Hoe werkt het Urinary System?

de werking van de urinewegen is relatief eenvoudig, hoewel de aanvullende rol van de nieren complex kan zijn.

bloed wordt via de nierslagader naar de nieren getransporteerd. Een systeem van filtratie-eenheden binnen de nier regelt de niveaus van verdunning( water), zouten en andere kleine moleculen in het filtraat. Overtollige of ongewenste producten reizen door elke urineleider en worden afgezet in het reservoir van de blaas, terwijl gezuiverd bloed opnieuw de bloedsomloop binnenkomt via de nierader. Urine wordt opgeslagen in de blaas totdat het urine zenuwstelsel releases de inhoud via de urethra en uit het lichaam. Het plassen staat bekend als mictie of urineren.

de urinewegen worden opgesplitst in de bovenste en onderste urinewegen. De eerste bestaat uit de nieren en ureters, de laatste van de blaas en urethra.

hoeveel urine wordt uitgescheiden hangt af van verschillende factoren: de verhouding tussen afvalproducten en water, voedingsgewoonten, lichaamsbeweging, medicijnen, comorbiditeiten en de gezondheidstoestand van verschillende organen en systemen in het lichaam.

Urinewegfunctie

de belangrijkste urinewegfunctie is het filteren van het bloed van overtollig water, zouten en afvalproducten, deze tijdelijk opslaan in een reservoir en deze producten met tussenpozen uit het lichaam verwijderen.

filtratie, reabsorptie en secretie

elke nier bevat ongeveer een miljoen nefronen. Nefrons spelen een cruciale rol bij het verwijderen van afvalproducten en het aanpassen van concentraties van water, ionen en kleinere moleculen in het bloed. Een enkele nier bevat genoeg nefronen om het bloed te filteren en urine te produceren – om deze reden kunnen niertransplantaties organen van levende donoren gebruiken. Wanneer beide nieren beschadigd zijn, hopen ionen, zouten, water en kleine moleculen zich op in het lichaam, waardoor volledige orgaanfalen en de dood ontstaat indien onbehandeld. Een nier kan geen nieuwe nefronen genereren-zodra ze beschadigd zijn, kunnen ze niet worden vervangen.

een nefron is een volledig systeem in zichzelf met verschillende delen van zijn structuur gelegen in verschillende gebieden van de nier. De lange lus van Henlé (sommige nefronen hebben slechts een korte lus) is te vinden in het centrale deel van de nier – het medulla. Andere structuren worden gevonden in de nierschors of buitenlaag. Nefrons ontvangen een bloedtoevoer via een afferente arteriole en geven gefilterd bloed terug in de circulatie via een efferente arteriole. Dit zijn twee uiteinden van een lange, ingewikkelde groep van haarvaten die de nefron omringt, die de verspreiding van water, ionen, zouten, en andere molecules toestaan. De afbeelding hieronder toont de bloedstroom in de nier en nefron( in rood), de productie en uitscheiding van urine (geel), en de terugkeer van opnieuw geabsorbeerde producten en gefilterd bloed in de bloedsomloop (blauw).

een nefron heeft drie functies: glomerulaire filtratie (van water en opgeloste stoffen in het bloed), tubulaire reabsorptie (de terugkeer van water en vereiste moleculen naar de circulatie), en tubulaire secretie (van afval of overtollige moleculen – met inbegrip van water) in een distale buis. Deze afgescheiden vloeistof staat bekend als urine. Elke minuut wordt ongeveer 125 ml bloed gefilterd door de nefronen van beide nieren. Het grootste deel van het filtraat wordt opnieuw geabsorbeerd-wat betekent dat in een periode van 24 uur ongeveer 180 liter filtraat wordt geproduceerd, maar slechts 1,5 liter hiervan wordt uitgescheiden als urine. Filtratie vindt plaats binnen de glomerulus, tubulaire reabsorptie in de proximale ingewikkelde tubulus, en tubulaire secretie in de distale ingewikkelde tubulus. De lus van Henlé handhaaft een concentratiegradiënt zodat water en ionen gemakkelijker worden geabsorbeerd. In de afbeelding hieronder wordt het bereiken van gelijke concentraties van een opgeloste stof aan weerszijden van een membraan door het diffusieproces afgebeeld. Zowel osmose als diffusie komen voor binnen nefronen. Osmose is de beweging van water, niet opgeloste, door een semi-permeabel membraan.

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. Ureum is een bijproduct van ammoniak dat in de lever wordt gevormd, ook door de afbraak van aminozuren. Het creatininefosfaat of phosphocreatine is een bijproduct van cellulaire energieproductie wanneer adenosinetrifosfaat (ATP) in adenosinedifosfaat (ADP) wordt omgezet. Om een ander ATP-molecuul te vormen, is een extra fosfaatmolecuul nodig-creatininefosfaat. De lever en de nieren produceren creatinine fosfaat, en het kan ook worden ingenomen uit vlees bronnen.

grotere moleculen zoals eiwitten en glucose kunnen gewoonlijk niet in het nefron overgaan, maar bij nierziekten en hun symptomen zoals diabetische nefropathie of nefrotisch syndroom kunnen de glomeruli van het nefron lekken en grote moleculen en zelfs bloedcellen worden aangetroffen in het ultrafiltraat (urine). Om deze reden wordt het eiwitgehalte van urine vaak gemeten bij risicopatiënten zoals diabetici en zwangere vrouwen. Een eenvoudige urineteststrip zal wijzen op niveaus van verschillende grote cellen of moleculen in de urine, met inbegrip van witte bloedcellen, eiwitten, ketonen, en glucose.

Urinetransport en – Opslag

Nefrons legen het eindproduct – urine of ultrafiltraat-in een systeem van opvangkanalen die de urine in de ureter. Ureters zijn twee smalle maar relatief lange buizen (ongeveer 25 – 30 cm) die de nieren verlaten en in de urineblaas. Ureter spierlagen helpen door middel van peristaltiek-de onvrijwillige samentrekking en ontspanning van gladde spieren – om urine naar de urineblaas te stuwen. Zwaartekracht speelt ook een rol.

De functie van de urineblaas is het opslaan en verwijderen van urine. Zodra de urine in de blaas wordt getransporteerd, stroomt deze niet terug door de gerichte krachten van de spierlagen van de ureter en de afgeplatte uiteinden van de ureters waar de ureter en de blaas elkaar ontmoeten (de vesicoureterale verbinding). Dit afvlakking neemt toe naarmate de blaas vult, waardoor het moeilijk is voor urine om terug te stromen naar de nieren. Dit kan echter optreden in gevallen van vesicoureterale reflux als gevolg van anatomische afwijkingen in ureterale positionering op de vesicoureterale kruising of in zenuwaandoeningen waar peristaltiek en spiertonus worden beïnvloed.

mictie

een menselijke blaas slaat gewoonlijk ongeveer 300 tot 600 ml urine op vóór mictie en wordt gecontroleerd door het pontine-mictiecentrum van de hersenen.

de driehoekige blaas is een grote spier in de top waarvan de twee ureters de urine legen. Onder de blaas, dicht bij waar het verbinding maakt met een enkele urethra, liggen twee cirkelvormige sluitspieren – intern en extern. Deze ontspannen alleen tijdens mictie en voorkomen anders dat urine constant weglekt. De interne sluitspier is een onvrijwillige spier; de externe sluitspier is vrijwillig. De urineblaas is bekleed met een dikke slijmvliezen die plooien vormen wanneer de blaas leeg is, maar opent als de blaas vult en uitzet.

in de blaaswand bevinden zich stretch receptorcellen. Wanneer de blaas zich vult tot ongeveer 250 ml, vouwt het slijmvlies zich open en stimuleert het deze rek receptoren. Ze sturen signalen naar het pontine mictie centrum van de hersenen. De hersenen reageren door de interne urethrale sluitspier te ontspannen. De externe urethrale sluitspier blijft gesloten totdat de persoon in kwestie kiest om te plassen, hoewel bij baby ‘ s, ouderen, en mensen met motorische of sensorische zenuwaandoeningen zoals patiënten met multiple sclerose, dit is niet altijd een vrijwillige actie.

na ontspanning van de vrijwillige externe sluitspier stroomt urine uit de blaas door de urethra en wordt uit het lichaam verwijderd. De afbeelding hieronder toont de stadia van mictie en de betrokken spieren, namelijk de detrusor spier van de urineblaas, de interne urethrale sluitspier, en de bekkenbodemspier die de externe sluitspier omringt.

urinewegorganen en Urinewegstructuren

de belangrijkste urinewegorganen en andere urinewegstructuren zijn de nieren, blaas, urineleiders, en urethra. Deze vormen een steriele omgeving die beschermd is tegen de niet-steriele buitenwereld, leveren de krachten die nodig zijn om urine door een reeks organen te verdrijven en reageren op gevoelige onvrijwillige en vrijwillige nerveuze stimulatie.

nieren

nieren bevinden zich net onder de ribben en bevinden zich dicht bij het midden van de rug. Ze hebben meerdere functies. De nier zorgt voor evenwicht in de hoeveelheid water en elektrolyten in de bloedsomloop van het lichaam, verwijdert afvalproducten (waaronder geneesmiddelen) uit het lichaam, controleert de bloeddruk door het vrijkomen van hormonen (RAAS), reguleert de productie van rode bloedcellen en de daaropvolgende Weefsel oxygenatie niveaus (erytropoëtine), en verhoogt de botmassa door calcium en fosfor Regulatie.

homeostase is een geautomatiseerd mechanisme waarbij concentraties van chemische stoffen en vloeistoffen in de biologische systemen van een organisme worden gestabiliseerd. Nieren dragen enorm bij aan homeostase, het handhaven van extracellulaire vloeistof volumes, zuurgraad en alkaliniteit (pH), osmotische concentraties (concentratie van opgeloste moleculen in een oplossing), en afscheiden potentieel schadelijke producten of overtollige moleculen die natuurlijke homeostase kan verstoren.

Ureters

het urinestelsel omvat twee ureters die zich uitstrekken van nier tot blaas. Peristaltiek en zwaartekracht brengen urine langs deze smalle, holle, Dikke gelaagde buizen. Omdat de holle gebieden smal zijn, kunnen urineleiders worden geblokkeerd door puin zoals zoutkristallen die aan elkaar zijn geplakt om urinestenen te creëren. Volledige verstopping in één buis veroorzaakt hoge druk en urine opbouw in de bijgevoegde nier en vereist een spoedoperatie voordat permanente schade wordt gedaan. Alternatief, reflux of de terugkeer van urine terug in de ureters kan infectie en gevaarlijk hoge druk binnen de nieren veroorzaken.

blaas

de blaas wordt op zijn plaats gehouden door een reeks externe ligamenten. De belangrijkste functie is als een reservoir voor urine. De blaas zet uit als het vult als gevolg van zijn dikke laag van overgangsepitheel. De cellen van deze laag kunnen rekken en van vorm veranderen, waardoor de blaas steeds meer urine kan vasthouden. Twee sluitspieren voorkomen dat urine voortdurend uit de blaas lekt. Wanneer dit mechanisme niet goed functioneert is incontinentie het resultaat. Het urinair zenuwstelsel biedt de aanwijzingen voor het legen van de blaas en is afhankelijk van signalen die worden verzonden vanuit de cellen van de rekreceptor in de blaaswand. De afbeelding hieronder toont de neurale circuits die betrokken zijn bij urineren.

Urethra

Urethra lengtes verschillen in mannelijke en vrouwelijke urinewegen. De relatief lange mannelijke urethra die loopt van de bodem van de blaas naar de externe urethrale meatus van de penis is ongeveer 20 cm lang.

de urethra van het wijfje bij de mens is slechts ongeveer 4 cm lang. Deze korte lengte is de reden waarom vrouwen gevoeliger zijn voor urineweginfecties dan mannen. De afbeelding hieronder toont urinaire katheterisatie bij mannelijke en vrouwelijke proefpersonen. Let op de aanzienlijk langere lengte van de mannelijke katheter in vergelijking met die van de vrouw.

met één urethra kan de urine het lichaam verlaten zodra de hersenen de onvrijwillige interne sluitspier hebben vrijgegeven en de persoon in kwestie vrijwillig de externe sluitspier vrijgegeven. Er treedt geen peristaltiek op in de urethra – de doorgang van urine naar de buitenwereld wordt gecontroleerd door een combinatie van de druk van de urine in de blaas, spiertonus en zwaartekracht.

urinewegaandoeningen

Er zijn een groot aantal urinewegaandoeningen, van infecties tot kanker. Enkele van de meest voorkomende zijn hieronder vermeld.

Urolithiasis

De meeste nierstenen zijn klein en gaan eenvoudig door de urinewegen zonder opgemerkt te worden. Grotere stenen zijn het meest waarschijnlijk te worden ingediend in de smalle openingen van beide ureter. Lage urinevolumes en hoge zoutconcentraties in de urine dragen bij aan steenvorming. Stenen worden gevormd door de kristallisatie van zouten. De aanwezigheid van urinewegstenen wordt aangeduid als urolithiasis.

urinaire Schistosomiasis

parasitaire platwormen genaamd Schistosoma zijn de oorzaak van urinaire schistosomiasis of slakkenkoorts en zijn de oorzaak van een zeer veel voorkomende tropische ziekte. Symptomen ontwikkelen zich nadat de volwassenen eieren hebben gelegd en omvatten koorts, rillingen, hoesten en spierpijn. Chronische vormen aanwezig met symptomen veel later met het potentieel voor ascites, bloed in de urine, ademhalingsproblemen, en algehele zwakte. Het is ook mogelijk om aanvallen, verlamming, en veranderingen in gedrag en mentale toestand in onbehandelde chronische schistosomiasis ervaren.

Nefrotisch Syndroom

nefrotisch syndroom is geen ziekte op zich, maar het resultaat van een breed scala aan nierziekten. De belangrijkste symptomen van nefrotisch syndroom zijn vochtretentie (oedeem) in de onderste ledematen en gezicht, schuim-achtige urine veroorzaakt door hoge niveaus van eiwitten, vermoeidheid en verlies van eetlust. Vochtretentie veroorzaakt ook aanzienlijke gewichtstoename. Om het even welk van de hier vermelde nierziekten hebben het potentieel om nefrotisch syndroom te veroorzaken als het filtersysteem van de nefrons beschadigd raakt en grote molecules, hoofdzakelijk een eiwit in het bloed genoemd albumine, toestaat om in het ultrafiltrate over te gaan. Behandelingen van dit syndroom moeten de onderliggende oorzaak(s) en niet alleen de symptomen te beheren.

urineweginfecties

bovenste urineweginfecties (UTIs) omvatten symptomen zoals hoge koorts, rillingen, braken, en pijn in de lendenen. Lagere urineweginfecties veroorzaken frequent, dringend of onregelmatig plassen, pijn boven het schaambeen (suprapubische pijn), en soms sporen van bloed in de urine. De belangrijkste oorzaak van beide soorten infectie is de E. coli bacteriën, overgebracht in de urinewegen via de anus.

chronische nierziekte en chronisch nierfalen

chronische nierziekte (CKD) kan worden overgeërfd, zoals bij autosomaal dominante polycysteuze nierziekte (ADPKD), het langetermijnresultaat zijn van acute nierinfectie of trauma, of optreden via een proces waarbij schade aan het urinestelsel gedurende vele jaren plaatsvindt. Ongeveer 70% van de patiënten met CKD zijn diabetici, hypertensiepatiënten of patiënten met atherosclerose. Deze drie ziekten zijn vaak comorbide. Na verloop van tijd, wordt de nefronfunctie verminderd door hoge niveaus van Grotere molecules die door de nefrons, hormonale onevenwichtigheden, of zenuwstelseldegeneratie overgaan. Al deze scenario ‘ s worden veroorzaakt door een lage zuurstoftoevoer of hypoxie.

wanneer beide nieren niet meer kunnen functioneren, is chronisch nierfalen het resultaat. In deze gevallen moet dialyse via het buikvlies van de buikholte of via de bloedsomloop (hemodialyse) alle rollen van de nieren overnemen.

acuut nierletsel

wanneer langdurige ziekten niet de oorzaak zijn van nierdegeneratie, trauma of kortdurende ziekte kan acuut nierletsel (AKI) veroorzaken), ook bekend als acuut nierfalen. Nefrons worden beschadigd door een plotselinge verlaging van de bloedtoevoer als gevolg van hypovolemie. Dit kan zelfs het gevolg zijn van overmatig braken of langdurige diarree. Symptomen zijn onder meer lage hoeveelheden urine, zwelling in de onderste ledematen, vermoeidheid, moeite met ademhalen, verwardheid, misselijkheid en pijn op de borst. Indien onbehandeld, kan AKI leiden tot stuiptrekkingen en de dood. Onmiddellijke behandeling is verplicht, wanneer letsel of ziekte (of beide) herstel het bloedvolume kan worden hersteld. Kortdurende hemodialyse is soms nodig om de rol van de nieren over te nemen totdat de patiënt is gestabiliseerd.

diabetische nefropathie

bij onbehandeld of slecht behandeld, veroorzaakt diabetes een hoog glucosegehalte in het bloed, waardoor het een stroperige consistentie heeft. Na verloop van tijd beschadigen hoge glucoseniveaus de nefronen en beginnen ze eiwitten in de urine te lekken. Diabetische Afro-Amerikanen en Spaanse populaties zijn bijzonder vatbaar voor nierziekte veroorzaakt door type 2 of type 1 diabetes.

benigne prostaathyperplasie

De niet-maligne vorm van prostaatvergroting treft oudere mannen. Urologen zijn het erover eens dat alle mannen vanaf de leeftijd van zestig een zekere mate van prostaatvergroting hebben. Hoewel dit niet een levensbedreigende ziekte, de vergrote prostaat kan duwen tegen de urethra en vernauwen, waardoor frequent urineren, een zwakke urinestroom en incontinentie. Behandeling omvat spierverslapper of prostaat-krimpende geneesmiddelen of prostaatverwijdering in een chirurgische procedure.