Urin
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DerUrin(lateinischurina,altgriechischοὖρον oúron), auchHarngenannt, ist einflüssigesbispastösesAusscheidungsprodukt derWirbeltiere.[1]Er entsteht in denNierenund wird über dieableitenden Harnwegenach außen geleitet. Die Ausscheidung des Urins dient der Regulation desFlüssigkeits- und Elektrolythaushaltssowie der Beseitigung vonStoffwechselabbauprodukten (Metaboliten), insbesondere der beim Abbau vonProteinenundNukleotidenentstehendenStickstoffverbindungen.Die wichtigsten sindHarnstoff,HarnsäureundKreatinin.Man bezeichnet sie auch alsharnpflichtigeStoffe. Die Gesamtheit der im Harn nachweisbaren Metaboliten wird als Urin-Metabolombezeichnet.[2]
Menschlicher Urin ist eine zumeist gelbe Flüssigkeit. Zahlreiche Krankheiten wirken sich auf seine genaue Zusammensetzung aus, über die eineUrinuntersuchungAufschluss gibt.
Die natürliche Harnentleerung wird in der MedizinMiktiongenannt.[3]In derAllgemeinspracheexistieren neben „Urinieren “und „Wasserlassen “[4]viele weitereSynonyme.[5]
Etymologie
Das WortUringeht auflateinischurinazurück.[6]Mit der Bedeutung ‚Harn‘ ging das lateinische Wort, nachdem dieMedizinschule von Salernoim Hochmittelalter die Harnuntersuchung als diagnostische Methode entwickelt hatte, aus der Sprache der Ärzte in viele europäische Sprachen über.[7]Altfranzösischurineist bereits im 12. Jahrhundert belegt,urineim Englischen erst um 1325 (urinalin der Bedeutung ‚Gefäß für Harnuntersuchungen‘ hier jedoch schon um 1275). Im Deutschen wurde der Begriff erstmals im 15. Jahrhundert – also imFrühneuhochdeutschen– verwendet. Seither hat das Wort die älteren deutschen Bezeichnungen zunehmend verdrängt.
Das ältere deutsche WortHarnist seit demAlthochdeutschenbezeugt und unverändert in Gebrauch, allerdings nur imHochdeutschen.Andere regionale Bezeichnungen sind häufigtabuisiertoder gelten gemeinsprachlich oft als anstößig. Dazu zählen dieoberdeutschenAusdrückeBrunz(vgl. auchBrunnenalsEuphemismusim 16. Jahrhundert fürHarn[8]) undSeich,[9]das ursprünglich niederdeutsche WortPisseoderkindersprachlichPipi,ebensoSchiffe[10]und österreichisch kindersprachlichLulu[11](auf der zweiten Silbe betont).
Geschichte
Um die Wende vom 6. zum 7. Jahrhundert verfassteAlexander von Tralleiseine Abhandlung über den Urin.[12]Petrus Pomarius Valentinus veröffentlichte 1476 sein BuchArticellamit fünf Kapiteln, darunter der AufsatzLiber de urinis(Buch vom Urin; wörtlich: Buch über die Urine) von Theophilus Protospatharius (7. Jahrhundert).[13]
Theorien der Harnbereitung
DieTheorien der Harnbereitung[14][15](„Erklärung der Harnabsonderung “[16]und damit die Erklärungsversuche fürAnurie,OligurieundPolyurie) haben eine langeGeschichte.[17] Leonhart Fuchs(1501–1566) erkannte die paarige Niere alsSieboder Filter.Andreas Vesalius(1514–1564) veröffentlichte 1543 in Basel in seinen sieben BüchernDe humani corporis fabrica libri septemauf Seite 515 im fünften Buch eine offenbar symbolischeAbbildungdes Filters in der Niere („membranacribri modo “= „Membran wie einDurchschlag“,horizontal über die gesamte Nierenbreite mit etwa 50 Löchern).[18][19][20]„Mit diesem Bild veranschaulicht Vesal die wegen ihrer anatomischen Unhaltbarkeit von ihm angegriffene These, daß die Niere durch ein Sieb in zwei Hälften getrennt sei. “[21]
John Blackall(1771–1860) hielt die Nieren für Drüsen mit einerelektiven Kraft,„die in der Lage ist, was immer dem Blute schädlich ist, davon abzutrennen. “[22][23][24]Der österreichische AnatomJosef Hyrtl(1810–1894) bezeichnete eine Niere analog als Seihe („seyhe “,Seiher) oder Sieb.
William Bowman(1816–1892) behauptete noch 1842 irrtümlich, dieglomerulärenKapillargefäßescheiden Wasser aus, welches die von denTubulisezerniertenfesten Stoffe wegspüle.[25][26][27]August Pütterstellte 1926 seine „Dreidrüsentheorie der Harnbereitung “vor;[28]er postulierte die Existenz von Stickstoffdrüsen, Salzdrüsen und Wasserdrüsen ohne Übereinstimmung mit der glomerulären Filtration, der tubulären Sekretion und der tubulären Rückresorption.[29] Vielmehr findet nach August Pütter der Stoffaustausch in der Niere durch Invasion, Resorption, Evasion und Exkretion oder Sekretion statt.[30]Nach der Lehre des Moskauer Mediziners K. Buinewitsch werden Wasser und Kochsalz durch die Tubuli und die übrigen Harnbestandteile durch die Glomeruli ausgeschieden.[31][32]
Alte Bezeichnungen
Früher unterschied man:Recrementa vesicae=Retrimenta vesicae= Blasenurin,Urina diabetica= derHarnruhrharn,Urina pericardii=Liquor pericardii=Aquapericardii= dasHerzbeutelwasser,Urina jumentosa=Urina jumentaria= gelblicherLasttierharn[33]und Urina spastica = Polyurie[34]zum Beispiel beiMigräne,Epilepsie,Gemütserregungen,[35]Angina pectoris,Nierenkolik,Gallenkolik,paroxysmalerTachykardie,[36]beimPhäochromozytom,[37]beihysterischen Anfällen[38]sowie nachCommotio cerebriundInfektionskrankheiten.[39] Die Bezeichnung „Urina jumentosa (zulateinischiumentum =Zugtier,Lasttier) für einen trüben pferdeharnähnlichen Urin bei verschiedenen Krankheiten “findet sich noch im aktuellen Medizin-Duden.[40][41]Statt von einerUrina spasticasprach man früher auch vomNierenasthmaund meinte damit eine „funktionelleNeurosebei vegetativerStigmatisationmit anfallsweisenspastischenKontraktionender Nierengefäße beziehungsweise mit einerAdynamiedesNierenbeckensund desHarnleiters,die zuerst zu einer schmerzhaften Oligurie und danach zu einer starken reaktivenDiurese“führe.[42]
Harnzeitvolumen
Für jede einzelne Niere ist derUrinflussgleich der Differenz der Blutflüsse in Nierenarterie (Arteria renalisalsVas afferens) und Nierenvene (Vena renalisalsVas efferens).[43] Die Urinproduktion von Mensch undSäugetierist also die Summe beiderDifferenzenaus renalem Blutzufluss undrenalemBlutabfluss. Außerdem ist die Urinproduktion gleich der Differenz zwischenglomerulärerFiltration undtubulärerRückresorption. Diese beiden Erklärungen sind seit mehr als einhundert Jahren bekannt, werden aber kaum publiziert. Allgemein wurde dieses Urinzeitvolumen (auch Harnzeitvolumen genannt) als die Menge an Urin definiert, die in einem bestimmtenZeitintervall– in der Regel in 24 Stunden oder pro Minute – produziert oder ausgeschieden wird.[44]
Carl Ludwig(1816–1895) schrieb 1856: „Die Grenzen, innerhalb der bei gesunden Erwachsenen das tägliche Harnwasser variirt, liegen zwischen 500 und 25.000 Gramm. NachBecquerel[45][1814–1862] undVogel[46][1814–1880] liegt bei jungen Männern das Tagesmittel zwischen 1200 bis 1600 Gramm. “[47]„Ein erwachsener, gutgenährter, nicht mehr als nöthig trinkender Mann entleert täglich 2–3 Liter. “Das schrieb derBrockhausnoch 1866.[48] Normalerweise scheidet heutzutage ein gesunder erwachsener Mensch zirka 1,5 bis zwei Liter Urin am Tag aus, etwa 200 bis 400 Milliliter (ml) pro Blasenentleerung.[49]„Allgemeine Richtlinien zurSteinverhütung“derUrologenempfehlenErwachseneneine „Harnverdünnung [mit] Steigerung der täglichen Flüssigkeitszufuhr, so dass eine Urinausscheidung von mindestens anderthalb Litern in 24 Stunden erreicht wird. “[50]
Eine andere Definition des Harnzeitvolumens bezieht sich auf denmaximalen Harnflussin der Mitte der Miktion bei derUroflowmetrieebenfalls mit derDimensionVolumen pro Zeitintervall.[51] Bei der Uroflowmetrie[52]werden heutzutage bei jedem Miktionsvorgang unterschieden dasMiktionsvolumenmit der Einheit ml alsIntegralder Harnflussrate (Fläche unter der Kurve), dieHarnflussratealserste Ableitungdes Miktionsvolumens nach der Zeit mit der Einheit ml/s und dieMiktionsbeschleunigungalszweite Ableitungdes Miktionsvolumens nach der Zeit (beziehungsweise als erste Ableitung der Harnflussrate nach der Zeit) mit der Einheit ml/s². Das Harnzeitvolumen nach neuer Definition ist das Maximum der Harnflussrate am Ende der Flussanstiegszeit mit der Einheit ml/s; es entspricht demNullpunktder Miktionsbeschleunigungskurve mit der Einheit ml/s².
Glomerulum und Tubulus
Dieglomeruläre Filtrationsrate(GFR) hat keinen direkten Einfluss auf denVolumenhaushalt.Die tubuläre Rückresorptionsrate (TRR) reguliert den Salz- undWasserhaushaltim Rahmen eines vielschichtigenkybernetischenRegelkreises. Diese Regulation oder Modulation erfolgt imRAAS-System(RAS) desjuxtaglomerulären Apparats.Mittels desantidiuretischen Hormons(ADH,Vasopressin) wird überOsmorezeptorenimHypothalamusdie Wasserausscheidung am Sammelrohr kontrolliert, um die Serumosmolarität konstant zu halten. Ebenso beeinflussen die HormoneANPundBNPdie Tubulusfunktion im Sinne einer Vergrößerung des Harnzeitvolumens. Der BNP-Plasmaspiegelgilt darüber hinaus als ein objektives Maß für die Schwere einerHerzinsuffizienz.Auch andere Hormone besonders derNebenniere(Nebennierenrindenhormone) beeinflussen die Urinproduktion über Veränderungen der tubulären Rückresorption.
Tubuläre Rückresorption
Die „Wasserrückresorption und die Harnkonzentrierung “erfolgen in den Nierentubuli. Diesbezüglich formulierten 1942Werner KuhndasHaarnadelgegenstromprinzipund Gottschalk und Mylle bewiesen die Hypothese in vivo mittels Mikropunktion 1959[53].Entscheidend war dermikrokryoskopischerbrachte Nachweis der Hypertonizität derNierenpapille.[54] Die Glomeruli filtrieren passiv, die Tubuli resorbieren aktiv. Die Tubuli entscheiden damit über dieHarnpflichtder im Primärharn vorhandenen Stoffe und bilden so den eigentlichen Sekundärharn. Die Anurie ist also im Zweifel ein Zeichen einer guten Tubulusfunktion und kein Zeichen einer schlechten Glomerulusfunktion. Insofern ist die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) bei derOligoanuriekein Maß für die filtrative Nierenleistung. Darüber hinaus kann die GFR bei jederkompensatorischgesteigerten tubulären Rückresorption valide nur mittels derSerumkonzentrationvonCystatin Cbestimmt werden. Dafür gibt es zahlreiche GFR-Schätzformeln; die einfachste lautet GFR = 80/Cys.[55]
Blutgefäße im Nierenparenchym
Sowohl die Resorption vom Tubulus in die Nierenvene als auch die Sekretion von der Nierenvene in den Tubulus können nur bei parallelen Verläufen von Tubuli und Nierenvenen erfolgen. Je geringer der Abstand dieser beidenLeitungsbahnenist, desto leichter kann der wechselseitige Austausch von Wasser und Elektrolyten erfolgen. Eine entsprechende schematische Zeichnung stammt vonFrank Henry Netter. Beiderseits der Henleschen Schleifen finden sichArteriolae rectae veraeundVenulae rectae.[56]Den entstehenden Gefäßkomplex nennt manRete mirabile.Die kleinsten parallel zum Tubulus verlaufenden arteriellen und venösen Gefäße heißen Vasa recta. Das Gegenstück zum arteriellen Vas afferens ist das venöse Vas efferens.[57]Netter kommt jedoch zu folgendem Ergebnis: „Der juxtamedulläre Kreislauf der Niere ist von funktionellem Interesse, wenn auch seine Bedeutung beim Menschen ungenügend geklärt ist. “[58]Andeutungsweise kommt die Parallelität von Vene und Tubulus auch in der nachfolgenden schematischen Darstellung zum Ausdruck.
Mensch und andere Säugetiere
Entstehung
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Urin entsteht in denNierenzunächst alsUltrafiltratdesBlutplasmas.Blutfließt dabei durch dieNierenkörperchen(Corpuscula renalia).Wasser und gelöste Stoffe mit einem Durchmesser von weniger als 4,4Nanometern(unter anderemIonenund kleine ungeladeneProteine) werden dabei wie in einem Sieb filtriert und gelangen in das sich anschließende Röhrchensystem (Nierentubuli) des Nephrons, der funktionellen Untereinheit der Nieren. Die größeren Teilchen verbleiben imBlutkreislauf.Die so entstandene Flüssigkeit wird alsPrimärharnbezeichnet und enthält neben den zur Ausscheidung bestimmten Stoffen auch solche, die für den Körper wichtig sind, wieGlucose(Traubenzucker),AminosäurenundElektrolyte.Ein Erwachsener produziert täglich zwischen 180 und 200 Liter Primärharn.
In den darauffolgenden Tubuli undSammelrohrenwerden aus dem Primärharn die wieder verwendbaren Inhaltsstoffe sowie etwa 99 Prozent des Wassers zurückgewonnen. Der übriggebliebeneEndharn(=Urin), von dem ein gesunder Mensch täglich etwa 0,8 bis 2 Liter produziert[59]oder 0,5 bis 1,5 ml pro kg Körpergewicht pro Stunde,[60]fließt schließlich über das Nierenbecken und durch die Harnleiter in dieHarnblase.Dort wird der Endharn gesammelt und anschließend durch dieHarnröhreausgeschieden.
Der Prozess der Harnproduktion und -ausscheidung durch die Nieren wird alsDiuresebezeichnet. Mit verschiedenen medizinischen Maßnahmen kann darauf Einfluss genommen werden.Diuretikawerden eingesetzt, um bei Nieren- undHerzerkrankungendas Harnvolumen zu erhöhen und damit sekundär dasBlutvolumenzu senken, da dies wiederum eine verminderte Herzbelastung (Blutkreislauf,VorlastderHerzkammern) zur Folge hat. Eineforcierte Diuresewird z. B. eingesetzt, um giftige wasserlösliche Stoffe aus dem Organismus durch eine vermehrte Ausscheidung zu entfernen. Einige Stoffe, wieKoffeinoderEthanol(Trinkalkohol), haben ebenfalls eine harntreibende Wirkung, da sie die Bildung desantidiuretischen Hormons(ADH) hemmen, das sonst in denNierentubulidieRückresorptionvon Wasser aus dem Primärharn bewirkt.
Ausscheidung
- BeimMenschenwird eine Urinproduktion von > 2,5 l/Tag alsPolyuriebezeichnet, eine geringe (< 100 ml/Tag) oder ganz fehlende UrinausscheidungalsAnurie.Bei einer Menge von < 400–500 ml/Tag spricht man von einerOligurie.
- Der TerminusPollakisuriemeint die überdurchschnittlich häufigeBlasenentleerungmit jeweils nur geringen Harnmengen.
- AlsDiabeteswerden verschiedeneKrankheitenunterschiedlicher Ursache bezeichnet, die wiederum einen erhöhten Harnfluss zur Folge haben.
Bezüglich der Harngewinnung für eine medizinische Untersuchung werden verschiedene Begriffe voneinander abgegrenzt. Neben dem durch eineKatheterisierungodersuprapubische Blasenpunktiongewonnenen Urin sind dies verschiedene Formen eines mittelseinfacher Blasenentleerunggewonnenen Harns. Zeitlich festgelegt werden dabei:
- erster Morgenurin,
- zweiter Morgenurin,
- postprandialer Urin (meist zwei Stunden nach einer Mahlzeit),
- Sammelurin(meist als 24-Stunden-Harn).
Eine tageszeitlich nicht festgelegte Blasenentleerung wird alsSpontanharnbezeichnet.
Eigenschaften
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Urin dient zur Regelung des Flüssigkeitshaushalts sowie zur Entsorgung vonHarnstoff,Harnsäureund anderenStoffwechsel-Endprodukten. Ein gesunder erwachsenerMenschscheidet täglich etwa 20 Gramm Harnstoff aus.[61] Urin enthält ferner geringe Mengen anZucker(Traubenzucker,Glucose). Ein erhöhter Glucosegehalt im Urin deutet aufDiabetes mellitushin. Die Konzentration von Proteinen beträgt im Normalfall weniger als 2 bis 8 mg je 100 ml, die maximale Ausscheidung täglich 100 bis 150 mg, im Durchschnitt jedoch 40 bis 80 mg. Eine erhöhte Proteinausscheidung wirdProteinuriegenannt. Die Proteine sind auch für die Bildung von Schaum auf dem Urin verantwortlich. Eine ungewöhnlich starke Schaumbildung ist somit auch ein Indiz für eineNephropathie.
Viele weitere Substanzen wieHormoneoderDuftstoffekommen in geringen Mengen im Urin vor. Die Geruchskomponenten lassen sich zuverlässig durch dieGC-MS-Kopplungnachweisen.[62]
DerpH-Wertdes Urins liegt bei normaler Ernährung zwischen 4,6 und 7,5, also eher imsaurenBereich. Eine einzelne pH-Wert-Messung des Urins hat aber nur eine bedingte Aussagekraft, da der pH-Wert täglichen starken Schwankungen unterworfen ist. Eiweißreiche Ernährung verschiebt den pH-Wert in Richtung sauer, während Gemüse eine Verschiebung insbasischeMilieu verursacht.
DieDichtebeträgt zwischen 1015 und 1025 g/l. Unter extremen Bedingungen (wie beispielsweise extrem hoher Flüssigkeitszufuhr oder andererseitsDehydration) kann sie zwischen 1001 und 1040 g/l schwanken. Gelöste Proteine oder Glucose können die Dichte des Urins erhöhen. DieOsmolaritätvon Urin liegt typischerweise zwischen 600 und 900 mosmol/l. Urin ist dann hyperosmotisch bezogen auf Blutplasma (290–300 mosmol/l), das heißt, die Konzentration der gelösten Stoffe ist höher als im Blutplasma. Die Osmolarität kann aber in Abhängigkeit vor allem von Flüssigkeitszufuhr und Flüssigkeitsverlusten zwischen 50 und 1200 mosmol/l variieren (d. h., Urin kann hypo-, iso- oder hyperosmotisch bezogen auf Blutplasma sein).
Urin ist annähernd keimfrei. Entgegen der weit verbreiteten Ansicht, dass Urin beim gesunden Menschen in der Blase komplett steril sei, enthält er aber auch dort eine Vielzahl verschiedenerBakterien.[63] Da auch die untere Harnröhre nicht völlig keimfrei ist, enthält Urin beim Austritt bis zu 10.000 Keime pro Milliliter. Allerdings sind diese in der Regel gesundheitlich unbedenklich und indizieren in dieser geringen Konzentration insbesondere keine Antibiothika-Therapie.[64][65]Zum Vergleich: Speichel enthält rund 100 Millionen Keime pro Milliliter.[66]
Frischer Urin riecht nach Brühe, während abgestandener Urin aufgrundbakteriellerUmwandlungsprozesse den stechenden Geruch vonAmmoniakannimmt. Dabei wird der Harnstoff enzymatisch (Urease) in Ammoniak und Kohlendioxid umgewandelt und der ursprünglich eher neutral bis saure Urin wird basisch (pH-Wert ca. 9–9,2). Bei einer schweren Stoffwechselentgleisung im Rahmen eines Diabetes mellitus kann der Urin nachAcetonriechen, dies wird durchKetoazidose(Ketokörperim Blut) verursacht. Auch bei akuten Krankheiten (Infektionen, Fieber) und nach dem Genuss bestimmter Nahrungsmittel kann der Urin einen atypischen Geruch aufweisen.
So tritt bei knapp der Hälfte der Menschen nach dem Verzehr von Spargel ein charakteristischer Geruch des Urins auf. Er ist auf den Abbau bestimmter Inhaltsstoffe des Spargels wieAsparagusinsäurezuS-Methyl-thioacrylat,zu dessenMethanthiol-AdditionsproduktS-Methyl-3-(methylthio)thiopropionatund anderem zurückzuführen.[67]Die Fähigkeit zu diesem Abbau wirddominant vererbt.
Der Urin von Schwangeren enthälthumanes Choriongonadotropin(hCG), ein in derPlazentagebildetes Hormon, das für die Erhaltung der Schwangerschaft verantwortlich ist. Diesen Umstand macht man sich beimSchwangerschaftstestzu Nutze, der bei vorhandenem hCG eine Farbänderung zeigt.
Färbung
Die gelbe Farbe des Urins entsteht durch sogenannteUrochromewie dieBilirubin-AbbauprodukteSterkobilinundUrobilin,die aus dem Abbau desHämoglobinsoder Blutfarbstoffs entstehen. Die Farbintensität hängt von der Konzentration der Urochrome im Urin ab. Hypertonischer (erhöhte Konzentration der gelösten Stoffe) Urin ist gelb oder – bei höherer Konzentration, beispielsweise als Folge vonDehydratation– gelb-orange, während geringer konzentrierter (hypotonischer Urin) hellgelb bis farblos ist.
Blutbeimengungen im Urin werden alsHämaturiebezeichnet und können den Urin rot färben. Ebenso tritt beiPorphyrieeine Rotfärbung auf.
Außerdem kann es bei manchen Menschen zu einer kurzzeitigen Rotfärbung des Urins kommen, ohne dass durch eine Wunde oder Entzündung Blut in den Harn gelangt, wenn die Person vermehrtCarotineoderBetanin(inRoter Bete) aufgenommen hat. Ob dies genetisch vererbt wird, ist unbekannt.
Zu einer rötlichen Urinverfärbung kann es zudem durchAnthracycline,Rifampicin,hochdosiertesMethotrexatund viele andere Medikamente kommen.[68]
Ist der Harn gesättigt, so kommt es bei Abkühlung zu einer Ausfällung vonUratenund damit zu ziegelroter oder dunkel gelber Färbung. Bei Erwärmung verschwindet sie wieder.
Dunkel orange oder braun gefärbter Urin kann ein Hinweis auf eineBilirubinurieund damit auf eine Gelbsucht (Ikterus) oder einenMorbus Meulengrachtsein. AlsMelanuriewird eine schwarze Färbung des Harns bezeichnet. Dieser enthältMelanogen,das an der Luft zuMelaninoxidiert. Melanurie kann beim Vorhandensein vonMelanomenauftreten. Ebenfalls schwarzer oder dunkler Urin findet sich beiAlkaptonurie.Hier wirdHomogentisataufgrund eines Defekts oder Mangels desEnzymsHomogentisat-Dioxygenasemit dem Urin ausgeschieden. Dieser verdunkelt sich nach Kontakt mit der Luft. Auch einige Medikamente können eine Verfärbung des Urins bewirken.
Bräunlicher Urin tritt beiMyoglobinurieauf, zum Beispiel verursacht durchRhabdomyolyse,oder auch bei Porphyrie.
Eine Grünfärbung des Urin kann durchPropofolausgelöst werden.[69]Propofol wird primär in derLeberabgebaut. Man nimmt an, dass phenolische Metaboliten den Urin grün färben können. Diese Metaboliten sind nicht nephrotoxisch. AuchIndomethacin,Amitriptylin,CimetidinundMethylenblaukönnen eine Grünfärbung des Urins auslösen. Ferner einVerschlussikterusoder einePseudomonas-Infektion.
Übrige Tiere
Einfache, den Nieren entsprechende Ausscheidungsorgane finden sich bereits bei denWirbellosen.Die Ausscheidungsprodukte der Proto- und Metanephridiensowie derMalpighischen Gefäßewerden zumeist ebenfalls als Harn bezeichnet.
Amphibien
AuchAmphibienbesitzen eineOpisthonephrosohne Henle-Schleifen und können daher keinen hyperosmolaren Harn produzieren. Die Stickstoffausscheidung erfolgt beiKaulquappenüber Ammoniak. Nach derMetamorphoseerfolgt sie überHarnstoff,bei wüstenbewohnenden Amphibien undMakifröschenüber Harnsäure (Uricotelie). Die Abgabe des Urins erfolgt in dieKloake,die über einen kurzen Verbindungsgang mit der Harnblase in Verbindung steht. Der dort gespeicherte Urin dient bei Amphibien vor allem als Wasserreservoir. Der ständige Wasserverlust über die Haut kann durch Rückresorption von Wasser aus dem Urin in gewissen Grenzen ausgeglichen werden.
Fische
Das Ausscheidungsorgan derFischeist eine modifizierteUrniere,Opisthonephrosgenannt. Die Urniere tritt bei Säugetieren nur vorübergehend beimEmbryoauf. DasNephronder Fische besitzt keine Henle-Schleife, die zur Konzentration des Urins benötigt wird. Deshalb können sie keinen hyperosmolaren Harn (größere Konzentration an gelösten Stoffen als im Blutplasma) produzieren. Bei einigen Fischarten (beispielsweiseSeenadeln,Seeteufel,Antarktisdorsche) sind nicht einmal Nierenkörperchen ausgebildet (aglomeruläre Niere), bei ihnen entsteht der Harn nicht durch Ultrafiltration, sondern durchSekretions- undDiffusionsvorgängein den Nierenkanälchen.
Die Funktion und Zusammensetzung des Urins ist abhängig vom Lebensraum. Bei Süßwasserfischen wird viel Urin gebildet und dient vor allem der Eliminierung von überschüssigem Wasser. Elektrolyte kommen bei Süßwasserfischen nie im Überschuss vor, im Gegenteil, hier erfolgt eine aktive Aufnahme von einwertigenIonenüber dasEpithelderKiemen.Bei Meeresfischen sind dagegen die Verhältnisse umgekehrt. Bei ihnen wird nur wenig und im Vergleich zum Blut isoosmotischer Urin gebildet. Durch das Leben im Salzwasser sind Elektrolyte bei ihnen stets im Überschuss vorhanden, ihre Eliminierung erfolgt aber nicht über den Urin, sondern über dieRektaldrüsen(Knorpelfische) oder das Epithel der Kiemen (Knochenfische). Der Harn dient bei Meeresfischen also nicht derOsmoregulation,sondern nur der Ausscheidung zweiwertiger Ionen (wieMg2+) und von überschüssigemStickstoff.Interessant sind die Verhältnisse beiWanderfischen(anadromeundkatadromeFische), die einen Teil des Lebens in Süß-, den anderen in Salzwasser verbringen. Hier kann überHormonedie Richtung des Elektrolytaustauschs in den Kiemen umgeschaltet werden: DurchKortisolwird zur Anpassung an Salzwasser die Abgabe einwertiger Ionen, überProlaktinderen Aufnahme zur Anpassung an Süßwasser ausgelöst.
Die Stickstoffverbindungen werden beiKnochenfischenzumeist alsAmmoniak(Ammoniotelie) direkt über die Kiemen, bei einigen anderen Fischen, insbesondere bei denKnorpelfischen,auch als Harnstoff (Ureotelie) ausgeschieden. Zum Teil wird Stickstoff auch alsGuaninin dieSchuppeneingelagert, welches ihnen den metallischen Glanz verleiht.
Eine Harnblase und Harnröhre fehlt bei manchen Fischen, die Harnleiter münden in den Enddarm, die Harnröhre mit eigenem Porus, oder (selten) in eine Kloake usw.
Reptilien
Reptilien besitzen wie alleAmnioteneineNachniere(Metanephros).Im Gegensatz zu Vögeln und Säugetieren besitzen die Nephrone keine Henle-Schleife und können daher in der Niere keinen konzentrierten Harn produzieren. Die produzierte Harnmenge ist bei Reptilien gering (0,2 bis 5,7 ml pro kg Körpermasse und Stunde). Die Harnleiter münden wie bei Amphibien in die Kloake. Von der Kloake führt beiEchsenundSchildkrötenein kurzer Gang in die Harnblase (Harnbeutel), in der der Harn gespeichert werden kann.Schlangenbesitzen keine Harnblase.
Der Urin ist bei Schildkröten flüssig. Bei den übrigen Reptilien wird er im Enddarm durch Wasserrückresorption eingedickt und ist daher breiartig bis pastös. Überschüssiger Stickstoff wird in Form von Harnsäure oder Guanin ausgeschieden. Für die Ausscheidung überschüssiger Elektrolyte ist der Urin der Reptilien von untergeordneter Bedeutung, ein Salzüberschuss wird über verschiedene Kopfdrüsen ausgeglichen:Orbitaldrüse(Meeresschildkröten, am Auge),Sublingual-oderPrämaxillardrüse(Schlangen),Zungendrüsen(Krokodile),Nasendrüse(Echsen).
Vögel
Die Nachniere derVögelsteht zwischen der von Reptilien und Säugetieren, da neben Nephronen vom Reptilientyp (ohne Henle-Schleife) auch Nephrone vom Säugetiertyp auftreten, so dass Vögel zur Bildung eineshyperosmolarenHarns befähigt sind. Der Urin wird über den linken und rechten Harnleiter in den Mittelabschnitt(Urodeum)derKloakeabgegeben, eine Harnblase fehlt allen Vögeln.
Überflüssiger Stickstoff wird wie bei Reptilien in Form von Harnsäure oder Guaninausgeschieden.Über eine negativePeristaltikgelangt der Urin in den Enddarm, wo ihm Wasser entzogen wird. Der Urin ist daher bei Vögeln pastös (hell) und es kommt zur Ausfällung von Harnsäurekristallen, die zusammen mit dem Kot (dunkler) ausgeschieden werden. Der stickstoffreiche Kot von Vögeln (Guano) wird auch alsDüngemittelgenutzt. Bei Vögeln mit entwickelten Blinddärmen (beispielsweiseHühnervögel) kann der konzentrierte Urin auch bis in die Blinddärme zurücktransportiert werden und dient der dort angesiedeltenDarmfloraals Stickstoffquelle. Überschüssige Elektrolyte (Kochsalz) werden bei Vögeln nicht nur über den Urin, sondern (wie bei Echsen) auch über dieNasendrüseausgeschieden, ein Mechanismus, der für die Aufrechterhaltung derOsmolaritätvor allem bei Meeresvögeln von Bedeutung ist.
Urinuntersuchung
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DieUrinuntersuchung,auchUroskopieoder Harnschau (mittelsHarnglas), ist eine der ältesten medizinischen Untersuchungen. Sie erlaubt Rückschlüsse auf den Zustand und die Funktionsfähigkeit vonNiereundBlase,beispielsweise beiNiereninsuffizienzundBlaseninfektion.Während früher die Untersuchung mittels Beschreibung der Beobachtungen (Farbe, Trübungen, Ablagerungen durch denBlasenablassusw.), des Geruches und des Geschmackes (daher stammt auch die DiagnoseDiabetes mellitus,damellitusimLateinischen„honigsüß “bedeutet) erfolgte, so wird heutzutage die Erstuntersuchung in erster Linie mit Hilfe von Urin-Teststreifen durchgeführt. Damit kann man gleichzeitig und innerhalb von wenigen Minuten mehrere wichtige Befunde erheben. Durch einen Farbumschlag können näherungsweise der Gehalt an Proteinen,Glucose,Ketonen,Bilirubin,Urobilinogen,Urobilin sowie derpH-Wertbestimmt werden, auch wird der Urin auf Vorhandensein vonBlutundEntzündungszellengetestet. Die Zusammenstellung dieser Ergebnisse wird als Urinstatus bezeichnet.
Mit Hilfe des Urinstatus können Frühsymptome dreier großer Krankheitsgruppen erkannt werden:
- Erkrankungen der Nieren und ableitenden Harnwege (Nierensteine,Nierentumoren,Entzündungen,…)
- Kohlenhydratstoffwechselstörungen (Diabetes mellitus)
- Leber- und hämolytische Erkrankungen.
Eine qualitative Harnuntersuchung weist nach, ob eine Substanz im Harn vorhanden ist oder nicht, während eine quantitative Untersuchung die genaue Menge des untersuchten Stoffes angibt. Eine semiquantitative Untersuchung gibt in etwa an, wie viel von einer Substanz im Harn vorhanden ist.
Der Urin eines gesunden Menschen sollte wederProteine,Nitrit,KetonenochBlutbestandteilewieHämoglobinenthalten. Werden dort Substanzen, die normalerweise nicht im Urin vorkommen, nachgewiesen oder finden sich veränderte Konzentrationen, kann dies auf Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes hinweisen.
Wird frischer Morgenurinzentrifugiertund dann unter demMikroskopbetrachtet (Untersuchung desUrinsediments), sind verschiedene feste Bestandteile sichtbar. Dazu gehören beispielsweise Kristalle aus Harnsäure,CalciumsulfatundCalciumoxalat.KristallisiertesTyrosinoderBilirubinsind hingegen Zeichen für Erkrankungen. Unter dem Mikroskop können neben den kristallisierten Substanzen auch zelluläre Bestandteile gefunden werden. Diese können Hinweise auf Tumoren von Nieren und ableitenden Harnwegen darstellen.
Durch spezielle Nachweistests kann die Einnahme von Medikamenten, Giften, Drogen oderDopingsubstanzenim Urin nachgewiesen werden. Jedoch können diese Untersuchungen, die beispielsweise in der Suchttherapie eingesetzt werden, durch diverse Zusätze – wieBleichmittel,SeifeoderKochsalz– verfälscht werden. BeimSchwangerschaftstestwirdhumanes Choriongonadotropin(hCG) nachgewiesen.
Bei Verdacht auf verschiedene Erkrankungen können hierfür spezifische Substanzen im Urin bestimmt werden. Hierfür wird meistens der 24-Stunden-Sammelharn verwendet. Beim Phäochromozytom weist manKatecholamineund deren Abbauprodukte nach. Der früher durchgeführte Test aufVanillinmandelsäureist aufgrund zu geringerSpezifitätveraltet.
Die Menge des ausgeschiedenen Urins ist ein entscheidender Wert bei der Flüssigkeitsbilanzierung, bei der die Aufnahme von Flüssigkeiten mit der Ausscheidung (Urin, Schweiß,Perspiratio invisibilis) verglichen werden.
Mittelstrahlurin
Für Untersuchungen wird bevorzugt derMittelstrahlharndes Morgenurins benutzt, da dieser die enthaltenen Stoffe in größerer Konzentration enthält als tagsüber gewonnener. Nach einer anfänglichen Säuberung und eventuellen Desinfektion derEichelbeim Mann oder des Genitalbereichs bei der Frau wird der erste Strahl des Harns verworfen. Erst die folgenden Anteile werden aufgefangen und für die Untersuchung verwendet. Damit werden Beimengungen aus Verunreinigungen der äußeren Abschnitte der Harnröhre vermindert, die das Ergebnis verfälschen können. Bei weiblichen Probanden wird das Gewinnen von unverfälschtem Mittelstrahlurin durch die Anatomie der Vulva und die Sekrete des Genitals deutlich erschwert.
Dreigläserprobe
Eine ähnliche Methode ist dieDreigläserprobe.Dabei werden der erste Strahl sowie der Mittelstrahl in separaten Gefäßen aufgefangen. Das dritte Glas wird nach leichterProstata-Massage mit Urin – vermengt mit Prostata-Sekret – gefüllt. So lässt sich eine grobeLokalisationbeispielsweise von Blutungsquellen vornehmen. Der Inhalt des ersten Glases repräsentiert die Harnröhre, das zweite Glas die Harnblase und das dritte die Prostata.
Weitere Sammelarten
Für spezielle Fragestellungen kann der Urin auch über einenKatheteroder durch direkte Punktion der Blase durch die Bauchdecke (suprapubische Blasenpunktion) gewonnen werden. Dieser ist normalerweise frei von Keimen der Umgebung oder der Harnröhre. Für einige Untersuchungen ist das Sammeln des Urins über 24 Stunden notwendig. Dies ist in der Regel der Fall bei der Analytik vonHormonenund deren Abbauprodukten, wie z. B. derVanillinmandelsäure,Homovanillinsäureoder5-Hydroxyindolessigsäurezur Diagnostik des Phäochromozytoms,NeuroblastomsoderKarzinoidsyndroms.
Harnsteine
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Wenn im Urin gelöste Mineralsalze (beispielsweiseCalciumcarbonat,CalciumphosphatoderCalciumoxalat)ausgefälltwerden, können sich zunächst kleine Kristalle bilden, die sich allmählich zu größeren Gebilden zusammenfügen. Diese alsHarn-oder Nierensteine bezeichneten Gebilde können sich entweder in den Nieren, im Harnleiter oder in der Harnblase ansammeln und starke Schmerzen (Kolik) verursachen. In den meisten Fällen (etwa 80 %) gehen sie nach Gabe von entkrampfenden oder schmerzstillenden Mitteln mit Hilfe von erhöhter Trinkmenge und körperlicher Bewegung von selbst ab. Seltener ist ein (manchmal auch nurendoskopischer) Eingriff notwendig und nur in extremen Fällen ist eine Behandlung durch Stoßwellen-Zertrümmerung (Extrakorporale Stoßwellen-Lithotripsie) nötig.
Verwendung von Urin
Als Reinigungsmittel
Urin, insbesondere „gefaulter “, wurde über Jahrtausende alsReinigungsmitteleingesetzt. So wurden inRoman belebten StraßenamphorenartigeUrinaleaufgestellt, um den von den Wäschern benötigten Urin einzusammeln. KaiserVespasianerhob darauf eine spezielle Urinsteuer. Als sein SohnTitusihm daraufhin Vorwürfe machte, aus derartig stinkender Angelegenheit monetären Nutzen zu ziehen, soll er diesem eine Münze vor die Nase gehalten und „Pecunia non olet“(„Geld stinkt nicht “) geantwortet haben.
Gefaulter Urin wurde noch bis ins 20. Jahrhundert zum Entfernen des Wollfetts(Entschweißen)frischgeschorener Schafwolleund zumWalkenvon Wolltuchen eingesetzt, des Weiteren imGerberhandwerksowie für dasBeizenvonkupfergedecktenDächern(Patina).
Als Färbungsmittel
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/18/Indigo_plant_extract_sample.jpg/220px-Indigo_plant_extract_sample.jpg)
Große Bedeutung hat und hatte Urin auch für das Färberhandwerk. Aus dem Urin indischer Kühe, die ausschließlich mitMangoblätterngefüttert wurden, wurde durch Verdampfen dasIndischgelb(Magnesiumeuxanthat, ein Magnesiumsalz derEuxanthinsäure,Summenformel C19H16O11Mg · 5 H2O) gewonnen. Seine Herstellung ist in Indien bereits seit dem 15. Jahrhundert bekannt.[70] Im 18. Jahrhundert gelangte der Farbstoff dann auch nach Europa. Seit Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts hat diese Herstellungsmethode jedoch aufgrund von Tierschutzbedenken an Bedeutung verloren.[71]Außerdem diente menschlicher Urin zur Gewinnung vonIndigoblau.Dazu wurden die Blätter desFärberwaidsin Kübeln mit Urin vergoren. Die Färbung von Textilien mit Urin und Indigo nennt manKüpenfärbung.Dabei macht man sich diereduzierendeWirkung des Urins zu Nutze, um Indigo löslich zu machen und denFarbstoffso in die Faser zu bringen.
Als Pflanzennährstoff
Durch den Gehalt anStickstoffverbindungen(bei Säugetieren einschließlich der Menschen vor allem Harnstoff,HarnsäureundKreatinin),PhosphatensowieKalium- undCalciumsalzenu. a. m. kann Urin als Lieferant vonPflanzennährstoffendienen. Dieser Gehalt ist i. d. R. so hoch, dass Pflanzen durch Begießen mit unverdünntem Urin geschädigt oder sogar zum Absterben gebracht werden können, sie „verbrennen “. Verdünnt, z. B. mit der acht- bis zehnfachen Menge Wasser, stellt Urin hingegen einen stark wachstumsförderndenDüngerdar.[72] In Gebieten mit sehr geringenNiederschlägenkann der – je nach Ernährung unterschiedlich hohe –Kochsalzgehaltdes Urins allerdings zu einerVersalzungdes Bodens führen. Da Urin aufgrund des hohen Pflanzennährstoffanteils auch zur Überdüngung von Gewässern beiträgt, gibt es inzwischen weltweit Projekte, diesen Nährstoffgehalt durch entsprechende technische Maßnahmen nutzbar zu machen.[73]
Trinkwassergewinnung
Urin kann durchDestillationzuTrinkwasserverarbeitet werden, um einer Dehydratation entgegenzuwirken. Das wird zum Beispiel auf derInternationalen Raumstation(ISS) getan, um die Astronauten im Weltraum mit genügend Trinkwasser versorgen zu können und zusätzliche Versorgungsflüge zu sparen.[74]
Auch kann das Destillieren von Urin in wasserarmen Regionen eine wichtigeÜberlebensstrategieim Sinne desBushcraftingsein, sofern es keine andere Wasserquellen gibt. Nicht oder falsch destillierter Urin eignet sich nicht als Trinkwasserersatz, schadet den Nieren und steigert den Durst. Zum Destillieren eignen sich auchSolardestillen.Aktivkohlefilterkönnen den Harnstoff nur wenig adsorbieren.[75]
Urin wie auch andere Flüssigkeiten in einerAbwasserleitungkönnen durch eineKläranlagegereinigt[76]und alsUferfiltratteilweise wieder zu Trinkwasser werden.
Medizinische Verwendung
In der Medizin wurden Urin und aus Urin gewonnene Substanzen vielfältig eingesetzt. So wurde in Kriegs- und Katastrophenfällen Urin als wirkungsvolles Wunddesinfektionsmittelverwendet. Um 1500 empfahl der ostschwäbischeWundarztJörg zu Pforzen ein aus Salz und dem Sediment von Knabenurin hergestelltes Pulver zur Behandlung des Pannus (Überwachsung derAugenhornhaut).[77]Heute können aus dem Urin vonpostmenopausalenFrauenGonadotropinegewonnen werden, die zur Therapie von Fruchtbarkeitsstörungen eingesetzt werden können.
ImalternativmedizinischenBereich wird die „Eigenurintherapie“angewandt. Hierbei werden dem eigenen (Morgen-)Urin Fähigkeiten zur Heilung verschiedener Krankheiten zugeschrieben. Durch Trinken, äußerliche Anwendung oder Injektion sollen Krankheiten wieAsthma,NeurodermitisoderCelluliteund andere geheilt oder zumindest gelindert werden. In Deutschland hat unter anderemCarmen Thomasin ihrem BuchEin ganz besonderer Saft – Urindafür plädiert, Eigenurin zu trinken.[78] Nachweise für einen positiven Effekt der Eigenurintherapie gibt es nicht.[79][80]
Die arabische Tradition kennt die Verwendung von Kamelurin als Heilmittel. Das geht auf eineHadithdes Propheten Mohammed zurück.[81] In jüngerer Zeit wurde von Forschern in Arabien eine krebsmindernde Wirkung von Kamelurin behauptet.[82]Im Juli 2015 warnte dieWHOvor dem Trinken von Kamelurin, weil dadurch die Gefahr einer Ansteckung mitMERSbesteht.[83]
Da pathogenePrionen– falsch gefaltete Eiweiße, welche Krankheiten wieBSEoderScrapieauslösen können – im Urin gefunden wurden, unterliegt die Gewinnung von Arzneien aus menschlichem Urin strengen Vorschriften.[84]Menotropinaus humanem Urin muss wegen möglicherCJK-Ansteckungsgefahr mit einem Warnhinweis versehen werden; es sind aber noch keine Ansteckungen via menschlichem Urin bekannt.[85] Nach Ergebnissen des Schweizer Prionenforschers Adriano Aguzzi sind im Urin enthaltene Prionen die derzeit aktuelle Erklärung dafür, weshalb Prionenkrankheiten beiSchafen,ElchenundHirschenrelativ hohe Ansteckungsraten besitzen – schließlich ernähren sich diese Wildtiere nicht vonTiermehl.Allerdings fand man die Prionen im Urin nur, wenn eineNierenentzündungvorlag.[84]
Kommunikation und Markierung im Tierreich
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3c/Lobo_marcando_su_territorio-2.jpg/220px-Lobo_marcando_su_territorio-2.jpg)
Tiere verwenden Urin auch zurKommunikation(Chemokommunikation). Am bekanntesten dürfte dabei derHundsein, der, wie viele andere Tiere, seinRevierdurch die Abgabe einer kleinen Urinmenge an markanten Stellen abgrenzt. Bei einigenKatzenwieLeopardoderGepardund den meistenHuftierenerkennt das Männchen am Geruch des Urins, ob das Weibchen paarungsbereit ist. Beim Abbau des enthaltenen Harnstoffs in der Umwelt entsteht durchHydrolysedas stechend riechende GasAmmoniak.
Sexuelle Vorliebe
Diesexuelle Vorliebezu Urin wird auch alsUrophilieoderUndinismus[86]bezeichnet. Dabei wird der Prozess desUrinierensoder der Urin selbst alserotischundsexuell stimulierenderlebt. AuchUrophagie,der Lustgewinn durch orale Aufnahme von Urin (sogenanntem„Natursekt“), kann damit verbunden sein. In der entsprechenden Szene sind auch die BezeichnungenNatursekt(oftmals auch mit„ns “abgekürzt),Watersports,Pissing,Peeing,Golden Shower,Golden-WaterfallsundWet-Gamesverbreitet. Da diese sexuelle Vorliebe deutlich von der empirischen Norm abweicht, wird auch von einerParaphiliegesprochen.
Psychische und soziale Aspekte des Urinierens
Zu psychischen und sozialen Aspekten des Urinierens sieheHarnlassen.
Siehe auch
Literatur
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Weblinks
Einzelnachweise
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- ↑Urin.Dudenonline.
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- ↑Schiffe.In:Duden online.
- ↑Lulu.In:Duden online.
- ↑Malte Stoffregen:Eine frühmittelalterliche lateinische Übersetzung des byzantinischen Puls- und Urintraktats des Alexandros. Text, Übersetzung, Kommentar.Medizinische DissertationFUBerlin 1977.
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- ↑So die Kapitelüberschrift im Inhaltsverzeichnis auf Seite 1 in:Franz Volhard:Die doppelseitigen hämatogenen Nierenerkrankungen.In:Gustav von Bergmann,Rudolf Staehelin(Hrsg.):Handbuch der inneren Medizin.2. Auflage. 6. Band, 1. Teil. Verlag von Julius Springer, Berlin / Heidelberg 1931, S. V und 1.
- ↑Franz Volhard,in:Handbuch der inneren Medizin.Julius Springer Verlag, 3. Band, 2. Teil:Mundhöhle und Speiseröhre, Magen, Darm, Peritoneum, Nieren, Nierenbecken und Harnleiter,Berlin / Heidelberg 1918, S. 187–1911, mit 245 teils farbigen Abbildungen und drei farbigen Tafeln, darin:Die doppelseitigen hämatogenen Nierenerkrankungen (Bright’sche Krankheit)vonFranz Volhard,davon erschien 1918 ein Separatdruck, VIII, 576 Seiten, mit 24 meist farbigen und 8 farbigen Tafeln (Nachdruck:ISBN 978-3-662-42272-4).
- ↑Carl Ludwig:Lehrbuch der Physiologie des Menschen.2. Band:Aufbau und Verfall der Säfte und Gewebe. Thierische Wärme.2. Auflage. C. F. Wintersche Verlagshandlung, Heidelberg 1861. Reprint:ISBN 978-0-282-31423-1,S. 425.
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- ↑Christian Mürner:Die Nieren zu beiden Seiten.In:Diatra.31. Jahrgang, Nr. 1, 2021, S. 76–79.
- ↑Andreas Vesalius:doi:10.3931/e-rara-20094(2. Auflage ebenda 1555; Neudruck Brüssel 1970). Liber V Caput X Pagina 515:de renibus,S. 514–517.
- ↑Johanna Bleker:Die Geschichte der Nierenkrankheiten.Boehringer Mannheim 1972, S. 53. Oberhalb des symbolischen Siebes münden Vene und Arterie in einen Hohlraum, unterhalb des Siebes sammelt sich der Urin zum Abfluss in den Harnleiter.
- ↑John Blackall:Observations on the Nature and Cure of Dropsies, and particularly on the Presence of the Coagulable Part of the Blood in Dropsical Urine.London 1813, S. 271.
- ↑Johanna Bleker:Die Geschichte der Nierenkrankheiten.Boehringer Mannheim,Mannheim 1972, S. 83.
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