Нефрон как работает

Нефрон, строение которого напрямую зависит от здоровья человека, отвечает за работу почек. Почки состоят из нескольких тысяч таких нефронов, благодаря им в организме корректно осуществляется мочеобразование, выведение шлаков и очищение крови от вредных веществ после переработки полученных продуктов.

Что такое нефрон?

Нефрон, строение и значение которого очень важны для организма человека, является структурно-функциональной единицей внутри почки. Внутри этого структурного элемента осуществляется образование мочи, которая в дальнейшем выходит из организма с помощью соответствующих путей.

Биологи утверждают, что внутри каждой почки находится до двух миллионов таких нефронов, и каждый из них должен быть абсолютно здоров, чтобы мочеполовая система могла полностью выполнять свою функцию. В случае повреждения почки нефроны восстановить не удастся, они будут выведены вместе с новообразованной мочой.

Нефрон: его строение, функциональное значение

Нефрон представляет собой оболочку для небольшого клубка, которая состоит из двух стенок и закрывает собой небольшой клубок капилляров. Внутренняя часть этой оболочки покрыта эпителием, особые клетки которого помогают добиться дополнительной защиты. То пространство, которое образуется между двумя слоями, может трансформироваться в небольшое отверстие и канал.


Этот канал обладает щеточной кромкой из небольших ворсинок, сразу за ним начинается очень узкий участок петли оболочки, который спускается вниз. Стенка участка состоит из плоских и маленьких клеток эпителия. В некоторых случаях отсек петли достигает глубины мозгового вещества, а затем разворачивается к корке почечных образований, которые плавно перерастают в еще один сегмент нефроновой петли.

Как устроен нефрон?

Строение почечного нефрона является весьма сложным, до сих пор биологи всего мира бьются над попытками воссоздать его в виде искусственного образования, подходящего для пересадки. Петля появляется преимущественно из поднимающейся части, но может включать в себя еще и деликатную. Как только петля оказывается в том месте, где размещается клубок, она входит в изогнутый маленький канал.

В клетках полученного образования отсутствует ворсистая кромка, однако здесь можно найти большое количество митохондрий. Общая площадь мембраны может быть увеличена из-за многочисленных складок, которые формируются в результате образования петли внутри отдельного взятого нефрона.

Схема строения нефрона человека достаточно сложна, поскольку требует не только тщательной прорисовки, но и досконального знания предмета. Человеку, далекому от биологии, будет достаточно сложно ее изобразить. Последний участок нефрона представляет собой укороченный связующий канал, который выходит в накопительную трубку.


Канал формируется в корковой части почки, с помощью накопительных трубок он проходит сквозь «мозг» клетки. В среднем диаметр каждой оболочки составляет порядка 0,2 миллиметров, а вот максимальная длина канала нефрона, зафиксированная учеными, составляет порядка 5 сантиметров.

Секции почки и нефроны

Нефрон, строение которого доподлинно стало известно ученым только после целого ряда опытов, находится в каждом из структурных элементов важнейших для организма органов – почек. Специфика функций почек такова, что она требует существования сразу нескольких секций структурных элементов: тонкого сегмента петли, дистального и проксимального.

Все каналы нефрона соприкасаются с уложенными накопительными трубками. По мере развития эмбриона они произвольно совершенствуются, однако в уже сформировавшемся органе по своим функциям напоминают дистальный участок нефрона. Подробный процесс развития нефрона ученые неоднократно воспроизводили в своих лабораториях на протяжении нескольких лет, однако подлинные данные были получены лишь в конце XX века.

Разновидности нефронов в почках человека

Схема строения нефрона человека различается в зависимости от типа. Различают юкстамедуллярные, интракортикальные и суперфициальные. Главная разница между ними состоит в их местоположении внутри почки, глубины канальцев и локализации клубочков, а также в размерах самих клубков. Кроме того, ученые придают значение особенностям петель и длительности различных сегментов нефрона.


Суперфициальный тип представляет собой соединение, созданное из коротких петель, а юкстамедуллярный – из длинных. Такое разнообразие, по мнению ученых, появляется в результате потребности нефронов доставать до всех частей почки, в том числе и той, которая располагается ниже корковой субстанции.

Части нефрона

Нефрон, строение и значение которого для организма хорошо изучены, напрямую зависит от канальца, имеющегося в нем. Именно последний отвечает за постоянную функциональную работу. Все вещества, которые имеются внутри нефронов, несут ответственность за сохранность тех или иных разновидностей почечных клубков.

Внутри корковой субстанции можно найти большое количество соединительных элементов, специфических подразделений каналов, почечных клубочков. От того, правильно ли они будут размещены внутри нефрона и почки в целом, будет зависеть работа всего внутреннего органа. В первую очередь это будет влиять на равномерное распределение мочи, а уже потом на ее корректный вывод из организма.

Нефроны как фильтры

Схема строения нефрона на первый взгляд похожа на один большой фильтр, однако у него есть целый ряд особенностей. В середине XIX века ученые предполагали, что фильтрация жидкостей в организме предшествует этапу формирования мочи, спустя сто лет это было научно доказано. С помощью специального манипулятора ученым удалось получить внутреннюю жидкость из клубочковой оболочки, а затем провести ее тщательный анализ.


Выяснилось, что оболочка представляет собой своеобразный фильтр, с помощью которого происходит очистка воды и всех молекул, которые формируют плазму крови. Мембрана, с помощью которой происходит фильтрация всех жидкостей, основана на трех элементах: подоцитах, эндотелиальных клетках, также используется базальная мембрана. С их помощью жидкость, которую необходимо вывести из организма, попадает в клубок нефрона.

Внутренности нефрона: клетки и мембрана

Строение нефрона человека должно рассматриваться с учетом того, что содержится в клубочке нефрона. Во-первых, речь идет об эндотелиальных клетках, с помощью которых образуется слой, препятствующий попаданию внутри частичек белка и крови. Плазма и вода проходят дальше, беспрепятственно попадают в базальную мембрану.

Мембрана представляет собой тонкий слой, который отделяет эндотелий (эпителий) от ткани соединительного типа. Средняя толщина мембраны в организме человека — 325 нм, хотя могут встречаться более толстые и тонкие варианты. Мембрана состоит из узлового и двух периферических слоев, которые преграждают путь крупным молекулам.

Подоциты в нефроне


Отростки подоцитов отделены друг от друга щитовыми мембранами, от которых зависит сам нефрон, строение структурного элемента почки и ее работоспособность. Благодаря именно им определяются размеры веществ, которые необходимо отфильтровать. Эпителиальные клетки обладают небольшими отростками, за счет которых они соединяются с базальной мембраной.

Строение и функции нефрона таковы, что в совокупности все его элементы не пропускают молекулы диаметром более 6 нм и производят фильтрацию меньших по размерам молекул, которые должны быть выведены из организма. Белок не может пройти сквозь имеющийся фильтр благодаря особым элементам мембраны и молекулам с негативным зарядом.

Особенности почечного фильтра

Нефрон, строение которого требует внимательного изучения со стороны ученых, стремящихся воссоздать почку с помощью современных технологий, несет в себе определенный отрицательный заряд, который формирует лимит по фильтрации белков. Размер заряда зависит от габаритов фильтра, и по факту сама составляющая клубочкового вещества зависит от качества базальной мембраны и эпителиального покрытия.

Особенности преграды, использующейся в виде фильтра, могут быть реализованы в самых разных вариациях, каждый нефрон обладает индивидуальными параметрами. Если никаких нарушений в работе нефронов нет, то в первичной моче будут только лишь следы от белков, которые присущи плазме крови. Особо большие молекулы могут также проникать сквозь поры, однако в данном случае все будет зависеть от их параметров, а также от локализации молекулы и ее соприкосновения с формами, которые принимают поры.


Нефроны не способны регенерировать, поэтому при повреждении почек или же появлении каких-либо заболеваний их количество постепенно начинает снижаться. То же самое происходит по естественным причинам, когда организм начинает стареть. Восстановление нефронов – одна из важнейших задач, над которой работают ученые-биологи всего мира.

www.syl.ru

Немного об анатомии почки

Для того, чтобы перейти к мельчайшим единицам почки, нужно разобрать общее ее строение. Если рассмотреть почку в разрезе, то по своей форме она напоминает боб или фасоль.

Человек рождается с двумя почками, но, правда, бывают исключения, когда присутствует всего одна почка. Расположены они у задней стенки брюшины, на уровне I и II поясничных позвонков.

Весит каждая почка примерно 110-170 грамм, ее длина составляет 10-15 см, ширина — 5-9 см, а толщина – 2-4 см.

Почка имеет заднюю и переднюю поверхности. Задняя поверхность располагается в почечном ложе. Это напоминает большую и мягкую кровать, которая выстелена поясничной мышцей. А вот передняя поверхность соприкасается с другими соседними органами.

Левая почка контактирует с левым надпочечником, ободочной кишкой, желудком и поджелудочной железой, а правая сообщается с правым надпочечником, толстым и тонким кишечником.

Ведущие структурные компоненты почки:


  • Почечная капсула – это ее оболочка. Она включает в себя три слоя. Фиброзная капсула почки — по своей толщине довольно неплотная, имеет очень прочное строение. Защищает почку от различных повреждающих воздействий. Жировая капсула – слой жировой ткани, которая по своей структуре нежная, мягкая и рыхлая. Предохраняет почку от сотрясений и ударов. Наружная капсула – почечная фасция. Состоит из тонкой соединительной ткани.
  • Паренхима почки – ткань, которая состоит из нескольких слоев: коркового и мозгового вещества. Последнее складывается из 6-14 почечных пирамид. А вот сами пирамидки формируются из собирательных канальцев. В корковом веществе располагаются нефроны. Эти слои четко различимы по цвету.
  • Лоханка почки – углубление, похожее на воронку, которое получает мочу от нефронов. Состоит она из чашечек разного калибра. Самые маленькие – это чашечки I порядка, в них проникает моча из паренхимы. Соединяясь, маленькие чашечки, образуют более крупные – чашечки II порядка. Насчитывают таких чашечек в почке около трех. При слиянии этих трех чашечек образуется почечная лоханка.
  • Почечная артерия – крупный кровеносный сосуд, ответвляясь от аорты, он доставляет зашлакованную кровь в почку. Примерно 25% всей крови поступает ежеминутно в почки для очищения. В течение дня почечная артерия снабжает почку примерно 200 литрами крови.
  • Почечная вена – по ней уже очищенная кровь из почки попадает в полую вену.

Функции почек

  1. Выделительная функция – это формирование мочи, которая выводит из организма отходы его жизнедеятельности.

  2. Гомеостатическая функция – почки поддерживают постоянный состав и свойства нашей внутренней среды организма. Они обеспечивают нормальную работу водно-солевого и электролитного балансов, а также держат на нормальном уровне осмотическое давление.
  3. Вносят большой вклад в координирование значений артериального давления человека. Изменяя механизмы и объемы выделяемой воды из организма, а также натрия и хлорида, они поддерживают постоянность артериального давления. А секретируя несколько видов полезных веществ, почки регулируют значение АД.
  4. Инкреторная функция. Почки способны создавать многие биологически активные вещества, поддерживающие оптимальную жизнедеятельность человека. Секретируют они:
  • ренин – регулирует артериальное давление, изменяя уровни калия и объем жидкости в организме
  • брадикинин – расширяет кровеносные сосуды, следовательно, он снижает артериальное давление
  • простагландины – также расширяют сосуды крови
  • урокиназу – вызывает лизис тромбов, которые могут образовываться у здоровых людей в любой части кровеносного русла
  • эритропоэтин – этот фермент регулирует образование красных кровяных клеток — эритроцитов
  • кальцитриол – активная форма витамина Д, он регулирует обмен кальция и фосфата в организме человека

Что же такое нефрон

Это главная составляющая наших почек. Они не только образуют структуру почки, но и выполняют некоторые функции. В каждой почке их количество достигает одного миллиона, точное значение колеблется от 800 тысяч до 1,2 миллиона.

Современные ученые пришли к выводу, что при нормальных условиях не все нефроны выполняют свои функции, только 35% из них работает. Это связано с резервной функцией организма, чтобы на случай какой-то экстренной ситуации почки продолжали функционировать и очищать наш организм.

Количество нефронов меняется в зависимости от возраста, а именно при старении человек теряет их некоторое количество. Как показывают исследования, то примерно 1% каждый год. Начинается этот процесс после 40 лет, а возникает из-за отсутствия способности регенерации у нефронов.

По подсчетам к 80 годам человек теряет около 40% нефронов, но это незначительно влияет на функции почек. Но вот при потере более 75%, например, при алкоголизме, травмах, хронических заболеваниях почек может развиться серьезное заболевание – почечная недостаточность.

Длина нефрона колеблется от 2 до 5 см. Если вытянуть все нефроны в одну линию, то их длина составит примерно 100 км!

Из чего состоит нефрон

Каждый нефрон покрыт небольшой капсулой, которая похожа на двустенную чашу (капсула Шумлянского – Боумена, названа в честь русского и английского ученых, которые ее открыли и изучили). Внутренняя стенка этой капсулы является фильтром, который постоянно очищает нашу кровь.


Состоит этот фильтр из базальной мембраны и 2 слоев покровных (эпителиальных) клеток. В этой мембране тоже 2 слоя покровных клеток, причем наружный слой – это клетки сосудов, а внешний – клетки мочевого пространства.

Все эти слои имеют внутри себя специальные поры. Начиная от внешних слоев базальной мембраны, диаметр этих пор уменьшается. Так и создается фильтрующий аппарат.

Между ее стенками возникает щелевидное пространство, именно оттуда берут свое начало почечные канальцы. Внутри капсулы находится капиллярный клубочек, он образуется из-за многочисленных ветвлений почечной артерии.

Капиллярный клубочек называют еще мальпигиевым тельцем. Открыл их итальянский ученый М. Мальпиги в 17 веке. Погружен он в гелеобразное вещество, которое выделяется специальными клетками – мезаглиоцитами. А самое вещество именуется, как мезангий.

Это вещество защищает капилляры от непреднамеренных разрывов из-за высокого давления внутри них. А если все-таки произошло повреждение, то в гелеобразном веществе находятся необходимые материалы, которые заделают эти повреждения.

От токсических веществ микроорганизмов также защитит вещество, выделяемое мезаглиоцитами. Оно просто их сразу же уничтожит. Более того этими специфичными клетками вырабатывается особый почечный гормон.

Каналец, выходящий из капсулы, именуется извитым канальцем I порядка. Он правда не ровный, а извитой. Проходя по мозговому слою почки, этот каналец формирует петлю Генле и вновь поворачивается в сторону коркового слоя. На своем пути извитой каналец делает несколько витков и в обязательном порядке соприкасается с основанием клубочка.

В корковом слое образуется каналец II порядка, он вливается в собирательную трубочку. Небольшое количество собирательных трубочек, соединяясь вместе, объединяются в выводные протоки, переходящие в почечную лоханку. Именно эти трубочки, двигаясь к мозговому веществу, формируют мозговые лучи.

Типы нефронов

Выделяют эти типы из-за специфичности местонахождения клубочков в коре почек, структуры канальцев и особенностей состава и локализации кровеносных сосудов. К ним относят:

  • корковые – занимают примерно 85% от общего числа всех нефронов
  • юкстамедуллярные – 15% из всего количества

Корковые нефроны самые многочисленные и тоже имеют внутри себя классификацию:

  1. Суперфициальные или их еще называют поверхностными. Главная особенность их в расположении почечных тел. Они находятся во внешнем слое коркового вещества почки. Их количество примерно 25%.
  2. Интракортикальные. У них мальпигиевые тельца располагаются в средней части коркового вещества. Преобладают по численности — 60% всех нефронов.

Корковые нефроны имеют сравнительно укороченную петлю Генле. Из-за своих маленьких размеров она способна проникнуть только во внешнюю часть мозгового вещества почек.

Образование первичной мочи — вот главная функция таких нефронов.

У юкстамедуллярных нефронов мальпигиевые тельца обнаруживаются в основании коркового вещества, находятся практически на линии начала мозгового слоя. Петля Генле у них более продолжительна, чем у корковых, она инфильтрируется настолько глубоко в мозговой слой, что достигает вершин пирамид.

Эти нефроны в мозговом веществе формируют высокое осмотическое давление, которое необходимо, чтобы происходило сгущение (увеличение концентрации), и сокращение объемов конечной мочи.

Функция нефронов

Функция их заключается в образовании мочи. Процесс этот стадийный и состоит из 3 фаз:

  • фильтрация
  • реабсорбция
  • секреция

В начальную фазу формируется первичная моча. В капиллярных клубочках нефрона плазма крови очищается (ультрафильтруется). Совершается очищение плазмы из-за разности давления в клубочке (65 мм рт. ст.) и в оболочке нефрона (45 мм рт. ст.).

Около 200 л первичной мочи образуется в организме человека за сутки. Эта моча имеет схожий с плазмой крови состав.

Во вторую фазу – реабсорбции происходит повторное поглощение нужных для организма веществ из первичной мочи. В эти вещества входят: витамины, вода, различные полезные соли, растворенные аминокислоты и глюкоза. Происходит это в проксимальных извитых канальцах. Внутри которых находится большое количество ворсинок, они увеличивают площадь и скорость всасывания.

Из 150 л первичной мочи образуется всего 2 л вторичной мочи. В ней отсутствуют важные питательные вещества для организма, но сильно увеличивается концентрация токсичных веществ: мочевины, мочевой кислоты.

Третья фаза характеризуется выделением вредных веществ в мочу, которые не прошли почечный фильтр: антибиотики, различные красители, лекарственные средства, яды.

Структура нефрона очень сложная, несмотря на его маленькие размеры. Удивительно, но практически каждая составляющая нефрона выполняет свою функцию.

vselekari.com

Нефрон.

Нефрон (от греческого νεφρός (нефрос) — «почка» ) — структурно-функциональная единица почки животного. Нефрон состоит из почечного тельца, где происходит фильтрация, и системы канальцев, в которых осуществляются реабсорбция (обратное всасывание) и секреция веществ.

Нефрон начинается с почечного тельца, которое состоит из клубочка и капсулы Боумена-Шумлянского. Здесь осуществляется ультрафильтрация плазмы крови, которая приводит к образованию первичной мочи.
[править] Типы нефронов

Различают три типа нефронов — кортикальные нефроны (~85 %) и юкстамедуллярные нефроны (~15 %), субкапсулярные.

1. Почечное тельце кортикального нефрона расположено в наружной части коркового вещества (внешняя кора) почки. Петля Генле у большинства кортикальных нефронов имеет небольшую длину и располагается в пределах внешнего мозгового вещества почки.
2. Почечное тельце юкстамедуллярного нефрона расположено в юкстамедуллярной коре, около границы коры почки с мозговым веществом. Большинство юкстамедуллярных нефронов имеют длинную петлю Генле. Их петля Генле проникает глубоко в мозговое вещество и иногда достигает верхушек пирамид

3. Субкапсулярные находятся под капсулой.

[править] Клубочек

Клубочек представляет собой группу сильно фенестрированных (окончатых) капилляров, получающих кровоснабжение от афферентной артериолы. Их также называют волшебной сетью (лат. rete mirabilis), так как газовый состав крови, проходящей через них, на выходе изменен незначительно (эти капилляры непосредственно не предназначены для газообмена) . Гидростатическое давление крови создаёт движущую силу для фильтрации жидкости и растворённых веществ в просвет капсулы Боумена-Шумлянского. Непрофильтровавшаяся часть крови из клубочков поступает в эфферентную артериолу. Эфферентная артериола поверхностно расположенных клубочков распадается на вторичную сеть капилляров, оплетающих извитые канальцы почек, эфферентные артериолы от глубоко расположенных (юкстамедуллярных) нефронов продолжаются в нисходящие прямые сосуды (лат. vasa recta), опускающиеся в мозговое вещество почек. Вещества, реабсорбированные в канальцах, в дальнейшем поступают в эти капиллярные сосуды.
[править] Капсула Боумена-Шумлянского

Капсула Боумена-Шумлянского окружает клубочек и состоит из висцерального (внутреннего) и париетального (внешнего) листков. Внешний листок представляет собой обычный однослойный плоский эпителий. Внутренний листок составлен из подоцитов, которые лежат на базальной мембране эндотелия капилляров, и ножки которых покрывают поверхность капилляров клубочка. Ножки соседних подоцитов образуют на поверхности капилляра интердигиталии. Промеж Небольшие молекулы — такие, как вода, ионы Na+, Cl-, аминокислоты, глюкоза, мочевина, одинаково свободно проходят через клубочковый фильтр, так же проходят через него белки массой до 30 кДа, хотя, поскольку белки в растворе обычно несут отрицательный заряд, для них определённое препятствие составляет отрицательно заряженный гликокаликс. Для клеток и более крупных белков клубочковый ультрафильтр представляет непреодолимое препятствие. В результате, в пространство Шумлянского-Боумена, и далее в проксимальный извитой каналец, поступает жидкость, по составу отличающаяся от плазмы крови только отсутствием крупных белковых молекул.

otvet.mail.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