Filtration

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 16. September 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Bei der Filtration werden in der Niere niedermolekulare Blutbestandteile aussortiert. Dabei entsteht der sogenannte Primärharn, der später zum Teil ausgeschieden wird. Die erste Etappe der Filtration läuft dabei in den Nierenkörperchen ab. Dort bleiben nach der speziellen Querstromfiltration in einem Ultrafiltrat die kleineren Teile des Blutplasmas zurück. Neben den auszuscheidenden Stoffen enthält dieser Primärharn zudem Bestandteile, die für den Körper noch wichtige. Im Laufe der anschließenden zweiten Filtrationsetappe werden durch die Nierenkanälchen werthaltige Stoffe wie Aminosäuren, Elektrolyte und Zucker wieder dem Blutkreislauf zugeführt (resorbiert).

Was ist die Filtration?

Nierenkörperchen und Nierenkanälchen bilden gemeinsam das Nephron, die funktionelle Basiseinheit der Niere. Die in dem paarweise angelegten Organ abgefilterten Endprodukte des Stoffwechsels werden harnpflichtige Substanzen genannt. Im Harn sind gleichfalls Giftstoffe aus dem Körper enthalten, die über die Harnwege ausgeschieden werden sollen. Die meisten höhermolekularen Bestandteile des Blutes sowie die Blutkörperchen werden dank der Nierentätigkeit im Körper behalten.

Darüber hinaus regulieren die Nieren den Wasserhaushalt des Körpers, sorgen für die langfristig wirkende Einstellung des Blutdrucks und haben eine Kontrollfunktion für die Elektrolytbilanz sowie den Säure-Basen-Haushalt. Sie führen die Neusynthese von Glukose durch und bilden Hormone wie beispielsweise Erythropoetin, das für die Blutbildung wichtig ist.

Bei der Filtration werden die Nieren eines erwachsenen Menschen von durchschnittlich 1800 Liter Blut pro Tag durchflossen. Das ist etwa das 300-fache Blutvolumen des gesamten Körpers. Aus dieser Menge filtern die Nieren täglich rund 180 Liter Primärharn heraus, der wiederum auf ungefähr zwei Liter Endharn (Urin) konzentriert wird.

Die Nieren weisen eine braunrote Farbe auf und sind bohnenförmig. Ihr Gewicht liegt bei jeweils 120 bis 200 Gramm. Oft ist die linke der beiden Nieren etwas schwerer und größer als die rechte. Die Länge eines Nierenflügels beträgt zehn bis zwölf Zentimeter, die Breite fünf bis sechseinhalb Zentimeter. Wenn eine Niere deutlich kleiner ist als normal beziehungsweise gänzlich fehlt, so ist die andere in der Regel entsprechend größer.

Funktion & Aufgabe

Angetrieben wird die Filtrationsarbeit der Nieren durch den systemischen Blutdruck des Körpers. Dieser Druck schwankt gewöhnlich im Tagesablauf. Zum Beispiel ist er im Schlaf niedrig, bei körperlicher Aktivität oder starkem Stress dagegen hoch.

Die Filtration erfordert jedoch einen ausreichenden Blutdruck, der am besten keinen Schwankungen unterliegt. Diese Konstanz des Blutdrucks können die Nierenkörperchen (glomeruläres Kapillarnetz) weitgehend gewährleisten, ohne dass sie dafür spezielle nervliche Impulse benötigen. Selbst erhebliche Schwankungen des systemischen Blutdrucks wirken sich somit nicht negativ auf die Filtration aus.

Diese sogenannte Autoregulation der Niere gelingt durch Änderungen der Gefäßspannung und der Gefäßweite in den Nierenkörperchen. Steigt der systemische Blutdruck an, werden die Nierenarterien verengt. Damit kann verhindert werden, dass die Höhe des Drucks in den hinführenden (afferenten) Gefäßen der Nierenkörperchen zu sehr steigt.

Bei zu niedrigem Filtrationsdruck reagiert das sensorische System mit einem höheren Widerstand in den abgehenden (efferenten) Gefäßen. Zugleich sinkt der Widerstand in den zuführenden Gefäßen. Nach diesem Prinzip wirken sich auch stärke Schwankungen des systolischen Blutdrucks kaum auf die Filtrationsleistung aus.

Entwicklung der Filtration

Die Filtrationsfunktion der Nieren entwickelt sich beim Menschen von der fötalen Phase bis ins hohe Alter und unterliegt dabei verschiedenen Veränderungen in Kapazität und Effizienz. Während der fötalen Entwicklung beginnt die Filtration in den Nieren bereits früh, doch das System ist noch unreif und unterscheidet sich stark von dem eines Neugeborenen oder Erwachsenen.

Bereits im ersten Trimenon der Schwangerschaft beginnen die Nieren des Fötus, Urin zu produzieren. Dieser Urin trägt wesentlich zur Fruchtwassermenge bei, was für die normale Entwicklung der Lunge und anderer Organe wichtig ist. Die Nieren des Fötus übernehmen jedoch nicht die Funktion der Blutreinigung oder Flüssigkeits- und Elektrolytregulation, da dies über die Plazenta erfolgt. Das Blut des Fötus wird über die Plazenta gefiltert, wo der mütterliche Blutkreislauf die Hauptarbeit der Ausscheidung übernimmt. Die fötalen Nieren sind daher funktionell noch nicht voll entwickelt.

Nach der Geburt, besonders in den ersten Lebenstagen, nimmt die Funktion der Nieren rapide zu. Die glomeruläre Filtrationsrate (GFR), ein Maß für die Effizienz der Nieren, ist bei Neugeborenen zunächst niedrig, steigt jedoch in den ersten Lebensmonaten deutlich an. Diese Zunahme spiegelt die Reifung der Nieren und ihre Anpassung an die eigenständige Flüssigkeits- und Elektrolythomöostase wider.

Die Nieren eines Neugeborenen filtern das Blut noch ineffizienter als die Nieren eines Erwachsenen, was sich in einer geringeren Fähigkeit zur Konzentration des Urins und zur Ausscheidung von Stoffwechselprodukten zeigt. In den ersten Lebensjahren erreicht die GFR etwa 50-60 % des Wertes eines Erwachsenen.

Im Kindesalter und der Adoleszenz entwickelt sich die Nierenfunktion weiter und erreicht schließlich das Erwachsenenstadium. Die glomeruläre Filtrationsrate erreicht ihren Höhepunkt im jungen Erwachsenenalter. In dieser Phase arbeiten die Nieren optimal und erfüllen ihre Hauptaufgaben – die Regulierung des Flüssigkeits-, Elektrolyt- und Säure-Basen-Haushalts sowie die Ausscheidung von Stoffwechselendprodukten – mit höchster Effizienz.

Mit zunehmendem Alter nimmt die Nierenfunktion allmählich ab. Bereits ab dem 40. Lebensjahr sinkt die GFR langsam um etwa 1 % pro Jahr. Dieser altersbedingte Rückgang der Filtration ist auf verschiedene Faktoren zurückzuführen, darunter eine reduzierte Anzahl an funktionellen Nephrons (den Filtereinheiten der Niere), Veränderungen in der Nierendurchblutung und strukturelle Veränderungen im Nierengewebe.

Bei älteren Menschen ist die Nierenfunktion oft eingeschränkt, was die Fähigkeit zur Ausscheidung von Abfallstoffen und zur Regulierung des Flüssigkeitshaushalts verringern kann. In schweren Fällen kann es zu chronischer Nierenerkrankung kommen, was eine zusätzliche medizinische Überwachung und Anpassung der Ernährung und Flüssigkeitszufuhr erfordert.

Krankheiten & Beschwerden

Erkrankungen der Nieren gehen zumeist von ihren Gefäßen und den Nierentubuli aus. Dies sind lange, sehr dünne Röhrchen, die vor allem wichtige Funktionen bei der Filtration wahrnehmen. Die Gefäßkrankheiten hängen sehr oft mit negativen Veränderungen des Immunsystems zusammen und äußern sich überwiegend in auffälligen Veränderungen (meist Erhöhungen) des Blutdrucks. Die Tubuli sind in der Regel von Infektionen zumeist bakterieller Ursache sowie auch Vergiftungen (Intoxikationen) betroffen. Ebenso wirken sich dort sehr oft genetisch bedingte Krankheiten aus.

Werden Gefäße und Tubuli der Nieren stark geschädigt, kommt es recht schnell zu akutem oder chronischem Nierenversagen. Diese Erkrankung, auch als Niereninsuffizienz bekannt, kann sich über Monate oder sogar Jahre entwickeln und führt zu gravierenden Ausfällen der Nierenfunktion. Sie kann soweit abnehmen, dass eine Dialysebehandlung oder im äußersten Notfall eine Nierentransplantation notwendig wird.

Kommen die Nieren ihrer entgiftenden Aufgabe nicht mehr ausreichend nach, entwickeln sich unter Umständen Nierensteine. Dagegen ist Nierenkrebs sehr selten und macht nur ein bis zwei Prozent aller bösartigen Tumorerkrankungen aus. Schwere Schädigungen der Nieren und somit eine eingeschränkte Filtration haben jedoch immer spürbar negative Auswirkungen auf den Blutdruck und die Hormonregulation des Körpers.

Verbesserung der Filtration

Die Filtration in den Nieren spielt eine zentrale Rolle für die allgemeine Gesundheit, da sie dazu beiträgt, Abfallstoffe, überschüssiges Wasser und Giftstoffe aus dem Blut zu entfernen und das Gleichgewicht von Elektrolyten und Flüssigkeiten im Körper zu regulieren. Eine Verbesserung der Nierenfiltration kann das allgemeine Wohlbefinden steigern, indem sie die Entgiftung fördert und den Stoffwechsel unterstützt. Es gibt verschiedene Maßnahmen, die ergriffen werden können, um die Nierenfunktion und die Filtration zu verbessern.

Ausreichende Flüssigkeitszufuhr ist entscheidend, um die Nieren gesund zu halten. Wasser hilft, die Nieren zu durchspülen, Giftstoffe aus dem Körper zu entfernen und die Urinproduktion zu steigern. Eine ausreichende Hydratation ist wichtig, um das Risiko von Nierensteinen und Harnwegsinfektionen zu verringern. Es wird empfohlen, täglich mindestens 1,5 bis 2 Liter Wasser zu trinken, um die Nierenfunktion zu unterstützen, wobei individuelle Bedürfnisse je nach Aktivitätslevel und Umgebung variieren können.

Eine ausgewogene Ernährung kann ebenfalls die Nierenfiltration verbessern. Salz, Zucker und stark verarbeitete Lebensmittel sollten reduziert werden, da diese die Nieren belasten und die Filterfunktion beeinträchtigen können. Ein hoher Salzkonsum führt dazu, dass die Nieren härter arbeiten müssen, um den überschüssigen Natriumgehalt auszuscheiden, was zu [[[Bluthochdruck]] und langfristig zu Nierenschäden führen kann. Lebensmittel, die reich an Antioxidantien und entzündungshemmenden Nährstoffen sind, wie Obst, Gemüse und Vollkornprodukte, unterstützen die Nieren und tragen zur allgemeinen Gesundheit bei.

Regelmäßige körperliche Aktivität fördert die Durchblutung und kann die Nierenfiltration verbessern. Bewegung reduziert das Risiko von Bluthochdruck und Diabetes, zwei Hauptursachen für Nierenerkrankungen. Bereits moderate Bewegung, wie tägliches Gehen oder leichtes Training, kann helfen, die Nieren gesund zu halten und die Filtrationsleistung zu optimieren.

Das Rauchen aufzugeben ist eine weitere wichtige Maßnahme, um die Nierenfiltration zu verbessern. Rauchen beeinträchtigt die Blutgefäße, auch die Nierenarterien, und kann die Durchblutung der Nieren verringern, was langfristig zu einer schlechteren Filterleistung führt. Ein Verzicht auf Rauchen kann die Nierendurchblutung verbessern und das Risiko von Nierenschäden erheblich reduzieren.

Die Kontrolle des Blutzuckerspiegels und des Blutdrucks ist ebenfalls von großer Bedeutung, da unkontrollierter Diabetes und Bluthochdruck die Nierenfunktion schädigen können. Menschen mit diesen Erkrankungen sollten regelmäßig ihre Nierenfunktion überwachen lassen und gegebenenfalls Medikamente einnehmen, um Schäden an den Nieren zu verhindern.

Schließlich können regelmäßige Arztbesuche und Nierenuntersuchungen dazu beitragen, die Nierenfunktion zu überwachen und Probleme frühzeitig zu erkennen. Früherkennung und entsprechende Maßnahmen können das Fortschreiten von Nierenerkrankungen verlangsamen und die Filtration im Körper verbessern.

Die Rolle der Leber in der Filtration

Die Leber ist eines der wichtigsten Organe im menschlichen Körper, wenn es um die Filtration und Entgiftung geht. Obwohl sie nicht direkt Blut filtert wie die Nieren, spielt sie eine zentrale Rolle bei der Entfernung von Giftstoffen, der Verstoffwechselung von Nährstoffen und der Regulation chemischer Prozesse, die für das Wohlbefinden und die Gesundheit entscheidend sind. Die Leber arbeitet kontinuierlich daran, schädliche Substanzen aus dem Blut zu filtern und sie entweder über die Gallenwege oder den Urin aus dem Körper zu entfernen.

Eine der Hauptaufgaben der Leber ist die Entgiftung von Chemikalien, Drogen, Alkohol und Stoffwechselabfällen. Sie metabolisiert diese Substanzen in weniger schädliche Formen, die dann ausgeschieden werden können. Dies geschieht durch Enzyme wie die Cytochrom-P450-Enzyme, die chemische Verbindungen abbauen. Die Leber entfernt auch Ammoniak, ein Nebenprodukt des Proteinstoffwechsels, und wandelt es in Harnstoff um, der über die Nieren ausgeschieden wird.

Darüber hinaus speichert die Leber Glykogen, eine Form von Zucker, und reguliert so den Blutzuckerspiegel. Sie setzt Glykogen bei Bedarf in Glukose um, um den Energiebedarf des Körpers zu decken. Eine gesunde Leber kann die Blutzuckerkontrolle optimieren, während eine geschädigte Leber Schwierigkeiten hat, diese Funktion auszuführen, was zu Schwankungen im Blutzuckerspiegel führen kann.

Die Fettverdauung und -verarbeitung sind ebenfalls eng mit der Filtrationsfunktion der Leber verbunden. Die Leber produziert Galle, die notwendig ist, um Fette im Verdauungssystem zu emulgieren und abzubauen. Diese Galle wird in der Gallenblase gespeichert und bei Bedarf freigesetzt. Schädliche Abbauprodukte wie Bilirubin, das bei der Zersetzung roter Blutkörperchen entsteht, werden ebenfalls über die Galle ausgeschieden.

Eine gesunde Leber ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Filtrationsprozesse. Lebererkrankungen wie Fettleber, Hepatitis oder Leberzirrhose beeinträchtigen diese Funktionen erheblich. Diese Krankheiten verringern die Fähigkeit der Leber, Giftstoffe und Abfallstoffe effizient zu filtern, was zu einer Ansammlung schädlicher Substanzen im Körper führt. Eine unbehandelte Lebererkrankung kann zu schwerwiegenden Komplikationen wie Leberversagen führen.

Zur Unterstützung der Leberfunktion ist eine gesunde Lebensweise entscheidend. Alkoholkonsum sollte auf ein Minimum reduziert werden, da er die Leber schädigen und zu Fettablagerungen sowie Entzündungen führen kann. Eine ausgewogene Ernährung, die reich an Antioxidantien und ballaststoffreichen Lebensmitteln ist, fördert die Gesundheit der Leber. Nährstoffe wie Vitamin E, Vitamin C und B-Vitamine können die Entgiftungsprozesse der Leber unterstützen.

Regelmäßige körperliche Bewegung hilft ebenfalls, das Risiko von Lebererkrankungen zu reduzieren, insbesondere von Fettlebererkrankungen, die durch Übergewicht und einen ungesunden Lebensstil begünstigt werden.

10 Dinge, die Sie über die Filtration wissen sollten

Was ist Filtration im menschlichen Körper?

Filtration ist der Prozess, bei dem Flüssigkeiten und gelöste Stoffe durch semipermeable Membranen wie die in den Nieren oder der Leber gefiltert werden. Es hilft, Abfallstoffe aus dem Blut zu entfernen und den Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt im Körper zu regulieren.

Welche Organe sind an der Filtration beteiligt?

Die Hauptorgane, die für die Filtration verantwortlich sind, sind die Nieren und die Leber. Die Nieren filtern das Blut und entfernen Abfallprodukte sowie überschüssige Flüssigkeiten, während die Leber Giftstoffe abbaut und den Stoffwechsel unterstützt.

Welche Rolle spielen die Nieren bei der Filtration?

Die Nieren filtern täglich etwa 180 Liter Blut und entfernen Abfallprodukte wie Harnstoff und Kreatinin, überschüssige Salze und Wasser. Diese Abfallstoffe werden in Form von Urin ausgeschieden, wodurch der Körper entgiftet und der Flüssigkeitshaushalt reguliert wird.

Wie funktioniert die Filtration in der Leber?

Die Leber filtert nicht direkt Blut, wie es die Nieren tun, sondern entgiftet es. Sie baut schädliche Substanzen wie Alkohol, Medikamente und Stoffwechselabfälle ab und wandelt sie in weniger schädliche Substanzen um, die über die Galle oder den Urin ausgeschieden werden.

Wie beeinflusst eine schlechte Nierenfunktion die Filtration?

Eine eingeschränkte Nierenfunktion verringert die Effizienz der Filtration, was zu einer Ansammlung von Abfallstoffen und Flüssigkeiten im Körper führen kann. Dies kann Symptome wie Schwellungen, Müdigkeit und im schlimmsten Fall eine Niereninsuffizienz verursachen.

Welche Rolle spielt die Filtration für den Blutdruck?

Die Nieren regulieren den Blutdruck, indem sie den Flüssigkeitshaushalt kontrollieren. Wenn die Nieren richtig filtern, wird überschüssiges Salz und Wasser entfernt, was den Blutdruck stabil hält. Eine gestörte Nierenfunktion kann zu Bluthochdruck führen.

Was sind die häufigsten Ursachen für eine beeinträchtigte Filtration?

Diabetes, Bluthochdruck, Dehydrierung, übermäßiger Alkoholkonsum und der Gebrauch bestimmter Medikamente können die Filtrationsfähigkeit der Nieren und der Leber beeinträchtigen. Diese Faktoren belasten die Organe und können langfristige Schäden verursachen.

Wie wirkt sich Ernährung auf die Filtration aus?

Eine ausgewogene Ernährung, die reich an Antioxidantien, Vitaminen und Ballaststoffen ist, unterstützt die Funktion von Nieren und Leber. Übermäßiger Salzkonsum kann die Nieren überlasten, während Alkohol und fettige Nahrungsmittel die Leber schädigen können.

Welche Symptome deuten auf Probleme bei der Filtration hin?

Symptome wie Müdigkeit, Schwellungen in den Beinen, Dunkelfärbung des Urins, Gelbfärbung der Haut (bei Leberproblemen) oder Blutdruckanstieg können auf eine eingeschränkte Filtration hinweisen und sollten von einem Arzt untersucht werden.

Was kann man tun, um die Filtration zu verbessern?

Ausreichend Wasser trinken, regelmäßig körperlich aktiv sein und eine gesunde Ernährung unterstützen die Filtration. Der Verzicht auf Rauchen, die Reduktion von Alkohol und die Vermeidung von übermäßigem Salzkonsum sind ebenfalls wichtig, um die Gesundheit von Nieren und Leber zu erhalten.

Quellen

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