Munuainen

Munuaiset (lat. ren) ovat selkärankaisten virtsanerityselimistöön kuuluvia erityselimiä. Niiden tehtävänä on pitää yllä elimistön nestetasapainoa, happo-emästasapainoa, suolojen (elektrolyyttien) ja muiden kivennäisaineiden oikeita määriä sekä suodattaa pois verestä kiinteät vesiliukoiset kuona-aineet (esimerkiksi urea). Siksi niiden merkitys onkin homeostaasin kannalta tärkeä. Ihmisellä on kaksi munuaista.
Lääketieteen haara, joka tutkii munuaisia ja niiden sairauksia on nimeltään nefrologia.

Sijainti

Ihmisen kaksi munuaista sijaitsevat molemmin puolin selkärankaa. Oikeanpuoleinen munuainen on ihmisellä ja sialla hieman vasemmanpuoleista alempana. Muilla nisäkkäillä oikea munuainen on yleensä vasemmanpuoleista ylempänä. Munuaiset sijaitsevat maksan ja pernan alapuolella, alimman rinta- ja kahden ylimmän lannenikaman tasolla. Koska munuaiset ovat arkoja elimiä, niiden yläpuoli on osittain alempien kylkiluiden suojaamana ja lisäksi niitä suojaavat selkälihakset, sidekudoksinen munuaiskotelo ja kaksinkertainen rasvakerros.

Rakenne

Aikuisen ihmisen munuaiset ovat pavunmuotoiset, noin 11 cm pitkät, 6 cm leveät, 3 cm paksut. Niiden yhteispaino on noin 300 g. Munuaisia ympäröivän sidekudoskotelon alla on kuorikerros, jonka sisäpuolella on ydinkerros. Ydin jakautuu 10-15 lohkoon, munuaispyramidiin, joiden leveä tyviosa on kuorikerrosta vasten ja kapea kärki (munuaisnysty) ulottuu munuaisaltaaseen. Munuaiset ovat koveria selkärankaan päin. Koverassa kohdassa on munuaisportti, joka liittää virtsajohtimen, munuaisvaltimon ja -laskimon munuaiseen.
Munuaispyramidien sisällä on kussakin lähes 100 000 nefronia eli yhdessä munuaisessa niitä on yli miljoona. Ne ovat munuaisten toiminnallisia yksiköitä ja koostuvat munuaiskeräsestä ja munuaistiehyestä. Munuaiskeränen koostuu taas hiussuonikeräsestä (glomerulus) ja sitä ympäröivästä keräsenkotelosta, eli Bowmanin kapselista.

Verisuonitus

Munuaisportin kautta kulkeva munuaisvaltimo, joka alkaa vatsa-aortasta heti ylemmän suolilievevaltimon alta, tuo hapekasta verta munuaisille. Veri kulkee pois munuaisista munuaisportin kautta kulkevaa munuaislaskimoa pitkin, joka laskee alaonttolaskimoon.
Kummankin munuaisen yläpuolella on lisämunuainen.

Tehtävät

Munuaiset erottavat verestä kuona-aineet sekä elimistölle vieraat aineet ja poistavat ne elimistöstä virtsan mukana. Poistettavia kuona-aineita ovat mm. valkuaisaineiden hajoamistuote urea ja sappiväriaineet, joita syntyy hemoglobiinin pilkkoutuessa. Munuaiset huolehtivat kuona-aineiden poiston yhteydessä siitä, että elimistölle tärkeitä aineita ei pääse virtsan mukana elimistöstä pois. Näitä ovat esimerkiksi glukoosi ja aminohapot, joita terveen ihmisen virtsa ei tavallisesti sisällä.
Munuaiset pitävät solunulkoisen nesteen (kudosneste, veriplasma ja imuneste) osmoottisen paineen vakaana. Ne säätelevät myös solunulkoisen nesteen määrää. Koska solunulkoisen nesteen osmolaliteetti on lähes vakio, nesteen määrää voidaan säädellä suolapitoisuutta muuttamalla. Säädeltäviä ioneja ovat muun muassa natrium-, kalium-, kalsium- ja magnesiumionit sekä kloridi, sulfaatti ja fosfaatti. Elimistön happo-emästasapainon ylläpitämiseen munuaiset osallistuvat säätelemällä vety- ja bikarbonaatti-ionien eritystä.
Munuaiset tuottavat joitakin hormoneja. Erytropoietiini (EPO) edistää punasolujen muodostumista ja kypsymistä luuytimessä. Hormonin kaltainen reniinientsyymi säätelee angiotensiinihormonin muodostumista. Reniinin käynnistämät mekanismit nostavat tarvittaessa verenpainetta, joka puolestaan lisää alkuvirtsan määrää ja sen myötä myös natriumkloridin määrää. Reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmä vaikuttaa natrium- ja kaliumionien liikkeisiin ja siten myös vesitasapainoon.
Munuaiset osallistuvat myös D-vitamiiniaineenvaihduntaan muuttamalla inaktiivisen D-vitamiinin aktiiviseen muotoon eli kalsitrioliksi.

Toiminta

Veri tulee munuaisporttiin paksuja munuaisvaltimoita pitkin. Vuorokaudessa munuaisten läpi kulkee noin 1 500 litraa verta. Suonikeräsestä suodattuu plasmaa kapillaarien seinämän läpi keräsenkoteloon ja näin syntyy alkuvirtsaa vuorokauden aikana noin 160 litraa. Valtaosa (n. 99 %) tästä imeytyy takaisin tubuluksissa ja kokoojaputkissa.

Natrium- ja kaliumtasapaino

Natriumionit muodostavat noin 90 % kaikista solunulkoisen nesteen kationeista. Ne sitovat osmoottisesti vettä, ja pääasiassa tämä pitää solunulkoisen nesteen tilavuutta normaalina. Muuten neste poistuisi munuaisten kautta ja elimistö kuivuisi. Elimistön natriumpitoisuus säilyy samana, vaikka ravinnon mukana saatava natriummäärä vaihtelisi vuorokaudessa gramman murto-osasta kymmeniin grammoihin, sillä munuaisissa tapahtuva natriumineritys säätyy tehokkaasti tarpeen mukaan. Glomerulussuodokseen menee vuorokaudessa noin 500 g natriumia. Noin 75 % tästä imeytyy takaisin proksimaalisesta tubuluksesta. Elimistön natriumtilanne ratkaisee, paljonko natriumia reabsorboituu Henlen lingon nousevan osan ja distaalisen kiemuratiehyen alueella. Tavallisesti erittyy lopulliseen virtsaan vain 2–5 g natriumia. Kaliumioneja on solunulkoisessa nesteessä vain niukasti, mutta solunsisäisessä nesteessä ne muodostavat kationien pääosan. Virtsaan erittyy kaliumia tavallisesti 1–3 g vuorokaudessa.

Munuaissairaudet

Munuaiskivet ovat suhteellisen yleinen ja kivulias sairaus.
Joillakin ihmisillä munuaiset saattavat kasvaa yhteen, jolloin syntyy hevosenkenkämunuaiseksi kutsuttu häiriö.
Ihminen tulee toimeen yhdellä munuaisella. Synnynnäisesti toinen munuainen puuttuu yhdellä ihmisellä noin 750:stä. Yksimunuaisisuus on yleisempää miehillä, ja puuttuva munuainen on useimmiten vasen munuainen. Joskus toinen munuainen joudutaan poistamaan leikkauksella esimerkiksi kasvaimen tai siihen kohdistuneen vakavan vamman vuoksi. Munuaisen poistoa nimitetään nefrektomiaksi.
Perinnöllistä munuaisten monirakkulatautia, polykystistä munuaistautia, sairastaa maailmassa 12,5 miljoonaa ihmistä.
Diabetes voi johtaa diabeettisena nefropatiana tunnettuun munuaissairauteen. Munuaistulehdusta nimitetään nefriitiksi ja munuaiskerästulehdusta glomerulonefriitiksi. Muita munuaissairauksia ovat nefroottinen oireyhtymä ja munuaissyövät. Vaikeita munuaisoireita kuuluu myös esimerkiksi Wegenerin granulomatoosiin.
Jos munuaiset eivät kykene hoitamaan tehtäviään, käytetään dialyysiä ja mahdollisesti voidaan tehdä munuaisensiirto. Ensimmäinen siirto tehtiin vuonna 1954.

Munuaiset ruokana

Munuaisia käytetään ruokana esimerkiksi grillattuina. Niitä voidaan myös hauduttaa kastikkeessa niiden maun parantamiseksi. Tunnettuja ruokalajeja, joissa munuaisia käytetään, ovat brittiläinen pihvi- ja munuaispiiras, ruotsalainen hökarpanna, ranskalainen rognons de veau sauce moutarde (vasikanmunuaisia sinappikastikkeessa) ja espanjalainen riñones al Jerez (munuaisia sherrykastikkeessa haudutettuina).