Что является структурно функциональной единицей почки является
Особенности структурно-функциональной единицы почки
Нефрон является основной составляющей единицей почки человека. Он не только образует структуру почки, но и отвечает за некоторые ее функции. Нефроны обеспечивают фильтрацию крови, происходящую в капсуле Шумлянского-Боумена, и последующую реабсорбцию полезных элементов в канальцах и петлях Генле.
В каждой почке находится около миллиона нефронов длиной от 2 до 5 сантиметров. Количество этих единиц зависит от возраста человека: у пожилых людей их гораздо меньше, чем у молодых. В связи с тем, что нефроны не регенерируются, после 39 лет начинается процесс их ежегодного уменьшения на 1% от общего количества.
По мнению ученых, только 35% от всех нефронов выполняют поставленную задачу. Остальное их количество является своеобразным резервом для того, чтобы почка продолжала очищать организм даже в экстренных ситуациях. Стоит более подробно рассмотреть, как устроен нефрон и каковы его функции.
Какое строение имеет нефрон
Структурная единица почки имеет сложное строение. Примечательно, что каждая ее составляющая выполняет определенную функцию.
Нефрон устроен так, что внутри петля изначально не имеет отличий от проксимального канальца. Но чуть ниже просвет ее становится более узким и выступает в роли фильтра для натрия, поступающего в тканевую жидкость. Через какое-то время эта жидкость превращается в гипертоническую.
Далее восходящий отрезок расширяется и соединяется с дистальным канальцем.
Существует 3 типа трубочек: кортикальная, наружной зоны мозговоговещества и внутренней зоны мозгового вещества. Помимо этого, специалисты отмечают наличие сосочковых протоков, которые впадают малые почечные чашки. Именно в корковых и мозговых отделах трубочки и происходит процесс формирования окончательной мочи.
Что такое почки
Основной структурной и функциональной единицей почки является нефрон. Анатомия и физиология структуры отвечает за образование мочи, обратный транспорт веществ и выработку спектра биологических субстанций.
Схема строения нефрона представляет собой эпителиальную трубку. Дальше формируются сети капилляров различного диаметра, которые впадают в собирательный сосуд.
Полости между структурами заполнены соединительной тканью в виде интерстициальных клеток и матрикса.
Развитие нефрона закладывается еще в эмбриональном периоде. Разные типы нефронов отвечают за разные функции. Общая длинна канальцев обеих почек составляет до 100 км. В нормальных условиях не все число клубочков задействовано, работает только 35%. Нефрон состоит из тельца, равно как и из системы каналов. Имеет следующее строение:
Структурно-функциональной единицей почки является нефрон (только в одной почке существует более миллиона нефронов). Это значит, что нефрон почки выполняет главную почечную работу мочевыделительной системы. Нефроны как функциональные единицы почек выполняют задачи по своевременному удалению продуктов метаболизма из тела (до того, как токсины достигнут токсических уровней).
Основными частями нефрона являются почечный клубочек и система канальцев. Клубочек являет собой сеть взаимно переплетающихся капилляров, собранных в чашеобразной структуре, называемой капсула Боумена. Кровь фильтруется в капиллярах клубочков, а прошедшая фильтрацию жидкость (фильтрат) собирается в пространстве капсулы Боумена, проходя через фильтрующую мембрану.
Типы нефронов
Медики различают 3 типа структурных элементов почек. Стоит более подробно описать каждый из них:
Благодаря тому, что нефроны являются структурной и функциональной единицей почки и очищают организм от продуктов переработки веществ, в него поступающих, человек живет без шлаков и прочих вредных элементов. Если аппарат нефронов повредится, то это может спровоцировать интоксикацию всего организма, которая грозит почечной недостаточностью. Это говорит о том, что при малейших сбоях в работе почек стоит незамедлительно обращаться за квалифицированной помощью медиков.
Как улучшить фильтрацию
Восстановить фильтрацию почек крайне необходимо, особенно если имеет место стойкая гипертония. Вместе с мочой из организма вымываются излишки электролитов и жидкости. Именно их задержка и вызывает повышение АД.
Для улучшения почечной деятельности, в частности клубочковой фильтрации, специалисты могут назначить прием препаратов вроде:
Помимо приема препаратов необходимо привести в норму общее самочувствие пациента, восстановить иммунитет, нормализовать давление и пр.
Неплохо помогают в повышение почечной деятельности и народные методы вроде арбузной диеты, шиповникового отвара, мочегонных отваров и травяных настоев, чаев и пр. Но перед тем что бы что-то делать, нужно после консультации с нефрологом.
Какие функции выполняют нефроны
Строение нефрона многофункционально: каждый отдельно взятый нефрон состоит из функционирующих элементов, которые работают слаженно и обеспечивают нормальную деятельность почки. Явления, наблюдающиеся в почках, условно подразделяют на несколько этапов:
Фильтрация. На первой стадии в капсуле Шумлянского образуется моча, которая фильтруется плазмой крови в клубочке капилляров. Такое явление осуществляется благодаря разнице между показателями давления внутри оболочки и капиллярного клубочка.
Кровь фильтруется своеобразной мембраной, после чего перемещается в капсулу. Состав первичной мочи практически идентичен составу плазмы крови, ибо он богат глюкозой, избытками солей, креатинином, аминокислотами и несколькими низкомолекулярными соединениями. Какое-то количество этих включений задерживается в организме, а какое-то из него выводится.
Строение нефрона многофункционально: каждый отдельно взятый нефрон состоит из функционирующих элементов, которые работают слаженно и обеспечивают нормальную деятельность почки. Явления, наблюдающиеся в почках, условно подразделяют на несколько этапов:
Кровь фильтруется своеобразной мембраной, после чего перемещается в капсулу. Состав первичной мочи практически идентичен составу плазмы крови, ибо он богат глюкозой, избытками солей, креатинином, аминокислотами и несколькими низкомолекулярными соединениями. Какое-то количество этих включений задерживается в организме, а какое-то из него выводится.
С учетом того, как нефрон функционирует, можно утверждать, что фильтрация протекает со скоростью 125 миллилитров в минуту. Схема его работы никогда не нарушается, что свидетельствует о переработке 100 – 150 литров первичной мочи каждые сутки.
Когда первичная моча идет по канальцу, практически вся жидкость уходит в кровь, в результате чего мочи остается не более 2 литров.
В реабсорбции принимают участие все элементы строения нефрона, в том числе капсула нефрона и петля Генле. Во вторичной моче отсутствуют нужные организму вещества, но в ней можно обнаружить мочевину, мочевую кислоту и прочие ядовитые включения, которые нужно вывести.
Когда моча минует почечное тельце, проходит через фильтрацию и переработку, она собирается в почечных лоханках, перемещается с помощью мочеточников в мочевой пузырь и выводится из организма.
Резюме
Почки являются органами мочевыделительной системы, в которых протекает фильтрация. Благодаря ей нефроны удаляют из крови растворимые в воде соединения, поддерживая кислотно-основное равновесие организма. Распространенным заблуждением является то, что в почках фильтрация крови происходит в извитых канальцах. На самом деле в извитой каналец из капсулы клубочка поступает уже отфильтрованная жидкость — первичная моча. В извитом клубочке основной задачей эпителия является всасывание воды и реализация концентрационной функции.
Фильтрация почек представляет собой процесс очищения крови и образование первичной и вторичной мочи. Мочеобразование – это процесс образования жидкости, которая образуется по окончанию разделения плазмы крови. Происходит такое преобразование в клубочках почек. Основным компонентом органа являются нефроны, образующие сплетения. Пропускают до 200 литров крови.
Профилактические меры гибели нефронов
Для нормального функционирования организма достаточно третьей части всех имеющихся в нем структурных элементов почек. Оставшиеся частички подключаются к работе во время повышенной нагрузки. Примером тому служит операция, в ходе которой была удалена одна почка. Данный процесс подразумевает возложение нагрузки на оставшийся орган. В этом случае все отделы нефрона, находящиеся в резерве, становятся активными и выполняют положенные функции.
Такой режим работы справляется с фильтрацией жидкости и дает возможность организму не почувствовать отсутствие одной почки.
Для того чтобы предотвратить опасное явление, при котором нефрон исчезает, следует придерживаться нескольких несложных правил:
Функциональная единица почки не способна восстанавливаться, поэтому болезни почек, травмы и механические повреждения приводят к тому, что количество нефронов сокращается навсегда. Этот процесс и объясняет тот факт, что современные ученые пытаются разработать такие механизмы, которые смогут восстановить функции нефронов и значительно улучшить работу почек.
Специалисты рекомендуют не запускать появившиеся болезни, ибо их легче предотвратить, чем излечить. Современная медицина добилась больших высот, поэтому многие заболевания успешно лечатся и не оставляют тяжелых осложнений.
Нарушения фильтрации
За сутки нефроны отфильтровывают до 180 л первичной мочи. Вся кровь в организме за сутки успевает очиститься почками 60 раз.
Но некоторые факторы способны спровоцировать нарушение процесса фильтрации:
Подобные состояния чаще всего становятся причиной нарушений фильтрации.
Как определить нарушение
Нарушение фильтрационной деятельности определяется посредством расчета ее скорости. Определить насколько в почках ограничена фильтрация можно по различным формулам. В целом процесс определения скорости сводится к сравнению уровня определенного контрольного вещества в моче и крови пациента.
Чем больше инулина в урине по соотношению с его уровнем в крови, тем больше объем отфильтрованной крови. Этот показатель еще именуют инулиновым клиренсом и рассматривают в качестве величины очищенной крови. Но как рассчитать скорость фильтрации?
Формула расчета скорости клубочковой фильтрации почек выглядит следующим образом:
где Мин – количество инулина в моче, Пин – содержание инулина в плазме, Vмочи – объем конечной урины, а СКФ – скорость клубочковой фильтрации.
Почечная деятельность также может высчитываться по формуле Кокрофта-Голта, которая выглядит так:
При измерении фильтрации у женщин, полученный результат нужно помножить на 0,85.
Довольно часто в клинических условиях при измерении СКФ используется клиренс креатинина. Подобное исследование еще называют пробой Реберга. Ранним утром пациент выпивает 0,5 литра воды и сразу опорожняет мочевой пузырь. После этого каждый час нужно мочеиспускаться, собирая мочу в разные емкости и отмечая длительность каждого мочеиспускания.
Затем исследуют венозную кровь и по специальной формуле вычисляют клубочковую фильтрацию:
где Fi – клубочковая фильтрация, U1 – содержание контрольного компонента, р – уровень креатинина в крови, а V1 – длительность исследуемого мочеиспускания. По данной формуле каждый час производится расчет, на протяжении суток.
Симптомы
Признаки нарушения клубочковой фильтрации обычно сводятся к изменениям количественного (увеличение или уменьшение фильтрации) и качественного (протеинурия) характера.
К дополнительным признакам относят:
Падение давления обычно возникает при шоковых состояниях или недостаточности миокарда.
Симптомы нарушения клубочковой фильтрации в почках
Структурно-функциональная единица почки – нефрон, его виды
Формируется первичная, затем вторичная урина, которая выводится через мочевой пузырь. На протяжении дня через выводящий орган фильтруется большое количество плазмы. Ее часть в дальнейшем возвращается в организм, остальная — удаляется.
Строение и функции нефронов взаимосвязаны. Любое повреждение почек либо наименьших их единиц может привести к интоксикации и дальнейшему нарушению работы всего организма.
Последствием нерационального применения некоторых препаратов, неправильного лечения или диагностики может стать почечная недостаточность. Первые проявления симптоматики — это причина для посещения специалиста.
Данной проблемой занимаются урологи и нефрологи.
Что такое нефрон
Нефрон является структурной и функциональной единицей почки. Есть активные клетки, которые непосредственно участвуют в продуцировании мочи (третья часть от всего количества), остальные находятся в резерве.
Резервные клетки становятся активными в экстренных случаях, например, при травмах, критических состояниях, когда резко теряется большой процент единиц почки. Физиология выделения предполагает частичную гибель клеток, поэтому резервные структуры способны в кратчайшие сроки активироваться для поддержания функций органа.
С каждым годом теряется до 1% структурных единиц — они гибнут навсегда и не восстанавливаются. При правильном образе жизни, отсутствии хронических заболеваний потеря начинается только после 40 лет.
Учитывая, что количество нефронов в почке составляет примерно 1 миллион, процент кажется небольшим.
К старости работа органа может значительно ухудшиться, что грозит нарушением функциональности мочевыделительной системы.
Процесс старения можно замедлить, изменив образ жизни и потребляя достаточное количество чистой питьевой воды. Даже в лучшем случае со временем остается только 60% активных нефронов в каждой почке. Эта цифра вовсе не критична, так как фильтрация плазмы нарушается только с потерей более 75% клеток (как активных, так и тех, что в резерве).
Некоторые люди живут, потеряв одну почку, — тогда все функции выполняет вторая. Работа мочевыделительной системы значительно нарушается, поэтому необходимо вовремя проводить профилактику и лечение заболеваний. В таком случае нужно регулярное посещение врача для назначения поддерживающей терапии.
Анатомия нефрона
Из тельца почки начинается проксимальный участок; дальше выходят петельки, уходящие в дистальный отдел. Нефроны в развернутом виде по отдельности имеют длину около 40 мм, а если их сложить, получается примерно 100000 м.
Капсулы нефронов находятся в корковом веществе, включаются в мозговое, затем еще раз в корковое, а в конце — в собирательные структуры, которые выходят в лоханку почки, где начинаются мочеточники. По ним удаляется вторичная урина.
Капсула
Нефрон начинается из мальпигиева тела. Оно состоит из капсулы и клубка капилляров. Клетки вокруг мелких капилляров располагаются в форме шапочки — это почечное тельце, которое пропускает задержавшуюся плазму. Подоциты покрывают стенку капсулы изнутри, которая вместе с наружной формирует щелевидную полость диаметром в 100 нм.
Фенестрированные (окончатые) капилляры (составляющие клубочка) снабжаются кровью от афферентных артерий. По-другому их называют «волшебной сеткой», потому что они не играют никакой роли в газообмене. Кровь, проходящая по этой сетке, не меняет свой газовый состав. Плазма и растворившиеся вещества под воздействием кровяного давления попадают в капсулу.
Капсула нефрона накапливает инфильтрат, содержащий вредные продукты очистки плазмы крови — так формируется первичная моча. Щелевидный промежуток между слоями эпителия выполняет функцию фильтра, работающего под давлением.
Благодаря приводящим и выносящим клубочковым артериолам давление меняется. Базальная мембрана играет роль дополнительного фильтра — задерживает некоторые элементы крови. Диаметр молекул белков больше, чем поры мембраны, поэтому они не проходят.
Непрофильтрованная кровь попадает в эфферентные артериолы, переходящие в сетку из капилляров, обволакивающую канальцы. В дальнейшем в кровь поступают вещества, которые реабсорбируются в этих канальцах.
Капсула нефрона почки человека сообщается с канальцем. Следующий отдел называется проксимальным, туда далее переходит первичная урина.
Извитые канальцы
Жидкость циркулирует между клетками. Компоненты плазмы в виде биологических веществ фильтруются. В извитых канальцах нефрона вырабатываются эритропоэтин и кальцитриол. Вредные включения, попадающие в фильтрат с помощью обратного осмоса, выводятся с уриной.
Сегменты нефрона фильтруют креатинин. Количество этого белка в крови — важный показатель функциональной деятельности почек.
Петли Генле
Петля Генле захватывает часть проксимального и отрезок дистального отдела. Сначала диаметр петли не меняется, затем она сужается и пропускает ионы Na наружу, во внеклеточное пространство. За счет создания осмоса происходит всасывание H2O под давлением.
Нисходящий и восходящий протоки — это составляющие петли. Нисходящий участок диаметром 15 мкм состоит из эпителия, где расположены множественные пиноцитозные пузыри. Восходящий участок выстлан кубическим эпителием.
Петли распределены между корковой и мозговой субстанцией. В этой области вода перемещается в нисходящую часть, затем возвращается.
В начале дистальный канал прикасается к капиллярной сети в месте приводящего и выводящего сосуда. Он достаточно узкий и выстилается гладким эпителием, а снаружи — гладкая базальная мембрана. Здесь выделяется аммиак и гидроген.
Собирательные трубочки
Собирательные трубочки и собирательные протоки не принадлежат к структуре нефрона, так как располагаются немного ниже, в почечной паренхиме. В этих структурных элементах происходит пассивное обратное всасывание воды. В зависимости от функциональности почек, в организме регулируется количество воды и ионов натрия, что, в свою очередь, сказывается на кровяном давлении.
Виды нефронов
Особенности суперфициальных нефронов:
Почки в основном состоят из нефронов интракортикального типа, которых более 80%. Они находятся в корковом слое и выполняют главную роль в фильтрации первичной урины. По причине большей ширины выводящей артериолы в клубочки интракортикальных нефронов кровь поступает под давлением.
Корковые элементы регулируют количество плазмы. При недостатке воды она обратно захватывается из юкстамедуллярных нефронов, размещенных в большем количестве в мозговом веществе. Они отличаются крупными почечными тельцами с относительно длинными канальцами.
Юкстамедуллярные составляют более 15% всех нефронов органа и формируют окончательное количество урины, определяя ее концентрацию. Их особенность строения — длинные петли Генле. Выносящие и приводящие сосуды одинаковой длины. Из выносящих образуются петли, проникающие в мозговое вещество параллельно с Генле. Далее они входят в венозную сетку.
Функции
В зависимости от типа, нефроны почек выполняют следующие функции:
Первая стадия характеризуется выработкой первичной мочевины, которая далее очищается при реабсорбции. На этом же этапе всасываются полезные вещества, микро- и макроэлементы, вода. Последняя стадия формирования урины представлена канальцевой секрецией — образуется вторичная моча. С ней выводятся вещества, которые не нужны организму.
Структурно-функциональной единицей почки являются нефроны, которые:
Работа нефрона также может быть оценена с помощью второго показателя — скорости клубочковой фильтрации. Плазма крови и первичная моча в норме должны фильтроваться со скоростью 80-120 мл/мин. Для людей в возрасте нормой может быть нижняя граница, поскольку после 40 лет клетки почек погибают (клубочков становится значительно меньше, и органу сложнее полноценно проводить фильтрацию жидкостей).
Функции некоторых составляющих клубочкового фильтра
Клубочковый фильтр состоит из фенестрированного эндотелия капилляра, базальной мембраны и подоцитов. Между этими структурами располагается мезангиальный матрикс. Первый слой выполняет функцию грубой фильтрации, второй — отсеивает белки, а третий очищает плазму от мелких молекул ненужных веществ. Мембрана имеет отрицательный заряд, поэтому через нее не проникают альбумины.
Фильтруется плазма крови в клубочках, а поддерживают их работу мезангиоциты — клетки мезангиального матрикса. Эти структуры выполняют сократительную и регенеративную функцию. Мезангиоциты восстанавливают базальную мембрану и подоциты, а также, подобно макрофагам, они поглощают отмершие клетки.
Если каждая единица делает свою работу, почки функционируют, как слаженный механизм, а образование мочи проходит без возврата в организм отравляющих веществ. Это и предотвращает накопление токсинов, появление отечности, повышенного давления и другой симптоматики.
Нарушения функций нефрона и их профилактика
В случае нарушения работы функциональных и структурных единиц почек происходят изменения, отражающиеся на работе всех органов — нарушается водно-солевое равновесие, кислотность и обмен веществ. Перестает нормально функционировать ЖКТ, из-за интоксикации могут проявляться аллергические реакции. Также повышается нагрузка на печень, так как этот орган напрямую связан с выведением токсинов.
Для заболеваний, связанных с транспортной дисфункцией канальцев, существует единое название – тубулопатии. Они бывают двух видов:
Первый тип — это врожденные патологии, второй — приобретенная дисфункция.
Активная гибель нефронов начинается при приеме лекарств, в побочных эффектах которых указаны возможные заболевания почек. Нефротоксическое действие имеют некоторые препараты из следующих групп: нестероидные противовоспалительные средства, антибиотики, иммуносупрессоры, противоопухолевые и др.
Тубулопатии подразделяются на несколько видов (по месту расположения):
При полной или частичной дисфункции проксимальных канальцев может наблюдаться фосфатурия, почечный ацидоз, гипераминоацидурия и глюкозурия.
Нарушенная реабсорбция фосфатов приводит к разрушению костной ткани, которая не восстанавливается при терапии с применением витамина D.
Гиперацидурия характеризуется нарушением транспортной функции аминокислот, что приводит к различным заболеваниям (зависит от типа аминокислоты).Подобные состояния требуют незамедлительной помощи медиков, так же как и дистальные тубулопатии:
Нарушения бывают комбинированными. При развитии сложных патологий может одновременно уменьшаться всасывание аминокислот с глюкозой и реабсорбция бикарбонатов с фосфатами. Соответственно, проявляются следующие симптомы: ацидоз, остеопороз и другие патологии костной ткани.
Предотвращают появление дисфункции почек правильный режим питания, употребление достаточного количества чистой воды и активный образ жизни. Необходимо вовремя обращаться к специалисту в случае возникновения симптомов нарушения работы почек (для профилактики перехода острой формы заболевания в хроническую).
Не рекомендуется принимать препараты (в особенности рецептурного отпуска с нефротоксическим побочным действием) без назначения врача — они также могут нарушить функции мочевыделительной системы.
Структурно функциональная единица почки — нефрон
Есть ещё и целый комплекс различных высокоэффективных биологических конструкций для удаления отходов его жизнедеятельности.
Одной из таких конструкций являются почки, рабочей структурной единицей которых служит нефрон.
Общая информация
Почему – крови, ведь общеизвестно, что почки производят мочу?
Мочу они производят именно из крови, куда органы, выбрав из неё всё им необходимое, оправляют вещества:
Чтобы сбалансировать состав и свойства крови, требуется удаление из неё ненужных компонентов: излишков воды и солей, токсинов, низкомолекулярных белков.
Строение нефрона
Открытие метода УЗИ позволило выяснить: способностью к сокращениям обладают не только сердце – все органы: печень, почки и даже мозг.
При возрастании давления в артерии срабатывает система естественных полупроницаемых мембран в структуре почки – и ненужные организму вещества, продавившись через них, удаляются из кровеносного русла. Они попадают в образования, являющиеся начальными участками мочевыводящих путей.
Почечный клубочек
Так называется действительно похожая на рыхлый клубок сеть капилляров, на которые здесь распадается приносящая (другое название: подводящая) артериола.
Пройдя по капиллярным петлям и освободившись в них от шлаков и излишков, кровь собирается в отводящую артерию. Та в свою очередь образует ещё одну сеть капилляров, оплетающую почечные канальцы на их извитых участках, из которых кровь собирается в отводящую вену и таким образом возвращается в кровеносное русло почки.
Капсула Боумена-Шумлянского
Между двумя стенками образовавшейся формы остаётся щелевидное пространство-полость, продолжающееся в носик спринцовки. Другим примером для сравнения может служить колба термоса с узкой полостью между двумя её стенками.
В капсуле Боумена-Шумлянского также существует щелевидная внутренняя полость между двумя её стенками:
Строение их существенно отличается. Если наружная образована одним рядом плоских эпителиальных клеток (продолжающимся в также однорядный кубический эпителий отводящего канальца), то внутренняя составлена элементами подоцитов – клеток почечного эпителия особого строения (буквальный перевод термина подоцит: клетка, имеющие ноги).
Более всего подоцит напоминает пень с несколькими толстыми основными корнями, от которых равномерно отходят на обе стороны корни потоньше, причём вся система корней, распластанных по поверхности, как простирается далеко от центра, так и заполняет собой почти всё пространство внутри образованного ей круга. Основные виды:
Выросты-цитоподии одной цитотрабекулы, заходя в промежутки между аналогичными образованиями соседней клетки, образуют фигуру, рельефом и рисунком очень напоминающую застёжку-«молнию», между отдельными «зубцами» которой остаются лишь узкие параллельные щели линейной формы, именуемые щелями фильтрации (щелевыми диафрагмами).
Благодаря такому строению подоцитов вся наружная поверхность капилляров, обращённая в полость капсулы, оказывается сплошь укрытой переплетениями цитоподий, чьи застёжки-«молнии» не позволяют продавить стенку капилляра внутрь полости капсулы, противодействуя силе кровяного давления внутри капилляра.
Почечные канальцы
Протяжённость же их такова, что одни их отрезки находятся в корковом, другие – в мозговом слое паренхимы почки.
На пути жидкости от крови к первичной и вторичной моче она проходит по почечным канальцам, состоящим из:
Проксимальный участок почечного канальца отличается максимальной длиной и диаметром, выполнен он высокоцилиндрическим эпителием со «щёточной каймой» из микроворсинок, обеспечивающей высокую функцию резорбции благодаря увеличению площади всасывающей поверхности.
Той же цели служит и наличие интердигитаций – пальцевидных вдавливаний мембран соседствующих клеток друг в друга. Активная резорбция веществ в просвет канальца является весьма энергоёмким процессом, поэтому в цитоплазме клеток канальца содержится много митохондрий.
В капилляры, оплетающие поверхность проксимального извитого канальца, производится
реабсорбция:
Типы нефронов
Ультрафильтрация мочи
Способность «ножек» подоцитов к сокращению с одновременным утолщением позволяет ещё более сузить щели фильтрации, что делает процесс очистки крови, протекающей по капилляру в составе клубочка, ещё более избирательным в плане диаметра фильтруемых молекул.
Таким образом, наличие «ножек» у подоцитов увеличивает площадь их соприкосновения с капиллярной стенкой, в то время как степень их сокращения регулирует ширину щелей фильтрации.
Рекомендуем другие статьи по теме
Физиология человека и животных
Организм получает питательные вещества из окружающей среды, перерабатывает их в процессе метаболизма и выделяет конечные продукты обмена наружу.
Органы выделения должны избирательно извлекать эти конечные продукты, сохраняя вещества, необходимые организму.
Углекислый газ выделяется через легкие, вода и соли – потовыми железами и почками, непереваренные остатки пищи и продукты распада – через кишечник.
Выделение веществ осуществляется почками, желудочно-кишечным трактом, легкими, кожей и слизистыми оболочками, слюнными железами.
Все это вместе составляет выделительную систему организма, между отдельными частями которой существует тесная взаимосвязь.
Например, при избыточном потоотделении, высокой температуре снижается объем мочи; при уменьшении выведения азотистых соединений с мочой увеличивается их выведение через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожу.
В течение суток человек потребляет более 2 л воды (примерно 1,5 л в жидком виде и около 0,7 л с твердой пищей). Еще примерно 0,4 л воды образуется в сутки в организме в ходе реакций катаболизма («метаболитная вода»). Выводится вода из организма через легкие (около 0,5 л), кожу (около 0,5 л), немного с калом (0,3 — 0,4 л) и в основном — через почки (1,5 — 2 л).
Структура нефрона. Нефрон является структурно-функциональной единицей почки (рисунок 1.). В каждой почке содержится примерно 1 млн. нефронов.
Он начинается с почечного тельца, представляющего собой заключенный в капсулу Шумлянского-Боумена сосудистый клубочек (20 – 50 капиллярных петель), который образуется путем разветвления приносящей артериолы на капилляры и заканчивается их объединением в выносящую артериолу.
Диаметр приносящей артериолы почти в 1,5 раза больше, чем выносящей, что обеспечивает высокий уровень гидростатического давления крови в капиллярах клубочка. Капсула Шумлянского-Боумена переходит в проксимальный извитой каналец, за которым следует петля Генле, включающая нисходящее и восходящее колено, имеющие в своем составе тонкую и широкую части.
Последняя переходит в дистальный извитой каналец, впадающий в собирательную трубку, которая открывается на вершине сосочка мозгового вещества в малой почечной чашке. Выносящая артериола выходит из клубочка и распадается на множество капилляров, оплетающих всю канальцевую систему и собирающихся затем в почечную венулу и далее в вену.
Таким образом, особенностью кровообращения почек является наличие двойной сети капилляров, т.е в почках артериолы делятся на капилляры дважды.
Первый раз – между приносящей и выносящей артериолами, образуя сосудистый клубочек, и второй раз – между выносящей артериолой и венулой, образуя сеть капилляров вокруг извитых канальцев, в которых происходит обратное поступление воды и различных ионов из первичной мочи назад в кровь.
В треугольном пространстве между приносящей и выносящей артериолами и прилегающим к ним дистальным канальцем находятся специальные клетки, образующие юкстагломерулярный аппарат почек, в котором образуются гормоны ренин, эритропоэтин и др.
Нефрон – структурно-функциональная единица почки
Сложное строение почек обеспечивает выполнение всех их функций. Основной структурной и функциональной единицей почки является особое образование — нефрон. Он состоит из клубочков, канальцев, трубочек.
Всего у человека в почках от 800 000 до 1 500 000 нефронов.
Постоянно задействованы в работе чуть больше трети, остальные обеспечивают резерв для экстренных случаев, а также включаются в процесс очистки крови взамен погибших.
Как устроен
Благодаря своему строению данная структурно-функциональная единица почки может обеспечивать весь процесс переработки крови и образования мочи. Именно на уровне нефрона и обеспечивается выполнение почкой основных ее функций:
Располагается данная структура в корковом веществе почки. Отсюда он сначала спускается в мозговое вещество, потом снова возвращается в корковое и переходит в собирательные трубочки. Они сливаются в общие протоки, выходящие в почечную лоханку, и дают начало мочеточникам, по которым моча выводится из организма.
Нефрон начинается почечным (мальпигиевым) тельцем, которое состоит из капсулы и расположенного внутри нее клубочка, состоящего из капилляров. Капсула представляет собой чашу, ее называют по фамилии ученого – капсула Шумлянского-Боумена.
Состоит капсула нефрона из двух слоев, из ее полости выходит мочевой каналец. Поначалу он имеет извитую геометрию, а на границе коркового и мозгового слоев почек он выпрямляется. Далее образует петлю Генле и снова возвращается в почечный корковый слой, где снова приобретает извитой контур.
В его структуру входят извитые канальцы первого и второго порядка. Протяженность каждого из них 2-5 см, а с учетом количества общая длина канальцев составит около 100 км. Благодаря этому становится возможной та огромная работа, которую проделывают почки.
Строение нефрона позволяет фильтровать кровь и поддерживать необходимый уровень жидкости в организме.
Составляющие нефрона
Зачем нам так много нефронов
Нефрон почки имеет очень небольшие размеры, но количество их велико, это позволяет почкам качественно справляться со своими задачами даже в трудных условиях. Именно благодаря такой особенности человек может совершенно нормально жить при потере одной почки.
Современные исследования показывают, что непосредственно заняты «делом» лишь 35% единиц, остальные «отдыхают». Зачем организму такой резерв?
Во-первых, может возникнуть экстренная ситуация, которая приведет к гибели части единиц. Тогда их функции возьмут на себя оставшиеся структуры. Такая ситуация возможна при заболеваниях или травмах.
Во-вторых, их потеря происходит у нас постоянно. С возрастом часть из них погибает в силу старения. До 40 лет гибели нефронов у человека со здоровыми почками не происходит. Далее около 1% этих структурных единиц мы теряем каждый год.
Регенерироваться они не могут, получается, что к 80 годам даже при благоприятном состоянии здоровья в человеческом организме их функционирует примерно лишь 60%. Эти цифры не критичны, и позволяют почкам справляться со своими функциями, в одних случаях полностью, в других могут быть небольшие отклонения.
Угроза почечной недостаточности подстерегает нас, когда происходит потеря 75% или более. Оставшегося количества недостаточно для обеспечения нормальной фильтрации крови.
К таким серьезным потерям может привести алкоголизм, острые и хронические инфекции, травмы спины или живота, вызывающие повреждение почек.
Разновидности
Принято выделять различные типы нефронов в зависимости от их особенностей и расположения клубочков. Большинство структурных единиц – корковые, их примерно 85%, остальные 15% юкстамедуллярные.
Корковые подразделяются на суперфициальные (поверхностные) и интракортикальные.
Основная особенность поверхностных единиц – расположение почечного тельца во внешней части коркового вещества, то есть ближе к поверхности.
У интракортикальных нефронов почечные тельца находятся ближе к середине коркового слоя почки. У юкстамедуллярных мальпигиевые тельца глубоко в корковом слое, практически на начале мозговой ткани почки.
Все виды нефронов имеют свои функции, связанные с особенностями строения. Так, у корковых достаточно короткая петля Генле, которая может проникнуть всего лишь во внешнюю часть почечного мозгового вещества. Функция корковых нефронов – образование первичной мочи. Именно поэтому их так много, ведь количество первичной мочи примерно в десять раз больше, чем количество выделяемой человеком.
Юкстамедуллярные имеют более продолжительную петлю Генле и способны проникнуть глубоко в мозговой слой. Они оказывают влияние на уровень осмотического давления, которое регулирует концентрацию конечной мочи и ее количество.
Как работают нефроны
Каждый нефрон состоит из нескольких структур, слаженная работа которых обеспечивает выполнение их функций. Процессы в почках идут постоянно, их можно разделить на три фазы:
Итогом является моча, которая выделяется в мочевой пузырь и выводится из организма.
Механизм работы основан на процессах фильтрации. На первой стадии образуется первичная моча. Это происходит путем фильтрования плазмы крови в клубочке. Данный процесс возможен из-за разницы давления в оболочке и в клубочке. Кровь поступает в клубочки и фильтруется там через особую мембрану.
Продукт фильтрации, то есть первичная моча, поступает в капсулу. Первичная моча по своему составу похожа на плазму крови, а процесс можно назвать предварительной очисткой. Она состоит из большого количества воды, в ней содержаться глюкоза, избыток солей, креатинин, аминокислоты и еще некоторые низкомолекулярные соединения.
Часть из них останется в организме, часть будет удалена.
Если учесть работу всех активных нефронов почек, то скорость фильтрации составляет 125 мл за минуту. Работают они постоянно, без перерывов, поэтому в течение суток через них проходит огромное количество плазмы, в результате чего образуется 150- 200 литров первичной мочи.
Вторая фаза – реабсорбция. Первичная моча подвергается дальнейшей фильтрации. Это необходимо для возвращения в организм содержащихся в ней нужных и полезных веществ:
Главную роль на этой стадии играют проксимальные извитые канальцы. Внутри них есть ворсинки, которые значительно увеличивают площадь всасывания, а соответственно и его скорость.
Первичная моча проходит через канальцы, в результате большая часть жидкости обратно возвращается в кровь, остается примерно десятая часть от количества первичной мочи, то есть около 2 литров. Весь процесс реабсорбции обеспечивают не только проксимальные канальцы, но и петли Генле, дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки.
Вторичная моча не содержит необходимых организму веществ, зато в ней остаются мочевина, мочевая кислота и другие токсичные, подлежащие удалению компоненты.
В норме ни одно из необходимых организму питательных веществ не должно уходить с мочой. Все они возвращаются в кровь в процессе реабсорбции, какие-то частично, какие-то полностью. Например, глюкоза и белок в здоровом организме вообще не должны содержаться в моче. Если анализ показывает даже их минимальное содержание, значит со здоровьем что-то неблагополучно.
Заключительный этап работы – канальцевая секреция. Суть ее в том, что в мочу поступают ионы водорода, калия, аммиак и некоторые вредные вещества, имеющиеся в крови. Это могут быть лекарства, токсичные соединения. Путем канальцевой секреции из организма выводятся вредные вещества, и поддерживается кислотно-щелочной баланс.
В результате прохождения всех фаз переработки и фильтрации в почечных лоханках скапливается моча, подлежащая выведению из организма. Оттуда она поступает через мочеточники в мочевой пузырь и удаляется.
Благодаря работе таких маленьких структур, как нейроны, организм очищается от продуктов переработки поступивших в него веществ, от шлаков, то есть от всего, что ему не нужно или вредно.
Значительные повреждения аппарата нефронов приводят к нарушению этого процесса и отравлению организма. Последствиями может стать почечная недостаточность, которая требует особых мер.
Поэтому любые проявления неблагополучия почек – повод для обращения к врачу.
Строение почки
Почки расположены
ретроперитонеально по обе стороны
позвоночного столба на уровне Th12–L2.
Масса каждой почки взрослого мужчины —
125–170 г, взрослой женщины — 115–155 г,
т.е. суммарно менее 0,5% общей массы тела.
Паренхима почки подразделяется
на расположенное кнаружи (у выпуклой
поверхности органа) корковое
и находящееся под ним мозговое
вещество. Рыхлая
соединительная ткань образует строму
органа (интерстиций).
Корковое
вещество
расположено под капсулой почки. Зернистый
вид корковому веществу придают
присутствующие здесь почечные тельца
и извитые канальцы нефронов.
Мозговое
вещество
имеет радиально исчерченный вид,
поскольку содержит параллельно идущие
нисходящую и восходящую части петли
нефронов, собирательные трубочки и
собирательные протоки, прямые кровеносные
сосуды (vasa
recta).
В мозговом веществе различают наружную
часть, расположенную непосредственно
под корковым веществом, и внутреннюю
часть, состоящую из вершин пирамид
Интерстиций
представлен межклеточным матриксом,
содержащим отростчатые фибробластоподобные
клетки и тонкие ретикулиновые волокна,
тесно связанные со стенками капилляров
и почечных канальцев
Нефрон как морфо-функциональная единица почки
У человека каждая почка состоит примерно
из одного миллиона структурных единиц,
называемых нефронами. Нефрон является
структурной и функциональной единицей
почки потому, что он осуществляет всю
совокупность процессов, в результате
которых образуется моча.
Рис.1.
Мочевыделительная
система.
Слева:
почки, мочеточники, мочевой пузырь,
мочеиспускательный канал (уретра)
Справа6 строение нефрона
Строение нефрона:
Капсула Шумлянского-Боумена, внутри которой расположен клубочек капилляров – почечное (мальпигиево) тельце. Диаметр капсулы – 0,2 мм
Проксимальный извитой каналец. Особенность его эпителиальных клеток: щеточная каемка – микроворсинки, обращенные в просвет канальца
Дистальный извитой каналец. Его начальный отдел обязательно прикасается к клубочку между приносящей и выносящей артериолами
4. Дистальный– толстая часть
восходящего отдела петли, дистальный
извитой каналец, связующий отдел.
Собирательные трубки в процессе
эмбриогенеза развиваются самостоятельно,
но функционируют вместе с дистальным
сегментом.
Начинаясь в коре почки, собирательные
трубки сливаются, образуют выводные
протоки, которые проходят через мозговое
вещество и открываются в полость почечной
лоханки. Общая длина канальцев одного
нефрона – 35-50 мм.
В различных сегментах канальцев нефрона
имеются существенные отличия в зависимости
от их локализации в той или иной зоне
почки, величине клубочков (юкстамедулярные
крупнее суперфициальных), глубине
расположения клубочков и проксимальных
канальцев, длине отдельных участков
нефрона, особенно петель. Большое
функциональное значение имеет зона
почки, в которой расположен каналец,
независимо от того, находится ли он в
корковом или мозговом веществе.
В корковом слое находятся почечные
клубочки, проксимальные и дистальные
отделы канальцев, связующие отделы. В
наружной полоске наружного мозгового
вещества находятся тонкие нисходящие
и толстые восходящие отделы петель
нефронов, собирательные трубки. Во
внутреннем слое мозгового вещества
располагаются тонкие отделы петель
нефрона и собирательные трубки.
Такое расположение частей нефрона в
почке неслучайно. Это важно в осмотическом
концентрировании мочи. В почке
функционирует несколько различных
типов нефронов:
3.Юкстамедуллярные (у границы
коркового и мозгового слоя).
Одним из важных отличий, перечисленных
трех типов нефронов, является длина
петли Генле.
Все поверхностные — корковые
нефроны обладают короткой петлей, в
результате чего колено петли располагается
выше границы, между наружной и внутренней
частями мозгового вещества.
У всех
юкстамедуллярных нефронов длинные
петли проникают во внутренний отдел
мозгового вещества, часто достигая
верхушки сосочка. Интракортикальные
нефроны могут иметь и короткую и длинную
петлю.
ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ПОЧКИ
Почечный кровоток не зависит от системного
артериального давления в широком
диапазоне его изменений. Это связано с
миогенной регуляцией, обусловленной
способностью гладкомышечных клетокvasafferensсокращаться в ответ на растяжение их
кровью (при повышении артериального
давления). В результате количество
протекающей крови остается постоянным.
В одну минуту через сосуды обеих почек
у человека проходит около 1200 мл крови,
т.е. около 20-25% крови, выбрасываемой
сердцем в аорту. Масса почек составляет
0,43% массы тела здорового человека,
а получают они ¼ часть объема
крови, выбрасываемой сердцем.
Через
сосуды коры почки протекает 91-93% крови,
поступающей в почку, остальное ее
количество снабжает мозговое вещество
почки. Кровоток в коре почки в норме
составляет 4-5 мл/мин на 1 г. ткани. Это
наиболее высокий уровень органного
кровотока. Особенность почечного
кровотока состоит в том, что при изменении
артериального давления (от 90 до 190
мм.рт.
ст) кровоток почки остается
постоянным. Это обусловлено высоким
уровнем саморегуляции кровообращения
в почке.
Короткие почечные артерии — отходят от
брюшного отдела аорты и представляют
собой крупный сосуд с относительно
большим диаметром.
После вхождения в
ворота почек они делится на несколько
междолевых артерий, которые проходят
в мозговом веществе почки между пирамидами
до пограничной зоны почек. Здесь от
междольковых артерий отходят дуговые
артерии.
От дуговых артерий в направлении
коркового вещества идут междольковые
артерии, которые дают начало многочисленным
приносящим клубочковым артериолам.
jpg» width=»329″>В
почечный клубочек входит приносящая
(афферентная) артериола, в нем она
распадается на капилляры, образуя
мальпегиев клубочек. При слиянии они
образуют выносящую (эфферентную)
артериолу, по которой кровь оттекает
от клубочка.
Эфферентная артериола,
затем снова распадаются на капилляры,
образуя густую сеть вокруг проксимальных
и дистальных извитых канальцев.
Две сети капилляров – высокого
и низкого давления.
В капиллярах высокого давления (70 мм
рт.ст.) – в почечном клубочке – происходит
фильтрация. Большое давление связано
с тем, что:1) почечные артерии отходят
непосредственно от брюшного отдела
аорты; 2) их длина невелика; 3) диаметр
приносящей артериолы в 2 раза больше,
чем выносящей.
Таким образом, большая часть крови в
почке дважды проходит через капилляры
— вначале в клубочке, затем вокруг
канальцев, это так называемая «чудесная
сеть». Междольковые артерии образуют
многочисленные аностомозы, которые
играют компенсаторную роль.
В образовании
околоканальцевой капиллярной сети
существенное значение имеет артериола
Людвига, которая отходит от междольковой
артерии, либо от приносящей клубочковой артериолы.
Благодаря артериоле Людвига
возможно экстрагломерулярное
кровоснабжение канальцев в случае
гибели почечных телец.
Артериальные капилляры, создающие
околоканальцевую сеть, переходят в
венозные. Последние образуют звездчатые
венулы, расположенные под фиброзной
капсулой — междольковые вены, впадающие
в дуговые вены, которые сливаются и
образуют почечную вену, которая впадает
в нижнюю половую вену.
В почках различают 2-а круга кровообращения:
большой корковый — 85-90% крови, малый
юкстамедулярный — 10-15% крови. В
физиологических условиях 85-90% крови
циркулирует по большому (корковому)
кругу почечного кровообращения, при
патологии кровь движется по малому или
укороченному пути.
Отличие кровоснабжения юкстамедулярного
нефрона — диаметр приносящей артериолы
примерно равен диаметру выносящей
артериолы, эфферентная артериола не
распадается на околоканальцевую
капиллярную сеть, а образует прямые
сосуды, которые спускаются в мозговое
вещество.
Прямые сосуды образуют петли
на различных уровнях мозгового вещества,
поворачивая обратно. Нисходящие и
восходящие части этих петель образуют
противоточную систему сосудов, называемых
сосудистым пучком.
Юкстамедулярный
путь кровообращения является своеобразным
«шунтом» (шунт Труэта), в котором
большая часть крови поступает не в
корковое, а в мозговое вещество почек.
Это так называемая дренажная система
почек.
Строение и функции почки. Нефрон — структурная и функциональная единица почки
Почка представляет парный экскреторный орган, вырабатывающий мочу, лежащий на задней стенке брюшной полости позади брюшины.
Почки человека имеют фасолеподобную вогнутую форму. Средний вес каждой почки взрослого человека колеблется от 140 до 180 грамм. Размеры органа также могут меняться, в зависимости от функциональных потребностей человека. Высота здорового органа 100-120 мм, диаметр 30-35 мм.
Сверху она покрыта прочной гладкой фиброзной тканью с жировой прослойкой — фасция. Фасция защищает орган от механических повреждений. С вогнутой стороны находится отверстие – почечные ворота.
Через это отверстие в почку заходит почечная вена, артерия, нервы и лоханка, которая переходит в лимфатические сосуды, а далее в мочеточник. Совокупно это называют «почечной ножкой».
Основной структурно-функциональной единицей почки является нефрон.
Нефрон представляет собой эпителиальную трубочку, которая начинается слепо в виде капсулы почечного тельца, далее переходящей в канальцы разного калибра, впадающей в собирательную трубочку. В каждой почке имеется около 1-2 млн нефронов.
Длина канальцев нефрона составляет 2-5 см, а общая длина всех канальцев в обеих почках достигает 100 км. В нефроне различают капсулу клубочка почечного тельца, проксимальный, тонкий и дистальный отделы.
МОЧЕОБРАЗОВАНИЕ, процесс образования мочи, в результате которого из организма выводятся конечные продукты обмена веществ и обеспечивается гомеостаз.
В почечных клубочках нефрона происходит фильтрация плазмы крови и образование первичной мочи, а в его выводящих канальцах – обратное всасывание (реабсорбция) из первичной мочи воды, глюкозы, аминокислот и других веществ. В результате образуется конечная (вторичная)моча.
Реабсорбция осуществляется под действием антидиуретического гормона вазопрессина, образующегося вгипоталамусе и накапливающегося в гипофизе. Конечная моча собирается и выделяется через мочевыделительную систему – почечные чашечки, лоханки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.
Мочевыделение увеличивается при обильном поступлении воды в организм и уменьшается при ограничении жидкости, высокой температуре окружающей среды, вызывающейпотоотделение. Нарушение мочевыделения проявляется в увеличении (полиурия) или уменьшении (олигурия) количества мочи.
Полиурия наблюдается при болезнях эндокринной системы, олигурия – при болезнях сердца и почек, сопровождающихся отёками подкожной клетчатки.
Мочеобразование регулируется нервными, гуморальными и гемодинамическими факторами. Ультрафильтрация зависит от давления в капиллярах почечного тельца, которое в свою очередь регулируется в основном нервными влияниями. Другие этапы мочеобразования в основном гуморально зависимы. Кроме того, деятельность почек связана с регуляцией гемодинамики.
С одной стороны, от величин гемодинамических констант крови, в частности артериального давления (АД), зависит процесс мочеобразования. С другой стороны, величина диуреза, выделение с мочой воды и соли определяют объём циркулирующей крови и величину АД.
Поэтому в деятельности почек существуют регуляторные механизмы, участвующие в поддержании гемодинамических констант и обеспечивающие необходимый для мочеобразования уровень АД.
Акт мочеиспускания можно рассматривать как результат самостоятельной поведенческой функциональной системы мочевыведения, которая складывается на основе формирования эмоционально окрашенной потребности с одновременным учётом социальных факторов.