Vervolg van boven… en rode bloedcellen.
Urinary System Anatomy
Kidneys
De nieren zijn een paar boonvormige organen die zich langs de achterwand van de buikholte bevinden. De linkernier ligt iets hoger dan de rechternier omdat de rechterkant van de lever veel groter is dan de linkerkant. De nieren liggen, in tegenstelling tot de andere organen van de buikholte, achter het buikvlies en raken de spieren van de rug. De nieren zijn omgeven door een laag vetweefsel die ze op hun plaats houdt en beschermt tegen fysieke schade. De nieren filteren metabolisch afval, overtollige ionen en chemicaliën uit het bloed om urine te vormen.
Ureters
De ureters zijn een paar buisjes die de urine van de nieren naar de urineblaas vervoeren. De urineleiders zijn ongeveer 10 tot 12 centimeter lang en lopen aan de linker- en rechterzijde van het lichaam evenwijdig aan de wervelkolom. De zwaartekracht en de peristaltiek van glad spierweefsel in de wanden van de urineleiders leiden de urine naar de urineblaas. De uiteinden van de urineleiders steken iets uit in de urineblaas en worden op het punt waar ze de blaas ingaan, afgesloten door de ureterovesicale kleppen. Deze kleppen voorkomen dat de urine terugstroomt naar de nieren.
Urinary Bladder
De urineblaas is een zakvormig hol orgaan dat wordt gebruikt voor de opslag van urine. De urineblaas bevindt zich langs de middellijn van het lichaam aan het inferieure uiteinde van het bekken. Urine die vanuit de urineleiders de urineblaas binnenstroomt, vult langzaam de holle ruimte van de blaas en rekt de elastische wanden ervan op. De wanden van de blaas rekken uit tot een volume van 600 tot 800 milliliter urine.
Urethra
De urethra is de buis waardoor de urine van de blaas naar de buitenkant van het lichaam stroomt. De urinebuis van de vrouw is ongeveer 5 cm lang en eindigt onder de clitoris en boven de vaginale opening. Bij mannen is de urinebuis ongeveer 8 tot 10 centimeter lang en eindigt bij het uiteinde van de penis. De urinebuis is ook een orgaan van het mannelijk voortplantingssysteem, aangezien het sperma via de penis het lichaam verlaat.
De urinestroom door de urinebuis wordt geregeld door de inwendige en uitwendige sluitspieren van de urethra. De inwendige urethrale sluitspier is gemaakt van gladde spieren en gaat onwillekeurig open wanneer de blaas een bepaald niveau van zwelling bereikt. Het openen van de inwendige sluitspier leidt tot het gevoel dat men moet plassen. De uitwendige urethrale sluitspier is gemaakt van skeletspieren en kan geopend worden om urine door de urethra te laten stromen of kan gesloten worden gehouden om het urineren te vertragen.
Fysiologie van het urinestelsel
Behoud van homeostase
De nieren handhaven de homeostase van verschillende belangrijke interne omstandigheden door de uitscheiding van stoffen uit het lichaam te regelen.
Ionen
De nieren kunnen de uitscheiding van kalium-, natrium-, calcium-, magnesium-, fosfaat- en chloride-ionen in de urine regelen. Wanneer de concentratie van deze ionen hoger is dan normaal, kunnen de nieren de uitscheiding ervan uit het lichaam verhogen om ze weer op een normaal niveau te brengen. Omgekeerd kunnen de nieren deze ionen, wanneer ze in lagere concentraties dan normaal aanwezig zijn, behouden door de ionen tijdens de filtratie weer in het bloed op te laten nemen. (Zie meer over ionen.)
pH
De nieren bewaken en reguleren het gehalte aan waterstofionen (H+) en bicarbonaationen in het bloed om de pH-waarde van het bloed te regelen. H+-ionen worden geproduceerd als een natuurlijk bijproduct van het metabolisme van voedingseiwitten en hopen zich in de loop van de tijd op in het bloed. De nieren scheiden overtollige H+-ionen uit in de urine om ze uit het lichaam te verwijderen. De nieren houden ook bicarbonaationen vast, die als belangrijke pH-buffers in het bloed fungeren.
Osmolariteit
De cellen van het lichaam moeten in een isotone omgeving groeien om hun vocht- en elektrolytenbalans te handhaven. De nieren handhaven de osmotische balans van het lichaam door de hoeveelheid water te regelen die uit het bloed wordt gefilterd en in de urine wordt uitgescheiden. Wanneer een persoon een grote hoeveelheid water consumeert, verminderen de nieren de reabsorptie van water, zodat het overtollige water in de urine kan worden uitgescheiden. Dit resulteert in de productie van verdunde, waterige urine. Als het lichaam uitgedroogd is, absorberen de nieren zoveel mogelijk water terug in het bloed om sterk geconcentreerde urine vol uitgescheiden ionen en afvalstoffen te produceren. De veranderingen in de uitscheiding van water worden geregeld door het antidiuretisch hormoon (ADH). ADH wordt geproduceerd in de hypothalamus en afgegeven door de achterste hypofyse om het lichaam te helpen water vast te houden.
Bloeddruk
De nieren houden de bloeddruk van het lichaam in de gaten om de homeostase te helpen handhaven. Wanneer de bloeddruk verhoogd is, kunnen de nieren helpen de bloeddruk te verlagen door het volume van het bloed in het lichaam te verminderen. De nieren kunnen het bloedvolume verminderen door de heropname van water in het bloed te verminderen en waterige, verdunde urine te produceren. Wanneer de bloeddruk te laag wordt, kunnen de nieren het enzym renine produceren om de bloedvaten te vernauwen en geconcentreerde urine te produceren, waardoor meer water in het bloed kan blijven.
Filtratie
In elke nier bevinden zich ongeveer een miljoen piepkleine structuren die nefronen worden genoemd. Het nefron is de functionele eenheid van de nier die het bloed filtert om urine te produceren. Arteriolen in de nieren leveren bloed aan een bundel haarvaten, omgeven door een kapsel dat glomerulus wordt genoemd. Terwijl het bloed door de glomerulus stroomt, wordt een groot deel van het plasma uit de haarvaten in het kapsel geduwd, waarbij de bloedcellen en een kleine hoeveelheid plasma overblijven om door de haarvaten te blijven stromen. Het vloeibare filtraat in het kapsel stroomt door een reeks buisjes die bekleed zijn met filterende cellen en omgeven door haarvaten. De cellen die de tubuli omgeven, nemen selectief water en stoffen op uit het filtraat in de tubule en geven dit in de haarvaten terug aan het bloed. Tegelijkertijd worden in het bloed aanwezige afvalstoffen in het filtraat uitgescheiden. Aan het eind van dit proces is het filtraat in de tubulus urine geworden, die alleen water, afvalstoffen en overtollige ionen bevat. Het bloed dat de haarvaten verlaat, heeft alle voedingsstoffen weer opgenomen, samen met het meeste water en ionen die het lichaam nodig heeft om te functioneren.
Opslaan en uitscheiden van afvalstoffen
Nadat de nieren urine hebben geproduceerd, wordt deze via de urineleiders naar de urineblaas getransporteerd. De urineblaas vult zich met urine en slaat het op tot het lichaam klaar is voor de uitscheiding ervan. Wanneer het volume van de urineblaas tussen de 150 en 400 milliliter bereikt, beginnen de wanden uit te rekken en sturen uitrekreceptoren in de wanden signalen naar de hersenen en het ruggenmerg. Deze signalen leiden tot de ontspanning van de onwillekeurige interne urethrale sluitspier en het gevoel dat er moet worden geplast. Het urineren kan worden uitgesteld zolang de blaas zijn maximale volume niet overschrijdt, maar toenemende zenuwsignalen leiden tot meer ongemak en verlangen om te urineren.
Urineren is het proces waarbij urine uit de urineblaas via de plasbuis het lichaam verlaat. Het proces van urineren begint wanneer de spieren van de urethrale sluitspieren zich ontspannen, waardoor de urine door de plasbuis kan stromen. Op hetzelfde moment dat de sluitspieren ontspannen, trekken de gladde spieren in de wanden van de urineblaas samen om de urine uit de blaas te verdrijven.
Productie van hormonen
De nieren produceren verschillende hormonen die betrokken zijn bij de aansturing van systemen buiten het urinewegstelsel, en werken met deze hormonen samen.
Calcitriol
Calcitriol is de actieve vorm van vitamine D in het menselijk lichaam. Het wordt door de nieren aangemaakt uit precursormoleculen die ontstaan door UV-straling die de huid treft. Calcitriol werkt samen met het bijschildklierhormoon (PTH) om het niveau van calciumionen in de bloedbaan te verhogen. Wanneer het niveau van calciumionen in het bloed onder een drempelwaarde daalt, geven de bijschildklieren PTH af, dat op zijn beurt de nieren stimuleert om calcitriol af te geven. Calcitriol stimuleert de dunne darm om calcium uit voedsel op te nemen en in de bloedbaan af te zetten. Het stimuleert ook de osteoclasten van het skeletsysteem om de botmatrix af te breken, zodat calciumionen in het bloed vrijkomen.
Erytropoëtine
Erytropoëtine, ook bekend als EPO, is een hormoon dat door de nieren wordt geproduceerd om de aanmaak van rode bloedcellen te stimuleren. De nieren controleren de toestand van het bloed dat door hun haarvaten stroomt, met inbegrip van het zuurstofdragend vermogen van het bloed. Wanneer het bloed hypoxisch wordt, d.w.z. dat het te weinig zuurstof vervoert, beginnen de cellen langs de haarvaten EPO te produceren en geven ze dit af in de bloedbaan. EPO gaat via het bloed naar het rode beenmerg, waar het de hematopoietische cellen stimuleert om de productie van rode bloedcellen op te voeren. Rode bloedcellen bevatten hemoglobine, waardoor de zuurstofdragende capaciteit van het bloed sterk toeneemt en de hypoxische omstandigheden effectief worden beëindigd.
Renine
Renine is zelf geen hormoon, maar een enzym dat de nieren produceren om het renine-angiotensine systeem (RAS) op gang te brengen. Het RAS verhoogt het bloedvolume en de bloeddruk in reactie op lage bloeddruk, bloedverlies of uitdroging. Renine komt vrij in het bloed waar het angiotensinogeen uit de lever katalyseert tot angiotensine I. Angiotensine I wordt verder gekatalyseerd door een ander enzym tot angiotensine II.
Angiotensine II stimuleert verschillende processen, waaronder het stimuleren van de bijnierschors tot de productie van het hormoon aldosteron. Aldosteron verandert vervolgens de functie van de nieren om de reabsorptie van water en natriumionen in het bloed te verhogen, waardoor het bloedvolume toeneemt en de bloeddruk stijgt. Negatieve feedback van verhoogde bloeddruk schakelt uiteindelijk het RAS uit om gezonde bloeddrukniveaus te handhaven.