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:

  • фильтрация крови и выведение продуктов распада из организма;
  • поддержание водного баланса.

Строение функциональной единицы почки

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

  • Капсула;
  • Клубочек;
  • Извитые канальцы первого и второго порядка;
  • Восходящая и нисходящая части петли Генле;
  • Собирательные трубочки.

Зачем нам так много нефронов

Клубочек нефрона

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.

Основные из нефронов

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.

beregipochki.ru

Описание нефрона


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:

  • капиллярный клубочек;
  • капсула почечного клубочка;
  • ближний каналец;
  • нисходящий и восходящий фрагменты;
  • дальние прямые и извитые канальцы;
  • соединительный путь;
  • собирательные протоки.

Единица почки

Вернуться к оглавлению

Функции нефрона у человека

В день в 2 млн клубочков образуется до 170 л первичной мочи.

Понятие нефрона ввел итальянский врач и биолог Марчелло Мальпиги. Так как нефрон считается целостной структурной единицей почки, то и отвечает за выполнение следующих функций в организме:


  • очистка крови;
  • формирование первичной мочи;
  • возвратный капиллярный транспорт воды, глюкозы, аминокислот, биоактивных веществ, ионов;
  • образование вторичной мочи;
  • обеспечение солевого, водного и кислотно-щелочного баланса;
  • регулирование уровня артериального давления;
  • секреция гормонов.

Вернуться к оглавлению

Почечный клубочек

Единица почки
Схема строения почечнго клубочка и капсулы Боумена.

Нефрон начинается капиллярным клубочком. Это — тело. Морфофункциональная единица — сеть капиллярных петель, общим числом до 20, которые окружает капсула нефрона. Кровоснабжение тело получает от приносящей артериолы. Стенка сосудов представляет собой слой эндотелиальных клеток, между которыми находятся микроскопические промежутки диаметром до 100 нм.


В капсулах выделяют внутренний и внешний эпителиальные шары. Между двумя слоями остается щелевидный промежуток — мочевое пространство, где содержится первичная моча. Она окутывает каждый сосуд и формирует цельный шар, таким образом разделяя кровь, расположенную в капиллярах, от пространств капсулы. Базальная мембрана служит поддерживающей базой.

Устроен нефрон по типу фильтра, давление в котором не постоянное, оно изменяется в зависимости от разницы ширины просветов приносящего и выносящего сосудов. Фильтрация крови в почках происходит в клубочке. Форменные элементы крови, белки, обычно не могут проходить сквозь поры капилляров, так как их диаметр значительно больше и они задерживаются базальной мембраной.

Вернуться к оглавлению

Подоциты капсулы

В состав нефрона входят подоциты, образующие внутренний слой в капсуле нефрона. Это звездчатые эпителиоциты большого размера, которые окружают почечный клубочек. У них овальное ядро, которое включает рассеянный хроматин и плазмосому, прозрачная цитоплазма, вытянутые митохондрии, развитый аппарат Гольджи, укороченные цистерны, мало лизосом, микрофиламенты и несколько рибосом.

Три типа ответвлений подоцитов образуют педикулы (цитотрабекулы). Выросты тесно врастают друг в друга и лежат на внешнем слое базальной мембраны. Структуры цитотрабекул в нефронах формируют решетчатую диафрагму. Эта часть фильтра имеет негативный заряд. Для их нормальной работы также требуются белки. В комплексе происходит фильтрация крови в просвет капсулы нефрона.

Вернуться к оглавлению

Базальная мембрана


Единица почки

Строение базальной мембраны нефрона почки имеет 3 шара толщиной около 400 нм, состоит из коллагеноподобного белка, глико- и липопротеидов. Между ними расположены слои плотной соединительной ткани — мезангия и шар мезангиоцититов. Здесь также располагаются щели размером до 2 нм — поры мембраны, они имеют значение в процессах очищения плазмы. С обеих сторон отделы соединительнотканных структур покрыты системами гликокаликса подоцитов и эндотелиоцитов. Фильтрация плазмы задействует часть вещества. Базальная мембрана клубочков почек функционирует как барьер, через который не должны проникать крупные молекулы. Также и отрицательный заряд мембраны предотвращает прохождение альбуминов.

Вернуться к оглавлению

Мезангиальный матрикс

Кроме того, состоит нефрон из мезангия. Он представлен системами элементов соединительной ткани, которые располагаются между капиллярами мальпигиевого клубочка. Также это отдел между сосудами, где отсутствуют подоциты. В его основной состав входят рыхлая соединительная ткань, содержащая мезангиоциты и юкставаскулярные элементы, которые располагаются между двумя артериолами. Основная работа мезангия — поддерживающая, сократительная, а также как обеспечение регенерации компонентов базальной мембраны и подоцитов, так и поглощение старых составляющих компонентов.

Вернуться к оглавлению

Проксимальный каналец


Проксимальные капиллярные почечные канальцы нефронов почки разделяются на изогнутые и прямые. Просвет небольшого размера, его формируют цилиндрический или кубический тип эпителия. На верхушке помещается щеточная кайма, которая представлена длинными ворсинками. Они составляют поглощающий слой. Обширная площадь поверхности проксимальных трубочек, большое число митохондрий и близкое расположение перитубулярных сосудов предназначены для селективного захвата веществ.

Отфильтрованная жидкость поступает из капсулы в другие отделы. Мембраны близко расположенных клеточных элементов разделяются промежутками, через которые происходит циркуляция жидкости. В капиллярах извитых клубочков производится процесс реабсорбции 80% компонентов плазмы, среди них: глюкоза, витамины и гормоны, аминокислоты, а кроме того, мочевина. Функции канальцев нефрона включают выработку кальцитриола и эритропоэтина. В сегменте вырабатывается креатинин. Посторонние субстанции, которые попадают в фильтрат из межклеточной жидкости, экскретируются с мочой.

Вернуться к оглавлению

Петля Генле

Единица почкиСтруктурно-функциональная единица почки имеет в составе тонкие отделы, также называемые петлей Генле.


а состоит из 2 сегментов: нисходящего тонкого и восходящего толстого. Стенка нисходящего участка диаметром 15 мкм образована плоским эпителием со множественными пиноцитозными пузырьками, а восходящей — кубическим. Функциональное значение канальцев нефрона петли Генле охватывает ретроградное перемещение воды в нисходящей части колена и ее пассивный возврат в тонком поднимающемся сегменте, обратный захват ионов Na, Cl и K в толстом отрезке восходящего сгиба. В капиллярах клубочков этого сегмента молярность мочи повышается.

Вернуться к оглавлению

Дистальный каналец

Дистальные отделы нефрона находятся возле мальпигиевого тельца, так как капиллярный клубочек делает изгиб. Они достигают диаметра до 30 мкм. Имеют аналогичную дистальным извитым канальцам структуру. Эпителий призматический, размещается на базальной мембране. Здесь располагаются митохондрии, обеспечивающие структуры необходимой энергией.

Клеточные элементы дистального извитого канальца формируют инвагинации базальной мембраны. В месте соприкосновения капиллярного тракта и сосудистого полюса малипигиевого тельца, почечный каналец меняется, клетки становятся столбчатыми, ядра приближаются одно к другому. В почечных канальцах происходит обмен ионов калия и натрия, влияющий на концентрацию воды и солей.

Воспаления, дезорганизация или дегенеративные изменения эпителия чреваты снижением способности аппарата в должной мере концентрировать или, наоборот, разводить мочу. Нарушение функции почечных канальцев провоцирует изменения баланса внутренних сред организма человека и проявляется появлением изменений в моче. Такое состояние носит название тубулярной недостаточности.


Для поддержки кислотно-основного баланса крови в дистальных канальцах секретируются ионы водорода и аммония.

Вернуться к оглавлению

Собирательные трубки

Единица почкиСобирательная трубка, также известная как Беллиниевые протоки, не относится к нефрону, хотя и выходит из него. В состав эпителия входят светлые и темные клетки. Светлые эпителиоциты отвечают за реабсорбцию воды и участвует в образовании простагландинов. На апикальном конце светлая клетка содержит единичную ресничку, а в складчатых темных образуется соляная кислота, которая изменяет рН мочи. Собирательные трубки расположены в паренхиме почки. Эти элементы участвуют в пассивной реабсорбции воды. Функция канальцев почек — регуляция количества жидкости и натрия в организме, которые влияют на значение артериального давления.

Вернуться к оглавлению

Классификация

Исходя из того, в каком слое находятся капсулы нефронов, выделяют такие виды:

  • Корковые — капсулы нефронов находятся в корковом шаре, в состав входят клубочки малого или среднего калибра с соответствующей длиной изгибов. Их афферентная артериола короткая и широкая, а отводящая — уже.
  • Юкстамедуллярные нефроны размещены в мозговой почечной ткани. Их структура представлена в виде крупных почечных телец, которые имеют относительно более длинные канальцы. Диаметры афферентной и эфферентной артериол одинаковые. Главная роль — концентрирование мочи.
  • Субкапсулярные. Структуры, располагаемые непосредственно под капсулой.

В общем за 1 минуту обе почки очищают до 1,2 тыс мл крови, а за 5 минут фильтруется весь объем тела человека. Считается, что нефроны, как функциональные единицы, не способны на восстановление. Почки — нежный и ранимый орган, поэтому факторы, негативно влияющие на их работу, приводят к снижению числа активных нефронов и провоцируют развитие почечной недостаточности. Благодаря знаниям врач способен понять и выявить причины изменений в моче, а также провести коррекцию.

etopochki.ru

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон. В каждой почке их насчитывается более миллиона. Нефрон начинается слепым чашеобразным расширением с двуслойной стенкой — капсулой нефрона (боуменовой капсулой), выстланной однослойным кубическим эпителием. Между обоими слоями капсулы находится пространство, сообщающееся с просветом отходящего от капсулы канальца. В капсуле расположен клубочек кровеносных капилляров, который вместе с капсулой образует почечное тельце. От капсулы нефрона начинаются извитые канальцы 1-го порядка (проксимальные), переходящие в нисходящую часть петли нефрона (петля Генле). Восходящая часть петли переходит в извитой каналец 2-го порядка (дисталъный). Этот каналец вливается в прямые собирательные трубки, по которым моча поступает в почечную лоханку.

Строение нефрона

Строение нефрона

В каждую собирательную трубку впадают канальцы многих нефронов. Все вместе они образуют дольку почечной ткани. Эти дольки не отделены друг от друга соединительнотканными прослойками. Основу дольки образует ветвящаяся собирательная трубка. Окруженные петлями нефронов, они образуют в корковом веществе над пирамидами мозговые лучи. Мозговые лучи четко выявляются в корковом веществе почки, тогда как в мозговом веществе они неразличимы. Примерно по границе соседних долек междольковые артерии поднимаются в корковое вещество. Вблизи от капсулы почки мозговые лучи значительно тоньше, чем возле мозгового вещества. Это связано с тем, что в периферической части с собирательной трубкой связано меньшее количество канальцев нефронов, чем в глубоких частях дольки.

В зависимости от расположения клубочков соответствующие нефроны обозначают как корковые, которые локализованы в наружных слоях коркового вещества, и юкстамедулярные — расположенные в глубине почки, в почечных столбах. У большей части нефронов, клубочки которых лежат в наружной части коркового вещества, петли короткие, заходят неглубоко в мозговое вещество. У юкстамедуллярных нефронов клубочки лежат вблизи мозгового вещества, их петли длинные, доходят до верхушек пирамид.

Почечное (мальпигиево) тельце, как уже отмечалось, состоит из капиллярного клубочка, окруженного капсулой нефрона. К этим клубочкам в капсулах нефронов подходят приносящие артериолы Кровеносные капилляры от каждого клубочка собираются в выносящую артериолу, имеющую меньший диаметр, чем приносящая. Разность диаметров артериол способствует поддержанию высокого кровяного давления в капиллярах клубочка. Здесь происходит фильтрация экскретов и образуется первичная моча. Давление в капиллярах клубочка достаточно стабильно, его значение остается постоянным даже при повышении общего уровня давления. Следовательно, скорость фильтрации при этом также практически не изменяется. Внутренний слой капсулы (висцеральный листок) образован эпителием, который получил название гломерулярного или клубочкового. Этот эпителий почти полностью окружает отдельные капилляры и образует вокруг них базальную мембрану. Эпителий наружной стенки капсулы — париетальный листок — называется капсулярным. Оба листка переходят друг в друга по краю капсулы. Между ними заключено пространство, называемое боуменовым или капсулярным. Диаметр почечного тельца колеблется от 150 до 250 мкм. Оно имеет овальную форму.

В стенке приносящей артериолы мышечный слой развит сильнее, чем в выносящей. Возле капсулы нефрона оба сосуда расходятся, это место называется сосудистым полюсом клубочка. Восходящая часть петли Генле образует перегиб в этом участке и тесно контактирует со стенкой приносящей артериолы. Затем петля переходит в дистальный извитой каналец. В капсуле нефрона происходит фильтрация веществ, находящихся в плазме крови. Через эндотелий капилляров, базальную мембрану и эпителий висцерального листка капсулы они переходят в просвет капсулы. Цитоплазма эндотелиальных клеток очень тонкая, большая ее часть имеет многочисленные поры (фенестры) диаметром 100 нм. Базальная мембрана толще, чем в других участках организма. Она образуется эпителиальными клетками, а разрушается с противоположной стороны макрофагами, находящимися возле кровеносных капилляров. Эпителиальные клетки имеют отростки, напоминающие ножки, поэтому их называют подоцитами. Тело клеток отделено от капилляра пространством, заполненным клубочковым фильтратом. Длинные отростки клеток тянутся вдоль капилляра и окружают его наподобие муфты, переплетаясь с отростками соседних клеток. Между отростками остаются щели шириной 20-30 нм, закрытые диафрагмой. Все компоненты описанного барьера обладают избирательной проницаемостью. Макромолекулярные вещества, диаметр молекулы которых превышает 100 нм, задерживаются эндотелием. Прохождение более мелких молекул ограничено фильтрационным действием базальной мембраны и, наконец, диафрагмы, закрывающие щели между отростками подоцитов, не позволяют попадать в капсулярное пространство молекулам крупнее 6-9 нм. Было установлено также, что эффективность барьера зависит от того, насколько близок к норме кровоток в капиллярах клубочка и состава белков в плазме крови.

В почках человека насчитывается более 1 млн. нефронов. Общая выделительная поверхность их достигает 5 — 8 м2, т.е. в 3-5 раз превышает поверхность тела. Обычно одновременно работает лишь 1/3 нефронов, остальные служат физиологическим резервом. Вот почему человек переносит оперативное удаление одной почки. Оставшаяся почка в таких случаях лишь несколько увеличивается в размерах.

Длина проксимального извитого канальца около 14 мм. Он начинается от капсулы нефрона. Снаружи каналец покрывает базальная мембрана. Стенка канальца образована одним слоем эпителиальных клеток. Их поверхность, обращенная в просвет, покрыта щеточной каемкой из микроворсинок. Мембрана базальной части клеток образует многочисленные складки. Если накапливается большое количество фильтрата (первичной мочи), просвет канальца округляется, а клетки его стенки становятся низкими, призматическими. При небольшом объеме фильтрата просвет канальца сужается, а клетки приобретают вид высокого призматического эпителия.

В проксимальных извитых канальцах происходит обратное всасывание (реабсорбция) воды и натрия (до 85%), а также кальция, фосфата, сульфатов и некоторых других ионов, которые содержатся в фильтрате. Эти вещества поступают в капилляры, на которые распадается выносящая артериола сосудистого клубочка. Процессы внутриклеточного транспорта ионов требуют значительных затрат энергии, которая поступает из многочисленных митохондрий в базальных частях клеток. В этих канальцах происходит также обратное всасывания белков, глюкозы, аминокислот, креатинина и витаминов, поступивших в фильтрат из плазмы крови. Клетки канальцев способны к секреции: они выделяют в просвет продукты обмена, лекарства и т.д.

Проксимальный каналец входит в мозговой луч и переходит в нисходящую часть петли нефрона (петли Генле). Начальный отдел петли по строению не отличается от извитого канальца, но затем ее диаметр уменьшается. В просвет петли Генле попадает только около 15% клубочкового фильтрата. Клетки стенки этой части петли пропускают воду из просвета петли в тканевую жидкость. Через стенки восходящей части петли в окружающую тканевую жидкость выходит натрий, отчего она становится гипертонической. Для воды эпителий этой части петли непроницаем. Это имеет большое функциональное значение, особенно в юкстамедулярных нефронах, петли которых доходят до верхушек пирамид. Благодаря повышению концентрации ионов в тканевой жидкости, омывающей структуры, входящие в мозговые лучи и, в частности, собирательные трубки, в них происходит всасывание воды. В результате вторичная моча, поступающая по собирательным трубкам в почечную лоханку, гипертонична. По мере удаления от проксимального канальца просвет петли сужается, а эпителий, его выстилающий, становится плоским. Восходящая часть петли Генле возвращается к клубочку и переходит в дистальный извитой каналец. Эти канальцы короче проксимальных, их диаметр меньше, а стенки образованы низким призматическим эпителием. На апикальной поверхности эпителиальных клеток отсутствуют микроворсинки, а в базальной части хорошо развиты складки. Снаружи канальцы окружены базальной мембраной. Через стенку канальца происходит выход натрия в тканевую жидкость.

Из дистальных извитых канальцев моча попадает в собирательные трубки, которые образуют систему выводных протоков. Самые крупные из них открываются на вершинах пирамид мозгового вещества. По ним вторичная моча поступает в чашечки, а затем в почечную лоханку и мочеточник. Стенки трубок образованы цилиндрическими клетками со слабо сладчатыми мембранами.

В извитых канальцах регуляция реабсорбции ионов происходит при участии гормонов коркового слоя надпочечников, в первую очередь альдостерона. Этот минералкортикоид усиливает реабсорбцию №+, главным образом в дистальных извитых канальцах. Напротив, стимуляция почечных симпатических нервов заметно снижает экскрецию №+. Было показано, что эти нервы непосредственно контактируют со стенками всех извитых канальцев и при раздражении усиливают канальцевую реабсорбцию. Собирательные трубки в норме не проницаемы для воды. Гормон вазопрессин, или антидиуретический гормон (АДГ), выделяемый нейрогипофизом, делает ее проницаемой, вследствие чего образуется концентрированная моча. Дефицит воды в организме, например при обезвоживании или мышечной работе, повышает выделение АДГ, что приводит к уменьшению количества выводимой воды. У больных несахарным диабетом количество выделяемой мочи может достигать 5-10 л в сутки. Это объясняется либо низким уровнем АДГ, либо неспособностью почек реагировать на гормон.



biofile.ru

Мочевая система организма

В организме человека постоянно происходят различные процессы, в ходе которых вырабатываются продукты распада. Если организм по каким-то причинам теряет возможность выводить отходы наружу, они начинают скапливаться. Когда токсический уровень оказывается слишком высок, токсины начинают разрушать ткани и органы. Поэтому очень важно, чтобы мочевыводящая система работала слажено, без сбоев, поскольку её задачей является вывод из тела многих отходов.

Мочевыводящая система состоит из:

  • двух почек, содержащих нефроны;
  • двух мочеточников;
  • мочевого пузыря;
  • мочеиспускательного канала;
  • артерий и вен.

единица почки

Мочеточники соединяют почки с мочевым пузырем, который является местом временного хранения мочи. Урина покидает тело во время мочеотделения через мочеиспускательный канал.

Что такое почки

Почки – это парный орган, расположенный в задней верхней части брюшной полости по двум сторонам позвоночника, который защищают нижние ребра и слой жира. Почечная артерия, вена и мочеточники входят в почки в средней части, которую называют воротами почки.

Помимо того, что в почках происходит забор продуктов распада из крови и формирование мочи, они выполняют немало других функций. Одна из них – регулирование объема крови, что осуществляется при помощи контроля за количеством воды, выводимой и всасываемой обратно в кровь.

Еще одна задача почек – регуляция электролитов. Для этого они управляют выделением и обратным всасыванием (реабсорбцией) ионов калия и натрия. Отвечает орган и за регуляцию кислотно-щелочного баланса путем осуществления контроля за выделением и обратным всасыванием водорода. Если из крови выделяется большее количество ионов водорода, плазма становится менее кислой (более щелочной), тогда как при их задержке, крови становится кислее (менее щелочной).

почка

Ответственны почки и за регулирование давления. Происходит это благодаря контролю за количеством выделяемой воды и уровнем ее реабсорбции. Когда жидкость в организме задерживается, объем крови увеличивается, что приводит к повышению давления крови. Если же почки выделяют в мочу большее количество воды, объем плазмы сокращается, давление понижается.

Отвечают почки также за регуляцию выработки эритроцитов, красных клеток крови. Когда их число уменьшается, уровень кислорода в крови также понижается, что заставляет почки вырабатывать вещество, называемое эритропоэтин. Этот гормон достигает по кровеносной системе костного мозга и стимулирует его к выработке большего количества эритроцитов. При достижении оптимального числа красных клеток в крови, этот процесс прекращается посредством механизма негативной обратной связи.

Что такое нефрон

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.

боли

Фильтрат образуется из крови после того, как через фильтрующую мембрану проходят вещества, размеры которых достаточно малы для того, чтобы проникнуть свозь неё. Этот фильтрат движется дальше через систему канальцев, где фильтрация продолжается. При этом одни вещества удаляются из фильтрата, другие прибавляются.

Таким образом, вытекая из почечного клубочка, фильтрат проходит четыре основных сегмента нефрона:

  • Проксимальный изгиб канальца – здесь происходит обратное всасывание питательных веществ и элементов, необходимых для работы организма.
  • Петля Генле – в этой части нефрона, образованной нисходящей и восходящей частями канальца с узким просветом, осуществляется контроль за концентрацией мочи.
  • Дистальный изгиб канальца – происходит регуляция натрия, калия и кислотно-щелочного баланса.
  • Сборный канал – в месте, куда вливаются несколько канальцев, происходит регуляция количества воды и обратное всасывание натрия.

Таким образом, нефрон, основная функциональная единица почек, выполняет главную работу по удалению продуктов обмена веществ посредством фильтрации и секреции. Нужные организму вещества при этом возвращаются обратно в кровь.

Как работает нефрон

Нефроны, структурно-функциональные единицы почки, выполняют свои задачи с помощью кровообращения. Кровь входит в почечные клубочки через афферентные артериолы (ответвления почечной артерии) и выходит через более узкие эфферентные артериолы. Разница в просвете этих сосудов создает гидростатическое давление, благодаря которому кровь движется. Ток крови благодаря созданному гидростатическому давлению заставляет молекулы проходить через фильтрующие мембраны в почечных клубочках. В этом и состоит механизм процесса фильтрации.

Капиллярная сеть расположена вокруг петли Генле, проксимального и дистального канальца. По мере движения фильтрата через нефрон, одни элементы прибавляются, другие удаляются из него. При этом приток различных веществ больше, чем выход веществ.

почки

Нормальный фильтрат содержит воду, глюкозу, аминокислоты, мочевину, креатинин и растворы солей (хлорид натрия, ионы калия, ионы бикарбоната). Также в нем могут находиться различные токсины и лекарства. Протеины и красные клетки крови в фильтрате не содержатся, поскольку их размер слишком велик для того, чтобы пройти через фильтрующую мембрану клубочков. Если эти крупные молекулы присутствуют в фильтрате, это говорит о нарушениях в процессе фильтрации.

Движение элементов из нефрона в кровь называется обратное всасывание (реабсорбция), тогда как из крови в нефрон – секрецией (выделением). Их схематическое движение подано в следующей таблице:

Проксимальный изгиб канальца  Петля Генле Дистальный изгиб канальца Сборный канал
Реабсорбция аминокислоты, глюкоза, хлорид натрия, ионы калия, ионы бикарбоната, вода хлорид натрия, вода, хлорид натрия, ионы бикарбоната, вода, ионы водорода хлорид натрия, вода,
Секреция Мочевая кислота, ионы водорода, лекарства Ионы водорода, ионы калия

Исходя из таблицы, очевидно, что мочевая кислота и лекарства не фильтруются. Они выделяются в процессе секреции в систему канальцев в проксимальном изгибе. Фильтрат в петле Генле имеет высокую концентрацию продуктов распада, таких как мочевая кислота, мочевина и креатинин. Таким образом, когда фильтрат достигает петли Генле, почти все полезные вещества, необходимые организму уже возвращены.

На конечном этапе компонентами мочи являются вода, хлорид натрия, калий, бикарбонат, креатинин и мочевина. В отношении креатинина не происходит ни обратного всасывания, ни выделения в каналец. По этим причинам креатинин выбран для расчетов скорости клубочковой фильтрации, необходимой для определения функциональной пробы почек. Высокие уровни креатинина свидетельствуют о проблемах с клубочковой фильтрацией в нефроне.

Вода в моче

Функции нефрона заключаются и в том, что он контролирует количество воды путем введения и выведения воды в фильтрат, которая следует за натрием благодаря осмотическому градиенту. Вода движется с места, где меньшая концентрация хлорида натрия в сторону его большей концентрации. При этом нисходящий сегмент петли Генле сильно проницаем для её молекул. Вода тут всасывается обратно в общий ток крови благодаря осмотическому давлению. Восходящий сегмент петли Генле для воды непроницаем, но через его стенки в интерстиций проходит хлорид натрия.

моча

Существуют два основных гормона, регулирующих скорость выведения воды из организма. Первый гормон – это альдостерон, который оказывает влияние на сборный канал, собирающий мочу от канальцев, и заставляет организм задерживать воду. Давление крови при этом увеличивается. Этот механизм запускается, когда в крови понижено давление крови или низкий уровень ионов натрия. Таким образом, альдостерон является частью системы регуляции давления, включающей в себя три компонента: ренин-ангиотензин-алдостерон.

Вторым веществом является антидиуретический гормон, который принуждает всасываться обратно в кровь большему количеству воды из сборных каналов путем увеличения проницаемости их стенок. Вода при этом проникает обратно в кровь под действием осмоса. Большее количество антидиуретического гормона выделяется, когда организму нужно задержать большее количество воды, – и это приводит к большей концентрированности мочи.

Повреждения почечных клубочков

Таким образом, очевидно, что любые патологии почечных клубочков ведут к серьезным проблемам. Патофизиологические механизмы повреждения главной части структурной единицы почки, почечного клубочка объясняются при помощи трех моделей:

  • Теории целого нефрона.
  • Теории гиперфильтрации.
  • Теория комплексных отложений.

Теория целого нефрона объясняется следующим образом. Каждый нефрон являет собой почку в миниатюре. Поэтому повреждение одного из его компонентов приводит к повреждению целого нефрона. Это может происходить из-за дефектов перитубулярной капиллярной сети, изменения в составе жидкости, текущей через канальцы, сокращения снабжения кислородом и, как следствие, дефицита в обмене веществ.

Последствиями повреждения нефрона являются уменьшение фильтрации белка и сокращение синтеза гормонов, прежде всего – эритропоэтина. В результате происходит некроз канальцевого эпителия и недостаточность фильтрации.

Иногда нефрон может восстановиться самостоятельно. Но бывает и противоположная картина – некроз нефрона. При этом может в качестве компенсации произойти гипертрофия или гиперфункция нефронов, что окружают погибшую единицу. Затем следует фиброз пораженных частей почки с последующей сосудистой недостаточностью оставшихся нефронов и прогрессирующее повреждение почки.

Вторая гипотеза – теория гиперфильтрации, когда усиленная фильтрация приводит к повреждению почечных клубочков из-за повышения давления крови, которое более интенсивно давит на их ткани. Это может быть результатом действия токсичных для почек лекарств.

Теория комплексных отложений говорит о том, что проблема возникает, когда иммунные комплексы, являющиеся слипшимися сгустками антител, из-за больших размеров не могут пройти в канальцы. Поэтому они откладываются в клубочке, вызывая склероз и рубцевание тканей.

В любом случае, чтобы не вызвало повреждение нефронов, ситуация опасна не только для здоровья, но и жизни человека. Поэтому при любых подозрениях относительно сбоев в работе почек нужно обратиться к врачу и пройти обследования.

2pochku.ru