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# Gegenstromprinzip, Harnstoffrezirkulation und Harnkonzentrierung

- Mechanismus
- Prüfungsrelevanz: hoch

Die Niere reichert ihr Mark mit Salz an, um dem Urin bei Bedarf Wasser zu entziehen. So kann Urin bis zu viermal konzentrierter sein als Blut.

Aktualisiert 1 Nov 2026

Auch genannt: Gegenstrommultiplikator, Vasa recta

**In 3D ansehen:** [Nieren (Renes)](https://durgical.com/de/anatomie/nieren/) · [Intrarenale Gefäße](https://durgical.com/de/anatomie/intrarenale-gefa-e/)

## Das Wichtigste

- Der Urin reicht von ≈ 50 mOsm/kg (maximale Verdünnung) bis ≈ 1200 mOsm/kg (maximale Konzentrierung); Plasma liegt bei ≈ 290.
- Der Motor ist der dicke aufsteigende Schenkel (NKCC2, wasserdicht); der absteigende Schenkel gleicht sich durch Wasserverlust an.
- Harnstoff verlässt das innere medulläre Sammelrohr (UT-A1, durch ADH stimuliert) und liefert ≈ 40–50 % der Osmolalität des Marks.
- Die Vasa recta wirken als Gegenstromaustauscher: langsamer, U-förmiger Fluss, der den Gradienten nicht auswäscht.
- Etwa 600 mOsm/Tag müssen ausgeschieden werden; bei einem Maximum von 1200 mOsm/kg beträgt die obligate Mindestharnmenge ≈ 0,5 L/Tag.
- Schleifendiuretika, hoher Markfluss und Proteinmangelernährung (wenig Harnstoff) verringern die Konzentrierungsfähigkeit.

## Worum es geht

Die im Gegenstrom verlaufende Henle-Schleife vervielfacht einen kleinen horizontalen Salzgradienten zu einem Interstitium des Marks mit ≈ 1200 mOsm/kg an der Papillenspitze. Rezirkulierter Harnstoff liefert fast die Hälfte dieses Gradienten, und die Vasa recta erhalten ihn, ohne ihn auszuwaschen. Unter ADH gleicht sich das Sammelrohr an dieses Mark an und bildet konzentrierten Urin.

## Wie es funktioniert, Schritt für Schritt

- Der dicke Schenkel transportiert NaCl ohne Wasser ins Interstitium und erzeugt auf jeder Höhe einen Unterschied von ≈ 200 mOsm/kg zwischen Lumen und Interstitium.
- Der wasserdurchlässige absteigende Schenkel gibt Wasser an dieses Interstitium ab, und seine Flüssigkeit konzentriert sich.
- Die Flüssigkeit fließt weiter und trägt die höhere Konzentration zur Schleifenspitze; der dicke Schenkel entfernt erneut Salz, sodass sich der Gradient mit der Tiefe vervielfacht.
- Im inneren Mark lässt das Sammelrohr unter ADH Wasser austreten und konzentriert den Harnstoff im Lumen.
- Harnstoff tritt über UT-A1 ins innere Interstitium aus, gelangt teilweise in die Schleife und kehrt zum Sammelrohr zurück: Er rezirkuliert.
- Die Vasa recta nehmen auf dem Weg nach unten gelöste Stoffe auf und geben Wasser ab und machen auf dem Weg nach oben das Umgekehrte; so führen sie resorbiertes Wasser ab, ohne den Gradienten abzutransportieren.
- Bei hohem ADH gleicht sich das Sammelrohr an das Mark an, sodass der Urin fast so konzentriert austritt wie die Papille.

### The nephron: segments, transporters and diuretics

**Na⁺ reabsorbed** almost none **Water reabsorbed** ≈ 15%

#### Thin descending limb of the loop of Henle

- **What it does:** Permeable to water, barely to solutes: water leaves into the hyperosmotic interstitium (≈ 15% of filtered water) and the fluid concentrates to ≈ 1200 mOsm/kg at the hairpin.
- **Transporters:** Aquaporin 1 (AQP1), always present: it does not depend on ADH.
- **Drugs:** Osmotic diuretics (3): keep water in the lumen here and in the proximal tubule.
- **Disorders:** Losing the medullary gradient (medullary washout) lowers the ability to concentrate urine.

- Glomerulus and arterioles
- Proximal tubule
- Thin descending limb
- Thin ascending limb
- Thick ascending limb
- Distal convoluted tubule
- Collecting tubule and duct
- Juxtaglomerular apparatus (macula densa)
- Cortex
- Medulla
- Interstitial osmolality (≈ 300 → 1200 mOsm/kg)

Illustrative schematic drawn by Durgical (a long-loop juxtamedullary nephron); proportions and percentages are approximate and not for clinical decisions.

### The nephron: segments, transporters and diuretics

**Na⁺ reabsorbed** small (passive) **Water reabsorbed** 0%

#### Thin ascending limb of the loop of Henle

- **What it does:** Impermeable to water; in the inner medulla NaCl leaves passively and the fluid starts to dilute. With the thick limb and urea it builds the medullary gradient (countercurrent multiplier).
- **Transporters:** Cl⁻ channels (ClC-K1) and a paracellular path for Na⁺; passive urea transport.

- Glomerulus and arterioles
- Proximal tubule
- Thin descending limb
- Thin ascending limb
- Thick ascending limb
- Distal convoluted tubule
- Collecting tubule and duct
- Juxtaglomerular apparatus (macula densa)
- Cortex
- Medulla
- Interstitial osmolality (≈ 300 → 1200 mOsm/kg)

Illustrative schematic drawn by Durgical (a long-loop juxtamedullary nephron); proportions and percentages are approximate and not for clinical decisions.

## Ungefähre Osmolalitäten

| Parameter | Wert | Hinweis |
| --- | --- | --- |
| Plasma | ≈ 285–295 mOsm/kg | |
| Interstitium der Rinde | ≈ 300 mOsm/kg | |
| Interstitium der Papillenspitze | ≈ 1200 mOsm/kg | kann ≈ 1400 erreichen |
| Urin, maximale Konzentrierung | ≈ 1200 mOsm/kg | |
| Urin, maximale Verdünnung | ≈ 50 mOsm/kg | |
| Obligate Mindestharnmenge | ≈ 0,5 L/Tag | bei ≈ 600 mOsm/Tag gelöster Stoffe |

Ungefähre Werte eines gesunden Erwachsenen in Ruhe; jedes Labor legt eigene Referenzbereiche fest.

## Wer macht was

| Element | Rolle | Bei Ausfall |
| --- | --- | --- |
| Dicker aufsteigender Schenkel | Motor: entfernt NaCl ohne Wasser | Schleifendiuretika: Der Urin kann weder gut konzentriert noch gut verdünnt werden |
| Absteigender Schenkel | Gleicht sich durch Wasserverlust an | — |
| Sammelrohr + ADH | Lässt Wasser austreten; konzentriert Harnstoff | Diabetes insipidus: große Mengen verdünnten Urins |
| Harnstoff (UT-A1) | ≈ 40–50 % des inneren Gradienten | Eiweißarme Ernährung: geringere Konzentrierung |
| Vasa recta | Austausch: erhalten den Gradienten | Hoher Markfluss: Auswaschung des Marks |

## Klinischer Bezug

- Zentraler oder renaler Diabetes insipidus: Ohne ADH-Wirkung bleibt der Urin verdünnt (

## Merkhilfe

„Salz oben, Wasser unten, Harnstoff am Grund“: Der dicke Schenkel legt das Salz, der absteigende Schenkel gibt das Wasser ab, und der rezirkulierte Harnstoff salzt die Papille fertig.

## Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

## Warum verringert ein Schleifendiuretikum die Fähigkeit, den Urin zu konzentrieren?

Es blockiert NKCC2 im dicken Schenkel, den Motor, der Salz ins Interstitium befördert. Ohne diesen Gradienten im Mark kann ADH dem Sammelrohr kein Wasser entziehen.

## Welche Rolle spielt Harnstoff bei der Harnkonzentrierung?

ADH öffnet UT-A1 im inneren medullären Sammelrohr; konzentrierter Harnstoff tritt ins Interstitium aus und liefert fast die Hälfte seiner Osmolalität, sodass mehr Wasser entzogen werden kann.

## Warum waschen die Vasa recta den Gradienten des Marks nicht aus?

Sie sind U-förmig mit langsamem Fluss: Auf dem Weg nach unten nehmen sie gelöste Stoffe auf und geben sie auf dem Weg nach oben zurück (Gegenstromaustausch), während sie resorbiertes Wasser abtransportieren.

## Warum gibt es eine obligate Mindestharnmenge von ≈ 0,5 L/Tag?

Täglich müssen etwa 600 mOsm gelöster Stoffe ausgeschieden werden, und der Urin kann ≈ 1200 mOsm/kg nicht überschreiten; die Division ergibt mindestens ≈ 0,5 L.

## Verwandte Themen

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## Connections

## In 3D ansehen 2

Die Strukturen der 3D-Anatomie von Durgical, in denen es stattfindet.

- [Nieren (Renes)](https://durgical.com/de/anatomie/nieren/)
- [Intrarenale Gefäße](https://durgical.com/de/anatomie/intrarenale-gefa-e/)

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Lehrinhalt zur Physiologie; kein Leitfaden für Diagnose oder Behandlung und kein Ersatz für den Rat einer medizinischen Fachperson. Die Werte sind ungefähre Referenzwerte. Ohne Dosierungen.

Quellen: [Physiology, Renal](https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538339/) (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2023).

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