Что является основной функциональной единицей почки

ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. Какие пути выделения продуктов обмена веществ из организма человека вам известны?

Органы мочевыделения — это почки, мочевые пути — мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Вопрос 2. Как осуществляется регуляция работы органов, состоящих из мышечной ткани?

Регуляция работы органов, состоящих из мышечной ткани осуществляется нейрогуморальным путем.

ВОПРОСЫ К ПАРАГРАФУ

Вопрос 1. Какие вещества удаляются из организма человека с мочой?

Почки извлекают из плазмы крови аммиак, мочевину, мочевую кислоту, лекарственные препараты и в составе мочи выделяют их во внешнюю среду.

Вопрос 2. Какие органы входят в состав мочевыделительной системы?

Органы мочевыделения — это почки, мочевые пути — мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Вопрос 3. Какое строение имеют почки и каково их месторасположение в организме человека?

Почки — парные бобовидные органы, расположенные у задней стенки брюшной полости на уровне 1-го и 2-го поясничных позвонков. Масса каждой почки приблизительно равна 150 г. Длина почки в среднем 12 см. Почки прикреплены к брюшной стенке слоем соединительной ткани таким образом, что располагаются по обе стороны позвоночника, над поясницей, позади печени и желудка. Снаружи каждая почка покрыта оболочками из соединительной и жировой ткани. Почка состоит из двух слоёв: более тёмного наружного — коркового и более светлого внутреннего — мозгового. Вогнутый край почки обращён к позвоночнику. В этом месте в почку входят и выходят из неё кровеносные сосуды. В этом же месте в почке находится полость, называемая почечной лоханкой. От почечной лоханки каждой почки отходит мочеточник, соединяющий почку с мочевым пузырём.

Вопрос 4. Что является основной функциональной единицей почки? Ответ обоснуйте.

В каждой почке насчитывается около миллиона микроскопических единиц, в которых происходит фильтрация плазмы крови. Они называются нефронами. Нефрон является функциональной единицей почки и может обеспечивать процесс фильтрации, однако концентрирование мочи происходит только при совместной работе многих нефронов. Нефрон состоит из капсулы, которая переходит в тонкий и длинный из витой каналец. Капсула нефрона напоминает бокал с двумя стенками. Щель между ними сообщается с канальцем.

В капсуле происходит фильтрация крови: часть плазмы крови проходит через стенку кровеносного сосуда в щель капсулы. В артериолах остаются форменные элементы и белки. В каналец нефрона попадают вода, продукты распада — мочевина, соли мочевой, фосфорной и щавелевой кислот, карбонаты, а также питательные вещества — глюкоза, аминокислоты, витамины. Все эти вещества составляют первичную мочу, которая по своему составу мало отличается от плазмы крови. Первичная моча продвигается вдоль канальца, здесь из неё обратно в кровь всасываются все нужные организму вещества и том числе и большая часть воды. В канальце остается то, что организму не нужно. Все это составляет вторичную, или конечную, мочу. Из извитых канальцев моча поступает в собирательные канальцы, которые объединяются и выносят мочу и почечную лоханку.

Вопрос 5. Каковы особенности регуляции процесса мочеиспускания?

Регуляция мочеиспускания осуществляется нейрогуморальным путём. Из почек по мочеточникам постоянно движутся небольшие порции мочи, способствующие постепенному наполнению мочевого пузыря. Мочеиспускание происходит рефлекторно: в центральную нервную систему от рецепторов мочевого пузыря поступает сигнал о том, что его стенки растянуты и, следовательно, накопилось много мочи. В результате из нервной системы приходит сигнал, заставляющий стенки пузыря сократиться и избавиться от мочи. Во время мочеиспускания открывается сфинктер, расположенный между мочевым пузырём и мочеиспускательным каналом. Стенки пузыря сокращаются, и моча под давлением поступает в этот канал.

ПОДУМАЙТЕ!

Почему длина мочеиспускательного канала у женщин и мужчин различается (3—3,5 см и 18—20 см соответственно)?

Мочеиспускательный канал (уретра) является трубчатым органом, который соединяет мочевой пузырь и внешнюю среду. У мужчин и женщин мочеиспускательный канал различается по длине и ширине. Основной функцией мочеиспускательного канала является выведение мочи из организма, у мужчин в него также открываются семенные протоки.

Что это такое?

Нефрон является структурно функциональной и самостоятельной единицей почки, которая должна выполнять определенный цикл действий.

Основной функцией нефронов считается фильтрация крови и формирование первичной мочи. Функциональная единица почки выводит из организма вредные продукты метаболизма и токсины. Нефроны состоят из определенных отделов, каждый из которых имеет свое строение и выполняет конкретные функции.

Какое внутреннее строение имеют почки человека читайте в нашей статье.

Особенности нефронов:

• начальный этап формирования нефронов осуществляется в период внутриутробного развития плода (при негативном воздействии внешних факторов данный процесс может нарушиться, последствием будут врожденные заболевания почек);
• нефрон представляет собой специфическую эпителиальную трубку с сетью капилляров и собирательного сосуда (полости между отдельными структурами заполнены интерстициальными клетками матриксом, образующими соединительную ткань).

Строение нефрона

В почке содержится примерно полтора миллиона разных типов нефронов. Их работа осуществляется в круглосуточном режиме. Одновременное осуществление функций осуществляется одной третьей частью функциональных единиц.

Такой нюанс позволяет обеспечивать полноценный обмен веществ, например, после удаления одной почки. С возрастом количество целостных функциональных единиц почки уменьшается. Нефрон состоит из множества отделов, каждый из которых выполняет определенные функции.

Структуру нефрона составляют следующие отделы:

1. Почечное тельце, состоящее из клубка сосудов и капсулы Шумлянского-Боумена.
2. Капсула Шумлянского-Боумена, окружающая сосудистый клубок.
3. Проксимальный каналец.
4. Петля Генле.
5. Тыльный участок нефрона.
6. Собирательные трубки, второе название отдела — Беллиниевые протоки.
7. Подоциты капсулы.
8. Мезангиальный матрикс.
9. Базальная мембрана.

Сколько типов?

Нефроны подразделяются на несколько разновидностей, каждая из которых имеет свои особенности строения и функционального назначения. Выделяется два основных типа и один дополнительный — субкапсулярные структуры, которые расположены под капсулами.

Классификация нефронов осуществляется по месту расположения капсул.

Патологические процессы в почках провоцируются нарушением работоспособности любого вида функциональных единиц.

Виды нефронов (см. фото ниже):

• Кортикальные.
• Юкстамедуллярные.

Вернуться к оглавлению

Функции нефрона у человека

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Почечный клубочек

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Подоциты капсулы

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

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

Вернуться к оглавлению

Базальная мембрана

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

Вернуться к оглавлению

Мезангиальный матрикс

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

Вернуться к оглавлению

Проксимальный каналец

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

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

Вернуться к оглавлению

Петля Генле

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

Вернуться к оглавлению

Дистальный каналец

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Собирательные трубки

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

Вернуться к оглавлению

Классификация

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

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

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