Die normale Niere Bildatlas

126 Pages·1986·22.073 MB·German

by  A. Werner Mondorf

A. Werner Mondorf
Jürgen E. Scherberich
Die normale Niere
Bildatlas
Mit 107 Abbildungen
Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig /Wiesbaden
Autoren:
Prof. Dr. A. Werner Mondorf
Leiter der Medizinischen Poliklinik
Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität
6000 Frankfurt am Main
PD Dr. Jürgen E. Scherberich
Abt. Nephrologie; OA am
Zentrum der Inneren Medizin
Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität
6000 Frankfurt am Main
1986
Alle Rechte vorbehalten
© Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig 1986
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich ge
schützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheber
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beitung in elektronischen Systemen.
Umschlaggestaltung: M. Wosczyna, Bonn
Zeichnungen: P. Newrkla, Wien, und M. Wosczyna, Bonn
Satz: Satzstudio Frohberg, Freigericht
ISBN 978-3-663-05271-5 ISBN 978-3-663-05270-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-05270-8
Vorwort
Die rasanten Fortschritte auf dem Gebiet der Nieren Planck-Institut für Biochemie, Martinsried; Herrn Prof.
physiologie, Biochemie, Ultramorphologie, Zytoche Dr. G. Wick, Universität Innsbruck; Herrn Prof. Dr. D.
mie, Immunologie, Genetik, Nuklearmedizin, bildge Meyer, Abt. Experimentelle Pathologie und Toxikologie,
benden Verfahren wie der Computer- und Kernspinto Boehringer Ingelheim; Herrn Prof. Dr. D. Kerjaschki, In
mographie, digitalen Subtraktionsangiographie und stitut für Pathologische Anatomie, Universität Wien;
Sonographie bedingen zwangsläufig, daß sich ein Atlas Herrn Dr. GA Müller, Medizinische Universitätsklinik
der normalen Niere nicht auf eine deskriptive anatomi 111, Tübingen; Herrn Prof. Dr. RA Sinclair, Dept. of Ana
sche Darstellung beschränken kann. Der Bildatlas ver tomical Pathology, Prahan, Victoria (Australien); aus
steht sich als eine ergänzende Informationshilfe. Neue dem Klinikum der Universität Frankfurt am Main: den
re strukturanalytische Verfahren (z.B. Gefrierbruchät Herren Prof. Dr. H. Riemann und Prof. Dr. J. KOllath,
zung, Negativkontrastierung, Immun- und Rasterelek Abt. Radiologische Diagnostik, Herrn OA Dr. M. Schnei
tronenmikroskopie) führen zu Befunddaten, die fließend der, Zentrum Pathologie, Herrn OA Dr. P. Hanke, Abt.
in physiologische Problembereiche der Niere überge Urologie, Herrn Prof. Dr. G. Hör, Abt. Nuklearmedizin
hen. Der Bildatlas ist ein Versuch, die Morphologie der und Herrn Prof. Dr. Dr. h.c. D. Starck, em. Direktor des
normalen Niere unter Einbeziehung dieser Erkenntnis Senckenbergischen Anatomischen Instituts; des weite
zu beschreiben. Wir waren bemüht, neuere und z.T. we ren Herrn Dr. A Kühnert, Radiologisches Institut, Diet
niger bekannte Zusammenhänge bildlich begreiflich zenbach. Das restliche Bildmaterial stammt aus Ergeb
auch Fachkollegen anderer Disziplinen vorzustellen, nissen unserer Arbeiten in Frankfurt am Main: hier sei
wobei vielfältige Kompromisse eingegangen werden besonders den Herren G. Wolf, J. Mauck (z.Zt. Institut
mußten. Ein Schwerpunkt war die Verbindung zur Kli für Molekulare Biologie, Universität Berlin), Herrn V.
nik; hier könnten die Schemata der Regelkreise, die Im Haase und Herrn Dr. H. Hess für Ihre Mitarbeit gedankt.
munhistologie (Zellmarker), Angaben zur renalen Hä Herr Prof. Dr. A. Heidland, Abt. Nephrologie, Universität
modynamik, atriorenale Hormone etc. hilfreich sein. Die Würzburg, Herr Prof. Dr. P.C. Weber, Herr Dr. Witzgall,
adäquate Einschätzung klinisch-pathologischer Zu Medizinische Klinik Innenstadt, und Herr Prof. Dr. M.
sammenhänge basiert auf Kenntnis der "normalen" Horster, Physiologisches Institut, Universität München,
Verhältnisse; streckenweise gestaltete sich die Samm Herr Dr. M. Weber und Herr Prof. Dr. F. SCheler, Abt.
lung und Wertung physiologisch-struktureller Daten der Nephrologie, Universität Göttingen, Herr PD Dr. B.
normalen Humanniere jedoch schwieriger, als dies für Schölkens, Abt. Pharmakologie, Hoechst AG, Frank
vergleichbare pathologische Befunde der Fall gewesen furt-Höchst sowie Herr Prof. Dr. W. Kriz, Anatomisches
wäre. Institut der Universität Heidelberg, u.a. gaben wertvolle
Ohne die Kooperation zahlreicher Fachkolleginnen und Ratschläge und halfen durch Zusendung aktueller Son
Fachkollegen, die hervorragendes Bildmaterial zur Ver derdrucke. Herr Prof. Dr. R. Sterzei, Center of Medicine
fügung gestellt haben, wäre der vorliegende Band nicht and Pathology, Yale University, West Haven, Conn., hat
realisierbar gewesen. das Kapitel "Mesangium" Korrektur gelesen.
Unser besonderer Dank gilt unter anderem: Frau PD Dr. Herrn Prof. Dr. W. Schoeppe, Geschäftsführender
B. Kaissling, Anatomisches Institut, Biozentrum Basel, Direktor des Zentrums für Innere Medizin, Klinikum der
von der Arbeitsgruppe um Herrn Prof. Dr. W. Kriz, Ana Universität Frankfurt am Main und Herrn Prof. Dr. K.J.
tomisches Institut der Universität Heidelberg; Herrn Ullrich, Max-Planck-Institut für Biophysik, Frankfurt
Prof. Dr. K. Kühn, Abt. Nephrologie, Medizinische am Main, danken wir für ihre kontinuierliche Unterstüt
Hochschule Hannover; Herrn Dr. H. von Gise (jetzt zung, stete Diskussionsbereitschaft und wertvollen Rat
Schweinfurt) aus der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. schläge.
A Bohle, Pathologisches Institut der Universität Tübin Die Zeichnungen sind in hervorragender Weise von
gen; den Herren Prof. Dr. R. Taugner und Prof. Dr. M. Herrn Dr. P. Newrkla, Wien, und Herrn M. Wosczyna,
Steinhausen, Physiologisches Institut; den Herren Prof. Wiesbaden/Bonn, erstellt worden. Herrn AA. Weis dan
Dr. W.G. Forssmann und Prof. Dr. M. Reinecke, Anato ken wir für seine freundliche Hilfe und Mühe bei der
misches Institut der Universität Heidelberg; Herrn Prof. technischen Gestaltung und Lesen der Korrektur, dem
Dr. P. Kugler, Anatomisches Institut der Universität Verleger für die großzügige Ausstattung des Bandes
Würzburg; Herrn Prof. Dr. K.H. Langer, Abteilung Expe und nicht zuletzt der Fa. Bayer, die dieses Projekt er
rimentelle Pathologie, Hoechst AG, Frankfurt-Höchst; möglicht hat.
den Herren Prof. Dr. R. Rohrbach, Prof. Dr. P.J. Klein
und Dr. A Vogt, Pathologisches Institut, Herrn Dr. S. R.
Batsford, Institut für Immunologie, Zentrum für Hygiene, AW. Mondorf J.E. Scherberich
Universität Freiburg LBr.; Herrn Prof. Dr. R. Timpi, Max- Im Februar 1986
In haltsverzeich n is
1 Ontogenese der Niere .............................. .
2 Topographie der Niere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 Die ableitenden Harnwege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18
3.1 Nierenbecken ....................................... 18
3.2 Ureter ............................................. 20
3.3 Harnblase .......................................... 23
4 Mikroanatomie ...................................... 30
5 Glomerulus......................................... 33
5.1 Bowmansche Kapsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37
5.2 Kapillarendothel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39
5.3 Mesangium ......................................... 43
5.4 Glomeruläre Basalmembran ............................ 48
5.4.1 Filtrationscharakteristik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55
5.5 Podozyten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 60
6 Intrarenale Gefäßversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67
7 Juxtaglomerulärer Apparat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72
7.1 Renin-Angiotensin-System ............................. 76
7.2 Angiotensin Converting Enzyme,
Angiotensinasen ..................................... 80
7.3 Prostaglandine (PG), Leukotriene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 85
7.4 Kallikrein-Kinin-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 89
8 Renale Hämo-, Ultrafiltrationsdynamik . . . . . . . . . . . . . .. 91
8.1 Renaler Blutfluß, Ultrafiltration,
Regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 91
8.2 Klinische Nierenfunktionsprüfung,
Clearance, Nierendurchblutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 101
8.3 Atriorenale Hormone; Atriales natriure-
tisches Peptid (ANP) .................................. 112
Register ................................................ 120
1 Ontogenese der Niere
Die menschliche Niere (Nachniere, Metanephros) eingeschränkte Konzentrierfähigkeit gegenüber
entwickelt sich über das induktive Signal zweier dem Primärharn wahrscheinlich durch noch wenig
unterschiedlicher Zellmaterialien: einmal aus der adaptierte oder ausdifferenzierte Hormonrezepto
dem unteren Ende des Urnierenganges (Wolfscher ren, Rezeptor-und Transportproteine bedingt [3-6].
Gang) aussprossenden Ureterknospe, etwa in Höhe
des 5. Lendensegments, und zum anderen aus dem
der Ureterknospe kappenförmig aufsitzenden
metanephrogenen Gewebe (Abb. 1). Beide aszen
dieren im retroperitonealen Mesenchym, wobei in
der Folge aus der Ureterknospe durch Verzweigun
gen und Spaltungsvorgänge in Ureterbäumchen
Ureter, Pyelon, Kelchsystem und Sammelrohre ent
stehen. Die Ureterknospe und später die Ureter
bäumchen induzieren ihrerseits im sie umgebenden
nephrogenen Mesenchym rundliche Zeilkondensa
te, die in S-förmiger Ausgestaltung nach Entstehung
eines Lumens Anschluß an das Gangsystem des
Uretersprosses finden. Die normale Tubulogenese
setzt die induktive Vermittlung bestimmter membran
oberflächengebundener Glykoproteine voraus. So
vermag z.B. Tunicamycin als spezifischer Inhibitor
von Glykoproteinen einer N-glykosidischen N-Aze
tyl-Glucosamin-Asparagin-Bindung die Tubulusfor
mation in Zellkulturen zu blockieren [1]. In die untere
Schlinge des S-Segments wachsen Angioblasten
ein und formieren das Kapillarnetz der prospektiven
Glomeruli (Abb. 2).
Die Ausdifferenzierung der Nephrone erfolgt zentri
fugal, d.h. die mehr kortikal gelegenen Nephrone
sind ontogenetisch jünger (Abb. 3, 5).
Das Muster an Zellmembranglykoproteinen und die
Ausstattung an Enzymen und Isoenzymen der Tubu
luszellen etc. unterscheiden sich von der adulten
Niere nicht wesentlich (Abb. 4-6; [2, 9]). Gewisse
Unterschiede qualitativer und quantitativer Art, ins
besondere hinsichtlich Iysosomaler Leitenzyme, glu
coneogenetischer Schlüsselenzyme und der Na-K
ATPase sind jedoch bekannt (Einzelheiten siehe
[3-6,9]).
Schnellwachsende, "primitive" Gewebe wie Placen 1 Zölom 4 Uretersproß
2 Urnierengang 5 primäres Nierenbecken
tatrophoblast und Nierenadenokarzinome exprimie
3 ventraler Kloakenrest 6 metanephrogenes Blastem
ren antigene Determinanten (Epitope), die auch in
fetalen, z.T. in ausdifferenzierten Nieren nachgewie Abb.1
sen werden können [7, 9, 10]. Die gemeinsamen Histogenese der menschlichen Nachniere; paramedianer Sagit
Epitope sind in der Niere immunhistochemisch sehr talschnitt des caudalen Rumpfabschnitts eines Embryos von
8 mm Scheitel-Steiß-Länge. Darstellung der Nierenanlage mit
umschriebenen Nephronsegmenten zugeordnet.
Ureterknospe und nephrogener Kappe kurz vor dem Aufstieg im
Ungeachtet des frühzeitigen intrauterinen Funk
retroperitonealen Mesenchym. Einzelheiten siehe Text; HE-Fär
tionsbeginns der Niere ist ihre post partum bekannte bung; Vergrößerung: x ca. 120 (Nach Starck, FrankfurVM.).
Induktion:
metanephro
genes
Blastem
Tubulus
prospektive Sammelrohr
Glomerulus (aus
kapsel UretersproB)
Abb.2
Tubulogenese: Aus dem nephrogenen Mesenchym (metanephrogenes Blastem) differenziert sich nach Aussprossung und Ver
zweigung der Ureterknospe durch induktive Einflüsse das Tubulussystem. Ursprünglich als blind endigendes Gangsystem kom
muniziert dieses nach Anlagerung und Durchbruch mit dem Sammelrohr (ehemaliger Uretersproß). Modifiziert nach Starck [8].
2
Abb.3
Zonenabhängige Differenzierung von Nephronen eines mensch jlI'!,"' ,,-\
lichen Feten (ca. 30 cm Scheitel-Fersen-Länge). Die kortikalwärts . I ._.'
gelegenen Glomeruli entsprechen jüngeren Reifungsstadien, ei
ne vollständige Kapsel fehlt noch; kortikomedulläre Glomeruli wei ~~,.. 'i~
..
sen diese bereits auf. PAS-Färbung; Vergrößerung: x ca. 100. .. :" 6~. . :,. .' . .
~100 .4
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Abb.4 w;.,y I
"i -
Frühe segmentspezifische Glykolisierung von Tubuli in der
menschlichen Fetalniere (27. Schwangerschaftswoche); proxi
male Tubuli der kortikomedullären Region sind luminal typisch (~-~
PAS-positiv (Bürstensaum), während die distalen Tubuli keine "\
PAS-Reaktion ergeben. Vergrößerung: x ca. 600.
3
Abb. 5
Verteilung von Membranglykoproteinen des proximalen Tubulus
in der menschlichen Fetalniere (30 cm Scheitel-Fersen-Länge) in
Abhängigkeit des Reifestadiums. Im Vergleich zu den Tubuli der
äußeren kortikalen Region sind die cortikomedullären Nephrone
mit bereits ausdifferenzierten Epithelien stärker markiert (mittlere
und untere Bildhälfte). Gefrierschnitt nach Inkubation mit einem
Antikörper gegen Con A-affine Membranrezeptoren des Bürsten
saums der Erwachsenenniere; indirektes Verfahren über FITC
anti-Kaninchen-Gammaglobulin. Vergrößerung: x ca. 80.
Abb.6
Histochemische Darstellung der Gamma-Glutamyl-Transpepti
dase-Aktivität in Tubuli einer Fetalniere (19.SSW). Starke Fär
bung insbesonders der luminalen Epithelbezirke des proximalen
Konvoluts im inneren Rindenbereich. Im Vergleich zur ausdiffe
renzierten Niere kurzstreckiger Verlauf der enzympositiven Tubu
lusabschnitte. Vergrößerung: x ca. 160.
4
Literatur
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antibodies generated against placenta trophoblast: evidence phatase during ontogenesis. Histochemistry 47,315 (1976)
5
2 Topographie der Niere
Lage beider Nieren paravertebral im Spatium retro den Columnae renales im Ultraschall-Schnittbild ei
peritoneale (Abb. 7); physiologischer Tiefstand der nen Impedanzsprung auf und sind daher gut differen
rechten Niere (BW 12-LW 3) im Vergleich zur linken zierbar(Abb.13-16).
Niere (BW 11-LW 2). Eine lage- und respirationsab
Nierenbecken (Pelvis renalis):
hängige Verschieblichkeit der Nieren ist möglich:
Nierenkelch (Calyx renalis) umfaßt mehrere Papillae
Atemverschieblichkeit maximal bis zu 10 cm; Absin
renales, die einer hierachischen Abstufung entspre
ken der Niere im Stehen bis zu ca. 4-5 cm ohne Vor
chend (Calyces minores, Calyces majores) in das
liegen einer klinisch relevanten Nephroptose. Die
gemeinsame Pyelon einmünden (Abb. 17, 18). Es
kraniale Vorderfläche der rechten Niere steht mit der
finden sich ampulläre, dendritische (lineare) oder in
Leber, der rechte untere Nierenpol mit der Flexura
termediäre Formvarianten. Im Ultraschall-Schnittbild
colica dextra, der mediale Rand der rechten Niere mit
zeigt das Nierenbecken einen intensiven Reflex
dem Duodenum in Berührung. Die linke Niere grenzt
(zentrales Reflexband); die metrische Relation vom
dorsoventral an den Magenfundus (Bursa omenta
Nierenparenchym zum Pyelon liegt bei 2:1 (Abb. 13,
lis), lateral an die Milz, weiter kaudal an den Pankre
15, 16)
asschwanz, der untere Nierenpol an die Flexura coli
ca sinistra (Abb. 7; Lit. [6]). Der Nierendurchmesser
beträgt im Ultraschall-Schnittbild kraniokaudal 12,0
± 2,0 cm, frontal (Breite) ca. 5 cm, der Tiefendurch
messer liegt zwischen 4 und 7 cm; geringgradige ge
schlechtsabhängige Variation: Niere beim Mann 13
x 6 cm, bei der Frau 12 x 6 cm. Der Abstand der dor
salen Nierenoberfläche zur Rückenhaut mißt ca.
5-9 cm. Gewicht der Einzelniere ca. 150 g. Neigung
der Längsachsen nach ventral und nach oben kon
vergierend. Die Nebennieren (Glandulae suprarena
les) sitzen dem kranialen Nierenpol auf. Die Nieren
oberfläche ist glatt, gelegentlich sind Renculi im UI
traschall-Schnittbild nachweisbar (persistierende Legende zu Abb. 7
1 V. cava in!.
fetale Lappung). Einscheidung der Niere in die Cap
2 Vv. hepaticae
sula fibrosa, die sich so no morphologisch nicht dar
3 Diaphragma
stellen läßt. Diese ist umgeben von der Capsula adi 4 Capsula adiposa renis
posa, die mit der Fascia ileopsoica nach dorsal in 5 Lunge
Verbindung steht. Nach ventral ist die Niere durch 6 Glandula suprarenalis dextra
7 P.H. Leber
das Peritoneum abgegrenzt.
8 V. renalis dextra
Die topographischen Beziehungen lassen sich unter
9 Ureter dexter
klinischen Bedingungen gut mit der Computertomo 10 P.H. Colon ascendens
graphie und der Kernspinresonanztomographie dar 11 A. u. V. spermatica dextra
12 Aa. u. Vv. iliacae communes dextrae
stellen (Abb. 8-12).
13 Vesica urinaria
Nierenparenchym (Abb. 13-17): 14 Rektum
15 M. psoas
Parenchymbreite im Ultraschall-Schnittbild ca. 1,5
16 P.H. Colon descendens
cm. Am Präparat ist die Rinde fein gekörnt und zeigt
17 Recessus duodenalis
Radiärstreifen (Markstreifen). Zwischen den Mark 18 Ureter sinister
pyramiden liegt rindentypisches Parenchym (Colum 19 A. u. V. spermatica sinistra
nae renales, Abb. 17). Unterteilung des Marks in eine 20 A. u. V. renalis sinistra
21 V. suprarenalis sinistra
dunklere Außen- und helle Innenzone. Die Spitzen
22 Truncus coeliacus
der Markpyramiden ragen als Papillae renales in die 23 P.H. Milz
Kelchhälse. Die Markpyramiden weisen gegenüber 24 Cardia ventriculi
6