Почки человека строение нефрона

Такой небольшой орган в человеческом организме, как почка, выполняет ряд очень важных функций. Основная из них – выделительная. Также огромна роль почек во внутрисекреторной деятельности организма, этот парный орган участвует в кроветворении, выполняет метаболическую функцию, ионо- и осморегулирующую. Подробно о строении и функции почек, а также их функциональных единиц читайте на этой странице.

Из каких частей состоит почка человека?

Почка (по-латински — гаг, по-гречески — nephros) является парным органом мочеполового аппарата. Почка имеет форму боба размером 10-12 см в длину, 5—6 см в ширину и 4 см в толщину. Вес почки колеблется от 120 до 200 г.

Из каких частей состоит почка в организме человека? В почку входит почечная артерия, которая отходит от аорты (самой крупной артерии организма человека) и питает почку артериальной кровью, богатой кислородом и питательными веществами, а также несет в себе продукты обмена (назовем их условно «шлаки»), которые подлежат удалению через почку.


В анатомическое строение почки человека также входят нервы. Выходят из нее почечная вена, несущая очищенную от шлаков кровь, лимфатические сосуды, по которым оттекает от почки тканевая жидкость (лимфа).

Выходит из почки также мочеточник, представляющий собой тонкую эластичную трубочку, по которой оттекает моча в мочевой пузырь и далее в мочеиспускательный канал.

На разрезе видно, что почка состоит из целого ряда неоднородных структур:

Подробнее рассмотрим каждую из них. Почка состоит из коркового вещества, в котором находится большое количество почечных клубочков, и мозгового вещества, представленного почечными пирамидами (большим количеством микроскопических канальцев). Моча начинает формироваться в корковом веществе в почечных клубочках, именно там наблюдается интенсивное кровоснабжение из мелких ветвей почечной артерии. Затем по почечным канальцам моча поступает в собирательные трубочки, а далее — в малые и большие чашечки, лоханку (напоминает кружку), мочеточник, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал и выделяется наружу в процессе мочеиспускания.

Но если вам кажется, что процесс образования мочи очень прост, то вы глубоко заблуждаетесь.

Ниже представлены фото строения почек человека и описаны их основные функции:

Функциональная единица почки нефрон: строение и функции


Структурной, функциональной единицей почки является нефрон — микроскопическая структура, в которой происходит формирование мочи.

Строение нефрона почки выглядит следующим образом.

Нефрон состоит из почечного клубочка и системы канальцев: проксимального (приближенного к клубочку), дистального (удаленного от клубочка) и соединяющей их петли.

Дистальный каналец впадает в собирательную трубочку, которая собирает мочу от нескольких соседних нефронов. Какова функция нефрона почки в организме человека?

Кровь поступает в почечный клубочек через приводящую артериолу (микроскопическая артерия), которая в клубочке разветвляется на большое количество еще более мелких сосудов — капилляров, формирующих «чудесную сеть». Затем кровь, пройдя по капиллярам клубочка, собирается в отводящую артериолу. Стенки капилляров клубочка соприкасаются со стенкой капсулы клубочка. Между просветом капилляра и капсулы существует проницаемая клубочковая мембрана, через которую и происходит фильтрация жидкой части крови (воды, электролитов, шлаков, глюкозы и др.). Проницаемость мембраны объясняется наличием пор, размер которых очень мал. Профильтрованная часть крови попадает в капсулу клубочка, а затем — в проксимальный каналец, петлю, дистальный каналец.

Канальцы также играют важную роль в формировании мочи. Если бы они служили только пассивными проводниками мочи, то в сутки человек должен был бы выделить около 180 литров мочи.


Это невозможно, потому что профильтровавшаяся в клубочках моча (первичная моча) далее подвергается частичному обратному всасыванию. Всасывается вода, а также полезные элементы, растворенные в ней (электролиты, глюкоза и др.). Некоторые шлаки секретируются клетками стенки канальцев, помогая клубочку в элиминации вредных веществ. И только когда моча попадает из нефрона в собирательные трубочки и далее в чашечки, тогда она считается вторичной, т. е. окончательной, той мочой, которая выделяется при мочеиспускании.

Какую функцию выполняют почки в организме человека?

Ниже описано, какую функцию выполняют почки в организме человека и какие осложнения могут возникнуть при заболеваниях этого парного органа.

Помимо образования мочи, а значит, выделения избытка жидкости и шлаков из организма почка выполняет еще целый ряд важных функций:

  • Она участвует в росте и развитии красных клеток крови (эритроцитов).
  • Регуляции артериального давления.
  • Обмен кальция, калия, натрия, магния, фосфора и других электролитов.
  • Обмен и элиминация некоторых гормонов.
  • Ещё одна функция почек в организме человека – поддержание нормального кислотно-щелочного равновесия крови.

В почке вырабатывается ренин — один из важнейших ферментов, играющих важную роль в развитии артериальной гипертонии.

Вот почему при заболевании почек страдают не только образование, и выделение мочи, но и все перечисленные функции почки.

У больных может развиться анемия (малокровие), артериальная гипертония, нарушение обмена электролитов (дизэлектролитемии) и т. д.

bigmun.ru

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, состоящий из сосудистого клубочка, его капсулы (почечное тельце) и системы канальцев, ведущих в собирательные трубки (рис.3). Последние морфологически не относятся к нефрону.

Рисунок 3. Схема строения нефрона (8).

В каждой почке человека имеется около 1 млн. нефронов, с возрастом их количество постепенно уменьшается. Клубочки расположены в корковом слое почки, из них 1/10-1/15 часть находятся на границе с мозговым слоем и называются юкстамедуллярными. Они имеют длинные петли Генле, углубляющиеся в мозговое вещество и способствующие более эффективной концентрации первичной мочи. У детей грудного возраста клубочки имеют малый диаметр и их общая фильтрующая поверхность значительно меньше, чем у взрослых. 


Строение почечного клубочка

Клубочек покрыт висцеральным эпителием (подоцитами), который у сосудистого полюса клубочка  переходит в париетальный эпителий капсулы Боумена. Боуменово (мочевое) пространство непосредственно переходит в просвет проксимального извитого канальца. Кровь поступает в сосудистый полюс клубочка через афферентную (приносящую) артериолу и, после прохождения по петлям капилляров клубочка, покидает его по эфферентной (выносящей) артериоле, имеющей меньший просвет. Сжатие выносящей артериолы увеличивает гидростатическое давление в клубочке, что способствует фильтрации. Внутри клубочка афферентная артериола подразделяется на несколько ветвей, которые в свою очередь дают начало капиллярам нескольких долек (рис. 4А). В клубочке имеется около 50 капиллярных петель, между которыми были найдены анастомозы, позволяющие функционировать клубочку как «диализирующая система». Стенка капилляра клубочка представляет собой тройной фильтр, включающий фенестрированный эндотелий, гломерулярную базальную мембрану и щелевые диафрагмы между ножками подоцитов (рис.4Б).

А                     Б


Рисунок 4. Строение клубочка (9).

А – клубочек, АА – афферентная артериола (электронная микроскопия).

Б – схема строения капиллярной петли клубочка.

Прохождение молекул через фильтрационный барьер зависит от их размера и электрического заряда. Вещества с молекулярным весом >50.000 Да почти не фильтруются. Из-за отрицательного заряда в нормальных структурах клубочкового барьера анионы задерживаются в большей степени, чем катионы. Эндотелиальные клетки имеют поры или фенестры диаметром около 70 нм. Поры окружены гликопротеидами, имеющими отрицательный заряд, представляют своеобразное сито, через которые происходит ультрафильтрация плазмы, но задерживаются форменные элементы крови. Гломерулярная базальная мембрана (ГБМ) представляет непрерывный барьер между кровью и полостью капсулы, и у взрослого человека имеет толщину 300-390 нм (у детей тоньше – 150-250 нм) (рис. 5). ГБМ так же содержит большое количество отрицательно заряженных гликопротеидов. Она состоит из трех слоев: а) lamina rara externa; б) lamina densa и в) lamina rara interna. Важной структурной частью ГБМ является коллаген IV типа. У детей с наследственным нефритом, клинически проявляющимся гематурией, выявляются мутации коллагена IV типа. Патология ГБМ устанавливается электронно-микроскопическим исследованием биоптата почек.


Рисунок 5. Стенка капилляра клубочка – гломерулярный фильтр (9).

Снизу расположен фенестрированный эндотелий, над ним – ГБМ, на которой отчетливо видны регулярно расположенные ножки подоцитов (электронная микроскопия).

Висцеральные эпителиальные клетки клубочка, подоциты, поддерживают архитектуру клубочка, препятствуют прохождению белка в мочевое пространство, а также синтезируют ГБМ. Это высокоспециализированные клетки мезенхимального происхождения. От тела подоцитов отходят длинные первичные отростки (трабекулы), концы которых имеют «ножки», прикрепленные к ГБМ. Малые отростки (педикулы) отходят от больших почти перпендикулярно и закрывают собой свободное от больших отростков пространство капилляра (рис. 6А). Между соседними ножками подоцитов натянута фильтрационная мембрана – щелевая диафрагма, которая в последние десятилетия представляет собой  предмет многочисленных исследований (рис. 6Б).

А

Б

Рисунок 6. Строение подоцита (9).

А – ножки подоцитов полностью покрывают ГБМ (электронная микроскопия).

Б – схема фильтрационного барьера.


Щелевые диафрагмы состоят из белка нефрина, который тесно связан в структурном и функциональном отношениях со множеством других белковых молекул: подоцином, СД2АР, альфа-актинином-4 и др. В настоящее время установлены мутации генов, кодирующих белки подоцитов. Например, дефекта гена NРНS1 приводит к отсутствию нефрина, что имеет место при врожденном нефротическом синдроме финского типа. Повреждения подоцитов вследствие воздействия вирусных инфекций, токсинов, иммунологических факторов, а также генетических мутаций могут привести к протеинурии и развитию нефротического синдрома, морфологическим эквивалентом которого независимо от причины является расплавление ножек подоцитов. Наиболее частым вариантом нефротического синдрома у детей является идиопатический нефротический синдром с минимальными изменениями.

В состав клубочка входят так же мезангиальные клетки, основная функция которых – обеспечение механической фиксации капиллярных петель. Мезангиальные клетки обладают сократительной способностью, влияя на клубочковый кровоток, а так же фагоцитарной активностью (Рис. 4Б).

Почечные канальцы

Первичная моча попадает в проксимальные почечные канальцы и подвергается там качественным и количественным изменениям за счет секреции и реабсорбции веществ. Проксимальные канальцы – самый длинный сегмент нефрона, в начале он сильно изогнут, а при переходе в петлю Генле выпрямляется.


летки проксимального канальца (продолжение париетального эпителия капсулы клубочка) цилиндрической формы, со стороны просвета покрыты микроворсинками («щеточная кайма”). Микроворсинки увеличивают рабочую поверхность эпителиальных клеток, обладающих высокой энзиматической активностью. Они содержат много митохондрий, рибосом и лизосом. Здесь происходит активная реабсорбция многих веществ (глюкозы, аминокислот, ионов натрия, калия, кальция и фосфатов). В проксимальные канальцы поступает примерно 180 л клубочкового ультрафильтрата, а 65-80% воды и натрия реабсорбируется обратно. Таким образом, в результате этого значительно уменьшается объем первичной мочи без изменения ее концентрации. Петля Генле. Прямая часть проксимального канальца, переходит в нисходящее колено петли Генле. Форма эпителиальных клеток становится менее вытянутой, уменьшается число микроворсинок. Восходящий отдел петли имеет тонкую и толстую части и заканчивается в плотном пятне. Клетки стенок толстых сегментов петли Генле крупные, содержат много митохондрий, которые генерируют энергию для активного транспорта ионов натрия и хлора. Основной ионный переносчик этих клеток – NKCC2 ингибируется фуросемидом. Юкстагломерулярный аппарат (ЮГА) включает 3 типа клеток: клетки дистального канальцевого эпителия на примыкающей к клубочку стороне (плотное пятно), экстрагломеруллярные мезангиальные клетки и гранулярные клетки в стенках афферентных артериол, продуцирующие ренин. (Рис. 7).


Дистальный каналец. За плотным пятном (macula densa) начинается дистальный каналец, переходящий в собирательную трубку. В дистальных канальцах всасывается около 5% Na первичной мочи. Переносчик ингибируется диуретиками из группы тиазидов. Собирательные трубки имеют три отдела: кортикальный, наружный и внутренний медуллярный. Внутренние медуллярные участки собирательной трубки впадают в сосочковый проток, открывающийся в малую чашечку. Собирательные трубки содержат два типа клеток: основные («светлые») и вставочные («темные»). По мере перехода кортикального отдела трубки в медуллярный уменьшается число вставочных клеток. Основные клетки содержат натриевые каналы, работа которых ингибируется диуретиками амилоридом, триамтереном. Во вставочных клетках нет Na+/K+-АТФазы, но содержатся Н+-АТФаза. В них осуществляется секреция Н+ и реабсорбция Сl. Таким образом, в собирательных трубках осуществляется конечный этап обратного всасывания NaCl перед выходом мочи из почек.

Интерстициальные клетки почек. В корковом слое почек интерстиций выражен слабо, тогда как в мозговом слое он более заметен. Корковое вещество почек содержит два типа интерстициальных клеток – фагоцитирующие и фибробластоподобные. Фибробластоподобные интерстициальные клетки продуцируют эритропоэтин. В мозговом веществе почек имеется три типа клеток. В цитоплазме клеток одного из этих типов содержатся мелкие липидные клетки, служащие исходным материалом для синтеза простагландинов.



biofile.ru

Что это такое?

Нефрон является главной структурно-функциональной единицей почечной ткани, которая участвует в процессе фильтрации и реабсорбции мочи. Учеными доказано, что часть функционирующих клеточных единиц в паренхиме составляет только 35%, а все остальное — это запас на случай заболевания и поражения органа. Остальные нефроны активируются только в экстренной ситуации, когда необходимо справиться с большим объемом работы.

С возрастом количество способных к работе нефронов значительно уменьшается.

Вернуться к оглавлению

Строение почечного тела

Снаружи каждый из элементов покрыт капсулой, внутри которой расположен почечный клубочек, представленный мельчайшими сосудами, являющимися ответвлением артерии почки. Морфофункциональная единица обеспечивает кровоснабжение двумя артериальными сосудами. В капиллярах клубочков осуществляется ход образования первичной мочи путем фильтрации. Между клубочком и сосудистым сплетением есть щелевидное пространство, продолжающееся в канальцы нефрона. Фильтрация крови в почках происходит непосредственно в почечном тельце. Схема строения нефрона определяет собой 3 отдела извитых почечных канальцев, которые находятся за пределами капсулы. Здесь происходят процессы всасывания из первичной мочи необходимых для организма веществ.

Вернуться к оглавлению

Как работает?

Строение нефрона почки обуславливает его функциональное значение. Таким образом, почечный клубочек состоит из множества структур, участвующих в процессе фильтрации с образованием первичной мочи. Он устроен с помощью большого количества мелких капилляров, где происходит пропитывание плазмы крови, при этом в сосудах остаются форменные элементы. Благодаря постоянному изменению давления в этом фильтре различается скорость его работы. Во внутреннем слое находятся подоциты, они расположены на базальной мембране. Их работа заключается в образовании отрицательного заряда и препятствии прохождения альбуминов.

Все образования в нефроне окружены мезангием, который осуществляет восстановление, и обеспечивает питание клеточных структур. Он представлен рыхлой соединительной тканью. Первичная отфильтрованная моча из срединной щели попадает в проксимальный каналец. Здесь начинается процесс всасывания с помощью длинных ворсинок, что увеличивают рабочую площадь. Благодаря им, обратно в тело поступает вода и натрий. В этой структуре также выделяются в мочу гормоны, которые участвуют в регуляции артериального давления и уровня кальция в крови.

Следующая структурная единица почки — это петля Генле (нисходящий и восходящий отделы). С ее помощью происходит обратный захват натрия, хлора и калия. Дистальный каналец содержит энергетические запасы, благодаря чему почечное тельце функционирует. Далее образуется собирательная трубка, выводящая мочу за пределы микроскопического органа. Функция канальцев почек заключается в обратной реабсорбции всех необходимых организму компонентов. Благодаря им, происходит окончательное образование мочи.

Вернуться к оглавлению

Виды структурных единиц

Нефроны рассредотачиваются по коре почек, выполняя специфические функции.

В зависимости от локализации, размеров нефронов и от того, какую они имеют структуру, различают такие их разновидности:

  • Юкстамедуллярные. Размещены ближе к центральной части между корковым и мозговым веществом и имеют значительные размеры петли Генле, которая достигает пирамид.
  • Кортикальные. Составляют основную часть всех нефронов и входят в состав внешней коры почки.
  • Субкапсулярные. Находятся под капсулой органа.

Моча образуется в клубочках, а ее реабсорбцией занимаются канальцы.

Вернуться к оглавлению

Типы нефронов

Существуют такие разновидности почечных телец человека:

  • Суперфициальные. Находятся на поверхности во внешнем корковом веществе. Их количество не превышает четвертой части от всех единиц, которые содержит орган.
  • Интракортикальные. Расположены в толще коры и составляют больше половины.

Вернуться к оглавлению

Функции целостной единицы почки

Основная работа парного органа состоит в образовании мочи. Капсула нефрона участвует в фильтрации крови, при этом вся плазма, за исключением форменных элементов, превращается в первичную мочу. Это связано с тем, что через фильтры подоцитов не может пройти только большая в размерах клетка. Далее физиология образования урины представляет собой процесс реабсорбции. Это работает как обратный захват полезных для организма компонентов. Подобное действие выполняют прямые канальцы. Они также выделяют находящиеся в моче гормоны, влияющие на скорость кровотока путем изменения артериального давления. Этот процесс контролируется многими системами, выполняющими эндокринные функции.

Таким образом, структурно-функциональная единица почки выполняет такие функции, как:

  • фильтрация;
  • обратное всасывание;
  • выделение.

Вернуться к оглавлению

Нарушение функции

Нарушение функции нефронов почки может обернуться недостаточностью, при которой кровь нужно будет очищать искусственно.

Если изменяется анатомия или функциональные особенности нефронов, то это является причиной нарушения кислотности, сбоев в водно-солевом балансе и обмене веществ человека. Развитие заболевания происходит внутриутробно, тогда это врожденные тубулопатии, а после рождения возникают приобретенные патологии. Нарушение функции канальцев, отвечающих за обратное всасывание, вызывает развитие у человека полиурии и потерю микроэлементов крови.

Когда повреждается целостная структура клубочка, которая состоит из подоцитов, то здоровая клетка из крови попадает в мочу, что вызывает уменьшения количества форменных элементов кровяной жидкости. Патология нефронов делает невозможным нормальную фильтрацию плазмы и очищение организма от вредных веществ. Поэтому для очистки почек больным показан диализ. Он представляет собой специальный аппарат, через который проходит кровь для отсеивания токсических веществ и выведения из организма.

prourinu.ru

Особенности работы почек

строение нефрона почки
Почки любого человека функционируют благодаря большому количеству нефронов, а основную переработку мочи именно в этих самых нефронах выполняют почечные канальцы

Стоит знать, что при прохождении всего мочевыделительного пути от чашек и лоханок до уретры моча никак не меняет свой качественный состав. То есть остаётся неизменной. В целом же работа почек и расположение в них лоханок/чашек/нефрнов/канальцев происходит в такой последовательности:

  • В корковом слое каждой почки располагается тельце, которое образуется клубочком капилляров и капсулой под названием Шумлянского — Боумеиа. Оно считается начальной частичкой каждого нефрона. В свою очередь почечные клубочки состоят приблизительно из 40-50 сплетенных между собой капиллярных петель. Если смотреть на капсулу Шумлянского — Боумеиа в разрезе, то будет видно, что она схожа с чашей, в которой располагается капиллярный кровеносный клубочек. При этом сама капсула имеет внутренний и наружный листок. Здесь отметим, что внутренний листок плотно охватывает кровеносный капиллярный клубок, в то время как наружный листок образует небольшой щелевидный зазор (полость Шумлянского — Боумеиа) между собой и внутренним слоем. Именно здесь и происходит фильтрация плазмы крови и выработка первичной мочи.
  • Затем образовавшаяся первичная моча переходит в канальцы нефронов, а именно в проксимальный и дистальный канальцы и в петлю Генле. Далее моча из дистального отдела почек отправляется далее в каналец соединительный и дальше транспортируется в собирательные протоки и трубочку в корковом веществе органа.
нефрон почки
Стоит понимать, что петля Генле расположена исключительно в мозговом почечном веществе

Важно: стоит понимать, что петля Генле расположена исключительно в мозговом почечном веществе, в то время как дистальный и проксимальный канальцы — в корковом. Маленькие протоки в количестве приблизительно 7-10 шт. постепенно сводятся в один проток большего диаметра, который углубляется в мозговое вещество почки. Там этот канал становится собирательным для мозговых протоков. В дальнейшем моча, слитая из всех почечных протоков, локализуется в чашках и лоханках органов.

Важно: в каждой из почек имеется до 250 протоков с большим диаметром. При этом каждый из таких каналов способен собирать мочу единовременно от 400 нефронов.

У здорового человека в нормальных условиях почки могут перекачивать около четверти всего объема крови, который выбрасывает сердце. При этом именно в корковом веществе почек мощность тока крови достигает около 4-5 мл/мин на 1 гр почечной ткани. Но главной особенностью является то, что ток крови в почках остается практически неизменным даже при большом расхождении диапазонов АД человека. Такая функция обеспечивается имеющимся в почках механизмом саморегуляции тока крови. Таким образом, почка (её часть в корковом веществе) является самым мощным органом по высокой скорости кровотока в теле человека.

Строение и расположение нефрона

почечные канальцы
Абсолютно каждый почечный нефрон имеет особенное строение, которое характеризуется наличием начальной двухстенной капсулы

Абсолютно каждый почечный нефрон имеет особенное строение, которое характеризуется наличием начальной двухстенной капсулы. Эта капсула, в свою очередь, включает в себя клубочек мелких сосудов. Как было сказано выше, капсула состоят из внутреннего и внешнего эпительных листков, образующих щель. Такая щель (полость) плавно переходит в узкий тоннель проксимального почечного канальца, который включает в себя извитой и прямой канальцы. Они-то и составляют сегмент нефрона проксимального типа. Стоит знать, что этот особый сегмент имеет в своей структуре каемку в виде щеточки, которая состоит из ворсинок цитоплазмы. Каждая из этих ворсинок надёжно окружена защитной мембраной.

За капсулой в нефроне почки следует петля Генле. Она содержит в себе самую тонкую часть, уходящую в почечное мозговое вещество. Там петля Генле делает крутой поворот на 180 градусов и уходит в корковое почечное вещество. Здесь петля меняет свою форму с тонкой в толстую. Затем в месте подъема толстой петли на уровне дистального канальца  она образует переход в связующий тонкий тоннель, который и соединяет почечный нефрон с собирательными тоннелями (трубками). Далее все собирательные канальцы уходят в мозговой слой почек, где и образуют своеобразную сливную систему мочи в лоханки и чашки.

В анатомии принято разделять все почечные нефроны по видам в зависимости от их месторасположения в почках. Так, различают такие нефроны:

  • Поверхностные. По-другому их еще называют суперфициальные.
  • Интракориткальные. Это тип нефронов локализуется исключительно внутри коркового слоя мочевыделительных органов.
  • Юкстамедулярные. Этот тип маленьких фильтров локализуется между корковым и мозговым веществом каждой почки на самой их границе.

Важно: в дополнение к этой классификации все нефроны также различают по размеру сосудистых клубочков, глубине их локализации, протяженности отдельных участков, а также по уровню участия в процессе осмотической концентрации первичной мочи.

Основные виды нефронов

Что касается дополнительной классификации нефронов по основным функциям, то различают и такие:

  • Нефроны корковые. Составляют до 80% всех имеющихся в почках. Такие составляющие почек имеют в своей структуре короткую петлю Генле. Такие нефроны лишь образуют первичную мочу.
  • Юкстамедуллярный нефрон почки. Их содержание в органе составляет оставшиеся 20-30% от общего числа. Эти составляющие почек имеют исключительно длинную петлю Генле. Эти нефроны призваны создавать высокое давление (осмотическое), что обеспечивает концентрирование и общее снижение объема первичной мочи.

Важно: весь процесс образования мочи в организме человека делится на три основных этапа. Таковыми являются первичная фильтрация крови и плазмы, реабсорбция отфильтрованного и его секреция.

lecheniepochki.ru