Строение и функции нефрона

В каждой почке человека около 1 млн нефронов, являющихся ее функциональными единицами. В нефроне происходят основные процессы, приводящие к образованию мочи. Каждый нефрон начинается двустенной капсулой Шумлянского-Боумена, внутри которой находится клубочек капилляров – мальпигиево тельце. Внутренняя поверхность капсулы выстлана плоским эпителием, образующаяся полость переходит в просвет проксимального канальца, в котором есть щеточная каемка – большое количество микроворсинок, обращенных в просвет канальца. Следующий отдел – петля Генле, стенки которой образованы низкими, плоскими эпителиальными клетками. Каналец может глубоко спускаться в мозговое вещество, где он изгибается на 180 градусов, образует петлю и поворачивает в сторону коры почки, образуя восходящую часть петли Генле. Восходящий отдел петли нефрона поднимается почти до уровня клубочка своего же нефрона, где начинается дистальный извитой каналец. Этот отдел канальца обязательно прикасается к клубочку между приносящей и выносящей артериолами.


етки восходящего отдела петли нефрона и дистального извитого канальца, лишенные щеточной каемки, переходят в короткий связующий каналец, впадающий в собирательную трубку. Начинаясь в коре почки, собирательные трубки сливаются, образуют более крупные выводные протоки, проходящие через мозговое вещество. Они открываются в полость почечной лоханки. Диаметр капсулы клубочка около 0,2 мм , общая длина канальцев одного нефрона достигает 35-50 мм. Кровоснабжение почки. В обычных условиях через обе почки проходит от 1/4 до 1/5 объема крови, выбрасываемой сердцем. Кровоток в коре почки достигает 4-5 мл/мин на 1г ткани – это наиболее высокий уровень кровотока. Особенность почечного кровотока состоит также в том, что в широких пределах изменения артериального давления кровоток остается почти постоянным. Это обусловлено специальной системой саморегуляции кровообращения в почке. Короткие почечные артериолы отходят от брюшного отдела аорты, постепенно разветвляются в почке на все более мелкие сосуды. В почечный клубочек входит приносящая (афферентная) артериола, в нем она распадается на капилляры. При слиянии они образуют выносящую (эфферентную) артериолу, по которой кровь оттекает от клубочка. Вскоре после отхождения от клубочка эфферентная артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Таким образом, большая часть крови в почке

Дважды проходит через капилляры – вначале в клубочке, затем вокруг канальцев.


Мочеобразование. Образование вторичной мочи является результатом трех процессов: фильтрация, реабсорбция и секреция. В почечных клубочках происходит начальный этап мочеобразования – фильтрация из плазмы крови в капсулу клубочка безбелковой жидкости (первичная моча). Затем эта жидкость движется по канальцам, где вода и растворенные в ней вещества с разной скоростью подвергаются обратному всасыванию (канальцевая реабсорбция). Третий процесс – канальцевая секреция – состоит в том, что клетки эпителия нефрона захватывают некоторые вещества из крови и межклеточной межклеточной жидкости и переносят в просвет канальца. Скорость каждого из этих процессов регулируется в зависимости от состояния организма

Клубочковая фильтрация.

При нормальном кровотоке наиболее крупные белковые молекулы образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия, препятствуя прохождению через них форменных элементов и мелкодисперсных белков. Остальные компоненты плазмы крови и воды могут свободно достигать базальной мембраны, являющейся одной из важнейших составных частей фильтрующей мембраны клубочка. «Поры» в базальной мембране ограничивают прохождение молекул размером более 5-6 нм. Таким образом, базальная мембрана и эпителиальный барьер определяют состав фильтрата. Поэтому в обычных в ультрафильтрате (первичная моча) обнаруживаются лишь следы белковых фракций, характерных для плазмы крови. Анализ ультрафильтрата, извлеченного микропипеткой из полости капсулы клубочка, показал, что он подобен плазме по общей концентрации осмотически активных веществ, глюкозы, мочевины, мочевой кислоты, креатинина.


>Канальцевая реабсорбция. Начальный этап мочеобразования, приводящий к фильтрации всех низкомолекулярных компонентов плазмы крови, неизбежно должен сочетаться с реабсорбцией всех ценных для организма вещества. В почках человека за сутки образуется до 180 л фильтрата, а выделяется 1-1,5 л мочи, остальная жидкость всасывается в канальцах. В проксимальном сегменте нефрона реабсорбируются аминокислоты, глюкоза, витамины, белки, микроэлементы, значительные количества натрия, бикарбоната, хлора и др. В последующих отделах всасываются только вода и ионы.

Мочевыведение.Образующаяся в почечных канальцах моча поступает в почечную лоханку. Постепенно лоханка заполняется мочой и по достижении порога наполнения, о котором сигнализируют барорецепторы, сокращается мускулатура почечной лоханки, раскрывается просвет мочеточника и моча продвигается в мочевой пузырь. Объем мочи постепенно увеличивается, его стенки растягиваются. На начальном этапе заполнения пузыря напряжение его стенок не изменяется и давление внутри его не растет. Когда объем мочи в пузыре достигает определенного предела, напряжение его гладкомышечных стенок круто нарастает, давление в его полости повышается и наступает сложный рефлекторный акт мочеиспускания.

Моча.


Суточный диурез в норме составляет 1-1,5л. Концентрация осмотически активных веществ в моче колеблется от 50 до 1400 мосмоль/л. Это соответствует изменению плотности мочи от 1,001 до 1,033. С мочой выделяются электролиты, их количество зависит от потребления с пищей, а концентрация в моче – от уровня мочеотделения. Суточная экскреция мочевины достигает 25-35 г, азота 0,4-1,2 г, 0,7 г мочевой кислоты, креатинин около 1,5 г. Глюкоза в обычных условиях в моче не выявляется. Цвет мочи зависит от величины диуреза и экскреции пигментов, он изменяется от светло-желтого до оранжевого. В условиях патологии в моче обнаруживают вещества: ацетон, желчные кислоты, белок, глюкоза.

Литература:

1. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии. К.В.Судаков, А.В.Котова, М., 2002.

2. Нормальная физиология, под ред. К.В.Судакова, М., 2000.

Контрольные вопросы:

  1. Назовите выделительные процессы и их значение для организма.
  2. Перечислите выделительные функции легких.
  3. Перечислите выделительные функции желудочно-кишечного тракта.
  4. Перечислите выделительные функции потовых и сальных желез.
  5. Перечислите выделительные функции почек.
  6. Механизм потоотделения.
  7. Охарактеризуйте механизм клубочковой фильтрации.
  8. Охарактеризуйте механизм канальцевой реабсорбции.
  9. Что такое ультрафильтрация?
  10. Что такое моча, ее состав?

Лекция № 3


studopedia.ru

Нефрон является не только основной структурной, но также и функциональной единицей почки. Именно здесь проходят самые важные этапы образования мочи. Поэтому информация о том, как выглядит строение нефрона, и какие именно функции он выполняет, будет весьма интересной. Кроме того, особенности функционирования нефронов могут прояснить нюансы работы почечной системы

строение нефрона

Строение нефрона: почечное тельце

Интересно, что в зрелой почке здорового человека находится от 1 до 1,3 миллиардов нефронов. Нефрон — это функциональная и структурная единица почки, которая состоит из почечного тельца и так называемой петли Генле.

Само почечное тельце состоит из мальпигиевого клубочка и капсулы Боумена – Шумлянского. Для начала стоит отметить, что клубочек на самом деле представляет собой совокупность мелких капилляров. Кровь попадает сюда через приносную артерию — здесь фильтруется плазма. Остаток крови выводится выносящей артериолой.

Капсула Боумена – Шумлянского состоит из двух листков — внутреннего и внешнего. И если внешний лист представляет собой обыкновенную ткань из плоского эпителия, то строение внутреннего листа заслуживает большего внимания. Внутренняя часть капсулы покрыта подоцитами — это клетки, которые выполняют роль дополнительного фильтра. Они пропускают глюкозу, аминокислоты и прочие вещества, но препятствуют движению больших протеиновых молекул. Таким образом, в почечном тельце образуется первичная моча, которая отличается от плазмы крови лишь отсутствием крупных молекул.


нефрон строение

Нефрон: строение проксимального канальца и петли Генле

Проксимальный каналец представляет собой образование, которое соединяет почечное тельце и петлю Генле. Внутри каналец имеет ворсинки, которые увеличивают общую площадь внутреннего просвета, тем самым увеличивая показатели реабсорбции.

Проксимальный каналец плавно переходит в нисходящую часть петли Генле, которая характеризируется небольшим диаметром. Петля опускается в мозговой слой, где огибает собственную ось на 180 градусов и поднимается вверх — здесь начинается восходящая часть петли Генле, которая имеет гораздо большие размеры и, соответственно, диаметр. Восходящая петля поднимается примерно до уровня клубочка.

Строение нефрона: дистальные канальцы

Восходящая часть петли Генле в корковом веществе переходит в так называемый дистальный извилистый каналец. Он соприкасается с клубочком и контактирует с приносной и выносной артериолами. Здесь осуществляется конечная абсорбция полезных веществ. Дистальный каналец переходит в конечный отдел нефрона, который в свою очередь впадает в собирательную трубку, несущую жидкость в почечные лоханки.


структурная единица почки

Классификация нефронов

В зависимости от места расположения принято выделять три основных типа нефронов:

  • кортикальные нефроны составляют примерно 85% от количества всех структурных единиц в почке. Как правило, они расположены во внешней коре почки, о чем, собственно, и свидетельствует их название. Строение нефрона этого типа немного отличается — петля Генле здесь небольшая;
  • юкстамедуллярные нефроны — такие структуры находятся как раз между мозговым и корковым слоем, имеют длинные петли Генле, которые глубоко проникают в мозговой слой, иногда даже достигая пирамид;
  • субкапсулярные нефроны — структуры, которые расположены непосредственно под капсулой.

Можно заметить, что строение нефрона полностью соответствует его функциям.

fb.ru

  • Особенности и специфика функций почек объясняются своеобразием специализации их структуры. Функциональная морфология почек изучается на разных структурных уровнях — от макромолекулярного и ультраструктурного до органного и системного.

    Разное в урологии


  • Канальцевую часть нефрона принято делить на четыре отдела: 1) главный (проксимальный); 2) тонкий сегмент петли Генле; 3) дистальный; 4) собирательные трубки [Bargmann W., 1978]. Главный (проксимальный) отдел состоит из извилистой и прямой частей. Клетки извитой части имеют более сложное строение, че…

    Разное в урологии

  • Важной стороной функции почки, которая раньше неодооценивалась, является ее участие в гомеостазе белков, углеводов и липидов. Участие почки в метаболизме органических веществ отнюдь не ограничено способностью к реабсорбции этих соединений или экскреции их избытка.

    Разное в урологии

  • К эндокринным аппаратам почек относят ЮГА, выделяющий ренин и эритропоэтин, интерстициальные клетки (ИК) мозгового вещества, вырабатывающие простагландины, а также наружный листок капсулы ЮГА. В этом аппарате выделяют четыре компонента (рис. 1): 1) гранулированные эпителиоидные клетки в стенке аффер…

    Разное в урологии


  • Урология — медицинская дисциплина, изучающая этиологию, патогенез, диагностику и лечение заболеваний мочевой системы, мужской половой системы, заболеваний надпочечников и разнообразные патологические процессы в забрюшинном пространстве. На различных этапах своего развития область интереса урологов м…

    Разное в урологии

medbe.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