Анатомические особенности, обеспечивающие строение и функции нефрона, гарантируют полноценный процесс образования мочи из плазмы. Он работает как отлаженный механизм благодаря тому, что устроен очень сложно. Во время отфильтровывания плазмы крови от форменных элементов образуется первичная моча, огромная часть которой впоследствии всасывается обратно в организм.

Нефрон – важная часть ткани почки, которая обеспечивает процесс фильтрации урины из плазмы крови.

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.

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.

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.

Виды структурных единиц

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

(с греческого νεφρ?ς- переводится как « почка»)- основная структурная и функциональная единица почки. Нефрон выполняет функцию концентрирования жидкости и солевых растворов путем фильтрации их из крови, реабсорбцию необходимых веществ из мочи.

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!

В.А. Шадеркина - врач уролог, онколог, научный редактор

Почки расположены ретроперитонеально по обе стороны позвоночного столба на уровне Th 12 –L 2 . Масса каждой почки взрослого мужчины - 125–170 г, взрослой женщины - 115–155 г, т.е. суммарно менее 0,5% общей массы тела.

Паренхима почки подразделяется на расположенное кнаружи (у выпуклой поверхности органа) корковое и находящееся под ним мозговое вещество . Рыхлая соединительная ткань образует строму органа (интерстиций).

Корковое вещество расположено под капсулой почки. Зернистый вид корковому веществу придают присутствующие здесь почечные тельца и извитые канальцы нефронов.

Мозговое вещество имеет радиально исчерченный вид, поскольку содержит параллельно идущие нисходящую и восходящую части петли нефронов, собирательные трубочки и собирательные протоки, прямые кровеносные сосуды (vasa recta ). В мозговом веществе различают наружную часть, расположенную непосредственно под корковым веществом, и внутреннюю часть, состоящую из вершин пирамид

Интерстиций представлен межклеточным матриксом, содержащим отростчатые фибробластоподобные клетки и тонкие ретикулиновые волокна, тесно связанные со стенками капилляров и почечных канальцев

Нефрон как морфо-функциональная единица почки.

У человека каждая почка состоит примерно из одного миллиона структурных единиц, называемых нефронами. Нефрон является структурной и функциональной единицей почки потому, что он осуществляет всю совокупность процессов, в результате которых образуется моча.

Рис.1. Мочевыделительная система. Слева : почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал (уретра) Справа6 строение нефрона

Строение нефрона:

Капсула Шумлянского-Боумена, внутри которой расположен клубочек капилляров – почечное (мальпигиево) тельце. Диаметр капсулы – 0,2 мм

Проксимальный извитой каналец. Особенность его эпителиальных клеток: щеточная каемка – микроворсинки, обращенные в просвет канальца

Петля Генле

Дистальный извитой каналец. Его начальный отдел обязательно прикасается к клубочку между приносящей и выносящей артериолами

Связующий каналец

Собирательная трубка

Функционально различают 4 сегмента :

1. Гломерула;

2. Проксимальный – извитая и прямая части проксимального канальца;

3. Тонкий отдел петли – нисходящий и тонкая часть восходящего отдела петли;

4. Дистальный – толстая часть восходящего отдела петли, дистальный извитой каналец, связующий отдел.

Собирательные трубки в процессе эмбриогенеза развиваются самостоятельно, но функционируют вместе с дистальным сегментом.

Начинаясь в коре почки, собирательные трубки сливаются, образуют выводные протоки, которые проходят через мозговое вещество и открываются в полость почечной лоханки. Общая длина канальцев одного нефрона – 35-50 мм.

Типы нефронов

В различных сегментах канальцев нефрона имеются существенные отличия в зависимости от их локализации в той или иной зоне почки, величине клубочков (юкстамедулярные крупнее суперфициальных), глубине расположения клубочков и проксимальных канальцев, длине отдельных участков нефрона, особенно петель. Большое функциональное значение имеет зона почки, в которой расположен каналец, независимо от того, находится ли он в корковом или мозговом веществе.

В корковом слое находятся почечные клубочки, проксимальные и дистальные отделы канальцев, связующие отделы. В наружной полоске наружного мозгового вещества находятся тонкие нисходящие и толстые восходящие отделы петель нефронов, собирательные трубки. Во внутреннем слое мозгового вещества располагаются тонкие отделы петель нефрона и собирательные трубки.

Такое расположение частей нефрона в почке неслучайно. Это важно в осмотическом концентрировании мочи. В почке функционирует несколько различных типов нефронов:

1. с уперфициальные (поверхностные,

короткая петля);

2. и нтракортикальные (внутри коркового слоя);

3.Юкстамедуллярные (у границы коркового и мозгового слоя).

Одним из важных отличий, перечисленных трех типов нефронов, является длина петли Генле. Все поверхностные - корковые нефроны обладают короткой петлей, в результате чего колено петли располагается выше границы, между наружной и внутренней частями мозгового вещества. У всех юкстамедуллярных нефронов длинные петли проникают во внутренний отдел мозгового вещества, часто достигая верхушки сосочка. Интракортикальные нефроны могут иметь и короткую и длинную петлю.

ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ПОЧКИ

Почечный кровоток не зависит от системного артериального давления в широком диапазоне его изменений. Это связано с миогенной регуляцией , обусловленной способностью гладкомышечных клетокvasafferensсокращаться в ответ на растяжение их кровью (при повышении артериального давления). В результате количество протекающей крови остается постоянным.

В одну минуту через сосуды обеих почек у человека проходит около 1200 мл крови, т.е. около 20-25% крови, выбрасываемой сердцем в аорту. Масса почек составляет 0,43% массы тела здорового человека, а получают они ¼ часть объема крови, выбрасываемой сердцем. Через сосуды коры почки протекает 91-93% крови, поступающей в почку, остальное ее количество снабжает мозговое вещество почки. Кровоток в коре почки в норме составляет 4-5 мл/мин на 1 г. ткани. Это наиболее высокий уровень органного кровотока. Особенность почечного кровотока состоит в том, что при изменении артериального давления (от 90 до 190 мм.рт.ст) кровоток почки остается постоянным. Это обусловлено высоким уровнем саморегуляции кровообращения в почке.

Короткие почечные артерии - отходят от брюшного отдела аорты и представляют собой крупный сосуд с относительно большим диаметром. После вхождения в ворота почек они делится на несколько междолевых артерий, которые проходят в мозговом веществе почки между пирамидами до пограничной зоны почек. Здесь от междольковых артерий отходят дуговые артерии. От дуговых артерий в направлении коркового вещества идут междольковые артерии, которые дают начало многочисленным приносящим клубочковым артериолам.

В почечный клубочек входит приносящая (афферентная) артериола, в нем она распадается на капилляры, образуя мальпегиев клубочек. При слиянии они образуют выносящую (эфферентную) артериолу, по которой кровь оттекает от клубочка. Эфферентная артериола, затем снова распадаются на капилляры, образуя густую сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев.

Две сети капилляров – высокого и низкого давления .

В капиллярах высокого давления (70 мм рт.ст.) – в почечном клубочке – происходит фильтрация. Большое давление связано с тем, что:1) почечные артерии отходят непосредственно от брюшного отдела аорты; 2) их длина невелика; 3) диаметр приносящей артериолы в 2 раза больше, чем выносящей.

Таким образом, большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры - вначале в клубочке, затем вокруг канальцев, это так называемая "чудесная сеть". Междольковые артерии образуют многочисленные аностомозы, которые играют компенсаторную роль. В образовании околоканальцевой капиллярной сети существенное значение имеет артериола Людвига, которая отходит от междольковой артерии, либо от приносящей клубочковой артериолы. Благодаря артериоле Людвига возможно экстрагломерулярное кровоснабжение канальцев в случае гибели почечных телец.

Артериальные капилляры, создающие околоканальцевую сеть, переходят в венозные. Последние образуют звездчатые венулы, расположенные под фиброзной капсулой - междольковые вены, впадающие в дуговые вены, которые сливаются и образуют почечную вену, которая впадает в нижнюю половую вену.

В почках различают 2-а круга кровообращения: большой корковый - 85-90% крови, малый юкстамедулярный - 10-15% крови. В физиологических условиях 85-90% крови циркулирует по большому (корковому) кругу почечного кровообращения, при патологии кровь движется по малому или укороченному пути.

Отличие кровоснабжения юкстамедулярного нефрона - диаметр приносящей артериолы примерно равен диаметру выносящей артериолы, эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, которые спускаются в мозговое вещество. Прямые сосуды образуют петли на различных уровнях мозгового вещества, поворачивая обратно. Нисходящие и восходящие части этих петель образуют противоточную систему сосудов, называемых сосудистым пучком. Юкстамедулярный путь кровообращения является своеобразным "шунтом" (шунт Труэта), в котором большая часть крови поступает не в корковое, а в мозговое вещество почек. Это так называемая дренажная система почек.

Нефрон является не только основной структурной, но также и функциональной единицей почки. Именно здесь проходят самые важные этапы 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: 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 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 лишь отсутствием крупных молекул.

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

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.