Строение нефрона
Для начала стоит разобраться, что такое нефрон и из каких частей он образуется? Это структурно-функциональная почечная единица. Нефрон состоит из петли Генле, капсулы Шумлянского-Боумена и системы извитых почечных канальцев. В свою очередь почечные канальцы делятся на проксимальные и дистальные извитые.
Капсула
Нефрон почки берет начало в почечном корковом слое Боуменовой капсулой, расположенной над клубком капилляров.
В состав окружающей клубочек капсулы Боумена-Шумлянского входят 2 листка: париетальный (наружный) и висцеральный (внутренний). Клетки однослойного плоского эпителия образуют наружный слой, висцеральный же представлен почечными клетками — подоцитами, лежащими на эндотелиальной базальной мембране капилляров. Поверхность клубочковых капилляров покрыта ножками подоцитов. Соседние же почечные клетки образуют на капиллярной поверхности интердигиталии.
Пространства между интердигитальными клетками образуют фильтрационные щели, размер которых предотвращает транспорт крупных кровяных элементов и протеиновых молекул. Таким образом, капсула нефрона играет роль своеобразного фильтрационного барьера, через который проходит кровь, преобразуясь в первичную мочу.
Проксимальный каналец
Проксимальный извитой каналец представляет собой структурную единицу нефрона, связывающую его тельце с нисходящей частью петли Генле. Каналец изнутри покрыт эпителием, снабженным ворсинками по всей его протяженности. Ворсинки увеличивают общую площадь резорбирующей поверхности.
Эпителиальные клетки могут менять конфигурацию в зависимости от того, насколько сильно заполнен почечный каналец. Кроме того, количество жидкости в канальцах влияет на положение складок базальной мембраны: при полных канальцах они распрямляются.
Функции нефрона, обеспечиваемые слаженной работой проксимальных канальцев:
- Резорбция таких веществ как: вода, глюкоза, протеины крови, креатинин, аминокислоты. Также происходит обратное всасывание ионов натрия (около 85% общего количества), хлора, магния, калия, кальция, солей фосфорной, серной и угольной кислот.
- Расщепление гормонов: пролактина, брадикинина, гастрина, инсулина.
Петля Генле
Петля Генле — морфо-функциональная единица, состоящая из тонкой нисходящей и толстой восходящей частей, а также шпилькообразного изгиба, расположенного в медуллярном веществе почки. В состав стенки нисходящего ее отдела входит плоский эпителий, в который включены многочисленные пиноцитозные пузырьки. Эпителий толстой части петли — кубический. Основная функция петли Генле заключается в реабсорбции воды в нисходящем отделе и обратном перемещении ионов хлора, калия и натрия в кровеносное русло.
Почечные клубочки состоят из дистальных извитых канальцев, в составе эпителия которых отсутствуют ворсинки, но выражена складчатость базальной мембраны. Функциональная роль дистальных канальцев заключена в ретроградном транспорте ионов натрия и воды, а также секреции аммиака, аммония, органических кислот, оснований, ионов водорода и водородной АТФазы (протонного насоса).
Мочевая система организма
В организме человека постоянно происходят различные процессы, в ходе которых вырабатываются продукты распада. Если организм по каким-то причинам теряет возможность выводить отходы наружу, они начинают скапливаться. Когда токсический уровень оказывается слишком высок, токсины начинают разрушать ткани и органы
Поэтому очень важно, чтобы мочевыводящая система работала слажено, без сбоев, поскольку её задачей является вывод из тела многих отходов
Мочевыводящая система состоит из:
- двух почек, содержащих нефроны;
- двух мочеточников;
- мочевого пузыря;
- мочеиспускательного канала;
- артерий и вен.
Мочеточники соединяют почки с мочевым пузырем, который является местом временного хранения мочи. Урина покидает тело во время мочеотделения через мочеиспускательный канал.
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.
Виды и функции нефронов
Расположение в коре, наружном или внутреннем мозговом слое влияет на то, какую функцию выполняет нефрон.
Эти структурные единицы бывают трех видов:
- поверхностные, или суперфициальные, которые находятся ближе к верхнему краю коры почки;
- находящиеся во внутренней части коры, или интракортикальные;
- расположенные в коре, но близко к мозговому веществу – юкстамедуллярные.
Иногда их разделяют на те же типы на основании длины, которая отвечает и за функциональные особенности.
Наибольшее количество нефронов приходится на внутреннюю часть почечной коры. Всего в каждой почке около 1 миллиона рабочих единиц, одновременно работает третья часть из них.
Суперфициальные
Кортикальные, или корковые типы нефронов разделяют на суперфициальные и интракортикальные. Они составляют большинство нефронов. По строению их отличает короткая петля Генле. Приставка «супер» указывает на близость к наружной, верхней части.
Интракортикальные
И суперфициальные, и интракортикальные нефроны расположены в такой наружной почечной структуре – коре. Приставка «супер» означает «поверх», а «интра» – «внутри». Оба этих типа близки по строению и отличаются от следующего.
Юкстамедуллярные
В юкстамедуллярных клубочках сосуды «на выход» шире, чем «на вход». За счет этого они образуют юкстамедуллярный, более короткий способ кровообращения в почках. У них есть функция не только фильтрации, но и дренажа.
Их проксимальный каналец и петля Генле уходят глубже в медуллу, то есть в мозговой слой почки. Благодаря этому юкстамедуллярный тип чувствителен к процессам концентрации солей (осмоляльности) в мозговом слое.
Хотя этих нефронов около 20% от общего числа, но на схемах изображаются чаще именно они из-за длины петли.
Секции почки и нефроны
Нефрон, строение которого доподлинно стало известно ученым только после целого ряда опытов, находится в каждом из структурных элементов важнейших для организма органов – почек. Специфика функций почек такова, что она требует существования сразу нескольких секций структурных элементов: тонкого сегмента петли, дистального и проксимального.
Все каналы нефрона соприкасаются с уложенными накопительными трубками. По мере развития эмбриона они произвольно совершенствуются, однако в уже сформировавшемся органе по своим функциям напоминают дистальный участок нефрона. Подробный процесс развития нефрона ученые неоднократно воспроизводили в своих лабораториях на протяжении нескольких лет, однако подлинные данные были получены лишь в конце XX века.
Подоциты в нефроне
Отростки подоцитов отделены друг от друга щитовыми мембранами, от которых зависит сам нефрон, строение структурного элемента почки и ее работоспособность. Благодаря именно им определяются размеры веществ, которые необходимо отфильтровать. Эпителиальные клетки обладают небольшими отростками, за счет которых они соединяются с базальной мембраной.
Строение и функции нефрона таковы, что в совокупности все его элементы не пропускают молекулы диаметром более 6 нм и производят фильтрацию меньших по размерам молекул, которые должны быть выведены из организма. Белок не может пройти сквозь имеющийся фильтр благодаря особым элементам мембраны и молекулам с негативным зарядом.
Как работает нефрон
Почки человека прокачивают через себя всю кровь, отделяя жидкость и мелкие элементы и постепенно формируя из этого мочу. Они также регулируют количество и состав жидкости в организме.
Поэтому с нарушением работы почек и особенно гломерулонефритом так часто связаны отеки, а сами болезни выявляются по составу мочи. Анализ мочи показывает, пропускают ли нефроны-фильтры что-то лишнее и возвращают ли они в кровоток нужное.
Каждый нефрон функционирует в несколько этапов, так что моча образуется в результате четырех процессов:
- Фильтрация (очищение из крови жидкости, которую нужно вывести).
- Реабсорбция (возвращение в кровь остатков полезных веществ).
- Секреция (выведение нужных веществ из клеток).
- Выведение лишнего и неполезного с мочой.
Таким путем через почки нормализуется состав крови и объем жидкости в тканях, получает свои нормальные цифры артериальное давление. Поскольку строение нефрона связано с его функциями, то за проблемой в любом из этих процессов стоит физическое разрушение или деформация нефрона.
Нефрон: его строение, функциональное значение
Нефрон представляет собой оболочку для небольшого клубка, которая состоит из двух стенок и закрывает собой небольшой клубок капилляров. Внутренняя часть этой оболочки покрыта эпителием, особые клетки которого помогают добиться дополнительной защиты. То пространство, которое образуется между двумя слоями, может трансформироваться в небольшое отверстие и канал.
Этот канал обладает щеточной кромкой из небольших ворсинок, сразу за ним начинается очень узкий участок петли оболочки, который спускается вниз. Стенка участка состоит из плоских и маленьких клеток эпителия. В некоторых случаях отсек петли достигает глубины мозгового вещества, а затем разворачивается к корке почечных образований, которые плавно перерастают в еще один сегмент нефроновой петли.
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.
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: 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 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.
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.
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.
Профилактика
Для снижения риска развития почечных заболеваний соблюдайте простые правила:
- ведите подвижный образ жизни: занимайтесь спортом, замените пассивный отдых возле телевизора или компьютера на активную прогулку. Движение укрепляет иммунитет, улучшает кровообращение, ускоряет обменные процессы в организме;
- правильно питайтесь. Отдавайте предпочтение свежим фруктам и овощам, в которых содержатся витамины и полезные вещества. Включайте в меню продукты, богатые клетчаткой. Откажитесь от вредной еды: жареной, жирной, острой и солёной. Жирные продукты способствуют развитию избыточного веса. Острая еда раздражающе действует на мочевыводящие пути. Употребление соли в большом количестве провоцирует обезвоживание организма;
- откажитесь от употребления никотина и алкоголя, которые ухудшают работу почек и разрушают почечную ткань;
- грамотно используйте лекарственные средства, особенно антибиотики. Злоупотребление медикаментами оказывает токсическое воздействие на почки. Длительное применение антибактериальных средств ведёт к снижению иммунитета;
- поддерживайте правильный питьевой режим. Человек должен употреблять не менее чем 2,5 литра жидкости в сутки, это способствует правильной работе почек и быстрому очищению организма от токсинов и конечных продуктов обмена;
- при любых воспалительных процессах в организме вовремя обращайтесь к врачу и доводите лечение до конца во избежание распространения инфекции по другим органам;
- не допускайте переохлаждения, которое провоцирует развитие почечных заболеваний;
- соблюдайте правила личной гигиены, чтобы избежать проникновения инфекции в почку по мочеточнику. В первую очередь это касается девочек и беременных женщин.
Профилактика рецидивов при хронических заболеваниях почек
Пациентам с хроническими почечными заболеваниями рекомендуется лечение в санаториях. Благоприятное воздействие оказывает тёплый и жаркий климат без резких перепадов температуры. Принятие солнечных и воздушных ванн помогает:
- снизить частоту рецидивов заболевания;
- укрепить иммунитет;
- уменьшить отёчность;
- улучшить водно-солевой обмен;
- очистить организм от токсинов при помощи усиленного потоотделения.
Профессиональная деятельность людей должна соответствовать определённым требованиям:
- запрещены работы, связанные с подъёмом тяжестей;
- необходимы перерывы в рабочем графике для обеспечения частого питания;
- должны отсутствовать вредные факторы: загазованность, выброс в воздух токсических и отравляющих веществ.
Видео: профилактика почечных заболеваний
Заболевания почек могут развиться у каждого из нас. При первых же симптомах следует обращаться к врачу без промедления. В некоторых ситуациях это может спасти не только здоровье, но и жизнь.
Профилактические меры гибели нефронов
Для нормального функционирования организма достаточно третьей части всех имеющихся в нем структурных элементов почек. Оставшиеся частички подключаются к работе во время повышенной нагрузки. Примером тому служит операция, в ходе которой была удалена одна почка. Данный процесс подразумевает возложение нагрузки на оставшийся орган. В этом случае все отделы нефрона, находящиеся в резерве, становятся активными и выполняют положенные функции.
Для того чтобы предотвратить опасное явление, при котором нефрон исчезает, следует придерживаться нескольких несложных правил:
- Избегать или своевременно лечить болезни мочеполовой системы.
- Не допускать развития почечной недостаточности.
- Правильно питаться и вести здоровый образ жизни.
- Обращаться за помощью медиков при возникновении любых тревожных симптомов, которые свидетельствуют о развитии патологического процесса в организме.
- Соблюдать элементарные правила личной гигиены.
- Опасаться инфекций, передающихся половым путем.
Функциональная единица почки не способна восстанавливаться, поэтому болезни почек, травмы и механические повреждения приводят к тому, что количество нефронов сокращается навсегда. Этот процесс и объясняет тот факт, что современные ученые пытаются разработать такие механизмы, которые смогут восстановить функции нефронов и значительно улучшить работу почек.
Специалисты рекомендуют не запускать появившиеся болезни, ибо их легче предотвратить, чем излечить. Современная медицина добилась больших высот, поэтому многие заболевания успешно лечатся и не оставляют тяжелых осложнений.
Что такое нефрон
Нефрон является структурной и функциональной единицей почки. Есть активные клетки, которые непосредственно участвуют в продуцировании мочи (третья часть от всего количества), остальные находятся в резерве.
Резервные клетки становятся активными в экстренных случаях, например, при травмах, критических состояниях, когда резко теряется большой процент единиц почки. Физиология выделения предполагает частичную гибель клеток, поэтому резервные структуры способны в кратчайшие сроки активироваться для поддержания функций органа.
С каждым годом теряется до 1% структурных единиц — они гибнут навсегда и не восстанавливаются. При правильном образе жизни, отсутствии хронических заболеваний потеря начинается только после 40 лет. Учитывая, что количество нефронов в почке составляет примерно 1 миллион, процент кажется небольшим. К старости работа органа может значительно ухудшиться, что грозит нарушением функциональности мочевыделительной системы.
Процесс старения можно замедлить, изменив образ жизни и потребляя достаточное количество чистой питьевой воды. Даже в лучшем случае со временем остается только 60% активных нефронов в каждой почке. Эта цифра вовсе не критична, так как фильтрация плазмы нарушается только с потерей более 75% клеток (как активных, так и тех, что в резерве).
Некоторые люди живут, потеряв одну почку, — тогда все функции выполняет вторая. Работа мочевыделительной системы значительно нарушается, поэтому необходимо вовремя проводить профилактику и лечение заболеваний. В таком случае нужно регулярное посещение врача для назначения поддерживающей терапии.
Особенности почечного фильтра
Нефрон, строение которого требует внимательного изучения со стороны ученых, стремящихся воссоздать почку с помощью современных технологий, несет в себе определенный отрицательный заряд, который формирует лимит по фильтрации белков. Размер заряда зависит от габаритов фильтра, и по факту сама составляющая клубочкового вещества зависит от качества базальной мембраны и эпителиального покрытия.
Особенности преграды, использующейся в виде фильтра, могут быть реализованы в самых разных вариациях, каждый нефрон обладает индивидуальными параметрами. Если никаких нарушений в работе нефронов нет, то в первичной моче будут только лишь следы от белков, которые присущи плазме крови. Особо большие молекулы могут также проникать сквозь поры, однако в данном случае все будет зависеть от их параметров, а также от локализации молекулы и ее соприкосновения с формами, которые принимают поры.
Нефроны не способны регенерировать, поэтому при повреждении почек или же появлении каких-либо заболеваний их количество постепенно начинает снижаться. То же самое происходит по естественным причинам, когда организм начинает стареть. Восстановление нефронов – одна из важнейших задач, над которой работают ученые-биологи всего мира.
почечный клубочек
Остальные нефроны известны как корковые нефроны.
Все нефроны
принимают участие в процессах фильтрации, всасывания и секреции. Юкстамедуллярные нефроны, однако, играют особо важную роль в создании гипертонического градиента в интерстиции мозгового вещества, который определяет способность почки вырабатывать гипертоническую мочу. Юкстамедуллярные нефроны имеют очень длинную петлю Генле, которая уходит глубоко в мозговое вещество.
Эта петля
состоит из короткой толстой нисходящей части, длинных тонких нисходящей и восходящей частей и толстой восходящей части. Напротив, корковые нефроны характеризуются очень короткой тонкой нисходящей частью и отсутствием тонкой восходящей части.
Петля Генле
участвует в задержке воды в организме; только животные, почки которых имеют такие петли, способны образовывать гипертоническую мочу и тем самым сохранять воду в организме. Петля Генле создает гипертонический градиент в интерстиции мозгового вещества, который влияет на концентрацию мочи во время ее перемещения по собирательным трубочкам.
Хотя тонкая нисходящая часть петли высокопроницаема
для воды, вся восходящая часть является водонепроницаемой. В толстой восходящей части хлорид натрия активно удаляется из канальца, создавая гипертонический градиент в интерстиции мозгового вещества, который необходим для концентрации мочи. Осмолярность интерстиция на кончиках мозговых пирамид примерно в 4 раза выше, чем крови.
— Вернуться в раздел «
Гистология»
Оглавление темы «Гистология»:
- Строение дермы. Гистология, функции
- Строение сосудов и нервных окончаний кожи. Гистология, функции
- Строение волос. Гистология, функции волоса
- Строение ногтей. Гистология, функции ногтя
- Строение сальных желез. Гистология, функции сальных желез
- Строение потовых желез. Гистология, функции потовой железы
- Строение почек. Гистология, функции почки
- Строение почечного тельца — нефрона. Гистология, функции нефрона
- Строение проксимального извитого канальца почки. Гистология, функции проксимального канальца нефрона
- Строение петли Генле. Гистология, функции петли Генле
Разновидности нефронов в почках человека
Схема строения нефрона человека различается в зависимости от типа. Различают юкстамедуллярные, интракортикальные и суперфициальные. Главная разница между ними состоит в их местоположении внутри почки, глубины канальцев и локализации клубочков, а также в размерах самих клубков. Кроме того, ученые придают значение особенностям петель и длительности различных сегментов нефрона.
Суперфициальный тип представляет собой соединение, созданное из коротких петель, а юкстамедуллярный – из длинных. Такое разнообразие, по мнению ученых, появляется в результате потребности нефронов доставать до всех частей почки, в том числе и той, которая располагается ниже корковой субстанции.
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.
