Nieren: filters én makers van hormonen

Waar liggen de nieren?

De meeste mensen hebben twee nieren, ongeveer zo groot als een vuist. Ze liggen achter in de buik, aan weerszijden van de wervelkolom, gedeeltelijk beschermd door de onderste ribben. De buitenste laag heet de nierschors; daarbinnen ligt het niermerg. Urine verzamelt zich in het nierbekken en stroomt via de urineleider naar de blaas.^{1, 2}

De bijnieren liggen vlak boven de nieren, maar zijn afzonderlijke organen. Ze horen niet bij het filtersysteem. Hun schors maakt onder andere cortisol en aldosteron. Dat laatste hormoon beïnvloedt juist weer wat de nieren met zout doen.

Filteren is pas het begin

De werkeenheden van een nier heten nefronen. Elk nefron begint met een kluwen kleine bloedvaten, de glomerulus. Daar gaat water met kleine opgeloste stoffen door een filter. Bloedcellen en de meeste grote eiwitten blijven normaal in de bloedbaan.

De gefilterde vloeistof stroomt daarna door een nierbuisje. Dat neemt veel water, zouten en bruikbare stoffen weer op. Andere stoffen kunnen juist vanuit het bloed aan het buisje worden afgegeven. Wat overblijft, wordt urine. De nier is dus niet een zeef die alles wat klein is laat verdwijnen: na het filteren volgt een nauwkeurige selectie.¹

Die selectie helpt ook de zuurgraad van het bloed binnen nauwe grenzen te houden. Het uitscheiden van zuur en terugwinnen van bicarbonaat, een stof die zuur kan opvangen, horen bij de gewone nierfunctie.²

Drie hormonale taken van de nieren

Nieren en bijnieren regelen samen zout en bloeddruk

Bij een verminderde bloedtoevoer naar de nier, minder aanvoer van natriumchloride op een meetplaats in het nefron of bepaalde zenuwsignalen kan de afgifte van renine toenemen. De keten die dan volgt heet het renine-angiotensine-aldosteronsysteem, meestal RAAS genoemd.

Aldosteron helpt de nier natrium terug te nemen en kalium af te geven. Water kan het natrium volgen. Zo draagt het systeem bij aan het behoud van circulerend volume. Zodra de situatie herstelt, vermindert normaal de prikkel voor renine. Het is een regelkring, geen knop die altijd maximaal aan moet staan.⁵

Het hart heeft een aanvullende hormonale rol. Bij toenemende rek kunnen hartcellen natriuretische peptiden afgeven. Deze signalen bevorderen onder meer de uitscheiding van natrium en werken verschillende effecten van het RAAS tegen. De uiteindelijke reactie hangt af van de toestand van hart, bloedvaten en nieren.⁷

ADH: een hersensignaal waarop de nier reageert

Niet ieder hormoon dat de nier beïnvloedt, wordt er ook gemaakt. ADH, ook vasopressine genoemd, ontstaat in zenuwcellen van de hypothalamus. Via de achterkwab van de hypofyse komt het in het bloed. Het zorgt ervoor dat delen van het verzamelsysteem van de nier meer water kunnen terugnemen.

Als je bijvoorbeeld water verliest door zweten, kan deze regeling helpen water te sparen. De urine wordt dan doorgaans geconcentreerder. Dorst en de afgifte van ADH hangen samen met informatie over de concentratie van het bloed en het circulerende volume. Lees meer over deze verbinding bij hypothalamus en hypofyse en hormoonreceptoren.⁸

Hoe merkt een cel dat er weinig zuurstof is?

Dat een nier de bloedvorming kan beïnvloeden, roept een tweede vraag op: hoe meet een cel zuurstof? Onderzoek naar het EPO-gen hielp het antwoord vinden. Een groep eiwitten, samengevat als HIF, past de activiteit van genen aan de zuurstofbeschikbaarheid aan. Bij voldoende zuurstof worden belangrijke onderdelen van dit systeem sneller afgebroken. Bij zuurstoftekort verandert dat.

William Kaelin, Peter Ratcliffe en Gregg Semenza kregen in 2019 de Nobelprijs voor hun ontdekkingen over zuurstofwaarneming. De onderliggende regeling bleek niet alleen in de nier te bestaan. Het was een ontdekking over een fundamentele eigenschap van lichaamscellen, met EPO als belangrijke ingang voor het onderzoek.⁴

Kun je een nier kweken uit stamcellen?

Onderzoekers kunnen uit iPS-cellen nierachtige weefsels maken. In 2015 beschreven Takasato en collega’s nierorganoïden met meerdere celtypen en structuren die delen van de nierontwikkeling nabootsten. Een organoïde is een driedimensionaal kweekmodel, geen volledig orgaan.⁹

Een werkende nier moet filters, buisjes, bloedvaten en afvoerwegen op de juiste manier verbinden. Ook zoutregeling en hormonale functies moeten passen bij de rest van het lichaam. Een paar herkenbare nierceltypen maken bewijst daarom nog niet dat een kweek bloed kan zuiveren zoals een volwassen nier.

De waarde ligt nu vooral in het onderzoeken van ontwikkeling en celgedrag. Het verband tussen ontwikkelingssignalen en gespecialiseerde niercellen past bij differentiatie van stamcellen. Een onderzoeksmodel is op zichzelf geen bewijs voor een beschikbare vervangende nierbehandeling.^{9, 10}

Waarom artsen meer meten dan urine

Omdat nieren zoveel taken combineren, kan onderzoek bestaan uit meerdere soorten metingen. Creatinine in het bloed helpt bijvoorbeeld de filtratie te schatten; albumine in urine kan wijzen op beschadiging van het nierfilter. Die informatie zegt iets anders dan een losse hoeveelheid geproduceerde urine.¹¹

Bij een verminderde nierfunctie kunnen daarnaast bloedarmoede en veranderingen in mineralen en hormonen optreden. De combinatie van calcium, fosfaat, PTH en vitamine D vertelt dan meer dan één uitslag apart. Dit verklaart de samenwerking tussen organen, maar is geen schema waarmee je zelf uit een bloedwaarde een diagnose kunt afleiden.⁶

Veelgestelde vragen