Układ wydalniczy

• Ludzie posiadają dwie nerki, które filtrują krew, przekształcają przesącz w mocz i odprowadzają mocz przewodami moczowymi do pęcherza moczowego i wydalany na zewnątrz przez cewkę moczową.

• Dwa zwieracze przy ujściu cewki moczowej kontrolują czas wydalania moczu.

• Zwieracz zbudowany z mięśni gładkich, kontroluje układ autonomiczny, rozciągnięcie pęcherza (napełnienie pęcherza) aktywuje odruch rdzeniowy i rozkurz mięśnia.

• Drugi zwieracz zbudowany jest z mięśni poprzecznych - zależny od woli.

Budowa nefronu

Nerka dzieli się na korę i rdzeń: rdzeń tworzy 8 do 15 piramid. Każda nerka zawiera milion nefronów, które są podstawową jednostką funkcjonalną

Budowa nefronu:

• Kłębuszek nerkowy (splot włosowatych naczyń tętniczych)

• Torebka Bowmana otaczająca kłębuszek. Wewnętrzna ściana torebki wyścielona jest komórkami nabłonka zwanych podocytami.

• Kanalik nerkowy zbudowany jest z trzech odcinków

• Kanalik kręty pierwszego rzędu

• Pętla Henlego

• Kanalik kręty drugiego rzędu, który uchodzi do kanalika zbiorczego czyli prostego

Kłębuszek nerkowy i pętle bliższe i dalsze znajdują się w korze nerki.

Nefrony mogą być korowe i przyrdzeniowe. Nefrony korowe mają krótkie pętle Henlego i rozcieńczają mocz, ale go nie zagęszczają. W nerce jest 85% nefronów korowych. Nefrony przyrdzeniowe - długa pętla Henlego rozcieńczają i zagęszczają mocz.

W kłębuszku nefronu odbywa się filtracja, a przesącz przechodzi do torebki Bowmana. Następnie mocz pierwotny przesączony w kłębuszkach przepływa do układu kanalikowego, gdzie następuje formowanie moczu ostatecznego, polegające na wchłanianiu zwrotnym (resorpcja) oraz wydzielaniu (sekrecja)

Kanaliki nerkowe - otrzymują i modyfikują przesącz. Resorpcja - wchłanianie zwrotne wody, glukozy, sodu , potasu, wodorowęglanów do komórek nabłonkowych a potem do krwi. Sekrecja - wydzielanie ciał azotowych, potasu i zbędnych substancji do światła kanalika, a potem do moczu

Mocz produkowany jest w wyniku trójetapowego procesu filtracji, resorpcji (wchłaniania zwrotnego) i wydzielania (zagęszczania)

• Nerki filtrują około 12% krwi, którą otrzymują, co stanowi - 180 litrów/dzień

• 2-3 litrów moczu dziennie jest produkowana, reszta ulega resorpcji

• Mocz jest 4x bardziej stężony niż krew.

• Kanaliki kręte pierwszego rzędu - resorpcja wody, NaCl, glukozy i aminokwasów (65% przesączu ulega resorpcji). Dalsze wchłanianie: pętla Henlego i kanaliki kręte drugiego rzędu

• Pętla Henlego - działa jako przeciwprądowy system zagęszczania i tworzy gradient stężeń w tkance otaczającej nefron

• Pętla Henlego zawiera dwie części różniące się anatomicznie:

• Częśc zstępująca przepuszczalna tylko dla wody

• Częśc wstępująca nieprzepuszczalna dla wody, przepuszczalna dla NaCl

Filtracja i zagęszczania

• Kłębuszki nerkowe filtrują krew tworząc przesącz pozbawiony komórek i dużych cząsteczek (przesącz nerkowy)

• W filtracji biorą udział: ściany kapilar, błona podstawna kapilary śródbłonak i podocyty torebki Bowmana

• Krew przepływa przez kłębuszki nerkowe pod dużym ciśnieniem

• Skład przesączu nerkowego jest podobny do odbiałczonego osocza

• Przesącz podczas przechodzenia przez kanaliki nerkowe ulega koncentracji i przekształceniu w mocz

• Komórki nabłonkowe kontrolują skład moczu poprzez aktywne wydzielanie i resorpcję specyficznych cząsteczek

Funkcja kanalików zbiorczych

• Płyn zbierany przez kanaliki zbiorcze zawiera głównie mocznik

• Część mocznika i wody ulega resorpcji (dyfunduje z powrotem do pętli Henlego)

• Recyklizacja mocznika też bierze udział w zatężaniu moczu

Badania czynnościowe nefronu

Klirens nerkowy: ilość osocza całkowicie oczyszczonego z danej substancji w ciągu jednej minuty. Klirens nerkowy danej substancji informuje, jak ta substancja jest transportowana przez nerki. Do oznaczenia klirensu służą następujące substancje: inulina, kwas paraaminohipurowy, mocznik, kreatynina.

Klirens wyraża sprawność z jaką osocze zostaje oczyszczone z danej substancji i obliczamy go według wzoru:

C_x = U_x * V

P_x

C_x - klirens substancji w ml/min.

U - stężenie substancji w moczu w mg/ml

P - stężenie substancji w osoczu w mg/ml

V - wielkość diurezy w ml/min.

Klirens inuliny jest miarą funkcji kłębuszkowej GFR, ponieważ ilość oczyszczonego z inuliny osocza jest równoważna objętości osocza przesączonego w tym czasie.

Porównanie klirensu jakiejś substancji z klirensem inuliny mówi o zachowaniu się danej substancji w czasie przechodzenia przez nefron:

Cx = Cx inuliny - substancja jest wydalana wyłącznie drogą filtracji

Cx < Cx inuliny - substancja w części ulega reabsorpcji w kanaliku

Cx > Cx inuliny - substancja jest usuwana przez filtrację oraz wydzielanie kanalikowe

Innulina - substancja egzogenna. Powszechne zastosowanie do badań klirensowych pozwalających na ocenę filtracji kłębuszkowej znalazła endogenna kreatynina stale obecna w osoczu. Prawidłowa wartość klirensu dla kreatyniny = 85-150 ml/min. Zaburzenia - niewydolność nerek

Kanalikowy transport maksymalny Tm

Kanalikowy transport maksymalny Tm w nerce - to jest największa dana ilość substancji, która może być zresorbowana lub wydzielona przez kanaliki nerkowe w ciągu jednej minuty. Substancje czynnie resorbowane: jony fosforanowe i siarczanowe, aminokwasy, kwas moczowy, albuminy, glukoza.

Substancje wydzielane: penicylina, salicylan, kwas paraaminohipurowego (PAH).

Każda substancja ma nerkowy próg stężenia przy którym przenika do moczu.

Wartości Tm są podstawą oceny aparatu kanalikowego nerki.

Funkcje pęcherza:

1. Napełnienie

2. Opróżnienie

Zgromadzenie około 400ml moczu --> bodźce w korze mózgowej, przekazywane przez rdzeń --> skurcz wypieraczy, rozluźnienie zwieraczy, wydalenie moczu.

Ośrodek oddawania moczu jest nadzorowany przez centra podkorowe w moście, które koordynują pracę wypieracza i zwieraczy.

Czynność dolnych dróg moczowych (w przeciwieństwie do górnych) przebiega z udziałem świadomości.

Regulacja równowagi kwasowo-zasadowej

• Nerki regulują poziom jonów H⁺ i HCO₃^- we krwi

• Kanaliki nerkowe wydzielają H⁺ i resorbują HCO₃^-

Regulacja funkcji nerek:

• utrzymanie stałej kłębuszkowej filtracji GFR zależy od ciśnienia i ilości krwii przepływającej przez nerki

• nerki posiadają własne mechanizmy regulacji ciśnienia i ilości krwi przepływającej przez nerki niezależnie od tego co się dzieje w innych częściach ciała

• mechanizmy te podtrzymują funkcję nerek i nazywane są mechanizmami autoregulacji

• zwężenie aferentnych arterioli w nerce - podwyższenie ciśnienia

• zwężenie wszystkich naczyń w organizmie w celu podwyższenia centralnego ciśnienia krwi

• uwolnienie przez nerki enzymu reniny który aktywuje hormon angiotensynę

• działanie angiotensyny- wielokierunkowe w celu utrzymania stałego GFR (czynnik filtracji kłębuszkowej)

• skurcz nerkowych arterioli - powoduje zwiększenie ciśnienia w naczyniach włosowatych kłębuszków nerkowych

• skurcz wszystkich obwodowych naczyń krwionośnych - podwyższenie ciśnienia centralnego

• stymuluje korę nadnerczy do uwolnienia aldosteronu, który pobudza resorpcję sodu przez nerki, co powoduje wzrost retencji wody i objętości osocza i pomaga utrzymać objętość i ciśnienie krwi

• oddziałuje na mózg stymulując pragnienie, wzrost ilości płynów zwiększa objętość krwi i ciśnienie

• spadek ciśnienia krwi aktywuje receptory rozciągania w ścianach aorty i kłębkach aortalnych, receptory te przekazują informację do podwzgórza, który uwalnia hormon antydiuretyczny ADH - wazopresynę

• ADH zwiększa przepuszczalność kanalików zbiorczych dla wody

• Wzrasta resorpcja wody i stężenie moczu, wzrost resorpcji wody powoduje wzrost ciśnienia krwi

• ADH wysokie - mocz zagęszczony, ADH niskie - mocz rozcieńczony

• ADH zwiększa przepuszczalność kanalików zbiorczych dla wody poprzez stymulacje komórek do produkcji i ekspresji kanałów wodnych zwanych akwaporynami, Akwaporyny są obecne w pętli zstępującej, a nieobecne w pętli wstępującej pętli Henlego