4.1. Macroscopische bouw van een nier

Bouw, functie en werking van de nieren
in functie van de homeostase
Inleiding: Betekenis van excretie
Levende wezens vertonen stofwisseling. Ze nemen de
stoffen op uit hun milieu po verwerken deze stoffen tot
eigen bouwelementen, bestanddelen van de cellen of
maken uit die stoffen energie vrij via celademhaling.
Tijdens deze stofwisselingreacties ontstaan ook bij
producten zonder nuttige functie. Het zijn afvalstoffen
worden verwijderd. Dit verschijnsel noemt men
excretie of uitscheiding. Als dat niet zou gebeuren,
zouden de afvalstoffen opgestapeld worden en op de
duur een giftige werking hebben.
Excretieorganen bij dieren
De stoffen die door de cel verwerkt worden, worden
aangevoerd door het bloed. Via dezelfde weg geven de cellen ook hun afvalstoffen af. Het bloed
transporteert dit naar de specifieke uitscheidingsorganen.
1. De longen
Hoewel de longen apart worden behandeld in het hoofdstuk over ademhaling, spelen ze een grote
rol in de uitscheiding. Koolstofdioxide is een gasvormige afvalstof die door de longen uit het lichaam
verwijderd wordt. Ook een overmaat aan water wordt zo als waterdamp mee uitgeademd.
2. De lever
De lever is een grote klier die heel veel functies uitoefent. Voor de functie van de lever als
uitscheidingsorgaan verwijzen we naar het volgende hoofdstuk, dat helemaal aan de lever is gewijd.
3. De huid
In de huid liggen talrijke zweetkliertjes. Die produceren zweet, een waterige oplossing waarvan de
samenstelling sterk op die van urine lijkt. Ze bevat naast het oplosmiddel water (99%1 ook ionen
(Na+, Cl-,…) stikstofhoudende afvalproducten zoals ureum -> typische zweetgeur. Zweten heeft niet
alleen een uitscheidende, maar ook een warmteregulerende functie. Het helpt de
lichaamstemperatuur constant houden door verdamping van water aan het lichaamsoppervlak.
4. De nieren
De belangrijkste afvoerweg voor afvalstoffen is de urine. Urine is een waterig excretieproduct van de
nieren. De bestanddelen van de urine zijn:
- water;
- de afbraakproducten van proteïnen en nucleïnezuren, m.n. ureum, creatinine, urinezuur,
ammoniak, sulfaten en fosfaten; andere ionen, o.a. Na' , K', Ca2* , Me', Cr.
Blz. 1
4.1. Macroscopische bouw van een nier
Opdracht duid de volgende structuren aan op de figuur: nierader, nierslagader, nierschors,
nierpiramiden, niermerg, nierbekken, urineleider
4.2. Microscopische bouw van een nier
In de schors van elke nier liggen ongeveer 1
miljoen zeer kleine deeltjes: de nefronen.
Elk nefron is opgebouwd uit een lichaampje van
Malpighi en een afvoerbuisje. Macroscopisch is
dat als een rood puntje in de schors te zien. Dit
afvoerbuisje mondt uit in een verzamelbuis die
zich uitstrekt van in de schors tot de top van een
nierpiramide waar ze uitmondt in het
nierbekken.
Een lichaampje van Malpighi is op zijn beurt
opgebouwd uit een kluwentje haarvaten of
glomerulus genaamd. Dit is omringd door een
dubbelwandig kapsel, het kapsel van Bowman.
De netvormige binnenwand van het nierkapsel
bekleedt de vaatlussen zoals een handschoen de
vinger
overtrekt.
Blz. 2
4.2.1. De haarvaten
Uit het kapsel van Bowman vertrekt het afvoerende bloedvat dat zich vertakt en als een
haarvatennetwerk het afvoerbuisje omgeeft. Deze haarvaten verenigen zich opnieuw in een
vertakking van de nierader.
Het eerste stuk van de afvoerbuis dat ook vertrekt uit het lichaampje van Malpighi is eerst zeer
gekronkeld en vormt daarna een lus, de lus van Henle. Op het einde kronkelt deze lus zich opnieuw
en leidt naar de verzamelbuis
Een glomerulus wordt gevormd door een vaatkluwentje dat een aftakking is van de nierslagader. Dit
vaatkluwen wordt omgeven door het kapsel van Bowman. Dit is een ruimte waar de eerste urine
wordt opgevangen.
Na het kluwentje in de glomerulus vormt het bloedvat een haarvatennet rond de afvoerbuis. Deze
bloedvaatjes verzamelen uiteindelijk in de nierader die de nier verlaat.
De structuren samengevat
De afvoerbuis bestaat uit 3 delen:
1. een eerste sterk kronkelend deel
2. een recht U-vormig deel of lus van Henle
3. een laatste sterk kronkelend deel dat aansluiting maakt met een
verzamelbuis.
Blz. 3
4.3. Samenvattende figuur de nier
Blz. 4
4.4. Homeostatische functie van de nieren
4.4.1. Functie van de nieren
De nieren functioneren als een zuiveringsstation voor het bloed. Elke dag passeert tot 2000 liter
bloed door de nieren. Gedurende deze passage worden ongewenste mate rialen verwijderd
en nuttige componenten gerecupereerd. Deze dubbele activiteit laat toe de samenstelling van
bloed en Lichaamsvocht stabiel te houden door controle en regeling van de 'afvalstroom'. De
eliminatie van stofwisselingsafval wordt excretie genoemd. Door meer of minder
geconcentreerde urine te produceren, wordt de waterhuishouding van het lichaam beheerst.
Dit proces heet osmoregulatie.
De meeste afvalstoffen worden met de urine ut het lichaam verwijderd. Deze urine wordt gevormd
in de nieren en verder afgevoerd via een systeem van leidingen.
Elke nier wordt aan de holle zijde van bloed voorzien door de nierslagader, een vertakking van de
aorta. De nierader verlaat de nier aan dezelfde kant en leidt naar de onderste holle ader. Uit iedere
nier vertrekt ook een urineleider die de urine naar de blaas brengt en de blaas wordt tenslotte
geleegd via de urinebuis
We maken een duidelijk onderscheid tussen uitscheiding en ontlasting. Bij ontlasting worden stoffen
uit het lichaam verwijderd die nooit tot het lichaam behoort hebben. Bij uitscheiding worden
afvalstoffen door het lichaam zelf geproduceerd uitgescheiden.
Blz. 5
4.4.2. Nierwerking
A. Ultrafiltratie
Door de bloeddruk wordt het bloed in het haarvatennetwerk van de lichaampjes van Malpighi
geperst. Het plasma met de daarin opgeloste stollen, met inbegrip van glucose, wordt als filtraat in
het kapsel van Bouwman opgevangen en via het eerste gekronkelde kanaaltje naar de lus van Henle
gevoerd. Grotere bloedcomponenten zoals de bloedcellen en de eiwitten geraken niet door de filter.
B. Resorptie
In de gekronkelde kanaaltjes en de lus van Henle worden de nuttige componenten zoals
aminozuren, mineralen, vitaminen en hormonen, glucose en vooral water terug opgenomen.
Secretie en resorptie tussen haarvaten en gekronkelde kanaaltjes
C. Secretie
In het tweede gekronkelde kanaaltje worden stikstofhoudende afvalstoffen uitgescheiden, zoals
creatinine en ammonium. Ook gifstoffen, waaronder medicijnen, drugs of dopingpreparaten of de
afbraakproducten ervan worden verwijderd.
Epitheelcellen van de gekronkelde kanaaltjes
Blz. 6
4.4.3. Homeostase
A. Osmoregulatie
Door actief transport en diffusie van natrium- en
chloride-ionen wordt een concentratiegradiënt
gecreëerd tussen de bloedvaten en het weefsel van
het niermerg en de urine in de verzamelbuisjes. Via
de concentratiegradiënt kan water door osmose in
de omringende haarvaten geresorbeerd worden.
Hierdoor is het mogelijk om hypertonische urine te
produceren.
Ondanks de vaststelling dat het lichaam
voortdurend water opneemt en verliest, zoals in
bijgaande voorstelling wordt weergegeven, slaagt
het lichaam erin om de waterhuishouding stabiel te
houden
Blz. 7
B. Hormonale regeling
De regeling van de waterhuishouding via de nieren wordt gerealiseerd door osmoreceptoren in de
hypothalamus van de hersenen en het antidiuretisch hormoon (ADH) uit de hypofyse. Diurese
betekent waterafdrijving, volgt dat ADH zorgt voor de resorptie van water. Dit gebeurt door het
meer doorlaatbaar maken van de tweede gekronkelde kanaaltjes en de verzamelbuisjes, waardoor
meer water via osmose terugkeert naar het niermerg en de bloedvaten. Het vrijmaken van ADH
gebeurt via een negatieve feedback van de hypothalamus op de hypofyse.
Terugkoppeling voor waterhuishouding via de nieren met ADH
Blz. 8
4.5. Opdrachten
1) zoek de volgende termen op en verklaar:
Excretie, doping, osmose, diffusie, hypertonisch, hypotonisch, Faeces hypothalamus,
diurese, ADH
2) Op deze sterk vereenvoudigde tekening zie je een bloedvat en een nefron. Kleur het
bloedvat rood en het nefron geel.
3) In de afbeelding van het lichaampje van Malpighi is
een aanvoerend bloedvat`[4]` en een afvoerend
bloedvat `[5]` weergegeven. Welk bloedvat is een
slagader?
a) 4
b) 5
c) 4en 5
d) geen
4.6. Bronnen
DENECKER J., DE SMEDT, M. en QUEGHEBEUR A., 2004. Bio Natuurlijk 5-6 Deel 2. Wolters Plantyn,
Mechelen.
Geuns, J., Casteels, V., Desfossés, F. & Vincke, J., 2005. Macro micro in de biologie. Wolters Plantyn,
Mechelen.
Hoe werken onze nieren (261092_Folder_nr2.pdf) Nierstichting Nederland
http://uvamirror.creativepulses.nl/mirror/1.Module%206/PGO%203.1/nier.swf
http://www.sciencephoto.com/
Blz. 9