Dit artikel gaat in op de anatomie en fysiologie van de nieren. Eerst wordt de interne en externe anatomie van de nieren belicht. Daarna wordt er uitleg gegeven over de bloedvoorziening. Vervolgens wordt er dieper op de 'nefronen' ingegaan, de belangrijkste bouwstenen van de nieren.

In een ander artikel wordt de urinevorming belicht.

Locatie en anatomie

De nieren zijn twee organen gelegen in de buikholte, links en rechts van de ruggengraat. De rechternier ligt iets lager dan de linker. Het oppervlak van de nier is hol en bevat een horizontale kloof genaamd de renal hilum die leidt naar een interne ruimte in de nier, de renal sinus. De urinebuis, bloedvaten en zenuwen komen allemaal samen in deze sinus. Boven elke nier zit een bijnier, een endocriene klier die functioneel ongerelateerd is aan de nier.

Er zijn drie typen weefsels die de nieren omgeven:
1. Renal fascia. Een buitenlaag van bindweefsel die de nier en de bijnier vastmaakt aan omringende structuren.
2. Perirenal fat capsule. Een vetmassa die de nier omgeeft en deze als een soort van kussen beschermt tegen stoten. 
3. Fibrous capsule. Een transparante capsule die voorkomt dat infecties in omringende gebieden de nier bereiken.

Een doorsnede van een nier geeft drie verschillende gebieden weer (zie ook figuur hieronder): de cortex (schors), medulla, en pelvis (bekken). De renal cortex (nierschors) ligt het meest aan het oppervlak. Meer naar binnen ligt de renal medulla, deze bestaat uit kegelvormig weefsel dat medullary of renale piramiden heet. Deze piramiden zijn gestreept doordat ze bijna alleen maar bestaan uit urine-verzamelende tubules en haarvaten. De ‘punt’ van de piramide, de papilla, wijst naar binnen toe. Renal columns scheidt de piramiden van elkaar.

De renal pelvis (nierbekken), een trechtervormige buis, staat in contact met de urineleider die de hilum verlaat. Extensies van de pelvis vormen zogenaamde major en minor calyces. In deze calyces wordt urine verzameld die vanuit de papillae stromen. De urine gaat vervolgens via de urineleider naar de blaas waar het wordt opgeslagen. De wanden van de calyces, pelvis en urineleider bestaan uit gladde spieren die ritmisch samentrekken om de urine weg te voeren.

 

Bloed- en zenuwvoorziening

De nierslagaders (kidney arteries) splitsen in de buurt van de nier in vijf segmental arteries die in de sinus weer splitsen in interlobar arteries. Bij de medulla-cortex overgang splitsen deze interlobar slagaders in arcuate arteries bij de zogenaamde 'piramides'. De cortical radiate arteries (vertakkingen van arcuate slagaders) voorzien vervolgens het cortical weefsel.
De afferente arteriolen (kleine aanvoerende slagaders) zijn vertakkingen van deze cortical radiate slagaders en bevinden zich in de nefronen.
Het bloed stroomt via de cortical radiate, arcuate, interlobar, weer terug in de grote nieraderen (er zijn géén segmentale aderen!!). De nieraderen monden uit in de inferior vena cava.
De renal plexus is een netwerk van autonome sympatische zenuwvezels en ganglia en zorgt voor de zenuwvoorziening van de nier en de urineleider. Ze passen de diameter aan van de arteriolen en hebben invloed op de urineproductie in de nefronen.

 

 

 

Nefronen

 

De nier is opgebouwd uit nefronen. Een nefron is een soort filter dat het bloed filtreert. Elk nefron bestaat uit glomerulus, kluwen haarvaten, en een renal tubule. De renal tubule heeft een bolvormige einde: de glomerular capsule ofwel kapsel van Bowman welke de glomerulus omgeeft. Het kapsel van Bowman en de glomerulus erin worden samen de renal corpuscle genoemd.

Renal corpuscle

Het endotheel van de glomerulaire haarvaten bevat veel poriën. Hierdoor kan er een grote hoeveelheid vloeistof (eiwitvrij) vanuit het bloed naar het kapsel van Bowman stromen.

De buitenlaag (parietal layer) van het kapsel van Bowman bestaat gewoon uit epitheelcellen en speelt geen rol bij de filtratie.

Renal tubule

De renal tubule uit drie grote delen: proximal convoluted tubule (PCT), lus van Henle en de distal convoluted tubule (DCT). Na de Distal Convoluted tubule, vind je de verzamelkanaaltjes.

 

PCT

De wanden van de PCT bestaan uit kubusvormige epitheelcellen met grote mitochondria en hun lumina (blootgesteld) bevatten microvilli ® vergroting oppervlak en capaciteit voor reabsorptie van water en andere stoffen vanuit het filtraat.

Lus van Henle

De cellen van het eerste deel van het dalende deel van de lus van Henle lijken op die van de PCT. De rest van het dalende deel heet het thin segment en bestaat uit epitheel dat permeabel is voor water.

Het stijgende deel van de lus van Henle bestaat eveneens uit kubusvormige epitheelcellen en heet het thick segment

DCT

De epitheelcellen van de DCT lijken op die van de PCT, maar zijn dunner en hebben geen microvilli. 

Verzamelkanaaltjes

 

De verzamelkanaaltjes bestaan uit twee soorten cellen:

• kubusvormige cellen met veel microvilli ('intercalated cells'); deze bestaan uit twee typen cellen (A en B) en speelt een rol in het in standhouden van de zuur-base balans van het bloed.
• kubusvormige cellen met kleine, dunne microvilli ('principal cells'); deze cellen houden het water en Na+ van het lichaam in balans. 

Cortical en juxtamedullary nefronen

Nefronen kun je verdelen in twee grote groepen:

• Cortical nefronen; vertegenwoordigt 85% van de nefronen in de nier en is gelegen in de cortex. Heeft korte lus van Henle en zijn glomerulus is verder gelegen van de corticomedulla junction. De efferente (‘wegvoerend’) arteriole hiervan mondt uit in peritubular capillaries.
• Juxtamedullary nefronen; zitten dichtbij de cortex-medulla junction en spelen een belangrijke rol bij het produceren van geconcentreerde urine. Hij heeft een lange lus van Henle en zijn glomerulus zit dichtbij corticomedulla junction. De efferente arteriole mondt uit in de vasa recta.

 

 

Elk nefron bestaat uit twee kluwen haarvaten: de glomerulus (produceert het filtraat) en de peritubular capillaries (resorbeert het grootste deel van het filtraat). De glomerulus is gespecialiseerd voor filtratie en verschilt van de andere, doordat het zowel een afferente als een efferente arteriole bevat.

De bloeddruk in de glomerulus is zeer hoog doordat de arteriolen een hoge weerstand hebben en doordat de afferente arteriole een grotere diameter heeft dan de efferente.

De efferente arteriolen in de juxtamedullary nefronen vormen in plaats van peritubular capillaries, een vasa recta. Deze speelt een belangrijke rol bij het vormen van geconcentreerde urine. 

 

 

Juxtaglomerular Apparatus

Elk nefron heeft een gebied dat de juxtaglomerular apparatus (JGA) heet, waar het stijgende deel van de lus van Henle tegen de afferente arteriole ligt.

De JGA bestaat uit drie typen cellen:

•  Granular of juxtaglomerular cellen; zitten in de wanden van de arteriolen en zijn grote, gladdespiercellen die renine bevatten. Ze fungeren als mechanoreceptoren die de bloeddruk in de afferente arteriole kan registreren.
•  Macula densa;cellen van het stijgende deel van de lus van Henle, aangrenzend aan de granular cellen. Deze fungeren als chemoreceptoren die reageren op veranderingen in de NaCl inhoud van het filtraat.
•  Extraglomerular mesangial cellen; stuurt signalen door tussen de macula densa en de granular cellen. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Het filtratie membraan

Het filtratie membraan bevindt zich tussen het bloed en het binnenste deel van het kapsel van Bowman. Het is een poreus membraan die water doorlaat en andere opgeloste stoffen die kleiner zijn dan plasma-eiwitten. Het bestaat uit drie lagen:

1.     Het poreuze endotheel van de glomerulaire haarvaten.

2.     Het membraan van het kapsel van Bowman.

3.     Tussen laag 1 en 2 zit de ‘basement membrane’.

De poriën van de haarvaten laten alles behalve bloedcellen door. De ‘basement membrane’ laat alle opgeloste stoffen door en alleen de kleinste eiwitten. Dit membraan bestaat vooral uit negatief geladen glycoproteïnen die de meeste macromoleculaire anionen (negatief) afstoot. De macromoleculen die wel door het membraan heen komen, worden door slit diaphragms (dunne membranen) tegengehouden. Macromoleculen die blijven hangen in het filtratie membraan worden afgebroken door glomerular mesangial cellen die ook kunnen samentrekken en zo het totale oppervlak van de haarvaten dat beschikbaar is voor filtratie kunnen veranderen. 

 

Lees dit artikel over Urinevorming.

Youtube-filmpje over nieren ;