UKŁAD MOCZOWY
UKŁAD MOCZOWY Funkcje: Produkcja moczu pierwotnego i moczu ostatecznego - filtracja osocza krwi Oczyszczanie krwi ze związków zawierających azot i zbędnych produktów metabolizmu (filtracja i wydzielanie) Utrzymanie równowagi w stężeniu płynów ustrojowych i elektrolitów (filtracja i wydzielanie) Odzyskiwanie przez reabsorpcję cząsteczek o małej masie cząsteczkowej (aminokwasy, glukoza i peptydy), jonów (Na +, Cl -, Ca 2+, PO 3- ), wody w odniesieniu do utrzymania homeostazy krwi.
Kora nerkowa zewnętrzna warstwa części wypukłej oraz słupy (kolumny) nerkowe Rdzeń nerkowy 8-18 piramid nerkowych, podstawy na granicy kory i rdzenia; stożki to brodawki nerkowe w świetle kielichów nerkowych. Na powierzchni brodawki 24 otworów (pole sitowe), ujście przewodów brodawkowych. Od podstawy piramidy ku torebce nerki promienie rdzenne (Ferreina). Oś promienia rdzenia stanowi kanalik (cewka) zbiorczy ( oraz fragmenty kanalików I i II rzędu.
Budowa nerki
NEFRON jednostka strukturalna i funkcjonalna nerki 80% NEFRON 2,5mln w obu nerkach Nefrony korowe Nefrony przyrdzeniowe 20% ciałko nerkowe kanalik kręty I rzędu pętla nefronu (Henlego) kanalik kręty II rzędu, dystalny
NEFRON jednostka strukturalna i funkcjonalna nerki ciałko nerkowe kanalik I rzędu, proksymalny (część kręta i prosta) część cienka zstępującej pętli nefronu część cienka i gruba wstępującej pętli nefronu kanalik II rzędu (część kręta), dystalny
NERKA ciałko nerkowe Biegun kanalikowy Torebka Bowmana: Listek trzewny Listek ścienny Kłębuszek naczyniowy Aparat przykłębuszkowy Biegun naczyniowy
NERKA ciałko nerkowe Podocyty
NERKA Ciałko nerkowe Kłębuszek naczyniowy Komórki śródbłonka pory Błona podstawna 3 warstwy: Blaszka jasna wewnętrzna (1) Blaszka gęsta kolagen typu IV Blaszka jasna zewnętrzna (2) (1 i 2) - siarczan heparanu, laminina, fibronektyna Właściwości antygenowe Podocyty nabłonek blaszki trzewnej Wypustki cytoplazmatyczne pierwszorzędowe (grubsze) Wypustki cytoplazmatyczne drugorzędowe (cieńsze) Wypustki pokrywa glikokaliks podokaliksyna polianion zatrzymujący ujemnie naładowane cząsteczki Pomiędzy wypustkami szczeliny filtracyjne, a pomiędzy wypustami drugorzędowymi przepona szczeliny Komórki mezangium
Bariera krew-mocz pierwotny W ciągu doby ok. 180 L moczu pierwotnego Porowate komórki śródbłonka Błona podstawna Szczeliny filtracyjne i ich przepony Filtr działa: Mechanicznie - zależnie od wielkości cząsteczki Zależnie od ładunku elektrycznego (podokaliksyna, siarczan heparanu, kolagen typu IV) do 1mln 32-125 tys Do światła torebki kłębuszka przechodzą cukry proste, aminokwasy, mocznik, kreatynina, kwas moczowy, fosforany nieorganiczne, Niewielka ilość białka 120mL/min moczu pierwotnego Przeciwdziałają filtracji: ciśnienie onkotyczne białek, ciśnienie płynu w przestrzeniach podpodocytarnych
Mocz i jego wydalanie Mocz jest płynem przejrzystym, barwy słomkowej, o charakterystycznej woni. Odczyn moczu jest obojętny lub lekko kwaśny i zależy od rodzaju pożywienia (przy pokarmach białkowych kwasowość rośnie) Oprócz wody w skład moczu zdrowego wchodzą: Skład chemiczny moczu prawidłowego (g/doba) woda 1000-1500 Substancje stałe 50-70 Związki azotowe Sole mineralne Mocznik 25-35 Chlorki 6-9 Sód 3-5 Kreatynina 1-1,8 Potas 1,5-3,5 Kwas moczowy 0,4-1 Magnez, wapń 0,1 Amoniak 0,4-1 Żelazo 0,001 Kwas hipurowy 0,2-1 Fosforany 1-1,5 Aminokwasy 0,2-0,4 Siarka całkowita 2-3,4 Zasady purynowe 0,01-0,06 Siarczany nieorganiczne 1,6-2,7 Indykan 0,01-0,03 Związki organiczne nieazotowe Fenole 0,1-0,2 Esterosiarczany 0,2-0,3 Kwas szczawiowy 0,01-0,02 Siarka obojętna 0,2-0,4 W moczu zdrowego człowieka nie ma ani białka, ani cukru. Głównym składnikiem moczu jest mocznik, na który przypada około 90 % azotu pochodzącego z rozpadu ciał białkowych w organizmie. Ilość, skład i właściwości moczu mają znaczenie diagnostyczne, informują nas bowiem o stanie organizmu. Obecność białka (białkomocz) wskazuje na schorzenie nerek. Obecność glukozy (cukromocz) jest objawem cukrzycy. Zbyt obfite wydalanie moczu (moczówka) mówi o zaburzeniach tylnego płata przysadki. Ilość i skład moczu zależą też od ilości wypitych płynów, od składu pożywienia, od pory roku (temperatury, wilgotności powietrza) i stanu fizjologicznego. Ośrodek wydalania moczu mieści się w części krzyżowej rdzenia kręgowego. Reaguje on na impulsy biegnące od napełnionego moczem pęcherza moczowego i w odpowiedzi wysyła impulsy powodujące skurcz mięśnia wypieracza moczu, znajdującego się w pęcherzu moczowym, rozkurcz mięśnia zwieracza pęcherza oraz zwieracza cewki moczowej.
Mezangium Rodzaj tkanki łącznej występującej w ciałku nerkowym pomiędzy tętniczkami do- i odprowadzającą (1) oraz naczyniami włosowatymi kłębuszka (2) 1. Mezangium zewnętrzne: część aparatu przykłębuszkowego 2. Mezangium wewnętrzne: Zdolność do fagocytozy cząsteczek po filtracji Odgrywają rolę błony podstawnej (synteza jej składników) Właściwości kurczliwe zmiana światła naczyń włosowatych kłębuszka Produkcja cytokin
NERKA ciałko nerkowe Torebka Bowmana: Listek trzewny Listek ścienny Kłębuszek naczyniowy Aparat przykłębuszkowy Aparat przykłębuszkowy: Komórki ziarniste medii tętniczki doprowadzającej (JG) wydzielają reninę Komórki plamki gęstej kanalika krętego II rzędu (osmochemoreceptor) odbierają zmiany ciśnienia osmotycznego moczu Komórki siatki = mezangium zewnętrzne (pozakłębuszkowe) Pośredniczą w przekazywaniu sygnałów między osmochemoreceptorami a komórkami JG
NEFRON kanalik kręty I rzędu Najdłuższy odcinek nefronu Wysłany nabłonkiem jednowarstwowym sześciennym Połączenia zamykające: okludyna, klaudyna, paracelina w szczytowej części komórek rąbek szczoteczkowy w podstawnej części komórek inwaginacje błony komórkowej + liczne mitochondria = prążkowanie przypodstawne (Heidenhaina) Odcinek końcowy prosty Resorpcja zwrotna (obligatoryjna): glukoza, 85% wody i NaCl, białko, aminokwasów, witamin Zmniejszana przez ANF (przedsionkowy czynnik natriuretyczny)
Pętla nefronu (Henlego) Część (ramię) zstępujące część cienka bardzo spłaszczone komórki Część (ramię) wstępujące część gruba sześcienne komórki podobne do kanalika II rzędu = zaliczana do kanalika dalszego Pod wpływem aldosteronu aktywne przemieszczenie sodu do przestrzeni śródmiąższowej w rezultacie hipotoniczna zawartość dochodzi do kanalika II rzędu
NEFRON kanalik kręty II rzędu Krótszy, węższy, mniej kręty niż kanalik kręty I rzędu Na przekroju dość regularne światło Wysłany nabłonkiem jednowarstwowym sześciennym w szczytowej części komórek nie! występuje rąbek szczoteczkowy w podstawnej części komórek inwaginacje błony komórkowej + liczne mitochondria = prążkowanie przypodstawne
Funkcja kanalika II rzędu Obecność plamki gęstej W błonie apikalnej części komórki transportery symportalne: transport jonów Na i Cl z moczu do cytoplazmy W błonach bocznych części komórki trasnportery antyportalne (pompy ATP-azowe): transport Na na zewnątrz, K do komórki Reabsorbują do 7% NaCl z moczu pierwotnego Aldosteron (kora nadnerczy) zwiększa absorpcję Na. Dalsze fragmenty przepuszczalne dla wody ADH akwaporyny kanałów wodnych otwierają się Pompuje do światła jony wodorowe i amonowe regulacja gospodarki kwasowo-zasadowej organizmu.
KANALIK ZBIORCZY Odprowadza zawartość nefronów z części korowej nerki do miedniczek nerkowych W rdzeniu łączą się w większe przewody uchodzą na szczycie brodawek w obrębie pola sitowego Na przekroju dość regularne światło Wysłany nabłonkiem jednowarstwowym sześciennym z rąbkiem oskórkowym w korowej części nerki sześcienne komórki jasne (główne) i pojedyncze ciemne (wstawkowe) - im niżej mniej komórek ciemnych, a komórki jasne - walcowate Pod wpływem ADH resorpcja wody, od niej zależy stężenie moczu ostatecznego Przewód brodawkowy Belliniego
Funkcja kanalika zbiorczego Komórki jasne na apikalnej powierzchni nieruchoma rzęska mechanoreceptor wrażliwy na przepływ płynu i jego skład. W błonie rzęski i powierzchni bocznych komórek obecne białkowe kompleksy policystyna 1 i 2. Policystyna 1 udział w połączeniu pomiędzy komórkami; policystyna 2 kanał dla wapnia. Wrodzony brak tych kompleksów z kanalików zbiorczych powstają cysty mnogie nerki. Komórki ciemne na wolnej powierzchni mikrokosmki. Pompują na zewnątrz H lub HCO3 utrzymanie równowagi kwasowozasadowej ustroju. Wytwarzają prekursor hormonu urodylatyny zwiększa wydalanie Na i wody z moczem, obniżając ciśnienie krwi.
NERKA komórki śródmiąższowe W korze komórki podobne do fibroblastów (80% erytropoetyny organizmu, kolagen, proteoglikany) i limfocyty W rdzeniu komórki śródmiąższowe: Typu I gwiaździste, RER, Golgi, lizosomy, kropelki tłuszczu Typu II zdolność do fagocytozy Typu III rodzaj perycytów, układających się wzdłuż naczyń prostych, mają zdolność kurczenia się, regulują przepływ krwi przez naczynia proste
NERKA Syntetyzuje: Renina Erytropoetyna Czynna postać wit D3 (25-hydroksycholekalcyferol PGA2, PGE2 Kalikreina (kininogen bradykinina) 1-25-hydroksycholekalcyferol) Pozostaje pod wpływem: Aldosteronu Hormonu antydiuretycznego Przedsionkowego czynnika natriuretycznego (ANF) Parathormonu
Narządy odprowadzające mocz Kielichy nerkowe mniejsze Kielichy nerkowe większe Miedniczki nerkowe Moczowody Pęcherz moczowy Cewka moczowa Moczowód Błona śluzowa Błona mięśniowa Przydanka
Narządy odprowadzające mocz Pęcherz moczowy BŁONA ŚLUZOWA Urothelium: Nabłonek wielowarstwowy sześcienny z kom baldaszkowatymi: Liczne plamki ściśle upakowane białka, w błonie głównie glikosfingolipidy Liczne fałdy i wgłobienia utworzone przez dyskoidalne pęcherzyki w kształcie litery V (rezerwa błony komórkowej) BŁONA MIĘŚNIOWA trzy warstwy miocytów gładkich w. zewnętrza i wewnętrzna podłużna. w. środkowa okrężna PRZYDANKA I BŁONA SUROWICZA zewnętrzna powierzchnia przydanka (tkanka łączna właściwa), górna powierzchnia - błona surowicza, nabłonek mezothelium
CEWKA MOCZOWA Przewód łączący pęcherz moczowy ze środowiskiem zewnętrznym Cewka moczowa żeńska ok. 4 cm długości i służy tyko do wydalania moczu Cewka moczowa męska ok. 20 cm długości MĘSKA Część sterczowa 4 cm, nabł. przejściowy (przez gruczoł krokowy) Część błoniasta 1 cm, nabł. wielorzędowy walcowaty (przepona miednicy i przepona moczowo-płciowa) Część gąbczasta 15 cm, nabł. wielorzędowy walcowaty, przy ujściu nabł. wielowarstwowy płaski
CEWKA MOCZOWA ŻEŃSKA Ma światło w kształcie półksiężyca Nabłonek wielowarstwowy płaski Błona śluzowa właściwa dużo naczyń Błona mięśniowa z mięśni gładkich podłużna warstwa wewnętrzna i okrężna zewnętrza. Warstwa okrężna zewnętrzna przechodzi w szkieletowy mięsień zwieracza cewki.
Męski układ płciowy
Produkcja, odżywianie i czasowe magazynowanie plemników Wprowadzenie zawiesiny nasienia do dróg rodnych żeńskich Produkcja hormonów płciowych męskich androgenów Jądra, miejsce powstawania plemników i wydzielania androgenów Najądrze, nasieniowód, przewód wytryskowy i część cewki moczowej układ przewodów przeprowadzających nasienie Pęcherzyki nasienne, gruczoł krokowy, gruczoły opuszkowo-cewkowe dostarczają płyn i czynniki odżywcze dla utrzymania i odżywiania plemników (główna masa nasienia) Prącie, narząd zdolny do wzwodu, umożliwiający wprowadzenie go do pochwy podczas aktu płciowego Gruczoł krokowy Część sterczowa cewki moczowej Część błoniasta cewki moczowej Część jamista cewki Ciała jamiste Ciało gąbczaste Żołądź prącia Skóra Osłonka kurczliwa Osłonka pochwowa Błona biaława Pęcherz Kanaliki proste Kanaliki plemnikotwórcze Gruczoł opuszkowocewkowy Pęcherzyki nasienne Bańka nasieniowodu Nasieniowód Przewodziki odprowadzające Najądrze Sieć jądra
Błona naczyniowa Błona biaława Międzybłonek Osłonka pochwowa ścienna Powięź Błona kurczliwa Moszna Skóra ze skośnymi mieszkami włosowymi Komórki mięśniowe gładkie, tworzące warstwę mięśniową kurczliwą, której skurcz powoduje marszczenie się skóry moszny Warstwa włókien kolagenowych (powięź Collesa) Pokład ścienny osłonki pochwowej, pokryty mezotelium Przestrzeń zawierająca wodnisty płyn Gruba torebka łącznotkankowa (błona biaława), pokryta mezotelium listek trzewny osłonki pochwowej Cienki pokład tkanki łącznej luźnej z powierzchownymi naczyniami krwionośnymi Jama moszny Pokład naczyniowy Błona biaława Kanalik plemnikotwórczy Osłonka pochwowa jądra
Kanaliki plemnikotwórcze Błona biaława Tkanka interstycjalna (śródmiąższowa) komórki Leydiga komórki tuczne makrofagi (20%) naczynia krwionośne włosowate naczynia limfatyczne Śródjądrze Jądro Tkanka śródmiąższowa
Kanalik plemnikotwórczy Komórka Sertoliego Komórki interstitium Naczynie krwionośne Nabłonek plemnikotwórczy Komórki Sertoliego (somatyczne komórki postmitotyczne) Komórki plemnikotwórcze, reprezentujące wszystkie etapy spermatogenezy Spermatydy Jądra komórek Sertoliego Spermatocyty Plemniki Jądra komórek Sertoliego Komórki mioidalne Naczynie krwionośne Komórki Leydiga Spermatogonia A d ciemne (macierzyste) Ap jasne B Spermatocyty I rzędu stadium preleptotenu leptotenu zygotenu pachytenu diplotenu Spermatocyty II rzędu Spermatydy
Ad ciemne Sper ma to go nie A jasne Spermatocyty I B Spermatocyty II Spermatydy Spermatogeneza Swoisty biologicznie i kontrolowany hormonalnie proces podziałów i transformacji, w którym z komórki macierzystej powstaje plemnik. Poszczególne etapy spermatogenezy przebiegają z regularnością, precyzyjnością i stabilnością. Plemniki Charakteryzuje się: stałym czasem trwania niezmiennością tego czasu niezdolnością komórek zatrzymanych na jednym z etapów spermatogenezy do kontynuowania tego procesu Procesu spermatogenezy nie można przyspieszyć ani zwolnić, tylko zahamować. Hormonalnie można jedynie zwiększyć liczbę komórek plemnikotwórczych, kończących ten proces (np. hamowanie apoptozy). Spermatogeneza obejmuje: spermatocytogeneza (1+2) i spermiogeneza (3) 1. proliferacja i odnowa układu komórek macierzystych Odnowa i proliferacja spermatogonii 2. podziały mejotyczne spermatocytów Mejoza czyli podziały dojrzewania 3. transformacja spermatyd w plemniki Spermiogeneza
Spermiogeneza Kondensacja chromatyny jądra komórkowego spermatydy Wytworzenie akrosomu (m.in. akrozyna, hialuronidaza) Wytworzenie aparatu ruchowego plemnika Faza Golgiego Faza czapeczki Faza akrosomu Faza dojrzewania Spermiacja 6 postaci spermatyd: a b1 b2 c d1 d2
Cykl nabłonka plemnikotwórczego W nabłonku wyróżnić można określoną liczbę powtarzających się ugrupowań komórkowych. U człowieka wyróżniono 6 różnych powtarzających się ugrupowań komórek plemnikotwórczych zwanych stadiami cyklu nabłonka plemnikotwórczego. Stadia cyklu nabłonka przechodzą jedno w następne, przy czym komórki każdego następnego stadium są bardziej zaawansowane w spermatogenezie. Cykl nabłonka plemnikotwórczego 14 dni Spermatogonia A - dzielą się w stadium IV Spermatogonia B dzielą się w stadium II Podziały mejotyczne stadium VI Spermiacja zawsze stadium II Zespół przemian w nabłonku, polegający na kolejnej wymianie wszystkich sześciu stadiów nosi nazwę cyklu nabłonka plemnikotwórczego. Spermatogeneza 4,6 cykli nabłonka plemnikotwórczego Wydajność spermatogenezy jest zawsze mniejsza od szacowanej 74 dni
Układ stadiów cyklu wzdłuż kanalika Human VI Rat Segmentowy II IV Mozaikowy Stadia cyklu uporządkowane w sposób mozaikowy III
Komórki Sertoliego FSH-R Podporowa zaopatrzenie komórek germinalnych w składniki odżywcze Fagocytarna fagocytoza cytoplazmy resztkowej, powstałej w wyniku różnicowania spermatyd, fagocytoza resztek zdegradowanych komórek germinalnych, które nie ukończyły spermatogenezy Synteza białka wiążącego androgeny (ABP Androgen Binding Protein) Uwalnianie inhibiny Synteza testosteronu [T] (od stadium androstendionu) Uwalnianie dihydrotestosteronu [DHT] (T 5α-reduktaza DHT) Wytwarzanie licznych czynników lokalnego mechanizmu regulacji spermatogenezy na zasadzie parakrynnej, autokrynnej i jukstakrynnej Synteza w życiu płodowym MIS (Substancja Hamująca Przewody Müllera)
Bariera krew-jądro Ściana naczynia krwionośnego włosowatego Błona graniczna kanalika Błona podstawna nabłonka Istota podstawowa Włókna kolagenowe Fibroblasty Miofibroblasty (komórki mioidalne, peritubularne) Wyspecjalizowane połączenia pomiędzy komórkami Sertoliego Połączenia zamykające Połączenia zwierające Połączenia komunikacyjne (nexus)
Połączenia między komórkami Sertoliego i plemnikotwórczymi Przedział przypodstawny połączenia desmosomo-podobne Przedział adluminalny Specjalizacje powierzchniowe miejsca te ściśle łączą apozycyjnie komórki plemnikotwórcze z komórkami Sertoliego związanie danej generacji komórek gametogenicznych z tą samą komórką Sertoliego. Połączenia spermatyd z komórkami Sertoliego Połączenia kanalikowo-buławkowate zawierają enzymy lizosomalne. Złuszczanie komórek plemnikotwórczych
Tkanka śródmiąższowa * Tkanka łączna luźna, leżącą pomiędzy kanalikami plemnikotwórczymi i zawiera: Fibroblasty, makrofagi, komórki tuczne Kolagen i substancję podstawową Naczynia krwionośne i limfatyczne Grupy komórek gruczołu śródmiąższowego komórki Leydiga Gruczoł dokrewny jądra Synteza testosteronu Komórki Leydiga regulowana przez LH
Regulacja hormonalna spermatogenezy Głównym hormonem jest testosteron Ośrodek toniczny Komórki Leydiga LH-R
Produkcja androgenów 7 tydzień życia płodowego Proces dojrzewania płciowego efekt syntezy androgenów w jądrach i ich działania na tkanki docelowe Zmiany ogólnoustrojowe: nagły, szybki wzrost dojrzewanie układu płciowego mutacja głosu przyrost masy mięśniowej zmiany rozmieszczenia tkanki tłuszczowej W okresie dojrzałości płciowej, androgeny wydzielane są przez: jądro testosteron (T), dihydrotestosteron (DHT) warstwa siatkowata kory nadnercza androstendion, dehydroepiandrosteron (DHEA) siarczan dehydroepiandrosteronu (DHEAS) Działają poprzez receptory androgenowe (AR), zlokalizowane: najliczniej w gruczołach i narządach płciowych w dużej ilości w mózgu w mięśniach szkieletowych, w układzie sercowo-naczyniowym w tkance kostnej, wątrobie, układzie immunologicznym w dużej ilości w skórze
Testosteron w życiu płodowym, rozwój narządów układu płciowego męskiego reguluje kształtowanie się drugorzędowych cech płciowych działa anabolicznie na syntezę białek utrzymuje prawidłowy przebieg spermatogenezy T 5α-reduktaza DHT (Dihydrotestosteron) T aromataza cytochromu P450 17β-estradiol
Najądrze Przewodziki odprowadzające Reabsorpcja płynu kanalikowego, zagęszczenie plemników Ogon najądrza Magazynowanie i utrzymywanie w żywotności Stereocilia Przewód najądrza, pojedynczy, silnie skręcony Nasieniowód Głowa najądrza Dojrzewanie plemników
Nasieniowód Jest prostym kanałem biegnącym pionowo w górę z tyłu najądrza w obrębie powózka nasiennego Ścianę nasieniowodu stanowią: Błona własna wysłana nabłonkiem wielorzędowym ze stereociliami Gruba mięśniówka złożona z trzech pokładów: wewnętrznego i zewnętrznego o układzie podłużnym oraz środkowego o układzie okrężnym Błona własna wytwarza podłużne fałdy uwypuklone do światła światło gwiazdkowate
Główka Szyjka Wstawka Witka Odcinek końcowy Dojrzały plemnik
Parametry nasienia Normy WHO 2010 rok. 1999 rok Objętość ejakulatu 1,5 ml (2,0 ml) Całkowita liczba plemników 39 mln (40 mln) Liczba plemników 15 mln/ml ejakulatu (20 mln/ml) Prawidłowa morfologia 4% (15%) Aspermia brak nasienia Azoospermia brak plemników Hypospermia mała objętość nasienia Oligozoospermia obniżona liczba plemników Astenozoospermia obniżona ruchliwość plemników Nieprawidłowości Teratozoospermia - zwiększona liczba plemników z defektami morfologicznymi I stopnia liczba względna plemników nieprawidłowych mieści się w przedziale 20-40% II stopnia liczba względna plemników nieprawidłowych mieści się w przedziale 40-60% III stopnia liczba względna plemników nieprawidłowych wynosi powyżej 60%