De nieren, de vitale organen die zich aan de rugzijde van het lichaam bevinden, hebben een cruciale functie. Deze functie is het uitscheiden van afval- overtollige- en lichaamsvreemde stoffen uit het bloed. Al deze verwijderde stoffen worden samen urine genoemd. Dit urine wordt afgevoerd door de urineleiders naar de urineblaas. Vervolgens wordt het urine hier tijdelijk opgeslagen. Wanneer de blaas vol genoeg zit zal de urinebuis het urine naar buiten vervoeren (plassen).
Ook is een belangrijke functie van de nieren het constant houden van de osmotische waarden van het interne milieu. De nieren reguleren ook de bloeddruk (bloeddrukregulatie), dit gebeurd bijvoorbeeld wanneer er wat vocht verwijdert wordt uit het bloed, waarna de bloeddruk afneemt. Verder hebben zaken als zoutgehalte ook invloed op de bloeddruk.
Bovendien produceren de nieren ook hormonen, dit maakt ze een essentieel orgaan voor vele lichaamsprocessen.
Niermerg en nierschors
De nier kan verder worden onderverdeeld in de nierschors en het niermerg. Het is in de nierschors waar de vorming van voorurine plaatsvindt (let op, voorurine is nog niet urine) dat ongeveer 180 liter per dag maakt! Het is in het niermerg waar de echte urine uiteindelijk gevormd wordt. In de nierbekken wordt dit urine verzameld. In de nierschors en -merg vind je de niereenheden, ook wel bekend als de nefronen, waarvan je er ongeveer een miljoen hebt per nier.
Wat is een nefron?
De nefron, ook wel de niereenheid genoemd, is waar het echte werk gebeurt in de nier. De nefron bestaat uit een aanvoerende arteriole, die zich vertakt tot de glomerulus, een kluwen van haarvaten in een nierkapseltje - het kapseltje van Bowman.
Het is de nettofiltratiedruk, veroorzaakt door bloeddruk en een tegendruk in de omgeving, die uiteindelijk resulteert in de vorming van voorurine door ultrafiltratie. De lis van Henle vervoert dit voorurine.
De afvoerende arteriole vertakt zich tot een haarvaten net om het nierbuisje heen en voorziet de cellen van het nierbuisje van voedingsstoffen en zuurstof. De stoffen die in het nierbuisje zijn gefilterd en moeten worden teruggewonnen, worden uiteindelijk via de afvoerende arteriole en venule afgevoerd - dit proces heet terugresorptie.
Ultrafiltratie en terugresorptie
In het kapseltje van Boman vindt ultrafiltratie plaats: het bloed wordt als het ware gezeefd. In dit proces wordt alles eruit gefilterd, behalve wat niet kan komen, zoals rode bloedcellen of eiwitten. Al het andere, waaronder vreemde of overtollige stoffen, komt er wel uit. Het afvoerende bloedvat is nauwer dan aanvoerende bloedvat. Het kost dus weinig O2 om het bloed aan te voeren waardoor in de afvoerende arteriole nog veel O2 zit.
Na het proces van ultrafiltratie komt terugresorptie. Hiervan vindt 80% al plaats in het eerste gekronkelde buisje dat volgt na het kapseltje van Boman, genaaamd lis van Henle. In dit proces wordt actief transport gebruikt om onder andere zouten en glucose terug te winnen. Wat er overblijft nadat de bruikbare stoffen zijn teruggewonnen, is de urine.
Actief en passief transport
Actief en passief transport zijn beide mechanismen die gebruikt worden door de cellen in je lichaam om stoffen te verplaatsen. Beide soorten transport zijn essentieel voor de regulering van stoffen in een organisme en spelen een vitale rol in het functioneren van de nieren.
Actief transport vereist energie om bepaalde moleculen te verplaatsen tegen hun concentratiegradiënt in. Dit betekent dat de stoffen van een gebied met een lage concentratie naar een gebied met een hoge concentratie worden verplaatst.
Aan de andere kant maakt passief transport gebruik van de natuurlijke beweging van de stoffen en heeft geen energie nodig. Stoffen verplaatsen zich hier van een gebied van hoge concentratie naar een gebied van lage concentratie.
Eerste deel van het nierbuisje
In het eerste gekronkelde deel van het nierbuisje vindt terugresorptie (80% van het filtraatvolume) plaats. Door actief transport worden o.a. glucose, aminozuren en positief geladen ionen (Na+, K+, Ca2+ en Mg2+) geresorbeerd. De negatief geladen ionen (o.a. Cl–) volgen door diffusie. Water wordt door osmose geresorbeerd. In dit deel geven wandcellen door actief transport o.a. medicijnen, ammoniak, creatinine en H+-ionen af aan de voorurine.
In de Lis van Henle wordt door actief transport van NaCl de osmotische waarde van de weefselvloeistof in het binnenste merg sterk verhoogd.
Tweede deel van het nierbuisje
In het tweede gekronkelde deel van het nierbuisje wordt door de hoge osmotische waarde van het weefselvloeistof in het binnenste merg tot 99% van het water aan de (voor)urine onttrokken tijdens het transport naar het nierbekken.
Concentraties
In het dalende deel van Lis van Henle wordt concentratie hoger naarmate het water wordt teruggewonnen. In het steigende deel van Lis van Henle wordt de concentratie weer lager doordat er zouten worden teruggeresorbeerd.
De nier als regulator: ADH en pH
Het reguleren van de osmotische waarde van het bloed is een belangrijke functie van het antidiuretisch hormoon (ADH). Als er door de osmosereceptoren in de hypothalamus een hogere osmotische waarde in het bloed wordt gemeten, wordt er meer ADH gevormd, wat leidt tot meer terugresorptie van water uit de voorurine.
De nieren hebben ook de taak om de pH van het interne milieu te reguleren. Bij een teveel aan H+ ionen, die de pH kunnen verlagen, kunnen de nieren deze uitscheiden, en NH+ ionen terugwinnen - uiteindelijk is de pH van het bloed en weefselvloeistof teruggebracht naar een normaal niveau. Ademhaling kan ook helpen bij de regeling van ht interne milieu omdat het CO2 uitscheidt waardoor het bloed minder zuur wordt.
Bij een tekort of overmaat aan H+ kunnen buffers (o.a. hemoglobine, plasma-eiwitten en NaHCO3) deze aanvullen of het overmaat opvangen.
