Filtracja moczu: Etapy i mechanizmy
- Szczegóły
Układ moczowy, nazywany również układem wydalniczym, jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania całego organizmu. W organizmie człowieka odpowiada za usuwanie produktów przemiany materii oraz wspiera utrzymanie równowagi wodno-elektrolitowej. Warto wiedzieć, że jest to bardzo precyzyjny system, w którym różne procesy takie jak filtracja krwi czy tworzenia moczu umożliwiają prawidłowe funkcjonowanie całego organizmu.
Budowa układu moczowego
Budowa układu moczowego jest ściśle związana z tym, jakie funkcje pełnią poszczególne jego elementy (1). Układ moczowy tworzą nerki i odchodzące od nich drogi moczowe, które można dodatkowo podzielić na moczowody, pęcherz moczowy i cewkę moczową (1). Kluczową rolę w układzie moczowym odgrywają nerki, które przy pomocy pozostałych struktur moczowych, umożliwiają odfiltrowywanie krwi i usuwanie zbędnych substancji takich jak toksyny, produkty przemiany materii czy nadmiar wody.
Budowa układu moczowego u kobiet i mężczyzn
Budowa układu moczowego u mężczyzn i kobiet jest zbliżona, choć nie identyczna. Przede wszystkim układ moczowy obu płci składa się z tych samych elementów, a więc nerek i dróg moczowych. Jednocześnie u kobiet występują istotne różnice np. cewka moczowa jest zdecydowanie krótsza - ma około 3-4 cm długości i kończy się tuż nad przedsionkiem pochwy. Taka budowa układu moczowego jest związana z wyższym ryzykiem zapalenia pęcherza.
Budowa układu moczowego u mężczyzn, zgodnie z tym co wspomniano wyżej, jest zbliżona do budowy kobiecej. Jednocześnie istnieją zasadnicze różnice, wśród których warto wymienić znacznie dłuższą, bo średniej długości 18-20 cm, cewkę moczową. Przebiega ona przez gruczoł krokowy (prostatę, występującą tylko u mężczyzn), a następnie jest zakończona prąciem. Znacznie większa, bo nawet 5 - krotnie dłuższa cewka moczowa, stanowi naturalną barierę ochronną przed infekcjami. Jednocześnie sama prostata może być wiązana z innymi problemami zdrowotnymi np.
Nerki - kluczowy element układu moczowego
To od nerek zaczyna się właściwa budowa układu moczowego. Nerki są narządem parzystym, czyli są dwie. Kształtem przypominają nasiona fasoli i są zlokalizowanej na tylnej ścianie jamy brzusznej, mniej więcej na wysokości odcinka lędźwiowego kręgosłupa. Od góry przylegają do nich gruczoły nadnerczowe, które pełnią istotną rolę wydzielniczą (m. in. Najbardziej zewnętrzna część nerki to kora nerki, a część wewnętrzna to rdzeń.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Co ciekawe nerki pełnią rolę narządu oczyszczającego krew ze wszystkich zbędnych substancji - nadmiaru wody, toksyn i produktów przemiany materii. Szczególną część nerki stanowią cewki nerkowe będące fragmentem nefronów. Pełnią one kluczową rolę w procesie wydzielania (sekrecji) i wchłaniania zwrotnego (resorpcji). To właśnie na etapie cewek nerkowych pierwotny przesącz (tzw. mocz pierwotny) zostaje przekształcony w mocz ostateczny.
Jak wskazuje sama budowa układu moczowego, to właśnie w nerkach dzieją się kluczowe etapy produkcji moczu. Pierwszym z nich jest przesączanie kłębuszkowe podczas którego dochodzi do oczyszczania krwi w nefronach.
Podstawową funkcjonalną jednostką nerki jest nefron składający się z: - ciałka nerwowego, - kanalika krętego. Ciałko nerkowe to kłębuszek naczyń włosowatych otoczony przez torebkę kłębuszka zwaną torebką Bowmana. Torebka kłębuszka przechodzi w kanalik kręty.
Pozostałe elementy układu moczowego
Jak wskazuje budowa układu moczowego, pozostałe jego elementy to moczowody, pęcherz moczowy i cewka moczowa. Przewody łączące miedniczkę nerkową z pęcherzem moczowym. Ścianki zbudowane z mięśni gładkich. Jest zbudowana z mięśni gładkich. przewód umożliwiający wyprowadzenie moczu na zewnątrz ciała (1).
Funkcje układu moczowego
Zgodnie z tym co wspomniano wcześniej, układ moczowy pełni bardzo ważne funkcje takie jak produkcja moczu, filtracja krwi i usuwanie toksyn. Jak jednak to wygląda w praktyce? Nerki są kluczowym elementem układu moczowego. Ich sprawne funkcjonowanie umożliwia utrzymanie homeostazy, a więc stanu fizjologicznego całego organizmu.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
| Funkcja | Opis roli |
|---|---|
| Filtracja krwi | Usuwanie nadmiaru wody, produktów przemiany materii, toksyn etc. |
| Regulacja ciśnienia krwi | Regulowanie objętości płynów, uczestniczenie w wydzielaniu hormonów wpływających na ciśnienie krwi |
| Równowaga elektrolitowo-wodna | Kontrola zawartości wody i elektrolitów np |
Etapy powstawania moczu
Powstawanie moczu i higiena układu moczowego Proces tworzenia się moczu w nerkach przebiega w dwóch etapach: - I etap to filtracja kłębuszkowa - tętniczka doprowadzająca krew do kłębka jest grubsza niż naczynie odprowadzające, dlatego krew przesączając się spływa do torebki otaczającej kłębek, tworząc mocz pierwotny; który zawiera: wodę, mocznik, sole mineralne, cukier. - II etap to wchłanianie do krwi wody i związków, które organizm może jeszcze wykorzystać. Wchłanianie odbywa się w kanalikach krętych. Powstały płyn spływa, jako mocz ostateczny, do miedniczek nerkowych.
Mocz powstaje w wyniku szeregu następujących po sobie zjawisk. Filtracja - powstanie moczu pierwotnego w wyniku wstępnego przefiltrowania krwi i oddzielenia od niej "odpadów" Dalsza obróbka moczu pierwotnego: 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. Sekrecja - wydzielanie kolejnych substancji toksycznych z nerek do tworzącego się moczu. Kolejno filtracja, resorpcja oraz sekrecja powodują powstanie moczu ostatecznego.
Filtracja kłębuszkowa
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.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
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. 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. 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. 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. 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.
Resorpcja zwrotna i sekrecja
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. 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. 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. Każda substancja oprócz maksimum kanalikowego ma wyznaczany tak zwany próg nerkowy.
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. 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. Podobnie jak w przypadku resorpcji glukozy rzecz się ma przy resorpcji aminokwasów.
Właściwości moczu
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. Mocz ulega bardzo szybkiemu rozkładowi. Bakterie rozkładają go na amoniak i inne związki pochodne. Amoniak jest substancją drażniącą skórę. 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. 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.
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.
Choroby układu moczowego
Wśród schorzeń jakie najczęściej dotykają układu moczowego wymienić należy infekcje, kamicę nerkową i nietrzymanie moczu. Wszystkie te choroby mają odmienne przyczyny i sposób leczenia (2). Infekcje układu moczowego występują często, przede wszystkim u kobiet. Najczęściej spowodowane są zakażeniem bakteriami E. coli. Objawiają się one dolegliwościami bólowymi i pieczeniem podczas oddawania moczu. Niekiedy towarzyszy temu także częste parcie na mocz czy obecność krwi w moczu. Budowa układu moczowego, zwłaszcza u kobiet, w dużym stopniu wpływa na ryzyko i częstość infekcji.
Kamica nerkowa to choroba, w której dochodzi do powstania złogów, tzw. kamieni, w drogach moczowych. Podobnie jak infekcje, objawia się bólem, ale wyjątkowo silnym, niekiedy nawracającym. Schorzenie to związane jest z niekontrolowanym wyciekiem moczu, którego przyczyną mogą być osłabione mięśnie, przerost prostaty czy zaburzenia neurologiczne. Leczenie chorób układu moczowego jest odmienne dla wszystkich wyżej wspomnianych jednostek chorobowych i zawsze powinno być dopasowane indywidualnie do pacjenta. Jednocześnie warto wiedzieć, że w przypadku infekcji układu moczowego stosuje się antybiotyki. Pomocniczo zastosowanie znajdują także leki i suplementy diety na bazie ziół, które działają pomocniczo. Preparaty takie jak Urosept® doskonale sprawdzają się także przy chorobach takich jak kamica nerkowa, gdzie intensywne działanie moczopędne pomaga wypłukać drobne złogi. Podobnie leczenie zaburzeń nietrzymania moczu również wymaga poznania przyczyny choroby.
tags: #filtracja #moczu #etapy #i #mechanizmy
