Rinichi

Continuare de sus…

Anatomia rinichilor

Localizarea

Rinichii sunt o pereche de organe care se găsesc de-a lungul peretelui muscular posterior al cavității abdominale. Rinichiul stâng este situat puțin mai superior decât rinichiul drept datorită dimensiunii mai mari a ficatului din partea dreaptă a corpului. Spre deosebire de celelalte organe abdominale, rinichii se află în spatele peritoneului care căptușește cavitatea abdominală și, prin urmare, sunt considerați a fi organe retroperitoneale. Coastele și mușchii spatelui protejează rinichii de leziuni externe. Țesutul adipos cunoscut sub numele de grăsime perirenală înconjoară rinichii și acționează ca o căptușeală protectoare.

Structura

Rinichii au formă de fasole, cu partea convexă a fiecărui organ situată lateral și partea concavă medială. Crestătura de pe partea concavă a rinichiului, cunoscută sub numele de hil renal, oferă un spațiu pentru ca artera renală, vena renală și ureterul să intre în rinichi.

Un strat subțire de țesut conjunctiv fibros formează capsula renală care înconjoară fiecare rinichi. Capsula renală asigură un înveliș exterior rigid pentru a menține forma țesuturilor interne moi.

În profunzime față de capsula renală se află cortexul renal moale, dens și vascularizat. Șapte piramide renale de formă conică formează măduva renală în profunzime față de cortexul renal. Piramidele renale sunt aliniate cu bazele orientate spre exterior, spre cortexul renal, iar vârfurile lor sunt îndreptate spre interior, spre centrul rinichiului.

Care vârf se conectează la un caliciu minor, un tub mic și gol care colectează urina. Calicele minore se unesc pentru a forma 3 calice majore mai mari, care se unesc și mai departe pentru a forma pelvisul renal gol din centrul rinichiului. Pelvisul renal iese din rinichi la hilul renal, unde urina se drenează în ureter.

Alimentarea cu sânge

1. Arterele renale se ramifică direct din aorta abdominală și intră în rinichi prin hilul renal.
2. În interiorul rinichilor noștri, arterele renale se despart în arteriolele aferente mai mici ale rinichilor.
3. Care arteriole aferentă transportă sângele în cortexul renal, unde se separă într-un mănunchi de capilare cunoscut sub numele de glomerul.
4. Din glomerul, sângele se recoltează în arteriole eferente mai mici care coboară în măduva renală.
5. Arteriolele eferente se separă în capilarele peritubulare care înconjoară tubulii renali.
6. În continuare, capilarele peritubulare se unesc pentru a forma vene care se unesc din nou pentru a forma vena renală mare.
7. În cele din urmă, vena renală iese din rinichi și se unește cu vena cavă inferioară, care transportă sângele înapoi la inimă.

Nefronul

Care rinichi conține aproximativ 1 milion de nefroni individuali, unitățile funcționale microscopice ale rinichilor care filtrează sângele pentru a produce urină. Nefronul este alcătuit din 2 părți principale: corpusculul renal și tubul renal.

Responsabil de filtrarea sângelui, corpusculul nostru renal este format din capilarele glomerulului și din capsula glomerulară (cunoscută și sub numele de capsula lui Bowman). Glomerulul este o rețea grupată de capilare care mărește suprafața de sânge în contact cu pereții vaselor de sânge. În jurul glomerulului se află capsula glomerulară, un strat dublu, în formă de cupă, de epiteliu scuamos simplu, cu un spațiu gol între straturi. Celule epiteliale speciale, cunoscute sub numele de podocite, formează stratul capsulei glomerulare care înconjoară capilarele glomerulului. Podocitele colaborează cu endoteliul capilarelor pentru a forma un filtru subțire pentru a separa urina de sângele care trece prin glomerul. Stratul exterior al capsulei glomerulare menține urina separată de sânge în interiorul capsulei. La capătul îndepărtat al capsulei glomerulare, opus glomerulului, se află gura tubului renal.

O serie de tuburi numite tubuli renali concentrează urina și recuperează din urină soluții care nu sunt deșeuri. Tubul renal transportă urina de la capsula glomerulară la pelvisul renal.

1. Prima secțiune curbată a tubului renal este cunoscută sub numele de tubul convolut proximal. Celulele tubulare care căptușesc tubul convolut proximal reabsorb o mare parte din apa și nutrienții filtrați inițial în urină.
2. Urina trece apoi prin bucla lui Henle, un tub lung și drept care transportă urina în măduva renală înainte de a face o întoarcere în ac de păr și de a se întoarce în cortexul renal.
3. După bucla lui Henle urmează tubul convolut distal.
4. În cele din urmă, urina din tubulii convoluți distali ai mai multor nefroni intră în canalul colector, care transportă urina concentrată prin măduva renală și în pelvisul renal.
5. Din pelvisul renal, urina din mai multe canale colectoare se combină și curge în afara rinichilor și în uretere.

Fiziologia rinichilor

Excreția deșeurilor

Funcția principală a rinichilor este excreția produselor reziduale rezultate din metabolismul proteic și contracția musculară. Ficatul metabolizează proteinele alimentare pentru a produce energie și produce amoniac toxic ca produs rezidual. Ficatul este capabil să transforme cea mai mare parte a acestui amoniac în acid uric și uree, care sunt mai puțin toxice pentru organism. Între timp, mușchii corpului nostru folosesc creatina ca sursă de energie și, în acest proces, produc creatinina, un produs rezidual. Amoniacul, acidul uric, ureea și creatinina se acumulează în organism în timp și trebuie eliminate din circulație pentru a menține homeostazia.

Glomerul din rinichi filtrează toate aceste patru produse reziduale din fluxul sanguin, permițându-ne să le excretăm din corpul nostru prin urină. Aproximativ 50% din ureea care se găsește în sânge este reabsorbită de către celulele tubulare ale nefronului și se întoarce în circuitul sanguin. Ureea din sânge ajută la concentrarea altor produse reziduale mai toxice în urină prin menținerea echilibrului osmotic între urină și sânge în măduva renală.

Filtrare, reabsorbție și secreție

1. Regii filtrează sângele pe măsură ce acesta trece prin capilarele care formează glomerulul. Presiunea sângelui forțează cea mai mare parte a plasmei sanguine să treacă prin mucoasa capilarelor și să intre în capsula glomerulară. Celulele sanguine sunt prea mari pentru a trece prin mucoasa capilară și astfel rămân în interiorul capilarelor împreună cu o parte din plasma reziduală. Plasma filtrată, cunoscută acum sub numele de lichid tubular, începe să iasă din capsula glomerulară și să curgă în tubulul convolut proximal.
2. În același timp, sângele concentrat care rămâne în interiorul capilarelor glomerulului se deplasează în arteriolele eferente și mai departe în capilarele peritubulare care înconjoară tubul convolut proximal. Celulele epiteliale care căptușesc tubulii reabsorb în mod activ moleculele valoroase de glucoză, aminoacizi și ioni din filtrat și le depun înapoi în sânge. Aceste celule absorb, de asemenea, orice produse reziduale rămase în sânge (cum ar fi amoniacul și creatinina) și secretă aceste substanțe chimice în filtrat. În timp ce acești soluturi sunt schimbați, presiunea osmotică împinge apa din filtratul diluat, hipotonic, înapoi în sângele concentrat, hipertonic.
3. Din tubulul convolut proximal, lichidul tubular intră apoi în bucla Henle, unde apa și ionii sunt reabsorbiți. Membrul descendent al ansei lui Henle este permeabil la apă și transportă filtratul în profunzimea medulară a rinichiului. Țesuturile din măduva care înconjoară tubul conțin o concentrație mare de ioni și foarte puțină apă în comparație cu filtratul. Presiunea osmotică dintre filtratul hipotonic și celulele medulare hipertonice împinge apa din filtrat în celule. Celulele din măduvă returnează această apă în sângele care curge prin capilarele din apropiere.
4. Filtratul trece apoi prin membrul ascendent al buclei Henle la ieșirea din măduvă. Țesuturile care înconjoară membrul ascendent nu sunt permeabile la apă, dar sunt permeabile la ioni. Filtratul este foarte concentrat după ce trece prin membrul descendent, astfel încât ionii difuzează cu ușurință din filtrat și în celulele care căptușesc membrul ascendent. Acești ioni sunt reintroduși în sângele care curge prin capilarele din apropiere.
5. Fluidul tubular care iese din bucla Henle trece apoi prin tubulul convolut distal și prin canalul colector al nefronului. Acești tubuli continuă să reabsoarbă cantități mici de apă și ioni care au mai rămas în filtrat. Țesuturile care înconjoară canalul colector absorb în mod activ excesul de ioni de potasiu și hidrogen din capilarele din apropiere și secretă acești ioni în exces ca deșeuri în filtrat.
6. Când filtratul ajunge la capătul canalului colector, aproape toți nutrienții valoroși, ionii și apa au fost returnați în alimentarea cu sânge, în timp ce produsele reziduale și o cantitate mică de apă rămân pentru a forma urina. Urina iese din canalul colector și se unește cu urina din alte canale colectoare din pelvisul renal.

Homeostazia apei

Regii sunt capabili să controleze volumul de apă din organism prin modificarea reabsorbției de apă de către tubulii nefronului. În condiții normale, celulele tubulare ale tubilor nefronului reabsorb (prin osmoză) aproape toată apa care este filtrată în urină de către glomerul.

Reabsorbția apei duce la o urină foarte concentrată și la conservarea apei în organism. Hormonii hormonul antidiuretic (ADH) și aldosteronul măresc amândoi reabsorbția de apă până când aproape 100% din apa filtrată de nefron este returnată în sânge. ADH stimulează formarea proteinelor canalului de apă în canalele colectoare ale nefronilor care permit apei să treacă din urină în celulele tubulare și apoi în sânge. Aldosteronul funcționează prin creșterea reabsorbției ionilor Na+ și Cl-, ceea ce face ca mai multă apă să se deplaseze în sânge prin osmoză.

În situațiile în care există prea multă apă prezentă în sânge, inima noastră secretă hormonul peptida natriuretică atrială (ANP) pentru a crește excreția de ioni Na+ și Cl-. Concentrația crescută de Na+ și Cl- din urină atrage apa în urină prin osmoză, crescând volumul de urină produs.

Homeostazia acido-bazică

Regulatorii reglează nivelul pH-ului din sânge prin controlul excreției de ioni de hidrogen (H+) și de ioni de bicarbonat (HCO3-). Ionii de hidrogen se acumulează atunci când proteinele sunt metabolizate în ficat și când dioxidul de carbon din sânge reacționează cu apa pentru a forma acid carbonic (H2CO3). Acidul carbonic este un acid slab care se disociază parțial în apă pentru a forma ioni de hidrogen și ioni de bicarbonat. Ambii ioni sunt filtrați din sânge în glomerulul rinichiului, dar celulele tubulare care căptușesc nefronul reabsorb selectiv ionii de bicarbonat, lăsând ionii de hidrogen ca produs rezidual în urină. De asemenea, celulele tubulare pot secreta în mod activ ioni de hidrogen suplimentari în urină atunci când sângele devine extrem de acid.

Ionii de bicarbonat reabsorbiți intră în fluxul sanguin unde pot neutraliza ionii de hidrogen prin formarea de noi molecule de acid carbonic. Acidul carbonic care trece prin capilarele plămânilor se disociază în dioxid de carbon și apă, permițându-ne să expirăm dioxidul de carbon.

Homeostazia electroliților

Regii mențin homeostazia electroliților importanți prin controlul excreției lor în urină.

• Sodiu (Na+): Sodiul este un electrolit vital pentru funcția musculară, funcția neuronală, reglarea tensiunii arteriale și reglarea volumului sanguin. Peste 99% din ionii de sodiu care trec prin rinichi sunt reabsorbiți în sânge din filtratul tubular. Cea mai mare parte a reabsorbției de sodiu are loc în tubul convolutiv proximal și în bucla ascendentă a lui Henle.
• Potasiu (K+): La fel ca și sodiul, potasiul este un electrolit vital pentru funcția musculară, funcția neuronală și reglarea volumului sanguin. Spre deosebire de sodiu, însă, doar aproximativ 60 până la 80% din ionii de potasiu care trec prin rinichi sunt reabsorbiți. Cea mai mare parte a reabsorbției potasiului are loc în tubul convolutiv proximal și în bucla ascendentă a lui Henle.
• Clorură (Cl-): Clorura este cel mai important anion (ion cu sarcină negativă) din organism. Clorura este vitală pentru reglarea unor factori precum pH-ul și echilibrul fluidelor celulare și ajută la stabilirea potențialului electric al neuronilor și al celulelor musculare. Tubulii convoluți proximali și bucla ascendentă a lui Henle reabsorb aproximativ 90% din ionii de clorură filtrați de rinichi.
• Calciu (Ca2+): Calciul nu este doar unul dintre cele mai importante minerale din organism, care compune oasele și dinții, ci este, de asemenea, un electrolit vital. Funcționând ca un electrolit, calciul este esențial pentru contracția țesutului muscular, eliberarea de neurotransmițători de către neuroni și stimularea țesutului muscular cardiac din inimă. Tubulii convoluți proximali și ansa ascendentă a lui Henle reabsorb cea mai mare parte a calciului din filtratul tubular în sânge. Hormonul paratiroidian crește reabsorbția calciului în rinichi atunci când nivelul calciului din sânge devine prea scăzut.
• Magneziu (Mg2+): Ionul de magneziu este un electrolit esențial pentru buna funcționare a enzimelor care lucrează cu compuși fosfați precum ATP, ADN și ARN. Tubulii convoluți proximali și bucla Henle reabsorb cea mai mare parte a magneziului care trece prin rinichi.

Homeostazia tensiunii arteriale

Rinichii ajută la controlul tensiunii arteriale în organism prin reglarea excreției de ioni de sodiu și apă și prin producerea enzimei renină. Deoarece sângele este alcătuit în cea mai mare parte din apă, un volum crescut de apă în organism are ca rezultat o creștere a volumului de sânge în vasele de sânge. Creșterea volumului de sânge înseamnă că inima trebuie să pompeze mai mult decât de obicei pentru a împinge sângele în vasele care sunt aglomerate cu sânge în exces. Astfel, volumul crescut de sânge duce la creșterea tensiunii arteriale. Pe de altă parte, atunci când organismul este deshidratat, volumul de sânge și tensiunea arterială scad.

Regii sunt capabili să controleze tensiunea arterială fie prin reabsorbția apei pentru a menține tensiunea arterială, fie permițând ca mai multă apă decât de obicei să fie excretată în urină și astfel să reducă volumul și tensiunea arterială. Ionii de sodiu din organism ajută la gestionarea presiunii osmotice a organismului prin atragerea apei spre zonele cu concentrație mare de sodiu. Pentru a reduce tensiunea arterială, rinichii pot excreta ioni de sodiu în plus care atrag cu ei apa din organism. Invers, rinichii pot reabsorbi ioni de sodiu suplimentari pentru a ajuta la reținerea apei în organism.

În cele din urmă, rinichii produc enzima renină pentru a preveni ca tensiunea arterială din organism să devină prea scăzută. Rinichii se bazează pe o anumită cantitate de tensiune arterială pentru a forța plasma sanguină să treacă prin capilarele din glomerul. În cazul în care tensiunea arterială devine prea scăzută, celulele rinichilor eliberează renină în sânge. Renina declanșează un proces complex care duce la eliberarea hormonului aldosteron de către glandele suprarenale. Aldosteronul stimulează celulele rinichiului să își mărească reabsorbția de sodiu și apă pentru a menține volumul și presiunea sângelui.

Hormoni

Rinichii mențin o funcție endocrină mică, dar importantă, prin producerea hormonilor calcitriol și eritropoietină.

• Calcitriolul este forma activă a vitaminei D în organism. Celulele tubulare din tubulii convoluți proximali produc calcitriol din molecule inactive de vitamina D. În acel moment, calcitriolul călătorește de la rinichi prin fluxul sanguin până la intestine, unde crește absorbția calciului din alimente în lumenul intestinal.
• Eritropoietina (EPO) este un hormon produs de celulele capilarelor peritubulare ca răspuns la hipoxie (un nivel scăzut de oxigen în sânge). EPO stimulează celulele roșii ale măduvei osoase să își mărească producția de globule roșii. Nivelul de oxigen din sânge crește pe măsură ce mai multe globule roșii se maturizează și intră în fluxul sanguin. Odată ce nivelurile de oxigen revin la normal, celulele capilarelor peritubulare încetează să mai producă EPO.

Câțiva hormoni produși în alte părți ale corpului ajută la controlul funcției rinichilor.

• Hormonul antidiuretic (ADH), cunoscut și sub numele de vasopresină, este un hormon produs de celulele neurosecretoare din hipotalamusul creierului. Aceste celule se extind în hipofiza posterioară, care stochează și eliberează ADH. Producția de ADH este stimulată de o scădere a volumului sanguin și de creșterea osmolarității sângelui. ADH ajută organismul să rețină apa prin creșterea numărului de canale de apă din celulele canalelor colectoare ale rinichilor. Aceste canale de apă permit ca apa rămasă în urină să fie reabsorbită în sânge, rezultând o urină extrem de concentrată.
• Angiotensina II este un hormon produs în ficat și activat de enzimele renină și enzima de conversie a angiotensinei. Odată activată, angiotensina II crește reabsorbția ionilor de sodiu și clorură în tubulii convoluți proximali, ceea ce duce la o reabsorbție crescută și a apei.
• Aldosteronul este un hormon produs în cortexul suprarenal ca răspuns la Angiotensina II. Aldosteronul se leagă de celulele țintă din pereții canalelor colectoare ale nefronului. Aceste celule reabsorb ioni de sodiu și clorură suplimentari care ar fi fost excretați sub formă de urină. De asemenea, celulele țintă elimină ionii de potasiu din sânge și îi excretă în urină.
• Peptida natriuretică atrială (ANP) este un hormon produs de celulele musculare cardiace din atriile inimii. Aceste celule produc ANP ca răspuns la niveluri ridicate de sodiu în sânge sau la creșterea tensiunii arteriale. În rinichi, ANP crește rata de filtrare glomerulară, astfel încât mai multă plasmă sanguină este forțată să intre în capsula glomerulară și în tubii renali. ANP elimină, de asemenea, unii soluturi din celulele măduvei renale, ceea ce face ca bucla Henle să fie mai puțin eficientă în reabsorbția apei și a ionilor din filtrat. Rezultatul net al ANP este că mai mult sodiu și apă sfârșesc prin a fi excretate în urină, volumul de sânge scade, iar tensiunea arterială scade și ea.

.