Как работает нефрон кратко

Обновлено: 05.07.2024

Моча. Образование мочи. Механизмы мочеобразования. Нефрон. Сосудистый клубочек. Проксимальный отдел канальцев ( проксимальные канальцы ).

Моча образуется в почках из плазмы крови, причем почка относится к наиболее интенсивно кровоснабжаемым органам — ежеминутно через почку проходит 1/4 всего объема крови, выбрасываемой сердцем, при этом объем кровотока в коре почки, где происходит фильтрация плазмы крови и образование первичной мочи, составляет свыше 90 % общего почечного кровотока. Основной структурно-функциональной единицей почки, обеспечивающей образование мочи, является нефрон. В почке человека находится около 1,2 млн. нефронов. Однако не все нефроны функционируют в почке одновременно, существует определенная периодичность активности отдельных нефронов, когда часть из них функционирует, а другие нет. Эта периодичность обеспечивает надежность деятельности почки за счет функционального дублирования. В связи с этим важным показателем функциональной активности почки является масса действующих нефронов в конкретный момент времени.

Нефрон состоит из нескольких последовательно соединенных отделов (рис. 14.2), располагающихся в корковом и мозговом веществе почки.

Рис. 14.2. Типы и структура нефронов. 1 — клубочек интракортикального нефрона; 2 — клубочек юкстамедуллярного нефрона; 3 — петля Генле интракортикального нефрона; 4 — петля Генле юкстамедуллярного нефрона; 5 — проксимальные извитые канальцы; 6 —дистальные извитые канальцы; 7 — собирательные трубочки; 8 — капиллярная сеть интракортикального нефрона; 9 — прямые капиллярные сосуды юкстамедуллярного нефрона; 10 — артерии и артериолы; 11 — венулы и вены. Интракортикальные нефроны имеют короткие петли Генле, выносящая артериола клубочка образует густую капиллярную сеть вокруг канальцев. Юкстамедуллярные нефроны имеют длинные петли Генле, спускающиеся вглубь мозгового вещества к почечному сосочку и образующие канальцевую противоточную систему почки, а выносящие артериолы клубочка формируют в мозговом веществе почки прямые нисходящие и восходящие капиллярные сосуды, образующие сосудистую противоточную систему.

Сосудистый клубочек, или мальпигиево тельце, является структурой, где происходит процесс ультрафильтрации плазмы крови через фильтрационный барьер и образование первичной мочи (рис. 14.3). Он расположен в корковом веществе, имеет около 50 капиллярных петель, связанных друг с другом и подвешенных как на брыжейке с помощью мезангия, состоящего из волокнистых структур и мезангиальных клеток. Снаружи клубочки покрыты двухслойной капсулой Боумена—Шумлянского. Висцеральный листок этой капсулы покрывает капилляры клубочка и состоит из эпителиальных отростчатых клеток — подоцитов. Отростки подоцитов (большие и малые), называемые педикулами, покрывают всю поверхность капилляров, тесно переплетаясь друг с другом и оставляя межпедикулярные пространства не более 30 нм. Пространства заполнены фибриллярными структурами, образующими щелевую диафрагму, формирующую решетку или сито с диаметром пор около 10 нм. Наружный или париетальный листок капсулы состоит из базальной мембраны, покрытой кубическими эпителиальными клетками, переходящими в эпителий канальцев. Между двумя листками капсулы, расположенными наподобие чаши, имеется щель или полость капсулы, в которую происходит ультрафильтрация плазмы крови. Полость капсулы переходит в просвет главного или проксимального отдела канальцев.

Рис. 14.3. Схема строения клубочка. А — схематическое изображение клубочка в целом, Б — фрагмент трехслойного фильтрационного барьера, В — увеличенный участок фильтрационного барьера. Отчетливо выявляются три слоя барьера: эндотелий капилляра клубочка, базальная мембрана и клетки висцерального листка капсулы Боумена—Шумлянского (подоциты). Фильтрация воды с растворенными в ней веществами происходит из плазмы крови капилляра клубочка через фенестры эндотелия, поры базальной мембраны и щелевые диафрагмы между ножками подоцитов. Все эти структуры фильтрационного барьера имеют отрицательный заряд.

Стенка всех канальцев нефрона, где по мере продвижения мочи происходит обратное всасывание в кровь воды и различных веществ (реабсорбция), а также секреция веществ из крови в мочу, состоит из эпителиальных клеток, расположенных на базальной мембране (рис. 14.4). По строению и функции у этих клеток выделяют апикальную, или люминальную, мембрану, обращенную в просвет канальца, и базолатеральную мембрану. Канальцевый аппарат нефрона подразделяют на несколько отделов.

Главный, или проксимальный, отдел канальцев, начинающийся от полости капсулы извитой частью, которая затем переходит в прямую часть канальца. Клетки проксимального отдела на апикальной мембране имеют щеточную каемку из микроворсин, покрытых гликокаликсом. Проксимальный отдел расположен в корковом веществе, где переходит в петлю Генле.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Нефрон удаляет из организма продукты обмена, регулирует объем циркулирующей крови, кровяное давление, уровень электролитов, кислотно-щелочное равновесие. Его функциноирование жизненно важно для организма и регулируется эндокринной системой, в этой регуляции принимают участие такие гормоны как антидиуретический гормон, альдостерон, гормон паращитовидной железы. У здоровых людей почка содержит от 800 000 до 1.5 миллионов нефронов.

Типы нефронов:

Существует два основных типа нефронов: корковые и юкстамедуллярные нефроны, которые классифицированы согласно месту их расположения. Корковые нефроны относятся к определенному почечному тельцу, в то время, как югстамедулярные нефроны располагаются около мозгового вещества .

Анатомия нефрона

Каждый нефрон состоит из фильтрационного элемента – почечного тельца и системы трубочек, в которой происходит реабсорбция. В почечном тельце происходит фильтрация растворов из крови, затем эти растворы поступают в почечные трубочки и там преобразуются.

Почечное тельце нефрона

Состоит из клубочка и Боуменовой капсулы, почечного клубочка (мальпигиевого тельца), является начальной частью нефрона, несущей фильтрационную функцию. Клубочек – это сеть капилляров, которые получают кровоснабжение от центростремительной артерии.

Давление крови в клубочке обеспечивает движение жидкости и растворов, которые будут фильтроваться в пространство Боуменовой капсулы. Плазма крови, проходящая через почку проходит через сеть капилляров , которые переплетаются вокруг трубочек, а между ними находится промежуточное пространство. Затем вены соединяются и образуют почечную вену, воссоединяясь с основным кровотоком.

Боуменова капсула, так же называется капсулой клубочка, окружает клубочек. Она состоит из внутреннего висцерального листка, образованного специальными клетками, называемыми подоцитами и париетального листка, состоящего из одного слоя эпителиальных клеток. Из клубочкового фильтрата формируется моча.

Почечная трубочка нефрона

Почечная трубочка является частью нефрона, она содержит жидкость, которая проходя через нее , поступает в собирательую систему, не являющуюся частью нефрона.

Компоненты почечной трубочки:

Проксимальная часть
Петля Генле
Нисходящее колено петли Генле
Восходящее колено петли Генле
Дистальная петля

Функции нефронов

Нефрон, как функциональная единица, выполняет почти все функции почки. Большинство этих функций касается реабсорбции различных растворов, ионов, углеводов ( например глюкоза), аминокислот ( например глутамат).

У каждого сегмента нефрона есть узкоспециализированная функция.

Проксимальная трубочка и часть нефрона может быть разделена на извитую и нисходящую часть.

Жидкость повторно поступает в перитубулярные капилляры, включая примерно две трети фильтруемой жидкости и солей.

Петля Генле состоит из восходящего и нисходящего колена. Она начинается в корковом слое , затем идет в мозговое вещество, в последующем возвращаясь обратно в корковое вещество. Основная роль петли Генле состоит в концентрировании солей в интерстициальной ткани.

Есть существенные различия между нисходящей и восходящей петлей Генле. Нисходящая петля проницаемая для воды , но абсолютно непроницаема для солей, таким образом происходит концентрирование в интерстиции. Фильтрат свободно проникает глубже в интерстиций. Нисходящие части петли позволяют жидкости в течение длительного времени вытекать из фильтрата, он становится гипертоническим. В отличие от нисходящей петли, восходящая петля Генле непроницаема для воды. В нисходящей петле натрий активно поступает из фильтрата , создавая в интрестиции гипертоническую концентрацию. Через восходящую петлю фильтрат становится гипотоническим, так как теряет большую часть состоящего в нем натрия. Этот гипотонический фильтрат переходит в извитой каналец.

Существуют различия в функциях между дистальной и проксимальной извитыми трубочками. Клетки, выстилающие трубочку имеют множество митохондрий , чтобы производить достаточно энергии для активного транспорта. Большая часть транспорта ионов, происходящая в дистальной замысловатой трубочке включает в себя реабсорбцию кальция и выделение фосфора.

При наличии альдостерона повторно поглощается большее количество натрия, выделяется большее количество калия. Натрийуретический пептид заставляет дистальную извитую трубочку выделять большее количество натрия. Кроме того, трубочки так же выделяют водород и аммоний, чтобы отрегулировать pH среды. После прохождения дистальной замысловатой трубочки остается приблизительно только 1% воды.

Собирательная система нефрона

Каждая дистальная извитая трубочка поставляет свой фильтрат в собирательную систему, первым сегментом этой системы является собирательная трубочка. Собирательная система начинается в коре почки и идет в мозговое вещество. Моча перемещается вниз по собирательной системе.

Хотя собирательная система обычно непроницаема для воды, в присутствие антидиуретического гормона она становится проницаемой. Антидиуретический гормон приводит к реабсорбции молекул воды , поскольку они проходят через собирательный канал посредством аквапор.

Аквапоры – это мембранные белки, которые выборочно проводят молекулы воды, предотвращая прохождение ионов и других растворов. Таким образом три четверти воды повторно реабсорбируются из мочи. Таким образом, уровень антидиуретического гормона определяет , будет ли моча сконцентрирована или не концентрированна. Повышения уровня АДГ является индикатором обезвоживания, в то время как при достаточном количестве воды уровень его снижается.

Нисходящие колена собирательных трубочек являются так же проницаемыми для мочевины.

В последующем моча проходит через почечный сосочек, проходит в почечные чашечки, почечную лоханку, а затем в мочевой пузырь через мочеточник.

Собирательный канал иногда не считают частью нефрона, т.к. он происходит не из метонефрогенной бластемы, а из зачатков мочеточника.

Югстагломерулярный аппарат нефрона

Югстагломерулярный аппарат является специализированной частью нефрона, ответственной за синтез и хранение гормона ренина, который включен в ренин-ангиотензиновую систему.

Югстагломерулярный аппарат содержит три компонента: плотное пятно, югстагломерулярные клетки, экстрагломерулярные мезангиальные клетки.

Клиническая значимость:

Из-за своей важной функции в регуляции водного баланса в организме, нефрон является точкой приложения антигипертензивных препаратов и препаратов диуретиков.

Эти препараты называются мочегонными и влияют на водно-солнвой обмен в нефроне, таким образом увеличивая количество выделяемой мочи.

Статья носит информационный характер. При любых проблемах со здоровьем – не занимайтесь самодиагностикой и обратитесь к врачу!

Выделение - удаление конечных продуктов обмена веществ, которые не могут быть повторно использованы организмом, а так вредных, чужеродных веществ, попавших в организм (яды, лекарства).

К органам, выполняющим функции выделения, относятся: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал, а также легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа.

Небольшая часть мочевины и мочевой кислоты, а также лекарства выводятся вместе с секретом желез желудочно-кишечного тракта. Потовые железы кожи выделяют мочевую кислоту, соли, воду, мочевину. В процессе дыхания из легких улетучивается углекислый газ, вода, алкоголь, эфиры.

Почкам принадлежит первое место в этом списке: они - главное звено системы мочеотделения, однако при различных болезнях почек (почечной недостаточности) их функция страдает, и компенсаторно возрастает выделение через другие органы (ЖКТ, легкие, кожа). В этом случае у пациента может появляться неприятный запах мочевины от кожи, изо рта, что доставляет неудобства самим пациентам и их окружению.

Почки

Представляют собой парные бобовидные образования, которые лежат на задней стенке брюшной полости по бокам от позвоночника. Масса каждой почки - около 150 граммов. Снаружи покрыты соединительнотканной и жировой капсулами. Через ворота в почку входит мочеточник, почечная артерия, вена, лимфатические сосуды и нервы.

На поперечном срезе почки хорошо различаются корковое и мозговое вещество. На периферии почки располагается слой коркового вещества, под ним глубже лежат пирамиды, образующие мозговое вещество. Между пирамидами хорошо различимы почечные столбы - участки коркового вещества, вдающиеся вглубь почки. Пирамида вместе с почечным столбом образует почечную долю.

Верхушка почечной пирамиды, обращенная внутрь, называется сосочек. Каждый сосочек усеян мелкими отверстиями, из которых выделяется моча и поступает в самые начальные участки мочевых путей - малые почечные чашечки. Сливаясь между собой, малые почечные чашечки образуют большие, которые сливаются в одну большую лоханку, переходящую в мочеточник.

Выходя из ворот почек, мочеточники направляются вниз к мочевому пузырю - резервуару мочи. В мочевом пузыре моча накапливается, его вместимость составляет около 500 мл. Далее моча направляется в мочеиспускательный канал (уретру), который открывается во внешнюю среду наружным отверстием.

Функции почек

Вам уже известна основная функция почек - выделительная, скоро мы приступим к ее углубленному изучению, но сейчас коснемся других функций почек. Рекомендую вернуться еще раз к функциям почек по прочтении статьи.

Из организма удаляется мочевина, мочевая кислота, соли аммиака. Напомню, что мочевина образуется не в почках, а в печени, поэтому почки в данном случае играют роль фильтра.

Осуществляют регуляцию артериального давления за счет выделения биологически активного вещества - ренина (мы поговорим об этом, изучая нефрон)

Регулируют число эритроцитов, вырабатывая гормон эритропоэтин, который стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге.

Поддерживают гомеостаз организма - постоянство внутренней среды.

Участие в водно-солевом балансе
Выделяя кислые или щелочные продукты, способствуют постоянству pH крови (водородный показатель)

Выделительная и кровеносная системы очень тесно взаимосвязаны, в чем мы убедимся по ходу изучения выделительной системы.

Нефрон

Нефрон (от гр. nephros - почка) - структурно-функциональная единица почки, состоящая из почечного тельца и канальцев. В составе почечного тельца различают сосудистый клубочек (капиллярный, мальпигиев), и покрывающую его капсулу Боумена-Шумлянского.

Обращаю ваше особое внимание на разницу диаметра приносящей и выносящей артериол. Диаметр приносящей артериолы крупнее, чем у выносящей, благодаря чему в сосудистом клубочке создается повышенное давление и осуществляется важнейший процесс - фильтрация. Чем выше артериальное давление в сосудистом клубочке и капиллярной сети, тем интенсивнее идут процессы фильтрации и реабсорбции, с которыми вы скоро познакомитесь.

Запомните, что в основе мочеобразования лежат три процесса: фильтрация, реабсорбция (вторичное всасывание) и секреция. Изучая их, мы поймем, как функционирует нефрон, и разберем его строение.

Лучше всего ассоциировать этот процесс с ситом, которое пропускает мелкие частички, а крупные не пропускает. Точно также и кровь содержит мелкие молекулы - вода, глюкоза, мочевина и крупные компоненты - фибриноген, форменные элементы крови.

В результате процесса фильтрации получается первичная моча, не содержащая крупных белков и форменных элементов крови (эритро- , лейко- , тромбоцитов), близкая по составу к плазме крови. В день у человека образуется 150-180 литров первичной мочи, представляете, если бы мы столько выделяли?

Не могу ни акцентировать ваше внимание на том факте, что в первичной моче оказывается очень много нужного и полезного нашему организму. Вдумайтесь: через фильтр профильтровывается не только мочевина, но и глюкоза, вода, витамины, минеральные соли. Потерять такие ценные вещества для организма было бы большой оплошностью, и следующий этап исправляет допущенную организмом "ошибку" при фильтрации.

После прохождения капсулы Боумены-Шумлянского первичная моча попадает в проксимальные (от лат. proximus — ближний) и дистальные (от лат. distare - отстоять, далеко находиться) канальцы нефрона. Эти канальцы оплетает густая сеть капилляров, образованная разветвленной выносящей артериолой.

Все нужные организму вещества: вода, глюкоза, соли, аминокислоты, витамины, гормоны - всасываются из просвета канальца нефрона обратно в кровеносную систему (в капилляры, оплетающие канальцы нефрона). Таким образом, организм "исправляет ошибку" допущенную на этапе фильтрации.

Мочевина, мочевая кислота, креатинин - побочные продукты обмена веществ - обратно не всасываются, продолжая продвигаться по канальцам нефрона.

Процесс реабсорбции активно идет в изогнутой части канальцев нефрона - петле Генле, из которой в ткани мозгового вещества почки активно выходят ионы Na + , создавая высокое осмотическое давление. Это, в свою очередь, способствует перемещению воды из просвета канальцев нефрона в кровеносную систему, то есть ее всасыванию (реабсорбции).

Мы добрались до третьего финального этапа мочеобразования. На этапе секреции происходит транспорт веществ из крови (капилляров, оплетающих канальцы нефрона) в просвет канальцев нефрона.

Секреции подвергаются лекарственные вещества, излишки ионов K + и Na + . Их секреция в канальцы нефрона необходима для поддержания постоянства внутренней среды - гомеостаза.

В результате реабсорбции и секреции из первичной мочи образуется вторичная, объем которой составляет 1-1,5 литра в сутки.

Вторичная моча через дистальные канальцы поступает в собирательные трубочки, куда таким же путем открываются дистальные канальцы многих других нефронов. Собирательные трубочки открываются на верхушках почечных пирамид, из низ выделяется моча и поступает в малые, затем в большие почечные чашечки, лоханку и далее в мочеточник.

Регуляция эритроцитопоэза и артериального давления

При многих болезнях почек эритропоэтин в виде лекарственного препарата применяют, чтобы добиться увеличения числа эритроцитов и устранить анемию (малокровие).

Почки регулируют уровень артериального давления, выделяя ренин (от лат. ren — почка). В конечном итоге это способствует сужению кровеносных сосудов и росту артериального давления, которое играет ключевую роль в фильтрации - процессе мочеобразования.

Регуляция работы почек

На активность почек оказывают влияние симпатические и парасимпатические нервные волокна. Симпатические нервы способствуют сужению почечных сосудов и повышению реабсорбции (количество мочи уменьшается), парасимпатические - расширению почечных сосудов и уменьшению реабсорбции (количество мочи увеличивается).

Также регуляция работы почек происходит гуморальным путем: с помощью гормонов гипофиза, надпочечников, паращитовидных желез. Гипоталамус, тесно связанный с гипофизом, активирует высвобождение последним антидиуретического гормона (АДГ) - вазопрессина, которые сужает почечные сосуды, тем самым повышая реабсорбцию.

Заболевания

Хорошо зная три основных процесса: фильтрацию, реабсорбцию и секрецию, вы легко сможете предположить, на каком из этих этапов возникло нарушение работы почек. Эффективность работы почек и их состояние можно легко оценить по анализу мочи. Сейчас вам следует ненадолго представить себя врачом нефрологом ;)

Приходит заключение из лаборатории. В моче пациента найдены белок, кровь (эритроциты), гной (лейкоциты). Вам известно, что форменные элементы крови и крупные белки в норме не проходят через "сито" на этапе фильтрации и не должны обнаруживаться в моче. Таким образом, патология локализуется в почечном тельце.

Следующее заключение, которое вам предстоит изучить, выглядит по-другому. Гноя, крови и белков в моче не обнаружено, однако присутствует глюкоза (сахар). Такая находка может быть признаком сахарного диабета.

Зная, что глюкоза в норме профильтровывается на первом этапе - фильтрации, вы понимаете, что с фильтрацией все в порядке. Нарушение возникло на следующей стадии - реабсорбции, ведь глюкоза в норме должна всасываться обратно в кровь: ее не должно обнаруживаться в моче.

На схеме ниже вы можете наглядно увидеть симптомы, которые сопровождают сахарный диабет. Этиологию (причины) и патогенез (механизм развития) сахарного диабета мы изучим, когда будем говорить об эндокринной системе.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Почки — парные органы багрово-красного цвета, расположенные ниже ребер в середине поясницы.

удаляют избыток жидкости из крови в форме мочи
поддерживают солевое равновесие в крови
производят эритропоэтин, гормон, который стимулирует образование эритроцитов
регулируют кровяное давление

В организме питательные вещества из пищи преобразуются в энергию. После того, как в организм поступает пища, которая была необходима, ненужные вещества выделяются через кишечник или остаются в крови. Почки и мочевыводящие пути выводят такие химические вещества, как калий и натрий, обеспечивают водный баланс, выводят азотистые шлаки (мочевина). Мочевина секретируется из белковых веществ - мясо, птица, некоторые овощи, которые расщепляются в организме. Мочевина с кровотоком поступает в почки. В почках мочевину из крови удаляют крошечные функциональные единицы, называемые нефронами. Каждый нефрон включает клубочек, состоящий из кровеносных капилляров, названный glomerulus, и почечных канальцев. Мочевина вместе с водой и другими ненужными веществами, формирует мочу, проходит через нефрон и вниз по почечным канальцам.

© 2022 Все права защищены
Группа компаний МедМарк
г. Владимир ул. Луначарского д. 22-А
Медмарк-клиника - 8 (4922) 42-21-68
Медмарк-фармация - 8 (4922) 33-07-05
Медмарк-сервис - 8 (4922) 33-00-97
Бесплатная линия - 8 (800) 500-7955

Читайте также: