Anatomie & fysiologie in 10 stappen – de nieren

De nieren zijn essentieel voor de verwijdering van afvalstoffen die vrijkomen bij onder andere de eiwitstofwisseling, zoals de stikstofproducten ureum, kreatinine en urinezuur, maar ook sulfaten en fosfaten. De nieren vervullen daarin een spilfunctie en voorkomen dat het lichaam zichzelf vergiftigt. De uitscheidingsfunctie is een van de vele taken van de nieren. Even belangrijk is wellicht dat de nieren het 'interne milieu' constant houden, zodat de lichaamscellen niet verstikken in hun eigen afvalstoffen. De nieren spelen een fundamentele rol in dit proces dat homeostase wordt genoemd. Het nierbekken (pyelum), de ureter, de blaas en de urethra vormen in dat geheel een efficiënt afvoerstelsel.

Inhoud

• De nieren – een ingenieus uitscheidingssysteem
• 1. Ligging van de nieren
• 2. Macroscopische bouw van de nieren
• 3. Microscopische bouw van de nieren
• Proximale tubulus contortus
• Lis van Henle
• Distale tubulus contortus
• 4. Filtratie en terugresorptie
• 5. Osmose en zuurgraad (pH)
• 6. Uitscheidingsfunctie van de nieren
• 7. Enkele cijfers over de niercapaciteit
• 8. Homeostase
• 9. Belangrijkste hormonen
• 10. Urinewegen

De nieren – een ingenieus uitscheidingssysteem

Samen met de longen, de lever en de huid vormen de nieren en urinewegen een efficiënt uitscheidingssysteem dat schadelijke en andere onbruikbare stoffen loost. Veelal betreft het eindproducten van de stofwisseling. Hoewel de nieren samen amper 300 gram wegen, verwerken ze 20 procent van het bloedminuutvolume, produceren ze elk etmaal tussen de 150 en 200 liter glomerulusfiltraat en voeren ze dagelijks ongeveer 1,5 liter urine af.

Regulerende functie
Gelet op het voorgaande wordt dus ongeveer 99 procent van het water teruggeresorbeerd. Aldus vormen de nieren een ingenieus 'afvalbeheersysteem', zoals ook de andere systeemorganen (hart, longen, lever en hersenen) hun bijdrage leveren om het lichaam perfect te laten functioneren. De nieren hebben tal van regulerende functies. In 10 stappen volgen hieronder de anatomie en fysiologie van deze wonderlijke organen.

1. Ligging van de nieren

De nieren bevinden zich links en rechts van de wervelkolom, ter hoogte van de onderste ribben. Dus hoog in de buikholte (retroperitoneaal), waarbij de rechternier zich onder de lever bevindt en wat lager ligt dan de linkernier. Ze hebben elk de vorm van een boon en zijn bruinachtig van kleur. De nieren zijn omhuld door steunvet (vetkapsel), dat de organen op hun plaats houdt. Bovendien zijn ze beide omringd door een bindweefselschede (fascie), een soort ophangbanden.

'Wandelnier'
Een 'wandelnier' betekent dat die steunbanden en/of het vetkapsel verslapt of geslonken zijn, waardoor de nier van ligging verandert. Dankzij de enorme reservecapaciteit kan een gedeelte van één nier de functie van beide nieren probleemloos overnemen.

2. Macroscopische bouw van de nieren

De holle zijde van deze boonvormige organen wijzen elk naar de ruggengraat. In deze holtes treden de bloedvaten naar binnen en verlaat de urineleider (ureter) het nierbekken (pyelum), waarin zich de urine verzamelt om via de urineleider (ureter) afgevoerd te worden naar de blaas. Bij een overlangse doorsnede wordt zichtbaar dat het nierweefsel uit twee lagen bestaat:

1. Nierschors (cortex), ofwel de buitenkant van de nier, die er gespikkeld uitziet.
2. Niermerg (medulla), ofwel de binnenzijde. Dit nierweefsel (mergpiramiden) heeft een radiale streping die naar het nierbekken wijst. De toppen ervan stulpen uit in het nierbekken en worden papillen genoemd.

3. Microscopische bouw van de nieren

Een nefron is de functionele eenheid van de nier, bestaande uit het kapsel van Bowman met bijbehorende nierbuisjes. Elke nier bevat ongeveer 1 miljoen nefronen. Ze zijn opgebouwd uit elk een kapsel van Bowman, ofwel een ingestulpt beginstuk van een nierkanaaltje dat een haarvatenkluwen omvat, de glomerulus. Het kapsel van Bowman en het capillair netwerk tezamen worden als niereenheid ook wel het lichaampje van Malpighi genoemd, dat zo groot is als een zandkorreltje. Dit geeft de nierschors het karakteristieke gespikkelde uiterlijk. Haarvaatjes hebben een zeer dunne wand, waardoor er bij een hoge hydrostatische druk glomerulusfiltratie plaatsvindt. De afvoerende haarvaatjes vormen vervolgens een haarvatennetwerk rondom de tubuli, ofwel de afvoerende nierkanaaltjes of nierbuisjes van het nefron. Een tubulus bestaat uit:

Proximale tubulus contortus

Dit is een gekronkeld nierbuisje in de schors. Ongeveer 85% van het filtraat wordt in deze nierkanaaltjes teruggesorbeerd.

Lis van Henle

Dit nierkanaal in de vorm van een lus verdwijnt in het niermerg, maar komt er ook weer uit tevoorschijn. In het merggedeelte wordt de zoutconcentratie in de lis van Henle hoger. Dit is belangrijk voor de wateruitscheiding.

Distale tubulus contortus

Hierin mondt de lis van Henle uit. Dit gedeelte van het tubulussysteem is van belang voor de uitscheidingsverhouding tussen kalium en natrium. Een groot aantal tubuli komt vervolgens samen in verzamelbuisjes.

4. Filtratie en terugresorptie

In het lichaampje van Malpighi (kapsel van Bowman en glomerulus) vindt de filtratie van het bloed plaats. Bij deze filtratie wordt water doorgelaten en verder alle opgeloste stoffen, behalve de eiwitten (colloïden) en bloedcellen. Dit filtraat noemt men primaire urine. Van het bloed dat door een nier stroomt, wordt ongeveer 20 procent van het plasma gefilterd. Per etmaal is dat pakweg 175 liter. Dit is een passief proces, waarbij dus geen zuurstof nodig is. De noodzakelijke filterenergie wordt geleverd door de bloeddruk, ofwel de hydrostatische druk. Het samenspel tussen bloeddruk en de colloïdosmotische druk wordt filtratiedruk genoemd.

Nierader
De tubuli filteren het leeuwendeel (99%) van het glomerulusfiltraat terug, ofwel het grootste deel van het filtraatwater, glucose en veel zouten. Deze terugresorptie van water staat sterk onder invloed van het antidiuretisch hormoon, aangemaakt in de achterkwab van de hypofyse. In het uiteindelijke filtraat (secundaire urine) bevinden zich uiteraard ook de afvalproducten van de stofwisseling. De terugresorptie van zout komt mede voor rekening van bijnierschorshormonen, zoals aldosteron. De bloedvoorziening bestaat uit een afferente arterie (vas afferens), een aftakking van de nierslagader (arteria renalis) ten behoeve van de glomerulus. Deze arteriële kluwen vormt na samenstroming in de efferente arterie (vas efferens) achter de glomerulus de aanzet tot een tweede haarvatenkluwen, ditmaal rondom de nierbuisjes. Het bloed wordt afgevoerd via de nierader (vena renalis).

5. Osmose en zuurgraad (pH)

De nieren hebben tal van functies. Zo wordt het bloedvolume geregeld door het antidiuretisch hormoon vasopressine. Ook spelen de nieren een belangrijke rol in de bloedsamenstelling. Ze beïnvloeden de osmostische waarde van het bloed door meer of minder water uit te scheiden. Dat geldt ook voor de zuurgraad van het bloed. Renine is van invloed op de bloeddruk. Dit hormoon wordt aangemaakt in de cellen bij de uitmondingsplaats van de glomerulus in de proximale tubulus contortus.

6. Uitscheidingsfunctie van de nieren

De nieren hebben tal van uitscheidingsfuncties. Een greep hieruit:

• De afvoer van afbraakstoffen van voornamelijk de eiwitstofwisseling, zoals ureum en kreatinine. Van de overtollige aminozuren wordt in de lever bijvoorbeeld amoniak afgespitst en omgezet in ureum.
• Veel geneesmiddelen worden omgezet in stoffen die door de nieren worden uitgescheiden.
• Uitscheiding van overtollige zouten, hormonen en vitaminen.
• Alle bovengenoemde stoffen worden opgelost in water, zodat ze kunnen worden uitgescheiden.

7. Enkele cijfers over de niercapaciteit

Ter illustratie volgen enkele cijfers over de enorme productiviteit van de nieren. De nieren wegen samen ongeveer 300 gram, dus pakweg 0,5 procent van het lichaamsgewicht. Elke 24 uur stroomt er tussen de 1500 en 1800 liter bloed door de nieren, waarbij ongeveer 20 procent van het plasma wordt gefilterd. De lichaampjes van Malpighi produceren elk etmaal ongeveer 170 liter glomerulusfiltraat. In de tubuli wordt 99 procent van het filtraat (primaire urine) teruggeresorbeerd, dat ongeveer 180 g glucose en ca. 1 kg natriumchloride bevat. Het traject tussen de glomerulus en het nierbekken staat dus volledig in het teken van terugresorptie van glucose, het grootste gedeelte van de natriumchloride, maar bijvoorbeeld ook van bicarbonaat dat belangrijk is voor de regeling van de zuurgraad (pH) in het bloed.

8. Homeostase

De nier is niet slechts een uitscheidingsorgaan maar houdt ook het interne milieu – de weefselvloeistof die de lichaamscellen omspoelt – zo constant mogelijk. Dit wordt homeostase genoemd. Zonder deze regulerende nierfunctie zouden de lichaamscellen snel verstikken in hun eigen afvalstoffen. Als er bijvoorbeeld veel zuren worden geproduceerd, of opgenomen door middel van de voeding, zullen de nieren meer zure urine uitscheiden met als doel de pH of zuurgraad van de extracellulaire ruimte (interne milieu) binnen de grenswaarden te houden.

9. Belangrijkste hormonen

Het ingrijpen van het antidiuretisch hormoon (ADH), aangemaakt in de hypofyse, hangt af van de zoutconcentratie in het bloedplasma. Het ADH werkt in op de distale tubuli en zorgt ervoor dat ze meer water doorlaten (geen andere stoffen). Het hormoon renine uit de nieren zelf is van belang voor de regulering van de bloeddruk. Aldosteron, geproduceerd in de bijnierschors, heeft eveneens een regulerende functie en zorgt voor evenwicht tussen de uitscheiding van kalium en natrium.

10. Urinewegen

De urine wordt verzameld in het nierbekken (pyelum) van beide nieren en met peristaltische bewegingen naar de urineleiders (ureters) gestuwd. Deze lopen vanaf het nierbekken het kleine bekken in en komen uit in de blaas.

De blaas
De blaas (vesica urinaria) is voorzien van gladde spierlagen, aan de binnenkant bekleed met slijmvlies. De netvormige plooien van de blaas verstrijken naarmate dit opvangorgaan zich vult met urine. De plasbuis (urethra) is bij de man ongeveer 20 cm lang, bij de vrouw ca. 4 cm. De urinedrang wordt beheerst dankzij de vliesachtige urethraklep en de bekkenbodemspieren. Ze fungeren als een willekeurige sluitspier om het moment van urineren tot op zekere hoogte zelf te bepalen.

Lees verder

• Anatomie & fysiologie in 10 stappen – het bloed
• Anatomie & fysiologie in 10 stappen – de longen
• Anatomie & fysiologie in 10 stappen – het hart
• Anatomie & fysiologie in 10 stappen – het maag-darmkanaal
• Anatomie & fysiologie in 10 stappen – de huid