Harnbildung

Hast Du schon einmal darüber nachgedacht, wie Dein Urin eigentlich gebildet wird? Vielleicht gehörst Du auch zu der Gruppe von Menschen, die eigentlich immer davon ausgegangen sind, dass getrunkenes Wasser in den Magen gelangt und dann einfach wieder als Urin ausgeschieden wird. Dieses Szenario entspricht allerdings nicht der Realität, die Harnbildung geschieht nämlich in der Niere.

Der Prozess der Harnbildung kann in drei Schritte unterteilt werden: Glomeruläre Filtration, Rückresorption und Sekretion.

Harnbildung – 1. Schritt: Glomeruläre Filtration

Für den ersten Schritt zur Harnbildung muss das Blut aus dem Körper durch ganz spezielle Bereiche der Niere laufen: den Glomeruli.

Lokalisation und Aufbau der Glomeruli

Glomeruli sind kleine Kapillarsysteme, die sehr verzweigt und kompakt verpackt sind. Du kannst sie Dir wie ein Wollknäuel vorstellen. Durch die Kapillare kann Blut fließen. Jedes Glomerulus wird von einer Bowman-Kapsel umschlossen. Diese Kapsel ist zweischichtig und hat einen Raum zwischen den beiden Schichten. Ein Glomerulus zusammen mit seiner Bowman-Kapsel wird auch als Nierenkörperchen bezeichnet.

Die zwei Schichten der Bowman-Kapsel werden als inneres und äußeres Blatt bezeichnet. Das innere Blatt besteht aus speziellen Zellen – auch Podozyten genannt. Der Kapselraum der Bowman-Kapsel führt schließlich in einen Tubulus (Nierenkanälchen). Zusammen mit dem Nierenkörperchen bildet der Tubulus ein sogenanntes Nephron.

Funktion der Glomeruli

Die Glomeruli werden von Blut durchflossen. Der Druck des Blutes führt dazu, dass das Blut zwischen den Podozyten in den Raum zwischen den Blättern der Bowman-Kapsel gepresst wird. Allerdings gilt das nicht für alle Bestandteile des Blutes. Nur Stoffe, die klein genug sind, um zwischen die Podozyten zu passen, gelangen in den Kapselraum. Auf diese Weise kann das Blut wie durch ein Sieb gefiltert werden.

Große Proteine und verschiedene Zellen, die im Blut zu finden sind, gehören zu den Bestandteilen, die das Sieb nicht passieren können und zurückgehalten werden. Alle anderen Blutbestandteile wie Teile des Wassers, gelöste Salze, Zucker, kleine Proteine und andere kleine Stoffe können die Podozyten passieren. Die Stoffe, die sich im Kapselraum sammeln, werden auch als Primärharn bezeichnet. Der Primärharn kann durch den Tubulus abfließen.

Harnbildung – 2. Schritt: Rückresorption

Im Primärharn befinden sich allerdings nicht nur Substanzen, die der Körper loswerden will, sondern auch Stoffe wie Glucose (Zucker), Aminosäuren, manche Salze und Wasser. Um diese nicht auch durch den Harn zu verlieren und den Körper von dringend benötigten Stoffen zu trennen, werden sie beim Prozess der Rückresorption wieder aufgenommen.

Struktur des Tubulussystems

Um rückresorbiert werden zu können, muss der Primärharn zunächst durch das Tubulussystem geleitet werden. Dieses kann folgendermaßen unterteilt werden:

• Hauptstück (Tubulus proximalis)
• Überleitungsstück (Tubulus attenuatus)
• Mittelstück (Tubulus distalis)
• Sammelrohr (Tubulus colligens)

Funktion der Tubulusbereiche

In den Bereichen des Tubulussystems werden unterschiedliche Aufgaben erfüllt. All diese Aufgaben zusammengenommen führen zur Ausführung der Rückresorption.

Im Hauptstück des Tubulus geschieht – wie der Name schon verrät – der Hauptteil der Rückresorption. Salze, Elektrolyte, Zucker (Glucose, Kohlenhydrate) und Aminosäuren gehören zu den Stoffen, die vom Körper weiterhin benötigt und deshalb nicht mit dem Harn ausgeschieden werden dürfen. Sie werden durch spezielle Transporter durch die Wand des Haupttubulus gezogen und über die Niere wieder ins Blut zurückgegeben. Auch ein großer Teil des Wassers (etwa 80 %) wird dem Primärharn entzogen.

Allerdings werden auch Harnstoffe – die, wie der Name verrät, eigentlich im Harn enthalten sein sollten – hinaustransportiert.

Im Überleitungs- und Mittelstück wird der Harn weiter konzentriert, indem ihm Wasser entzogen wird. Auch der weitere Entzug von Kochsalz (NaCl) findet hier statt.

Allerdings hat die Rückresorption der verschiedenen Stoffe eine Grenze. Falls ein Stoff im Blut – und entsprechend auch im Primärharn – in einer zu hohen Konzentration vorliegt, kann nicht alles davon wieder resorbiert werden. Ab bestimmten Werten ist die Kapazität erreicht und verbleibende Mengen bleiben zum Ausscheiden im Harn zurück.

Harnbildung – 3. Schritt: Sekretion Sekundärharn

Manche Stoffe im Blut müssen so schnell wie möglich in den Harn abgegeben werden. Dazu zählen unter anderem Abbaustoffe von Medikamenten oder andere toxische Stoffe im Blut. Zuerst filtriert zu werden und den Weg über den Primärharn zu nehmen, würde zu viel Zeit in Anspruch nehmen. Daher werden einige Stoffe zur schnelleren Ausscheidung direkt aus der Niere in den Tubulus aufgenommen. Dieser Prozess wird auch als Sekretion oder Sezernierung bezeichnet.

Auch Stoffe, die zu groß waren, um bei der glomerulären Filtration zwischen den Podozyten in den Primärharn zu gelangen, können durch Sekretion wieder in den Harn aufgenommen werden. Harnstoffe und Harnsäuren, die durch Rückresorption eigentlich aus dem Tubulus heraus geschleust wurden, werden durch Sekretion ebenfalls wieder in den Tubulus aufgenommen.

Die durch Rückresorption und Sekretion des Primärharns entstehende Lösung wird als Sekundärharn oder auch Endharn bezeichnet.

Der Sekundärharn strömt in das Sammelrohr und kann von dort aus seine Reise antreten, den Körper über die Niere und die Harnröhre zu verlassen.

Harnbildung – Fehlfunktionen des Vorgangs

Die Bildung von Harn ist sowohl vom Wasserhaushalt im Körper, als auch von der Menge an auszuscheidenden Stoffen im Blutkreislauf abhängig. Ist die Menge eines dieser Stoffe zu hoch oder zu niedrig, wird die Harnbildung beeinträchtigt und es kann zu gesundheitlichen Komplikationen kommen.

Gicht durch überschüssige Harnsäure

Harnsäure ist das Endprodukt eines Abbauweges, bei dem ein Bestandteil der DNA zersetzt wird.

Da Harnsäure selbst nicht abgebaut werden kann, muss es über den Harn ausgeschieden werden. Zu hohe Harnsäure-Mengen im Blut können zum Beispiel dann auftreten, wenn übermäßig viel Fleisch konsumiert wird, die Nierenfunktion fehlerhaft ist, oder auch bei manchen Arten von Krebs.

Bei einem Überschuss von Harnsäure im Blut kommt es dazu, dass nicht mehr alles mit dem Harn ausgeschieden werden kann, weil ab einer gewissen Schwelle die Kapazitäten im Harn erreicht sind. In solchen Fällen verbleibt zu viel Harnsäure im Blutkreislauf.

Die Harnsäure kann über einen gewissen Zeitraum kristallisieren und sich nach einer Weile in Gelenken, Sehnen oder Knorpeln absetzen. Bei den dann auftretenden Gicht-Anfällen schwellen die betroffenen Gelenke schmerzhaft an und es kommt zu Entzündungen.

Wechselwirkungen zwischen Medikamenten

Werden Medikamente eingenommen, müssen diese nach einer gewissen Zeit ausgeschieden werden – egal ob der Wirkstoff noch ganz ist oder schon teilweise abgebaut wurde. Je nachdem wie groß der Wirkstoff ist, kann er schon über die glomeruläre Filtration in den Primärharn gelangen oder wird erst mit der Sekretion in den Sekundärharn aufgenommen.

Hier kann es dazu kommen, dass die Menge an Wirkstoff im Blut nur sehr langsam abgebaut wird, da der Harn nicht genug Kapazitäten hat, um alles auf einmal auszuscheiden. Falls eine Person daher mehrere verschiedene Medikamente einnehmen muss, ist es wichtig, darauf zu achten, dass diese beiden Medikamente miteinander verträglich sind. Ansonsten kann es dazu kommen, dass beide Wirkstoffe gleichzeitig im Blut sind und die Kombination ihrer Wirkungen eine unerwünschte Nebenwirkung auslöst.

Um eine solche Wechselwirkung zu verhindern, sollte vorher mit Ärzt*innen oder Apotheker*innen offen kommuniziert werden, welche Substanzen zusammen eingenommen werden können. Diese werden dann Medikamente verabreichen, die in Kombination keine gefährlichen Nebenwirkungen hervorrufen oder die Dosen anpassen.