Allgemeines

Der Niere kommen zwei Hauptaufgaben zu, und zwar:

  • 1, die Ausscheidung von Stoffwechselschlacken,
  • 2, die Regulation und damit die Aufrechterhaltung der Konstanz des sog. inneren Milieus (Milieu interne nach CLAUDE-BERNARD).

Ausscheidungsfunktion

Die Ausscheidungsfunktion der Niere gilt wohl für alle physiologischen Stoffe und Stoffwechselprodukte. Während jedoch die physiologischen Stoffe wie Wasser, Salze und Kohlensäure durch Galle, Darm, Lungen und Haut ausgeschieden werden können, ist die Exkretion der Stoffwechselschlacken allein durch die Niere möglich (Harnstoff, Kreatinin, Harnsäure u. a.). Diese Funktion wird durch die Fähigkeit der Niere bestimmt, eine Konzentrations- und Verdünnungsarbeit zu leisten, d. h., unabhängig von dem Lösungsmittel Wasser in bestimmten Grenzen und nach gewissen Gesetzmäßigkeiten die löslichen Substanzen auszuscheiden. Die Ausscheidung der Stoffwechselschlacken ist abhängig von dem Angebot, d. h., von der Blutkonzentration und der Diuresegröße, da gerade die Stickstoffschlacken nicht in beliebig hoher Konzentration ausgeschieden werden können. Die Ausscheidung ist wohl die eigentliche Grundfunktion der Niere, denn sie bleibt bei krankhaften Nierenveränderungen selbst dann erhalten, wenn die Regulationstätigkeit schon schwer geschädigt ist.

Regulationsfunktion

Die Regulationsfunktion der Niere sichert unter den verschiedensten Bedingungen die Konstanz des Salz- und Wasserhaushaltes von der Ausgabeseite her, d. h., die Niere vermag bei reichlichem Salz- und Wasserangebot die Ausscheidung zu steigern, bei geringerem Angebot hingegen zu drosseln. Durch die enge Verbindung von Salz-Wasserhaushalt und Zellfunktion wird die regulative Bedeutung der Niere besonders unterstrichen. Darüber hinaus ist die Niere in der Lage, die IonenVerhältnisse untereinander wie Na, K, Ca, Cl, Bikarbonat und damit das pH des Blutes sehr fein zu steuern. Nur so sind die Intaktheit der Zellmembran, die damit verbundenen intra- und extrazellulären Vorgänge, insbesondere die energetischen Prozesse sowie das Zell- und Plasmavolumen gesichert. Diese fast unglaublich fein anmutende Nierenfunktion unterliegt ihrerseits hormonellen Steuerungsmechanismen (z.B. die Bedeutung der Nebennierenrinde für den Salzhaushalt, der Nebenschilddrüse für den Kalkhaushalt und der Hypophyse für den Wasserhaushalt).

Entsprechend der zentralen Bedeutung für Ausscheidung und Regulation ist die Durchblutung der Niere enorm hoch. Sie beträgt etwa 30% des vom Herzen geförderten Blutvolumens. Beide Nieren erhalten 1 l Vollblut pro Minute oder 700ml Plasma. Das unter erheblichem Druck in die Glomerula gelangende Blut wird dort einer Ultrafiltration unterworfen. In l min. werden 120—130 ml Glomerulumfiltrat gebildet. Das Blut fließt nun in die peritubulären Kapillaren, die in engem Kontakt mit den Tubulusepithelien stehen. Hier findet ein erneuter Austausch statt, in dem bestimmte im sog. peritubulären Blut befindliche Stoffe von den Epithelzellen aufgenommen und in das Tubuluslumen sezerniert werden. Umgekehrt nehmen die Tubulusepithelien das aus dem Primärharn rückresorbierte Wasser und die darin gelösten Substanzen wieder auf und geben sie an das Blut ab. Das Glomerulumfiltrat fließt durch die Harnkanälchen, wo die gelöste Glukose, das Kalium, Natrium, Chlor, Bikarbonat, fast das ganze Wasser und ungefähr die Hälfte des Harnstoffs rückresorbiert werden. Mehr in den distalen Tubulusab-schnitten findet eine Ansäuerung des Urins und Anreicherung mit Wasserstoffionen, Kalium und Ammoniak statt. Im Blut enthaltene Fremdstoffe werden im proximalen Tubulusabschnitt in den Harn sezerniert.

Eine Durchblutungsminderung der Niere unter eine gewisse Grenze hat notwendigerweise eine Herabsetzung der Filtrationsrate und damit der gesamten Nierenfunktion zur Folge. Die tubulären Rückresorptions- und Sekretionsmechanismen werden aus hämodynamischen Gründen zwar sekundär in Verbindung mit der Größe des Glomerulumfiltrates und der peritubulären Durchblutung beeinflußt, unterliegen aber in erster Linie physikochemischen (Diffusion), enzymatischen und hormonellen (Nebenniere, Hypophyse) Steuerungen.

Die produzierte Harnmenge liegt durchschnittlich bei 1500—2000 ml/24 Stunden, wobei der Harn je nach Bedarf dem Blut gegenüber hypoton oder hyperton sein kann.

Die Regulationstägigkeit der Niere erstreckt sich auf die Isotonie, d. h., der Wahrung des osmotischen Druckes, die Isoionie, d. h., der Wahrung des lonenbestan-des, die Isohydrie, d. h., der Wahrung des Säure-Basen-Gleichgewichtes im Blut und die Isoonkie, d. h., der Konstanthaltung des vom Blutplasma gebundenen Wassers.

Isotonie

Die Isotonie des Blutes hängt von der Zahl der im Plasma gelösten Teilchen ab. In Abhängigkeit von dem Dissoziationsgrad der gelösten Substanzen wird der osmotische Druck beeinflußt. So wirken sich dissoziierte Stoffe, wie Salze, stärker auf den osmotischen Druck aus als undissoziierte Substanzen, wie z. B. Traubenzukker. Der osmotische Druck ist durch die Gefrierpunktserniedrigung (d) meßbar. Sie beträgt normalerweise —0,565° und entspricht einem osmotischen Druck von 7 Atmosphären. Jede Abweichung von diesem Wert zeugt von einer gestörten Regulation. Für die Erhaltung der Isotonie sind in erster Linie rein quantitativ gesehen die Na- und Cl-Ionen verantwortlich. Nicht nur die Gesamtzahl der gelösten Teilchen, sondern auch ihr festes Verhältnis zueinander ist wichtige Voraussetzung zur Wahrung des osmotischen Druckes im Blutplasma.

Isoionie

Die Isoionie gewährleistet eine feste Relation von Anionen und Kationen zueinander. Während zur Erhaltung der Isotonie die Ionen sich gegenseitig ersetzen können, gilt für die Isoionie ein fester lonenbestand unter Wahrung bestimmter Mischungsverhältnisse. Die Isoionie gilt als wesentliche physikochemische Voraussetzung für den optimalen Kolloidzustand, von dem letztlich die Kolloidquellung, Dispersität und die Permeabilität der Membran, verbunden mit der Fähigkeit zur Erregungsbildung, abhängen.

Isohydrie

Die Isohydrie, d. h., die Wahrung eines konstanten Säure-Basen-Gleichgewichtes im Blut und in den Geweben, wird durch die Niere insofern mitreguliert, als sie nach Bedarf einen alkalischen oder sauren Harn bereiten und somit überschießende basische oder saure Valenzen ausscheiden kann. Das Säure-Basen-Gleichgewicht wird als Wasserstoffionenkonzentration CH gemessen und als negativer Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration pH angegeben. Der pH-Wert für normales Blut beträgt 7,28—7,4 bei 37°, liegt also im schwach alkalischen Bereich. Die strenge Konstanz der Wasserstoff ionenkonzentration wird durch die Puffer Systeme des Blutes gewährleistet, die den Überschuß an sauren oder basischen Valenzen, der aus verschiedenen Ursachen auftreten kann (seitens der Resorption, der Organtätigkeit mit Bildung von Milch- und Kohlensäure und der Sekretionsorgane wie Magen und Darm), zunächst abfangen. In den Regulationsmechanismen der Pufferung greifen die Lungen und die Nieren ein. Die Nieren dienen hierbei als Grobregulatoren, wobei — wie bereits erwähnt — durch die Ausscheidung der entsprechenden Valenzen deren Überschuß im Blut verhindert wird. Fällt diese Ausscheidungsfunktion aus, so kommt es je nach Überwiegen der sauren oder basischen Anteile zur Azidose (Verschiebung zur sauren Seite) oder zur Alkalose (Verschiebung zur alkalischen Seite). Die Feinregulierung der Isohydrie erfolgt durch das Atemzentrum. Die Anhäufung der freien Kohlensäure im Blut, überhaupt jede pH-Verschiebung zur sauren Seite schlechthin, führt zur Reizung des Atemzentrums mit gesteigerter Atmung zur Senkung der alveolaren Kohlensäurespannung und damit zur Verminderung der im Blut angehäuften Kohlensäure. Ist umgekehrt das Blut an freier Kohlensäure verarmt, so kommt es zur Erregbarkeitsminderung im Atemzentrum und damit zur verminderten Atmung mit Anstieg der alveolaren und arteriellen Kohlensäurespannung.