V níže uvedeném textu jsou v závorkách kurzívou uvedeny latinské názvy.
Co jsou ledviny?
Ledvina (ren) je párový orgán červenohnědé barvy, který svým tvarem připomíná obrovskou fazoli: u dospělého člověka měří jedna ledvina 10–12 centimetrů na délku, 5–6 centimetrů na šířku a přibližně 4 centimetry na tloušťku, a váží 120 až 200 gramů. Ledviny se nacházejí po obou stranách páteře. Pravá ledvina je uložena o něco níže než levá, neboť na pravé straně se nachází i větší část jater, která v této oblasti „zabírají místo“. Ledviny jsou částečně překryty žebry, resp. žeberními oblouky (obr. 1). Na horní části každé ledviny se nachází nadledvina, která svým tvarem připomíná čepičku.
Obrázek 1: Umístění ledvin a některých dalších orgánů v lidském těle. Pohled je zepředu (jako bychom se dívali na člověka stojícího proti nám), proto je levá ledvina, levá plíce, levý žeberní oblouk apod. na obrázku vpravo a naopak. (Zdroj: Mikael Häggström, via Wikimedia Commons)
Ledviny jsou velmi citlivé orgány; proto jsou téměř ze všech stran obklopeny třemi vrstvami tkáně, které je chrání:
- Gerotova fascie (fascia renalis) – vnější vrstva,
- tukové pouzdro ledviny (capsula adiposa renis) – střední vrstva,
- vazivové pouzdro ledviny (capsula fibrosa renis) – vnitřní vrstva.
Tyto ochranné vrstvy chybějí pouze na vnitřní straně ledvin, tedy směrem k páteři. Toto místo je označováno jako ledvinná branka (hilum renale) a jsou zde napojeny ledvinná tepna (arteria renalis), ledvinná žíla (vena renalis) a močovod (ureter) (obr. 2).
Obrázek 2: Struktura ledvin – schematický nákres. Pohled je zepředu (jako bychom se dívali na člověka stojícího proti nám), proto je levá ledvina na obrázku vpravo a naopak. (Zdroj: depositphotos.com)
Močovod je svalová trubice o délce až 30 cm, která dopravuje moč vznikající v ledvinách do močového měchýře. Stěna močovodu se skládá ze tří vrstev. Směrem zevnitř ven jsou to:
- sliznice (tunica mucosa) – vylučuje hlen, který pokrývá a chrání buňky na vnitřním povrchu močovodu,
- svalová vrstva (tunica muscularis) – je tvořena dvěma „podvrstvami“ hladké svaloviny (vnější podélná vrstva a vnitřní kruhovitá vrstva); hlavní funkcí svalové vrstvy je peristaltika, tedy pohánění moči směrem od ledviny do močového měchýře;
- adventicie (tunica adventitia) – vnější vazivový obal močovodu.
Obrázek 3: Příčný řez močovodem – mikroskopický preparát. Vnitřní povrch močovodu je vystlán sliznicí (fialové buňky ve středové části), následuje silná vrstva hladké svaloviny. Vnější vrstva močovodu se nazývá adventicie. Zdroj: By OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions Web site. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, Jun 19, 2013., CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30148534
Co je moč?
Moč je vlastně filtrát krve, který obsahuje vodu, elektrolyty a některé odpadní látky, jako je například močovina, kyselina močová, amoniak a jedovaté látky, které se do těla dostaly z vnějšího prostředí. Pokud se v moči vyskytují například bílkoviny (případně aminokyseliny či peptidy), cukry (sacharidy), tuky (lipidy) nebo krvinky, může to být známkou poruchy funkce ledvin. V normálně fungujících ledvinách se tyto látky z větší části vstřebávají zpět do krevního oběhu, protože jsou pro tělo cenné. Proces zpětného vstřebávání se někdy označuje odborným názvem reabsorpce.
Funkce ledvin
Ledviny mají celou řadu významných funkcí, které jsou jen ve stručnosti popsány v následujících odstavcích.
Čištění krve: Ledviny čistí krev. Pomocí důmyslných filtračních procesů odstraňují odpadní a toxické látky, které by jinak otrávily organismus. Tyto látky v lidském těle vznikají mimo jiné v rámci normálního metabolismu. Zejména při metabolismu bílkovin vznikají v odpadní látky, jako je amoniak, kreatinin, močovina a kyselina močová. Rovněž při odbourávání léků mohou vznikat toxické látky, které je potřeba z těla odstranit. Konečným produktem tohoto komplexního procesu čištění krve je moč – a právě ta odvádí odpadní a toxické látky z těla pryč.
Udržování vodní a elektrolytové rovnováhy: Ledviny podle aktuální potřeby organismu regulují vylučování vody a solí (elektrolytů). Tímto způsobem ledviny udržují konstantní objem extracelulárního prostoru a zároveň koncentraci různých látek, které se v tomto prostoru nacházejí.
Udržování acidobazické rovnováhy: Ledviny pomáhají udržovat optimální hodnotu pH krve, a to vylučováním nebo naopak zpětným vstřebáváním kyselých iontů (např. vodíkové ionty, tedy H+) či zásaditých iontů (např. hydrogenuhličitanové ionty, tedy HCO3–). Ledviny tak společně s plícemi udržují acidobazickou rovnováhu. Plíce dokážou poměrně rychle reagovat na změny hodnoty pH krve vydechováním oxidu uhličitého (CO2). Ledviny reagují sice pomaleji, zato mohou vylučovat nebo zpětně vstřebávat větší množství potřebných iontů.
Regulace krevního tlaku: Ledviny ovlivňují krevní tlak jednak vylučováním nebo zpětným vstřebáváním sodíku, jednak produkcí některých hormonů, které ovlivňují vodní a elektrolytovou rovnováhu; důležitou úlohu hraje zejména tzv. renin-angiotenzin-aldosteronový systém (RAAS).
Tvorba hormonů: Kromě hormonů, které regulují krevní tlak, se v ledvinách tvoří i další hormony – například erytropoetin (EPO), který je zodpovědný za tvorbu červených krvinek (erytrocytů).
Tvorba aktivní formy vitaminu D: Vitamin D se řadí mezi vitaminy rozpustné v tucích. Lidské tělo si jej může samo vyrábět z cholesterolu, pokud je kůže vystavena přiměřenému množství slunečního UV záření. Vitamin D přijatý potravou nebo i „vyrobený“ v kůži je však neaktivní: aby se stal biologicky aktivním, prochází enzymatickou přeměnou v játrech a následně v ledvinách. Právě v ledvinách vzniká kalcitriol, což je aktivní forma vitaminu D.
Zpětné vstřebávání látek, které jsou pro tělo cenné: Při procesu filtrace ledviny vstřebávají zpět do krve například elektrolyty, aminokyseliny a glukózu. Kromě toho v ledvinách probíhá i glukoneogeneze, tedy „nová tvorba“ glukózy.
Vnitřní struktura ledvin
Ledviny mají obrovskou kapacitu. Každou minutu proteče oběma ledvinami přibližně 1,2 litru krve, což odpovídá celkovému objemu 1 800 litrů krve za den. Krev se v ledvinách filtruje. Nejdříve vzniká tzv. primární moč (přibližně 180 litrů denně), ze které se do krevního oběhu zpětně vstřebá velké množství látek, které jsou pro tělo cenné – například voda, aminokyseliny, glukóza apod. Z původních 180 litrů primární moči se do močového měchýře každý den dostane a z těla ven vyloučí pouze přibližně 1,8 litru definitivní moči.
Ledviny dokážou takto velké objemy tekutin filtrovat jen díky své velmi složité vnitřní struktuře. Některé makroskopické struktury uvnitř ledvin jsou viditelné pouhým okem (pokud jste například někdy koupili vepřovou ledvinu a rozřízli ji podélně): konkrétně se jedná o kůru ledviny, dřeň ledviny a ledvinnou pánvičku. Tyto struktury jsou schematicky znázorněny na obr. 2 a obr. 4.
V kůře ledvin (cortex renalis) se nacházejí velmi důležité části tzv. nefronů (obr. 4), které si můžeme představit jako miniaturní „filtrační stanice“. V jediné ledvině se nalézá přibližně milion až 1,5 milionu nefronů. Každý nefron začíná tzv. Malpighiho tělískem, což je kulovitý útvar o průměru pouhých 0,2 mm. Základem Malpighiho tělíska je glomerulus (kulovitá struktura tvořená „klubíčkem“ drobných krevních cév), který je obklopený tzv. Bowmanovým pouzdrem. Právě v Malpighiho tělískách vzniká procesem ultrafiltrace primární moč. Součástí nefronu je i trubicovitý transportní systém, který je tvořen systémem různě pojmenovaných tenkých trubiček, tzv. ledvinných tubulů. Primární moč protéká těmito tubuly, a zpět do krevního oběhu se z ní vstřebávají výše zmíněné látky, které jsou pro tělo cenné. Ledvinné tubuly se již nacházejí v dřeni ledvin (medulla renalis), která je seskupena do několika ledvinných pyramid (pyramides renales). Mezi těmito pyramidami se nacházejí ledvinné sloupce (columnae renales), což jsou vlastně výběžky kůry ledvin.
Obrázek 4: Struktura nefronu – schematický nákres. Zdroj: Schematische Darstellung des Nephrons, Fabienne Reh, DocCheck, by BioRender.com (2023); převzato z https://app.biorender.com/biorender-templates; licencováno pod CC BY-NC-SA 3.0.
Trubičky transportního systému ústí do tzv. sběracího kanálku (tubulus colligens). Sběrací kanálky odvádějí vznikající moč do ledvinných kalichů (calices renales). Z těchto kalichů se definitivní moč dostává do ledvinné pánvičky (pelvis renalis), odkud se močovodem dostává do močového měchýře – a ve vhodnou chvíli se močovou trubicí vyloučí z těla ven.