Hvordan fungerer urinsystemet?

hvordan urinsystemet virker er relativt simpelt, selvom nyrernes supplerende roller kan være komplekse.

blod transporteres til nyrerne via nyrearterien. Et system af filtreringsenheder i nyrerne regulerer fortyndingsniveauer (vand), salte og andre små molekyler i filtratet. Eventuelle overskydende eller uønskede produkter rejser gennem hver ureter og deponeres i blærens reservoir, mens renset blod genindtræder i kredsløbssystemet ved hjælp af nyrevenen. Urin opbevares i blæren, indtil urinnervesystemet frigiver indholdet gennem urinrøret og ud af kroppen. Passage af urin er kendt som micturition eller vandladning.

urinsystemet er opdelt i den øvre og nedre urinvej. Den førstnævnte består af nyrer og urinledere, sidstnævnte af blæren og urinrøret.

hvor meget urin udvises afhænger af forskellige faktorer: forholdet mellem affaldsprodukter og vand, kostvaner, fysiske aktivitetsniveauer, medicin, comorbiditeter, og sundhedstilstanden for forskellige organer og systemer i kroppen.

Urinsystemfunktion

den vigtigste urinsystemfunktion er at filtrere blodet af overskydende vand, salte og affaldsprodukter, midlertidigt opbevare disse i et reservoir og periodisk udvise disse produkter fra kroppen.

filtrering, Reabsorption og sekretion

hver nyre indeholder ca.en million nefroner. Nefroner spiller en afgørende rolle i at fjerne affaldsprodukter og justere koncentrationer af vand, ioner og mindre molekyler i blodet. En enkelt nyre indeholder nok nefroner til at filtrere blodet og producere urin – af denne grund kan nyretransplantationer bruge organer fra levende donorer. Når begge nyrer er beskadiget, akkumuleres ioner, salte, vand og små molekyler i kroppen, hvilket forårsager fuldstændig organsvigt og død, hvis de ikke behandles. En nyre kan ikke generere nye nefroner – når de først er beskadiget, kan de ikke udskiftes.

en nefron er et helt system i sig selv med forskellige dele af dets struktur beliggende i forskellige områder af nyrerne. Den lange sløjfe af Henl Larus (nogle nefroner har kun en kort sløjfe) findes i den centrale region af nyren – medulla. Andre strukturer findes i nyrebarken eller det ydre lag. Nefroner modtager en blodforsyning via en afferent arteriole og returnerer filtreret blod tilbage i kredsløbet via en efferent arteriole. Dette er to ender af en lang, indviklet gruppe af kapillærer, der omgiver nefronen, hvilket tillader diffusion af vand, ioner, salte og andre molekyler. Billedet nedenfor viser blodgennemstrømningen i nyren og nefronen (i rødt), produktion og udskillelse af urin (gul) og tilbagevenden af reabsorberede produkter og filtreret blod i kredsløbssystemet (blåt).

en nephron har tre funktioner: glomerulær filtrering (af vand og opløste stoffer i blodet), rørformet reabsorption (tilbagevenden af vand og krævede molekyler til cirkulationen) og rørformet sekretion (af affald eller overskydende molekyler – inklusive vand) i et distalt rør. Denne udskillede væske er kendt som urin. 125 ml blod af nefronerne i begge nyrer. Størstedelen af filtratet reabsorberes-hvilket betyder i en periode på 24 timer produceres omkring 180 liter filtrat, men kun 1,5 liter af dette udskilles som urin. Filtrering sker inden for glomerulus, tubulær reabsorption i den proksimale indviklede tubule og tubulær sekretion i den distale indviklede tubule. Løkken af Henl Kurt opretholder en koncentrationsgradient, så vand og ioner lettere absorberes igen. På billedet nedenfor er opnåelsen af lige koncentrationer af et opløst stof på hver side af en membran ved diffusionsprocessen afbildet. Både osmose og diffusion forekommer inden for nefroner. Osmose er bevægelsen af vand, ikke opløst stof, gennem en semipermeabel membran.

Reabsorbed molecules include glucose, amino acids, sodium chloride, and water, as well as calcium, potassium, hydrogen and bicarbonate ions.

Secreted molecules are urea, uric acid, creatinine and hydrogen, and potassium ions. Uric acid is a product of nitrogenous metabolism, a mechanism that breaks down ingested purine proteins. Urea er et biprodukt af ammoniak, der dannes i leveren, også fra nedbrydning af aminosyrer. Kreatininphosphat eller phosphocreatin er et biprodukt af cellulær energiproduktion, når adenosintrifosfat (ATP) omdannes til adenosindiphosphat (ADP). For at danne et andet ATP – molekyle er et ekstra fosfatmolekyle nødvendigt-kreatininphosphat. Lever og nyre producerer kreatininphosphat, og det kan også indtages fra kødkilder.

større molekyler såsom proteiner og glukose er normalt ikke i stand til at passere ind i nefronen, men i nyresygdomme og deres symptomer såsom diabetisk nefropati eller nefrotisk syndrom, glomeruli i nefronerne lækker og store molekyler og endda blodlegemer kan findes i ultrafiltratet (urin). Af denne grund måles proteinindholdet i urin ofte hos risikopatienter som diabetikere og gravide kvinder. En simpel urinteststrimmel vil indikere niveauer af forskellige store celler eller molekyler i urinen, herunder hvide blodlegemer, proteiner, ketoner og glukose.

Urintransport og opbevaring

nefroner tømmer det endelige produkt – urin eller ultrafiltrat – i et system af urinfiltrering, som er et opsamling kanaler, der bringer urinen ind i urinlederen. 25 – 30 cm), som forlader nyrerne og kommer ind i urinblæren. Uretermuskellag hjælper ved hjælp af peristaltik – den ufrivillige sammentrækning og afslapning af glat muskel – til at drive urin mod urinblæren. Tyngdekraften spiller også en rolle.

funktionen af urinblæren er at opbevare og udvise urin. Når urinen er transporteret ind i blæren, strømmer den ikke tilbage på grund af retningskræfter i uretermuskellagene og de udfladede ender af urinlederne, hvor ureter og blære mødes (det vesikoureterale kryds). Denne udfladning øges, når blæren fyldes, hvilket gør det vanskeligt for urinen at strømme tilbage mod nyrerne. Dette kan dog forekomme i tilfælde af blære-ureterrefluks på grund af anatomiske abnormiteter i ureteral positionering ved det vesikoureterale kryds eller i nervesygdomme, hvor peristaltik og muskeltonus påvirkes.

Micturition

en menneskelig blære opbevarer normalt omkring 300 til 600 ml urin før micturition og styres af hjernens pontinmicturitionscenter.

den trekantede blære er en stor muskel i toppen, hvor de to urinledere tømmer urinen. Under blæren, tæt på hvor den forbinder til en enkelt urinrør, ligger to cirkulære sphincter – internt og eksternt. Disse slapper kun af under micturition og forhindrer ellers urin i konstant at lække ud. Den indre sphincter er en ufrivillig muskel; den eksterne sphincter er frivillig. Urinblæren er foret med en tyk slimhinde, der danner folder, når blæren er tom, men åbner ud, når blæren fyldes og udvides.

placeret i blærevæggen er strækreceptorceller. Når blæren fyldes til omkring 250 ml, åbnes slimhindefoldene og stimulerer disse strækreceptorer. De sender signaler til hjernens pontinmikturcenter. Hjernen reagerer ved at slappe af den indre urethrale sfinkter. Den ydre urethrale sfinkter forbliver lukket, indtil den pågældende person vælger at urinere, selvom det hos babyer, ældre og dem med motoriske eller sensoriske nervesygdomme, såsom patienter med multipel sklerose, ikke altid er en frivillig handling.

Ved afslapning af den frivillige eksterne sphincter strømmer urin fra blæren gennem urinrøret og udvises fra kroppen. Billedet nedenfor viser stadierne af miktur og de involverede muskler, nemlig detrusormusklen i urinblæren, den indre urethrale sfinkter og bækkenbundsmusklen, der omgiver den ydre sfinkter.

Urinsystemorganer og Urinsystemstrukturer

de vigtigste urinsystemorganer og andre urinsystemstrukturer er nyrer, blære, urinledere og urinrør. Disse danner et sterilt miljø, der er beskyttet mod den ikke-sterile omverden, giver de nødvendige kræfter til at udvise urin gennem en række organer og reagere på følsom ufrivillig og frivillig nervøs stimulering.

nyrer

nyrer er placeret lige under ribbenene og er tæt på midten af ryggen. De har flere funktioner. Nyren skaber balance i mængden af vand og elektrolytter i kroppens kredsløbssystem, fjerner affaldsprodukter (inklusive medikamenter) fra kroppen, kontrollerer blodtrykket gennem frigivelse af hormoner (RAAS), regulerer produktionen af røde blodlegemer og efterfølgende iltningsniveauer i væv (erythropoietin) og øger knoglemassen gennem calcium-og fosforregulering.homeostase er en automatiseret mekanisme, hvorved koncentrationer af kemikalier og væsker i de biologiske systemer i en organisme stabiliseres. Nyrer bidrager meget til homeostase, opretholdelse af ekstracellulære væskevolumener, surhed og alkalinitet (pH), osmotiske koncentrationer (koncentration af opløste molekyler i en opløsning) og udskillelse af potentielt skadelige produkter eller overskydende molekyler, der kan forstyrre naturlig homeostase.

urinledere

urinsystemet inkluderer to urinledere, der strækker sig fra nyre til blære. Peristalsis og tyngdekraft bringer urin langs disse smalle, hule, tykt lagede rør. Fordi de hule områder er smalle, kan urinlederne blive blokeret af snavs som saltkrystaller, der har klæbet sammen for at skabe urinsten. Komplet blokering i et rør forårsager højt tryk og urinopbygning i den vedhæftede nyre og kræver akut operation, før permanent skade er gjort. Alternativt kan tilbagesvaling eller tilbagevenden af urin tilbage i urinlederne forårsage infektion og farligt højt tryk i nyrerne.

blære

blæren holdes på plads af en række eksterne ledbånd. Det vigtigste funktion er som et reservoir for urin. Blæren udvides, når den fyldes på grund af dets tykke lag af overgangsepitel. Cellerne i dette lag kan strække sig og ændre form, så blæren kan holde stigende mængder urin. To lukkemuskler forhindrer urin i konstant at lække ud af blæren. Når denne mekanisme ikke fungerer korrekt, er inkontinens resultatet. Urinnervesystemet giver signaler til blæretømning og afhænger af signaler sendt fra strækreceptorcellerne inde i blærevæggen. Billedet nedenfor viser det neurale kredsløb, der er involveret i vandladning.

urinrør

Urinrørslængder varierer i mandlige og kvindelige urinsystemer. Den forholdsvis lange mandlige urinrør, der løber fra bunden af blæren til den ydre urethrale meatus i penis, er cirka 20 cm lang.

urinrøret hos den menneskelige kvinde er kun omkring 4 cm i længden. Denne korte længde er grunden til, at kvinder er mere modtagelige for urinvejsinfektioner end mænd. Billedet nedenfor viser urinkateterisering hos mandlige og kvindelige forsøgspersoner. Bemærk den markant længere længde af hankateteret sammenlignet med kvindens.

den enkelte urinrør tillader urin at passere uden for kroppen, når hjernen har frigivet den ufrivillige indre sfinkter, og den pågældende person har frivilligt udgivet den eksterne sphincter. Der forekommer ingen peristalsis i urinrøret – urinens passage til omverdenen styres af en kombination af urintrykket i blæren, muskeltonen og tyngdekraften.

sygdomme i urinsystemet

der er et stort antal sygdomme i urinsystemet, fra infektioner til kræft. Nogle af de mest almindelige er angivet nedenfor.

Urolithiasis

de fleste nyresten er små og passerer simpelthen gennem urinsystemet uden at blive bemærket. Større sten er mest tilbøjelige til at blive indgivet i de smalle åbninger af enten ureter. Lave urinvolumener og høje saltkoncentrationer i urinen bidrager til stendannelse. Sten dannes gennem krystallisation af salte. Tilstedeværelsen af sten i urinsystemet kaldes urolithiasis.

urin Schistosomiasis

parasitiske fladorm kaldet Schistosoma er årsagen til urin schistosomiasis eller sneglefeber og er årsagen til en ekstremt almindelig tropisk sygdom. Symptomer udvikler sig efter de voksne har lagt æg og omfatter feber, kulderystelser, hoste og muskelsmerter. Kroniske former er til stede med symptomer meget senere med potentialet for ascites, blod i urinen, vejrtrækningsproblemer og generel svaghed. Det er også muligt at opleve anfald, lammelse og ændringer i adfærd og mental tilstand ved ubehandlet kronisk schistosomiasis.

nefrotisk syndrom

nefrotisk syndrom er ikke en sygdom i sig selv, men resultatet af en lang række nyresygdomme. De vigtigste symptomer på nefrotisk syndrom er væskeretention (ødem) i underekstremiteterne og ansigtet, skumlignende urin forårsaget af høje niveauer af proteiner, træthed og appetitløshed. Væskeretention forårsager også betydelig vægtøgning. Enhver af de nyresygdomme, der er anført her, har potentialet til at forårsage nefrotisk syndrom, hvis nefronens filtreringssystem bliver beskadiget og tillader store molekyler, primært et protein, der findes i blodet kaldet albumin, at passere ind i ultrafiltratet. Behandlinger af dette syndrom skal håndtere den underliggende årsag(er) og ikke kun symptomerne.

urinvejsinfektioner

øvre urinvejsinfektioner (UTI ‘ er) involverer symptomer som høj feber, rystelser, opkastning og smerter i lænden. Nedre urinvejsinfektioner forårsager hyppig, presserende eller uregelmæssig vandladning, smerter over pubis (suprapubisk smerte) og undertiden spor af blod i urinen. Hovedårsagen til begge typer infektion er E. coli-bakterierne, der overføres til urinvejen via anus.

kronisk nyresygdom og kronisk nyresvigt

kronisk nyresygdom (CKD) kan arves, som ved autosomal dominerende polycystisk nyresygdom (ADPKD), være det langsigtede resultat af akut nyreinfektion eller traume eller forekomme gennem en proces, hvor skader på urinsystemet finder sted over mange år. 70% af patienterne med CKD er diabetikere, hypertensive patienter eller patienter med aterosklerose. Disse tre sygdomme er ofte comorbide. Over tid reduceres nefronfunktionen gennem høje niveauer af større molekyler, der passerer gennem nefronerne, hormonelle ubalancer eller nervesystemdegeneration. Alle disse scenarier er forårsaget af en lav iltforsyning eller hypoksi.

når begge nyrer ikke længere er i stand til at fungere, er kronisk nyresvigt resultatet. I disse tilfælde skal dialyse via bukhulenes peritoneum eller via kredsløbssystemet (hæmodialyse) overtage alle nyrernes roller.

akut nyreskade

når langvarige sygdomme ikke er årsagen til nyredegeneration, kan traumer eller kortvarig sygdom forårsage akut nyre skade (Aki), ellers kendt som akut nyresvigt. Nefroner er beskadiget af en pludselig nedsættelse af blodforsyningen på grund af hypovolemi. Dette kan endda være resultatet af overdreven opkastning eller langvarig diarre. Symptomerne inkluderer lave mængder urin, hævelse i underekstremiteterne, træthed, åndedrætsbesvær, forvirring, kvalme og brystsmerter. Hvis AKI ikke behandles, kan det føre til kramper og død. Øjeblikkelig behandling er obligatorisk, hvor enten skade eller sygdom (eller begge) genopretning gør det muligt at genoprette blodvolumenet. Kortvarig hæmodialyse er undertiden nødvendig for at overtage nyrernes rolle, indtil patienten er stabiliseret.

diabetisk nefropati

når ubehandlet eller dårligt styret, forårsager diabetes høje niveauer af glukose i blodet, hvilket giver det en sirupagtig konsistens. Over tid beskadiger høje glukoseniveauer nefronerne, og de begynder at lække proteiner i urinen. Diabetiske afroamerikanere og latinamerikanske befolkninger er især modtagelige for nyresygdom forårsaget af type 2 eller type 1 diabetes.

godartet prostatahyperplasi

den ikke-ondartede form for prostataforstørrelse påvirker ældre mænd. Urologer er enige om, at alle mænd fra tres år har en vis grad af prostataforstørrelse. Selvom dette ikke er en livstruende sygdom, kan den forstørrede prostata skubbe mod urinrøret og indsnævre den, hvilket forårsager hyppig vandladning, en svag urinstrøm og inkontinens. Behandling omfatter muskelafslappende eller prostata-krympende lægemidler eller fjernelse af prostata i en kirurgisk procedure.