67. WERKING VAN DE NIER - Stichting ITON

67. WERKING VAN DE NIER
Indeling
Bovenzijde: één nefron; grijs = filtraat; rood = bloed.
NB: Op één verzamelbuis komen verscheidene nefronen uit.
Onderzijde: mogelijkheden van filtratie, resorptie en secretie; de dikte van de zwarte lijnen geeft de hoeveelheid stof aan die de
betreffende weg volgt.
Het nefron
Het nefron is de functionele eenheid van de nier: hier kunnen in principe de verschillende reinigende bewerkingen plaats hebben.
Naar schatting bevat één nier ongeveer 1 miljoen nefronen. Een nefron is een blind beginnend en open in het nierbekken eindigend
buisje, en bestaat uit de volgende delen:
1. De glomerulus: een capillair netwerk dat zich bevindt binnen het ingestulpte en verbrede blinde uiteinde van het nefron (=
kapsel van Bowman). Het capillaire netwerk samen met de kapsel van Bowman heet eigenlijk ‘lichaampje van Malpighi’, men
spreekt echter meestal kortweg van ‘glomerulus’.
2. Tubulus I (tubulus cortortus I of proximale tubulus): het buisje van het nefron is hier sterk gekronkeld en bevindt zich in de
nierschors.
3. Lis van Henle: een lange lus die geheel in het niermerg afdaalt.
4. Tubulus II (tubulus cortortus II of distale tubulus): is weer sterk gekronkeld en ligt in de nierschors.
5. Verzamelbuis: bevat uitmondingen van meerdere nefronen en komt uit in het nierbekken.
In deze 5 gedeelten ondergaat het filtraat van bloedplasma een aantal bewerkingen. De uiteindelijke urine komt via nierbekken en
ureter in de blaas terecht.
Bloedvoorziening van het nefron
De arteria renalis is een tak van de aorta en heeft als eindvertakking het vas afferens; het vas afferens gaat over in een capillair
netwerk (glomerulus in engere zin) in de kapsel van Bowman. De bloeddruk in deze capillairen is relatief hoog (80 mm Hg = 10,67
kPa): het zijn eigenlijk arteriolen met een permeabele wand. Uit de glomerulus vormt zich het vas efferens (dit is, net als het vas
afferens, een echt arteriool) dat zich vertakt tot een capillair netwerk rond de tubuli (zowel tubulus I als II). Een gering deel van het
bloed stroomt via de vasa recta naar het niermerg (parallel met de lissen van Henle). Na het peritubulaire netwerk vormen zich
venulen en venen die samenkomen in de vena renalis (komt in de vena cava inferior uit).
De totale renale bloeddoorstroming bedraagt ongeveer 1250 ml/min (= 1/4 van de cardiac output in rust).
Via glad spierweefsel in vas afferens en vas efferens kan de doorstroming en bloeddruk in de glomerulus worden gewijzigd (het
regulatiemechanisme is echter nog niet geheel opgehelderd).
WERKING VAN DE NIER
1. Glomerulus
De kapsel van Bowman en de capillaire membraan vormen een semipermeabel dubbelmembraan dat doorlaatbaar is voor alle
stoffen met een molecuulgewicht kleiner dan 68000 (functioneel dus gelijk aan een weefselcapillair). Door de relatief hoge druk
vindt een filtratie van bloedplasma plaats: de filtratiedruk bedraagt ongeveer 40 mm Hg (intracapillaire bloeddruk = 80 mm Hg,
verminderd met tegenkrachten: kapseldruk = 15 mm Hg en colloid osmotische druk = 25 mm Hg, zie 56).
Onder invloed van deze filtratiedruk wordt van het langsstromende bloed (1250 ml/min bloed, 750 ml/min plasma) 125 ml/min
filtraat gevormd (= ongeveer 180 liter/dag). De verhouding tussen de hoeveelheid filtraat en de plasmadoorstroming noemt men de
filtratiefractie (normaal 1/6).
Het filtraat gelijkt in alle opzichten op weefselvloeistof: het bevat alle klein-moleculaire opgeloste stoffen en een geringe
hoeveelheid albuminen. Het na de filtratie overgebleven plasma (625 ml/min) is door dit verlies van vloeistof ingedikt (de
hematocriet en het eiwitgehalte zijn toegenomen).
2. Tubulus I
Het isotone filtraat stroomt naar de tubulus I. Hier wordt een groot deel van het gevormde filtraat door de tubuluscellen
geresorbeerd (ong. 85%) en komt terecht in het bloed van de peritubulaire capillairen. Sommige stoffen worden door de
tubuluscellen vanuit het bloed in het tubuluslumen gesecerneerd. Het netto effect is dat aan het einde van tubulus I nog ongeveer
20 ml/min isotoon filtraat over is.
Deze resorptie en secretieprocessen zijn obligaat, d.w.z. de intensiteit van deze processen is constant en niet varieerbaar.
De transportprocessen zijn ten dele actief, ten dele passief. Geresorbeerd worden bijvoorbeeld glucose en aminozuren,
gesecerneerd waterstofionen en creatinine.
De transportcapaciteit heeft een zeker maximum, het tubulaire maximum (Tm) dat wordt overschreden wanneer de concentratie
van de betreffende stof in het filtraat of plasma te hoog wordt (bijv.: bij hyperglykemie wordt het tubulaire maximum voor glucose
overschreden zodat glucosurie ontstaat; zie 48).

3. Lis van Henle
Het filtraat stroomt nu in het dalende been van de lis van Henle en komt tot diep in het niermerg; de vloeistof wordt hierbij steeds
meer hypertoon (tot maximaal 1400 mosmol/liter = 4 x zo hoog als plasma). In het stijgende been wordt echter weer actief natrium
uit het filtraat gepompt zodat de osmolariteit weer afneemt en het filtraat zelfs hypotoon wordt. Aangezien een gering gedeelte van
het filtraat door de vasa recta wordt afgevoerd is aan het einde van de lis nog ongeveer 18 ml/min over (zie 69 voor het nut van de
toe- en afnemende concentratie en van de ‘tegenstroom’).
4. Tubulus II
Hier vindt een selectieve secretie en resorptie van bepaalde stoffen plaats. Het transport staat onder invloed van hormonen die de
mate van deze processen naar behoefte kunnen reguleren. Netto overheerst de onttrekking van vloeistof uit het filtraat waardoor
gemiddeld nog 9 ml/min over is (zie 68).
5. Verzamelbuis
De permeabiliteit van de wand van tubulus II en verzamelbuis is afhankelijk van het ADH (zie 45). Wanneer in het bloed
voldoende ADH aanwezig is wordt in tubulus II en verzamelbuis water onttrokken uit het filtraat (onder invloed van de
concentratiegradiënt in het niermerg, zie 69). Gemiddeld blijft ongeveer 1 ml/min over (= 1,5 liter urine per dag). Bij dorsten
ontstaat antidiurese en kan dit veel minder worden. Bij diabetes insipidus is geen ADH aanwezig, d.w.z. de urineproduktie is gelijk
aan de hoeveelheid filtraat die in tubulus II binnenkomt, namelijk 18 ml/min = ong. 25 liter per dag).
Uitgaande van de gemiddelde urineproduktie van
1 ml/min volgt hieruit dat van de arterieel ingestroomde hoeveelheid plasma (750 ml/min) in de vena renalis nog 749 ml/min over
is. Eén zesde van het plasma stroomt echter via het nefron!
CLEARANCE
De clearance is de hoeveelheid plasma die per minuut geheel van een stof wordt gereinigd. Dit is eigenlijk een abstractie aangezien
meestal het gehele plasmavolume gedeeltelijk wordt gereinigd! Wanneer een stof na filtratie het nefron ongewijzigd verlaat is de
clearance 125 ml/min; bij filtratie + volledige secretie is de clearance 750 ml/min (deze stof heeft dus een concentratie nul in de
vena renalis). Bij de maximale clearance wordt 1250 ml bloed per minuut van deze stof ontdaan, d.w.z. 25% van de cardiac output;
de concentratie in arterieel bloed van een dergelijke stof is dus na één minuut 3/4 van de oorspronkelijke, na twee minuten daar
weer 3/4 van, etc. etc.: de concentratie wordt theoretisch nooit nul (medicamenten met een lage clearance kunnen inderdaad
bijzonder lang in het bloed aanwezig blijven).
In formule:
hoeveelheid stof met
de urine uitgescheiden
CLEARANCE =–––––––––––––––––––––
plasmaconcentratie
van die stof
Mogelijkheden (onderzijde schema)
1. Alleen filtratie: bijvoorbeeld inulineclearance = 125. Inuline kan daarom worden gebruikt om de glomerulaire filtratie te bepalen.
2. Filtratie + volledige resorptie: bijvoorbeeld glucoseclearance = 0.
3. Filtratie + volledige secretie: bijvoorbeeld para-amino-hippuurzuur (PAH); de PAH-clearance = 750; PAH kan daarom worden
gebruikt om de renale plasmadoorstroming te meten.
4. Filtratie, resorptie en secretie: bijvoorbeeld kalium wordt proximaal geresorbeerd, distaal gesecerneerd; alle clearancewaarden
tussen 0 en 750 zijn mogelijk.
5. Filtratie + gedeeltelijke resorptie: bijvoorbeeld ureum en natrium; de clearance ligt tussen 0 en 125.
6. Filtratie + gedeeltelijke secretie: bijvoorbeeld creatinine; de clearance ligt tussen 125 en 750.
Ref.: 69, A