21. Kafli: þvagkerfið

1. 21. Kafli: þvagkerfið Líffæra- og lífeðlisfræði 203 Guðrún Narfadóttir

2. Líffæri þvagkerfisins • Nýru (renes) • Þvagpípur / þvagleiðarar (ureter) • Þvagblaðra (vesica urinaria) • Þvagrás (urethra)

3. Hlutverk þvagkerfis • Stjórna ýmsum þáttum blóðs svo sem: • Jónastyrk • Na+, K+, Ca2+, Cl-, HPO4-2 • Blóðmagni • Blóðþrýstingi (með því að mynda renín) • Sýrustigi (með því að seyta H+ og halda í HCO3-) • Mynda hormón • calcitriol (sem er virkt form D-vítamíns) • erythropoietin (sem eykur myndun rauðra blóðkorna) • Skilja út úrgangsefni og framandi efni

4. Staðsetning og ytri gerð nýrna • Liggja ofan við mitti upp við posterior kviðvegg, aftan við lífhimnu (nýru eru retroperitoneal) • Eru í hæð við T12-L3 • vernduð að hluta af 11. og 12. rifjapari • Hægra nýra aðeins neðar en það vinstra • Skorðuð í fituvef • Hvort nýra er klætt trefjahýði (capsula renalis) sem verndar og viðheldur lögun • Hilum renale (nýrnahlið) er á medial concave hlið, þar tengjast æðar, taugar og þvagpípa

5. Innri gerð nýrna • Nýrun eru lagskipt: • Nýrnabörkur (cortex renalis) er innan við trefjahýðið • Nýrnamergur (medulla renalis) innst • Pyramides renalis (nýrnastrýtur) eru í nýrnamerg (8-18 stk.), þær enda í papillae renalis (strýtutotum) • Strýtutotur tæma þvag í calyces minores (nýrnabikara minni) sem tæmast í calyces majores (nýrnabikar stærri) sem tæmast í pelvis renalis (nýrnaskjóðu)

6. Blóðflæði til nýrna • Um 20-25% af útfalli hjarta fer til nýrna eftir nýrnaslagæðum • um 1800 lítrar blóðs á sólarhring! • Nýrnaslagæðar greinast í smærri og smærri æðar sem mynda að lokum aðfærsluslagæðling (afferent arteriole) • Einn aðfærsluslagæðlingur fer til hvers nýrungs og greinist þar í háræðahnoðra (glomerulus) • hér fer fram síun á blóði • Háræðar hnoðrans sameinast og mynda fráfærsluslagæðling (efferent arteriole) sem kvíslast og myndar utanpípluháræðar (peritubular capillary) • utanpípluháræðar endursoga efni úr frumþvaginu • Utanpípluháræðar sameinast og mynda að lokum nýrnabláæð sem flytur blóð frá nýrungi

7. Bygging nýrungs • Nýrungar (nephrones) eru starfseiningar nýrna • Í hvoru nýra er um ein milljón nýrunga • Nýrungur samanstendur af: • Nýrnahylki (renal corpuscle): • Æðahnoðri (glomerulus) • Hnoðrahýði (glomerular capsule) • Nýrnapíplum • Bugapípla nær (proximal convoluted tubule) • Henles lykkja (descending hluti og ascending hluti) • Bugapípla fjær (distal convoluted tubule) • Safnpípla (collecting duct) • Efnasamsetning þvagsins breytist þegar það streymir um nýrnapíplurnar

8. Starfsemi nýrungs • Þvagmyndun í nýrungi er þríþætt 1. Síun í nýrnahylki (glomerular filtration) 2. Pípluendursog (tubular reabsorption) 3. Pípluseyti (tubular secretion)

9. 1. Síun (glomerular filtration) • Fráfærsluslagæðlingur er örlítið grennri en aðfærsluslagæðlingur. Við það myndast þrýstingur í æðahnoðra sem veldur því að vatn og smáar uppleystar agnir blóðs síast úr æðahnoðranum yfir í hnoðrahýðið • Blóðkorn og prótein síast venjulega ekki úr blóði • Vökvinn sem síast kallast frumþvag (filtrate) • U.þ.b.180 lítrar af frumþvagi myndast á sólarhring • U.þ.b 99% frumþvagsins er endursogað í nýrnapíplum

10. Síunarhraði (GFR) • GFR (glomerular filtration ratie) = frumþvagsmyndun/mín • GFR er um 125ml/mín (180lítrar/sólarhring) • Mikilvægt fyrir homeostasis að viðhalda stöðugum GFR • Ef þvagið fer of hratt í gegnum píplurnar er ekki tími til að endursoga nauðsynleg efni úr frumþvagi og þau skiljast úr • Hormónið ANP eykur síunarhraða og þar með losun á salti og vatni • Ef þvagið fer of hægt í gegn endursogast of mikið af efnum (þ.á.m. úrgangsefni) • Í hvíld er sympatísk taugavirkni lítil • Þá eru aðfærslu- og fráfærsluslagæðlingar slakir, blóðstreymi um æðahnoðra er mikið og mikið frumþvag myndast (GFR hátt) • Við áreynslu og blóðmissi eykst sympatísk virkni • Aðfærsluslagæðlingur dregst meira saman en fráfærsluslagæðlingur, við það minnkar blóðflæði til æðahnoðra og GFR minnkar. Þetta hjálpar til að halda vökva í líkamanum, viðhalda blóðþrýstingi og beina blóði til annarra líffæra

11. 2. Endursog í nýrnapíplum • Um 99% frumþvagsins er endursogað í nýrnapíplum • Efni sem einkum eru endursoguð: • Vatn, glúkósi, amínósýrur, mjólkursýra og jónir (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, HCO3-, HPO42-.) • Í bugapíplu nær er mest allt vatnið endursogað (osmósa) ásamt Na+ og öðrum uppleystum efnum • Hversu mikið vatn endursogast síðan í bugapíplu fjær og í safnpíplu ákvarðast af ADH (þvagstillivaka frá afturhluta heiladinguls) • ADH eykur gegndræpi safnpíplu fyrir vatni, meira vatn er endursogað og þvagmagn minnkar

12. 3. Pípluseyti • Þekjufrumur nýrnapíplna og safnpíplu vinna á virkan hátt ýmis efni úr blóði og seyta þeim út í nýrnapíplurnar • Með pípluseyti skilja nýrun út ýmis ónauðsynleg efni og úrgangsefni svo sem jónir (H+, K+), ammóníak (NH3), creatínín, hormón og lyf • Pípluseyti er sérlega mikilvægt við að • viðhalda réttu pH gildi blóðs (H+ jónum er seytt á virkan hátt úr blóði yfir í nýrnapíplur og þess vegna er þvag svolítið súrt) • viðhalda réttum styrk kalíum (K+) í blóði • Skoðið töflu 21.1 sem sýnir hvað verður um hin ýmsu efni í þríþættu ferli þvagmyndunar

13. Starfsemi í mismunandi hlutum nýrungs

14. Starfsemi nýrna stjórnast af hormónum • Nýrun viðhalda jafnvægi í vökva-saltbúskap fyrir tilstilli hormóna: • Renín-angíótensín-aldósterón kerfið • ANP (atrial natriuretic peptide) saltræsihormón • ADH (antidiuretic hormone) þvagstillivaki

15. Renín-angíótensín-aldósterón kerfið • Vökvaskortur, Na+ skortur eða blóðtap orsakar minnkað blóðmagn og þar með lækkun á blóðþrýstingi. Við það fer renín-angiótensín-aldósterón kerfið í gang (fig 13.14): • Nýrun seyta ensíminu renín  myndun á angíótensíni I  umbreyting þess í angíótensín II • Angíótensín II hefur síðan tvíþætt áhrif: •  samdráttur slagæðlinga  blóðþrýstingur hækkar aftur •  losun á aldósteróni úr nýrnahettuberki  aukið endursog á Na+ og Cl- úr nýrnapíplum og aukinn útskilnaður á K+  aukið endursog á vatni vegna osmósu  blóðþrýstingur hækkar aftur

16. ANP (atrial natriuretic peptide) • Ef blóðmagn eykst og blóðþrýstingur hækkar, eykst þrýstingur í hjarta • Hjartagáttir gefa þá frá sér hormónið ANP (saltræsihormón gátta) sem eykur útskilnað á Na+ og vatni með því að auka GFR þvagmagn eykst, blóðmagn minnkar og blóðþrýstingur lækkar aftur

17. ADH (þvagstillivaki) • ADH er hormónið stjórnar mestu um hversu mikið vatn er endursogað í nýrnapíplum • Losun á hormóninu stjórnast af sjálfletjandi afturvirkni (neg. feedback) (fig.21.9): • Vatnsskortur í blóði (hár saltstyrkur)  boð frá efnanemum til undirstúku  boð til afturhluta heiladinguls sem losar ADH  aukið endursog á vatni í safnpíplum nýrunga  minna þvagmagn og því eykst vatn í blóði  ADH • Ef líkaminn myndar ekki ADH getur þvagmagn farið upp í 20 lítra á dag (þetta kallast flóðmiga) • Þess má geta að alkóhól virkar vatnslosandi (diuretic) með því að hemja virkni ADH

18. Þvag • Greining á þvagi getur gefið miklar upplýsingar um líkamsástand • magn, litur, gegnsæi, lykt, pH, eðlisþyngd, efnainnihald • Þvagmagn er 1-2 lítrar á sólarhring • stjórnast af blóðþrýstingi, styrk uppleystra efna í blóði, líkamshita, þvagræsandi efnum, sálarástandi • pH 4.6 - 8 • háð mataræði • Efnasamsetning • um 95% vatn og 5% uppleyst efni (creatinin, þvagefni, þvagsýra og jónir)

19. Flutningur og geymsla á þvagi • Þvagpípur (ureter) liggja aftan við lífhimnu (eru retroperitoneal) • Þvagpípur flytja þvag frá nýrnaskjóðu (pelvis renalis) niður í þvagblöðru (vesica urinaria) • Flutningurinn er að mestu vegna peristalsis • Þvagblaðra (vesica urinaria) er aftan við symphysis pubica. Hún geymir þvag • Slíma blöðrunnar er úr skaraðri teningsþekju sem er sérstaklega teygjanleg • Þvagblöðruveggurinn er úr þreföldu vöðvalagi

20. Þvaglosun • Parasympatísk taugaboð valda þvaglosunarviðbragði: • Samdráttur í þvagblöðruvegg • Slökun á innri þvagrásarþrengi (sléttur vöðvi) • Slökun á ytri þvagrásarþrengi (rákóttur vöðvi) • Þvagrás (urethra) liggur frá þvagblöðru og opnast út í þvagrásaropi

21. Eðliseinkenni þvags • Þvagmagn er 1-2 lítrar á sólarhring • stjórnast af blóðþrýstingi, styrk uppleystra efna í blóði, líkamshita, þvagræsandi efnum, sálarástandi • pH 4.6 - 8 • háð mataræði • Efnasamsetning • um 95% vatn og 5% uppleyst efni (creatinin, þvagefni, þvagsýra og jónir) • Önnur eðliseinkenni: • Litur, gegnsæi, lykt, eðlisþyngd