Continued From Above… ja punasoluja.

Urinary System Anatomy

Kidneys

Munuaiset ovat pari pavunmuotoista elintä, jotka sijaitsevat vatsaontelon takaseinämän varrella. Vasen munuainen sijaitsee hieman korkeammalla kuin oikea munuainen, koska maksan oikea puoli on paljon suurempi kuin vasen puoli. Toisin kuin muut vatsaontelon elimet, munuaiset sijaitsevat vatsakalvon takana ja koskettavat selkälihaksia. Munuaisia ympäröi rasvakerros, joka pitää ne paikallaan ja suojaa niitä fyysisiltä vaurioilta. Munuaiset suodattavat verestä aineenvaihduntajätteet, ylimääräiset ionit ja kemikaalit muodostaen virtsaa.

Virtsaputket

Virtsaputket ovat putkipari, joka kuljettaa virtsan munuaisista virtsarakkoon. Virtsaputket ovat noin 10-12 tuumaa pitkät ja kulkevat kehon vasemmalla ja oikealla puolella selkärangan suuntaisesti. Painovoima ja virtsaputkien seinämien sileän lihaskudoksen peristaltiikka liikuttavat virtsaa kohti virtsarakkoa. Virtsaputkien päät ulottuvat hieman virtsarakon sisään, ja virtsaputken ja virtsarakon väliset venttiilit sulkevat ne virtsarakon sisääntulokohdassa. Nämä venttiilit estävät virtsan virtaamisen takaisin kohti munuaisia.

Virtsarakko

Virtsarakko on pussimainen ontto elin, jota käytetään virtsan varastointiin. Virtsarakko sijaitsee kehon keskiviivaa pitkin lantion alapäässä. Virtsaputkista virtsarakkoon tuleva virtsa täyttää hitaasti virtsarakon onton tilan ja venyttää sen elastisia seinämiä. Virtsarakon seinämät sallivat sen venyä niin, että se pystyy pitämään sisällään 600-800 millilitraa virtsaa.

Virtsaputki

Virtsaputki on putki, jonka kautta virtsa kulkee virtsarakosta kehon ulkopuolelle. Naisen virtsaputki on noin 2 tuumaa pitkä ja päättyy klitorista alempana ja emättimen aukkoa ylempänä. Miehillä virtsaputki on noin 8-10 tuumaa pitkä ja päättyy peniksen kärkeen. Virtsaputki on myös miehen lisääntymisjärjestelmän elin, sillä se kuljettaa siittiöitä ulos kehosta peniksen kautta.

Virtsan virtausta virtsaputken kautta säätelevät virtsaputken sisäinen ja ulkoinen sulkijalihas. Sisäinen virtsaputken sulkijalihas on valmistettu sileästä lihaksesta, ja se aukeaa tahattomasti, kun virtsarakko saavuttaa tietyn asetetun paisumistason. Sisäisen sulkijalihaksen avautuminen aiheuttaa virtsaamistarpeen tunteen. Ulkoinen virtsaputken sulkijalihas on tehty luurankolihaksesta, ja se voi avautua, jotta virtsa pääsee virtsaputken läpi, tai se voi pysyä suljettuna virtsaamisen viivästyttämiseksi.

Virtsaelimistön fysiologia

Kotitasapainon ylläpito

Munuaiset ylläpitävät useiden tärkeiden sisäisten tilojen kotitasapainoa ohjaamalla aineiden erittymistä elimistöstä ulos.

Ionit

Munuaiset voivat kontrolloida kalium-, natrium-, kalsium-, magnesium-, fosfaatti- ja kloridi-ionien erittymistä virtsaan. Tapauksissa, joissa näiden ionien pitoisuus nousee normaalia korkeammaksi, munuaiset voivat lisätä niiden erittymistä elimistöstä niiden palauttamiseksi normaalille tasolle. Sitä vastoin munuaiset voivat säilyttää näitä ioneja, kun niiden määrä on normaalia alhaisempi, sallimalla ionien imeytymisen takaisin vereen suodatuksen aikana. (Katso lisää ioneista.)

pH

Munuaiset valvovat ja säätelevät vetyionien (H+) ja bikarbonaatti-ionien määrää veressä veren pH:n säätämiseksi. H+-ioneja syntyy luonnollisena sivutuotteena ravinnon proteiinien aineenvaihdunnassa, ja ne kerääntyvät vereen ajan myötä. Munuaiset erittävät ylimääräiset H+-ionit virtsaan poistettavaksi elimistöstä. Munuaiset säilyttävät myös bikarbonaatti-ioneja, jotka toimivat tärkeinä pH-puskureina veressä.

Osmolariteetti

Kehon solujen on kasvettava isotonisessa ympäristössä säilyttääkseen neste- ja elektrolyyttitasapainonsa. Munuaiset ylläpitävät elimistön osmoottista tasapainoa säätelemällä verestä suodatettavan ja virtsaan erittyvän veden määrää. Kun henkilö kuluttaa suuren määrän vettä, munuaiset vähentävät veden takaisinimeytymistä, jotta ylimääräinen vesi voidaan erittää virtsaan. Tämän seurauksena syntyy laimeaa, vetistä virtsaa. Jos elimistö on kuivunut, munuaiset imeyttävät mahdollisimman paljon vettä takaisin vereen, jolloin syntyy erittäin väkevää virtsaa, joka on täynnä erittyviä ioneja ja jätteitä. Veden erittymisen muutoksia ohjaa antidiureettinen hormoni (ADH). ADH:ta tuotetaan hypotalamuksessa ja sitä vapautuu aivolisäkkeen takaosasta auttaakseen elimistöä pidättämään vettä.

Verenpaine

Munuaiset valvovat elimistön verenpainetta auttaakseen ylläpitämään homeostaasia. Kun verenpaine on koholla, munuaiset voivat auttaa alentamaan verenpainetta vähentämällä veren määrää elimistössä. Munuaiset pystyvät vähentämään veren tilavuutta vähentämällä veden takaisinimeytymistä vereen ja tuottamalla vetistä, laimeaa virtsaa. Kun verenpaine laskee liian alhaiseksi, munuaiset voivat tuottaa reniini-entsyymiä supistaakseen verisuonia ja tuottaakseen väkevää virtsaa, jolloin vereen jää enemmän vettä.

Suodatus

Kunkin munuaisen sisällä on noin miljoona pientä rakennetta, joita kutsutaan nefroniksi. Nefroni on munuaisen toiminnallinen yksikkö, joka suodattaa verta virtsan tuottamiseksi. Munuaisissa olevat valtimot toimittavat verta kapillaarien kimppuun, jota ympäröi glomerulukseksi kutsuttu kapseli. Kun veri virtaa glomeruluksen läpi, suuri osa veren plasmasta työntyy ulos kapillaareista ja kapseliin, jolloin verisolut ja pieni määrä plasmaa jäävät virtaamaan edelleen kapillaareissa. Kapselissa oleva nestemäinen suodos virtaa suodatussoluilla vuorattujen ja kapillaarien ympäröimien putkistojen läpi. Tubuluksia ympäröivät solut imevät valikoivasti vettä ja aineita tubuluksessa olevasta suodoksesta ja palauttavat ne kapillaareissa takaisin vereen. Samalla veressä olevat jätetuotteet erittyvät suodokseen. Tämän prosessin päätteeksi tubuluksen suodos on muuttunut virtsaksi, joka sisältää vain vettä, jätetuotteita ja ylimääräisiä ioneja. Kapillaareista poistuva veri on imenyt takaisin kaikki ravintoaineet sekä suurimman osan vedestä ja ioneista, joita elimistö tarvitsee toimiakseen.

Jätteiden varastointi ja erittyminen

Munuaisten tuottaman virtsan jälkeen se kuljetetaan virtsaputkien kautta virtsarakkoon. Virtsarakko täyttyy virtsalla ja varastoi sitä, kunnes elimistö on valmis sen erittämiseen. Kun virtsarakon tilavuus on 150-400 millilitraa, sen seinämät alkavat venyä, ja sen seinämissä olevat venytysreseptorit lähettävät signaaleja aivoihin ja selkäytimeen. Nämä signaalit johtavat tahattoman sisäisen virtsaputken sulkijalihaksen rentoutumiseen ja virtsaamistarpeen tunteeseen. Virtsaaminen voi viivästyä niin kauan kuin virtsarakko ei ylitä maksimitilavuuttaan, mutta lisääntyvät hermosignaalit johtavat suurempaan epämukavuuteen ja virtsaamisen haluun.

Virtsaaminen on prosessi, jossa virtsa vapautuu virtsarakosta virtsaputken kautta ulos kehosta. Virtsaamisprosessi alkaa, kun virtsaputken sulkijalihakset rentoutuvat, jolloin virtsa pääsee virtsaputken läpi. Samalla kun sulkijalihakset rentoutuvat, virtsarakon seinämien sileät lihakset supistuvat, jotta virtsa poistuu virtsarakosta.

Hormonien tuotanto

Munuaiset tuottavat ja ovat vuorovaikutuksessa useiden hormonien kanssa, jotka osallistuvat virtsajärjestelmän ulkopuolisten järjestelmien ohjaukseen.

Kalsitrioli

Kalsitrioli on D-vitamiinin aktiivinen muoto ihmiskehossa. Munuaiset tuottavat sitä ihoon osuvan UV-säteilyn tuottamista esiasteen molekyyleistä. Kalsitrioli toimii yhdessä lisäkilpirauhashormonin (PTH) kanssa kohottaakseen kalsiumionien määrää verenkierrossa. Kun veren kalsiumionipitoisuus laskee alle kynnysarvon, lisäkilpirauhaset vapauttavat PTH:ta, joka puolestaan stimuloi munuaisia vapauttamaan kalsitriolia. Kalsitrioli edistää ohutsuolen kalsiumin imeytymistä ravinnosta ja sen kulkeutumista verenkiertoon. Se myös stimuloi luuston osteoklasteja hajottamaan luun matriksia vapauttaakseen kalsiumioneja vereen.

Erythropoietiini

Erythropoietiini, joka tunnetaan myös nimellä EPO, on hormoni, jota munuaiset tuottavat punasolujen tuotannon stimuloimiseksi. Munuaiset valvovat niiden kapillaarien läpi kulkevan veren tilaa, mukaan lukien veren hapenkuljetuskykyä. Kun veri muuttuu hypoksiseksi eli se kuljettaa liian vähän happea, kapillaareja reunustavat solut alkavat tuottaa EPO:ta ja vapauttavat sitä verenkiertoon. EPO kulkeutuu veren kautta punasolujen luuytimeen, jossa se stimuloi hematopoieettisia soluja lisäämään punasolujen tuotantoa. Punasolut sisältävät hemoglobiinia, joka lisää huomattavasti veren hapenkuljetuskykyä ja lopettaa tehokkaasti hypoksiset olosuhteet.

Reniini

Reniini ei ole itse hormoni, vaan entsyymi, jota munuaiset tuottavat reniini-angiotensiinijärjestelmän (RAS) käynnistämiseksi. RAS lisää veren tilavuutta ja verenpainetta vasteena alhaiseen verenpaineeseen, verenhukkaan tai nestehukkaan. Reniini vapautuu vereen, jossa se katalysoi maksasta peräisin olevan angiotensiinigeenin angiotensiini I:ksi. Angiotensiini I:n katalysoi edelleen toinen entsyymi angiotensiini II:ksi.

Angiotensiini II stimuloi useita prosesseja, mukaan lukien lisämunuaisen kuorikerroksen stimuloiminen tuottamaan hormoni aldosteronia. Aldosteroni muuttaa sitten munuaisten toimintaa lisäämällä veden ja natriumionien takaisinimeytymistä vereen, mikä lisää veren tilavuutta ja nostaa verenpainetta. Kohonneen verenpaineen aiheuttama negatiivinen palaute sammuttaa lopulta RAS:n, jotta verenpaine pysyy terveenä.