|
|
|
Aparatul reno-urinar
Rinichiul
Rinichii sunt asezati in cavitatea abdominala, de o parte si de alta a coloanei vertebrale, in regiunea lombara.
Rinichii au o forma asemanatoare cu aceea a unui bob de fasole (reniforma), culoarea brun-roscata, lungimea de aproximativ 12 cm, latimea de 6cm si grosimea de 3 cm; greutatea fiecarui rinichi este in jur de 120 g.
Rinichiului i se descriu doua fete - anterioara si posterioara, doua margini - una laterala convexa si una mediala concava, care prezinta hilul renal, si doi poli -superior si inferior.
Prin hilul renal intra artera renala si nervii renali, iesind vena renala, caile urinare si vase limfatice.
Polul superior vine in raport cu glanda suprarenala.
Structura rinichiului
Rinichiul este alcatuit din doua parti: capsula renala si tesutul sau parenchimul renal.
Capsula renala se prezinta sub forma unui invelis fibro-elastic, care acopera toata suprafata rinichiului si care adera la parenchimul subiacent.
Parenchimul renal este alcatuit dintr-o zona centrala, numita medulara, si o zona periferica, numita corticala
Medulara prezinta, pe sectiune, niste formatiuni de aspect triunghiular, numite piramidele lui Malpighi. In numar de 6 pana la 18, ele sunt orientate cu baza spre periferie, catre corticala. Varfurile acestor piramide sunt rotunjite si poarta numele de papile renale.
Corticala contine atat corpusculul renal, cat si tubii colectori.
Nefronul reprezinta unitatea anatomica si functionala a rinichiului. In alcatuirea unui nefron intra doua parti: corpusculul renal si un sistem tubular. Corpusculul renal e format din capsula Bowman si glomerulul renal.
Capsula Bowman reprezinta portiunea initiala a nefronului. Ea este situata in corticala si are forma unei cupe cu peretii dubli. In adancimea cupei se afla glomerulul renal care este un ghem format din circa 50 de capilare, la care soseste o arteriola aferenta si de la care pleaca o arteriola eferenta. In continuarea capsulei se afla tubul contort proximal, care este un tub incolacit, situat in corticala. El se continua cu ansa Henle, formata dintr un brat descendent care trece in medulara, de unde pleaca un brat ascendent ce se reintoarce in corticala. Bratul descendent are calibrul mai mic decat cel ascendent care, ajuns in corticala, se continua cu tubul contort distal, acesta are o portiune rectilinie si una contorta. Limita dintre cele doua portiuni este marcata de prezenta unei structuri de tip particular numita macula densa care face parte din complexul juxta-glomerular.
Complexul juxtaglomerular. Portiunea initiala a tubului distal, imediat dupa capatul segmentului ingrosat al portiunii ascendente a ansei Henle, trece in unghiul dintre arteriolele aferenta si eferenta, invecinandu-se cu cele doua arteriole. Mai mult, celulele epiteliale ale tubilor care vin in contact cu arteriolele sunt mult mai dense decat celelalte celule tubulare si sunt denumite macula densa Celulele maculei densa secreta anumite substante in arteriole. Celulele musculare netede din peretele arteriolei aferente si eferente sunt mai dilatate si, unde vin in contact cu macula densa, contin granule. Aceste celule sunt numite celule juxtaglomerulare, iar granulele sunt alcatuite in special din renina inactiva. Intregul complex format de macula densa si celulele juxtaglomerulare se numeste complex juxtaglomerular.
Mai multi tubi contorti distali se varsa intr-un tub colector. Tubii colectori strabat piramidele Malpighi si, la varful acestora, se deschid in calicele mici.
Vascularizatia rinichiului, asigurata de artera renala, ramura din aorta abdominala, patrunde in rinichi prin hil. Din ea se desprind arterele interlobare, care merg printre piramidele Malpighi. Ajunse la baza piramidelor Malpighi, arterele interlobare devin artere arcuate si merg la limita dintre medulara si corticala.
Din arterele arcuate pornesc, in corticala, arterele interlobulare, din care se desprind arteriolele aferente care ajung la glomerulul renal. Din acesta iese apoi arteriola eferenta.
Venele au un traiect invers arterelor si se varsa in venele renale si apoi in vena cava inferioara.
Caile urinare
Caile urinare sunt reprezentate de calicele renale mici, mari, bazinet, ureter, vezica urinara si uretra.
Calicele renale mici sunt situate la varful piramidelor Malpighi si conflueaza in trei calice renale mari: superior, mijlociu si inferior. La randul lor, calicele renale mari se unesc si formeaza bazinetul.
Bazinetul sau pelvisul renal este un conduct mai dilatat, cu baza la rinichi si cu varful spre ureter.
Ureterul este un tub lung de 25-30 cm, care uneste varful bazinetului cu vezica urinara.
Vezica urinara este un organ musculo-cavitar, fiind portiunea cea mai dilatata a cailor urinare. Ea acumuleaza urina, care se elimina in mod continuu prin uretere, si o evacueaza in mod discontinuu, ritmic, de 4-6 ori in 24 de ore, prin actul mictiunii. Vezica urinara este asezata in pelvis si are o forma globuloasa.
Uretra este un conduct care, la barbat, e mai lunga decat la femeie. Ea este segmentul evacuator al aparatului urinar, prin care urina este eliminata din vezica in timpul mictiunii.
La barbat, este un organ comun atat aparatului urinar, cat si celui genital, servind pentru mictiune si pentru ejaculare. La femeie, uretra este un organ care serveste numai pentru eliminarea urinei din vezica; este prevazuta cu un sfincter intern, neted, la jonctiunea cu vezica urinara, si cu un sfincter extern, striat.
Rinichii au doua functii majore: 1. de a excreta cea mai mare parte a produsilor finali de metabolism ai organismului si 2. de a controla concentratiile majoritatii constituentilor organismului, contribuind astfel la mentinerea homeostaziei si a echilibrului acido-bazic al organismului.
Alaturi de acestea, rinichii mai au urmatoarele roluri: 1. formarea si eliberarea reninei; 2. formarea si eliberarea eritropoietinei; 3. activarea vitaminei D3; 4. gluconeogeneza.
Cei doi rinichi contin impreuna circa 2 milioane de nefroni, fiecare nefron fiind apt sa produca urina.
Tipuri de nefroni. 1. Corticali reprezentand 85% din numarul total de nefroni, au glomerulul situat in corticala renala si ansa Henle scurta; aceasta ajunge doar in stratul extern al medularei renale; 2. Juxta-medulari cu glomerulul situat la jonctiunea dintre corticala si medulara, au anse Henle lungi, care coboara adanc in medulara, uneori ajungand la nivelul papilelor renale. Ei sunt extrem de importanti in mecanismul contracurent, prin care rinichiul produce urina concentrata.
In jurul intregului sistem tubular al rinichiului exista o retea bogata de capilare, numita retea capilara peri-tubulara. Aceasta retea primeste din arteriolele eferente sangele care a trecut prin glomerul. Cea mai mare parte a retelei de capilare peritubulare se gaseste in cortexul renal, de a lungul tubilor proximali, a tubilor distali si a tubilor colectori corticali. Din portiunile mai profunde ale acestei retele se desprind ramuri capilare lungi, care formeaza anse, numite vasa recta acestea patrund in medulara, insotind ansele Henle pana la papilele renale. Apoi, ca si ansele Henle, se reintorc in cortex si se varsa in venele corticale.
Debitul sangvin renal este de aproximativ 1200ml/min. (420 ml/100 g tesut/min In conditii bazale, debitul sangvin renal reprezinta 20 % din debitul cardiac de repaus.
Filtrarea glomerulara si filtratul glomerular
Lichidul care filtreaza din capilarele glomerulare in capsula Bowman este numit filtrat glomerular sau urina primara. Membrana glomerulara are o selectivitate foarte mare in privinta dimensiunii moleculelor: substantele cu masa moleculara de 5200 filtreaza la fel de usor ca apa, dar din proteinele cu masa moleculara de 69000 filtreaza doar 0,5%; din acest rnotiv, practic, putem considera ca membrana glomerulara este aproape impermeabila pentru proteinele plasmatice, dar are o permeabilitate foarte mare pentru toate celelalte substante dizolvate in plasma normala.
Filtratul glomerular are aproape aceeasi compozitie ca si lichidul care filtreaza in interstitii la capatul arterial al capilarelor. Se considera ca ultrafiltratul glomerular este o plasma care contine proteine in cantitate semnificativa.
Cantitatea de filtrat glomerular care se formeaza intr-un minut prin toti nefronii ambilor rinichi se numeste debitul filtrarii glomerulare. Normal, acesta este de aproximativ 125ml/min (zilnic, 180 l). Peste 99% din filtrat este reabsorbit in mod obisnuit prin intermediul tubilor uriniferi, restul trecand in urina.
Fractia de filtrare este procentul din debitul plasmatic renal care devine filtrat glomerular. Daca debitul plasmatic prin ambii rinichi este de 650ml/min iar debitul normal al filtrarii glomerulare este de 125 ml/min
Dinamica filtrarii prin membrana glomerulara Fortele care realizeaza filtrarea la nivelul glomerulului in capsula Bowman sunt 1. presiunea din capilarele glomerulare (valoarea sa medie este de 60 mm Hg), care determina filtrarea 2 presiunea din capsula Bowman in exteriorul capilarelor care se opune filtrarii (aproximativ 18 mm Hg); 3. presiunea coloid-osmotica a proteinelor plasmatice din capilare, care se opune filtrarii (presiunea coloid-osmotica medie in acest caz este de 32 mm Hg); 4. presiunea coloid-osmotica a proteinelor din capsula Bowman (considerata 0). Astfel, presiunea efectiva de filtrare este de 60 mm Hg - 18 mm Hg - 32 mm Hg 10 mm Hg.
Factorii care influenteaza filtrarea glomerulara Debitul urinei primare depinde direct de marimea presiunii efective de filtrare, iar aceasta depinde de valoarea presiunii sangelui la nivelul capilarelor glomerulare. Cand presiunea hidrostatica din capilare scade sub 40 mmHg, formarea urinei inceteaza si se instaleaza anuria. Cand presiunea hidrostatica creste, are loc o crestere a debitului urinei primare. Fiecare nefron poseda mecanisme de autoreglare a presiunii hidro-statice capilare, care este mentinuta la o valoare constanta, chiar daca tensiunea in arterele renale variaza de la 75 mmHg la 180 mmHg. Aceasta relativa autonomie a presiunii de filtrare se realizeaza prin constrictia si dilatatia arteriolelor aferenta si eferenta. Constrictia arteriolelor aferente si dilatarea celor eferente determina scaderea presiunii de filtrare, in timp ce constrictia celor eferente si dilatatia celor aferente determina cresterea presiunii de filtrare.
Nervii simpatici inerveaza atat arteriola aferenta, cat si pe cea eferenta, precum si partial tubii uriniferi. Stimularea simpatica moderata sau usoara are efect redus asupra debitului sangvin renal si asupra celui al filtrarii glomerulare, probabil pentru ca mecanismele de autoreglare sunt mai eficiente decat stimularea nervoasa. Stimularea simpatica puternica si brusca, poate produce o vasoconstrictie puternica a arteriolelor renale, astfel incat debitul urinar sa scada pana la zero pentru cateva minute, efect ce poate fi contracarat de cresterea presiunii arteriale.
Reabsorbtia si secretia tubulara
Filtratul glomerular traverseaza diferitele portiuni ale tubilor uriniferi si, pe tot acest parcurs, substantele sunt absorbite sau secretate selectiv de catre epiteliul tubular, iar lichidul care rezulta in urma acestor procese intra in pelvisul renal sub forma de urina finala
Reabsorbtia tubulara Majoritatea compusilor urinei primare sunt substante utile. Ele sunt recuperate prin reabsorbtie. Celulele tubilor uriniferi sunt adaptate morfologic si biochimic pentru a realiza aceasta functie. Morfologic, nefrocitele au la polul apical numerosi microvili care cresc considerabil suprafata activa, iar la polul bazal au numeroase mitocondrii care fabrica ATP necesar procesului de absorbtie.
Transportul pasiv se face in virtutea unor legi fizice, ale difuziunii (in gradient chimic, electric sau electrochimic) si osmozei, precum si a diferentelor de presiuni hidrostatice. Acest transport nu necesita energie si nu este limitat de o capacitate maxima de transport a nefronului. Prin acest mecanism se reabsoarbe apa (in gradient osmotic), ureea (in gradient chimic) si o parte din Na si Cl (in gradient electric si electrochimic).
Reabsorbtia apei Toate segmentele nefronului pot reabsorbi apa, dar in proportii diferite. Cea mai importanta reabsorbtie are loc la niyelul tubului contort proximal - 80% din apa filtrata - si este o reabsorbtie obligatorie, apa fiind atrasa osmotic din tub in interstitiu, ca urmare a reabsorbtiei sarurilor, glucozei si a altor compusi utili, si la nivelul tubilor contorti distali, dar, mai ales, a tubilor colectori - absorbtia a 15% din apa filtrata - fiind o reabsorbtie facultativa. In lipsa apei, reabsorbtia facultativa nu se produce, eliminandu-se un volum de 20-25 l de urina diluata in 24 de ore.
In prezenta ADH, aceasta reabsorbtie se produce si, ca urmare, in 24 ore se elimina 1,8 l de urina concentrata. In restul nefronului se reabsoarbe 4% din apa, in urina definitiva eliminandu-se numai 1% din apa filtrata.
Reabsorbtia facultativa permite adaptarea volumului diurezei la starea de hidratare a organismului. In acest segment al nefronului intervin mecanismele de reglare a diurezei si a eliminarilor de Na si K.
Transportul activ este selectiv si se datoreaza travaliului metabolic al nefrocitului. Se face cu consum de energie si oxigen (consum de ATP) si impotriva gradientelor de concentratie sau electrice. Forta pompelor metabolice este limitata de capacitatea lor maxima de a transporta o substanta pe unitatea de timp (Tmax). Celula consuma energie numai pentru recuperarea substantelor utile, lasand catabolitii in urina. Prin transport activ se reabsorb glucoza, aminoacizii, unele vitamine, polipeptidele, precum si majoritatea sarurilor minerale (Na K+ Cl fosfati, sulfati, urati etc
Secretia tubulara Principala modalitate de curatire a plasmei de catabolitii azotati neutilizabili este filtrarea. Secretia tubulara completeaza functia de eliminare a unor substante acide, toxice sau in exces si a unor medicamente.
Prin secretie, rinichii intervin si in reglarea concentratiei plasmatice a unor constituenti obisnuiti (K+, acid uric, creatinina). Mecanismele secretiei sunt la fel cu cele ale reabsorbtiei: active si pasive. Sensul transportului este inversat din interstitiul peritubular, inspre interiorul tubului. Procesele de secretie pot avea loc pe toata lungimea nefronului.
Secretia de H Mecanismul este activ, iar sediul principal este tubul contort proximal. Secretand ionii de hidrogen, rinichiul participa la reglarea echilibrului acido-bazic. Secretia de protoni poate avea loc si in restul nefronului. Astfel, la nivelul tubului contort distal exista mecanisme de transport prin schimb ionic, care reabsorb Na si secreta K+ sau H in functie de pH-ul mediului intern. Acest mecanism este activat de aldosteron.
Secretia de ioni de potasiu are loc mai ales in tubul contort distal, prin mecanisme active (schimb ionic) si pasive. Prin secretie de potasiu, rinichiul asigura mentinerea normala a potasemiei.
Secretia de amoniac. In afara de efectul antitoxic, secretia de amoniac reprezinta si o modalitate de excretie suplimentara de protoni, fara o acidifiere suplimentara a urinei. Surplusul de protoni eliminati se leaga de amoniac rezultand ionul amoniu, care se elimina, impreuna cu clorul, sub forma de clorura de amoniu.
Mecanismul de eliminare a excesului de apa; excretia unei urine diluate
Una dintre cele mai importante functii ale rinichiu-lui este controlul osmolaritatii lichidelor organismului. Cand osmolaritatea scade prea mult sau lichidele de-vin prea diluate, mecanismele nervoase si umorale determina excretia in exces a apei de catre rinichi. Aceasta inseamna eliminarea unei urini foarte diluate, astfel evacuandu-se mari cantitati de apa din organism, cu revenirea la normal a osmolaritatii mediului intern. Invers, cand osmolaritatea lichidelor organismului creste, rinichii secreta solviti in exces, astfel readucand osmolaritatea lichidelor organismului la normal, excretand in acelasi timp o urina concentrata. Semnalul care informeazi rinichiul asupra necesitatii excretiei unei urini diluate sau concentrate este ADH.
Mecanismul de excretie a excesului de solviti excretia unei urine concentrate
Pentru concentrarea urinei, rinichii prezinta un mecanism complex, numit mecanismul de contracurent Acesta depinde de dispozitia anatomica speciala a anselor Henle si a capilarelor care le insotesc in medulara renala, precum si de caracteristicile morfologice si functionale ale epiteliului tubular renal.
Cantitatea si compozitia chimica a urinei variaza in functie de echilibrul homeostatic al organismului, demonstrand rolul insemnat al rinichiului in mentinerea homeostaziei mediului intern.
Mictiunea
Mictiunea este procesul de golire a vezicii urinare atunci cand este plina. In esenta, vezica urinara se umple progresiv, pana ce tensiunea intraparietala atinge o anumita valoare prag, moment in care se declanseaza un reflex nervos, numit reflex "de mictiune', care fie determina mictiunea, fie, daca nu este posibil, produce dorinta constienta de a urina.
Vezica urinara este o cavitate cu pereti alcatuiti din musculatura neteda, formata din doua parti: (1) corpul, care este cea mai mare parte a vezicii, in care se acumuleaza urina si (2) colul (trigonul), care este o prelungire sub forma de palnie a corpului, continuandu se in jos cu uretra.
Muschiul colului vezical este denumit adeseori si sfincter intern. Tonusul sau natural opreste, in mod normal, patrunderea urinii la nivelul colului vezical si al uretrei, impiedicand astfel golirea vezicii, inainte ca presiunea sa atinga pragul critic.
Vezica urinara mai prezinta si un sfincter extern care este alcatuit din muschi striat, controlat voluntar, spre deosebire de sfincterul intern, care este in intregime muschi neted. Sfincterul extern este controlat de catre sistemul nervos si poate preveni mictiunea chiar si atunci cand controlul involuntar tinde sa o initieze.
Inervatia principala a vezicii urinare provine de la nervii pelvici, care transmit impulsuri de la maduva spinarii prin intermediul plexului sacrat, in special de la nivelul segmentelor S2-S3 medulare. Nervii pelvici sunt nervi micsti, continand atat fibre senzitive, cat si fibre motorii. Fibrele senzitive sesizeaza in special gradul de tensionare al peretelui vezical. Semnalele de intindere sunt deosebit de intense si sunt responsabile de initierea reflexelor care determina golirea vezicii urinare.
Fibrele motorii din nervii pelvici sunt fibre parasimpatice. Acestea se termina in ganglionii din peretele vezical. Apoi, muschiul vezical este inervat de fibre nervoase postganglionare scurte.
In afara de nervii pelvici, mai exista fibrele motorii catre musculatura striata, transmise pe calea nervilor rusinosi pana la nivelul sfincterului vezical extern. Aceste fibre somatice inerveaza si controleaza voluntar muschiul striat al sfincterului extern.
Transportul urinii prin uretere
Ureterele sunt mici tuburi musculare netede care incep in pelvisul fiecarui rinichi si coboara pana la vezica urinara. Pe masura ce urina se colecteaza in pelvis, presiunea din pelvis creste si initiaza o contractie peristaltica, aceasta raspandindu-se de-a lungul ureterului pana la vezica urinara. Stimularea parasimpatica poate creste, iar stimularea simpatica poate scadea frecventa undelor peristaltice, afectand si intensitatea contractiei.
In portiunea inferioara, ureterul patrunde oblic in vezica urinara si trece cativa centimetri sub epiteliul vezical, astfel ca presiunea intravezicala comprima ureterul, prevenind refluxul urinei in ureter in timpul mictiunii, cand presiunea din vezica urinara creste foarte mult.
Cistometrograma este o metoda de masurare si inregistrare care arata variatiile presiunii intravezicale pe masura ce aceasta se umple cu urina. Cand in vezica s-au adunat 30-50 ml de urina, presiunea creste la 5-10 cm apa. Acumularea in vezica urinara a 200-300 ml de urina determina o crestere de numai cativa centimetri apa a presiunii intravezicale; acest nivel aproape constant al presiunii este rezultatul tonusului intrinsec al peretelui vezical. Daca volumul de urina depaseste 300 400 ml, presiunea creste foarte mult si rapid.
Pe masura ce vezica urinara se umple, incep sa apara multiple contractii de mictiune suprapuse peste tonusul de fond. Acestea sunt rezultatul unui reflex de distensie initiat de presoreceptorii din peretele vezical, stimulati atunci cand vezica se umple. Stimulii de la acesti receptori sunt condusi pe caile aferente ale nervilor pelvici pana la segmentele sacrate medulare si de aici, pe calea eferenta a fibrelor parasimpatice din cadrul acelorasi nervi, inapoi la vezica.
Reflexul de mictiune odata initiat, se autoamplifica. Astfel, contractia initiala a vezicii creste descarcarea de impulsuri de la receptorii vezicali, ceea ce va duce la accentuarea contractiei reflexe, acest ciclu repetandu se pana cand muschiul vezicii urinare ajunge la o contractie puternica. Daca reflexul de mictiune declansat nu reuseste sa goleasca vezica urinara, elementele nervoase ale acestui reflex raman inhibate timp de cateva minute sau uneori o ora sau chiar mai mult, inainte ca un alt reflex sa fie initiat si sa declanseze mictiunea. Daca nu, mictiunea nu se va produce atat timp cat umplerea vezicii urinare este suficienta pentru a declansa un reflex mai puternic.
Reflexul de mictiune este un reflex controlat in intregime de maduva spinarii, dar poate fi stimulat sau inhibat de centrii nervosi superiori din trunchiul cerebral si din cortexul cerebral
