Nephron

Woraus besteht das Nephron?

Im engeren histologischen Sinne besteht das Nephron aus einer Kapsel und einem langen, unverzweigten Epithelialtubulus, der in 5 Abschnitte unterteilt ist. Das Kapillarkonvolut (Glomerulus) gehört formal zum Gefässsystem und die Sammelrohre zum Ausführungsgangsystem, funktionell arbeiten sie jedoch eng zusammen.

• Nierenkörperchen (Corpusculum renale) — umfasst die Bowman-Kapsel (Capsula glomeruli) und den Glomerulus. Hier findet die Plasmafiltration und die Bildung von Primärharn statt.
• Proximaler Konvolutkanal — der initiale Abschnitt des Tubulussystems mit einer Länge von ca. 2 cm. Er liegt in der Rinde.
• Henle-Schleife — besteht aus einem absteigenden (dünnen) und einem aufsteigenden (dicken) Schenkel. Sie zieht in das Nierenmark herab.
• Distaler Konvolutkanal — die Fortsetzung des aufsteigenden Schenkels. Er kehrt in die Rinde zurück und hat am vaskulären Pol (strikt zwischen afferenter und efferenter Arteriole) obligatorisch Kontakt mit dem Nierenkörperchen seines eigenen Nephrons.
• Sammelrohr — ein eigenständiges epitheliales Element, in das der distale Tubulus mündet. Die Sammelrohre verlaufen senkrecht zur Nierenoberfläche, vereinigen sich zu Ductus papillares und münden in die Nierenkelche.

Welche Nephrontypen gibt es?

Die Klassifikation der Nephrone basiert auf der Tiefe der Lage des Nierenkörperchens und der Länge der Henle-Schleife. Alle Nierenkörperchen befinden sich in der Rinde, was ihr im Schnitt ein dunkelrotes Aussehen verleiht.

• Intermediäre Rindennephrone (80%) — der Haupttyp. Sie besitzen eine Henle-Schleife mittlerer Grösse, die nur bis zur Aussenzone der Markpyramiden hinabsteigt.
• Juxtamedulläre / lange Nephrone (ca. 20%) — die Nierenkörperchen liegen an der Grenze zwischen Rinde und Mark (juxta — nahe bei). Ihre lange Henle-Schleife durchzieht fast die gesamte Dicke der Pyramiden.
• Kurze Rindennephrone (15–20% oder 1% nach verschiedenen Angaben) — verfügen über eine sehr kurze Schleife, die nicht tief hinabsteigt und innerhalb der Markstrahlen der Rinde verbleibt.

Physiologie: Wie entsteht Urin?

Der Prozess der Urinbildung unterteilt sich in Grundschritte, die in verschiedenen Nephronabschnitten ablaufen:

1. Filtration: erfolgt im Nierenkörperchen, dabei entsteht Primärharn.
2. Obligate (obligatorische) Reabsorption und Sekretion: finden im proximalen Tubulus statt. Der Prozess ist genetisch determiniert und stabil. 100% der Glukose, Aminosäuren und Vitamine sowie 70% des Wassers und der Ionen ($Na^+$, $K^+$, $Cl^-$) werden rückresorbiert. Ammoniak, Protonen und Para-Aminohippursäure (PAH) werden sekretiert.
3. Gegenstrommechanismus (in der Henle-Schleife):
4. Absteigender Schenkel (dünnes Segment aus Plattenepithel) ist wasserdurchlässig, aber salzundurchlässig. Wasser tritt passiv entlang des osmotischen Gradienten in das Gewebe aus.
5. Aufsteigender Schenkel (dichtes Segment) ist wasserundurchlässig. Seine Zellen sind reich an Mitochondrien und pumpen aktiv $Na^+$ in das Interstitium. Dies erhöht die Osmolarität des Nierengewebes und treibt die Funktion des absteigenden Schenkels an.
6. Fakultative Reabsorption und Sekretion: finden in den distalen Tubuli und Sammelrohren statt. Diese Prozesse sind variabel und hängen von externen Regulationsfaktoren ab.

Blutversorgung: Das Wundernetz der Niere

Das Mikrozirkulationsbett des Rindennephrons weist eine Organisation aus zwei Kapillarnetzen auf:

• Primäres Kapillarnetz (Glomerulus): entsteht durch die Aufzweigung der Arteriola afferens (Vas afferens). Es liegt im Inneren des Nierenkörperchens und ist für die Plasmafiltration verantwortlich.
• Efferente Arteriole (Vas efferens): sammelt das Blut aus dem Glomerulus und verlässt das Nierenkörperchen.
• Sekundäres (peritubuläres) Kapillarnetz: entsteht durch die Aufzweigung der efferenten Arteriole. Es umspinnt die Nephrontubuli und die Sammelrohre.

Evolution des Nephrons (Phylogenese)

Im Laufe der Wirbeltierevolution hat das Ausscheidungssystem drei Komplexitätsstufen durchlaufen:

• Pronephros (Vorniere): behält über einen bewimperten Trichter — das Nephrostom — eine Verbindung zur Leibeshöhle (Zölom). Das Kapillarkonvolut liegt aussen im Zölom.
• Mesonephros (Urniere): um die Kapillaren herum bildet sich eine Nierenkörperchen-Kapsel. Die Verbindung zum Zölom bleibt bisweilen erhalten, aber die Hauptfiltration verlagert sich auf die Kapsel.
• Metanephros (Nachniere): vollständiger Verlust des Nephrostoms. Die Filtration erfolgt ausschließlich aus dem Blut in die Kapselhöhle, und der Tubulus verlängert sich erheblich. Die menschliche Niere stellt die höchste Entwicklungsstufe des Metanephros dar.

Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen

Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt

• Nierenkörperchen und Filtrationsbarriere
• Gegenstrom-Multiplikationssystem der Niere
• Nierensammelrohre
• Phylogenese des Urogenitalsystems der Wirbeltiere

Das Material wurde von Dozenten von WhiteCoat Pro nach dem Lehrplan medizinischer Hochschulen erstellt. Es hat Bildungscharakter.