UKŁAD MOCZOWY

WPROWADZENIE

Zadania: wytwarzanie i wydalanie moczu.

● Nerki- oczyszczają krew z końcowych metabolitów i wytwarzają mocz, utrzymują homeostazę oraz skład i ciśnienie płynów ustroju oraz produkcja hormonów.

● Pęcherz (powstaje z zawiązka mezo- i entodermalnego) i cewka moczowa wyprowadzają mocz poza organizm

Embriologia - środkowe pasmo mezodermy → zawiązek nerkotwórczy (rozwinięty z 31 i 32 pary nefrotomów zanercza i daje kanaliki nerkowe) oraz moczowodowy (rozwinięty z części nefrotomów śródnercza i dają cewki zbiorcze i przewody brodawkowe, kielichy nerkowe, miedniczki nerkowe i moczowody)

Pęcherz moczowy i cewka moczowa wywodzą się z końcowego odcinka jelita ogonowego z zawiązka entodermy.

Budowa NERKI:

● są to 2 „fasole” i leżą zewnątrzotrzewnowo i są najsilniej unaczynione

● do brzegu wklęsłego - wnęki - wchodzą tętnice i nerwy, wychodzą żyły i moczowód

● Budowa warstwowa (od zewnątrz):

► torebka z tkanki łącznej włóknistej i tłuszczowej (utrzymuje nerkę w położeniu)

► zrąb:

1. tkankę łączną właściwą luźną

2. tkankę śródmiąższową

3. naczynia krwionośne i limfatyczne oraz

4. miąższ nerki (czyli nefrony - jako podstawowe jedn. strukturalne i czynnościowe nerek)

● części nerki:

→ korowa(cz. zewnętrzna - wypukła) - obecne tu ciałka nerkowe i odcinki kręte nefronów (labirynty) są widoczne jako ziarnistości i wnikają one w część rdzenną między piramidami jako słupy nerkowe.

→ rdzenna (cz. wewnętrzna - wklęsła) - są to odcinki nefronów ułożonych równolegle względem siebie, czyli pętli Henlego i przewodów zbiorczych. Skupiają się w piramidy nerkowe (8-18). Szczyty piramid zwrócone do miedniczki nerkowej i tu wpuklają się w obręb kielichów nerkowych mniejszych tworząc brodawki nerkowe (posiadają 25 otworów i są ujściami cewek zbiorczych.

Funkcje nerek

● filtracja osocza i usuwanie szkodliwych końcowych metabolitów (mocznik, kreatynina, kw. moczowy) i ksenobiotyków

● wytwarzanie i zagęszczanie moczu pierwotnego

● regulacja poziomu płynów ustroju i ciśnienia krwi / utrzymywanie stałego poziomu płynów ustroju

● regulacja stężenia we krwi składników mineralnych

● utrzymywanie prawidłowej równowagi kwasowo-zasadowej

● produkcja i uwalnianie niektórych hormonów np. erytropoetyny i prostaglandyn

● wytwarzanie aktywnej formy witaminy D

NEFRON

► podstawowa jednostka strukturalna i czynnościowa nerki (1-3mln nefronów)

► zaczyna się kłębuszkiem (w części korowej) → kanalik kręty I rzędu → pętla Henlego (ramie zstępujące - idzie do cz. rdzennej, zagięcie, ramie wstępujące - idzie do cz. korowej) → kanalik II rzędu

Podział nefronów ze względu na długość pętli Henlego
korowe	Przykorowe (20% wszystkich)
● krótka pętla, zagięcie ramion w ½ cz. rdzennej ● cz. cienka pętli to krótki odcinek (lub w ogóle jego brak) w obrębie ramienia wstępującego ● ciałka nerkowe - w zewnętrznej warst. kory	● ciałka są w korze graniczącej z rdzeniem ● długie pętle(ramiona zagięte w okolicy przybrodawkowej

W związku z odmienną budową histologiczną nefron można podzielić na następujące części:

● kłębuszek nerkowy (ciałko nerkowe)

● kanalik proksymalny

● kanalik pośredni

● kanalik dystalny

Pętle nefronów - umożliwiają efektywne odzyskiwanie H₂O→ oszczędna gospodarka wodna

Podstawową funkcją nefronów jest wytwarzanie moczu pierwotnego i jego przemiana w mocz ostateczny.

KŁĘBUSZEK NERKOWY

■ kula o d=200 μm, buduje go kłębuszek naczyniowy i torebka Bowmana - tu 2 blaszki:

► trzewna - pokrywa z zewnątrz n. włosowate i leży na błonie podstawnej śródbłonka naczyń

► ścienna - otacza całe ciałko nerkowe i zbudowana jest z nabłonka jednowarstwowego płaskiego

* między nimi jest jama torebki kłębka tzw. przestrzeń moczowa - tu spływa przefiltrowany izoosmotyczny mocz pierwotny

■ ciałko nerkowe ma 2 bieguny:

→ górny - naczyniowy = to miejsce wejścia tętniczki doprowadzającej i wyjścia tętniczki odprowadzającej (obie połączone siecią dziwną); ważne że średnica t. dopr. < t. odpr. = wtedy w naczyniach włosowatych kłębuszka panuje wysokie ciśnienie krwi - siła napędowa filtracji.

→ dolny - moczowy = tu blaszka ścienna kłębuszka zwężając się kielichowato przechodzi w część krętą kanalika proksymalnego

Elementy strukturalne kłębuszka nerkowego

1. Komórki śródbłonka - wyścielają naczynia włosowate, płaskie z wypukłym jądrem, cienka cytoplazma z otworami o d=80nm zwanych fenestracjami - ułatwiają przepływ krwi do jamy torebki kłębka. Leżą na ciągłej błonie podstawnej.

2. Podocyty - to komórki blaszki trzewnej torebki Bowmana, mają liczne nóżkowate wypustki cytoplazmy w odstępach co 20-30nm (między rozciągają się szczeliny filtracyjne pokryte - białkową przeponą ). Błona podstawna jest wspólna dla podocytów i komórek śródbłonka.

3. Błona podstawna - powstaje ze złączenia 2 blaszek podstawnych i jest gruba, z zewnątrz podocytu - wypustki, z wewnątrz - śródbłonek naczyń kłębka. Wyróżniamy 3 warstwy:

• środkową - ciemną, kolagen typu IV tworzą barierę fizyczną dla dużych cząsteczek na drodze krew → mocz p.

• dwie zewnętrzne - jasne, są związki o charakterze polianionów.

Składniki błony podstawnej wykazują silne właściwości antygenowe (istotne w przeszczepach nerek)

4. Mezangium - struktura stanowiąca element podporowy kłębuszka nerkowego, buduje go tkanka łączna i bezkomórkowa macierz mezangialna. Są nieregularne, mają wypustki, a w cytoplazmie jest miozyna. Komórki te silnie proliferują, fagocytują i produkują kolagen. Nie kontaktują się ze światłem naczyń i jamą torebki. Macierz mezangium jest przedłużeniem blaszki jasnej wewnętrznej błony podstawnej.

► Funkcje mezangium

• rola podporowa dla naczyń kłębka

• regulacja przepływu krwi przez naczynia włosowate kłębka - zmiana średnicy naczyń

• fagocytarna - niszczenie kompleksów antygen-przeciwciało, pochłanianie cząstek

5. Blaszka ścienna torebki Bowmana - to ściśle przyległy nabłonek jednowarstwowy płaski na błonie podstawnej.

BARIERA FILTRACYJNA

- uczestniczy w filtracji krwi i powstawaniu moczu pierwotnego. Morfologicznie jest zbudowana z 3 warstw:

● komórek śródbłonka - posiadają w cytoplazmie liczne pory

● grubej błon podstawnej - to ciągła warstwa tej bariery, tworzą ją komórki śródbłonka i podocyty

● przepon szczelin filtracyjnych - zlokalizowanych pomiędzy wypustkami podocytów

Powstawanie ultraprzesączu

► Przez nerki przepływa 20% całej krwi/minutę, a filtracja zachodzi w kłębuszkach nerkowych

► Wysokie ciśnienie krwi w kapilarach kłębuszka → płynna zawartość naczyń przechodzi przez barierę filtracyjną do jamy torebki

► W 24h powstaje 150 l moczu pierwotnego, ale 99% przesączu ulega wchłanianiu wrotnemu w cewkach nerkowych i powstaje mocz ostateczny (wydalany)

► Błona filtracyjna jest nieselektywna - nie przepuszcza cząstek < 69000 i w moczu znajdują się małe cząstki: cukry proste, aminokwasy, kwas moczowy, kreatynina, mocznik, elektrolity i trochę albumin .

► Mocz pierwotny jest izoosmotyczny z osoczem tzn. posiada identyczne stężenie jak płyny ustrojowe.

KANALIK PROKSYMALNY (BLIŻSZY)

● Część ścienna torebki Bowmana na biegunie moczowym zwęża się kielichowato przechodząc w część krętą kanalika proksymalnego o długości ok. 14 mm.

● Jest on najdłuższym odcinkiem nefronu, pokryty nabłonkiem jednowarstwowym sześciennym, Od światła komórki wytwarzają mikrokosmki (in. rąbek szczoteczkowy) - zwiększają powierzchnię chłonną.

● Komórki: kuliste jądro, liczne mitochondria i lizosomy, Aparat Golgiego.

● Mikrokosmki wykazują aktywność fosfatazy zasadowej (intensywna funkcja resorbcyjna tego kanalika)

● Podstawna powierzchnia komórek posiada liczne wpuklenia błony, pomiędzy którymi ustawiają się pionowo wąskie mitochondria co w mikroskopie optycznym daje efekt prążkowania.

Funkcja kanalika proksymalnego

● tu zachodzi resorbcja zwrotna obligatoryjna. komórki nabłonka resorbują wodę, Na⁺ i Cl^-, aminokwasy, glukozę, witaminy i małe proteiny z pramoczu

KANALIK POŚREDNI

● odcinek nefronu o najmniejszej średnicy. początek na ramieniu zstępującym (cienka część pętli).

● Cewkę pokrywa nabłonek jednowarstwowy płaski (spłaszczony, a jądro wpuklone)

● wytwarza gradient hiperosmotyczny do zagęszczania moczu.

KANALIK DYSTALNY

● to odc. prosty końcowego ramienia pętli Henlego (część gruba) i odc. krętego (kanalik kręty II rzędu o dł. 5 mm )

● pokryty jest nabłonkiem jednowarstwowym sześciennym (w części krętej w pobliżu ciałka nerkowego przekształca się w walcowaty i nosi nazwę plamki gęstej)

● kanalik II rzędu jest krótszy, węższy i mniej krętym o regularnym świetle z niewieloma mikrokosmkami- od I rzędu

Funkcja kanalika dystalnego

● zachodzi tu resorbcja fakultatywna - uczestniczy w regulacji równowagi kwas-zasad i zagęszczaniu moczu

Sekrecja kanalikowa

● proces aktywnego usuwania do moczu pierwotnego zbędnych substancji jak: katabolity hormonów i leków

KANALIKI ZBIORCZE

► to system rozgałęzionych kanalików o długości 45 mm każdy, do nich uchodzą cewki kręte II rzędu.

► w części sąsiadującej z nefronem wysłane są nabłonkiem jednowar. sześciennym (przy miedniczce w walcowaty)

► Końcowe odcinki cewek zbiorczych to przewody brodawkowate.

► między komórkami są połączenia ścisłe uniemożliwiające transport wody (H₂O idzie tylko przez akwapory - jego białkowe prekursory, pod wpływem ADH, idą do szczytów błon komórkowych i tam się wbudowują - wtedy ściana cewek jest przepuszczalna dla wody)

► W obrębie nabłonka wyróżniamy dwa podstawowe typy komórek.

• komórki jasne

• komórki ciemne

Zagęszczanie moczu

► w 24h powstaje 180l moczu pierwotnego izotonicznego do osocza, z tego 99% wchłaniane jest zwrotnie w cewkach nerkowych, a 1% to hiperosmotyczny mocz ostateczny

► W kanaliku proksymalnym odzyskiwana jest woda i NaCl (dlatego mocz wychodzący z kanalika jest izoosm)

► cewka cienka: ramie zstępujące przepuszcza wodę, a nie przepuszcza NaCl; ramię wstępujące - odwrotnie - jony Na i Cl dają siłę napędową do odzyskiwania wody z kanalika zstępującego.

► na końcu ramienia zstępującego powstaje mocz hiperosmotyczny, ale NaCl przenika poza kanalik w części wstępującej i w końcu jest on hipoosmotyczny

► w cewce kanalika dystalnego, pod wpływem aldosteronu z kory nadnerczy - zwiększa się resorbcja NaCl i wody. ► cewka zbiorcza - jest przepuszczalna tylko dla wody jedynie w obecności ADH.

■ Konsekwencją wszystkich procesów jest wytworzenie hypertonicznego moczu ostatecznego

APARAT PRZYKŁĘBKOWY

● to grupa komórek na biegunie naczyniowym kłębuszka, budują go:

1. Komórki mioidalne (przykłębuszkowe, ziarnistymi lub JG) - obecne w ścianie tętniczki doprowadzającej. Cytoplazma zawiera enzym proteolityczny - reninę (reguluje ciśnienie krwi).

2. Komórki plamki gęstej - to komórki części prostej kanalika dystalnego przylegającą do bieguna naczyniowego. Są wyższe, jaśniejsze i ściślej upakowane. Są osmoreceptorami i reagują na stężenie Na⁺

3. Komórki mezangium pozakłębkowego - Położone w trójkącie tętniczek doprowadzających, odprowadzających oraz plamka gęsta. Są to komórki tkanki łącznej. Pośredniczą w przekazywaniu informacji między osmoreceptorami plamki gęstej a komórkami mioidalnymi.

Funkcja aparatu przykłębkowego

● Komórki mioidalne uczestniczą w produkcji enzymu proteolitycznego reniny (renina odrywa od α-2-globuliny angiotensynę I, a ta przekształca się w angiotensynę II, a pobudza korę nadnerczy do wydzielania testosteronu - stymuluje resorbcję Na⁺ i H₂O z moczu pierwotnego w kanaliku dystalnym).

Tkanka śródmiąższowa

► Wypełnia przestrzeń między elementami nefronu, naczyniami krwionośnymi i limfatycznymi.

► Komórki są fagocytarne i wytwarzają erytropoetynę i prostaglandyny. Macierz zbudowana jest z luźnej substancji białkowo-glikoproteidowej, a w niej są włókna kolagenowe i krople lipidów.

► Tkanka ta występuje w części rdzennej, natomiast w obrębie kory zajmuje niewielką przestrzeń.

UNACZYNIENIE NEREK

◙ tętnica nerkowa → (wnęka) → tętnice płatowe → (granica kory i rdzenia, zagięcie pod kątem prostym) → tętnice łukowate → tętniczki proste prawdziwe (w części rdzennej)

↘ tętnice międzypłacikowe (w częście korowej, do powierzchni) → (bocznie oddają tętniczki doprowadzające - uczestniczą w filtracji osocza, a t. odprowadzające w nefronach korowych dzielą się na szereg naczyń włosowatych, a w nefronach przyrdzeniowych oddają tętniczki proste rzekome idące do rdzenia)

tętniczkami podtorebkowymi (pod torebką) → splot naczyń włosowatych

◘ kapilary → ż. korowe powierzchniowe → ż. gwiaździste → żyły międzypłatowe → ż. łukowate → ż. nerkowa

◘ naczynia włosowate rdzenia → żyły proste

DROGI MOCZOWE

Kanaliki zbiorcze → kielichy nerkowe mniejsze (otaczają brodawki nerkowe; I odc. wewnątrznerkowych dróg moczowych poza miąższem nerki) → 2 kielichy nerkowe większe → miedniczka nerkowa → moczowód (I odc. zewnątrz nerkowy wyprow. mocz) → (fałd błony śluzowej - działa jak zastawka=mocz się nie cofa) → pęcherz moczowy

Cechy wspólne

Wszystkie odcinki dróg moczowych posiadają podobną budowę histologiczną i zbudowane są z trzech podstawowych warstw - błony śluzowej, błony mięśniowej i błony dodatkowej

1. Błona śluzowa zbudowana z tkanki łącznej włóknistej wiotkiej pokrytej nabłonkiem przejściowym.

2. Błona mięśniowa zbudowana z komórek mięśniowych gładkich

3. Błona dodatkowa zbudowana z tkanki łącznej włóknistej wiotkiej

Kielichy nerkowe

● Błona śluzowa - cienka i niepofałdowana, liczne włókna sprężyste, nabłonek przejściowy (początek kielichów mniejszych - nabłonek jednowarstwowy walcowaty).

● Błona mięśniowa - cienkie 2 warstwy miocytów gładkich ułożonych spiralnie.

● Błona dodatkowa - cienka warstwa z tkanki łącznej wiotkiej.

Miedniczka nerkowa

● Błona śluzowa - cienka i niepofałdowana, grubsza niż w kielichach, nabłonek przejściowy tworzy 5 warstw

● Błonę mięśniową - 3 warstwy miocytów gładkich (większość spiralnie ułożonych).

● Błona dodatkowa - zbudowana jest histologicznie jak wyżej.

Moczowód

● Błona śluzowa - tworzy podłużne fałdy, pod nią leży podśluzówka z tkanki łącznej wiotkiej

● Błona mięśniowa - 3 warstwy miocytów, a między nimi jest tkanka łączna z włóknami sprężystymi

• zewnętrznej - ułożenie podłużne (warstwa ta występuje jedynie w dolnej 1/3 części moczowodu)

• środkowej - ułożenie okrężne

• wewnętrznej - ułożenie podłużne

● Błona dodatkowa = przydanka zbudowana z tkanki łącznej wiotkiej i łączy moczowód ze ścianą jamy brzusznej

Pęcherz moczowy

● Błona śluzowa - pofałdowana (silnie w fazie skurczu), liczne naczynia krwionośne

● Błona podśluzowa. Warstwy te oddzielają od siebie pasma komórek mięśniowych gładkich. Błona podśluzowa nie występuje w dnie pęcherza i jego przedniej ścianie, dlatego w tych miejscach opróżniony pęcherz nie wytwarza fałdów.

● Błona mięśniowa zbudowana jest z trzech warstw - które działają jako jeden mięsień opróżniający pęcherz:

• zewnętrznej - ułożenie podłużne/skośne

• środkowej - ułożenie okrężne

• wewnętrznej - ułożenie podłużne

● Błona dodatkowa - 2 typy komórek, większość pęcherze pokrywa błona surowicza z tkanki łącznej błoniastej, reszta z tkanki łącznej wiotkiej.

Funkcja nabłonka przejściowego

► pokrywa większość dróg odprowadzających mocz ostateczny

► na powierzchni komórek baldaszkowatych posiada upakowane cząsteczki białek, co czyni go odpornym na kontakt z hyperosmotycznym moczem ostatecznym, w którym zawarte są liczne substancje toksyczne.

Cewka moczowa

- ostatni wyprowadza mocz poza organizm

Cewka moczowa męska - to 20cm kanał, od światła pokryty nabłonkiem, pod nim bł. śluzowa i 3 części błony podśluzowej (obie błony z tkanki łącznej wiotkiej z gruczołami cewkowo-pęcherzykowymi rozgałęzionymi.):

● część sterczowa - początek w dnie/w szyjce pęcherza moczowego → przez gruczoł krokowy; nabłonek przejściowy

● część błoniasta - ok. 1 cm., nabłonek wielowarstwowy walcowaty

● część gąbczasta - ok.15 cm., nabłonek wielowarstwowy walcowaty, który przy ujściu cewki przechodzi w nabłonek wielowarstwowy płaski.

Cewka moczowa żeńska - 3-5 cm kanał. Błona śluzowa(liczne gruczoły śluzowe): nabłonek przejściowy → nabłonek wielowarstwowy płaski. Błona mięśniowa to przedłużenie mięśniówki pęcherza.