunge, über zwei prinzipielle Gefäßsysteme: Vasa privata und Vasa pubica. Anders als bei Herz und Lunge, sind diese beiden Systeme jedoch anatomisch nicht getrennt.

Arterien, funktionales Gefäßsystem

Arteriae interlobulares renis (Frontalschnitt)Das Blut, welches in der Niere abgepresst werden soll, gelangt mit der paarigen A. renalis (dexter et sinistra) durch das Nierenhilum in das Parenchym. Die beiden Arterien entstammen rechts und links jeweils direkt der Aorta abdominalis. Dort teilen sie sich jeweils in die Segmentarterien (Aa. interlobares) und verzweigen sich weiter ins Parenchym:

Sie geben die Aa. arcuatae ab, welche in Richtung Rinde gehen und dort um etwa 90° umbiegen um entlang der Begrenzung des Marks parallel zum äußeren Rand der Niere zu laufen. Die Markstrahlen verlaufen parallel zu den Aa. interlobares. Ab dem Punkt, wo diese das Lot der Markstrahlen fällend verlaufen werden sie als Aa. arcuatae bezeichnet. Diese geben zahlreiche Aa. interlobulares (= Aa. corticales radiatae) ab, aus denen die einzelnen Arteriolae glomerulares afferentes (Vasa afferentia) entspringen. Diese nehmen ihren Weg in die Bowman Kapsel, verzweigen dort und treten als einzelner Ast in Form der Arteriolae glomerulares efferentes (Vasa efferentia) aus, gelangen in das Kapillarnetz der Rinde und geben ihr Blut in die Vv. interlobuarles ab.

arterielle Variationen

Es gibt zahlreiche Variationen der renalen Arterienverläufe, etwa 40% aller Menschen zeigen solche Normabweichungen. Zwei Variationen machen dabei das Gros aus: - bei etwa 15% aller Personen verläuft eine bzw. verlaufen zwei Arterien vom Hauptstamm der A. renalis zu einem Pol - rund 22% aller Menschen besitzen eine zweite zuführende A. renalis.

Venen

Der Beginn des venösen Schenkels sind die Vv. interlobulares. Sie erhalten Blut, das aus den Vasa efferentia stammt und münden in den Vv. arcuatae, von wo aus das Blut weiter in die Vv. interlobares und die V. renalis abfließt. Diese tritt aus dem Hilum aus und münden in der V. cava inferior.

Lymphabfluss

Das Lymphgefäßsystem beginnt mit feinen Kapillaren im periarteriellen Bindegewebe der radialen Arterien. Sie verlaufen mit den Arterien und treten als einzelne große Lymphstämme am Hilum aus, von wo sie zu den Nll. lumbales laufen und Anschluss an die Trunci lumbales haben.

Innervation

vegetative Innervation

Die Niere ist vegetativ innerviert, die Nerven entstammen dem Plexus renalis. Dieser liegt beideits jeweils um die A. renalis herum, mit deren Ästen verteilen sich die Fasern. Diese sind vorwiegend postganglionär sympathisch und laufen bis zur efferenten Arteriole.

Obwohl die Niere ein relativ gut erforschtes Organ ist, herrscht über die vegetative Innervation weitgehend Unklarheit. Die sympathischen Fasern sollen vasokontriktorische Wirkung haben, ob und inwieweit eine parasympathische Innervation stattfindet und welche Wirkung diese hat ist umstritten.

Schmerzprojektion

Erkrankungen der Nieren gehen, im Vergleich mit anderen Organen, etwas weniger häufig mit Schmerzen einher. Treten welche auf, handelt es sich in der Regel um übertragene Schmerzen. Diese erstrecken sich über die Segmente C3, C4 und Th9 bis L2, wobei in diese Segmente auch die Ureteren eingeschlossen sind. Sie betreffen sowohl die Dermatome, als auch deren Myotome (d.h. die von diesen Segmenten innervierten Skelettmuskeln).

Histologie

Übersicht

Die Niere ist ein parenchymatöses Organ mit epithelialen Bauteilen. Die funktionale Grundeinheit ist das Nephron, welches aus dem Nierenkörperchen (Corpusculum renale) sowie dem Nierenkanälchen (Tubulus renalis) besteht. An die Nierenkanälchen schließt sich das Sammelrohr an. Dies entspricht der anatomischen Nomenklatur - abweichend davon zählt in der Physiologie das Sammelrohr zum Nephron.

Bezüglich der Lokalisation werden zwei Typen von Nephronen unterschieden:

  • oberflächliche (kortikale)
  • tiefe (juxtamedulläre)

Nierenkörperchen (Corpusculum renale)

Das Nierenkörperchen besteht aus einem Kapillargefäßnäuel (Glomerulus), welches von einer doppelwandigen Membran (Capsula glomeruli=Bowman-Kapsel) umgeben ist. Ausgangspunkt sind die feinen Kapillaren, die aus den Ausläufern der Arteria renalis hervorgehen. Das eintretende Vas afferens verzweigt sich und tritt als Vas efferens aus, beide Gefäße berühren sich nicht, liegen jedoch sehr nah beieinander (= Gefäßpol). Die Kapillaren innerhalb eines einzelnen Gefäßknäuels anastomisieren miteinander.

Zum Glomerulus zählen neben dem eigentlich Knäuel die glomeruläre Basalmembran, die Podozyten und das Mesangium. In der Physiologie ist häufig mit dem Glomerulus das ganze Nierenkörperchen gemeint.

Die Kapsel besteht aus einem inneren viszeralen Blatt, welches den Gefäßen des Knäuels aufliegt und einem äußeren parietalen Blatt, welches in das Nierenkanälchen übergeht. Ein Gefäßknäuel ist in die Bowman-Kapsel direkt eingestülpt. Die Kapillaren des Knäuels besitzen ein Endothel mit offenen Poren und eine geschlossene dreischichtige Basalmembran. Die äußere Schicht, welche dem Kapselraum zugewandt sind, wird von Podozyten bedeckt. Diese besitzen lange, sich verzweigende Fortsätze, welche in die Fortsätze anderer Podozyten greifen. Dabei entstehen schmale Lücken – die Filtrationsschlitze. Die mittlere Schicht der Basalmembran dient als mechanischer Filter.

Zwischen benachbarten Kapillaren eines Glomerulus kommen besondere Bindegewebszellen vor, die Mesangiumzellen. Diese bilden ein zusammenhängendes Netzwerk (intraglomeruläres Mesangium), das sich am Gefäßpol in den extraglomerulären Raum fortsetzt (extraglomeruläres Mesangium).

Nierenkanälchen (Tubulus renalis)

Der Innenraum der Kapsel geht direkt, ohne einen Verschlussmechanismus, in das von einem einschichtigen Epithel ausgekleidete Nierenkanälchen über. Dabei handelt es sich um ein einzelnes nicht verzweigtes epitheliales Rohr, das in charakteristischer Weise gebogen ist:

  • proximaler Tubulus, Pars convoluta (mehrfach gewunden)
  • proximaler Tubulus, pars recta (durchgängig, gerade)
  • Intermediärtubulus, welcher in Richtung Nierenbecken zeigt, wie eine Haardnadel spitz zuläuft und die Richtung, zur Nierenrinde hin ausgerichtet, wechselt
  • distaler Tubulus, Pars recta (durchgängig mit einer kleinen Biegung)
  • distaler Tubulus, Pars convoluta (gewunden), welcher übergeht in den
  • Verbindungstubulus (Tubulus reuniens)

Letzterer mündet in einem Sammelrohr (Tubulus renalis colligens), wobei ein solches etwa ein Dutzend Verbindungstubuli aufnimmt.

Die Gesamtheit aus proximalem Tubulus, Pars recta, Intermediärtubulus und distalem Tubulus, Pars recta, wird als Henle-Schleife zusammengefasst. Die Pars convoluta des distalen Tubulus berührt an einer Stelle (= Macula densa) den Glomerulus, dort besitzt das Tubulusepithel spezialisierte Zellen.

Embryologie

Die Entwicklung der Niere besteht aus einem dreistufigen Prozess, der von kranial nach kaudal fortschreitet. An dessen Beginn steht die Ausbildung einer funktionslosen Vorniere (Pronephros), gefolgt von einer teils funktionellen Urniere (Metanephros), deren Ausbildung zur endgültigen Niere (Nachniere) führt.

Zu Beginn der 4. Woche verliert das intermediäre Mesoderm seine Verbindung mit den Somiten (in der Halsregion) und bildet segmental angeordnete Gewebeblöcke, die Nephrotome. Diese sind nur rudimentär angelegt und bilden sich zurück, bevor die letzten enstanden sind.

Während der Rückbildung des Vornierensystems entwickelt sich im intermediären Mesoderm der thorakalen und lumbalen Segmente die Urniere. Diese wächst zu einem länglichen Organ heran, welches exkretorische Kanälchen ausbildet, aus denen sich Glomeruli entwickeln. Der größte Teil der Zellen der Urniere degeneriert, beim männlichen Feten verbleibt eine kleine Zellzahl und wird in die Entwicklung des Genitalsystems einbezogen.

Im Verlaufe der Rückbildung der Urniere entstehen in der 5. Woche aus dem intermediären Mesoderm Nephrone, welche sich nach kaudal an den nephrogenen Strang anschließen. Letzterer entsteht aus dem unsegmentierten intermediären Mesoderm. Nephrogener Strang und sich ausbildende Nephrone bilden zusammen das metanephrogene Blastem. Aus diesem geht in der weiteren Entwicklung und Reifung die endgültige Niere hervor.

Funktion

Die primäre Funktion der Niere ist Ultrafiltration des Blutes. Die Gefäßknäule werden vom arteriellen Blut durchströmt, dabei wird ein bestimmter Anteil des Blutes "abgepresst": es gelangt in die Bowman-Kapsel und von dort in das Tubulussystem (= Primärharn). Dabei gelangen nur niedermolekulare Stoffe in den Tubulus. Die Filtrationsschranke, welche dies verhindert, wird als Blut-Harn-Schranke bezeichnet und besteht aus drei Anteilen:

  • fenestriertem Endothel der Kapillaren
  • glomerulärer Basalmembran
  • viszeralem Blatt der Bowman-Membran

Von der Menge an Blut, welche das Herz pro Minute auswirft, durchströmen etwa 20% die Niere (renaler Blutfluss, ca. 1200 mL). Da nur Plasmabestandteile filtriert werden, dient der renale Plasmafluss als Kenngröße für die Durchströmung. Er beträgt etwa 50% des renalen Blutflusses (ca. 600 mL). Von letzterem werden etwa 20% abfiltriert (= glomeruläre Filtrationsrate = GFR, etwa 120 mL pro Minute).

Während des Durchströmens finden eine Vielzahl an Reabsorptions- und Sekretionsprozressen statt, wobei etwa 99% des Wassers rückgewonnen werden. Täglich werden etwa 180 L Primärharn gebildet, welche zu einer Bildung von etwa 1 bis 2 L Sekundärharn (Endharnkonzentrierung) führen.

Grundlage dieses Überganges, des Apressens (= Filtrierens) ist der Blutdruck. Bei normalem systemischen Blutdruck wird das Blut durch die Glomeruli "gedrückt", sodass das Plasma durch den Filter in das Tubulussystem gelangt. Dadurch werden niedermolekulare Substanzen aus dem Blut entfernt und gelangen in den Urin, sodass diese nicht im Organismus akkumulieren können. Dies gilt für körpereigene Substanzen wie Ammoniak oder Kreatinin, aber auch für körperfremde Substanzen wie Arzneistoffe.

Sekundär ist die Niere ein endokrines bzw. regulatorisches Organ des Kreislaufs: sie produziert Erythropoetin und Thrombopotein welches die Produktion von Erythrozyten und Thrombozyten anregt, ist an einem Syntheseschritt zur Produktion von Vitamin D beteiligt und reguliert über das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System den systemischen Blutdruck, die Natrium- und Kaliumausscheidung sowie den Wasserhaushalt. Zudem reguliert die Niere den Säure-Base-Haushalt durch Steuerung der Ausscheidung von Glutamat.

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Quellen:

  • G. Aumüller, G. Aust, A. Doll et al: Duale Reihe Anatomie, 2. Auflage, Thieme (2010), S. 685 ff.
  • R. Lüllmann-Rauch: Taschenlehrbuch Histologie, 3. Auflage, Thieme (2009), S. 444
  • Benninghoff, D. Drenckhahn: Anatomie - Band 1, 16. Auflage, Urban & Fischer (2003), S. 758
  • G.-H. Schumacher, G. Aumüller: Topographische Anatomie des Menschen, 7. Auflage, Urban & Fischer (2004), S. 263
  • B. Kolster, M. Voll: Anatomie FACTS, 5. Auflage, Lehmanns Media (2010), S. 21
  • H. Lippert, R. Pabst: Arterial Variations in Man, J.F. Bergmann Verlag München (1985), S. 26
  • J. Huppelsberg, K. Walter: Kurzlehrbuch Physiologie, 3. Auflage, Thieme (2009), S. 175 ff.
  • T. Sadler: Medizinische Embryologie, 11. Auflage, Thieme (2008), S. 305 ff.
  • G. Löffler, P. Petrides, P. Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie, 8. Auflage, Springer (2007), S. 947

Autor:

  • Andreas Rheinländer

Illustratoren: 

  • Irina Münstermann
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