Zadania układu moczowego u człowieka są dwojakiego rodzaju. Po pierwsze ma on za zadanie usuwanie z organizmu zbędnych produktów przemian metabolicznych oraz wszelkich substancji szkodliwych dla organizmu. Drugim jego zadaniem jest utrzymywanie stałego składu i odpowiednich stężeń płynów ustrojowych.

Układ moczowy człowieka składa się z parzystych narządów- z lewej i prawej nerki, które wytwarzają mocz. Od nerek odchodzą moczowody, którymi mocz z nerek trafia do pęcherza moczowego. W skład układu moczowego oprócz wyżej wymienionych struktur wchodzi jeszcze cewka moczowa.

Nerka - swoim kształtem przypomina ziarenko fasoli. Nerki leżą wzdłuż kręgosłupa, symetrycznie po obu jego stronach. Miąższ nerki dzieli się na dwie wyraźnie różne warstwy. Obwodowo położona jest warstwa korowa nerki. Wewnątrz nerki znajduje się warstwa rdzeniowa nerki. Nerka jest więc zbudowana z rdzenia i kory. Kora ma wyraźnie jaśniejszą, jasnoczerwoną barwę. Rdzeń (medulla renis) jest niebieskawo-czerwony. Rdzeń ma formę kilku (między 10 a 20) piramid nerkowych (łac. pyramides renales). Każda piramida ma swoją podstawę (łac. Basis pyramidis), która jest ułożona od strony kory nerki. Piramida jest zakończona zaokrąglonym wierzchołkiem, tak zwaną brodawką nerkową (łac. Papilla renalis), która jest objęta przez kielich nerkowy mniejszy. Przez wnętrze każdej piramidy przebiegają kanaliki równolegle wobec siebie ułożone, tak zwane cewki nerkowe (łac. Tubuli renales). Są one wewnątrznerkowymi drogami wyprowadzającymi mocz do nerkowych kielichów. Cewki biegnące przez piramidę kończą się tak zwanymi otworami brodawkowymi ( łac. Foramina papillaria), które znajdują się na szczycie wierzchołków piramid nerkowych. Powierzchnia nerki pokryta otworami brodawkowymi nazywane jest polem sitowym (łac. Area cribrosa). Z każdej brodawki mocz spływa do kielicha nerkowego. DO jednej brodawki uchodzą cewki dwóch, trzech piramid nerkowych.

Przedłużeniem rdzenia nerki są jasne, drobne prążki (łac. Pars radiata), które biegną w głąb kory nerki od podstawy piramidy nerkowej. Prążki te budują promienistą część kory (łac. pars radiata). W prążkach tych zawarte są cewki nerkowe, podobnie jak i w piramidach nerkowych.

Kora nerek wnika pomiędzy piramidy nerkowe tworząc tak zwane słupki nerkowe (łac. columnae renales). W korze nerkowej widać niewielkie, liczne twory, punkciki, tak zwane ciałka nerkowe, które są początkiem części wydzielniczej nerek i stanowią tak zwaną skłębioną część nerki. Piramida razem z otaczającą ją bezpośrednio korą nerki tworzy płat nerkowy (łac. lobus renalis).

W nerce produkowane są hormony nerkowe, które są wydzielane bezpośrednio do układu krwionośnego. Substancje produkowane przez nerki to:

- renina- enzym, który stymuluje zwiększenie tworzenia angiotensyny we krwi. Angiotensyna stymuluje obkurczanie gładkich mięśni naczyń obwodowych.

- erytropoetyna - w nerce syntetyzowany jest czynnik erytropoetyczny = REF, który stymuluje przekształcenie się pewnych białek osocza w erytropoetynę.

Moczowód - parzysty przewód, długości około 28-34 cm u dorosłego człowieka, który łączy miedniczki nerkowe z pęcherzem moczowym. Moczowód biegnie zaotrzewnowo, w dół, ku miednicy mniejszej. Moczowody krzyżują się ze wspólnymi naczyniami biodrowymi. Moczowody wchodzą do pęcherza moczowego przebijając skośnie jego ścianę. Tworzy się ujście moczowodów, które zamyka fałd błony śluzowej. Ściany moczowodu są trzywarstwowe. Budują je warstwa zewnętrznej błony łącznotkankowej, warstwa błony mięśniowej oraz warstwa błony śluzowej, która pokryta jest przez nabłonek przejściowy.

Pęcherz moczowy ( łac. vesica uninaria) - worek mięśniowy będący zbiornikiem moczu. Leży on za spojeniem łonowym, w miednicy mniejszej. Nie wychodzi poza spojenie łonowe o ile jest pusty. Ma wtedy wielkość cytryny. Jednak wypełniony, dzięki pewnej rozciągliwości, przyjmuje kształt gruszkowaty i wystaje poza spojenie łonowe do jamy brzusznej. Jego pojemność jest osobniczo zróżnicowana, średnio 700 cm³ . Ściana pęcherza jest trzywarstwowa. Składa się z warstwy błony śluzowej, błony mięśniowej oraz błony zewnętrznej.

Cewka moczowa - wyróżnia się znacznie się od siebie różniące cewki moczowe męska i żeńską.

Urethra feminina - cewka żeńska - krótki, szeroki przewód o średnicy od 5 do 7 mm i długości od 3 do 5 cm. Cewka zaczyna się wewnętrznym ujściem w ścianie pęcherza moczowego a kończy się zewnętrznym ujściem do przedsionka pochwy. Wyściela ją wewnątrz błona śluzowa, która po części, na swoim początku, jest pokryta przejściowym nabłonkiem. W dalszej części pokrywa ją nabłonek walcowaty wielowarstwowy.

Cewka moczowa u kobiet ma za zadanie wyłącznie wyprowadzanie moczu na zewnątrz z pęcherza moczowego. Cewka moczowa u mężczyzn służy oprócz wyprowadzania moczu, do wyprowadzania spermy.

Urethra masculina - cewka męska - biegnie od ujścia wewnętrznego w pęcherzu moczowym do zewnętrznego ujścia na prąciu. Jej długość u dorosłego mężczyzny wynosi średnio od 17,5 do 20 cm. Jej długość zwiększa się przy wzwodzie. Cewka moczowa męska zbudowana jest z trzech części:

- z części sterczowej - ma długość około 3 cm. Przebija gruczoł krokowy.

- z części błoniastej - ma długość około 2 cm. Przechodzi przez moczowo-płciową przeponę.

- z części gąbczastej - ma długość około 10 - 15 cm. Przebiega przez ciało gąbczaste prącia.

Cewka moczowa męska ma różną średnicę na różnych odcinkach. Najszerszym jej odcinkiem jest część sterczowa. Najwęższa jest na odcinku części błoniastej.

POWSTAWANIE MOCZU

Mocz powstaje w wyniku szeregu następujących po sobie zjawisk. Przebieg powstawania moczu dzielony jest na trzy podstawowe procesy:

  1. Filtracja - powstanie moczu pierwotnego w wyniku wstępnego przefiltrowania krwi i oddzielenia od niej "odpadów"
  2. Dalsza obróbka moczu pierwotnego:
    1. Resorpcja - zwrotne wchłanianie z moczu pierwotnego wody i substancji potrzebnych organizmowi, których nie powinien wraz z moczem tracić. Mocz jest znacznie zagęszczany, traci na swojej objętości.
    2. Sekrecja - wydzielanie kolejnych substancji toksycznych z nerek do tworzącego się moczu.

Kolejno filtracja, resorpcja oraz sekrecja powodują powstanie moczu ostatecznego. Mocz ostateczny ma wyższe stężenie niż krew, jest hipertoniczny i ma o wiele mniejszą objętość niż mocz pierwotny.

Etap filtracji (przesączania) jest nieselektywnym procesem, który zachodzi między naczynkami włosowatymi kłębuszka nerkowego a ścianką torebki Bowmana. Dzięki dużemu ciśnieniu krwi płynącej przez naczynia włosowate kłębuszka nerkowego do wnętrza torebki Bowmana wtłaczane jest około 10% osocza krwi. Nerki filtrują więc bardzo dużo osocza krwi. O stopniu jego wydajności decydują różne czynniki. Filtracja może sprawnie przebiegać dzięki różnicy ciśnień w naczyniach włosowatych kłębuszka nerkowego a innych kapilarach. Naczynia włosowate kłębuszka nerkowego mają wyższe ciśnienie hydrostatyczne. Dzieje się tak, ponieważ dużemu oporowi przepływowemu, jaki mają doprowadzające tętniczki. Mają one mniejszą średnicę niż tętniczki odprowadzające. Innym czynnikiem wpływającym na przebieg filtracji jest to, że naczynia włosowate w kłębuszkach nerkowych są gęsto uplecione i tworzą dużą powierzchnię dla filtracji. Poza tym naczynia włosowate w kłębuszkach nerkowych mają dużą przepuszczalność, co ułatwia filtrację. Ścianę kapilary tworzy płaski nabłonek, pomiędzy jego komórkami są bardzo liczne perforacje, małe otworki umożliwiające przepuszczanie substancji. Barierą filtracyjną są ściany naczyń włosowatych oraz błona, która okrywa szczeliny między podocytami. Bariera ta nie pozwala na przejście krwinek i płytek krwi. Ogranicza też znacznie przejścia białek z osocza. Barierę filtracyjną mogą pokonać jedynie cząsteczki osocza krwi o bardzo małych rozmiarach. Przechodzą przez nią cząsteczki glukozy, mocznik, aminokwasy, jony sodu, potasu oraz chlorkowe i tworzą filtrat. W czasie minuty przez nerki przepływa mniej więcej 1200 ml krwi, czyli około 25% objętości krwi wyrzucanej w czasie minuty przez serce. Średnio 20% objętości osocza przepływającego przez kłębuszek nerkowy zostaje przesączona do przesączu kłębuszkowego. Reszta osocza wydostaje się z kłębuszka za pomocą tętniczek odprowadzających. Średnio filtracja kłębuszkowa odbywa się z prędkością około 180 l na dobę.

Aby mocz mógł się wytwarzać konieczne jest odpowiednie ciśnienie krwi, jaka dopływa do kłębuszków naczyniowych. Ciśnienie krwi w ciałkach nerkowych to mniej więcej 50 mm Hg. Jest ono tak wysokie dzięki kilku mechanizmom. Po pierwsze węższe światło tętniczki odprowadzającej w kłębuszku nerkowych a szersze tętniczki doprowadzającej zwiększa ciśnienie krwi - powstaje nadciśnienie hydrostatyczne. Naczynia kłębuszka są cieniutkie i przepuszczają płynne składniki osocza. Dzięki temu, ze ściany kapilar sąsiadują bezpośrednio z blaszkami torebki Bowmana, to poprzez proces filtracji część ze składników filtrowanej krwi przechodzi do początkowego fragmentu nefronu.

Z litra krwi, która przepływa w ciągu minuty przez nerkę, około 15% objętości przesącza się do kanalików nerkowych w postaci przesączu - moczu pierwotnego, nazywanego też ultrafiltratem. Jest on izotoniczny w stosunku do krwi. Gdyby utrata wody wraz z moczem nie była ograniczana, w ciągu godziny moglibyśmy stracić całą pulę wody, jaka jest w organizmie. Przefiltrowują się woda, jony sodowe, potasowe, chlorowe i wodorowe, jony fosforanowe oraz siarczanowe, niektóre związki organiczne, takie jak mocznik czy glukoza.

Jeżeli dochodzi do spadku ciśnienia krwi (do niższego niż 40mmHg), to ustaje filtracja w kłębuszka. Następuje wówczas tak zwana anuria = bezmocz. Anuria jest groźnym zaburzeniem. Jeżeli długo się utrzymuje to dochodzi do zatrucia mocznikiem, którego stężenie we krwi gwałtownie rośnie.

Nerki działają jak filtry, które dbają o oczyszczanie krwi z toksyn i zbędnych substancji takich jak kreatynina, mocznik oraz kwas moczowy, nadmiar sodu i potasu. Nerki oczyszczają organizm również z substancji obcych, na przykład z pochodnych leków. Dzięki pracom nerek w organizmie zostaje zachowana równowaga stężeniowa. Ważne jest, aby w organizmie był utrzymany stały poziom stężenia wielu substancji. Przez nerki płynie około jedna czwarta krwi wyrzucanej w każdym skurczem serca ( około 1,2 l. minutę). Krew trafia w pierwszym rzędzie do tętniczek doprowadzających, nimi płynie do naczyniowych splotów ciałek nerkowych. W ciałku nerkowym ponad 20% osocza, jakie przez nie przepływa, dzięki ciśnieniu hydrostatycznemu krwi jest przesączana do torebki ciałka nerkowego. Tworzy się w ten sposób mocz pierwotny. W ciągu minuty przez nerki przepływa 700 ml krwi, z czego 120 ml przechodzi do torebek ciałek Bowmana. Reszta jest odprowadzana z powrotem do krwiobiegu poprzez tętniczki odprowadzające. Tętniczka rozgałęzia się na sieć drobnych naczyń włosowatych. Te z kolei oplatają kanaliki nefronu. Kanaliki nefronu łączą się i przechodzą w układ żylny. Mocz pierwotny, powstały dzięki wstępnemu przesączeniu krwi w kłębuszkach nerkowych, przepływa do układu kanalików nerkowych, w których dzięki resorpcji zwrotnej i sekrecji zostaje przekształcony w mocz ostateczny. Resorpcja zwrotna zabezpiecza organizm przed wydaleniem za dużej ilości wody i innych substancji. Resorpcja pozwala na zachowanie w organizmie równowagę płynów ustrojowych. W czasie tworzenia się moczu ostatecznego do krwi są oddawane aminokwasy i glukoza. W ciągu dnia kanaliki resorbują ponad 1200 gram soli i 250 gram glukozy. Wchłanianie ułatwia odpowiednia struktura jednowarstwowego nabłonka, który wyściela kanaliki nerkowe. Jest on zaopatrzony w liczne mikrokosmki, dzięki czemu znacznie zwiększa się powierzchnia resorpcyjna. W komórkach nabłonka jest bardzo dużo mitochondriów, które dostarczają energii pompom komórkowym, które aktywnie transportują jony.

Kanaliki kręte 1 rzędu odpowiadają za resorpcję zwrotną około 65% moczu pierwotnego. W kanalikach krętych wchłonięciu zwrotnemu ulegają między innymi jony sodu, potasu i chlorków, witaminy i cząsteczki glukozy. Są one transportowane zwrotnie albo przez dyfuzję prostą albo za pomocą transportu aktywnego. Dalsza resorpcja odbywa się już w obrębie pętli Henlego oraz w kanalikach krętych 2 rzędu. Resorpcja zachodzi nawet przy przejściu przesączu przez kanalik zbiorczy do cewki moczowej.

Kanaliki nerkowe wchłaniają zwrotnie do organizmu z moczu te wszystkie substancje, które są jeszcze organizmowi potrzebne, przede wszystkim wodę, białka i glukozę. Najwyższe tempo resorpcji nazywane jest maksimum kanalikowym. Dla glukozy u dorosłego człowieka maksimum kanalikowe przyjmuje wartość 320 mg/min. W normalnej sytuacji, bez żadnych zaburzeń w funkcjonowaniu organizmu, przez kanaliki nerkowe przepływa maksymalnie 125 mg/l. Glukoza jest więc w całości resorbowana zwrotnie z moczu do organizmu. Jednak przy zaburzeniach metabolicznych albo zaburzeniach w pracy nerek w moczu ostatecznym może znaleźć się glukoza. Dzieje się tak, jeżeli w filtracie jest tyle glukozy, że przekroczony zostaje poziom maksimum.

Każda substancja oprócz maksimum kanalikowego ma wyznaczany tak zwany próg nerkowy. Jest to taka progowa wartość stężenia danej substancji w osoczu krwi, że jeżeli zostanie ona przekroczona, to nie jest już całkowicie resorbowana w kanalikach i część tej substancji zostaje wydalona wraz z moczem.

W kanalikach zachodzi resorpcja zwrotna, dzięki czemu z przesączu kłębkowego, po zagęszczeniu powstaje mocz ostateczny. Oprócz mechanizmu filtracji zachodzącej w kłębuszkach nerkowych jest inny mechanizm wydalania przez nerki substancji zbędnych organizmowi. Mechanizm ten polega na aktywnej sekrecji poprzez nabłonek kanalikowy w kierunku światła kanalika.

Normalnie z moczu pierwotnego resorbowana jest cała glukoza. Dochodzi jednak do glikozurii, czyli do wydalania glukozy w moczu, jeżeli we krwi stężenie glukozy przekroczy wartość progową. Wartość progowa dla glukozy wynosi około 1,8 g/l. Jeżeli zostanie ona przekroczona kanaliki nerkowe nie potrafią zresorbować całej zawartości glukozy w moczu pierwotnym. Glikozuria jest jednym z objawów cukrzycy (diabetes mellitus), której przyczyną są najczęściej zaburzenia w produkcji insuliny.

Podobnie jak w przypadku resorpcji glukozy rzecz się ma przy resorpcji aminokwasów. Jeżeli dochodzi do aminoacydurii, czyli jeżeli w moczu ostatecznym znajdą się aminokwasy, to jest to zjawisko niepożądane mogące świadczyć o zaburzeniach w transporcie zwrotnym aminokwasów ze światła kanalików do krwi.

Jeżeli w moczu ostatecznym pojawiają się białka, świadczy to o stanach zapalnych kłębuszków nerkowych.

Jak widać w przedstawionym wyżej opisie powstawania moczu skład moczu ostatecznego jest na wiele sposobów regulowany tak, aby nie zostało z organizmu wydalone nic, co jest mu do prawidłowego funkcjonowania potrzebne. Mocz ostateczny w 96% jest wodą, w której rozpuszczone są pozostałe jego składniki. 2,5% to azotany powstałe przy metabolizmie prowadzonym w organizmie (przede wszystkim mocznik). 1,5% moczu stanowią inne substancje, głównie sole mineralne i barwniki żółciowe. OD ilości barwników żółciowych zależy barwa i zapach moczu. Jeżeli człowiek jest zdrowy, jego mocz jest całkowicie pozbawiony drobnoustrojów. Właściwość tą wykorzystywano nawet przemywając rany moczem. Jeżeli w moczu znajdują się drobnoustroje, świadczy to o jakichś patologiach w obrębie układu wydalniczego.

Mocz ulega bardzo szybkiemu rozkładowi. Bakterie rozkładają go na amoniak i inne związki pochodne. Amoniak jest substancją drażniącą skórę. Jego działanie przejawia się wysypką u małych dzieci, o ile nie mają one wystarczająco często zmienianych pieluch.

Mocz u osoby zdrowej jest klarowny, pozbawiony wszelkiej mętności. Mocz powinien być płynem bezzapachowym, o lekko żółtawym zabarwieniu od jasnosłomkowego kolory poczynając ( intensywność barwy zależy od ilości barwników). Ciśnienie osmotyczne ostatecznego moczu jest wyższe od ciśnienia osmotycznego krwi. Jego ciężar właściwy waha się najczęściej pomiędzy 1015 a 1020 = 1,015 - 1,020. Największa skala wahań ciężaru właściwego moczu mieści się pomiędzy 1002 a 1040 =1,002 a 1,040. PH moczu jest zazwyczaj lekko kwaśne. Może stać się zasadowe przy diecie pozbawionej mięsa.

Mocz zawiera w sobie końcowe produkty przemiany materii w postaci substancji azotowych, które powstały przy metabolizmie białek. Mocz ludzki zawiera największe ilości mocznika (2%) i znacznie mniejsze ilości amoniaku czy kwasu moczowego. Wśród składników nieorganicznych zawartych w moczu najwięcej jest kationów sodu. Są też, choć w mniejszej ilości, jony magnezu, potasu oraz wapnia. Jeżeli chodzi o aniony, to najwięcej w moczu jest anionów chlorkowych. W moczu są niewielkie ilości innych substancji, na przykład hormonów czy czasami glukoza. Inne substancje pojawiające się w moczu, w tym glukoza, są sygnałem o zaburzeniach w funkcjonowaniu organizmu.

Zwrotne wchłanianie z moczu zaczyna się w pierwszorzędowych kanalikach nerkowych a kończy się w cewce moczowej. Bilans resorpcji wygląda często tak, że z 1500 litrów moczu pierwotnego powstaje ostatecznie niecałe dwa litry moczu ostatecznego. Wymaga to bardzo sprawnego mechanizmu resorpcji zwrotnej wody i substancji potrzebnych organizmowi z przesączu, jaki powstaje pierwotnie w nerkach. Jest tak dzięki tak zwanemu wzmocnieniu przeciwprądowemu, w którym najważniejszą rolę odgrywa pętla Henlego. Komórki budujące ramię zstępujące pętli Henlego aktywnie transportują jony sodu do około kanalikowej przestrzeni. Prowadzi to do zwiększenia stężenia sodu w miąższu nerki. Im dłuższa jest pętla Henlego tym bardziej rośnie stężenie sodu w miąższu nerki. Dzięki temu w ramieniu zstępującym dochodzi do osmozy: odzyskiwana jest woda. Mocz przepływa do góry w ramieniu wstępującym pętli. Ramię wstępujące jednak nie przepuszcza wody. Woda jest w dużym stężeniu w około kanalikowej przestrzeni nerki a sód może dyfundować do wnętrza kanalika. Ramię zstępujące pętli sąsiaduje z naczyniem krwionośnym, które wchłania nadmiary wody i sodu. W ten sposób działa mechanizm wymiennika przeciwprądowego nerki. W ten sposób regulowane jest stężenie moczu ostatecznego.

Im więcej spożywamy płynów tym bardziej rozcieńczony jest mocz, który wydalamy. Stężenie moczu znacznie wzrasta przy niedoborze uzupełniania płynów w organizmie. To na ile stężony mocz wytwarzają nerki jest zależne od ilości soli mineralnych w ich rdzeniu, w płynie międzykomórkowym rdzenia. Sól jest resorbowana z moczu, który przepływa przez kanaliki nerkowe. Wysokie ich stężenie jest utrzymywane również za pomocą mechanizmu przeciwprądu. Woda przepływa z przesączu w kierunku tkanek. Z płynu tkankowego jest wchłaniana na powrót do krwi.

Podstawową jednostką anatomiczną i morfologiczną nerki jest nefron, który zbudowany jest z ciała nefronu oraz z kanalika krętego. Istnieją dwa rodzaje nefronów, które różnią się umiejscowieniem w nerce. W korze nerki są nefrony korowe = kortykalne. Głębiej leżą nefrony przyrdzeniowe, które mają bardzo długą pętlę Henlego sięgającą daleko w głąb miąższ rdzenia nerki. W rdzeniu nerki poprzez działanie pętli Henlego powstaje wysokie stężenie jonów chlorkowych. Dolna część pętli Henlego charakteryzuje się tym, że płyn tkankowy na tym odcinku jest hipertoniczny w porównaniu z przesączem. Część zstępująca pętli Henlego ma ściany dobrze przepuszczające wodę ale słabo przepuszczalne dla innych substancji, np: dla mocznika i soli mineralnych. Na tym odcinku woda poprzez osmozę przechodzi z moczu pierwotnego na zewnątrz pętli Henlego. Już na zakręcie pętli zmniejsza się jej przepuszczalność dla wody a rośnie przepuszczalność dla soli mineralnych. W ramieniu wstępującym z moczu pierwotnego sole przemieszczają się do tkanek nerki i wzrasta ich stężenie pomiędzy komórkami rdzenia nerki.

We wstępującym ramieniu pętli Henlego następuje resorpcja chlorku sodu poprzez aktywny transport przez ścianę pętli w stronę płynu tkankowego.

Stężony mocznik dyfunduje na zewnątrz, z przesączu do tkanek, co staje się przyczyną zwiększenia jego stężenia w płynie tkankowym. Dzięki temu woda swobodnie, zgodnie z gradientem stężeń dyfunduje na zewnątrz ze zstępującego ramienia pętli Henlego. W przesączu przechodzącym do ramienia wstępującego początkowo jest duże stężenie soli. Jednak w ramieniu zstępującym dochodzi do resorpcji zwrotnej soli mineralnych, co znacznie zmniejsza to stężenie. W kanaliku krętym 2 rzędu przesącz jest już izotoniczny w porównaniu z krwią. Przesącz w dalszych fragmentach układu kanalików jest zagęszczany dzięki osmozie wody. Woda przechodzi do płynu tkankowego i dalej do krwi. To, że przesącz płynie w ramieniu wstępującym w przeciwnym kierunku niż w ramieniu zstępującym, sprawia, że powstały w ten sposób mechanizm przeciwprądowy utrzymuje wysokie stężenia soli mineralnych w rdzeniu nerki.

Oddawanie moczu.

Perystaltyczne skurcze parzystego moczowodu pozwalają na sprawne przejście moczu z miedniczek nerek do pęcherza moczowego. Szybkość wypełniania pęcherza przez mocz wynosi średnio 50 ml/godzinę. Pęcherz ma elastyczne, rozciągliwe ścianki, co nie pozwala na zbytni wzrost ciśnienia w jego wnętrzu pod wpływem napływającego do niego moczu. Trzymanie moczu to nazwa ogólnie przyjęta określająca możliwość gromadzenia się moczu w pęcherzu moczowym. Zdrowy, dorosły człowiek odczuwa potrzebę oddania moczu, kiedy znajduje się w nim około 150-250 mililitrów moczu ostatecznego. Parcie na mocz jest bardzo silne, kiedy pęcherz jest wypełniony około 400 mililitrami moczu.

Proces oddawania moczu steruje rdzeń kręgowy. Neurony przywspółczulne odbierają informację o rozciągnięciu ścianek pęcherza.

Nerki stale produkują mocz, jednak proces ten jest nieco spowolniony w czasie nocy. Minimalne tempo pracy nerek przypada na środek nocy, mniej więcej pomiędzy drugą a piątą godziną. Maksimum tempa ich pracy przypada na pierwsze godziny po obudzeniu. Ilość wydalanego moczu jest dość zmienna, tak osobniczo jak i zależnie od ilości spożytych płynów, co wiąże się z bilansem płynów w gospodarce wodnej organizmu. Średnio dorosły człowiek dziennie wydala około 1,5 l. moczu. Wahania ilości moczu są tak znaczne, że ilość moczu może wynieść od 0,5l. do 4 l. Niektóre ciężkie choroby mogą spowodować wydalanie jeszcze większych ilości moczu, co jest bardzo niebezpiecznym objawem.

Literatura:

1. E. P. Salomon, L. R. Berg, D.W. Martin, C.A. Villee, 2000. "Biologia" , Multico, Warszawa .

2. A. Michajlik, W. Ramotowski, 1994 "Anatomia i fizjologia człowieka", Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.

III.

Budowa nefronu oraz funkcje jego poszczególnych elementów z uwzględnieniem naczyniowych elementów krążenia.

Podstawową jednostką nerki, zarówno anatomiczną jak i funkcjonalną, jest nefron. W nerce jest około miliona nefronów.

W kanalikach nerek wyróżnia się fragment wydzielniczy oraz fragment wyprowadzający, czyli cewkę zbiorczą. Cewka zbiorcza uchodzi poprzez przewód brodawkowy do kielicha miedniczki.

Na początku nefronu znajduje się kłębuszek = łac. glomerulus corpusculi renis. Wraz z dwuścienną torebką, czyli z torebką kłębuszka, tworzy ciałko nerkowe. Dalszą częścią nefronu są biegnące w korze nerki kanaliki kręte = łac. tubuli contorti 1 et 2 ordinis, piewszo i drugorzędowe. Łączą się one w pętli nefronu (pętli Henlego), która jest zbudowana z części (ramienia) wstępującej oraz z części (ramienia) zstępującej, które biegną w rdzeniu nerek, przez promień rdzennym a dalej przez piramidę, gdzie podąża ku brodawce. Tworzą się tam liczne długie i krótkie pętle, przy czym pętli krótkich jest o wiele więcej. Zakończenie ramienia wstępującego, podążającego ku górze, ponownie przebiega blisko ciałka nerkowego. Ramie wstępujące przechodzi we wstawkę, koniec nefronu. Wstawka łączy się ze zbiorczą cewką. Cewki zbiorcze zostają ze sobą połączone w coraz szersze przewody, które biegną prostolinijnie przez rdzeń nerkowy.

Cewka nerkowa zbudowana jest z kilku odcinków:

a) z ciałka nerkowego - nazywanego kłębuszkiem nerkowym, łac. corpusculum renis, które jest kulistą strukturą której średnica wynosi około 0,2 mm. Ciałko nerkowe budowane jest przez sieć złożoną z wielu, mniej więcej trzydziestu pętli włosowatych naczyń krwionośnych, które powleka blaszka trzewna torebki kłębuszka a tworzą je płaskie komórki nabłonka zaopatrzone w wypustki, czyli podocyty. Blaszka zewnętrzna ścianki kłębuszka utworzone jest przez płaskie komórki nabłonka. Ciałko nerkowe ma wyraźny biegun naczyniowy, przez który do kłębuszka wchodzi tętniczka doprowadzająca a wychodzi tętniczka odprowadzająca oraz biegun kanalikowy. Pomiędzy tętniczką odprowadzającą a doprowadzającą znajdują się liczne komórki tworzące wyspę przynaczyniową, która jest składnikiem tak zwanego aparatu przykłębkowego. W tętniczce doprowadzającej w ścianie jest warstwa środkowa z komórkami mięśniowo-nabłonkowymi ( przykłębuszkowymi, łac. cellulae

iuxtaglomerulares), które mają w swojej cytoplazmie ziarna sekrecyjne. Komórki te wydzielają reninę, która przeistacza angiotensynogen w angiotensynę , która ma zdolność stymulacji obkurczania naczyń krwionośnych. Komórki mięśniowo-nabłonkowe regulują tempo dopływu krwi do kłębuszka nerkowego. Regulują poziom ciśnienia wewnąrznerkowego poprzez zwężanie albo rozszerzanie światła naczyń. Z bieguna kanalikowego odchodzi kanalik główny. Torebka kłębuszka nerkowego jest jednocześnie ścianą ciałka nerkowego ( łac. capsula glomeruli Bowmani), tworzoną przez część trzewną torebki. Część zewnętrzna torebki nazywana jest blaszką ścienną. Pomiędzy tymi obiema blaszkami zawarta jest przestrzeń szczelinowata, która łączy się ze światłem kanalika nerkowego. W przestrzeni szczelinowej zbierany jest mocz pierwotny. Mocz pierwotny spływa w przestrzeni pomiędzy naczyniami i torebkami ciałek nerkowych kanalika głównego.

b) główna część nefronu - styka się bezpośrednio z ciałkiem nerkowym. Ma ona długość około 14 mm. Tworzy ona kanalik kręty 1 rzędu oraz dalej odcinek prosty zapoczątkowujący pętlę Henlego. Część główną budują komórki sześcienne nabłonka. Aparat siateczkowy takich komórek leży ponad jądrem, w komórkach tych jest bardzo dużo wydłużonych mitochondriów, które znajdują się w dolnej części tych komórek. Pomiędzy mitochondriami znajdują się podwójne błony cytoplazmatyczne, które tworzą dla nich oddzielną przestrzeń.

c) cienka część pętli Henlego - odcinek o bardzo małej średnicy, około 15 qm. Jej długość zależy od długości całej pętli Henlego. Jest króciutkim odcinkiem zstępującego ramienia w pętlach krótkich. W długich pętlach ma długość nawet 8 mm i jest częścią tak ich ramienia wstępującego jak i zstępującego. Cienką część budują komórki płaskie, które są podobne do komórek śródbłonka.

d) Gruba część nefronu - budują je komórki sześcienne z dużą ilością mitochondriów. Ma długość 9 mm i średnicy około 30 - 40 qm.

e) wstawka - ostatnia część nefronu. Ma długość mniej więcej 4,5 mm, średnicę 50 qm. Początkowo tworzy ona kanalik kręty 2 rzędu. Wstawka tworzy kilka skrętów w obrębie labiryntu, potem przechodzi w cewkę zbiorczą. Nabłonek wstawki ma w miejscu jej przylegania do naczyniowego bieguna kłębuszka nerkowego charakterystyczną budowę. Jego komórki tworzą widoczne przez mikroskop świetlny syncytium, które jest bogate liczne w jądra komórkowe. Ta część wstawki nazywana jest plamką gęstą. Jej komórki mają zatarte międzykomórkowe granice. Komórki te są wyższe niż inne komórki. Mają też mniej mitochondriów. Wstawka pełni rolę czujnika sodowego.

f) Cewka zbiorcza - łac. tubulus rectus. Wstawki na granicy promieni rdzeniowych przechodzą w cewki. Biegną prostoliniowo przez promienie rdzeniowe oraz dalej przez piramidę nerkową. W parach łączą się w coraz większe przewody Po połączeniu kilku dużych cewek zbiorczych powstaje tak zwany przewód brodawkowy ulokowany na szczycie brodawki. W jednej komórce jest od miliona do 1,5 miliona nefronów. Wszystkie łączą się tworząc około 400 brodawkowych przewodów. Uchodzą one w przestrzeni pola sitowego do kielicha nerkowego, po 10- 25 do jednego kielicha. Odcinki początkowe zbiorczych cewek nerkowych wysłane są przez sześcienne komórki. W większych cewkach znajdują się wysokie walcowate komórki.

Kłębuszki nerkowe odpowiadają za filtrację moczu pierwotnego. W kanaliku krętym 1 rzędu zachodzi sekrecja, w pętli Henlego i w kanalikach krętych 2 rzędu intensywna resorpcja zwrotna wody i innych substancji z moczu.

Kłębuszki nerkowe poprzez filtrację osocza krwi tworzą przesącz pierwotny (mocz pierwotny), który przesącza się do wnętrza komory ciałka nerkowego. Mocz pierwotny jest wytwarzany przez obie nerki w ilości 110 - 220 litrów na dobę. Jednak dziennie wydalamy około 1,5 litra moczu w ciągu doby. Dzieje się tak, ponieważ mocz pierwotny ulega dużemu zagęszczeniu dzięki dużej resorpcji. Zwrotnie wchłaniane są znaczne ilości wody oraz jony, aminokwasy, białka, witaminy i glukoza. W moczu wydalane są zbędne produkty przemiany materii, głównie amoniak.

Literatura:

1. A. Bochenek, M. Reicher. 1999. "Anatomia człowieka". Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.

Opisz drogę kropli przesączu zaczynając od torebki Bowmana aż do wydalenia jej na zewnątrz organizmu - charakterystyka układu wydalniczego.

W skrócie drogę kropli przesączu w miąższu można następująco zarysować: od torebki Bowmana przez kanalik kręty 1 rzędu, dalej przez pętlę Henlego, przez kanalik kręty 2 rzędu aż do kanalika zbiorczego.

W pierwszej kolejności krew dostaje się do ciałka nerkowego poprzez tętniczkę doprowadzającą. Około 20% objętości osocza, które przepływa przez nerkę dostaje się do wnętrza torebki ciałka nerkowego i staje się tak zwanym moczem pierwotnym. W czasie minuty przez nerki przepływa średnio 700 mililitrów osocza krwi. Z tego mniej więcej 120 mililitrów jest wyłączane z obiegu krwionośnego i przechodzi do torebek Bowmana. Reszta osocza przepływa z sieci naczyń kłębuszków nerkowych do tętniczki odprowadzającej i dalej do układu krwionośnego. Tętniczka rozgałęzia się na drobne naczynia włosowate, które oplatają kanaliki nefronów a dalej łączą się i tworzą układ żylny. Mocz pierwotny, który zostaje utworzony jako przesącz kłębuszków nerkowych, płynie do układu kanalików a tam pod wpływem szeregu czynników przeistacza się w mocz ostateczny.

Pierwszym etapem w drodze kropli przesączu jest torebka Bowmana, czyli lejek, w którego budowie wyróżnia się dwie blaszki zbudowane z jednowarstwowego, cienkiego nabłonka, który dobrze przepuszcza substancje oraz wewnętrzną przestrzeń torebki. Torebka Bowmana wraz z kłębuszkiem naczyń włosowatych, który otacza, tworzy ciałko Malpighiego czyli ciałko nerkowe. Ściana wewnętrzna torebki składa się z podocytów - specjalnie wykształconych komórek nabłonka, od których wychodzą nóżki - pediculi, pokrywających powierzchnie naczyń włosowatych w kłębuszku nerkowym. Pomiędzy pediculi znajdują się wolne przestrzenie - otwory szczelinowate, które przesłania cieniutka porowata błona.

Przesącz z torebek Bowmana przepływa do kanalików nerkowych, które są utworzone przez jednowarstwowy, brukowy nabłonek zaopatrzony w szczoteczkowy rąbek. Nabłonek taki jest przystosowany do aktywnego i szybkiego aktywnego transportu jonów. Kanaliki nerkowe mają kilka wyróżnionych fragmentów, którymi kolejno płynie mocz pierwotny:

- kanalik kręty 1 rzędu,

- pętla Henlego,

- kanalik kręty 2 rzędu.

Mocz pierwotny przechodzi z torebki Bowmana do kanalika krętego 1 rzędu, czyli do kanalika krętego proksymalnego, dalej przechodzi do pętli Henlego, czyli prostego odcinka kanalika, który składa się z dwóch ramion, a w każdym z nich mocz płynie w przeciwnym kierunku. W pętli Henlego mocz jest najbardziej zagęszczany. Po przejściu przez pętlę Henlego mocz płynie do kanalika krętego 2 rzędu, czyli kanalika dystalnego. Kanalik dystalny jest końcowym odcinkiem nefronu, który ma swoje ujście w cewce moczowej. Mocz wędruje do miedniczek nerkowych a dalej przez moczowód do pęcherza moczowego.

Schemat przepływu moczu przez układ wydalniczy jest następujący: z nerki przez moczowód do pęcherza moczowego i cewki moczowej.

Nerki, które produkują mocz leżą po grzbietowej części ciała, symetrycznie wzdłuż kręgosłupa, niżej niż przepona. Mają wielkość pięści.

Mocz ścieka z kanalika nerkowego poprzez brodawkowe otwory do kielicha mniejszego, dalej do kielicha większego, potem do miedniczki nerkowej. Osiem, dziesięć kielichów mniejszych łączą się w dwa, góra trzy kielich większe, które prowadzą mocz do miedniczki. Miedniczka ma kształt gładkiego worka o lejkowatym kształcie, który spłaszcza się ku tyłowi. Znajduje się ona w zatoce nerkowej. Drogi, którymi odprowadzany jest mocz z organizmu na zewnątrz ciała mają swój początek w cewkach zbiorczych. Cewki przechodzą w przewody brodawkowe a te uchodzą do miedniczek nerkowych. Do miedniczek mocz ścieka poprzez otwory brodawkowe a dalej płynie do moczowodów, które prowadzą do pęcherza moczowego. Mocz ścieka do pęcherza przez cała dobę , systematycznie, rytmicznie w porcjach po 8-10 kropel. Przerwy pomiędzy serią kropel są różnej długości, zależnie od natężenia działania nerek.

Literatura:

1. E. P. Salomon, L. R. Berg, D.W. Martin, C.A. Villee, 2000. "Biologia" , Multico, Warszawa .

2. Encyklopedia biologiczna: wszystkie dziedziny nauk przyrodniczych. 2000. red. Z. Otałęga. Agencja Publicystyczno-Wydawnicza "Opres".

UKŁAD WYDALNICZY CZŁOWIEKA

Mocz jest produkowany w parzystych narządach wydalniczych wielkości pięści - w nerkach, które leżą po grzbietowej części ciała, po obu stronach kręgosłupa, poniżej przepony.

- Mocz dostaje się z kanalików nerkowych, przez otwory brodawkowe, do kielichów mniejszych (calices minores).

- Przez kielichy większe (calices majores) mocz trafia do miedniczki nerkowej (pelvis renalis).

Osiem do dziesięciu kielichów mniejszych łączy się zazwyczaj w dwa, góra trzy kielichy większe a te z kolei wiodą do miedniczki.

Miedniczka ma kształt gładkiego worka o kształcie lejka. Lejek ten jest spłaszczony od przodu ku tyłowi i jest ona położona w zatoce nerkowej.

Drogi odprowadzające mocz ostateczny na zewnątrz ciała ludzkiego rozpoczynają się cewkami zbiorczymi miąższu nerkowego. Łączą się one w przewody brodawkowe, które uchodzą do miedniczki nerkowej. Mocz ścieka z przewodów brodawkowych do miedniczki a stąd do moczowodów, które uchodzą do pęcherza moczowego.

Mocz rytmicznie ścieka kroplami do pęcherza moczowego po 8-10 kropli w około minutowych przerwach.

Przepływ moczu w układzie wydalniczym można bardzo skrótowo przedstawić w następujący sposób:

Nerka → moczowód → pęcherz moczowy → cewka moczowa.

Schemat szlaku kropli przesączu od torebki Bowmana do wydalenia jej przez organizm w postaci moczu.

A) Droga przesączu w miąższu nerki

Podstawową jednostką strukturalną nerki jest nefron. Składa się on z następujących elementów, które są jednocześnie drogą przesączu w miąższu nerki:

- Torebka Bowmana

- Kanalik kręty pierwszego rzędu

- Pętla Henlego

- Kanalik kręty drugiego rzędu

- Kanalik zbiorczy

- Krew jest doprowadzana do nerek przez tętniczkę doprowadzającą (vas afferens), która łączy się ze splotem naczyniowym ciałka nerkowego.

- Ze splotu naczyniowego ciałka nerkowego około jedna piąta objętości przepływającego osocza przesącza się do torebki ciałka nerkowego. Dzieje się tak pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego w nim panującego. Powstaje w ten sposób mocz pierwotny.

Szacuje się, że przez obie nerki w ciągu jednej minuty przepływa około 700 ml krwi. Około 120 ml tej krwi zostaje wyłączone z obiegu krwi i przedostaje się do torebki ciałka nerkowego. Reszta krwi wypływa z sieci kłębuszka naczyniowego poprzez tętniczkę odprowadzającą.

- Tętniczka odprowadzająca ponownie rozgałęzia się tworząc sieć naczyń włosowatych.

- Naczynia włosowate oplatają układ kanalików nefronu.

- Kanaliki nefronu ostatecznie łączą się ze sobą i przechodzą w układ żylny.

Mocz pierwotny przesączony wstępnie w kłębuszku przechodzi do układu kanalikowego a tam ulega dalszym przemianom aż do powstania moczu ostatecznego. Droga przesączu

Torebka Bowmana

Torebka Bowmana jest to przekształcony lejek, który składa się z dwóch blaszek, pomiędzy którymi zawarta jest przestrzeń torebki. Blaszki torebki Bowmana zbudowane są z bardzo cienkiego nabłonka jednowarstwowego typu płaskiego, który charakteryzuje się dużą przepuszczalnością.

Torebka Bowmana ściśle otacza kłębuszek naczyń włosowatych. Razem tworzą ciałko nerkowe nazywane inaczej ciałkiem Malpighiego.

Wewnętrzna ściana torebki Bowmana zbudowana jest z podocytów. Są to wyspecjalizowane komórki nabłonka, od których odchodzą wydłużone, ostro zakończone odnogi, które otaczają powierzchnię naczyń włosowatych kłębuszka nerkowego. Pomiędzy wypustkami tych odnóg znajdują się otwory (inaczej pory) szczelinowate nazywane również szparkowatymi. Otwory szczelinowate są przesłonięte cieniutką błoną o porowatej strukturze.

Kanalik nerkowy

Przesącz z torebki Bowmana dostaje się do kanaliku nerkowego.

Kanalik nerkowy jest zbudowany z nabłonka, który ma zdolność do intensywnego aktywnego transportu jonów. Nabłonek ten jest nabłonkiem jednowarstwowym brukowym z rąbkiem szczoteczkowym.

Kanalik nerkowy składa się z kilku odcinków: z kanalika krętego pierwszego rzędu, który powstaje ze zwężającej się torebki Bowmana, dalej z pętli Henlego oraz z kanalika krętego drugiego rzędu.

- Przesącz z torebki Bowmana dostaje się do kanalika krętego pierwszego rzędu, który nosi też nazwę kanalika krętego proksymalnego.

- Przesącz opuszcza kanalik pierwszego rzędu i wędruje do pętli Henlego.

Pętla Henlego jest to prosty odcinek kanalika zbudowanego z dwóch ramion biegnących w przeciwstawnych kierunkach: z części zstępującej oraz z części wstępującej. Im dłuższa jest pętla Henlego, tym większe będzie stężenie wydalanego moczu.

- Z pętli Henlego przesącz przepływa do kanalika krętego drugiego rzędu, który nosi też nazwę dystalnego kanalika krętego i stanowi ostatnią część nefronu.

- Kanalik kręty drugiego rzędu uchodzi do większego kanału, czyli do cewki zbiorczej.

- Cewka moczowa kieruje mocz do miedniczek nerkowych.

- Mocz z miedniczek moczowych poprzez moczowód przechodzi do pęcherza moczowego.

Bibliografia

1. E. P. Salomon, L. R. Berg, D. W. Martin, C. A. Villee, 2000. "Biologia", Multico, Warszawa

2. Encyklopedia biologiczna: wszystkie dziedziny nauk przyrodniczych, 2000 red. Z. Otałęga, Agencja Publicystyczno-Wydawnicza "Opres"

3. Lewiński W., 1996, Anatomia i fizjologia człowieka, Wydawnictwo OPERON, Reda.