Biologie für das Hauptfach II

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Lernergebnisse

  • Beschreiben Sie den Aufbau der Nieren und die Funktionen der Nierenteile der Nierenteile
Die Abbildung zeigt die Lage der Nieren und der Harnblase beim Menschen. Die beiden Nieren sind einander zugewandt und befinden sich auf der hinteren Seite, etwa auf halber Höhe des Rückens. Eine Nierenarterie und eine Nierenvene verlaufen von der inneren Mitte jeder Niere zu einem großen Blutgefäß, das in der Körpermitte verläuft. Von jeder Niere führt ein Harnleiter hinunter zur Blase, einem Sack, der sich direkt über dem Becken befindet. Die Harnröhre verläuft von der Unterseite der Blase hinunter und durch den Penis. Die Nebennieren sind klumpige Gebilde, die oben auf den Nieren sitzen.

Abbildung 1. Die Nieren filtern das Blut und produzieren Urin, der in der Blase gespeichert wird, bevor er durch die Harnröhre ausgeschieden wird. (credit: modification of work by NCI)

Die Nieren, die in Abbildung 1 dargestellt sind, sind zwei bohnenförmige Strukturen, die sich direkt unter und hinter der Leber in der Bauchhöhle befinden. Die Nebennieren sitzen oben auf jeder Niere und werden auch als Nebennieren bezeichnet. Die Nieren filtern das Blut und reinigen es. Das gesamte Blut im menschlichen Körper wird mehrmals täglich von den Nieren gefiltert; diese Organe verbrauchen fast 25 Prozent des über die Lungen aufgenommenen Sauerstoffs, um diese Funktion zu erfüllen. Der Sauerstoff ermöglicht es den Nierenzellen, durch aerobe Atmung effizient chemische Energie in Form von ATP herzustellen. Das Filtrat, das aus den Nieren austritt, wird Urin genannt.

Äußerlich sind die Nieren von drei Schichten umgeben, die in Abbildung 2 dargestellt sind. Die äußerste Schicht ist eine zähe Bindegewebsschicht, die Nierenfaszie. Die zweite Schicht ist die perirenale Fettkapsel, die dazu beiträgt, die Nieren an ihrem Platz zu verankern. Die dritte und innerste Schicht ist die Nierenkapsel. Im Inneren hat die Niere drei Bereiche: eine äußere Rinde, ein Mark in der Mitte und das Nierenbecken in der Region, die Hilum der Niere genannt wird. Das Hilum ist der konkave Teil der Bohnenform, in dem Blutgefäße und Nerven in die Niere ein- und aus ihr austreten; hier befindet sich auch der Ausgang der Harnleiter. Die Nierenrinde ist aufgrund des Vorhandenseins von Nephronen – der funktionellen Einheit der Niere – körnig. Das Mark besteht aus mehreren pyramidenförmigen Gewebemassen, den so genannten Nierenpyramiden. Zwischen den Pyramiden befinden sich Räume, die Nierensäulen genannt werden und durch die die Blutgefäße verlaufen. Die Spitzen der Pyramiden, die so genannten Nierenpapillen, zeigen zum Nierenbecken hin. In jeder Niere gibt es im Durchschnitt acht Nierenpyramiden. Die Nierenpyramiden werden zusammen mit der angrenzenden Rindenregion als Nierenlappen bezeichnet. Das Nierenbecken mündet auf der Außenseite der Niere in den Harnleiter. An der Innenseite der Niere verzweigt sich das Nierenbecken in zwei oder drei Fortsätze, die als große Nierenkelche bezeichnet werden, die sich wiederum in die kleinen Nierenkelche verzweigen. Die Harnleiter sind harnführende Röhren, die aus der Niere austreten und in die Harnblase münden.

Die Niere hat die Form einer aufrecht stehenden Bohne. Zwei Schichten, die äußere Nierenfaszie und eine innere Kapsel, bedecken die Außenseite der Niere. Das Innere der Niere besteht aus drei Schichten: der äußeren Rinde, dem mittleren Mark und dem inneren Nierenbecken. Das Nierenbecken schließt bündig mit der konkaven Seite der Niere ab und mündet in den Harnleiter, ein Rohr, das außerhalb der konkaven Seite der Niere nach unten verläuft. Neun Nierenpyramiden sind in das Mark eingebettet, das die dickste Nierenschicht darstellt. Jede Nierenpyramide ist tropfenförmig, wobei das schmale Ende dem Nierenbecken zugewandt ist. Die Nierenarterie und die Nierenvene treten in den konkaven Teil der Niere ein, direkt oberhalb des Harnleiters. The renal artery and renal vein branch into arterioles and venuoles, respectively, which extend into the kidney and branch into capillaries in the cortex.

Figure 2. The internal structure of the kidney is shown. (credit: modification of work by NCI)

Practice Question

Which of the following statements about the kidney is false?

  1. The renal pelvis drains into the ureter.
  2. The renal pyramids are in the medulla.
  3. The cortex covers the capsule.
  4. Nephrons are in the renal cortex.
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Statement c is false.

Because the kidney filters blood, its network of blood vessels is an important component of its structure and function. The arteries, veins, and nerves that supply the kidney enter and exit at the renal hilum. Die Blutversorgung der Niere beginnt mit der Verzweigung der Aorta in die Nierenarterien (die jeweils nach der Region der Niere benannt sind, durch die sie verlaufen) und endet mit dem Austritt der Nierenvenen, die in die untere Hohlvene münden. Die Nierenarterien teilen sich beim Eintritt in die Nieren in mehrere Segmentarterien auf. Jede Segmentarterie teilt sich weiter in mehrere interlobar Arterien und tritt in die Nierensäulen ein, die die Nierenlappen versorgen. Die interloben Arterien spalten sich an der Verbindung zwischen Nierenrinde und Nierenmark auf und bilden die bogenförmigen Arterien. Die bogenförmigen“ Arterien bilden Bögen entlang der Basis der Markpyramiden. Die kortikalen Strahlenarterien gehen, wie der Name schon sagt, strahlenförmig von den Arkusarterien aus. Die kortikalen radialen Arterien verzweigen sich in zahlreiche afferente Arteriolen und münden dann in die Kapillaren, die die Nephrone versorgen. Die Venen folgen dem Verlauf der Arterien und haben ähnliche Namen, nur dass es keine segmentalen Venen gibt.

Wie bereits erwähnt, ist die funktionelle Einheit der Niere das Nephron, das in Abbildung 3 dargestellt ist. Jede Niere besteht aus über einer Million Nephronen, die die Nierenrinde auskleiden und ihr ein körniges Aussehen verleihen, wenn man sie sagittal schneidet. Es gibt zwei Arten von Nephronen: kortikale Nephrone (85 %), die tief in der Nierenrinde liegen, und juxtamedulläre Nephrone (15 %), die in der Nierenrinde nahe dem Nierenmark liegen. Ein Nephron besteht aus drei Teilen – einem Nierenkörperchen, einem Nierentubulus und dem zugehörigen Kapillarnetz, das von den kortikalen Strahlenarterien ausgeht.

Die Illustration zeigt das Nephron, eine röhrenförmige Struktur, die in der Nierenrinde beginnt. Hier laufen die Arteriolen in einer knollenartigen Struktur, dem Glomerulus, zusammen, der teilweise von einer Bowman-Kapsel umgeben ist. Afferente Arteriolen treten in den Glomerulus ein, und efferente Arteriolen verlassen ihn. Der Glomerulus entleert sich in den proximalen Tubulus convolutus. Eine lange Schleife, die so genannte Henle-Schleife, erstreckt sich vom proximalen Tubulus bis zum inneren Mark der Niere und dann zurück zum Kortex. Dort mündet die Henle-Schleife in den distalen Tubulus convolutedis. Der distale Tubulus mündet in einen Sammelkanal, der von der Medulla zurück in die Rinde in Richtung Nierenzentrum verläuft. Schließlich entleert sich der Inhalt der Nierenpyramide in das Nierenbecken und dann in den Harnleiter.

Abbildung 3. Das Nephron ist die funktionelle Einheit der Niere. Der Glomerulus und die Tubuli (Faltenkanälchen) befinden sich in der Nierenrinde, während die Sammelkanäle in den Pyramiden der Medulla liegen. (credit: modification of work by NIDDK)

Practice Question

Which of the following statements about the nephron is false?

  1. The collecting duct empties into the distal convoluted tubule.
  2. The Bowman’s capsule surrounds the glomerulus.
  3. The loop of Henle is between the proximal and distal convoluted tubules.
  4. The loop of Henle empties into the distal convoluted tubule.
Show Answer

Statement a is false.

Renal Corpuscle

The renal corpuscle, located in the renal cortex, is made up of a network of capillaries known as the glomerulus and the capsule, a cup-shaped chamber that surrounds it, called the glomerular or Bowman’s capsule.

Renal Tubule

The renal tubule is a long and convoluted structure that emerges from the glomerulus and can be divided into three parts based on function. Der erste Teil wird wegen seiner Nähe zum Glomerulus als proximaler Tubulus (PCT) bezeichnet; er liegt in der Nierenrinde. Der zweite Teil wird als Henle-Schleife oder nephritische Schleife bezeichnet, weil er eine Schleife (mit absteigenden und aufsteigenden Schenkeln) bildet, die durch das Nierenmark verläuft. Der dritte Teil des Nierentubulus wird als distaler Tubulus convolutus (DCT) bezeichnet und ist ebenfalls auf die Nierenrinde beschränkt. Der DCT, der letzte Teil des Nephrons, verbindet sich und entleert seinen Inhalt in die Sammelkanäle, die die Markpyramiden säumen. Die Sammelkanäle sammeln den Inhalt mehrerer Nephrone und vereinigen sich beim Eintritt in die Papillen des Nierenmarks.

Kapillarnetz im Nephron

Das Kapillarnetz, das von den Nierenarterien ausgeht, versorgt das Nephron mit Blut, das gefiltert werden muss. Der Ast, der in den Glomerulus eintritt, wird als afferente Arteriole bezeichnet. Der Ast, der den Glomerulus verlässt, wird als efferente Arteriole bezeichnet. Das Kapillarnetz im Glomerulus wird als glomeruläres Kapillarbett bezeichnet. Sobald die efferente Arteriole den Glomerulus verlässt, bildet sie das peritubuläre Kapillarnetz, das Teile des Nierentubulus umgibt und mit diesem interagiert. In kortikalen Nephronen umgibt das peritubuläre Kapillarnetz den PCT und DCT. In juxtamedullären Nephronen bildet das peritubuläre Kapillarnetz ein Netz um die Henle-Schleife und wird als Vasa recta bezeichnet.

Besuchen Sie diese Website, um einen weiteren koronalen Schnitt der Niere zu sehen und eine Animation über die Funktionsweise der Nephrone zu erkunden.

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