Ausscheidungsorgane

Lunge und Gasaustausch

Die Atmungsorgane des Menschen bestehen aus den Organen für die Leitung der Atemluft (Nasenhöhle, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien) und den Organen des Gasaustauschs (Lungenflügel mit Lungenbläschen).

Das Lungengewebe des Menschen kann man mit einem lufthaltigen Schwamm vergleichen, dessen Hohlräume die Lungenbläschen darstellen. Diese kleinen, kugeligen, luftgefüllten Hohlräume mit einem Durchmesser von 100–300 Mikromentern bestehen aus einer einzigen, extrem dünnen Zellschicht von 0,1–3 Mikrometern Wandstärke. 300 Millionen bis 500 Millionen dieser Lungenbläschen enthält die menschliche Lunge.

Alle Lungenbläschen werden netzartig von feinsten Blutkapillaren umsponnen. Die Aufgliederung der Lunge in Lungenbläschen führt zu einer enormen Vergrößerung der inneren Oberfläche für den Gasaustausch in der Lunge. Sie wird auf ca. 80 geschätzt.

Bei dem Gasaustausch in der Lunge findet in den Lungenbläschen die Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft und die Abgabe von Kohlenstoffdioxid an die Luft statt. Beim Einatmen strömt frische sauerstoffhaltige Luft in die Lungenbläschen. Der Gehalt an Sauerstoff ist dadurch in den Lungenbläschen höher als in den sie umgebenden Kapillaren.

Der Sauerstoff gelangt demzufolge aus den Lungenbläschen in das Blut und wird zu den Organen und Zellen transportiert. Das Kohlenstoffdioxid entsteht als Stoffwechselendprodukt in den Zellen. Es gelangt aus den Zellen ins Blut. Somit ist sein Gehalt im Blut höher als in den Lungenbläschen. Kohlenstoffdioxid wandert aus dem Blut in die Lungenbläschen und gelangt beim Ausatmen in die Luft.

Da Sauerstoff nur eine beschränkte Löslichkeit in Wasser aufweist, sind für dessen Transport besondere, sauerstoffbindende Eiweiße erforderlich. Bei allen Wirbeltieren, also auch beim Menschen, wird der Sauerstoff an den Farbstoff der roten Blutzellen, das Hämoglobin, gebunden. So wird er mit dem Blut durch den Körper zu allen Zellen transportiert. Die Stoffwechselendprodukte, die über die Lunge ausgeschieden werden, sind Wasser und Kohlenstoffdioxid.

Nieren und Ausscheidung von Harn

Die Stoffwechselendprodukte Kohlenstoffdioxid und Wasser entstehen bei Stoff- und Energiewechselvorgängen in den Zellen aus Kohlenhydraten, sie werden im Blut zu den Ausscheidungsorganen Haut und Lunge transportiert und ausgeschieden. Die Stoffwechselendprodukte der Eiweiße, z.B. Harnstoff und Harnsäure, kreisen ebenfalls im Blut und müssen ausgeschieden werden. Diese Aufgabe erfüllen vor allem die Nieren.

Die Nieren sind paarig angelegt und liegen in der Lendengegend beiderseits etwa handbreit neben der Wirbelsäule. Sie sind von bohnenförmiger Gestalt, dunkelbraun-rot gefärbt und haben eine glatte Oberfläche. Sie bestehen aus einer Rindenschicht, die von Millionen von Nierenkörperchen gebildet wird, und aus einer Markschicht, in der sich zahlreiche Harnkanälchen befinden. Jeweils in der Nierenmitte treten sowohl die Nierenarterie in die Niere als auch die Nierenvene aus der Niere. Auch jeweils im Nierenbecken entspringt ein Harnleiter, der den Harn bis zur Harnblase leitet. In ihr wird der Harn vorübergehend gespeichert und durch die Harnröhre abgegeben.

In der Nierenrinde liegen ungefähr 2 bis 2,5 Millionen winziger Filter, die Nierenkörperchen. Diese bestehen aus einem Blutkapillarknäuel, das von einer Kapsel umschlossen wird. An diese schließt sich ein feines Harnkanälchen in Form eines vielfach gewundenen Rohrs an.

In den Nierenkörperchen beginnt die Harnbildung. Wenn das Blut durch das Blutkapillarknäuel fließt, werden im Nierenkörperchen Wasser und darin gelöste Stoffe, wie Traubenzucker, Harnstoff, Salze, aus dem Blut ausgeschieden. Diese Flüssigkeit nennt man Primärharn. Er gelangt in die Harnkanälchen.

Da die Kapillarwände äußerst feine Poren besitzen, können Stoffe, die größer als die Poren sind (z.B. Eiweiße, rote Blutzellen), nicht ausgefiltert werden. Es werden 180 Liter Primärharn pro Tag gebildet. Er enthält außer Eiweiß nahezu alle im Blut gelösten Stoffe. Da pro Tag niemals 180 Liter, sondern höchstens ein bis zwei Liter Harn ausgeschieden werden, muss es einen Mechanismus geben, der die Wassermenge des Primärharns reduziert. Dies geschieht in den mehrfach gewundenen Harnkanälchen, die netzartig von Blutkapillaren umsponnen werden. In ihnen wird der größte Teil des Wassers und der Stoffe, die im Körper weiterverwendet werden, wie Traubenzucker und Salze, durch Resorption wieder dem Blut zugeführt.

Aus den Harnkanälchen gelangt der Sekundärharn oder Endharn (Urin) in kleine Sammelröhrchen, die wiederum in das Nierenbecken münden.

Von dort aus tröpfelt der Harn Tag und Nacht in den Harnleiter, einen etwa 30 cm langen Schlauch, dessen Muskeln den Harn abwärts zur Harnblase befördern. Diese füllt sich allmählich und speichert zeitweise den Harn. Die Muskeln der Blasenwand pressen den Harn durch die Harnröhre aus dem Körper.

Die männliche Harnröhre führt gemeinsam mit dem Samenleiter als Harnsamenröhre durch den Penis und ist etwa 20 cm lang. Die weibliche Harnröhre ist dagegen nur 4 cm lang.

Die beiden Nieren werden pro Minute von etwa 1,2 l Blut, pro Tag also von etwa 1700 l Blut durchströmt. Damit durchfließt das gesamte Blutvolumen unseres Körpers die Nieren ungefähr 15-mal in der Stunde oder 360-mal am Tag.