Continued From Above… i czerwone krwinki.
Urinary System Anatomy
Kidneys
Nerki to para narządów w kształcie fasoli znajdujących się wzdłuż tylnej ściany jamy brzusznej. Nerka lewa znajduje się nieco wyżej niż nerka prawa, ponieważ prawa strona wątroby jest znacznie większa niż lewa. Nerki, w odróżnieniu od innych narządów jamy brzusznej, położone są za otrzewną i dotykają mięśni grzbietu. Nerki otoczone są warstwą tkanki tłuszczowej, która utrzymuje je w miejscu i chroni przed uszkodzeniami fizycznymi. Nerki filtrują odpady metaboliczne, nadmiar jonów i substancje chemiczne z krwi, tworząc mocz.
Moczowody
Moczowody to para rur, które przenoszą mocz z nerek do pęcherza moczowego. Moczowody mają około 10 do 12 cali długości i biegną po lewej i prawej stronie ciała równolegle do kręgosłupa. Grawitacja i perystaltyka tkanki mięśniowej gładkiej w ścianach moczowodów przesuwa mocz w kierunku pęcherza moczowego. Końce moczowodów sięgają nieco w głąb pęcherza moczowego i są uszczelnione w miejscu wejścia do pęcherza przez zastawki moczowodowo-pęcherzowe. Zawory te zapobiegają przepływowi moczu z powrotem w kierunku nerek.
Pęcherz moczowy
Pęcherz moczowy jest workowatym, pustym organem używanym do przechowywania moczu. Pęcherz moczowy znajduje się wzdłuż linii środkowej ciała w dolnym końcu miednicy. Mocz dostający się do pęcherza moczowego z moczowodów powoli wypełnia pustą przestrzeń pęcherza i rozciąga jego elastyczne ściany. Ściany pęcherza pozwalają mu się rozciągnąć, aby pomieścić od 600 do 800 mililitrów moczu.
Cewka moczowa
Cewka moczowa jest przewodem, przez który mocz przechodzi z pęcherza moczowego na zewnątrz ciała. Cewka moczowa u kobiet ma około 2 cale długości i kończy się poniżej łechtaczki i powyżej otworu pochwy. U mężczyzn, cewka moczowa ma około 8 do 10 cali długości i kończy się na czubku penisa. Cewka moczowa jest również narządem męskiego układu rozrodczego, ponieważ wyprowadza plemniki z organizmu przez prącie.
Przepływ moczu przez cewkę moczową jest kontrolowany przez wewnętrzne i zewnętrzne mięśnie zwieracza cewki moczowej. Zwieracz wewnętrzny cewki moczowej zbudowany jest z mięśni gładkich i otwiera się mimowolnie, gdy pęcherz moczowy osiąga pewien ustalony poziom dystocji. Otwarcie zwieracza wewnętrznego powoduje uczucie potrzeby oddania moczu. Zewnętrzny zwieracz cewki moczowej jest wykonany z mięśni szkieletowych i może być otwarty, aby umożliwić moczowi przejście przez cewkę moczową lub może być zamknięty, aby opóźnić oddawanie moczu.
Fizjologia układu moczowego
Utrzymanie homeostazy
Nerki utrzymują homeostazę kilku ważnych warunków wewnętrznych poprzez kontrolowanie wydalania substancji z organizmu.
Jony
Nerki mogą kontrolować wydalanie jonów potasu, sodu, wapnia, magnezu, fosforanów i chlorków do moczu. W przypadkach, gdy jony te osiągają wyższe niż normalne stężenie, nerki mogą zwiększyć ich wydalanie z organizmu, aby przywrócić je do normalnego poziomu. I odwrotnie, nerki mogą zachować te jony, gdy są one obecne w niższych niż normalne stężeniach, pozwalając jonom na ponowne wchłonięcie do krwi podczas filtracji. (Zobacz więcej o jonach.)
pH
Nerki monitorują i regulują poziom jonów wodorowych (H+) i wodorowęglanowych we krwi w celu kontroli pH krwi. Jony H+ są wytwarzane jako naturalny produkt uboczny metabolizmu białek pokarmowych i gromadzą się we krwi w czasie. Nerki wydalają nadmiar jonów H+ do moczu w celu wyeliminowania ich z organizmu. Nerki zachowują również jony wodorowęglanowe, które działają jako ważne bufory pH we krwi.
Osmolarność
Komórki ciała muszą rosnąć w środowisku izotonicznym, aby utrzymać równowagę płynów i elektrolitów. Nerki utrzymują równowagę osmotyczną organizmu poprzez kontrolowanie ilości wody, która jest filtrowana z krwi i wydalana z moczem. Kiedy dana osoba spożywa duże ilości wody, nerki zmniejszają reabsorpcję wody, aby umożliwić wydalanie jej nadmiaru z moczem. Powoduje to produkcję rozcieńczonego, wodnistego moczu. W przypadku odwodnienia organizmu, nerki wchłaniają jak najwięcej wody z powrotem do krwi, wytwarzając wysoce skoncentrowany mocz pełen wydalanych jonów i odpadów. Zmiany w wydalaniu wody są kontrolowane przez hormon antydiuretyczny (ADH). ADH jest wytwarzany w podwzgórzu i uwalniany przez tylną część przysadki mózgowej, aby pomóc organizmowi zatrzymać wodę.
Ciśnienie krwi
Nerki monitorują ciśnienie krwi w organizmie, aby pomóc w utrzymaniu homeostazy. Kiedy ciśnienie krwi jest podwyższone, nerki mogą pomóc w obniżeniu ciśnienia krwi poprzez zmniejszenie objętości krwi w organizmie. Nerki są w stanie zmniejszyć objętość krwi poprzez ograniczenie wchłaniania zwrotnego wody do krwi i produkcję wodnistego, rozcieńczonego moczu. Kiedy ciśnienie krwi staje się zbyt niskie, nerki mogą wytwarzać enzym reninę w celu zwężenia naczyń krwionośnych i produkcji skoncentrowanego moczu, co pozwala na pozostawienie większej ilości wody we krwi.
Filtracja
Wewnątrz każdej nerki znajduje się około miliona maleńkich struktur zwanych nefronami. Nefron jest funkcjonalną jednostką nerki, która filtruje krew w celu wytworzenia moczu. Tętniczki w nerkach dostarczają krew do pęczka naczyń włosowatych otoczonych torebką zwaną kłębuszkiem nerkowym. W miarę jak krew przepływa przez kłębuszek, znaczna część osocza krwi jest wypychana z naczyń włosowatych do torebki, pozostawiając komórki krwi i niewielką ilość osocza, które mogą dalej przepływać przez naczynia włosowate. Płynny filtrat w kapsułce przepływa przez serię kanalików wyłożonych komórkami filtrującymi i otoczonych naczyniami włosowatymi. Komórki otaczające kanaliki selektywnie pochłaniają wodę i substancje z przesączu w kanaliku i zwracają je do krwi w naczyniach włosowatych. W tym samym czasie produkty odpadowe obecne we krwi są wydzielane do przesączu. Po zakończeniu tego procesu przesącz w kanaliku staje się moczem zawierającym tylko wodę, produkty odpadowe i nadmiar jonów. Krew wychodząca z naczyń włosowatych ponownie wchłonęła wszystkie składniki odżywcze wraz z większością wody i jonów, których organizm potrzebuje do funkcjonowania.
Przechowywanie i wydalanie odpadów
Po wyprodukowaniu moczu przez nerki, jest on transportowany przez moczowody do pęcherza moczowego. Pęcherz moczowy wypełnia się moczem i przechowuje go do czasu, gdy ciało jest gotowe do jego wydalenia. Kiedy objętość pęcherza moczowego osiąga od 150 do 400 mililitrów, jego ściany zaczynają się rozciągać, a receptory rozciągania w jego ścianach wysyłają sygnały do mózgu i rdzenia kręgowego. Sygnały te powodują rozluźnienie mimowolnego wewnętrznego zwieracza cewki moczowej i uczucie potrzeby oddania moczu. Oddawanie moczu może być opóźnione tak długo, jak pęcherz nie przekracza swojej maksymalnej objętości, ale nasilające się sygnały nerwowe prowadzą do większego dyskomfortu i pragnienia oddania moczu.
Urination jest procesem uwalniania moczu z pęcherza moczowego przez cewkę moczową i poza ciało. Proces oddawania moczu rozpoczyna się, gdy mięśnie zwieraczy cewki moczowej rozluźniają się, pozwalając moczowi przejść przez cewkę moczową. W tym samym czasie zwieracze rozluźniają się, mięśnie gładkie w ścianach pęcherza moczowego kurczą się, aby wydalić mocz z pęcherza.
Produkcja hormonów
Nerki produkują i współdziałają z kilkoma hormonami, które są zaangażowane w kontrolę systemów poza układem moczowym.
Kalcytriol
Kalcytriol jest aktywną formą witaminy D w organizmie człowieka. Jest on wytwarzany przez nerki z cząsteczek prekursorowych produkowanych przez promieniowanie UV uderzające w skórę. Kalcytriol działa razem z hormonem przytarczyc (PTH) w celu podniesienia poziomu jonów wapnia w krwiobiegu. Kiedy poziom jonów wapnia we krwi spada poniżej poziomu progowego, gruczoły przytarczyczne uwalniają PTH, który z kolei stymuluje nerki do uwalniania kalcytriolu. Kalcytriol pobudza jelito cienkie do wchłaniania wapnia z pożywienia i przekazywania go do krwiobiegu. Stymuluje on również osteoklasty układu kostnego do rozbicia macierzy kostnej w celu uwolnienia jonów wapnia do krwi.
Erytropoetyna
Erytropoetyna, znana również jako EPO, jest hormonem wytwarzanym przez nerki w celu stymulowania produkcji czerwonych krwinek. Nerki monitorują stan krwi, która przechodzi przez ich naczynia włosowate, w tym zdolność krwi do przenoszenia tlenu. Kiedy krew staje się niedotleniona, co oznacza, że przenosi niedostateczny poziom tlenu, komórki wyściełające naczynia włosowate zaczynają produkować EPO i uwalniają je do krwiobiegu. EPO wędruje przez krew do czerwonego szpiku kostnego, gdzie stymuluje komórki krwiotwórcze do zwiększenia tempa produkcji czerwonych krwinek. Czerwone krwinki zawierają hemoglobinę, która znacznie zwiększa zdolność krwi do przenoszenia tlenu i skutecznie kończy warunki niedotlenienia.
Renina
Renina nie jest sama w sobie hormonem, ale enzymem, który nerki wytwarzają w celu uruchomienia układu renina-angiotensyna (RAS). Układ RAS zwiększa objętość krwi i ciśnienie krwi w odpowiedzi na niskie ciśnienie krwi, utratę krwi lub odwodnienie. Renina jest uwalniana do krwi, gdzie katalizuje angiotensynogen z wątroby do angiotensyny I. Angiotensyna I jest dalej katalizowana przez inny enzym do angiotensyny II.
Angiotensyna II stymuluje kilka procesów, w tym stymuluje korę nadnerczy do produkcji hormonu aldosteronu. Aldosteron następnie zmienia funkcję nerek, aby zwiększyć reabsorpcję wody i jonów sodu do krwi, zwiększając objętość krwi i podnosząc ciśnienie krwi. Ujemne sprzężenie zwrotne z podwyższonego ciśnienia krwi w końcu wyłącza RAS, aby utrzymać zdrowy poziom ciśnienia krwi.
.