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B978-3-437-26803-8.00018-X

10.1016/B978-3-437-26803-8.00018-X

978-3-437-26803-8

Abb. 18.1

Übersicht über das Harnsystem mit linker und rechter Niere, den beiden Harnleitern, der Harnblase und der Harnröhre.

Abb. 18.2

[links: E364, rechts: E458]

Links Projektion von NierenNiere:Lage und Milz:LageMilz auf die Rückenoberfläche. Die Nieren liegen beidseits neben der Wirbelsäule, teilweise von den Rippen bedeckt. Die Milz projiziert sich seitlich oberhalb der linken Niere zwischen der 9. und 11. Rippe auf die Körperoberfläche, ihre Längsachse entspricht etwa dem Verlauf der 10. Rippe. Rechts Nieren, Nebennieren, Leber und Milz in der Kernspintomografie.

Abb. 18.3

[X141]

Links Längsschnitt durch eine Niere, oben mit eröffneten Harn:SammelwegeHarnsammelwegen (von den Nierenkelchen bis zum Harnleiter), unten mit Darstellung der Blutversorgung. Rechts die Nierenrinde im histologischen Bild. Bei ↓ die Nierenkapsel, bei ← ein Markstrahl, bei ▲ ein Nierenkörperchen und ganz rechts in der Bildmitte eine Zwischenläppchenarterie.

Abb. 18.4

Niere:FeinbauFeinbau von Nierenrinde und Nierenmark (Beschriftung des Tubulusapparates links, des Gefäßsystems rechts).

Die Nierenrinde besteht hauptsächlich aus Nierenkörperchen und gewundenen Tubulusabschnitten, das Nierenmark vor allem aus strahlenförmig verlaufenden Gefäßen und geraden Tubulusabschnitten.

Das Blut durchfließt in der Niere zwei Kapillarnetze. Das erste Kapillarnetz ist immer der Glomerulus. Das Blut aus den kapselnahen und mittleren Glomeruli fließt danach in die peritubulären Kapillaren in der Nierenrinde, das aus den marknahen Glomeruli in die Vasa recta des Nierenmarks. Die Anordnung der Blutgefäße und deren Beziehung zu Tubuli und Sammelrohren ist wesentlich für die Harnkonzentrierung.

Abb. 18.5

[X243]

Aufsicht auf den Gefäßpol eines GlomerulusGlomerulus:Gefäßpol. Das dickere Gefäß links ist das Vas afferens, das etwas dünnere rechts das Vas efferens. Die hellen Zellen dazwischen sind Reste der Mesangiumzellen.

Abb. 18.6

[Fotos: M375]

LinksNierenkörperchen:Feinbau Feinbau eines Nierenkörperchens in der Schemazeichnung. Der juxtaglomeruläre Apparat ist die Kontaktzone zwischen zuführender Arteriole und dicht anliegendem distalem Tubulusabschnitt. Dort wird das Hormon Renin gebildet.

Oben rechts Nierenkörperchen, lichtmikroskopische Aufnahme. 1 = Glomerulus, 2 = proximaler, 3 = distaler Tubulus, Pfeilspitzen = äußeres Blatt der Bowman-Kapsel, Sternchen = Kapselraum.

Unten rechts Blut-Harn-Schranke, elektronenmikroskopische Aufnahme. 1 = Kapillarinneres, 2 = Kapillarendothel mit Poren, 3 = Basalmembran, 4 = Podozytenfortsätze, 5 = Kapselraum, ← Schlitzmembran.

Abb. 18.7

NierenkörperchenNierenkörperchen:und Tubulusapparat und Tubulusapparat in schematischer Darstellung.

Abb. 18.8

Oben und Mitte: Der glomeruläre Filtrationsdruck fällt von 18 mmHg am Anfang der Glomerulusschlinge auf 0 an ihrem Ende ab.

Unten: Die Konstanthaltung des Drucks in der Glomerulusschlinge erfolgt v. a. über die glatte Muskulatur am Anfang und am Ende der Schlinge (Pfeilspitzen).

Abb. 18.9

Transportvorgänge im Tubulussystem:TransportvorgängeTubulussystem. Es gibt vier verschiedene Möglichkeiten des Stofftransportes zwischen dem Tubulus- und dem Blutgefäßsystem.

Abb. 18.10

Die tubulären Transportvorgänge der verschiedenen Substanzen im Detail.

Abb. 18.11

Harn:KonzentrierungHarnkonzentrierung im Gegenstromprinzip. Oben Modell, unten die Verhältnisse in der Niere.

Abb. 18.12

ÜbersichtAngiotensin-converting-Enzym (ACE):Übersicht über das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS).

Abb. 18.13

Einfache Urinuntersuchungen Urinuntersuchung in Klinik und Praxis.

Abb. 18.14

UrinsedimentUrinsediment:Zusammensetzung (Auswahl). Die verschiedenen Kristalle sind an sich ohne Krankheitswert, können aber auf eine (beginnende) Nierenerkrankung oder Stoffwechselstörung hinweisen. Zylinder sind rollenförmige Zusammenballungen von Erythrozyten, Leukozyten, Eiweißen (hyaline Zylinder) oder Epithelzellen (Epithelzylinder) aus der Niere und gewissermaßen „Ausgussmodelle“ von Tubuli. Von einer geringen Zahl hyaliner Zylinder abgesehen, ist ihr Auftreten pathologisch und weist auf die Niere als Erkrankungsort hin. Bakterien sind meist Zeichen einer Infektion.

Abb. 18.15

HarnblaseHarnblase:Frau der Frau im Frontalschnitt (von vorn).

Abb. 18.16

[O568]

Die HarnblasenwandHarnblasenwand im lichtmikroskopischen Bild.

Abb. 18.17

[Foto: J787]

Oben Prinzip der HämodialyseHämodialyse als häufigster DialyseDialyseform, unten junges Mädchen während der Dialyse. Aus einem operativ angelegten Shunt („Kurzschluss“ zwischen Arterie und Vene) wird Blut entnommen und ins Dialysegerät geleitet. Die auszuscheidenden Substanzen diffundieren entlang eines Konzentrationsgefälles aus dem Blut ins Dialysat. Außerdem wird dem Blut Wasser entzogen. Danach wird das „gereinigte“ Blut der Patientin über einen zweiten Gefäßzugang wieder zugeführt.

Abb. 18.18

Alters- und geschlechtsabhängiger Wasseranteil:alters- und geschlechtsabhängigerWasseranteil des menschlichen Körpers.

Abb. 18.19

Tägliche Wassereinfuhr und -ausfuhr (beim Erwachsenen). Einfuhr und Ausfuhr betragen jeweils ca. 2.500 ml und müssen im Gleichgewicht zueinander stehen.

Abb. 18.20

[K157]

„Stehende“ Hautfalten, stehendeHautfalten. Verstreicht eine abgehobene Hautfalte nicht sofort, ist dies Warnzeichen einer Dehydratation.

Abb. 18.21

Ursachen und Folgen einer HypokaliämieHypokaliämie:Ursachen und Folgen.

Abb. 18.22

Das pH-pH-GleichgewichtGleichgewicht im Blut. Die PuffersystemePuffersysteme im Körper halten den pH-Wert in einem engen Rahmen um den Wert 7,4 konstant. Durch Überlastung der Puffersysteme kann es zu Azidosen und Alkalosen kommen. Sie haben entweder metabolische oder respiratorische Ursachen.

Abb. 18.23

Häufige Ursachen respiratorischer und metabolischer AzidosenAzidose:respiratorische.

Abb. 18.24

Häufige Ursachen respiratorischer und metabolischer Alkalosen.

Anhaltswerte für die normale Urinmenge, normaleUrinmenge in den verschiedenen Lebensphasen.

Tab. 18.1
Altersgruppe Urinmenge [ml/Tag]
Neugeborenes ab dem 3. Tag   100–300
Säugling ab dem 2. Monat   250–500
Kleinkind   500–600
Kindergartenkind   600–700
Grundschulkind  700–1.000
Jugendliche  800–1.500
Erwachsene 1.000–2.000

Altersabhängiger Flüssigkeitsbedarf, altersabhängigerFlüssigkeitsbedarf.

Tab. 18.2
Altersgruppe Wasserbedarf
(ml/kg KG × Tag)
Säuglinge 1.–3. Monat 150–170
Säuglinge 4.–6. Monat 140–160
Säuglinge 7.–9. Monat 110–140
Säuglinge 10.–12. Monat 100
Kleinkinder bis 10kg 100
Kindergartenkinder bis 20kg 80
Schulkinder bis 40kg 60
Erwachsene 20–30

Physiologische Konzentrationen und Aufgaben der wichtigsten Elektrolyte (2.1) im Serum.Elektrolyte:Aufgaben

Tab. 18.3
Elektrolyt (Serumnormalwerte) Bedeutung für den Organismus
Natrium (Na+)
(135–145 mmol/l)
  • Häufigstes Kation im Extrazellulärraum

  • Entscheidendes Kation für den osmotischen Druck im Extrazellulärraum

Kalium (K+)
(3,6–4,8 mmol/l)
  • Häufigstes Ion im Intrazellulärraum

  • Wichtige Rolle bei der Entstehung des Aktionspotenzials und der Erregungsübertragung im Nervensystem und am Herzen

  • Hilft beim Insulintransport in die Zelle

Kalzium (Ca2+)
(2,3–2,6 mmol/l)
  • Am Aufbau von Knochen und Zähnen beteiligt

  • Entscheidende Rolle bei der neuromuskulären Erregungsübertragung und bei der Muskelkontraktion

Magnesium (Mg2+)
(0,7–1,1 mmol/l)
  • Mitbeteiligung bei der Erregungsüberleitung an den Muskeln

Chlorid (Cl–)
(97–108 mmol/l)
  • Häufigstes Anion im Extrazellulärraum

  • Entscheidendes Anion für den osmotischen Druck im Extrazellulärraum

Phosphat (PO43–)
(0,84–1,45 mmol/l)
  • Baustein von ATP, Zellmembran und Knochen

  • Hilft als Puffersystem des Blutes, den pH-Wert im Blut konstant zu halten

Harnsystem, Wasser- und Elektrolythaushalt

Lernzielübersicht

Die Nieren

  • ElektrolythaushaltElektrolythaushaltDie beiden Nieren liegen unter dem Zwerchfell dem Rücken an. Im Inneren unterscheidet man die Rinde, das Mark und das Nierenbecken.

  • Funktionelle Einheit der Niere ist das Nephron, bestehend aus Nierenkörperchen und Tubulusapparat.

  • Im Nierenkörperchen wird der Primärharn durch Abpressen eines Blutfiltrats hergestellt.

Die Ausscheidungsfunktion der Nieren

  • Damit aus den Gefäßschlingen des Nierenkörperchens Flüssigkeit abgepresst werden kann, muss ein bestimmter Druck herrschen, den die Niere selbstständig reguliert.

  • Pro Minute werden etwa 120 ml Flüssigkeit abgepresst, also 170–180 Liter/Tag. Abgegeben werden aber nur ca. 1,5 Liter Harn – 99 % der Flüssigkeit wird in den Tubuli und Sammelrohren rückresorbiert und wieder dem Kreislauf zugeführt.

  • Die Hormone Aldosteron und ADH regulieren diese Rückresorption.

Die Niere als endokrines Organ

Die Niere erfüllt nicht nur Ausscheidungsfunktionen, sondern bildet auch Hormone:
  • Renin führt über Aktivierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems zu einem Blutdruckanstieg.

  • Erythropoetin fördert die Erythrozytenbildung im Knochenmark.

Der Urin

  • Urin besteht zu 95 % aus Wasser, daneben vor allem aus Harnstoff, -säure, Kreatinin.

  • Die gelbliche Färbung des Urins stammt v. a. von den Urochromen.

  • Durch Untersuchung des Urins oder Urinsediments sind Rückschlüsse auf Krankheiten möglich. Verdächtige Bestandteile sind Proteine, Glukose, Blutzellen und sog. Zylinder.

Die ableitenden Harnwege

  • Der Urin wird zuerst im Nierenbecken gesammelt, von dort gelangt er über die Harnleiter in die Harnblase.

  • Die Entleerung der Harnblase (Miktion) erfolgt durch die willentliche Aktivierung eines Reflexbogens.

  • Außerhalb der Miktion wird die Harnröhre durch den Tonus der Schließmuskeln verschlossen gehalten (Kontinenz).

  • Eine sehr belastende Störung v. a. älterer Menschen ist die Harninkontinenz.

Die Niereninsuffizienz

  • Wenn die Niere nicht ausreichend durchblutet oder aus anderen Gründen nicht genügend Filtrat gebildet wird, kommt es zum Nierenversagen. Im Blut zeigt sich dies durch die starke Anreicherung von Kreatinin und Harnstoff.

Der Wasserhaushalt

  • Wasseraufnahme und -abgabe müssen in engen Grenzen konstant gehalten werden, damit der Organismus keinen Schaden nimmt. Hierbei wirkt v. a. das Hormon ADH (Adiuretin) mit, das die Rückresorption verstärkt. Insgesamt werden pro Tag etwa 2,5 Liter Wasser aufgenommen und wieder abgegeben.

  • Eine Hyperhydratation (Überwässerung) kann sich z. B. bei Herzinsuffizienz ausbilden. Häufige Folge sind Wasseransammlungen im Gewebe (Ödeme).

  • Eine Dehydratation (Unterwässerung) kann z. B. nach starkem Schwitzen auftreten und ist von Durst begleitet.

Der Elektrolythaushalt

  • Die Mineralstoffe oder Elektrolyte haben vielfache Funktionen im Körper; sie sind vor allem an Erregungsvorgängen der Zellen beteiligt.

  • Natriummangel oder -überschuss gehen häufig mit Störungen des Wasserhaushalts einher, etwa bei Herzinsuffizienz mit Ödemen.

  • Ein Kaliummangel kann durch lang dauernde Einnahme von entwässernden oder abführenden Mitteln entstehen und zu Herzrhythmusstörungen führen.

  • Ein Kaliumüberschuss ist meist durch eine Nierenfunktionsstörung bedingt und kann ebenfalls Herzrhythmusstörungen bewirken.

  • Erniedrigte Kalziumkonzentrationen sind ggf. Folge von übermäßigem Atmen (Hyperventilation) oder Hormonstörungen.

  • Durch Magnesiummangel kann es zu Krämpfen kommen.

Der Säure-Basen-Haushalt

  • Der normale Blut-pH liegt bei etwa 7,4.

  • Ein pH-Abfall heißt Azidose, ein pH-Anstieg Alkalose. Sie treten auf, wenn die körpereigenen Puffersysteme überfordert sind.

  • Eine Azidose kann durch Anhäufung saurer Stoffwechselprodukte, z. B. beim Diabetes mellitus, entstehen. Durch eine verstärkte Atmung kann hier gegenreguliert werden, da mit der Atemluft Kohlendioxid abgegeben wird.

  • Bei starkem Erbrechen oder seelisch bedingter Hyperventilation kommt es durch Säureverlust zu einer Alkalose.

Mit HarnproduktionHarnproduktion und HarnausscheidungHarnausscheidung erfüllt das HarnsystemHarnsystem (Abb. 18.1), und hier vor allem die Nieren, mehrere für die Aufrechterhaltung des inneren Milieus entscheidende Regulationsaufgaben:

  • Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten (vor allem der harnpflichtigen Substanzen 18.6), insbesondere des Eiweißstoffwechsels

  • Ausscheidung von Fremdsubstanzen wie Medikamenten und Umweltgiften (Entgiftungsfunktion)

  • Regulation der Elektrolytkonzentrationen, insbesondere der Mengenelemente Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium und Phosphat

  • Konstanthaltung des Wassergehalts und des osmotischen Drucks (3.5.5)

  • Regulation des Blutdrucks

  • Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts (vor allem des pH-Wertes)

  • Bildung des hormonähnlichen Enzyms Renin (beeinflusst Elektrolythaushalt und Blutdruck 18.3.1)

  • Produktion des Hormons Erythropoetin (stimuliert die Blutbildung 18.3.2, Abb. 12.10)

  • Umwandlung einer Vitamin-D-Vorstufe in das wirksame Vitamin-D-Hormon.

Das Harnsystem besteht aus den beiden Nieren und den ableitenden Harnwegen.

Die Nieren

Die äußere Gestalt der Nieren

Die rotbraunen Nieren (RenRenes, NephriNephri) liegen links und rechts der Wirbelsäule unter dem Zwerchfell (Abb. 18.1, Abb. 18.2). Sie sind ca. 11 cm lang, 6 cm breit, 2,5 cm dick und 150 g schwer. Ihre äußere Form erinnert an eine große Bohne. Die linke NiereNiere reicht vom 11. Brustwirbel bis zum 2. Lendenwirbel, die rechte liegt wegen der darüber liegenden Leber um etwa einen Wirbelkörper tiefer.
Die Nieren liegen im Retroperitonealraum (17.1.5) zwischen Hinterwand des Peritoneums und Rückenmuskulatur. Dort befinden sich außerdem die Nebennieren (11.6), die auf den oberen Nierenpolen sitzen, sowie die Harnleiter.
Nierenhilum und Nierenkapsel
Im zur Mitte hin gelegenen Nierenrand liegt eine nischenförmige Vertiefung, die Nierenpforte oder das Nierenhilum. NierenhilumDort befindet sich das Nierenbecken, das den aus dem Nierenparenchym kommenden Urin sammelt und in den Harnleiter übergeht. Ferner treten hier Nierenarterie (A. renalis), Nierenvene (V. renalis), Nerven und Lymphgefäße ein bzw. aus.
Die Niere ist von einer derben bindegewebigen NierenkapselNierenkapsel überzogen. Um diese herum liegt eine kräftige Schicht Fettgewebe (Fettkapsel), die von einer weiteren dünneren Bindegewebshülle, dem Fasziensack, umgeben ist. Durch Fett und Bindegewebe wird die Niere an der hinteren Bauchwand verankert und vor Stoßverletzungen geschützt.

Der innere Aufbau der Nieren

Schneidet man eine Niere der Länge nach auf, so erkennt man drei Zonen (Abb. 18.3): Im Inneren liegt das NierenbeckenNierenbeckenNierenbecken (Pelvis Pelvis:renalisrenalis, PyelonPyelon), an welches sich nach außen das fein gestreifte NierenmarkNierenmark (Medulla Medulla:renalisrenalis) anschließt. Ganz außen liegt die hellere NierenrindeNierenrindeNierenrinde (Cortex renalis).
Ausläufer der Rinde, die NierensäulenNierensäulen oder Columnae Columna(-ae):renalesrenales, reichen hinunter bis zum Nierenbecken und unterteilen so das Nierenmark in mehrere kegelförmige MarkpyramidenMarkpyramiden, deren Spitzen zum Nierenhilum zeigen. Umgekehrt setzt sich das Nierenmark in den MarkstrahlenMarkstrahlen in die Nierenrinde fort (Abb. 18.3).
Die Spitzen der kegelförmigen Markpyramiden heißen NierenpapillenNierenpapillen. Jede Nierenpapille besitzt mikroskopisch kleine Öffnungen. Diese münden in einen kleinen Hohlraum, den NierenkelchNierenkelch. In den Nierenkelchen wird der fertige Urin aufgefangen und ins Nierenbecken weitergeleitet (Abb. 18.3, 18.5.1).

Die Blutversorgung der Nieren

Die arteriellen Nierengefäße
Die Durchblutung beider Nieren beträgt etwa 20 % des Herz-Zeit-Volumens (14.6.1), also ca. 1 l/min ≙ 1.500 l täglich. Das Gefäßsystem der Nieren ist außerordentlich kompliziert. Nierengefäße:arterielleBlutversorgung:NiereJede Niere:BlutversorgungNiere erhält ihr Blut über die linke bzw. rechte A. Arteria(-ae):renalesrenalis (Nierenarterie). Nach ihrem Eintritt am Nierenhilum verzweigen sich die Nierenarterien in Segmentarterien und dann in Zwischenlappenarterien (Aa. Arteria(-ae):interlobaresinterlobares), die in den Nierensäulen aufsteigen. An der Grenze von Nierenmark und -rinde geben die Zwischenlappenarterien fächerförmig die Bogenarterien (Aa. Arteria(-ae):arcuataearcuatae) ab, die sich weiter verzweigen und als Zwischenläppchenarterien (Aa. Arteria(-ae):interlobularesinterlobulares) zur Nierenkapsel ziehen (Abb. 18.3).
Aus den Zwischenläppchenarterien entspringen mikroskopisch kleine Arteriolen, die jedes NierenkörperchenNierenkörperchenNierenkörperchenNierenkörperchen mit Blut versorgen. In den Nierenkörperchen wird der Primärharn (18.1.4) abgefiltert.
Zu jedem Nierenkörperchen zieht eine solche Arteriole, auch als Vas Vas(-sa):afferensafferens (zuleitendes Gefäß) bezeichnet. Im Nierenkörperchen zweigt sie sich zu einem knäuelartigen Kapillarschlingengeflecht auf, dem GlomerulusGlomerulus (Verkleinerungsform von glomus = Knäuel Abb. 18.5, Abb. 18.6). Das Blut aus dem Vas afferens fließt durch dieses erste Kapillarnetz hindurch und in unmittelbarer Nachbarschaft zum Vas afferens, also am selben Ende des Nierenkörperchens, über ein ableitendes Gefäß (Vas Vas(-sa):efferensefferens) wieder ab.
Bei diesem Vas efferens handelt es sich wiederum um eine Arteriole, die in ein zweites Kapillarnetz mündet (Abb. 18.4):
  • Die Vasa efferentia der kapselnahen und mittleren Glomeruli umgeben als Peritubuläre Kapillarenperitubuläre Kapillaren in Nierenrinde und äußerer Markzone den TubulusapparatTubulusapparatTubulusapparatTubulusapparat, einen Komplex aus mikroskopisch kleinen Röhren, die den im Nierenkörperchen gebildeten Primärharn ableiten

  • Die Vasa efferentia der marknahen Glomeruli bilden lang gestreckte, gerade Gefäße (Vas(-sa):rectaVasa recta), die bis weit ins Nierenmark ziehen und deren Kapillaren vor allem die Sammelrohre umschlingen.

Merke

In der Niere sind zwei Kapillarnetze hintereinandergeschaltet. Solche hintereinandergeschalteten Kapillarnetze werden auch als WundernetzWundernetze bezeichnet.

Die venösen Nierengefäße
Das venöse Blut fließt über Zwischenläppchenvenen (Vv. interlobulares), Bogenvenen (Vv. arcuatae) und Zwischenlappenvenen (Vv. interlobares) in die V. Nierengefäße:venöseVena(-ae):renalisrenalis (Nierenvene, Abb. 18.3, Abb. 18.4). Diese wiederum mündet in die V. cava inferior (untere Hohlvene).

Das Nephron

Die Urinbildung erfolgt im Nephron. Jedes NephronNephron besteht aus dem Nierenkörperchen (Abb. 18.5, Abb. 18.6) und den dazugehörigen kleinsten Harnkanälchen, dem Tubulusapparat (Abb. 18.4, Abb. 18.7). Beide bilden zusammen eine funktionelle Einheit:
  • Im Nierenkörperchen (Corpusculum renale) wird der Primärharn oder das GlomerulusfiltratGlomerulusfiltratGlomerulusfiltrat durch Filtrierung des Blutes gewonnen, während dieses durch das Gefäßknäuel (den Glomerulus) fließt. Jede Niere besitzt etwa eine Million Nierenkörperchen, verteilt über die gesamte Rinde

  • Im Tubulusapparat wird der PrimärharnPrimärharn durch Reabsorptionsvorgänge stark konzentriert, durch Sekretionsvorgänge mit Stoffwechselprodukten „angereichert“ und dann als UrinUrin (SekundärharnSekundär-, EndharnEndharn, Harn) in einen Nierenkelch weitergeleitet.

Das Nierenkörperchen besteht aus dem erwähnten Glomerulus und einer diesen umgebenden Kapsel, der Bowman-Kapsel. Die Bowman-Bowman-KapselKapsel hat zwei Schichten (Abb. 18.6):
  • Das äußere Blatt der Bowman-Kapsel ist ein einfaches Plattenepithel

  • Das innere Blatt der Bowman-Kapsel hat sich zu den sternförmigen PodozytenPodozyten differenziert, die mit ihren füßchenförmigen Ausläufern das Kapillarendothel umhüllen. Zwischen den Füßchen bleiben kleine Schlitze, die von einer extrazellulären Schlitzmembran überspannt werden.

An der Ein- bzw. Austrittspforte der Kapillaren (Gefäßpol des Nierenkörperchens) geht das äußere in das innere Blatt über. Zwischen äußerem und innerem Blatt liegt der Kapselraum, in den das Glomerulusfiltrat hineingepresst wird.
Zwischen den Glomeruluskapillarschlingen liegen spezialisierte Bindegewebszellen, die MesangiumzellenMesangiumzellenMesangiumzellen, die in ihrer Gesamheit das intraglomeruläre Mesangium bilden. Die Mesangiumzellen stabilisieren die Kapillarschlingen, sind kontraktil und zur Phagozytose fähig, reagieren auf Hormonreize mit einer Änderung der glomerulären Filtrationsrate (18.2.1, 18.2.2) und haben selbst endokrine Funktion.
Die Produktion des Glomerulusfiltrats
Im Nierenkörperchen beginnt die Harnproduktion damit, dass aus dem Blut, das durch die Glomerulusschlingen fließt, ein wässriges Filtrat abgepresst wird – das Glomerulusfiltrat. Der Filter hat drei Schichten (Abb. 18.6):
  • Das Kapillarendothel. Da es Poren bis zu 100 nm Durchmesser hat, ist es lediglich für Zellen eine Barriere

  • Die Basalmembran. Ihre negativen Ladungen hindern negativ geladene Proteine am Durchtritt

  • Podozytenfortsätze und Schlitzmembran. Deren Poren sind höchstens 5 nm weit und somit ein sehr effektiver „Feinfilter“.

Wasser, Elektrolyte und kleine Moleküle wie etwa Glukose können diese Blut-Harn-SchrankeBlut-Harn-Schranke ungehindert, Zellen und große Moleküle gar nicht passieren. Mittelgroße Substanzen werden je nach Größe und Ladung teilweise filtriert. Entsprechend enthält das Glomerulusfiltrat Ionen und kleine Moleküle in der gleichen Konzentration wie das Blutplasma, jedoch nahezu keine Eiweiße.
Der Gefäß- und Harnpol des Nierenkörperchens
Zuleitendes und ableitendes Blutgefäß – also Anfang und Ende des Kapillarknäuels – liegen dicht zusammen am GefäßpolGefäßpol des Nierenkörperchens (Abb. 18.5, Abb. 18.6), der in Richtung Nierenrinde zeigt. Am gegenüberliegenden Ende – also Richtung Nierenmark – liegt der Harnpol. Am HarnpolHarnpol geht der Kapselraum in den proximalen Tubulus über, den ersten Abschnitt der Harnkanälchen.
Der Bau des Tubulusapparates
Das System der Harnkanälchen, der Tubulusapparat (Abb. 18.4, Abb. 18.7), beginnt mit dem proximalen Tubulus (Hauptstück), welcher in seinem Anfangsteil stark gewunden verläuft. An den gewundenen Teil in der Rinde schließt sich ein gerade verlaufender Teil an, der bis ins Nierenmark hinunterzieht. Dieser gerade Teil des proximalen Tubulus wird intensiv von den bereits erwähnten peritubulären Kapillaren umschlungen, mit denen ein intensiver Flüssigkeitsaustausch stattfindet (18.2.3). Ausgekleidet wird der proximale Tubulus von einem isoprismatischen Epithel.
Im Anschluss an das gerade Stück verengt sich der Tubulus zu dem sehr dünnen intermediären Tubulus (Überleitungsstück) mit platten Epithelzellen. Dieser macht einen Bogen und geht in seinem aufsteigenden Schenkel über in den distalen Tubulus (Mittelstück). Die geraden Teile von proximalem und distalem Tubulus sowie der dünne intermediäre Tubulus ragen ins Nierenmark hinein. Sie werden als Henle-SchleifeHenle-Schleife zusammengefasst.
Der distale Tubulus zieht dann mit seinem gerade aufsteigenden Teil zurück in die Nähe des Nierenkörperchens, windet sich (gewundener Abschnitt des distalen Tubulus) und berührt den Gefäßpol des Nierenkörperchens. Diese sich berührenden Abschnitte von Arteriole und Tubulus bilden zusammen mit spezialisierten Nierenzellen den juxtaglomerulären Apparat.
Ein kurzer VerbindungstubulusVerbindungstubulus (Verbindungsstück) verbindet den distalen Tubulus mit dem Sammelrohr (18.1.6).

Der juxtaglomeruläre Apparat

Zum juxtaglomerulären Juxtaglomerulärer ApparatApparat (Abb. 18.6) zählen:
  • Spezialisierte Epithelzellen des distalen Tubulus in unmittelbarer Nähe des Vas afferens. Die Tubuluszellen sind hier schmaler und höher, und ihre Kerne liegen dicht beieinander. Aufgrund ihrer lichtmikroskopischen Erscheinung heißt diese Struktur Macula Macula(-ae):densadensa. Über die Macula densa, die wahrscheinlich als osmotischen Rezeptor fungiert, reguliert der juxtaglomeruläre Apparat den Filtrationsdruck lokal in „seinem“ Nierenkörperchen (18.2.2). Dies wird auch als tubuloglomeruläre Rückkopplung bezeichnet (18.2.2)

  • EpitheloidzellenEpitheloidzellen (granulierte Zellen, Polkissenzellen), das sind umgewandelte glatte Muskelzellen in der Wand des Vas afferens, die das Hormon Renin (18.3.1) bilden. Dadurch wirkt der juxtaglomeruläre Apparat systemisch auf den ganzen Organismus

  • (Extraglomeruläre) Mesangiumzellen zwischen den Zellen des distalen Tubulus und dem Vas afferens (Abb. 18.7). Sie sind an der tubuloglomerulären Rückkopplung beteiligt.

Die Sammelrohre

Die SammelrohrSammelrohre nehmen den Urin (Sekundärharn) auf. Mehrere Sammelrohre münden in einen Papillengang zusammen, der sich in das Nierenbecken öffnet.
Außerdem sind die Sammelrohre Wirkort des Hormons ADH (Adiuretin 11.2.1), das die Wasserrückresorption in den distalen Tubuli und den Sammelrohren steigert und den Harn dadurch konzentriert. Fehlt diese Wirkung, entwickelt sich ein Diabetes insipidus (18.8.1).

Die Ausscheidungsfunktion der Nieren

Der glomeruläre Filtrationsdruck

Am Anfang der Glomerulusschlingen herrscht ein Blutdruck von etwa 50 mmHg (18.2.2), der bis zum Ende kaum abfällt (ca. 48 mmHg). Dieser glomeruläre Blutdruck:glomerulärerBlutdruck ist jedoch nicht identisch mit dem glomerulären Filtrationsdruck:glomerulärerFiltrationsdruck:glomerulärerGlomerulus:FiltrationsdruckFiltrationsdruck (also dem Druck, mit dem der Primärharn abgepresst wird), da dem glomerulären Blutdruck zwei Kräfte entgegenwirken (Abb. 18.8):
  • Zum einen der kolloidosmotische Druck des Blutes. Er liegt am Anfang der Kapillarschlinge bei etwa 20 mmHg und steigt durch Abpressen von Wasser auf ca. 36 mmHg an

  • Zum anderen der hydrostatische Druck in der Bowman-Kapsel (etwa 12 mmHg).

Um den Filtrationsdruck in den Glomerulusschlingen zu berechnen, muss man also vom glomerulären Blutdruck den kolloidosmotischen Druck im Blutplasma und den hydrostatischen Druck in der Bowman-Kapsel abziehen:
  • Am Anfang der Kapillarschlinge ergibt sich somit ein Wert von 50 mmHg – 20 mmHg – 12 mmHg = 18 mmHg

  • Am Ende der Kapillarschlinge ist der glomeruläre Filtrationsdruck auf 48 mmHg – 36 mmHg – 12 mmHg = 0 gesunken.

Die GFR in den verschiedenen Lebensphasen
Die Glomerulusfiltratmenge, die sämtliche Nierenkörperchen beider Nieren pro Zeiteinheit erzeugen, bezeichnet man als Glomeruläre Filtrationsrate (GFR)glomeruläre Filtrationsrate, glomeruläre (GFR)Filtrationsrate (GFR). Sie beträgt beim jungen Erwachsenen ca. 120 ml pro Minute, das entspricht 170–180 l pro Tag. Das Blutplasmavolumen von ca. 3 l wird also täglich fast 60-mal in den Nieren filtriert (und zu 99 % wieder rückresorbiert)!
Bezogen auf die Körperoberfläche entspricht die GFR bei Kindern nach dem ersten Geburtstag der bei Erwachsenen, der Absolutwert ist aufgrund der geringeren Körperoberfläche naturgemäß altersentsprechend geringer. Etwa nach dem 50. Lebensjahr nimmt die GFR alle 10 Jahre um etwa 10 % ab.

Geriatrie

Die Altersveränderungen der Nieren müssen bei der Arzneimitteltherapie berücksichtigt werden, da viele Arzneimittel renal (über die Niere) ausgeschieden werden: Weil die Ausscheidungsleistung stark nachlässt, kann es bei „normaler“ Dosierung zur Arzneimittelanreicherung und Vergiftung kommen.

Die Autoregulation von Nierendurchblutung und glomerulärer Filtration

NierendurchblutungNiere:AutoregulationUm eine kontinuierliche Nierenfunktion mit konstanter glomerulärer Filtration sicherzustellen, muss der Blutdruck in den Glomerulusschlingen trotz Schwankungen des arteriellen Blutdrucks immer bei etwa 50 mmHg bleiben. Dies wird durch mehrere Mechanismen gewährleistet:
  • Die glatten Muskelfasern der Vasa afferentia und efferentia regulieren selbsttätig ihre Gefäßweite (myogene Durchblutungsregulation oder Bayliss-Effekt, 15.3.4, Abb. 18.8)

  • Bei hoher Kochsalzkonzentration im distalen Tubulus an der Macula densa wird über eine Verengung des Vas afferens die Filtrationsrate dieses Glomerulus gesenkt und umgekehrt bei niedriger Kochsalzkonzentration gesteigert (tubuloglomeruläre Rückkopplung)

  • Zahlreiche Hormone beeinflussen Blutdruck und glomeruläre Filtration. Das Renin-Angiotensin-System (18.3.1) ist wahrscheinlich vor allem bei niedrigen Blutdrücken wirksam und führt dann an der Niere v. a. zu einer Verengung des Vas efferens (Abb. 18.8). Das bei zu hohem Blutvolumen freigesetzte ANP (15.3.5) erweitert v. a. das Vas afferens, sodass die Filtrationsrate dieses Glomerulus und damit die Natriumausscheidung steigt.

Die Autoregulation:NierendurchblutungAutoregulation („Selbst-Konstanthaltung“) der Nierendurchblutung funktioniert jedoch nur bei einem mittleren arteriellen Blutdruck zwischen 80 und 180 mmHg.

Medizin

Bei extrem niedrigem oder hohem Blutdruck versagt die Autoregulation der Niere:

  • Sinkt der mittlere arterielle Blutdruck unter 80 mmHg, so kommt es zum akuten Nierenversagen (18.6). Der glomeruläre Blutdruck und damit auch der Filtrationsdruck fallen so stark ab, dass die Urinproduktion abnimmt (OligurieOligurie) oder völlig zusammenbricht (AnurieAnurie)

  • Steigt der mittlere arterielle Blutdruck über 180 mmHg, wird so viel Glomerulusfiltrat produziert, dass keine ausreichende Rückresorption mehr möglich ist. Es werden große Mengen eines unzureichend konzentrierten Urins ausgeschieden (DruckdiureseDruckdiurese).

Die Funktionen des Tubulussystems

Wie erwähnt gelangt das Glomerulusfiltrat aus dem Kapselraum des Nierenkörperchens in das Tubulusapparat:FunktionTubulussystem und wird dort in seiner Zusammensetzung entscheidend verändert und stark konzentriert. Durch die enorme Rückresorption bleiben dem Organismus viele lebenswichtige Substanzen erhalten.
  • Chlorid, Bikarbonat, Natrium, Kalzium und Kalium z. B. werden schon im proximalen Tubulus zu zwei Dritteln aktiv rückresorbiert

  • Neben Elektrolyten werden im proximalen Tubulus auch Aminosäuren und Glukose aktiv ins Blut zurückresorbiert. Dieser Rückresorptionsmechanismus kann jedoch nur bestimmte Konzentrationen bewältigen. Wird eine maximale Transportkapazität überschritten, so scheidet der Körper den „Überschuss“ mit dem Harn aus

  • Den rückresorbierten Ionen folgt schon im proximalen Tubulus passiv Wasser. Eine weitere Wasserrückresorption findet im distalen Tubulus und in den Sammelrohren statt, reguliert durch die Hormone ADH (Adiuretin 11.2.1) und Aldosteron (11.6.2). So werden insgesamt 99 % des filtrierten Wassers zurückgewonnen

  • Aus dem Tubulussystem werden nicht nur Stoffe Rückresorptionrückresorbiert (also ins Blut aufgenommen), sondern umgekehrt auch in den Tubulus abgegeben (tubuläre Sekretion:tubuläreSekretion). Dadurch beschleunigt der Körper die Ausschleusung körpereigener und körperfremder Substanzen wie etwa des körpereigenen Abbauprodukts Harnsäure oder vieler Arzneimittel

  • K+- und H+-Ionen werden je nach Bedarf von den Tubuli aufgenommen oder abgegeben (sezerniert, Abb. 18.9, Abb. 18.10).

Säuglinge können den Harn noch nicht so stark konzentrieren wie ältere Kinder oder Erwachsene. Auch im Alter nehmen Verdünnungs- und Konzentrationsvermögen der Nieren ab.

Merke

Das Volumen des Urins beträgt mit ca. 1,5 Litern nur etwa 1 % des Primärharnvolumens, und seine Osmolarität (3.5.5) ist etwa viermal so hoch wie die des Plasmas.

Das Gegenstromprinzip
Die Harnkonzentrierung erfolgt im Nierenmark. Dabei nutzt die Niere einen Trick, der als Gegenstromprinzip GegenstromprinzipNiere:Gegenstromprinzipbekannt ist. Ein Austausch zwischen zwei Röhren ist nämlich bei gegensätzlicher Flussrichtung in den Röhren effektiver als bei gleichsinniger. Auf- und absteigende Schenkel der Henle-Schleife, Vasa recta sowie Sammelrohre bilden die gegensinnigen Röhren (Abb. 18.11):
  • Der im absteigenden Schenkel der Henle-Schleife ankommende Harn hat zunächst die gleiche Osmolarität wie das Plasma

  • Im aufsteigenden Schenkel wird aktiv Natriumchlorid (NaCl) aus dem Tubulus ins Gewebe gepumpt. Wasser kann jedoch nicht folgen (hierfür ist der aufsteigende Schenkel undurchlässig), infolgedessen sinkt die Osmolarität im Harn (der aufsteigende Schenkel wirkt als Verdünnungssegment) und steigt sie im Gewebe

  • Der absteigende Schenkel ist wasserdurchlässig, sodass hier Wasser aus dem Tubulus ins Gewebe strömt, der Harn wird zum Mark hin zunehmend hyperton. Dadurch, dass die arteriellen und venösen Vasa recta gegenläufig und durchlässig sind, bleibt diese Konzentrationserhöhung im Mark erhalten und wird nicht durch den Blutstrom ausgewaschen

  • Mit dem Harnfluss gelangt der höher konzentrierte Harn in den aufsteigenden Schenkel der Henle-Schleife. Dort wird weiter NaCl aus dem Tubulus ins Gewebe gepumpt, der Vorgang wiederholt sich

  • Wenn der Harn durch die parallel zu den Henle-Schleifen laufenden Sammelrohre fließt, wird ihm osmotisch Wasser entzogen, er wird konzentriert.

Tatsächlich sind die Verhältnisse noch komplizierter, da sich auch Harnstoff im Gewebe anreichert und dadurch die Harnkonzentrierung noch verstärkt.

Medizin

DiuretikaDiuretika (harntreibende Medikamente) hemmen die tubulären Transportprozesse. Schleifendiuretika wie etwa Furosemid (z. B. Lasix®) hemmen eine Na+-Pumpe im dicken aufsteigenden Schenkelder Henle-Schleife, Thiaziddiuretika greifen etwas weiter hinten am distalen Tubulus an und kaliumsparende Diuretika an den Sammelrohren. Durch die verminderte Na+-Rückresorption werden allerdings in der Folge K+, teilweise auch noch andere Ionen vermehrt ausgeschieden. Ausnahme sind, wie der Name schon sagt, die kaliumsparenden Diuretika.

Die Glukosurie des Diabetikers
Die Resorptionsmechanismen im Tubulus können die Ausscheidung eines zu resorbierenden Stoffes nur so lange verhindern, wie die Konzentration dieses Stoffes im Glomerulusfiltrat einen bestimmten Schwellenwert nicht übersteigt, dieNierenschwelle Nierenschwelle.
Liegt z. B. beim Diabetiker die Glukosekonzentration im Blut und damit auch die im Glomerulusfiltrat über ca. 180 mg/dl, (Abb. 17.39), so kommt es durch die „Überforderung“ der Resorptionsmechanismen zur Glukoseausscheidung mit dem Urin (GlukosurieDiabetes mellitus:GlukosurieGlukosurie).

Pflege

Da die Glukoseausscheidung aus osmotischen Gründen nur zusammen mit Wasser möglich ist, müssen schlecht eingestellte Diabetiker häufig (und viel) Wasser lassen und haben kompensatorisch großen Durst.

Die Niere als endokrines Organ

Die Niere:EndokrinologieNiere hat nicht nur Ausscheidungsfunktion, sondern ist gleichzeitig ein endokrines Organ. Sie bildet vor allem die zwei „renalen Hormone“ Renin und Erythropoetin. Außerdem ist die Niere an der Umwandlung von Cholekalziferol in aktives Vitamin-D-Hormon beteiligt (11.5).

Das Renin

Das Enzym Renin wird in den Epitheloidzellen des juxtaglomerulären Apparates (18.1.5) gebildet. Über mehrere Zwischenschritte steigert es Blutdruck und Blutvolumen.
Bei Minderdurchblutung der Niere (durch generalisierten Blutdruckabfall oder Nierenarterienstenose), Natriummangel oder Sympathikusaktivierung wird vermehrt ReninRenin ausgeschüttet. Hohe Natriumkonzentrationen, aber auch Angiotensin II oder Aldosteron hemmen umgekehrt die Reninsekretion.
Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System

Merke

Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS)System (RAAS) ist ein komplexes Regulationssystem zur Konstanthaltung von Blutdruck, Nierendurchblutung und Natriumhaushalt (Abb. 18.12).

Renin spaltet im Blut vom ebenfalls im Blut befindlichen Eiweiß AngiotensinogenAngiotensinogen (gebildet in der Leber) ein Stück ab, das AngiotensinAngiotensin I. Aus diesem entsteht nach Abspaltung von zwei weiteren Aminosäuren durch das Angiotensin-converting-EnzymAngiotensin-converting-Enzym (ACE) (ACE) das hoch wirksame Angiotensin II, ein Peptidhormon aus acht Aminosäuren.
Angiotensin II hat starke gefäßverengende (vasokonstriktorische) Wirkungen, was den Blutdruck kurzfristig ansteigen lässt. Außerdem steigert es den Durst, fördert die Natriumrückresorption im proximalen Tubulus und stimuliert die Freisetzung von Aldosteron (11.6.2) und ADH (9.6.2, 11.2.1). Diese erhöhen über eine gesteigerte Rückresorption von Natrium bzw. Wasser in der Niere die Natriumkonzentration im Blut sowie das Blutvolumen und damit den Blutdruck.

Medizin

Das RAAS Angiotensin-converting-Enzym (ACE):Hemmungkann durch drei Arzneimittelgruppen gehemmt werden: Häufig gegen Bluthochdruck und Herzinsuffizienz eingesetzt werden ACE-HemmerACE-Hemmer, welche die Bildung von Angiotensin II vermindern, sowie AT-II-Rezeptoren-BlockerAT-II-Rezeptoren-Blocker, welche die Rezeptoren von Angiotensin II an den Zielzellen besetzen, sodass dieses nicht mehr wirken kann. Bisher ein Reservemedikament sind Renin-HemmerRenin-Hemmer, die direkt am Renin angreifen, sodass kein Angiotensinogen gebildet wird.

Das Erythropoetin

Erythropoetin (EPO)Erythropoetin (EPO) ist ein Eiweißhormon, das zu über 90 % in den Nieren und weniger als 10 % in der Leber gebildet wird. Es steigert die Erythropoese, also die Neubildung von roten Blutkörperchen im Knochenmark (12.2.3), wodurch vermehrt Sauerstoff transportiert werden kann. Entsprechend wird es bei Sauerstoffmangel (präziser: zu niedrigem Sauerstoffpartialdruck im arteriellen Blut 16.11) vermehrt ausgeschüttet. Dies ist z. B. bei (fortgeschrittenen) Lungenerkrankungen, aber auch bei der Höhenanpassung im Hochgebirge der Fall (12.2.6).

Der Urin

Urinmenge und -bestandteile

Die Urinmenge in den verschiedenen Lebensphasen
Erwachsene scheiden pro Tag ungefähr 1,5 l Urin aus, bei reichlichem Trinken auch mehr. Bei Kindern steigt die Urinmenge mit dem Alter (Tab. 18.1). Die Zahl der Blasenentleerungen (Miktionen) pro Tag nimmt dabei von 10–18 beim Säugling auf 4–6 beim Erwachsenen ab und erhöht sich beim alten Menschen meist wieder etwas.

Pflege von Kindern

Die Urinmenge ist beim Säugling naturgemäß nicht genau zu beobachten. Generell ist aber die Windel beim gesunden Säugling bei jedem Wickeln (Wickeln nach den Mahlzeiten) gut nass.

Die Urinbestandteile
Urin:BestandteileUrin besteht zu 95 % aus Wasser. Der mit täglich 20–25 g Ausscheidungsmenge wichtigste gelöste Bestandteil des Urins ist der HarnstoffHarnstoff, der in der Leber gebildet wird und ein Stoffwechselendprodukt des Eiweißstoffwechsels ist (2.8.3). In größerer Menge werden außerdem die schwer wasserlösliche HarnsäureHarnsäure sowie das aus dem Muskelstoffwechsel und dem Fleisch der Nahrung stammende KreatininKreatinin mit dem Urin:BestandteileUrin aus dem Organismus entfernt. Außerdem enthält der Urin Salze wie etwa das Kochsalz (NaCl), Phosphate und Säuren wie Zitronensäure oder Oxalsäure.
Die Färbung des Urins
Für die gelbliche Urin:FärbungFärbung des Urins sind vor allem die UrochromeUrochrome verantwortlich, das sind v. a. stickstoffhaltige gelbe Farbstoffe aus dem Hämoglobinabbau (12.2.4, 17.6.4).

Medizin

Ein schmutzig-brauner oder rötlicher Urin weist auf eine Nieren- bzw. Harnwegsblutung (HämaturieHämaturie), ein trüber oder gar weißlich-cremiger Urin auf eine Infektion mit massiver Beimengung von weißen Blutkörperchen (LeukozyturieLeukozyturieLeukozyturie) hin. Eine Trübung oder Flockung bei abgestandenem Urin kann allerdings normal sein.

Die Urindiagnostik

Die Teststreifendiagnostik
Durch die moderne Teststreifendiagnostik können rasch folgende pathologische Urinbestandteile erkannt werden (Abb. 18.13):
  • Proteine. Sie dürfen nur in kleinen Mengen im Labor, UrinUrin:LabordiagnostikUrin erscheinen (bis 150 mg pro Tag). Eine erhöhte Eiweißausscheidung (ProteinurieProteinurie) ist oft Zeichen einer Schädigung der glomerulären Kapillarwände, z. B. durch eine GlomerulonephritisGlomerulonephritis (Entzündung der Nierenkörperchen)

  • Glukose:im UrinGlukose. Glukose wird bei einem Blutzucker über 180 mg/dl Glukose mit dem Urin ausgeschieden

  • Erythrozyten. Rote Blutkörperchen im Urin (Hämaturie, ErythrozyturieErythrozyturie) weisen auf eine Erkrankung oder Verletzung von Niere oder Harnwegen (z. B. Nierensteine, Tumoren) oder auf eine erhöhte Blutungsneigung hin

  • Leukozyten. Der Urin des Gesunden enthält nur einige aus den ableitenden Harnwegen abgeschilferte Zellen sowie sehr wenige weiße Blutkörperchen. Größere Mengen weißer Blutzellen im Urin (Leukozyturie) zeigen in der Regel eine Infektion von Nieren oder ableitenden Harnwegen an

  • Ketonkörper. KetonkörperKetonkörper sind die Endprodukte eines Stoffwechselweges beim Fettabbau. Sie treten z. B. beim Fasten oder beim Diabetiker mit ungünstiger Stoffwechselführung im Urin auf.

Pflege

Die Pflegenden leiten den Patienten bzw. bei Kindern die Eltern zur Uringewinnung an:

  • Urinproben älterer Kinder oder Erwachsener werden als MittelstrahlurinMittelstrahlurin gewonnen, um zu verhindern, dass Zellen oder Keime aus dem äußeren Harnröhrenbereich in die Probe gelangen und das Ergebnis verfälschen. Hierzu wird die erste Urinportion in die Toilette entleert, dann eine Urinprobe in einem geeigneten Gefäß aufgefangen und der restliche Urin wiederum verworfen

  • Bei Säuglingen und Kleinkindern wird entweder mit viel Geduld die Spontanmiktion abgewartet oder ein spezieller Klebebeutel zum Auffangen des Urins verwendet.

Das Urinsediment
UrinsedimentWird Urin zentrifugiert, reichern sich die festen Bestandteile im Urinsediment (Harnsediment) an. Bei der mikroskopischen Untersuchung des Urinsediments können z. B. Kristalle, Zylinder oder Bakterien gesehen werden (Abb. 18.14)Urin:Zylinder.

Die ableitenden Harnwege

Das Nierenbecken

Die ableitenden Harnwege, ableitendeHarnwege beginnen mit den Sammelrohren, die sich zu den Papillengängen vereinigen. Diese münden auf den Nierenpapillen – also den Spitzen der kegelförmigen Markpyramiden. Hier fließt der Urin in einen der 8–10 Nierenkelche (Abb. 18.3), die sich am Nierenhilum zum Nierenbecken vereinigen. Das Nierenbecken kann anschaulich beschrieben werden als Bindegewebssäckchen, das wie der gesamte Harntrakt von UrothelUrothel (ÜbergangsepithelÜbergangsepithel 5.2.1, Abb. 18.16) ausgekleidet ist. Glatte Muskelfasern in der Wand des Nierenbeckens fördern den Abtransport des Urins in die Harnleiter.

Der Harnleiter

Das Nierenbecken verengt sich nach unten zum Harnleiter (UreterUreter). Die beiden HarnleiterHarnleiter sind etwa 2,5 mm dicke und 30 cm lange Schläuche, die retroperitoneal (17.1.5) ins kleine Becken ziehen (Abb. 18.1) und dort in die Harnblase einmünden (Abb. 18.15).
Die Einmündungsstelle ist dabei so in die Blasenwand eingewebt, dass sie als Ventil wirkt: Der Urin kann zwar von den Harnleitern in die Blase fließen, nicht jedoch umgekehrt.

Pädiatrie

Bei Säuglingen und Kleinkindern kann der Ventilmechanismus in der Blasenwand beeinträchtigt sein, sodass beim Wasserlassen Blasenurin in Harnleiter und Nierenbecken zurückfließt. Durch diesen Vesikoureteraler Refluxvesikoureteralen Reflux:vesikoureteralerReflux können Bakterien in die Niere verschleppt werden und wiederholte Harnwegsinfekte verursachen, die sich oft nur durch „unerklärliche“ Fieberschübe zeigen.

Die physiologischen Harnleiterengen
An den drei physiologischen Harnleiterengen ist der HarnleiterHarnleiterenge enger als im übrigen Verlauf, und zwar:
  • Am Abgang aus dem Nierenbecken

  • An der Kreuzung des Harnleiters mit A. und V. iliaca communis (Abb. 18.1)

  • Während des letzten Stückes durch die Harnblasenwand.

Medizin

Die physiologischen Harnleiterengen sind klinisch bedeutend: Hier bleiben Nierensteine bevorzugt „hängen“ und führen zu Nierenkoliken.

Die Harnblase und Harnröhre

Die Harnblase
HarnblaseDie Harnblase (Vesica urinariaVesica:urinaria Abb. 18.15) ist ein aus glatter Muskulatur gebildetes Hohlorgan. Sie liegt vorne im kleinen Becken direkt hinter der Symphyse und den Schambeinen. Die volle Harnblase ragt nach oben über die Symphyse hinaus.
Das Dach der Harnblase wird von Peritoneum (Bauchfell) bedeckt, der hintere Teil der Blase grenzt bei der Frau an die Scheide und die Gebärmutter, beim Mann an das Rektum.
Die Blasenschleimhaut ist deutlich gefaltet; nur in einem kleinen dreieckigen Feld am Blasenboden ist sie glatt. Dieses BlasendreieckBlasendreieck (Trigonum Trigonum vesicaevesicae) wird hinten durch die beiden Mündungsstellen der Harnleiter und vorne durch die Austrittsstelle der Harnröhre (Urethra) markiert.
Auch die Harnblase wird von Urothel ausgekleidet (5.2.1). Darunter liegen das Schleimhautbindegewebe und drei Schichten glatter Blasenwandmuskulatur (Abb. 18.16). Die Schichten (außen und innen eine Längs-, in der Mitte eine Ringmuskelschicht) sind allerdings stark durchflochten und wenig voneinander abgrenzbar, weshalb sie auch als M. Musculus(-i):detrusor vesicaedetrusor vesicae oder Detrusormuskel zusammengefasst werden.

Pflege

Ein BlasenkatheterBlasenkatheter bedeutet ein hohes Infektionsrisiko für Harnwege und Nieren, da über den Katheter pathogene Keime von der Harnröhrenmündung in die Blase und weiter bis zum Nierenbecken „wandern“ können. Frauen sind wegen ihrer kurzen Harnröhre besonders gefährdet.

Zur pflegerischen Prophylaxe gehören absolut steriles Arbeiten beim Legen des Katheters und eine sorgfältige Katheterpflege. Außerdem achten die Pflegenden darauf, dass der Patient ausreichend trinkt und so die Harnblase „spült“.

Die Harnröhre
HarnröhreDie Harnröhre (UrethraUrethra) verbindet die Harnblase mit der Körperoberfläche. Der Abgang der Harnröhre aus der Harnblase heißt innere Harnröhrenöffnung (Ostium urethrae internum), ihre Mündung an der Körperoberfläche entsprechend äußere Harnröhrenöffnung (Ostium urethrae externum).
  • Die Harnröhre der Frau ist nur etwa 4 cm lang und verläuft fast gerade. Sie mündet in den Scheidenvorhof (Abb. 19.8, Abb. 19.13)

  • Die Harnröhre des Mannes ist mit etwa 20 cm deutlich länger mit mehreren Biegungen, Engstellen und Erweiterungen. Außerhalb der Harnblase verläuft sie mit ihrem Vorsteherdrüsenteil zunächst durch die Vorsteherdrüse (Prostata, 19.1.6) und den Beckenboden (membranöser Teil). Der mit rund 15 cm längste Abschnitt ist der Schwellkörperteil im Harnröhrenschwellkörper des Penis. Die Harnröhre des Mannes mündet auf der Eichel des Penis. Im Vorsteherdrüsenteil münden die Samenwege in die Harnröhre, weshalb man ab dort auch von Harnsamenröhre spricht (Abb. 19.6).

Die Verschlussmechanismen von Harnblase und -röhre
Am Beginn der Harnröhre – also am vorderen Eckpunkt des Blasendreieckes – verdicken sich die Muskelfasern der Harnblase zum inneren Harnröhrenschließmuskel, äußerer/innererHarnröhrenschließmuskel (M. sphincter urethrae Musculus(-i):sphincter urethraeinternus). Zusätzlich wird die Harnröhre durch den äußeren Harnröhrenschließmuskel (M. sphincter urethrae externus) verschlossen, der aus quergestreiften Muskelfasern des Beckenbodens gebildet wird und somit willkürlich kontrollierbar ist.
Die Altersveränderungen der Blase
Bei älteren Menschen nimmt das Fassungsvermögen der Blase ab. Der M. detrusor vesicae wird durch zunehmendes Bindegewebe weniger kontraktil und gleichzeitig nicht selten „instabil“ mit Kontraktionen in der Blasenfüllungsphase. Typischerweise müssen ältere Menschen häufiger die Toilette aufsuchen und ist die Drangzeit verkürzt.

Die Harnblasenentleerung

Das maximale Fassungsvermögen der Harnblase beträgt beim Erwachsenen etwa 800 ml. Der Drang zur HarnblasenentleerungBlasenentleerungBlasenentleerungBlasenentleerung (MiktionMiktion) tritt aber bereits bei einer Blasenfüllung von 350 ml auf.
Die Blasenentleerung wird willkürlich ausgelöst und läuft dann reflektorisch ab:
  • Zuerst spannt sich die glatte Muskulatur der Blasenwand an (M. detrusor vesicae)

  • Dadurch erweitert sich die Harnröhre im Bereich des inneren Harnröhrenschließmuskels

  • Die Erschlaffung des äußeren Harnröhrenschließmuskels schließt sich an: Der Urin kann nun durch die Harnröhre abfließen, wobei die Entleerung der Blase durch Anspannen der Bauch- und Beckenbodenmuskulatur unterstützt wird.

Der Reflexbogen der Blasenentleerung
Die Harnblase wird parasympathisch aus dem Sakralmark und sympathisch aus dem unteren Thorakal- und oberen Lumbalmark versorgt. Die Rolle des Sympathikus ist eher gering.
Der Füllungsgrad der Harnblase wird durch Dehnungsrezeptoren in der Blasenwand registriert. Typischerweise steigt der Blaseninnendruck bis etwa 200 ml Blasenfüllung (beim Erwachsenen) kaum. Ab einer Blasenfüllung von ca. 350 ml aber nimmt die Zahl der von den Dehnungsrezeptoren zum Sakralmark und zum MiktionszentrumMiktionszentrum in der Brücke gehenden Impulse stark zu. Im Großhirn entsteht das Gefühl des Harndranges und über das Miktionszentrum in der Brücke werden die parasympathischen Nervenzellen im Sakralmark aktiviert. Parasympathische Fasern vermitteln dann über den N. pelvicus eine Anspannung des M. detrusor vesicae, gleichzeitig werden die für den äußeren Harnröhrenschließmuskel zuständigen Nervenzellen im Sakralmark gehemmt, sodass der äußere Harnröhrenschließmuskel, innerviert vom N. pudendus, erschlafft.
Beim Erwachsenen wird die Blasenentleerung außerdem von höheren Hirnzentren kontrolliert, die Blasenentleerung kann willentlich beeinflusst werden. Diese Blasenkontrolle wird erst etwa im dritten Lebensjahr erworben. Vorher läuft die Miktion unwillkürlich über einen Reflexbogen im Sakralmark ab.
Die Harninkontinenz
Patienten mit HarninkontinenzHarninkontinenz (BlaseninkontinenzBlaseninkontinenz) können die Blase eingeschränkt oder gar nicht kontrolliert entleeren.
Vorübergehende Harninkontinenz ist bei Frauen nach einer Geburt recht häufig. Vor allem aber tritt Harninkontinenz bei älteren Menschen auf. Dabei spielen viele Faktoren eine Rolle: Die verkürzte Drangzeit kann zusammen mit schlechterer Beweglichkeit dazu führen, dass die Toilette nicht mehr rechtzeitig erreicht wird. Eine Herzinsuffizienz (Herzschwäche 14.6.4) erhöht die nächtliche Miktionsfrequenz weiter. Eine Vergrößerung der Prostata bei Männern (19.1.6) oder Beckenbodenschwäche und hormonelle Faktoren bei Frauen sowie zentralnervöse Mechanismen tragen ebenfalls zu einer Inkontinenz bei.
Harninkontinenz ist sehr belastend. Wichtig ist, dass Betroffene ihre Probleme nicht verschweigen, sondern ärztlichen Rat suchen, denn oft erzielt individuelle Therapie eine deutliche Besserung.

Pflege

Bei manchen InkontinenzInkontinenzformen hilft ein ToilettentrainingToilettentraining (KontinenztrainingKontinenztraining, BlasentrainingBlasentraining). Ziel ist es, die Blase durch regelmäßigen Gang zur Toilette so zu trainieren, dass sie sich zu festgelegten Zeiten entleert.

In einem Miktionsprotokoll vermerkt der Betroffene, wann er die Blase willkürlich und unwillkürlich entleert und wann er wie viel getrunken hat. Die Zeiten für die Toilettengänge entsprechen anfangs den Entleerungszeiten auf dem Miktionsprotokoll, das während des Toilettentrainings fortgeführt wird. Kann der Patient zur festgelegten Zeit kein Wasser lassen, versucht er es eine halbe Stunde später noch einmal. Gelingt dem Patienten das Wasserlassen zu den festgelegten Zeiten und fließt über einen Zeitraum von zehn Tagen kein Urin mehr unwillkürlich ab, werden die Zeitabstände zwischen den Toilettengängen alle vier Tage um ca. 15 Minuten verlängert.

Die Niereninsuffizienz

NiereninsuffizienzVoraussetzung für eine regelrechte Nierenfunktion ist die kontinuierliche Produktion von Glomerulusfiltrat Eine kritische Reduktion des Glomerulusfiltrates kann plötzlich erfolgen (akutes NierenversagenNierenversagen, akute Niereninsuffizienz) oder sich allmählich entwickeln (chronische Niereninsuffizienz). Beide Formen können zahlreiche Ursachen haben.
Für die Diagnose und Kontrolle einer Niereninsuffizienz haben sich die Harnpflichtige Substanzenharnpflichtigen Substanzen Kreatinin und Harnstoff sowie das Cystatin C bewährt. Harnpflichtige Substanzen werden obligatorisch über die Nieren ausgeschieden und reichern sich bei Niereninsuffizienz im Blut an.

Medizin

Sowohl akutes als auch chronisches Nierenversagen führen letztlich zur lebensbedrohlichen UrämieUrämie (HarnvergiftungHarnvergiftung) mit Beteiligung praktisch aller Organsysteme. Helfen kann dann nur eine Dialysebehandlung (am häufigsten als Hämodialyse durchgeführt Abb. 18.17) oder eine Nierentransplantation.

Der Wasserhaushalt

Der Wasseranteil des Körpers in den verschiedenen Lebensphasen

Der Mensch besteht zu einem wesentlichen Anteil aus Wasser (Abb. 18.18, Verteilung des Körperwassers 3.4): So entfallen beim Neugeborenen etwa 75 % des Körpergewichts auf das Wasser. Im Kindesalter sinkt der Wasseranteil, bleibt aber bis zur Pubertät bei Mädchen und Jungen gleich. Bei Erwachsenen beträgt der Wasseranteil am Körpergewicht etwa 60 %. Fettgewebe ist wasserarm, daher haben Frauen einen um 5–10 % geringeren Wasseranteil als Männer. Bei sehr starker Adipositas kann der Wasseranteil unter 40 % sinken.
Im Alter sinkt der Wasseranteil auf ca. 50 % des Körpergewichts. Gleichzeitig nehmen Konzentrations- und Verdünnungsleistung der Nieren sowie Durstwahrnehmung ab, der Wasserhaushalt wird insgesamt labiler.

Die Regulation der Wasserbilanz

Der Organismus ist auf eine ausgeglichene WasserbilanzWasserbilanz angewiesen. Nur so kann er seine Funktionen aufrechterhalten. Er sorgt deshalb durch eine beständige Regulation seines WasserhaushaltWasserhaushalts dafür, dass er weder austrocknet noch überwässert wird.
Reguliert wird der Wasserhaushalt vor allem durch drei Hormone:
  • Das vom Hypothalamus sezernierte ADH (antidiuretisches Hormon, Adiuretin)ADH (antidiuretisches Hormon, AdiuretinAdiuretin 11.2.1)

  • Das in der Nebennierenrinde gebildete AldosteronAldosteron (11.6.2, 18.3.1)

  • Die im Herzen produzierten Natriuretische Peptidenatriuretischen Peptide (z. B. das ANP Tab. 11.2, 14.6.2).

Alle drei Hormone wirken (auch) an der Niere:
  • ADH erhöht die Wasserdurchlässigkeit vor allem in den Sammelrohren und führt dadurch zu einer Wasserrückgewinnung

  • Gleichsinnig zum ADH wirkt Aldosteron, welches die Resorption von Salz und Flüssigkeit im distalen Tubulus steigert

  • Die natriuretischen Peptide hingegen fördern Natriumausscheidung und Harnbildung und sind so wichtige Gegenspieler zu ADH und Aldosteron.

Die Wasserein- und -ausfuhr
Wasser wird dem Körper direkt (Getränke, im Krankenhaus Infusionen) und indirekt über wasserhaltige feste Nahrungsmittel zugeführt.Wassereinfuhr und -ausfuhrWassereinfuhr und -ausfuhr
Im Schnitt nimmt ein nicht körperlich arbeitender gesunder Erwachsener 1,5 l täglich durch Getränke und 600 ml durch feste Nahrung zu sich (Wasserbedarf Tab. 18.2).
Zu diesen 2,1 l treten noch 400 ml OxidationswasserOxidationswasser, die bei der Nahrungsverstoffwechselung frei werden: Aus dem chemischen Abbau von je einem Gramm Kohlenhydraten entstehen 0,6 ml, von Fett 1 ml und von Eiweiß 0,4 ml Wasser.
Demgegenüber steht die Wasserausscheidung: Der Gesunde scheidet täglich mit dem Urin etwa 1,5 l, über den Stuhl 200 ml, über die Haut (Verdunstung und Schwitzen) 300 ml und über die befeuchtete (Aus-)Atemluft 500 ml Wasser aus (Abb. 18.19).
Die Flüssigkeitsbilanzierung
Bei vielen Patienten muss die Flüssigkeitsein- und -ausfuhr von Tag zu Tag kontrolliert werden.
Bei dieser FlüssigkeitsbilanzFlüssigkeitsbilanzierung werden die täglichen Trink- und/oder Infusionsmengen und Wasseranteile von Nahrungsmitteln (Suppen, Breikost) auf der Einfuhrseite der täglichen Urinmenge sowie Schätzwerten für den Wasserverlust über die Atemluft, die Haut und ggf. Erbrechen, Durchfälle oder Blutungen gegenübergestellt. Die Differenz zwischen beiden Größen ergibt dann jeweils eine ausgeglichene (Einfuhr entspricht Ausscheidung), positive (zu viel Einfuhr) oder negative (zu viel Ausscheidung) Flüssigkeitsbilanz. Eine erhebliche positive oder negative Flüssigkeitsbilanz muss durch entsprechende Behandlungsmaßnahmen korrigiert werden.
Die Hyperhydratation
Eine ÜberwässerungÜberwässerung (HyperhydratationHyperhydratation, oft auch VolumenüberlastungVolumenüberlastung genannt) des Körpers entwickelt sich z. B. bei Herzinsuffizienz (Herzschwäche 14.6.4). Blut staut sich vor dem überlasteten Herzen zurück, wegen des ansteigenden Blutdrucks vor dem Herzen wird Wasser in das umliegende Gewebe „abgepresst“ und es entstehen Wasseransammlungen (Ödeme). Auch Nierenversagen führt zur Überwässerung.
Die Dehydratation
Eine UnterwässerungUnterwässerung (DehydratationDehydratation), im Klinikjargon oft VolumendefizitVolumendefizit genannt, entsteht durch ein vermindertes Flüssigkeitsangebot (etwa zu wenig Trinken oder Infusionslösungen) und/oder erhöhte Verluste (etwa durch Schwitzen oder Durchfälle). Starkes Durstgefühl entsteht bei einem Wasserdefizit von etwa zwei Litern.
Besonders gefährdet für eine Dehydratation sind Kinder und alte Menschen:
  • Bei Kindern ist der Wasserumsatz (bezogen auf die gesamte extrazelluläre Flüssigkeit) deutlich höher als beim Erwachsenen, gleichzeitig sind die Regulationsmechanismen insbesondere bei Säuglingen noch nicht so leistungsfähig. Häufigste Ursache einer Dehydratation im Kindesalter sind Magen-Darm-Infektionen: Erbrechen und Durchfälle führen zu einem erhöhten Flüssigkeitsverlust, gleichzeitig ist durch den beeinträchtigten Allgemeinzustand die Trinkmenge nicht selten sogar niedriger als normal

  • Der ältere Mensch empfindet Durst meist nicht mehr so stark wie der jüngere, sodass viele ältere Menschen immer „ein bisschen zu wenig“ trinken und so langsam, aber sicher dehydrieren. Daher müssen ältere Menschen bewusst zum Trinken angehalten werden.

Pflege

Volumenmangel:WarnzeichenWarnzeichen eines Volumendefizits sind trockene Schleimhäute (rissige Zunge), stehende Hautfalten (Abb. 18.20), Schwäche, Kreislaufbeschwerden (Kollapsneigung) und wenig, aber konzentrierter Urin.

Bei Säuglingen sollte immer nach dem Zeitpunkt der letzten Gewichtsmessung gefragt werden – der Flüssigkeitsmangel lässt sich anhand der Gewichtsabnahme abschätzen.

Für die Behandlung ist bedeutsam, in welchem Maße der Wasserverlust von einem Elektrolytverlust begleitet ist (18.8.1).
Die Koppelung von Wasser- und Osmoregulation
Da Wasser das Lösungsmittel der Elektrolyte darstellt, zieht jede Änderung des Wasservolumens eine Änderung der in ihm gelösten Elektrolytkonzentrationen nach sich. Entsprechend sind WasserregulationWasser- und OsmoregulationOsmoregulation (und dabei vor allem die Regulation des NaCl-Haushalts) eng aneinandergekoppelt.
  • Zur Überwachung des Wasserhaushalts dienen Dehnungsrezeptoren in der Wand der großen intrathorakalen Venen und der Herzvorhöfe sowie Druckrezeptoren in Aortenbogen und Karotissinus. Ihre Stimulation durch ein Mehr an Flüssigkeit in den Gefäßen hemmt die ADH-Ausschüttung aus Hypothalamus bzw. Hypophysenhinterlappen (11.2.1). Auch der Aldosteronspiegel sinkt. ANP steigt und wirkt direkt auf die Niere. Folge ist eine vermehrte Wasserausscheidung. Bei verminderter Stimulation durch Flüssigkeitsmangel laufen die umgekehrten Vorgänge ab

  • Fühler für die Plasmaosmolarität sind sehr genau arbeitende OsmorezeptorenOsmorezeptoren im Hypothalamus, aber auch in der Leber. Osmolaritätszunahme steigert die Ausschüttung von ADH. Dadurch resorbieren die Nieren mehr Wasser aus dem Tubulussystem, die Salzkonzentration im Urin nimmt zu. Außerdem verspürt der Betroffene Durst. Osmolaritätsabnahme hat entgegengesetzte Wirkungen.

Der Elektrolythaushalt

Klinisch bedeutsam für den Elektroythaushalt sind besonders die Blutkonzentrationen der Mengenelemente NatriumNatrium, KaliumKalium, KalziumKalzium, MagnesiumMagnesium, ChloridChloridChlorid und PhosphatPhosphat (Tab. 18.3, 1.2.1). Das siebte Mengenelement, der Schwefel, hat medizinisch keine Bedeutung.
Wenn im Folgenden von einem Mangel oder Überschuss an Elektrolyten die Rede ist, so bezieht sich dies stets auf den Elektrolytspiegel im Blut. Bezogen auf den Ganzkörperbestand kann die Bilanz ganz anders aussehen!

Die Störungen des Natrium- und Wasserhaushalts

Natriumhaushalt Natriumhaushalt Wasserhaushalt:Störungen

Merke

Störungen im Natriumhaushalt sind häufig mit Störungen des Wasserhaushalts vergesellschaftet, und eine fachgerechte Behandlung von Störungen des Natriumhaushalts ist nur bei gleichzeitiger Betrachtung des Wasserhaushalts möglich.

Die Hyponatriämie
Hohe Natriumverluste, etwa durch starkes Erbrechen, Durchfälle, bestimmte Nierenerkrankungen (Salzverlustniere), aber auch zu hoch dosierte Gabe von Diuretika (harntreibende Medikamente 18.2.3) führen zu einem Natriummangel im Blut (HyponatriämieHyponatriämie) mit gleichzeitig vermindertem Wasserbestand des Organismus, wobei dem Körper relativ mehr Natrium als Wasser fehlt. Es liegt ein echter Natriummangel vor. Man spricht auch von hypotoner Dehydratation:hypotoneDehydratation („hypoton“ deshalb, weil mit dem Natriumspiegel auch der osmotische Druck sinkt 3.5.5).
Hingegen kommt es beispielsweise bei Herzinsuffizienz mit Ödemen oder bei hochgradiger Niereninsuffizienz zu einem Natriummangel im Blut bei gleichzeitigem Wasserüberschuss (hypotone Hyperhydratation:hypotoneHyperhydratation). Hier ist der Natriummangel nur relativ – es wird relativ mehr Wasser als Natrium im Körper zurückgehalten.
Die Hypernatriämie
Ein Natriumüberschuss im Blut wird als HypernatriämieHypernatriämie bezeichnet. Er ist seltener als Natriummangel.
Auch hier sind, je nachdem, ob und wie der Wasserhaushalt beeinträchtigt ist, verschiedene Formen zu unterscheiden: Beispielsweise scheidet der Körper beim Diabetes Diabetes insipidusinsipidus, bei dem entweder zu wenig ADH (Adiuretin) produziert wird oder die Niere nicht darauf anspricht, große Mengen eines stark verdünnten Urins aus. Der Körper verliert viel Wasser, aber wenig Natrium, die Natriumkonzentration im Blut steigt an, es liegt also eine hypertone Dehydratation:hypertoneDehydratation vor. Auch bei Fieber oder Schwitzen geht vor allem Wasser verloren.
Ein Natriumüberschuss mit gleichzeitigem Wasserüberschuss (hypertone Hyperhydratation:hypertoneHyperhydratation) ist eher selten und meist Folge übermäßiger Natriumzufuhr, etwa durch nicht genau berechnete Infusionen, oder das Trinken von Meerwasser.

Die Störungen des Kaliumhaushalts

Merke

Sowohl Kaliumüberschuss als auch Kaliummangel führen zu Störungen der neuromuskulären Erregungsleitung, wodurch es zu gefährlichen Herzrhythmusstörungen kommen kann.

Bei lang dauernder Einnahme von Diuretika oder bestimmten Abführmitteln (Laxanzien) wird vermehrt KaliumhaushaltKaliumhaushaltKalium ausgeschieden; die Folge ist ein Kaliummangel im Blut (HypokaliämieHypokaliämie) mit Muskelschwäche und Herzrhythmusstörungen (Abb. 18.21). Ferner sind Hypokaliämien Folgen von wiederholtem Erbrechen oder Durchfällen sowie verschiedener Hormonstörungen.
Ein Kaliumüberschuss im Blut (HyperkaliämieHyperkaliämie) ist meist durch eine Nierenfunktionsstörung bedingt. Die Patienten leiden unter Kribbelgefühlen der Haut, Lähmungen sowie schweren Herzrhythmusstörungen bis zum Herzstillstand.

Die Störungen des Kalzium- und Phosphathaushalts

Die Kalzium- und Phosphatausscheidung
Die Rückresorption von KalziumKalziumausscheidung wie auch von PhosphatPhosphatausscheidung in den proximalen Tubuli der Niere wird hormonell reguliert. Das in den Epithelkörperchen der Nebenschilddrüse gebildete ParathormonParathormon (11.5) hemmt die Rückresorption von Phosphat in der Niere und fördert dadurch dessen Ausscheidung – der Serumphosphatspiegel sinkt. Gleichzeitig intensiviert Parathormon die Kalziumrückresorption, wodurch der Serumkalziumspiegel ansteigt. In geringem Maße reguliert auch das in der Nebenschilddrüse gebildete KalzitoninKalzitonin (11.5) die Kalziumrückresorption in der Niere.
Die Störungen des Kalziumhaushalts
Ein Kalziummangel im Blut (HypokalzämieHypokalzämie) kann Kalziumhaushaltdurch hormonelle Störungen (etwa Vitamin-D-Hormon-, Parathormonmangel, hormonaktive Tumoren) oder Diuretika bedingt sein. Eine weitere Ursache besteht in psychisch bedingtem übermäßigem Atmen (Hyperventilation):
Hierbei kommt es infolge übermäßigen Atmens zu einer Abnahme des ionisierten Kalziums im Blut, es liegt also kein eigentlicher Kalziummangel vor. Die Folge ist eine erhöhte Erregbarkeit von Nerven und Muskeln; der Betroffene bekommt typische Muskelkrämpfe (HyperventilationstetanieHyperventilationstetanie).
Ein Kalziumüberschuss im Blut (HyperkalzämieHyperkalzämie) wird bei einer Überfunktion der Nebenschilddrüsen (Hyperparathyroidismus) und bei manchen Krebserkrankungen gefunden.
Die Störungen des Phosphathaushalts
Ein Phosphatmangel im Blut (PhosphathaushaltHypophosphatämieHypophosphatämie)Phosphathaushalt:Störungen kommt bei einigen Nierenerkrankungen vor (PhosphatdiabetesPhosphatdiabetes), noch häufiger jedoch bei fehlernährten Alkoholkranken.
Ein Phosphatüberschuss im Blut (HyperphosphatämieHyperphosphatämie) tritt begleitend bei einer Niereninsuffizienz sowie bei verschiedenen Hormonstörungen auf.

Die Störungen des Magnesiumhaushalts

Sinkt die MagnesiumhaushaltMagnesiumkonzentration im Blut, so steigert sich die neuromuskuläre Erregbarkeit bis hin zu Krämpfen und Herzrhythmusstörungen. Ein Magnesiummangel im Blut (HypomagnesiämieHypomagnesiämie) tritt beispielsweise bei Mangelernährung auf, außerdem recht häufig bei schwangeren Frauen aufgrund des Mehrbedarfs.
Hypomagnesiämien sind häufig mit Hypokalzämien vergesellschaftet.
Ein Magnesiumüberschuss (HypermagnesiämieHypermagnesiämie) tritt bei fehlender Ausscheidungsleistung auf, also bei akuter und chronischer Niereninsuffizienz.

Die Störungen des Chloridhaushalts

Eine wichtige Ursache für einen ChloridmangelChloridmangel im Blut stellen Chloridverluste bei massivem Erbrechen von Magensäure dar. Bei schweren Verlusten muss deshalb Chlorid (zusammen mit anderen Elektrolyten) durch Infusionen wieder ersetzt werden.

Der Säure-Basen-Haushalt

Der Blut-pH und seine Konstanthaltung

Säure-Basen-HaushaltDer Blut-pH-Wert:BlutBlut:pH-WertpH liegt mit einem Wert von 7,40 beim Gesunden im leicht alkalischen Bereich. Alle Stoffwechselreaktionen sind pH-abhängig, d. h., sie laufen nur in einem bestimmten pH-Bereich optimal ab. Der Organismus muss daher den Blut-pH im Bereich von 7,36 bis 7,44 halten (Abb. 18.22), obwohl z. B. ständig saure Stoffwechselprodukte anfallen.

Medizin

Ein pH < 7,36 bedeutet eine AzidoseAzidose, ein pH > 7,44 eine AlkaloseAlkalose des Blutes. Für die Konstanthaltung des pH sorgen die Puffersysteme des Blutes, die Atmung und die Nieren.

Wirkungsvollstes Puffersystem im Blut ist das Kohlensäure-Bikarbonat-System.Kohlensäure-Bikarbonat-SystemBikarbonat-System Es bewältigt 75 % der anfallenden „Pufferarbeit“. Puffersäure ist hier Kohlensäure (H2CO3), Pufferbase Bikarbonat (HCO3-, Begriffsbestimmungen 2.7.4). Die „sauren“ Wasserstoff-Ionen (H+, Protonen) werden von den Bikarbonat-Ionen abgefangen, d. h., die Wasserstoff-Ionen verbinden sich mit den Pufferionen zu Kohlensäure, diese zerfällt in „neutrales“ Wasser und Kohlendioxid, welches über die Lunge abgeatmet werden kann (H+ + HCO3- ↔ H2CO3 ↔ CO2 + H2O).
Im Blut bedeutsam sind außerdem ProteinpufferProteinpuffer, vor allem das Hämoglobin und Albumin. Hingegen spielt der PhosphatpufferPhosphatpuffer wegen seiner niedrigen Konzentration nur eine geringe Rolle.
Auch Lungen und Nieren können regulierend eingreifen:
  • Je mehr saure Stoffwechselprodukte im Körper anfallen, beispielsweise bei der diabetischen Ketoazidose (18.9.2), desto mehr Wasserstoff-Ionen müssen gebunden werden und desto mehr Kohlendioxid wird abgeatmet: Der Patient atmet tief und schnell (Kußmaul-AtmungKussmaul-Atmung)

  • Dieser kurzfristigen Gegenregulation durch die Atmung steht die langsamere und längerfristige durch die Nieren zur Seite: Die Nieren können z. B. saure Stoffwechselprodukte beseitigen, indem sie die Wasserstoff-Ionen (H+) im Tausch gegen Natrium- oder Bikarbonat-Ionen ausscheiden oder vermehrt Ammonium-Ionen (NH4+) über die Tubuli abgeben.

Die metabolische Azidose

Ein Überschuss an Wasserstoff-Ionen oder ein Basenverlust führt zur metabolischen Azidose:metabolischeAzidose – metabolisch, weil die Ursache im Stoffwechsel (Metabolismus) liegt (Abb. 18.23).
Die häufigste metabolische Azidose ist die diabetische Ketoazidose:diabetischeKetoazidose: Der Diabetiker gewinnt bei Insulinmangel, da er keine Glukose verwerten kann, Energie durch verstärkte Verbrennung von Fettsäuren. Hierbei entstehen saure Ketonkörper, die zur Übersäuerung des Blutes führen.
Die Gegenregulation bei metabolischer Azidose
Mithilfe der aufgeführten Puffersysteme, der Nieren und der Lungen versucht der Körper, einer lebensbedrohlichen Übersäuerung mit Elektrolytentgleisung zu entgehen. Im Blut puffern die Protonenabfangsysteme, insbesondere der Bikarbonatpuffer; die Nieren scheiden Protonen aus, bilden Ammoniak und Phosphate; die Lungen geben durch verstärkte Atmung vermehrt Kohlendioxid ab.
Bei einer kompensierten metabolischen Azidose gelingt die Kompensation; der pH-Wert steigt wieder in den Normbereich.
Gelingt die Kompensation nicht, so spricht man von dekompensierter metabolischer Azidose. Hier besteht Lebensgefahr, und das massiv gestörte innere Milieu muss unter intensivmedizinischen Bedingungen wieder ins Gleichgewicht gebracht werden.

Die metabolische Alkalose

Bei (länger andauerndem) Erbrechen oder Magendrainage kann es durch den Verlust von Wasserstoff- und Chlorid-Ionen der Magensäure zu einer metabolischen Alkalose:metabolischeAlkalose kommen (Abb. 18.24).
Therapeutisch steht die Korrektur der in der Regel massiven Elektrolytstörung im Vordergrund.

Die respiratorische Azidose

Eine respiratorische Azidose (Abb. 18.23) tritt auf, wenn die Abatmung von Kohlendioxid gestört ist und sich so Kohlendioxid bzw. Bikarbonat und Wasserstoff-Ionen im Körper ansammeln; so bei Lungenfunktionsstörungen oder bei medikamentös verursachtem vermindertem Atemantrieb (Atemdepression). In ausgeprägten Fällen ist der Patient zyanotisch („blaue Lippen“), benommen und hat je nach Ursache Atemnot.
Durch den „Stau“ des sauren Kohlendioxids kommt es zur Azidose:respiratorischeAzidose; kompensatorisch reagieren die Nieren mit vermehrter Ausscheidung von Wasserstoff-Ionen. Therapeutisch wird die Atmung gestützt. Sinkt der pH unter 7,2, muss der Patient beatmet werden.

Die respiratorische Alkalose

Bei jeder Überreizung des Atemzentrums wird zu viel ein- und ausgeatmet und damit zu viel Kohlendioxid abgeatmet. Die so entstehende respiratorische Alkalose ist am häufigsten psychosomatisch verursacht (psychogene Hyperventilation). AberHyperventilation, psychogene auch Fieber, Schädel-Hirn-Traumen, Hirnhautentzündungen, Blutvergiftung und Leberversagen können eine Hyperventilation und respiratorische Alkalose:respiratorischeAlkalose auslösen (Abb. 18.24).
In chronischen Fällen versuchen die Nieren eine Gegenregulation, indem sie die Ausscheidung von Wasserstoff-Ionen vermindern und die Bikarbonatausscheidung verstärken.

Wiederholungsfragen

  • 1.

    Welche Aufgaben hat die Niere? (Übersicht Kapitelanfang)

  • 2.

    Welche Strukturen erkennt man, wenn man eine aufgeschnittene Niere betrachtet? (18.1.2)

  • 3.

    Welchen Weg nimmt das Blut in der Niere? (18.1.3)

  • 4.

    Was ist ein Nephron, aus welchen Strukturen besteht es? (18.1.4)

  • 5.

    Wie wird das Glomerulusfiltrat gebildet? (18.1.4, 18.2.1)

  • 6.

    Welche Aufgaben hat der juxtaglomeruläre Apparat der Niere? (18.1.5)

  • 7.

    Wie viel Flüssigkeit wird täglich in den Nierenkörperchen filtriert? (18.2.1)

  • 8.

    Was versteht man unter der Autoregulation der Nierendurchblutung, welchen Zweck hat sie? (18.2.2)

  • 9.

    Wie ist der Tubulusapparat gebaut, wie funktioniert er? (18.1.4, 18.2.3)

  • 10.

    Welche Aufgaben haben die zwei von der Niere produzierten Hormone? (18.3)

  • 11.

    Welche Urinbestandteile/Urinbefunde werden durch Urinteststreifendiagnostik erfasst, welche Urinbestandteile kann man bei mikroskopischer Untersuchung des Urinsediments erkennen (jeweils mindestens drei Beispiele)? (18.4.1, 18.4.2)

  • 12.

    Welche Organstrukturen gehören zu den ableitenden Harnwegen? (18.5)

  • 13.

    Wie kommt es zur Harnblasenentleerung? (18.5.4)

  • 14.

    Welche Substanzen eignen sich zur Einschätzung der Nierenfunktion? (18.6)

  • 15.

    Wie viel Flüssigkeit braucht ein Säugling von 8 kg täglich ungefähr, wie viel ein Grundschulkind (ca. 25 kg), wie viel eine 60 kg schwere Frau? (18.7.2)

  • 16.

    Was sind die Anhaltswerte für die Flüssigkeitsbilanz eines gesunden Erwachsenen? (Abb. 18.19)

  • 17.

    Welche Mechanismen und Hormone regulieren den Wasserhaushalt und wie? (18.7)

  • 18.

    Nennen Sie die sechs wichtigen Blutelektrolyte. Charakterisieren Sie einen davon genauer (physiologische Funktionen, Störungen). (18.8)

  • 19.

    Wo liegt der normale Blut-pH, warum ist seine Konstanthaltung für den Körper so wichtig? (18.9.1)

  • 20.

    Was ist eine metabolische Azidose, wodurch kann sie zustande kommen (mindestens eine Ursache), über welche Gegenregulationsmechanismen verfügt der Körper? (18.9.2)

  • 21.

    Was ist die häufigste Ursache der respiratorischen Alkalose, wie zeigt sie sich? (18.9.5)

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