Hoofdstuk 19 De nieren
19.1 Functies van de nieren
Belangrijkste functie van de nier: homeostatische regulering van het water- en ionengehalte van het bloed,
ook wel zout en waterbalans of vocht en elektrolytenbalans genoemd. De nieren handhaven normale
bloedconcentraties van ionen en water door de opname van die stoffen in evenwicht te brengen met hun
uitscheiding in de urine, volgens het principe van massabalans.
Functies van de nieren:
1. Regulering van extracellulair vochtvolume en bloeddruk. Extracellulair vloeistofvolume neemt af →
bloeddruk neemt ook af. Als het ECF volume (ECF: extracellulaire vloeistof: ECV. Dit omvat zowel het bloed
in de bloedbaan als het vocht in de ruimtes tussen alle lichaamscellen (=interstitieel vocht in het interstitium))
en de bloeddruk te laag worden, kan het lichaam de bloedtoevoer naar essentiële organen niet
voldoende handhaven. De nieren werken samen het cardiovasculaire systeem om ervoor te zorgen
dat de bloeddruk en weefselperfusie binnen een acceptabel bereik blijven.
2. Regulering van osmolariteit. Het lichaam laat nieren en gedrag samenwerken, bijvoorbeeld via dorst,
om de bloedosmolariteit op een waarde dichtbij 290 mOsM te houden.
3. Behouden van de ionenbalans. De nieren houden de concentraties van essentiële ionen binnen een
normaal bereik door de inname via de voeding te balanceren met urineverlies. Natrium (Na+):
belangrijkste ion betrokken bij de regulering van het extracellulaire vloeistofvolume en osmolariteit.
4. Homeostatische regulering van de pH. De pH van plasma wordt normaal gesproken binnen een nauw
bereik gehouden. ECV te zuur → dan verwijderen nieren H+ en behouden ze bicarbonaationen (HCO3-)
welke als buffer fungeren. Te basisch: nieren verwijderen HCO3- en behouden H+.
5. Uitscheiding van afvalstoffen. De nieren verwijderen metabolische afvalproducten en xenobiotica
(lichaamsvreemde stoffen) zoals medicijnen en giftige stoffen. Metabolische afvalstoffen omvatten
creatinine en ureum en urinezuur. Urobilinogeen geeft urine zijn karakteristieke gele kleur.
6. Productie van hormonen. Nieren zijn geen endocriene klieren maar spelen toch een belangrijke rol bij
drie endocriene (hormonale) routes. Niercellen synthetiseren erytropoëtin (cytokine/hormoon):
reguleert de synthese van rode bloedcellen. Ze geven ook renine af → reguleert de Na+ balans en
bloeddrukhomeostase. Nieren helpen vitamine D3 om te zetten in een hormoon dat de Ca2+-balans
reguleert.
Nieren hebben een enorme reservecapaciteit. Je moet bijna driekwart van je nierfunctie verliezen voordat
de homeostase wordt aangetast.
19.2 Anatomie van het urinestelsel
Het urinestelsel bestaat uit nieren, urineleiders, blaas en urethra (fig. 19.1a).
Water en opgeloste stoffen gaan van plasma naar de holle tubuli (nefronen) → vormen het grootste deel
van de nieren. De nefronen veranderen de samenstelling van de vloeistof terwijl deze er doorheen gaat →
gemodificeerde vloeistof is urine. De urine komt in de urineleider (één van elke nier naar de urineblaas).
Urine verlaat de blaas via een reflex die mictie of urineren wordt genoemd: urine gaat vanuit de blaas door
een enkele buis, de urethra/urinebuis.
Urineweginfecties (UTI's): De meest voorkomende oorzaak is de bacterie Escherichia coli. Deze is
pathogeen wanneer het in de urethra terechtkomt. Een urinemonster bevat dan veel rode en witte
bloedcellen (niet aangetroffen in normale urine) Urineweginfecties worden behandeld met antibiotica.
Nierslagaders: aftakkingen van abdominale aorta. Nieraders: bloed van de nieren naar de inferieure vena
cava.
De nieren ontvangen 20-25% van het hartminuutvolume, ook al zijn ze slechts 0,4% van het totale
lichaamsgewicht (elk 125-160 gram).
Binnenkant in twee lagen gerangschikt: een buitenste cortex en een binnenste medulla. Schors en merg
(Fig. 19.1c). Georganiseerde indeling van microscopische buisjes (nefronen) vormen deze lagen.
- corticale nefronen: 80% van de nefronen → bevinden zijn bijna volledig in de cortex
- juxtamedullaire nefronen: 20% → duiken naar beneden het merg in (Fig. 19.1f, h).
,Vasculaire elementen van de nier. Nierslagader → kleinere slagaders → arteriolen in de cortex (Fig. 19.1d,
e). Hier vormen de bloedvaten een poortadersysteem. Arteriole (sfincter) heeft glad spierweefsel → kan
vernauwen (vasoconstrictie) of verwijden (vasodilatatie) en daarmee de bloedstroom en bloeddruk in het capillair
regelen. Glomeruli liggen ingesloten tussen 2 sfincters: afferente en efferente arteriole.
Nierpoortadersysteem: bloed stroomt van de nierslagaders naar een afferente arteriole → naar de
glomerulus (Fig. 19.1g, j) → efferente arteriole → tweede set haarvaten: peritubulaire haarvaten
omringen de tubulus (Fig. 19.1g), deze worden in juxtamedullaire nefronen de vasa recta genoemd (Fig.
19.1h). Peritubulaire haarvaten komen samen om venulen en kleine aders te vormen.
Functie van het nierpoortadersysteem: filtratie en reabsorptie van het filtraat.
De niertubulus bestaat uit een enkele laag epitheelcellen die zijn gevouwen tot microvilli, (microvilli: zorgen
voor oppervlakte vergroting. Vooral in het eerste stukje van het nierbuisje (tubulus); de proximale tubulus → moet
veel water en opgeloste stoffen uit de net-gevormde urine reabsorberen (terugresorptie). Microvilli die in het lumen
,van het nierbuisje uitsteken worden de brush border ofwel borstelzoom genoemd → bevat veel pompen en
enzymen die bv helpen bij het verteren en reabsorberen van eiwitten in de urine.).
Het nefron begint met het kapsel van Bowman, die de glomerulus omringt (Fig. 19.1i). Het epitheel is
gefuseerd zodat vloeistof die uit de haarvaten filtert direct in het lumen van de tubulus terechtkomt.
Glomerulus + kapsel van Bowman wordt het nierlichaampje genoemd (Lichaampje van Malpighi)
Vanuit het kapsel van Bowman stroomt gefilterde vloeistof in de proximale tubulus, dan in de lus van
Henle. Deze is verdeeld in twee takken, een dun afdalend deel en een opstijgende deel met dunne en
dikke segmenten. Dan door de distale tubulus die uitmondt in de verzamelbuis. (De distale tubulus en zijn
verzamelbuis vormen samen het distale nefron.) Verzamelbuizen gaan van de cortex door de medulla en
legen in het nierbekken (fig. 19.1c). Vanuit het nierbekken stroomt de gefilterde en gemodificeerde
vloeistof, nu urine genoemd, in de urineleider op weg naar uitscheiding.
Juxtaglomerulaire apparaat: laatste deel van het stijgende deel van de lus van Henle passeert tussen de
afferente en efferente arteriolen → opstijgende deel en arteriolen vlakbij elkaar → maakt paracriene
communicatie mogelijk: een belangrijk kenmerk van autoregulatie van de nieren.
,19.3 Overzicht van de nierfunctie
Elke dag passeert er 180 liter plasma in de nefronen. Gemiddeld 1,5L urine die de nieren verlaat.
Drie basisprocessen in het nefron: filtratie, reabsorptie en secretie (Fig. 19.2). Filtratie: verplaatsing van
vloeistof uit het bloed naar het lumen van de nefron. Vindt alleen plaats in het nierlichaampje. Zodra de
gefilterde vloeistof (filtraat), in het lumen van de nefron terechtkomt, maakt het deel uit van de externe
omgeving van het lichaam. Alles dat in het nefron filtert is bestemd voor uitscheiding: verwijdering in de
urine, tenzij het geresorbeerd wordt in het lichaam.
Filtraat verlaat kapsel van Bowman en wordt dan gemodificeerd door reabsorptie en secretie.
Reabsorptie: het verplaatsen van stoffen in het filtraat van het lumen van de tubulus terug het bloed in
dat door peritubulaire capillairen stroomt. Secretie verwijdert selectief moleculen uit het bloed en voegt
ze toe aan het filtraat in het tubuluslumen → selectiever en gebruikt membraaneiwitten.
Het nefron wijzigt vloeistofvolume en osmolariteit
, Fig. 19.2: filtraat door nefron volgen. Filtraat is qua samenstelling bijna identiek aan plasma en bijna
isosmotisch: 300 mOsM. Filtraat stroomt door de proximale tubulus → ongeveer 70% van zijn volume
wordt opnieuw geabsorbeerd, waardoor 54 liter in het lumen overblijft.
Reabsorptie: proximale tubuluscellen transporteren opgeloste stoffen het lumen uit en water volgt door
osmose → belangrijkste functie van de proximale tubulus is de isosmotische reabsorptie van opgeloste
stoffen en water. Filtraat daarna in de lus van Henle, de belangrijkste plaats voor het aanmaken van
verdunde urine. Filtraat door lus → steeds meer opgeloste stof opnieuw geabsorbeerd → filtraat wordt
hyposmotisch ten opzichte van het plasma → filtraat uit de lus: gemiddeld 100 mOsM en volume 18L/dag
ipv 54 L/dag.
Filtraat vanuit de lus van Henle naar de distale tubulus en de verzamelbuis → hier vindt de fijne regulering
van de zout- en waterhuishouding plaats. Reabsorptie en (in mindere mate) secretie bepalen de
uiteindelijke samenstelling van het filtraat. Aan het einde van de verzamelbuis heeft het filtraat een
volume van ongeveer 1,5 L/dag en een osmolariteit van 50 mOsM tot 1200 mOsM.
Fig. 19.2: overzicht van filtratie, reabsorptie, secretie en excretie.
Filtratie: in het nierlichaampje als vloeistof vanaf de glomerulus naar
Bowman’s kapsel beweegt. Reabsorptie en secretie: langs de rest
van de tubulus, stoffen van lumen naar peritubulaire capillairen.
Filtraat dat aan het einde van de nefron in het lumen achterblijft,
wordt als urine uitgescheiden.
De hoeveelheid van een stof die in de urine wordt uitgescheiden,
weerspiegelt de netto verwerking van die stof door het nefron (Fig.
19.3): Hoeveelheid uitgescheiden = hoeveelheid gefilterd in tubulus–
hoeveel geresorbeerd in bloed + hoeveelheid gesecreteerd in het
lumen van de tubulus
19.4 Filtratie
Eerste stap urinevorming: filtratie van plasma in de niertubuli → niet-specifieke proces: creëert een filtraat
waarvan de samenstelling lijkt op die van plasma minus de meeste plasma-eiwitten.
1/5e van het plasma dat door de nieren stroomt filtert in de nefronen. De resterende 4/5e van het plasma
stroomt, samen met de meeste plasma-eiwitten en bloedcellen, in de peritubulaire capillairen (fig. 19.4).
Filtratiefractie: Het percentage van renale plasmastroom dat in de tubulus filtert. Je moet begrijpen dat de
FF berekent kan worden uit de renale klaring van creatinine (of inuline), en die van para-aminohippuraat (PAH) –
een organisch anion.
Filtratie vindt plaats in het nierlichaampje (fig. 19.5), dat bestaat uit de glomerulaire haarvaten omgeven
door het kapsel van Bowman. Stoffen die het plasma verlaten, moeten drie filtratiebarrières passeren
voordat ze het tubuluslumen binnengaan: het glomerulaire capillaire endotheel, een basaalmembraan dat
in het midden is geklemd en het epitheel van het kapsel van Bowman (Fig. 19.5d).
19.1 Functies van de nieren
Belangrijkste functie van de nier: homeostatische regulering van het water- en ionengehalte van het bloed,
ook wel zout en waterbalans of vocht en elektrolytenbalans genoemd. De nieren handhaven normale
bloedconcentraties van ionen en water door de opname van die stoffen in evenwicht te brengen met hun
uitscheiding in de urine, volgens het principe van massabalans.
Functies van de nieren:
1. Regulering van extracellulair vochtvolume en bloeddruk. Extracellulair vloeistofvolume neemt af →
bloeddruk neemt ook af. Als het ECF volume (ECF: extracellulaire vloeistof: ECV. Dit omvat zowel het bloed
in de bloedbaan als het vocht in de ruimtes tussen alle lichaamscellen (=interstitieel vocht in het interstitium))
en de bloeddruk te laag worden, kan het lichaam de bloedtoevoer naar essentiële organen niet
voldoende handhaven. De nieren werken samen het cardiovasculaire systeem om ervoor te zorgen
dat de bloeddruk en weefselperfusie binnen een acceptabel bereik blijven.
2. Regulering van osmolariteit. Het lichaam laat nieren en gedrag samenwerken, bijvoorbeeld via dorst,
om de bloedosmolariteit op een waarde dichtbij 290 mOsM te houden.
3. Behouden van de ionenbalans. De nieren houden de concentraties van essentiële ionen binnen een
normaal bereik door de inname via de voeding te balanceren met urineverlies. Natrium (Na+):
belangrijkste ion betrokken bij de regulering van het extracellulaire vloeistofvolume en osmolariteit.
4. Homeostatische regulering van de pH. De pH van plasma wordt normaal gesproken binnen een nauw
bereik gehouden. ECV te zuur → dan verwijderen nieren H+ en behouden ze bicarbonaationen (HCO3-)
welke als buffer fungeren. Te basisch: nieren verwijderen HCO3- en behouden H+.
5. Uitscheiding van afvalstoffen. De nieren verwijderen metabolische afvalproducten en xenobiotica
(lichaamsvreemde stoffen) zoals medicijnen en giftige stoffen. Metabolische afvalstoffen omvatten
creatinine en ureum en urinezuur. Urobilinogeen geeft urine zijn karakteristieke gele kleur.
6. Productie van hormonen. Nieren zijn geen endocriene klieren maar spelen toch een belangrijke rol bij
drie endocriene (hormonale) routes. Niercellen synthetiseren erytropoëtin (cytokine/hormoon):
reguleert de synthese van rode bloedcellen. Ze geven ook renine af → reguleert de Na+ balans en
bloeddrukhomeostase. Nieren helpen vitamine D3 om te zetten in een hormoon dat de Ca2+-balans
reguleert.
Nieren hebben een enorme reservecapaciteit. Je moet bijna driekwart van je nierfunctie verliezen voordat
de homeostase wordt aangetast.
19.2 Anatomie van het urinestelsel
Het urinestelsel bestaat uit nieren, urineleiders, blaas en urethra (fig. 19.1a).
Water en opgeloste stoffen gaan van plasma naar de holle tubuli (nefronen) → vormen het grootste deel
van de nieren. De nefronen veranderen de samenstelling van de vloeistof terwijl deze er doorheen gaat →
gemodificeerde vloeistof is urine. De urine komt in de urineleider (één van elke nier naar de urineblaas).
Urine verlaat de blaas via een reflex die mictie of urineren wordt genoemd: urine gaat vanuit de blaas door
een enkele buis, de urethra/urinebuis.
Urineweginfecties (UTI's): De meest voorkomende oorzaak is de bacterie Escherichia coli. Deze is
pathogeen wanneer het in de urethra terechtkomt. Een urinemonster bevat dan veel rode en witte
bloedcellen (niet aangetroffen in normale urine) Urineweginfecties worden behandeld met antibiotica.
Nierslagaders: aftakkingen van abdominale aorta. Nieraders: bloed van de nieren naar de inferieure vena
cava.
De nieren ontvangen 20-25% van het hartminuutvolume, ook al zijn ze slechts 0,4% van het totale
lichaamsgewicht (elk 125-160 gram).
Binnenkant in twee lagen gerangschikt: een buitenste cortex en een binnenste medulla. Schors en merg
(Fig. 19.1c). Georganiseerde indeling van microscopische buisjes (nefronen) vormen deze lagen.
- corticale nefronen: 80% van de nefronen → bevinden zijn bijna volledig in de cortex
- juxtamedullaire nefronen: 20% → duiken naar beneden het merg in (Fig. 19.1f, h).
,Vasculaire elementen van de nier. Nierslagader → kleinere slagaders → arteriolen in de cortex (Fig. 19.1d,
e). Hier vormen de bloedvaten een poortadersysteem. Arteriole (sfincter) heeft glad spierweefsel → kan
vernauwen (vasoconstrictie) of verwijden (vasodilatatie) en daarmee de bloedstroom en bloeddruk in het capillair
regelen. Glomeruli liggen ingesloten tussen 2 sfincters: afferente en efferente arteriole.
Nierpoortadersysteem: bloed stroomt van de nierslagaders naar een afferente arteriole → naar de
glomerulus (Fig. 19.1g, j) → efferente arteriole → tweede set haarvaten: peritubulaire haarvaten
omringen de tubulus (Fig. 19.1g), deze worden in juxtamedullaire nefronen de vasa recta genoemd (Fig.
19.1h). Peritubulaire haarvaten komen samen om venulen en kleine aders te vormen.
Functie van het nierpoortadersysteem: filtratie en reabsorptie van het filtraat.
De niertubulus bestaat uit een enkele laag epitheelcellen die zijn gevouwen tot microvilli, (microvilli: zorgen
voor oppervlakte vergroting. Vooral in het eerste stukje van het nierbuisje (tubulus); de proximale tubulus → moet
veel water en opgeloste stoffen uit de net-gevormde urine reabsorberen (terugresorptie). Microvilli die in het lumen
,van het nierbuisje uitsteken worden de brush border ofwel borstelzoom genoemd → bevat veel pompen en
enzymen die bv helpen bij het verteren en reabsorberen van eiwitten in de urine.).
Het nefron begint met het kapsel van Bowman, die de glomerulus omringt (Fig. 19.1i). Het epitheel is
gefuseerd zodat vloeistof die uit de haarvaten filtert direct in het lumen van de tubulus terechtkomt.
Glomerulus + kapsel van Bowman wordt het nierlichaampje genoemd (Lichaampje van Malpighi)
Vanuit het kapsel van Bowman stroomt gefilterde vloeistof in de proximale tubulus, dan in de lus van
Henle. Deze is verdeeld in twee takken, een dun afdalend deel en een opstijgende deel met dunne en
dikke segmenten. Dan door de distale tubulus die uitmondt in de verzamelbuis. (De distale tubulus en zijn
verzamelbuis vormen samen het distale nefron.) Verzamelbuizen gaan van de cortex door de medulla en
legen in het nierbekken (fig. 19.1c). Vanuit het nierbekken stroomt de gefilterde en gemodificeerde
vloeistof, nu urine genoemd, in de urineleider op weg naar uitscheiding.
Juxtaglomerulaire apparaat: laatste deel van het stijgende deel van de lus van Henle passeert tussen de
afferente en efferente arteriolen → opstijgende deel en arteriolen vlakbij elkaar → maakt paracriene
communicatie mogelijk: een belangrijk kenmerk van autoregulatie van de nieren.
,19.3 Overzicht van de nierfunctie
Elke dag passeert er 180 liter plasma in de nefronen. Gemiddeld 1,5L urine die de nieren verlaat.
Drie basisprocessen in het nefron: filtratie, reabsorptie en secretie (Fig. 19.2). Filtratie: verplaatsing van
vloeistof uit het bloed naar het lumen van de nefron. Vindt alleen plaats in het nierlichaampje. Zodra de
gefilterde vloeistof (filtraat), in het lumen van de nefron terechtkomt, maakt het deel uit van de externe
omgeving van het lichaam. Alles dat in het nefron filtert is bestemd voor uitscheiding: verwijdering in de
urine, tenzij het geresorbeerd wordt in het lichaam.
Filtraat verlaat kapsel van Bowman en wordt dan gemodificeerd door reabsorptie en secretie.
Reabsorptie: het verplaatsen van stoffen in het filtraat van het lumen van de tubulus terug het bloed in
dat door peritubulaire capillairen stroomt. Secretie verwijdert selectief moleculen uit het bloed en voegt
ze toe aan het filtraat in het tubuluslumen → selectiever en gebruikt membraaneiwitten.
Het nefron wijzigt vloeistofvolume en osmolariteit
, Fig. 19.2: filtraat door nefron volgen. Filtraat is qua samenstelling bijna identiek aan plasma en bijna
isosmotisch: 300 mOsM. Filtraat stroomt door de proximale tubulus → ongeveer 70% van zijn volume
wordt opnieuw geabsorbeerd, waardoor 54 liter in het lumen overblijft.
Reabsorptie: proximale tubuluscellen transporteren opgeloste stoffen het lumen uit en water volgt door
osmose → belangrijkste functie van de proximale tubulus is de isosmotische reabsorptie van opgeloste
stoffen en water. Filtraat daarna in de lus van Henle, de belangrijkste plaats voor het aanmaken van
verdunde urine. Filtraat door lus → steeds meer opgeloste stof opnieuw geabsorbeerd → filtraat wordt
hyposmotisch ten opzichte van het plasma → filtraat uit de lus: gemiddeld 100 mOsM en volume 18L/dag
ipv 54 L/dag.
Filtraat vanuit de lus van Henle naar de distale tubulus en de verzamelbuis → hier vindt de fijne regulering
van de zout- en waterhuishouding plaats. Reabsorptie en (in mindere mate) secretie bepalen de
uiteindelijke samenstelling van het filtraat. Aan het einde van de verzamelbuis heeft het filtraat een
volume van ongeveer 1,5 L/dag en een osmolariteit van 50 mOsM tot 1200 mOsM.
Fig. 19.2: overzicht van filtratie, reabsorptie, secretie en excretie.
Filtratie: in het nierlichaampje als vloeistof vanaf de glomerulus naar
Bowman’s kapsel beweegt. Reabsorptie en secretie: langs de rest
van de tubulus, stoffen van lumen naar peritubulaire capillairen.
Filtraat dat aan het einde van de nefron in het lumen achterblijft,
wordt als urine uitgescheiden.
De hoeveelheid van een stof die in de urine wordt uitgescheiden,
weerspiegelt de netto verwerking van die stof door het nefron (Fig.
19.3): Hoeveelheid uitgescheiden = hoeveelheid gefilterd in tubulus–
hoeveel geresorbeerd in bloed + hoeveelheid gesecreteerd in het
lumen van de tubulus
19.4 Filtratie
Eerste stap urinevorming: filtratie van plasma in de niertubuli → niet-specifieke proces: creëert een filtraat
waarvan de samenstelling lijkt op die van plasma minus de meeste plasma-eiwitten.
1/5e van het plasma dat door de nieren stroomt filtert in de nefronen. De resterende 4/5e van het plasma
stroomt, samen met de meeste plasma-eiwitten en bloedcellen, in de peritubulaire capillairen (fig. 19.4).
Filtratiefractie: Het percentage van renale plasmastroom dat in de tubulus filtert. Je moet begrijpen dat de
FF berekent kan worden uit de renale klaring van creatinine (of inuline), en die van para-aminohippuraat (PAH) –
een organisch anion.
Filtratie vindt plaats in het nierlichaampje (fig. 19.5), dat bestaat uit de glomerulaire haarvaten omgeven
door het kapsel van Bowman. Stoffen die het plasma verlaten, moeten drie filtratiebarrières passeren
voordat ze het tubuluslumen binnengaan: het glomerulaire capillaire endotheel, een basaalmembraan dat
in het midden is geklemd en het epitheel van het kapsel van Bowman (Fig. 19.5d).
