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Niere (Ren)

Videoempfehlung: Nieren in situ [31:29]
Nieren in situ aus der anterioren Ansicht.

Die Niere (Ren) ist ein im Bauchraum retroperitoneal gelegenes paariges Organ des Harnsystems.

Ihre Hauptfunktion besteht darin, überschüssige Körperflüssigkeit, Salze und Nebenprodukte des Stoffwechsels aus dem Blut zu filtrieren und auszuscheiden.

Damit sind die Nieren entscheidend für die Regulierung des Säure-Basen-Gleichgewichts, des Blutdrucks und vieler anderer homöostatischer Parameter. 

In diesem Artikel wird ihre Anatomie und Histologie sowie ihre Funktion erläutert.

Kurzfakten zur Niere
Lage  Retroperitoneal im Oberbauch
Auf Höhe des 12. Brust- bis 3. Lendenwirbels
Das Hilum liegt auf Höhe des 2. Lendenwirbels
Äußerer Aufbau  Extremitas superior
Extremitas inferior
Margo lateralis
Margo medialis 
Nierenhilus (Hilum renale)
Capsula fibrosa renis
Innerer Aufbau Rinde: etwa 1cm breiter Streifen über und zwischen den Pyramiden
Mark: pyramidenartige Form
Nephron:
funktionale Grundeinheit
Histologie Nierenkörperchen: besteht aus Glomerulus und Capsula glomeruli 
Nierenkanälchen:
proximale Pars convoluta, proximale Pars recta, Intermediärtubulus, distale Pars recta, distale Pars convoluta, Verbindungstubulus, Sammelrohr
Gefäß-Nerven-Versorgung Arterien: A. renalis dextra et sinistra, Aa. interlobares
Venen: Vv. interlobulares, Vv. arcuatae, Vv. interlobares, V. renalis
Innervation:
Plexus renalis
Funktion Filtration des Blutes
Urinproduktion
Regulation des Flüssigkeits- und Elektrolythaushalts, Blutdrucks und Säure-Basen-Gleichgewichts
Produktion von Hormonen
Inhalt
  1. Lage
  2. Aufbau
    1. Äußere Struktur
    2. Innere Struktur
  3. Gefäß-Nerven-Versorgung
    1. Arterien
    2. Venen
    3. Lymphabfluss
    4. Innervation
  4. Histologie
    1. Nierenkörperchen
    2. Nierenkanälchen (Tubulus renalis)
  5. Embryologie
  6. Funktion
  7. Klinik
  8. Literaturquellen
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Lage

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. Thorakalwirbel 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 linker 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 lateral miteinander verwachsen. Sie bilden damit einen "Fasziensack", welcher am Hilum renale den Durchtritt von Gefäßen und dem 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.

Aufbau

Äußere Struktur

Die Nieren haben ein bohnenförmiges Aussehen, sind jeweils etwa 12 cm lang, 6 cm breit, 3 cm dick und wiegen etwa 150 g. Aufgrund ihrer Lage nahe der Leber ist die rechte Niere häufig etwa 10% kleiner.

Äußerlich unterscheidet man 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. Zusammen mit den Nebennieren werden die Nieren von einer Fettkapsel (Capsula adiposa) und der Nierenfaszie (Fascia renalis) umschlossen.

Innere Struktur

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.

Die Rinde enthält die eigentlichen Funktionseinheiten der Niere, die Nephrone (Nierenkörperchen). Dabei handelt es sich um Gefäßknäuel, die von einer Kapsel (Bowman-Kapsel) umgeben sind und deren offenes Ende in ein epitheliales verzweigtes Rohrsystem (Tubulus renalis) übergeht.

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.

Die Mark-Rinden-Grenze wird durch den Wechsel zwischen gewundenen und geraden Tubulussegmenten hervorgerufen. 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 Niere ist Teil des Hormonsystems. Mache dir das Lernen dieses Themas einfacher mit unseren Arbeitsblättern zum Beschriften!

Gefäß-Nerven-Versorgung

Arterien

Die Niere besitzt ein Gefäßsystem, das sowohl für die Funktion des Organs (Harnbildung) als auch für die Eigenversorgung zuständig ist.

Das Blut, welches in der Niere gefiltert 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 ziehen und entlang der Begrenzung des Marks parallel zum äußeren Rand der Niere  laufen. 

Die Aa. arcuatae geben wiederum 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 sich dort und treten als einzelne Äste in Form der Arteriolae glomerulares efferentes (Vasa efferentia) aus, gelangen in das Kapillarnetz der Rinde und geben ihr Blut in die Vv. interlobuarles ab.

Es gibt zahlreiche Variationen der renalen Arterienverläufe. Die zwei häufigsten Variationen sind:

  • 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 die Vv. arcuatae, von wo aus das Blut weiter in die Vv. interlobares und die V. renalis abfließt. Diese tritt aus dem Hilum aus und mündet in die 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

Die vegetative Innervation der Niere erfolgt über den Plexus renalis. Die sympathischen Fasern stammen aus den Ganglia aorticorenalia und wirken überwiegend vasokonstriktorisch. Die parasympathischen Fasern stammen aus dem Truncus vagalis posterior, einem Nervenast des N. vagus.

Histologie

Präparate der Niere zu erkennen gelingt oft schon, ohne das Präparat unter das Mikroskop zu legen. Zu berücksichtigen ist dabei, dass häufig keine menschlichen Nieren verwendet werden. Nieren von Kleinsäugetieren erlauben einen Überblick über ein gesamtes Nierenpräparat, was mit einer menschlichen Niere aufgrund ihrer Größe in aller Regel nicht möglich ist.

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. 

Nierenkörperchen

Das Nierenkörperchen besteht aus einem Kapillargefäßknäuel (Glomerulus), welches von einer doppelwandigen Membran (Capsula glomeruli, Bowman-Kapsel) umgeben ist. Ausgangspunkt hierfür sind die feinen Kapillaren, die aus den Ausläufern der Arteria renalis hervorgehen.

Das zuführende Gefäß (Vas afferens) verzweigt sich und nach der Passage des Kapillarbetts im Glomerulus tritt das Blut durch das abführende Gefäß (Vas efferens) aus dem Knäuel aus. Vas afferens und efferens liegen im Gefäßpol sehr nah beieinander aber berühren sich jedoch nicht. 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 Bowman-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.

Es besteht aus mehreren Anteilen:

  • proximaler Tubulus, Pars convoluta 
  • proximaler Tubulus, Pars recta 
  • Intermediärtubulus
  • distaler Tubulus, Pars recta 
  • distaler Tubulus, Pars convoluta (gewunden)
  • 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.

Um mehr über die Histologie der Niere zu erfahren, hilft dir die folgende Lernressource:

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 entstanden 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.

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Funktion

Die primäre Funktion der Niere ist die Ultrafiltration des Blutes. Die Gefäßknäuel werden vom arteriellen Blut durchströmt, wodurch es gefiltert wird: 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 zurückgewonnen werden. Täglich werden etwa 180 l Primärharn gebildet, welche zu einer Bildung von etwa 1 bis 2 l Sekundärharn (Endharnkonzentrierung) führen.

Grundlage des Filtrierens ist der Blutdruck. Das Blut wird 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.

Desweiteren ist die Niere ein endokrines Organ. Sie produziert Erythropoetin und Thrombopotein, welche die Produktion von Erythrozyten und Thrombozyten anregt und ist an einem Syntheseschritt zur Produktion von Vitamin D beteiligt.

Über das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System reguliert sie den systemischen Blutdruck, die Natrium- und Kaliumausscheidung, den Wasser- und Säure-Base-Haushalt.

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Mit unseren Lerneinheiten kannst du dich mit den auf die Niere folgenden Abschnitten des Harnsystems vertraut machen:

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Kim Bengochea, Regis University, Denver
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