Układ wydalniczy człowieka: funkcje i narządy

Nerki

Nerki to parzysty narząd w kształcie fasoli, położony pod żebrami (w przestrzeni zaotrzewnowej) po obu stronach kręgosłupa.

Prawa nerka jest zazwyczaj położona niżej niż lewa, z powodu cech anatomicznych, ze względu na nacisk wątroby, która znajduje się w tej okolicy.

Nerki mają kilka podstawowych funkcji:

• Utrzymywanie równowagi wewnętrznego środowiska płynnego organizmu

• Usuwanie produktów przemiany materii i leków z organizmu

• Kontrola erytropoezy

• Uwalnianie hormonów regulujących ciśnienie krwi.

Nerki usuwają mocznik z krwi za pomocą małych struktur filtrujących, zwanych „nefronami”.

Nefron zbudowany jest z ciałka nerkowego i kanalików nerkowych. Przez niego odbywa się filtrowanie krwi, reabsorpcja użytecznych substancji oraz usuwanie szkodliwych czynników przez mocz. W nefronie znajduje się mała struktura zwana „torebką Bowmana”. Otacza ona kłębuszek nerkowy i uczestniczy w procesach filtracji i oczyszczania krwi oraz osocza.

Moczowody

Moczowody to również parzysty narząd. Są to mięśniowe, rurowe struktury o długości około 25–30 cm, łączące nerki z pęcherzem moczowym.

Ich struktura mięśniowa umożliwia stałe ruchy perystaltyczne, które przenoszą mocz do pęcherza.

Pęcherz moczowy

Pęcherz moczowy to trójkątny, pusty narząd mięśniowy pełniący funkcję magazynującą w układzie wydalniczym. Znajduje się nisko w dolnej części miednicy.

Składa się z 4 części:

• Wierzchołek (apex vesicae)

• Trzon (corpus vesicae)

• Dno (fundus vesicae)

• Szyjka (cervix vesicae)

Ściany pęcherza rozluźniają się i rozszerzają, aby magazynować mocz, oraz kurczą się, aby wydalić mocz przez cewkę moczową. Pęcherz może magazynować do 500–700 ml moczu.

Pęcherz odpowiada za jedną z najważniejszych funkcji – mikcję (kontrolę oddawania moczu). To ważna informacja, ponieważ bardzo często, kiedy występują zaburzenia mikcji, specjaliści podejrzewają problemy związane z pęcherzem.

Cewka moczowa

Cewka moczowa to pusty narząd w kształcie rurki, który umożliwia wydalanie moczu z organizmu. U mężczyzn cewka moczowa służy także jako kanał dla nasienia i odgrywa ważną rolę w reprodukcji.

Męski układ wydalniczy i żeński układ wydalniczy – kobiety mają różne długości cewki moczowej. Dlatego ze względu na anatomicznie krótszą cewkę moczową u kobiet, są one częściej narażone na ryzyko przedostania się infekcji i są bardziej podatne na choroby układu moczowo-płciowego.

Nadnercze

Nadnercza to sparowane narządy endokrynne, zlokalizowane na górnym biegunie nerek. Nadnercza składają się z dwóch części – kory (cortex) i rdzenia (medula), z których każda ma inne pochodzenie embrionalne, strukturę i funkcję. 

Kora stanowi około 80–90% masy. Pochodzi z mezodermy i produkuje hormony steroidowe, takie jak aldosteron, kortyzol i androgeny. 

Rdzeń, z kolei, stanowi mniejszą część masy – około 10–20%. Rozwija się z tkanki grzebienia nerwowego i zawiera komórki chromafinowe, które produkują katecholaminy (hormony i neuroprzekaźniki). Hormony stresu – adrenalina i noradrenalina – są produkowane tutaj. 

Usuwanie odpadów metabolicznych

Usuwanie odpadów metabolicznych organizmu to kluczowy proces, dzięki któremu ciało pozbywa się toksycznych substancji, takich jak kwas moczowy,mocznik i kreatynina. 

Te toksyny powstają w wyniku metabolizmu komórkowego i muszą zostać usunięte, aby nie kumulowały się w organizmie i nie wpływały negatywnie na homeostazę. Nerki pełnią funkcję filtracyjną dla szkodliwych substancji z krwi, które następnie są wydalane w postaci moczu. 

Zaburzenia tego procesu mogą prowadzić do akumulacji toksyn i rozwoju poważnych problemów zdrowotnych. 

Regulacja równowagi wodno-elektrolitowej

Układ wydalniczy pełni również kluczową funkcję w regulowaniu równowagi wodno-elektrolitowej organizmu, zapewniając optymalne warunki do prawidłowego funkcjonowania komórek. 

Nerki filtrują krew i poprzez mechanizmy reabsorpcji i sekrecji regulują ilość wody i soli w organizmie. Proces ten jest niezwykle istotny, ponieważ kontroluje ciśnienie osmotyczne i zapobiega odwodnieniu lub zatrzymywaniu płynów. 

Hormony, które odgrywają ważną rolę w tym procesie to ADH (hormon antydiuretyczny) i aldosteron. Uczestniczą one w regulacji poprzez stymulację zatrzymywania wody i soli sodowych. 

Zaburzenia tego procesu mogą prowadzić do objawów takich jak nadciśnienie, odwodnienie i obrzęki. 

Kontrola ciśnienia krwi

Kontrola ciśnienia krwi to złożony proces, w którym uczestniczą układ sercowo-naczyniowy i układ wydalniczy. 

Nerki odgrywają istotną rolę, regulując objętość krwi i poziomy elektrolitów, co bezpośrednio wpływa na ciśnienie krwi. 

RAAS (układ renina–angiotensyna–aldosteron), kontrolowany przez nerki, reguluje napięcie naczyń krwionośnych i zatrzymywanie wody oraz sodu. Przy niskim ciśnieniu krwi nerki wydzielają reninę, która prowadzi do wazokonstrykcji (zwężenia naczyń), a tym samym do wzrostu ciśnienia. 

W przeciwnym procesie, przy wysokim ciśnieniu, nerki zwiększają wydalanie wody i soli, tym samym obniżając podwyższone ciśnienie. Dzięki temu mechanizmowi układ wydalniczy utrzymuje homeostazę ciśnienia krwi. 

Utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej

Utrzymanie równowagi pH (kwasowo-zasadowej) jest niezwykle istotne dla prawidłowego metabolizmu i funkcjonowania komórek. 

Nerki odgrywają kluczową rolę poprzez regulację wydalania jonów wodorowych i reabsorpcji jonów wodorowęglanowych. Przy zwiększonej kwasowości środowiska, znanej jako kwasica, zwiększają wydalanie jonów wodorowych i reabsorpcję wodorowęglanów. 

W odwrotnym mechanizmie, przy zwiększonej zasadowości (zasadowica), zmniejszają wydalanie kwasów. 

Regulacja ta, we współpracy z układem oddechowym i regulacją elektrolitów, utrzymuje stabilne środowisko wewnętrzne, zapobiegając dysfunkcji komórkowej.   

Regulacja poziomów elektrolitów

Regulacja poziomów elektrolitów (takich jak sód, chlor, potas i wapń) jest kluczowa dla funkcjonowania komórek oraz innych układów. Funkcja nerek odgrywa tu ważną rolę. 

Aldosteron stymuluje reabsorpcję sodu i wydalanie potasu w kanalikach nerkowych, natomiast ADH wpływa na bilans wodny, co pośrednio zmienia stężenie elektrolitów. Dodatkowo, parathormon reguluje poziom wapnia i fosforanów poprzez oddziaływanie z tkanką nerkową. 

Nawet niewielka nierównowaga elektrolitów może prowadzić do poważnych zaburzeń, takich jak skurcze mięśni, arytmie i inne. Dlatego regulacja elektrolitów jest niezwykle ważna. 

Produkcja erytropoetyny

Erytropoetyna to hormon produkowany przez nerki. Stymuluje erytropoezę (produkcję czerwonych krwinek), zwiększając zdolność krwi do transportowania tlenu. 

Ta funkcja jest kluczowa dla utrzymania odpowiedniego zaopatrzenia tkanek i narządów w tlen. 

Filtracja

Filtracja to pierwszy proces w tworzeniu moczu i zachodzi w kłębuszku nerkowym. 

Kłębuszek nerkowy stanowi sieć naczyń włosowatych, znajdującą się w nefronie nerki. Krew wpływa do kłębuszka pod wysokim ciśnieniem. Wysokie ciśnienie prowadzi do oddzielenia wody, glukozy, elektrolitów i produktów przemiany materii. 

Następnie wszystkie te substancje przechodzą do torebki Bowmana, tworząc pierwotny filtrat. Duże cząsteczki, takie jak krwinki i białka, nie mogą przejść przez błonę filtracyjną i pozostają w krwiobiegu. 

Proces ten umożliwia selektywne oddzielenie substancji korzystnych od szkodliwych i ich usunięcie z organizmu przez mocz. Filtracja jest niezwykle ważna dla utrzymania równowagi płynów oraz eliminacji szkodliwych substancji. 

Reabsorpcja

Reabsorpcja to proces, w którym podstawowe składniki odżywcze, elektrolity i woda wracają z powrotem do krwi z pierwotnego filtratu w kanalikach nerkowych. Proces ten zachodzi w kanaliku bliższym, pętli Henlego, kanaliku dalszym i przewodach zbiorczych. 

Sód, glukoza i aminokwasy wracają poprzez transport aktywny i bierny, zapobiegając utracie ważnych dla organizmu substancji. 

Proces ten zapewnia, że organizm zachowuje potrzebne mu zasoby, a jednocześnie usuwa toksyczne substancje przez mocz. 

Sekrecja

Sekrecja wzmacnia zdolność nerek do regulacji poziomu elektrolitów i usuwania szkodliwych związków. To proces, w którym dodatkowe produkty przemiany materii, takie jak leki, toksyny i jony wodorowe, są aktywnie transportowane z krwi do kanalików nerkowych. 

Proces ten zachodzi głównie w kanaliku bliższym, kanaliku dalszym i kanale zbiorczym. Wspomaga utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej organizmu poprzez wydalanie nadmiaru jonów wodorowych. 

Pomaga również w eliminacji produktów przemiany materii i innych substancji, które nie zostały przefiltrowane przez nerki w pierwotnym filtracie. 

Eliminacja

Eliminacja to ostatni proces usuwania szkodliwych substancji z organizmu poprzez mocz, który zawiera mocznik, wodę, sól i produkty przemiany materii. 

Mocz, już uformowany w nerkach, przepływa przez moczowody, trafia do pęcherza moczowego, a następnie jest wydalany przez cewkę moczową.

Inne

Wydalanie potu przez skórę i wydychanie dwutlenku węgla przez płuca to także ważne procesy usuwania produktów przemiany materii z organizmu. 

Pot jest wydzielany przez gruczoły potowe i pomaga usuwać nadmiar soli, wody i niektórych produktów przemiany materii. Dodatkowo, pocenie się odgrywa kluczową rolę w termoregulacji. 

Płuca z kolei usuwają dwutlenek węgla. Usuwając nadmiar dwutlenku węgla z krwi, płuca pomagają utrzymać równowagę kwasowo-zasadową organizmu i zapobiegają jego kumulacji.  

Kontrola hormonalna

Hormony odgrywają kluczową rolę w regulacji funkcji układu wydalniczego. 

ADH reguluje ilość wydalanego moczu, stymulując nerki do reabsorpcji wody i zmniejszenia objętości moczu. 

Aldosteron kontroluje poziom sodu i wapnia w organizmie, wpływając na reabsorpcję nerkową. 

RAAS reguluje ciśnienie krwi oraz bilans wody i soli. 

Regulacja nerwowa

Układ nerwowy kontroluje i koordynuje oddawanie moczu poprzez autonomiczny układ nerwowy. 

Układ współczulny zmniejsza aktywność nerek i zatrzymuje mocz, natomiast przywspółczulny stymuluje oddawanie moczu, wysyłając sygnały do mięśniowych zwieraczy pęcherza moczowego w celu ich rozluźnienia.

Skurcz naczyń nerkowych

Przy podwyższonym ciśnieniu krwi kapilary nerkowe kurczą się, aby zapobiec nadmiernej filtracji płynów i regulować równowagę wodno-elektrolitową w organizmie. 

Jest to ważna funkcja, która pomaga utrzymać prawidłowe ciśnienie i zapobiega powstawaniu obrzęków. 

Czym jest torebka Bowmana?

Torebka Bowmana to część nefronu w nerce, która otacza kłębuszek nerkowy. Zbiera przefiltrowany płyn z krwi, który przechodzi dalej do kanalików nefronu w celu dalszego przetwarzania.

Co to jest epispadia i hipospadia?

Epispadia to wrodzona wada rozwojowa, w której cewka moczowa nie rozwija się prawidłowo i uchodzi na górnej części prącia lub na jego trzonie. 

Hipospadia to podobna anomalia, ale w jej przypadku cewka moczowa nie dochodzi do końca prącia i uchodzi niżej – na trzonie lub w okolicy krocza. 

Co obejmuje budowa układu wydalniczego?

Budowa układu wydalniczego obejmuje nerki, moczowody, pęcherz moczowy i cewkę moczową. Te narządy są odpowiedzialne za wszystkie powyżej opisane funkcje układu moczowo-płciowego. 

Źródła

• https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/978-3-319-47829-6_1287-1

• https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zfcb6v4/revision/5