Määritelmä

Munuaiset ovat elintärkeä elin, joka poistaa jätteitä verestä ja säätelee neste- ja elektrolyyttitasoja elimistössä. Vain yksi on välttämätön, mutta tämän elimen tärkeyden vuoksi meillä on kaksi; jos toinen sammuu, on varajärjestelmä. Munuaisissa on lukuisia nefroneita – pienoissuodatusjärjestelmiä, jotka säätelevät suola-, vesi-, glukoosi- ja aminohappotasoja veriplasmasuodoksessa, josta lopulta tulee virtsaa. Munuaiset erittävät myös kahta hormonia, reniiniä ja erytropoietiinia.

Munuaisten sijainti

Munuaiset sijaitsevat vyötärön korkeudella ja vatsan takaseinämässä (takaseinässä). Ne ovat osittain kylkiluiden peitossa. Noin 95 %:ssa tapauksista vasen munuainen sijaitsee hieman korkeammalla kuin oikea. Kun oikea on korkeammalla kuin vasen, voi kyseessä olla muu patologia.

Kumpikin munuainen on kylkiluiden, perirenaalisen (perinefrisen) rasvan, munuaiskapselin ja selkälihasten suojaama. Nämä elintärkeät elimet eivät sijaitse vatsaontelon sisällä vaan vatsakalvon takana – ne ovat retroperitoneaalisia.

Munuaisanatomia

Munuaisanatomiassa näitä elimiä kuvataan melkein aina pavunmuotoisiksi – tästä juontaa juurensa nimitys munuaispapu; sekä muoto että väri ovat samanlaisia.

Ihmisen munuaiset ovat noin kymmenen senttimetriä pitkät ja viisi leveät. Yhdessä virtsaputkien, virtsaputken ja virtsarakon kanssa ne muodostavat virtsajärjestelmän.

Jokaista elintä peittää sitkeä kalvo, jota kutsutaan munuaiskapseliksi. Tämä kalvo pitää pehmeän sisäkudoksen paikallaan ja tarjoaa ylimääräisen suojakerroksen. Tämän kapselin ulkopuolella on rasvakerros – perirenaalinen rasvakapseli. Tätä rasvakerrosta peittää munuaisfaskia.

Munuaisen anatomia alkaa munuaiskuopasta (renal hilus), jota kutsutaan myös nimellä munuaiskuoppa (renal hilum) tai munuaisvarsi (pedicle). Tämä on syvennys, joka tuottaa papumaisen muodon. Sieltä munuaisvaltimot, munuaisverisuonet ja ontto, lihaksikas virtsajohtimen putki pääsevät sisäkudokseen.

Jos leikkaat pystysuoraan minkä tahansa eläimen munuaisen läpi, löydät samat perusrakenteet kuin mitä voidaan nähdä ihmisen näytteessä. Hiluksen lähellä on valkoinen kudosalue. Tätä ympäröivät lähes kolmionmuotoiset läiskät. Tuoreen leikatun munuaisen ulkoreuna on syvän punaruskea.

lantio

Valkoista kudosta, kuten yllä olevassa kuvassa näkyy, kutsutaan munuaispelvikseksi, pelvis renalisiksi tai pyelumiksi. Sana pelvis tarkoittaa allasta – tässä tapauksessa nesteen keräys- ja tyhjennyskohtaa. Pelvis on suppilosysteemi, joka tuo vasta syntyneen virtsan virtsanjohtimiin munuaislaskimoista.

Medulla

Munuaisten medulla on seuraava toiminnallinen alue, ja sen tunnistaa munuaispyramidien muodosta. Nefronisilmukat, osat kierteisistä tubuluksista ja keräyskanavat sijaitsevat pyramidien sisällä. Pyramidit tyhjentävät virtsan maljoihin, ja nämä tuovat virtsan munuaisaltaaseen; kaikki virtsa poistuu munuaisesta virtsanjohtimen kautta.

Cortex

Kolmas toiminnallinen rakenne on munuaiskuori, joka sisältää Bowmanin kapselit, glomeruluksen (kapillaariverkosto) ja osia nefronien kierteisistä tubuluksista. Munuaiskuoren interstitiaaliset solut tuottavat myös erytropoietiini-hormonia (EPO).

Reniiniä tuottavia soluja on sekä ydin- että aivokuoressa lähellä nefroneita. Ne erittävät reniini-nimistä hormonia, jolla on tärkeä rooli verenpaineen säätelyssä.

Verenkierto

Veri saapuu vasemman- ja oikeanpuoleisiin munuaisiin vasemman- ja oikeanpuoleisten munuaisvaltimoiden kautta; nämä ovat vatsa-aortan (paksun, keskimmäisen valtimon alla olevassa kuvassa) haaroja. Aortta tuo elimeen hapekasta ja ravinteikasta verta; tämä veri sisältää kuitenkin myös jätetuotteita.

Munuaisvaltimo jakaantuu hiluksessa arterioleiksi ja sitten lukemattomiksi kapillaareiksi. Kapillaarit ovat paksusti levinneet kaikkialle munuaisiin, ja ne muodostavat myös tiiviitä verkostoja (glomeruluksia) jokaisen nefronin alkupäässä.

Nephronit

Nephronit ovat yksittäisiä suodatusjärjestelmiä; ihmisen keskimääräisessä munuaisessa on 200 000:sta yli 2,5 miljoonaan nefronia. Uusia nefroneita ei muodostu noin 36. raskausviikosta lähtien.

Jäteaineet jäävät veriplasmasuodokseen sen kulkiessa nefronin pituutta pitkin. Lopullinen liuos – virtsa – kulkeutuu keräyskanavaverkostoihin, jotka sulautuvat yksittäisiksi aukoiksi (munuaispapillae) kussakin pyramidin tyvessä. Näistä papillaeista virtsa kulkeutuu kaljuihin.

Nephronit jakautuvat kahteen yksikköön – munuaisytimeen ja munuaistiehyeen. Korpuskeli kuvaa kapillaariryhmää (glomerulus) ja Bowmanin kapselia. Nämä sijaitsevat munuaiskuoren sisällä. Bowmanin kapseli imee suodoksen glomeruluksesta passiivisen kuljetuksen kautta. Tämä on virtsanvalmistuksen suodatusvaihe.

Nephron tubulukset imevät ja erittävät erilaisia pieniä molekyylejä ja ioneja tiettyihin paikkoihin. Toimintaa, jossa molekyylit pääsevät tubuluksiin Bowmanin kapselin ja interstitiaalisen kudoksen kautta, kutsutaan absorptioksi. Molekyylejä, jotka palaavat suodoksesta interstitiaaliseen nesteeseen, kutsutaan takaisinimeytymiseksi. Erittäminen on muiden tuotteiden lisäämistä tubulaariseen nesteeseen, jotka auttavat munuaisia säätelemään pH- ja elektrolyyttitasoja. Erittyminen on veden, ionien, kreatiniinin, toksiinien ja urean – virtsan komponenttien – siirtymistä keräysputkiin.

Bowmanin kapseli kiinnittyy proksimaaliseen kierukkatubulukseen. Tämä alue mahdollistaa natrium- ja kloori-ionien, veden, aminohappojen, glukoosin ja vitamiinien takaisinimeytymisen vereen. Vety- ja kaliumionit, fosfaatti, sitruunahappo, ammoniakki (NH3) ja urea imeytyvät tubulukseen interstitiaalisesta kudoksesta.

Henlén laskeva ja nouseva silmukka sijaitsevat munuaisytimessä. Laskeva silmukka mahdollistaa ensisijaisesti veden takaisinimeytymisen. Nouseva silmukka imee kloori- ja natriumioneja sekä ureaa läheisistä keräysputkista. Henlén nouseva silmukka on vesimolekyyleille läpäisemätön.

Distaalinen kierukkatubulus poistuu keräyskanavaan ja mahdollistaa suolan (NaCl), kalsiumionien ja veden takaisinimeytymisen. Tubulus absorboi bikarbonaattia, vety- ja kaliumioneja sekä ammoniakkia. Vedyn ja bikarbonaatin on oltava tasapainossa elimistön pH:n varmistamiseksi. Valtimoveren pH on välillä 7,35-7,45 – erittäin kapea alue.

Imeytyminen ja takaisinimeytyminen edellyttävät sekä passiivisia että aktiivisia kuljetusmekanismeja.

Munuaisten toiminta

Munuaisten toiminta ei ole vain jätetuotteiden poistamista, vaikka se on uskomattoman tärkeää. Ilman vähintään yhtä toimivaa munuaista kuolisimme ilman lääketieteellistä väliintuloa.

Nestetasapaino

Kuten jo aiemmin mainittiin, Henlén silmukka (loop of Henlén loop) on tärkeä nesteen säätelyssä (vesihomeostaasi). Kaikki veremme suodatetaan – keskimäärin – viisitoista kertaa päivässä. Kun olemme kuivuneet, Henlén laskeva silmukka imee vähemmän vettä ja päästää vesimolekyylit takaisin imeytymään interstitiaaliseen kudokseen. Mahdollinen virtsa on tummemman näköistä.

Veden homeostaasiaa munuaisissa säätelee aivolisäkkeen erittämä antidiureettinen hormoni (ADH). Kun vesipitoisuus on alhainen, ADH lisää veden takaisinimeytymistä Henlén laskevassa silmukassa.

Verenpaineen säätely

Munuaiset ovat osa reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmää (RAAS, renin-angiotensin-aldosterone system), joka säätelee verenpainetta ja nestetasapainoa. Verenpaineen säätelyllä on paljon tekemistä nestetasapainon kanssa, mutta toisin kuin nestetasapaino, joka on pääasiassa ADH:n vaikutuksen alaisena, verenpaineen säätely on riippuvainen muista hormoneista.

Reniini on RAAS-järjestelmän ensimmäinen vaihe. Matalat natriumpitoisuudet tai pieni verimäärä laukaisee reniinin vapautumisen munuaiskuoresta. Reniiniä tarvitaan muuttamaan maksassa oleva angiotensiinigeeni angiotensiini I:ksi. Toinen entsyymi – angiotensiiniä konvertoiva entsyymi – syntyy keuhkoissa ja muuttaa angiotensiini I:n angiotensiini II:ksi. Angiotensiini II aiheuttaa verisuonten supistumista perifeerisissä verisuonissa verenpaineen kohoamiseksi.

Samanaikaisesti angiotensiini II käynnistää aldosteronin erityksen lisämunuaisista. Vaikka lisämunuaiset sijaitsevat munuaisten yläpuolella, ne ovat erillisiä elimiä. Aldosteroni käskee nefroneita päästämään natriumia ja vettä takaisin imeytymään interstitiaaliseen kudokseen ja erittämään kaliumia virtsaan.

Elektrolyyttitasapaino

Urheilijoiden nähdään usein käyttävän juomia, joihin on lisätty elektrolyyttejä. Hikoilu erittää veteen liuenneita välttämättömiä kivennäisaineita (elektrolyyttejä). Tätä menetystä tapahtuu myös oksentelu- tai ripulijaksojen aikana.

Kehon yleisimmät elektrolyytit ovat natrium, kloridi, kalium, magnesium, fosfaatti ja bikarbonaatti. Jokaisella näistä kivennäisaineista on useita tärkeitä tehtäviä.

Natriumilla ja kloridilla on voimakas affiniteetti veteen, ja terveet munuaiset ovat erittäin hyviä poistamaan ylimääräisen suolan elimistöstä. Jos syöt hyvin suolaisen aterian, tunnet todennäköisesti janoa ja joudut käymään wc:ssä lyhyen ajan sisällä. Tämä johtuu siitä, että munuaiset erittävät suolan komponentteja ja suola tuo mukanaan paljon vettä. Ylimääräinen vesi täyttää virtsarakon ja takaisin imeytyvän veden puute stimuloi antidiureettisen hormonin vapautumista, joka saa sinut tuntemaan janoa.

Natrium ja kloridi ovat myös välttämättömiä solujen viestinvälitykselle ja lihassupistukselle. Natriumilla ja kaliumilla on vastakkaisia vaikutuksia, ja epätasapainossa ollessaan ne liittyvät sydän- ja verisuonitauteihin. Fosfaatti on tärkeä kivennäisaine luustolle, hampaille, hermoille ja lihaksille. Magnesium liittyy yli 300 eri biokemialliseen reaktioon elimistössä.

Bikarbonaatti on luonnollinen emäs, joka auttaa säätämään elimistön pH:ta. Hiilidioksidi ja vetyionit ovat happamia; vaikka voimme hengittää hiilidioksidia ulos, muut hapot on neutraloitava tai poistettava. Emäksiset bikarbonaatti-ionit ja happamat vetyionit muodostavat elimistön pH-homeostaasin perustan; näitä voidaan imeytyä virtsaan tai imeytyä takaisin virtsasta.

Myrkkyjen poisto

Munuaiset tekevät yhdessä maksan kanssa parhaansa suojellakseen meitä myrkyiltä. Myrkkykäärmeiden puremat aiheuttavat veren hyytymistä; hyytymismekanismin osat kerääntyvät munuaisten keräysputkiin. Vaikka myrkytys hoidettaisiin nopeasti, se voi johtaa akuuttiin munuaisvaurioon tai pysyvään munuaisten vajaatoimintaan.

Toksiinit voivat olla pieniä, keskisuuria tai suuria molekyylejä. Suuret molekyylit ja useimmat solut ovat liian suuria kulkeutuakseen terveeseen Bowmanin kapseliin; sen sijaan ne jäävät vereen. Maksa pilkkoo nämä molekyylit pienemmiksi.

Toksiinit voivat olla mitä tahansa jätetuotteita – esimerkiksi hajonneita kuolleita soluja ja soluhengityksen sivutuotteita. Valtava määrä myrkkyjä poistuu elimistöstä virtsan kautta.

Vahingoittuneet nefronit ovat erittäin läpäiseviä – isompien proteiinimolekyylien, kuten albumiinin ja/tai punasolujen esiintyminen virtsassa kertoo usein siitä, että toinen tai molemmat munuaiset ovat vaurioituneet.

Erythropoietiinin tuotanto

Erythropoietiini eli EPO on hormoni, joka lisää punasolujen tuotantoa.

Kun elimistö havaitsee alhaisemman happipitoisuuden elimistössä, tuotetaan enemmän punasoluja kuljettamaan saatavilla olevaa happea kudoksiin. Merenpinnan korkeudella ilmassa on noin 21 % happea. 6 000 jalan korkeudessa happipitoisuus laskee vain 9,5 %:iin. Korkealla asuvilla ihmisillä on enemmän punasoluja.

Jotkut ammattiurheilijat käyttävät laittomasti EPO:ta lisätäkseen lihasten hapensaantia. Vuonna 2009 marokkolainen juoksija Mariem Alaoui Selsouli sai kahden vuoden kilpailukiellon EPO:n käytön vuoksi. Italialainen maratonjuoksija Roberto Barbi on saanut elinikäisen kilpailukiellon sen jälkeen, kun hänen EPO-testinsä oli ollut positiivinen vuosina 2001 ja 2008.

D-vitamiinin aktivoituminen

Munuaisilla on olennainen rooli D-vitamiinin aktivoitumisreitillä. Ravinnosta tai auringolle altistumisen jälkeen saatu D-vitamiini kulkeutuu maksaan, jossa se muunnetaan kalsidioliksi. Terveissä munuaisissa on monia reseptoreita kalsidiolille, ja ne muuttavat sen aktiiviseksi, käyttökelpoiseksi D-vitamiinin muodoksi, jota kutsutaan kalsitrioliksi.

Kalsitrioli on välttämätön luustoterveydelle, kalsiumin imeytymiselle, solujen kasvulle, lihastoiminnoille ja immuniteetille. Ihmiset, joilla on krooninen munuaissairaus, tarvitsevat joskus kalsitriolilisää – heille ei kannata antaa D-vitamiinin inaktiivista muotoa, sillä juuri munuaiset muuttavat inaktiivisen muodon aktiiviseksi.

Munuaissairaus

Munuaissairaudet ja -häiriöt ovat yleisiä – monet pienet osat voivat helposti vaurioitua, ja elintärkeänä elimenä mikä tahansa verenkiertoon liittyvä ongelma voi päättyä katastrofiin.

Munuaisinfektio

Munuaisinfektiot ovat yleensä hoitamattomien tai vastustuskykyisten alempien virtsateiden infektioiden seurausta. Infektio heikentää munuaisten toimintaa ja aiheuttaa voimakasta kipua. Munuaistulehduksen hoito on yleensä spesifisiä (kapeakirjoisia) antibiootteja.

Munuaiskivet

Munuaiskivet eli munuaiskivet ovat kivennäisainepitoisia saostumia, joita syntyy usein silloin, kun tiettyjä ruoka-aineita syödään liian vähäisen vesimäärän kera tai diureettien käytön yhteydessä. Pienet munuaiskivet oireilevat vähän; ne erittyvät virtsatessa. Munuaiskiven poistuminen on tällöin kivutonta.

Jos sitä ei huuhdota pois, uudet mineraalikerrostumat voivat kasvattaa munuaiskiven kokoa. Oireet kehittyvät sietämättömäksi selkä-, kylki- ja alavatsakivuksi toisella puolella (sairastuneella puolella) kehoa. Tämä kipu on seurausta tukoksesta ja korkeasta paineesta elimen sisällä; munuaistulehdus pysähtyneen virtsan vuoksi on mahdollinen. Munuaiskivi, joka estää virtsan erittymisen, on lääketieteellinen hätätilanne.

Munuaiskivien aiheuttajia tai ainakin yleisimpiä syyllisiä ovat kalsium, oksalaatti ja virtsahappo. Suurina määrinä ja ilman riittävää vettä niiden liuottamiseen kiteet yhdistyvät toisiinsa muodostaen munuaiskiviä. Suurempien kiteiden hoito tapahtuu ääniaalloilla (litotripsia), jotka rikkovat ne ilman monimutkaisempia ja invasiivisia toimenpiteitä. Jos tämä ei onnistu, tarvitaan kirurginen poisto. Leikkauksen jälkeen voidaan asettaa munuaisstentti, joka pitää vaurioituneen virtsanjohtimen laajentuneena; tulevien kivien tukkeutuminen on epätodennäköisempää.

Munuaiskiviä aiheuttavia elintarvikkeita ovat muun muassa oksalaatti- ja fosfaattipitoiset tuotteet, kuten kola, pähkinät, pavut, olut, suklaa, elintärkeä liha, siipikarja ja tummat lehtivihannekset.

Polykystinen munuaistauti

Toinen näihin elintärkeisiin elimiin liittyvä sairaus on polykystinen munuaistauti (PKD). PKD on autosomaalisesti dominoiva geneettinen sairaus, jota esiintyy jopa yhdellä tuhannesta ihmisestä. Polykystinen munuaistauti kuvaa nestetäytteisiä kystia, joita muodostuu munuaisiin ja munuaisten sisään. Oireita ovat krooninen korkea verenpaine ja liialliset jätetuotteet veressä. PKD voi johtaa munuaistulehdukseen, vammaan, vajaatoimintaan tai syöpään. Ainoa ”parannuskeino” on uusi munuainen; monet potilaat joutuvat munuaisensiirtojen jonotuslistoille.

Hevosenkengän munuainen

Hevosenkengänmuotoinen munuainen on seurausta yhteenliitetyistä munuaisista, jotka tuottavat hevosenkengän muodon. Se on suhteellisen yleinen – noin yhdellä lapsella 500:sta syntyy tämä synnynnäinen häiriö. Hevosenkenkämunuaisen oireita ovat vatsakipu, pahoinvointi ja suurempi munuaiskivien ja munuaistulehdusten riski. On myös ajateltu, että henkilöllä, jolla on hevosenkenkämunuaiset, on suurempi riski sairastua munuaissyöpään.

Munuaissyöpä

Munuaissyöpä on verrattain yleinen. American Cancer Society kertoo, että riski on suurempi 65-74-vuotiailla. Miehillä on suurempi todennäköisyys sairastua munuaissyöpään, etenkin jos he tupakoivat, ovat ylipainoisia tai kärsivät kroonisesta verenpainetaudista.

Akuutti munuaisvamma

Akuutit munuaisvammat kehittyvät nopeasti, ehkä trauman tai hoitamattoman infektion seurauksena, ja kestävät muutamasta tunnista muutamaan päivään. Silti on usein tarpeen ottaa munuaisen suodatustoiminta haltuun tämän ajan hemodialyysin avulla.

Munuaisten vajaatoiminta

Munuaisten vajaatoiminta molemmissa munuaisissa voi johtua akuutista tai kroonisesta munuaissairaudesta. Jos vain toinen munuainen pettää, jäljelle jäävä munuainen – kun se on terve – pystyy hoitamaan kaikki toiminnot yksinään. Jos molemmat munuaiset ovat vaurioituneet, henkilö tarvitsee hemodialyysiä tai peritoneaalidialyysiä. Odotusaika terveen, kudokseen sopivan munuaisen saamiseksi on noin viisi vuotta. Tänä aikana tarvitaan säännöllistä dialyysihoitoa (kolme kertaa viikossa).

Tehtäväkysymys

Bibliografia