[sinh lí Guyton số 26] Hệ tiết niệu: Giải phẫu chức năng và sự hình thành nước tiểu ở thận

1.CÁC CHỨC NĂNG CỦA THẬN

Hầu hết mọi người đều đã quen thuộc với một chức năng quan trọng của thận-đào thải ra khỏi cơ thể các chất cặn bã mà chúng ta tiêu hóa hoặc sản xuất ra bởi quá trình chuyển hóa. Chức năng thứ hai đặc biệt quan trọng là kiểm soát thể tích và thành phần các chất điện giải của dịch cơ thể. Đối với nước và hầu hết các chất điện giải trong cơ thể, sự cân bằng giữa lượng vào (do ăn vào hoặc sản xuất do chuyển hóa) và lượng ra (dựa vào sự bài tiết hoặc tiêu thụ do chuyển hóa) được duy trì phần lớn nhờ vào thận. Chức năng điều hòa này của thận duy trì sự ổn định cần thiết của môi trường bên trong cho tế bào thực hiện các hoạt động khác nhau.

Thận thực hiện phần lớn chức năng nhờ lọc huyết tương và loại bỏ các chất trong phần được lọc theo các tỷ lệ khác nhau, phụ thuộc vào nhu cầu cơ thể. Sau cùng, thận “làm sạch” các chất không cần thiết từ phần được lọc (và do đó cũng là từ máu) bằng cách bài tiết chúng trong nước tiểu trong khi tái hấp thu các chất cần thiết vào lại máu.

Mặc dù chương này và các chương tiếp theo chủ yếu đề cập tới vấn đề kiểm soát thận trong bài tiết nước, điện giải, và các chất chuyển hóa cặn bã, thận thực hiện nhiều chức năng cân bằng nội môi quan trọng, được đề cập dưới đây:

• Bài tiết các sản phẩm chuyển hóa cặn bã và chất hóa học ngoại lai
• Điều hòa thăng bằng nước và điện giải
• Điều hòa áp suất thẩm thấu dịch cơ thể và nồng độ các chất điện giải
• Điều hòa huyết áp động mạch
• Điều hòa thăng bằng acid-base
• Điều hòa sản xuất hồng cầu
• Chế tiết, chuyển hóa, bài tiết hormon
• Tân tạo glucose

Bài tiết sản phẩm phế thải của chuyển hóa, chất hóa học ngoại lai, thuốc, và hormone chuyển hóa. Thận là phương thức chủ yếu loại trừcác sản phẩm phế thải của quá trình chuyển hóa để chúng không ở lại lâu hơn trong cơ thể. Những sản phẩm này bao gồm urea (từ chuyển hóa của amino acids), creatinine (từ creatine cơ), uric acid (từ nucleic acids), sản phẩm thoái hóa cuối cùng của hemoglobin (như là bilirubin), và nhiềuhormones chuyển hóa. Những sản phẩm phế thải này phải được loại trừ khỏi cơ thể nhanh như khi chúng được tạo ra. Thận bài tiết phần lớn chất độc và các chất ngoại lai khác được tiêu hóa hoặc được tạo ra trong cơ thể, như là hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc, và chất phụ gia thực phẩm.

Điều hòa cân bằng nước và điện giải. Để duy trì hằng tính nội môi, phải bài tiết lượng nước và điện giải bằng chính xác lượng được nhập vào. Nếu số lượng nhập vào lớn hơn so với bài tiết, số lượng các chất trong cơ thể sẽ tăng lên. Nếu lượng nhập vào ít hơn so với bài tiết, số lượng các chất trong cơ thể giảm đi. Mặc dù mất cân bằng tạm thời (hoặc chu trình) có thể xảy ra trong nhiều trạng thái sinh lý và bệnh lý liên quan đến sự thay đổi lượng hấp thu vào hoặc sự bài tiết ở thận, duy trì sự sống là nhờ tái lập lại cân bằng nước và điện giải.

Số lượng nước và nhiều chất điện giải hấp thu vào chịu ảnh hưởng nhiều bởi thói quen ăn uống của mỗi cá nhân, đòi hỏi thận phải điều chỉnh tỷ lệ bài tiết bằng với lượng hấp thụ của nhiều chất. Hình 26-1 chỉ ra sự đáp ứng của thận đối với việc tăng đột ngột 10 lần lượng natri hấp thụ vào từ mức thấp là 30mEq/ ngày lên mức cao là 300mEq/ ngày. Trong vòng 2 đến 3 ngày sau khi tăng lượng natri hấp thụ, thận tăng bài tiết tới 300mEq/ngày do đó cân bằng giữa hấp thu và tiêu thụ nhanh chóng được tái lập. Mặc dù vậy, trong vòng 2-3 ngày mà thận thích nghi với lượng na-tri vào cao, có sự tăng thêm một cách vừa phải natri do đó thể tích dịch ngoại bào tăng nhẹ và điều này khởi động sự thay đổi hormon cũng như các đáp ứng bù khác, chính là tín hiệu để thận tăng đào thải natri.

Công năng của thận đối với biến đối bài tiết natri trong đáp ứng với sự thay đổi của lượng natri hấp thu vào là rất to lớn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng trên rất nhiều người, lượng natri hấp thụ vào có thể tăng tới 1500mEq/ngày (nhiều gấp 10 lần bình thường) hoặc giảm tới 10 mEq/ngày (ít hơn 1/10 so với bình thường) với sự thay đổi không đáng kể ở thể tích dịch ngoại bào hoặc nồng độ natri huyết tương. Hiện trượng này đúng với nước và hầu hết các chất diện giải khác, như là clo, kali, calci, hydro, magie, và ion phosphat. Trong vài chương tiếp theo, chúng ta thảo luận về những cơ chế đặc hiệu cho phép thận thực hiện khéo léo cân bằng hằng tính nội môi.

Điều hòa huyết áp động mạch. Như được đề cập ở Chương 19, thận đóng vai trò chủ chốt trong điều hòa dài hạn huyết áp động mạch bằng cách bài tiết lượng nước và natri thay đổi. Thận cũng đóng góp điều hòa ngắn hạn huyết áp động mạch bằng cách chế tiết hormon và các chất hoặc yếu tố hoạt hóa mạch máu (chẳng hạn, renin) dẫn đến tổng hợp các sản phẩm hoạt hóa mạch (ví dụ, angiotensin II).

Điều hòa thăng bằng acid-base. Thận góp phần điều hòa thăng bằng acid-base, cùng với phổi và các hệ đệm dịch cơ thể, bằng cách thải acid và bằng điều chỉnh các hệ đệm trong dịch cơ thể. Thận là phương thức duy nhất bài tiết các loại acid ra khỏi cơ thể, như là sulfuric acid và phosphoric acid, tạo ra do quá trình chuyển hóa proteins.

Điều hòa sản xuất hồng cầu. Thận chế tiết erythropoietin, kích thích sự sản xuất hồng cầu nhờ các tế bào gốc sinh máu trong tủy xương, được đề cập ở Chương 33. Một kích thích quan trọng cho việc sản sinh erythropoietin bởi thận là tình trạng thiếu oxy. Bình thường thận chiếm phần lớn lượng erythropoietin được chế tiết vào trong tuần hoàn. Ở những bệnh nhân bị bệnh thận nặng hoặc đã cắt thận và thay bằng lọc máu, thiếu máu nặng sẽ xuất hiện như là hệ quả của giảm sản xuất erythropoietin.

Điều hòa sản xuất 1,25-Dihydroxyvitamin D3.

Thận sản xuất ra dạng hoạt động của vitamin D, 1,25-dihydroxyvitamin D₃ (calcitriol), bằng cách hydroxyl hóa vitamin này tại vị trí “số 1”. Calcitriol cần thiết cho sự lắng đọng bình thường của calci bào trong xương và tái hấp thu calci ở đường tiêu hóa. Được đề cập đến trong Chương 80, calcitriol đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa calci và phosphat.

Tân tạo glucose. Thận tổng hợp glucose từ amino acids và các chất tiền thân khác trong trường hợp bị đói kéo dài, quá trình được biết đến như là sự tân tạo glucose (gluconeogenesis). Công năng của thận trong việc đưa glucose vào máu trong giai đoạn bị đói kéo dài đã cạnh tranh với gan.

Với bệnh thận mạn hoặc suy thận cấp, các chức năng cân bằng hằng tính nội môi bị gián đoạn và những bất thường nghiêm trọng về thể tích và thành phần dịch cơ thể nhanh chóng xảy ra. Với suy thận hoàn toàn, một lượng đủ kali, acids, dịch, và các chất khác tích tụ trong cơ thể sẽ gây ra tử vong trong vòng vài ngày, trừ khi các can thiệp lâm sàng như lọc máu được tiến hành để khôi phục lại, ít nhất là một phần, cân bằng dịch và điện giải.

2.GIẢI PHẪU CHỨC NĂNG CỦA THẬN-CẤU TRÚC CHUNG CỦA THẬN VÀ ĐƯỜNG NIỆU

Hai thận nằm ở thành sau của bụng, bên ngoài phúc mạc (Hình 26-2). Mỗi thận của người lớn nặng khoảng 150 grams và cỡ bằng một nắm tay. Bờ trong của mỗi thận có một vùng lõm gọi là rốn thận là nơi đi qua của động mạch và tĩnh mạch thận, bạch huyết, thần kinh, và niệu quản, dẫn nước tiểu cuối cùng từ thận xuống bàng quang, nơi nó được giữ cho đến khi bàng quang rỗng. Thận được bao quanh bởi một bao xơ cứng nhằm bảo vệ những cấu trúc phức tạp ở bên trong.

Cắt đứng thận từ trên xuống dưới, hai vùng chính có thể quan sát được là vùng vỏ bên ngoài và vùng tủy bên trong. Tủy thận được chia thành 8 đến 10 khối hình nón gọi là các tháp thận. Nền của các tháp nằm ở ranh giới giữa vùng vỏ và vùng tủy đồng thời tháp kết thúc ở các nhú, cấu trúc nhô vào khoảng trống của bể thận, là một khoang tiếp nối hình phễu ở đầu trên niệu quản. Giới hạn ngoài của bể được chia thành các cấu trúc mở vào được gọi là các đài thận lớn, kéo dài xuống và chia thành nhiều đài thận nhỏ, nhận nước tiểu từ các ống của mỗi nhú. Bờ các đài thận, bể thận, và niệu quản có các yếu tố co bóp đẩy nước tiểu về phía bàng quang, nơi mà nước tiểu được chứa cho đến khi tiểu tiện, sẽ được thảo luận ở phần sau của chương này.

CẤP MÁU CHO THẬN

Dòng máu chảy qua hai thận bình thường chiếm khoảng 22 phần trăm cung lượng tuần hoàn, hay 1100ml/phút. Động mạch thận đi vào thận qua rốn thận sau đó chia nhánh dần dần thành các động mạch gian thùy, động mạch cung, động mạch gian tiểu thùy (hay còn gọi là động mạch hình tia), và các tiểu động mạch đến, đưa máu đến mao mạch cầu thận, nơi lượng lớn dịch và các chất tan (ngoại trừ protein huyết tương) được lọc để bắt đầu quá trình hình thành nước tiểu (Hình 26-3). Đầu xa các mao mạch ở mỗi cầu thận hợp nhất lại thành các tiểu động mạch đi, dẫn máu vào hệ mao mạch thứ hai, các mao mạch quanh ống thận, bao quanh lấy các ống thận.

Tuần hoàn của thận là hệ duy nhất có hai giường mao mạch, mao mạch cầu thận và mao mạch quanh ống thận, được sắp xếp thành chuỗi và ngăn cách với nhau bởi tiểu động mạch đi. Những động mạch này điều hòa áp suất thủy tĩnh ở cả hai hệ mao mạch. Áp suất thủy tĩnh cao ở trong mao mạch cầu thận (khoảng 60 mmHg) khiến cho tốc độ lọc dịch nhanh, trong khi áp suất thủy tĩnh thấp hơn ở mao mạch quanh ống thận (khoảng 13 mmHg) cho phép tái hấp thu dịch nhanh. Bằng việc điều chỉnh sức cản của các tiểu động mạch đến và các tiểu động mạch đi, thận điều hòa áp suất thủy tĩnh ở cả mao mạch cầu thận và mao mạch quanh ống thận, do đó thay đổi mức lọc cầu thận, mức độ tái hấp thu ống thận, hoặc cả hai trong việc đáp ứng nhu cầu cân bằng nội môi của cơ thể.

Các mao mạch quanh ống thận đổ vào hệ tĩnh mạch, chạy song song với các mạch của động mạch. Các mạch này lần lượt hình thành nên tĩnh mạch gian tiểu thùy, tĩnh mạch cung, tĩnh mạch gian thùy, và tĩnh mạch thận, nó rời khỏi thận ở bên cạnh động mạch thận và niệu quản.

NEPHRON LÀ ĐƠN VỊ CHỨC NĂNG CỦA THẬN

Mỗi thận chứa khoảng 800,000 đến 1,000,000 nephrons, mỗi một trong số chúng đều có khả năng hình thành nước tiểu. Thận không thể hình thành nên các nephron mới. Do đó, trong chấn thương thận, bệnh thận, hoặc lão hóa bình thường, số nephron dần dần giảm xuống. Sau tuổi 40, số nephron thực hiện chức năng giảm 10 phần trăm sau mỗi 10 năm; bởi vậy, đến 80 tuổi, nhiều người chỉ còn ít hơn 40 phần trăm số nephron thực hiện chức năng so với lúc 40. Sự mất mát này không phải là mối đe dọa với cuộc sống vì những thích nghi trong số nephron còn lại cho phép chúng thải ra lượng nước, điện giải, và sản phẩm phế thải phù hợp, như được đề cập ở Chương 32.

Mỗi nephron bao gồm (1) một chùm các mao mạch gọi là cuộn mạch, thông qua đó một lượng lớn dịch được lọc ra khỏi máu, và(2) một ống dài tại đó dịch lọc được chuyển thành nước tiểu trên đường đến bể thận(nhìn Hình26-3).

Các cuộn mạch chứa một mạng lưới phân nhánh và tiếp nối của mao mạch cầu thận, so với các mao mạch khác, có áp lực thủy tĩnh cao (khoảng 60 mmHg). Mao mạch cầu thận được phủ bởi các tế bào biểu mô, và toàn bộ cuộn mạch được bọc trong bọc Bowman.

Dịch lọc từ mao mạch cầu thận chảy vào bao Bowman và sau đó vào ống lượng gần nằm ở vỏ thận (Hình 26-4). Từ ống lượng gần, dịch chảy vào quai Henle, cấu trúc chìm sâu trong tủy thận. Quai bao gồm một nhánh xuống và một nhánh lên. Thành nhánh xuống và đoạn đầu nhánh lên khá mỏng và do đó được gọi là đoạn mỏng của quai Henle. Sau khi nhánh lên của quai trở lại phần vỏ một phần, thành trở nên dày hơn, và nó được biết đến như là đoạn dày của nhánh lên.

Tại điểm cuối của đoạn dày nhánh lên là một phần ngắn, trên thành là một đám tế bào biểu mô đặc biệt, được biết đến như là macula densa. Được đề cập ở sau đây, macula densa đóng vai trò quan trọng trong điều hòa chức năng của nephron. Vượt qua macula densa, dịch vào ống lượn xa, cấu trúc giống như ống lượn gần, nằm ở vỏ thận. Ống lượn xa được tiếp nối bởi ống góp và ống góp vỏ, cuối cùng đổ vào ống thu thập. 8 đến 10 ống góp ban đầu hình thành nên một ống thu thập lớn chạy thẳng xuống tủy và trở thành ống góp tủy. Những ống này lần lượt nhập lại để tạo thành các ống lớn hơn để cuối cùng đổ vào bể thận tại đỉnh của nhú thận. Trong mỗi thận, có khoảng 250 ống góp lớn, mỗi ống nhận nước tiểu của khoảng 4000 nephrons.

Sự khác biệt trong cấu trúc của Nephron: Nephron vỏ và nephron cận tủy. Mặc dù mỗi nephron đều có đầy đủ các thành phần mô tả ở trên, vẫn có một số khác biệt, phụ thuộc vào việc nephron nằm sâu bao nhiêu trong thận. Những nephron có cầu thận nằm ở vỏ ngoài gọi là nephron vỏ; chúng chỉ có một đoạn quai Henle ngắn xâm nhập vào một đoạn của vùng tủy (Hình 26-5).

Khoảng 20 đến 30 phần trăm các nephrons nằm sâu ở trong vỏ thận gần vùng tủy và được gọi là nephron cận tủy. Những nephron này có một đoạn dài của quai Henle chìm sâu vào trong phần tủy, trong một số trường hợp tất cả các con đường đều dẫn tới đỉnh nhú thận.

Mạch máu cung cấp cho nephrons cận tủy khác mạch cấp cho nephrons vỏ. Đối với nephronsvỏ, toàn bộ hệ thống các ống được bao quanh bởi mạng lưới phong phú của mao mạch quanh ống thận. Đối với nephrons cận tủy, những tiểu dộng mạch đi dài mở rộng từ cầu thận xuống phần tủy ngoài và phân nhánh vào trong các mao mạch quanh ống thận đặc biệt gọi là vasa recta, nó mở rộng vào tủy, nằm bên cạnh quai Henle. Giống như quai Henle, các mạch vasa recta quay lại vùng vỏ và đổ vào tĩnh mạch vỏ. Hệ tĩnh mạch đặc biệt này trong vùng tủy đóng vai trò thiết yếu trong việc cô đặc nước tiểu và điều này đã được đề cập ở Chương 29.

3.TIỂU TIỆN

Tiểu tiện là quá trình bàng quang tống nước tiểu ra ngoài sau khi đầy. Quá trình này liên quan đến hai bước chính: Thứ nhất, bàng quang đầy dần dần cho đến khi thành của nó căng ra trên ngưỡng. Sự căng này gây ra bước thứ hai, khi mà một phản xạ thần kinh được gọi là phản xạ tiểu tiện sẽ tống nước tiểu ra ngoài, nếu điều này không xảy ra, ít nhất nó cũng gây ra mong muốn được đi tiểu. Mặc dù phản xạ tiểu tiện là phản xạ tự động tủy, nó có thể bị ngăn cản hoặc được thực hiện chủ động bởi các trung tâm ở vỏ não hoặc tủy sống.

GIẢI PHẪU CHỨC NĂNG CỦA BÀNG QUANG

Bàng quang, được chỉ ra trong Hình 26-6, là một túi cơ trơn bao gồm hai phần chính (1) thân, là phần chứa nước tiểu chủ yếu của bàng quang, và (2) cổ, là phần mở rộng hình phễu của thân, đi qua phía dưới và phía trước vào tam giác niệu dục và liên tiếp với niệu đạo. Phần thấp của cổ bàng quang được gọi là niệu đạo sau vì liên quan với niệu đạo.

Cơ trơn của bàng quang được gọi là cơ bức niệu. Các sợi cơ của nó mở rộng ở tất cả các vị trí và, khi co, có thể tăng áp lực trong bàng quang từ 40 đến 60 mmHg. Do đó, co cơ bức niệu là một bước chủ yếu để làm rỗng bàng quang. Tế bào cơ trơn của cơ bức niệu nối với nhau vì thế điện trở thấp tồn tại giữa các tế bào.

Bởi vậy, điện thế kích kích có thể lan truyền qua cơ bức niệu, từ tế bào này sang tế bào lân cận, để gây ra co bàng quang toàn bộ tại một thời điểm.

Trên thành sau bàng quang, nằm ngay phía trên cổ bàng quang, là một tam giác nhỏ gọi là tam giác bàng quang. Tại đỉnh thấp nhất của tam giác, cổ bàng quang mở vào niệu đạo sau và hai niệu quản đổ vào bàng quang ở hai góc trên của tam giác. Tam giác bàng quang có thể được xác định nhờ niêm mạc của nó, lớp áo trong của bàng quang; nó phẳng, trái ngược với phần niêm mạc bàng quang còn lại, được phủ bởi các nếp gấp.

Mỗi niệu quản, khi đổ vào bàng quang, chạy xiên qua cơ bức niệu và sau đó đi dưới niêm mạc bàng quang 1 đến 2 centimeter trước khi đổ vào bàng quang.

Cổ bàng quang (niệu đạo sau) dài từ 2 đến 3 centimeter, và thành của nó được liên tiếp với cơ bức niệu bằng rất nhiều sợi chun xoắn lại. Cơ ở khu vực này được gọi là cơ thắt trong. Trương lực tự nhiên của nó giúp cổ bàng quang và niệu đạo sau không có nước tiểu, bởi vậy, ngăn chặn nước tiểu chảy ra từ bàng quang cho đến khi áp lực ở phần chính của bàng quang tăng lên trên ngưỡng.

Hết phần niệu đạo sau, niệu đạo đi qua vòm niệu dục, nó chứa một lớp cơ gọi là cơ thắt ngoài bàng quang. Cơ này là một cơ vân, ngược lại với cơ của cổ và thân bàng quang, gồm toàn bộ là cơ trơn. Cơ thắt ngoài dưới sự điều khiển của hệ thần kinh và có thể ngăn tiểu tiện một cách có ý thức ngay cả khi rất có nhu cầu.

Thần kinh của bàng quang Thần kinh của bàng quang chủ yếu là của thần kinh chậu hông,liên hệ với tủy sống thông qua đám rối cùng, chủ yếu là với đốt tủy S2 và S3 (Hình 26-7). Thần kinh chậu hông chứa cả các sợi cảm giác và sợi vận động. Các sợi cảm giác phát hiện độ căng của thành bàng quang. Tín hiệu căng từ niệu đạo sau đặc biệt mạnh và chịu trách nhiệm chủ yếu để khởi động phản xạ đi tiểu.

Các sợi vận động trong thần kinh chậu hông là các sợi đối giao cảm. Các sợi này dừng ở tế bào hạch trên thành bàng quang. Cac sợi hậu hạch ngắn sau đó phân bố vào cơ bức niệu.

Cùng với thần kinh chậu hông, có hai loại chi phối thần kinh khác rất quan trọng với chức năng của bàng quang. Quan trọng nhất là các sợi vận động cơ bám xương của thần kinh thẹn chi phối cơ thắt ngoài. Những sợi này sợi thần kinh thân thể phân bố và chi phối cơ bám xương của cơ thắt. Ngoài ra, bàng quang còn được chi phối của hệ giao cảm từ chuỗi giao cảm thông qua thần kinh hạ vị, chủ yếu là đốt tủy L2. Những sợi giao cảm này chủ yếu kích thích thành mạch và rất ít tham gia vào co bàng quang. Một số sợi thần kinh cảm giác đi qua thần kinh giao cảm, đống vai trò quan trọng trong cảm giác đầy, và trong một số trường hợp, là đau.

4.VẬN CHUYỂN NƯỚC TIÊỦ TỪ THẬN THÔNG QUA NIỆU QUẢN VÀ VÀO BÀNG QUANG

Nước tiểu đào thải từ bàng quang có thành phần giống như dịch ở trong ống thu thập; không có thay đổi quan trọng nào về thành phần nước tiểu khi nó chảy từ các đài bể thận qua niệu quản tới bàng quang.

Nước tiểu chảy từ các ống thu thập vào các đài bể thận làm căng các đài bể thận làm tăng hoạt động vốn có của chúng, nó khoir đầu nhu động lan từ bể thận và sau đó dọc theo chiều dài niệu quản, do đó tống nước tiểu từ bể thận xuống bàng quang. Ở người lớn, niệu quản bình thường dài từ 25 đến 35 centimeters (10 đến14 inches).

Thành niệu quản bao gồm cơ trơn và được chi phối bởi cả thần kinh giao cảm và đối giao cảm, như là đám rối intramural plexus và các sợi thần kinh tỏa rộng toàn bộ chiều dài niệu quản. Như các cơ trơn nội tạng khác, nhu động của niệu quản được kích thích bởi hệ đối giao cảm và ức chế bởi hệ giao cảm.

Niệu quản đi vào bàng quang thông qua cơ bức niệu tại tam giác bàng quang, như trong Hình 26-6. Bình thường, niệu quản đi xuyên vài centimeter trong thành bàng quang. Trương lực bình thường của cơ bức niệu ởthành bàng quang khiến niệu quản co lại, do đó ngăn cản sự chảy ngược(trào ngược) của nước tiểu từ bàng quang khi áp lực tăng lên ở bàng quang trong khi tiểu tiện hoặc bàng quang co. Mỗi đợt sóng nhu động dọc theo niệu quản làm tăng áp lực trong niệu quản vì thế mà đoạn đi qua thành bàng quang sẽ mở ra cho phép tống nước tiểu từ niệu quản xuống bàng quang.

Ở một số người, đoạn niệu quản nằm trong thành bàng quang ngắn hơn bình thường, và do đó sự co bàng quang trong khi tiểu tiện không luôn luôn bịt hoàn toàn lỗ niệu quản. Kết quả là, một phần nước tiểu trong bàng quang bị đẩy ngược trở lại niệu quản, trạng thái gọi là trào ngược bàng quang niệu quản. Trào ngược có thể dẫn tới phì đại niệu quản, nếu nghiêm trọng, nó có thể làm tăng áp lực ở đài bể thận và các cấu trúc của nhú thận, gây ra tổn thương các vùng này.

Cảm nhận đau ở trong niệu quản và phản xạ niệu quản thận. Niệu quản được cung cấp với các sợi thần kinh cảm giác đau. Khi niệu quản bị tắc (e.g., bởi sỏi niệu quản), phản xạ co mãnh liệt xảy ra, nó liên quan đến cảm giác đau rất dữ dội. Ngoài ra, sự thôi thúc của cơn đau gây ra phản xạ giao cảm trở lại thận để co động mạch thận, bởi vậy giảm nước tiểu thải ra từ thận. Hệ quả này được gọi là phản xạ niệu quản thận và rất quan trọng trong ngăn cản một lượng dịch lớn vào bể thận với niệu quản bị tắc.

Đổ đầy bàng quang và trương lực thành bàng quang; Áp lực bàng quang

Hình 26-8 chỉ ra sự thay đổi xấp xỉ trong áp lực bàng quang khi bàng quang được đổ đầy với nước tiểu. Khi không có nước tiểu ở trong bàng quang, áp lực bàng quang bằng 0, nhưng khi có 30 đến 50 milliliters nước tiểu ở trong bàng quang, áp lực tăng lên 5 đến 10 centimeters nước. Lượng nước tiểu tăng thêm—200 đến 300 milliliters-có thể gây tăng không nhiều áp lực bàng quang; mức apsl]cj hằng định này gây ra bởi trương lực bên trong thành bàng quang. Khi lượng nước tiểu là 300 đến 400 milliliters, sự tích tụ thêm nước tiểu trong bàng quang gây ra tăng áp lực nhanh chóng.

Cuối cùng điều góp phần vào sự thay đổi áp lực trong khi đổ đầy bàng quang là sự tăng cấp tính có chu kỳ khi áp lực kéo dài từ vài giây đến một phút. Áp lực đỉnh có thể tăng chỉ vài centimeters hoặc có thể tăng lên 100 centimeters nước. Những đỉnh áp lực này được gọi là sóng tiểu tiện trong áp lực bàng quang gây ra bởi phản xạ tiểu tiện.

5.PHẢN XẠ TIỂU TIỆN

Nhìn lại Hình 26-8, có thể thấy khi đổ đầy bàng quang,nhiều cơn co thắt tiểu tiệnbát đầu xuất hiện,được chỉ ra bởi các hình gấp khúc. Chúng là kết quả của các phản xạ căng được khởi đầu bởi receptor nhận cảm sự căng ở thành bàng quang, đặc biệt là receptor ở niệu đạo sau khi khu vực này bắt đầu đầy nước tiểu với áp lực bàng quang cao hơn. Tín hiệu cảm giác từ receptor căng bàng quang hướng tới tủy cùng thông qua thần kinh chậu hông và phản xạ ngược trở lại bàng quang thông qua các sợi đối Giao cảm của cùng các thần kinh đó.

Khi bàng quang chỉ được đầy một phần, những cơn co thắt tiểu tiện thường êm dịu trở lại trong vòng một phút, cơ bức niệu dừng co, và áp lực tụt xuống mức cơ bản. Khi bàng quang tiếp tục đầy, phản xạ tiểu tiện trở nên mau hơn và gây ra sự co lớn hơn của cơ bức niệu.

Mỗi lần phản xạ tiểu tiện bắt đầu, nó sẽ “tự duy trì”. Cụ thể, sự co mở đầu của bàng quang hoạt hóa receptor căng thúc đẩy nhiều hơn cảm giác căng từ bàng quang và niệu đạo sau, gây ra tăng phản xạ co bàng quang; do đó, chu kỳ được lặp lại cho đến khi bàng quang đạt độ co lớn. Tiếp theo, sau một vài giây tới hơn một phút, phản xạ tự duy trì bắt đầu mỏi dần và vòng tự duy trì của phản xạ tiểu tiện kết thúc, cho phép bàng quang nghỉ ngơi.

Do đó, phản xạ tiểu tiện là một chu kỳ đơn giản hoàn thiện bao gồm (1) sự gia tăng liên tiếp và nhanh chóng của áp lực, (2) một khoảng áp lực tự duy trì, và (3) áp lực quay trở lại mức trương lực cơ bản của bàng quang. Mỗi lần phản xạ tiểu tiện xảy ra nhưng không thành công trong việc làm rỗng bàng quang, thần kinh của phản xạ này thường nằm ở trạng thái bị ức chế trong vài phút đến một giờ hoặc hơn trước khi phản xạ tiểu tiện khác xảy ra. Khi bàng quang trở nên càng ngày càng đầy hơn, các phản xạ tiểu tiện xảy ra càng ngày càng thường xuyên và mạnh mẽ hơn.

Mỗi lần phản xạ tiểu tiện trở nên đủ mạnh, nó gây ra một phản xạ khác, đi qua thần kinh thẹn tới cơ thắt

Ngoài để ức chế nó. Nếu sự ức chế này nhiều hiệu lực ở trong não hơn là tín hiệu co tự động tới cơ thắt ngoài, tiểu tiện sẽ xảy ra. Nếu không, tiểu tiện sẽ không xảy ra cho đến khi bàng quang tiếp tục trở nên đầy hơn và phản xạ tiểu tiện trở nên mạnh hơn.

Kích thích hoặc ức chế tiểu tiện bởi não

Phản xạ tiểu tiện là phản xạ tủy tự động, nhưng nó có thể được ức chế hoặc kích thích bởi các trung tâm ở trên não. Những trung tâm này bao gồm (1) các trung tâm kích thích và ức chếmạnh ở thân não, nằm chủ yếu ở cầu não, và(2) nhiều trung tâm ở vỏ não chủ yếu có vai trò ức chế nhưng đôi khi cũng kích thích.

Phản xạ tiểu tiện là yếu tố cơ bản để gây ra tiểu tiện, nhưng các trung tâm ở cao hơn thực hiện kiểm soát cuối cùng đối với tiểu tiện, như đề cập ở dưới đây:

1. Các trung tâm phía trên ức chế một phần phản xạ tiểu tiện, trừ khi có mong muốn đi tiểu.
2. Các trung tâm phía trên ngăn cản tiểu tiện, nếu phản xạ tiểu tiện xảy ra, nhờ sự co bổ sung của cơ thắt ngoài bàng quang cho đến lúc thích hợp.
3. Khi đến thời gian đi tiểu, các trung tâm ở vỏ có thể kích thích trung tâm tiểu tiện tủy cùng giúp khởi động phản xạ tiểu tiện cùng lúc với ức chế cơ thắt ngoài vì thế tiểu tiện có thể xảy ra.

Tiểu tiện chủ động có thể được khởi đầu theo cách như sau: Đầu tiên, một người co chủ động các cơ thành bụng, làm tăng áp lực trong bàng quang và cho phép nước tiểu vào cổ bàng quang và niệu đạo sau dưới áp lực, do đo làm căng thành của chúng. Hành động này kích thích receptor cảm nhận căng, nó kích thích phản xạ tiểu tiện đồng thời ức chế cơ thắt ngoài niệu đạo. Thông thường, tất cả nước tiểu sẽ được tống ra ngoài, hiếm khi còn nhiều hơn từ 5 đến 10 milliliter ở trong bàng quang.

Tiểu tiện bất thường

Mất trương lực bàng quang và tiểu không tự chủ gây ra bởi phá hủy sợithần kinh cảm giác. Phản xạ tiểu tiện không thể xảy ra nếu các sợi thần kinh cảm giác từ bàng quang tới tủy sống bị phá hủy, bằng cách ấy ngăn cản sự truyền tín hiệu cảm nhận căng từ bàng quang. Khi điều này xảy ra, một người sẽ mất kiểm soát bàng quang, mặc dù các sợi ly tâm từ tủy sống tới bàng quang và các tiếp nối thần kinh tới não còn nguyên vẹn. Thay bằng sự bài tiết nước tiểu định kỳ, bàng quang đổ đầy thể tích và bài tiết một vài giọt mỗi lần qua niệu đạo. Tình trạng này được gọi là tiểu tiện không tự chủ.

Một nguyên nhân phổ biến gây ra mất trương lực bàng quang là tổn thương vùng tủy cùng. Tổn thương này có thể gây ra phá hủy các sợi rễ sau vốn đi vào tủy sống. Ví dụ, giang mai có thể gây ra xơ hóa, dày dính quanh rễ sau, phá hủy chúng. Trạng thái này gọi là bệnh tabes tủy (tabes dorsalis), hậu quả là bàng quang ở trong tình trạng bàng quang tabes (tabetic bladder).

Bàng quang tự động gây ra bởi tổn thương tủy ở trên tủy cùng. Nếu tủy sống bị tổn thương ở trên đoạn tủy cùng nhưng tủy cùng vẫn tương đối nguyên vẹn, phản xạ tiểu tiện vẫn có thể xảy ra. Mặc dù vậy, chúng không còn được kiểm soát bởi não. Trong vòng vài ngày đến vài tuần đầu tiên sau tổn thươngtủy sống, phản xạ tiểu tiện bị ức chế bởi trạng thái “shock tủy”gây ra bởi sự mất đột ngột kích thích từ thân não và đại não. Mặc dù vậy, nếu bàng quang được đặt sonde nhằm ngăn ngừa khả năng tổn thương do quá căng, tính dễ bị kích thích của phản xạ tiểu tiện tăng lên dần dần cho đến khi phản xạ trơe lại; tiếp đó, chu kỳ làm rỗng bàng quang (chưa được biết rõ) lại xảy ra.

Một số bệnh nhân có thể vẫn còn kiểm soát tiểu tiện ở trạng thái này bằng cách kích thích da (gãi hoặc cù) ở vùng sinh dục, đôi khi cũng gây ra phản xạ tiểu tiện.

Bàng quang thần kinh mất ức chế gây ra bởi thiếu sót tín hiệu ức chế từ não. Bất thường khác của tiểu tiện được gọi là bàng quang thần kinh mất ức chế, hệ quả là mất kiểm soát thường xuyên và tương đối tiểu tiện. Tình trạng này bắt nguồn từ tổn thương một phần tủy sống hoặc thân não, nó làm gián đoạn phần lớn các tín hiệu ức chế. Bởi vậy, sự kích thích tiếp tục đi xuống tủy sống khiến cho các trung tâm tủy cùng dễ bị kích thích đến nỗi một số lượng nhỏ nước tiểu cũng gây ra phản xạ tiểu tiện không kiểm soát, dẫn tới đi tiểu thường xuyên.

6.HÌNH THÀNH NƯỚC TIỂU LÀ KẾT QUẢ CỦA LỌC CẦU THẬN,TÁI HẤP THU ỐNG THẬN, ĐÀO THẢI CỦA ỐNG THẬN

Mức độ các chất bài tiết khác nhau tồn tại trong nước tiểu là kết quả của ba quá trình ở thận, chỉ ra trong Hình 26-9: (1) lọc cầu thận, (2) tái hấp thu cấp chất từ ống thận vào máu, và (3) đào thải các chất từ máu vào ống thận. Nó được giải thích bằng công thức sau:

Mức bài tiết nước tiểu = Mức lọc – Mức tái hấp thu+ Mức đào thải

Sự tổng hợp nước tiểu bắt đầu khi một số lượng lớn dịch chứa protein tự do được lọc từ mao mạch cầu thận vào bao Bowman. Phần lớn các chất ở trong huyết tương, ngoại trừ proteins, được lọc tự do, vì thế nồng độ của chúng trong màng lọc cầu thận ở bao Bowman tương tự như trong huyết tương. Dịch được lọc rời khỏi bao Bowman và đi vào ống thận, nó được thay đổi nhờ quá trình tái hấp thu nước và các chất đặc hiệu trở lại máu hoặc nhờ sự đào thải của các chất khác từ mao mạch quanh ống thận vào ống thận.

Hình 26-10 cho thấy quá trình đào thải và tái hấp thu của thận đối với bốn chất ví dụ. Chất ở trong ví dụ A được lọc tự do ở cầu thận nhưng không được tái hấp thu cũng như đào thải thêm. Do đó, mức bài tiết của nó bằng với mức lọc. Chắc chắn một số chất phế thải trong cơ thể, như là creatinine, được đào thải bởi thận theo cách này, cho phép tất cả các chất cần bài tiết được lọc.

Trong ví dụ B, chất được lọc tự do nhưng được tái hấp thu một phần từ ốngthận vào máu. Do đó, mức bài tiết trong nước tiểu ít hơn mức lọc ở cầu thận. Ở trường hợp này, mứcbài tiết được tính là mức lọc trừ mức tái hấp thu. Hình thức này là đặc trưng của nhiều chất điện giải trong cơ thể như là ion natri và clo.

Trong ví dụ C, chất được lọc tự do ở mao mạch cầu thận nhưng không được bài tiết vào trong nước tiểu vì tất cả những chất bị lọc được tái hấp thu trở lại từ ống thận vào máu. Hình thức này xảy ra với mộtsố chất dinh dưỡng trong máu, như làamino acids vàglucose, duy trì chúng ở trong dịch cơ thể.

Chất ở ví dụ D được lọc tự do qua mao mạch cầu thận và không được tái hấp thu, nhưng được bài tiết thêm từ mao mạch quanh ống thận vào ống thận. Hình thức này thường xảy ra với các acid và base hữu cơ, cho phép làm sạch nhanh chóng chúng trong máu và bài tiết với số lượng lớn vào nước tiểu. Mức bài tiết trong trường hợp này tính bằng cách lấy mức lọc cộng mức đào thải của ống thận.

Mỗi chất ở trong huyết tương, có một mức độ lọc, tái hấp thu và đào thải riêng. Mức các chất được bài tiết trong nước tiểu phụ thuộc vào sự liên quan giữa ba quá trình ở thận.

7.LỌC, TÁI HẤP THU, VÀ ĐÀO THẢI CỦA NHỮNG CHẤT KHÁC NHAU

Tựu chung lại, tái hấp thu ống thận đóng góp quan trọng hơn về mặt số lượng so với đào thải của ống thận trong hình thành nước tiểu, nhưng đào thải đóng một vai trò quan trọng quyết định số lượng kali và H+ cũng như một vài chất khác trong nước tiểu. Phần lớn các chất đều có thể đượclàm sạchkhỏi máu, đặc biệt là những sản phẩm cuối của chuyển hoá như là urea, creatinine, uric acid, vàurates, là những chất ít được tái hấp thu và do đó được đào thải với số lượng lớn ở trong nước tiểu. Thuốc và các chất ngoại lai được tái hấp thu rất ít, thêm vào đó, được đào thải từ máu vào trong ống thận, vì thế mức bài tiết cao. Ngược lại, các chất điện giải, như là ion natri, clo, bicarbonat, được tái hấp thu nhiều, chỉ một lượng nhỏ có mặt trong nước tiểu. Các chất dinh dưỡng, như là amino acids và glucose, được tái hấp thu hoàn toàn từ ống thận và không có mặt trong nước tiểu mặc dù được lọc với số lượng lớn từ mao mạch cầu thận.

Mỗi một quá trình—lọc cầu thận, tái hấp thu ống thận, và đào thải ở ống thận—được điều hòa theo nhu cầu cơ thể. Ví dụ, khi một số lượng quá lớn natri ở trong cơ thể, mức lọc của natri tăng lên và cónatri đã lọc ít được tái hấp thu hơn, làm tăng bài tiết natri qua nước tiểu.

Đối với phần lớn các chất, mức lọc và mức tái hấp thu liên quan mật thiết với mức bài tiết. Do đó, thay đổi nhỏ của mức lọc và mức tái hấp thu có thể dẫn đến sự thay đổi lớn của mức bài tiết. Ví dụ, sự gia tăng của mức lọc cầu thận (GFR) chỉ 10 phần trăm (từ 180 lên198 L/ngày) có thể thể tích nước tiểu lên 13 lần (từ 1.5 lên 19.5L/ngày) nếu mức tái hấp thu ống thận không thay đổi.

Trong thực tế, thay đổi ở mức lọccầu thận và tái hấp thu ống thận thường phối hợp với nhau để đáp ứng thay đổi cần thiết của mức bài tiết.

Tại sao một số lượng lớn các chất tan đã được lọc sau đó lại được tái hấp thu ở thận?

Một câu hỏi khá thú vị là một số lượng lớn nước và chất tan được lọc sau đó hầu hết đều được tái hấp thu lại. Một lợi ích của GFR cao là nó cho phép thận nhanh chóng đào thải các chất cặn bã ra khỏi cơ thể, điều này phụ thuộc chủ yếu vào mức bài tiết các chất này khi lọc cầu thận. Phần lớn các chất phế thải được tái hấp thu rất ít bởi ống thận, do đó, phụ thuộc vào GFR cao để đào thải các chất này ra khỏi cơ thể.

Lợi ích thứ hai của GFR cao là nó cho phép toàn bộ dịch cơ thể được lọc qua thận nhiều lần một ngày. Bởi vì toàn bộ thể tích huyết tương là 3 lít, mà GFR là180 L/ngày, toàn bộ huyết tương được lọc 60 lần mỗi ngày. GFR cao còn cho phép thận kiểm soát nhanh chóng và chính xác thể tích và thành phần dịch cơ thể.

Bài viết được dịch từ sách: Guyton and Hall text book of Medicine and Physiology