Vylučovacia sústava: Štruktúra a funkcie

Vylučovacia sústava – Úvod

• Vylučovacia sústava slúži na vylúčenie nepotrebných a škodlivých látok z tela.
• Zabezpečuje udržanie homeostázy vnútorného prostredia.

Stavba vylučovacej sústavy

• Medzi základné štruktúry patria obličky, močovody, močový mechúr a močová rúra.
• Dôležité cievy sú dolná dutá žila a zostupná časť aorty.
• Ďalšie dôležité štruktúry sú nadobličky, obličková tepna a žila.

Obličky – Funkcie a charakteristika

• Obličky sú párový orgán uložený retroperitoneálne.
• Plnia exkrečnú (vylučovaciu) funkciu.
• Majú resorpčnú funkciu (spätné vstrebávanie potrebných látok).
• Zohrávajú úlohu v homeostáze.
• Plnia endokrinnú funkciu (tvorba a sekrécia hormónov).

Krvné riečisko obličky

• Zabezpečuje kontakt parenchýmu s ECT a prísun kyslíka.
• Denne prefiltruje približne 1700 litrov krvi.
• Priechod obličkami tvorí 20-25 % minútového objemu srdca, čo je 1200-1300 ml/min.

Nefrón – Základná jednotka obličky

• Nefrón je základná funkčná a morfologická jednotka obličky.
• Počet nefrónov v jednej obličke je približne 1 milión.
• Filtračná plocha nefrónov je približne 5-7 m².

Stavba nefrónu

• Do nefrónu vstupuje prívodná cieva (vas afferens) a vystupuje odvodná cieva (vas efferens).
• Nefrón začína Malpighiho telieskom, ktoré tvorí Bowmanové púzdro a glomerulus (klbko krvných kapilár), proximálny tubulus, Henleho kľučka, distálny tubul a zberný kanálik.
• V glomerule sa nachádzajú kapiláry I. rádu, ktoré tvoria klbko 20-40 pospájaných kľučiek.
• Tlak v glomerulárnych kapilárach je vyšší (50-60 mmHg) ako v iných kapilárach KVS.
• Vyšší tlak zabezpečuje prevahu krvného tlaku nad onkotickým tlakom krvnej plazmy, čo umožňuje filtráciu krvnej plazmy.
• Z vasa efferentia vznikajú kapiláry, ktoré prechádzajú okolo tubulov a vasa recta, čo vyživuje dreň obličky.

Glomerulárna filtrácia – Proces

• Je fyzikálny proces riadený Starlingovými silami, hlavne tlakom v kapilárach I. rádu (50-60 mmHg).
• Ďalšie faktory: onkotický tlak v plazme (20-25 mmHg), hydrostatický tlak v Bowmanovom púzdre (10-20 mmHg), fenestrovaný endotel, filtračná plocha, mezangium (schopné kontrakcie), veľkosť a tvar molekúl, negatívny náboj membrány.
• Reálny filtračný tlak v glomerule je len 10-20 mmHg.
• Tento tlak sa postupne znižuje, pretože ako podstupuje plazma filtráciu, hromadia sa bielkoviny v plazme, zvyšuje sa onkotický tlak plazmy v ďalšej časti kapiláry.
• Pomer medzi množstvom vytvoreného ultrafiltrátu a množstvom krvnej plazmy pretekajúcej obličkami vyjadruje glomerulárna filtračná frakcia (15-20 %).
• Celkový objem ultrafiltrátu za 24 hodín je 180 litrov.
• Glomerulárna filtrácia nie je počas dňa konštantná, nadránom je najnižšia a poobede najvyššia.

Zloženie filtrátu

• Do Bowmanovho púzdra sa dostáva filtrát podobný plazme, ale bez bielkovín.
• Obsahuje vodu, glukózu, aminokyseliny, ióny, močovinu, hormóny, vitamíny B a C, ketolátky a malé množstvo bielkovín (hlavne albumínu – 7 g, ktorý sa v proximálnom tubule úplne resorbuje).
• Vzniká glomerulárny filtrát (ultrafiltrát) – primárny moč.

Regulácia glomerulárnej filtrácie

• Regulácia sa deje hlavne reguláciou tlaku a prietoku krvi v glomerulárnych kapilárach pomocou zmeny priemeru prívodných a odvodných ciev.
• Konstrikcia (zúženie) aferentnej cievy (prívodnej): zníži prítok krvi a klesá glomerulárna filtrácia.
• Konstrikcia eferentnej cievy (odvodnej): sťažuje sa odtok a zvyšuje tlak v kapilárach, čím stúpa glomerulárna filtrácia. Tieto zmeny sú vyvolávané autonómnymi, hormonálnymi a nervovými mechanizmami.

Autoregulácia

• Myogénna autoregulácia: Lokálne reakcie priamo reagujú zúžením alebo roztiahnutím kapilár (zmenou priesvitu).
• Hromadenie ultrafiltrátu v Bowmanovom púzdre zvyšuje hydrostatický tlak v púzdre, čím sa znižuje efektívny filtračný tlak a spomaľuje glomerulárna filtrácia.

Nervová regulácia

• Inervácia ANS – sympatikus. Pri zvýšení sympatikovej aktivity nastáva vazokonstrikcia ciev, čo prevažuje na aferentnú cievu a znižuje glomerulárnu filtráciu.

Humorálna regulácia

• Ide o komplexný proces, využíva vazokonstrikčné a vazodilatačné látky.
• Vazokonstrikčné látky: nedostatok kyslíka v tkanive, katecholamíny (noradrenalín), adenozín, hlavne RAA systém.
• Vazodilatačné látky: Parasympatikus (acetylcholín), Bradykinín, kalidín, prostaglandíny (E), átriálny nátriuretický peptid, oxid dusnatý, bakteriálne pyrogény, exogénne látky (kofeín, diuretiká).

RAA Systém – Popis

• Aktivácia začína enzýmom renínom, tvoreným v juxtaglomerulárnych bunkách v obličkách.
• Renín pôsobí na angiotenzinogén tvorený pečeňou. Angiotenzinogén je štiepený na angiotenzín I, ktorý sa mení pôsobením ACE na angiotenzín II.
• Angiotenzín II je vazokontrikčná látka, zvyšuje tlak a pôsobí na eferentné cievy.
• Angiotenzín II pôsobí na kôru nadobličiek, reguluje sekréciu aldosterónu.
• Aldosterón zvyšuje resorpciu sodíka a vody a uvoľňovanie draslíka a iónov vodíka v distálnych tubuloch.
• Angiotenzín II má dipsogénny účinok – vyvoláva smäd a chuť na soľ, čím upravuje tekutiny v tele.

Tubulárny systém – časti

• Tubulárny systém sa skladá z proximálneho tubulusu, Henleho kľučky, distálneho tubulusu a zberného kanálika.

Funkcie proximálneho tubulusu

• Resorpcia: voda (80 %), glukóza, aminokyseliny, kreatín, anorganické ióny.
• Exkrécia: vodíkové ióny, cudzorodé látky (paraaminohypurová kyselina, penicilín, kreatinín, sulfónamidy).
• Presuny vyžadujú aktívny transport, ktorý má obmedzenú resorpčnú schopnosť.
• Maximálna tubulárna resorpcia: prekročenie tubulárnej schopnosti spôsobí objavenie sa látky v tekutine po prechode tubulom. Prahová látka – glukóza.

Funkcie Henleho kľučky

• Multiplikuje koncentrácie látok v tubulárnej tekutine.
• Vytvára hyperosmolárnu dreň, ktorá umožňuje koncentrovanie definitívneho moču pri prietoku zberným kanálikom.

Protiprúdový multiplikačný systém

• Tekutina preteká v protiprúde prostredníctvom Henleho kľučky a vasa recta. Dôležitá je priepustnosť ramien pre vodu a ióny.
• Vzostupné ramienko Henleho kľučky je nepriepustné pre vodu, prečerpáva ióny do interstícia pomocou Na+-Cl- pumpy, znižuje osmolaritu tekutiny.
• Hyperosmolarita v dreni zaisťuje tvorbu koncentrovaného moču a podporuje resorpciu močoviny v distálnom tubule a zbernom kanáliku.
• Vasa recta sprevádza Henleho kľučku a pomáha udržiavať osmotickú stratifikáciu.
• Krv pretekajúca vasa recta opačným smerom zbiera nadbytočnú vodu.

Funkcie distálneho tubulusu

• Začína v okolí macula densa (monitoruje osmolaritu a množstva ultrafiltrátu).
• Macula densa a bunky aferentnej/eferentnej arterioly tvoria juxtaglomerulárny aparát produkujúci renín.
• Resorpcia: sodík, vápnik, chlór, bikarbonát, fosfáty, voda (regulovaná aldosterónom a ADH).
• Exkrécia: vodík, draslík, fosfáty.

Funkcie zberného kanálika

• Tvorba definitívneho moču.
• Zvyšuje sa osmotická koncentrácia tubulárnej tekutiny, pretože hypertonické interstícium odsáva vodu.
• ADH má veľkú účinnosť.

Vývodné močové cesty – Štruktúry

• Vývodné močové cesty transportujú definitívny moč z obličiek mimo organizmus.
• Sú tvorené z obličkových kalichov, obličkovej panvičky, močovodov, močového mechúra a močovej rúry.

Transport definitívneho moču

• Moč priteká do obličkovej panvičky z obličkových kalichov.
• Panvička slúži ako krátkodobý rezervoár.
• Transport začína relaxáciou kalichov a nasávaním moču, nasleduje systola kalicha a vtláčanie moču do močovodu.
• Horná časť močovodu má najnižší prah dráždivosti a spúšťa peristaltiku.
• Moč sa transportuje v močových vretienkach kontrakciami kruhovitej svaloviny (1-5x/min).
• Rýchlosť pohybu vretienka je 1-6 cm/s. Naraz prechádza vždy len jedno vretienko.

Inervácia močovodov

• Sympatikus utlmuje aktivitu močovodu.
• Parasympatikus zvyšuje aktivitu močovodov
• Peristaltika závisí od podráždenia močovým vretienkom. Močovody obsahujú nervové zakončenia vyvolávajúce reflexy.

Močový mechúr – Štruktúra a inervácia

• Stena obsahuje hladkú svalovinu (detrusor urinae).
• Na báze je cirkulárna vrstva hladkej svaloviny – vnútorný zvierač (m. sphincter vesicae).
• Vonkajší zvierač (m. sphincter urethrae) je tvorený priečne pruhovanou svalovinou a ovláda sa vôľou.
• Inervácia: Parasympatikové vlákna (nn. pelvici) vyvolávajú kontrakciu detrusora a relaxáciu vnútorného sfinktra. Sympatikové vlákna (nn. hypogastrici) pôsobia opačne.

Močenie (mikcia)

• Na začiatku plnenia močového mechúra sa tlak zvyšuje rýchlo na 5 mm Hg, potom už sa zvyšuje pomalšie.
• Pri naplnení nad 300 ml tlak postupne stúpa, pri maximálnej náplni dosahuje 50 mm Hg.

Regulácia močenia

• Reflex močenia má receptory v stene mechúra.
• Parasympatikové vlákna (nn. pelvici) tvoria aferentnú aj eferentnú dráhu.
• Centrum močenia sa nachádza v krížovej časti miechy (S2-S4).
• Efektorom je hladké svalstvo mechúra.
• Pri zvyšovaní objemu sa kontrakcie zosilňujú.
• Kontrola močenia prebieha na spinálnej úrovní. Vyššie, mozgové centrá v moste, regulujú tento proces. Mozgová kôra (premotorická časť) ho inhibuje. Vôľová kontrola súvisí s dozrievaním mozgových štruktúr a začína medzi 3. a 4. rokom života.

Diuréza

• Diuréza je množstvo moču vytvoreného za určitý čas (denná diuréza: 1-1,5 l).
• Závisí od príjmu tekutiny, výdaju, teploty prostredia.
• Vodná diuréza: vyvolaná nadmerným prijatím hypotonickej tekutiny.
• Osmotická diuréza: zvýšená tvorba moču spôsobená neresorbovanými látkami (napr. pri diabete).

Charakteristika moču

• Farba: zlatožltá (urochróm a urobilín).
• Merná hmotnosť: 1003-1030 kg/m³.
• pH: 6 (kolíše 4,8-8).
• Zápach: podmienený mastnými kyselinami, pri dlhšom státí cítiť amoniak.

Zloženie moču

• Voda, urea, kreatín, kreatinín, kyselina močová, aminokyseliny, chloridy, sulfáty, fosfáty a minerálne látky (sodík, draslík, vápnik).