Нефрон

редактировать
Нефрон
Нефрон почек. png Схема (слева) длинного юкстамедуллярного нефрона и (справа) короткого кортикального нефрона. Левый нефрон отмечен шестью сегментами нефрона. Также обозначен сборный канал, неправильно обозначенный как «сборный канал»; это последняя часть нефрона.
Подробности
Предшественник Метанефрическая бластема (промежуточная мезодерма )
Система Мочевыделительная система
Идентификаторы
Латинский Нефронеум
MeSH D009399
FMA 17640
Анатомическая терминология [редактирование в Викиданных ]

нефрон представляет собой микроскопическую структурную и функциональную единицу почка. Она состоит из почечного тельца и почечного канальца. Почечное тельце состоит из пучка капилляров, называемого клубок и охватывающая его капсула Боумена. Почечный каналец проходит от капсулы. Капсула и канальец соединены между собой и состоят из эпителиальных клеток с просветом. Здоровый взрослый имеет от 1 до 1,5 миллионов нефронов в каждой почке. Кровь фильтруется, когда она проходит через три слоя: эндотелиальные клетки стенки капилляра, его базальную мембрану и между отростками стопы подоциты слизистой оболочки капсулы. К канальцу примыкают перитубулярные капилляры, которые проходят между нисходящей и восходящей частями канальца. По мере того, как жидкость из капсулы стекает в канальцы, она обрабатывается эпителиальными клетками, выстилающими канальцы: вода реабсорбируется, и происходит обмен веществ (одни добавляются, другие удаляются); сначала с интерстициальной жидкостью вне канальцев, а затем в плазму в соседних перитубулярных капиллярах через эндотелиальные клетки, выстилающие этот капилляр. Этот процесс регулирует объем жидкости в организме, а также уровни многих веществ в организме. В конце канальца остающаяся жидкость - моча - выходит: она состоит из воды, метаболических отходов и токсинов.

. Внутри капсулы Боумена, так называемое пространство Боумена, собирает фильтрат из фильтрующих капилляров клубочкового пучка, который также содержит мезангиальные клетки, поддерживающие эти капилляры. Эти компоненты функционируют как фильтрующая единица и составляют почечное тельце. Фильтрующая структура (барьер клубочковой фильтрации) состоит из трех слоев, состоящих из эндотелиальных клеток, базальной мембраны и подоцитов (отростков стопы). Канальец имеет пять анатомически и функционально различных частей: проксимальный каналец, который имеет извилистый участок; проксимальный извитый каналец, за которым следует прямой участок (проксимальный прямой каналец); цикл Генле, который состоит из двух частей: нисходящего цикла Генле («нисходящий цикл») и восходящего цикла Генле («восходящий цикл»); дистальный извитый канальец («дистальная петля»); соединительный каналец, и последняя часть нефрона собирательные каналы. Нефроны имеют две длины с разной концентрационной способностью мочи: длинные юкстамедуллярные нефроны и короткие кортикальные нефроны.

Четыре механизма, используемые для создания и обработки фильтрата (результатом которых является преобразование крови в мочу): фильтрация, реабсорбция, секреция и выделение. Фильтрация происходит в клубочках и в основном пассивна: она зависит от внутрикапиллярного кровяного давления. Примерно пятая часть плазмы фильтруется, когда кровь проходит через капилляры клубочков; четыре пятых продолжается в перитубулярные капилляры. Обычно единственными компонентами крови, которые не фильтруются в капсулу Боумена, являются белки крови, эритроциты, белые кровяные тельца и тромбоциты. Ежедневно в клубочки взрослого человека попадает более 150 литров жидкости: 99% воды в этом фильтрате реабсорбируется. Реабсорбция происходит в почечных канальцах и является либо пассивной из-за диффузии, либо активной из-за накачки против градиента концентрации. Секреция также происходит в канальцах и активна. Реабсорбируемые вещества включают: воду, хлорид натрия, глюкозу, аминокислоты, лактат, магний., фосфат кальция, мочевая кислота и бикарбонат. Выделяемые вещества включают мочевину, креатинин, калий, водород и мочевую кислоту. Некоторые из гормонов, которые сигнализируют канальцам об изменении скорости реабсорбции или секреции и тем самым поддерживают гомеостаз, включают (наряду с пораженным веществом) антидиуретический гормон (вода), альдостерон (натрий, калий), паратироидный гормон (кальций, фосфат), предсердный натрийуретический пептид (натрий) и мозговой натрийуретический пептид (натрий). Противоточная система в мозговом веществе почек обеспечивает механизм для создания гипертонического интерстиция, который позволяет извлекать не содержащую растворенных веществ воду из нефрона и, при необходимости, возвращать ее в венозную сосудистую сеть.

Некоторые заболевания нефрона преимущественно поражают клубочки или канальцы. Гломерулярные заболевания включают диабетическую нефропатию, гломерулонефрит и нефропатию IgA ; Заболевания почечных канальцев включают острый канальцевый некроз и поликистоз почек.

Содержание

  • 1 Структура
    • 1,1 Почечное тельце
    • 1,2 Клубочки
    • 1,3 Капсула Боумена
    • 1,4 Почечный каналец
    • 1,5 Разница в длине
  • 2 Функции
    • 2.1 Проксимальный каналец
    • 2.2 Петля Генле
    • 2.3 Дистальный извитый каналец
    • 2.4 Соединительный каналец
    • 2.5 Система собирательных каналов
    • 2,6 Юкстагломерулярный аппарат
  • 3 Клиническое значение
  • 4 Дополнительные изображения
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

Структура

Рис.1) Схематическая диаграмма нефрона (желтый), соответствующего кровообращения (красный / синий), а также четыре метода изменения фильтрата.

Нефрон - функциональная единица почки. Это означает, что в каждом отдельном нефроне выполняется основная работа почек.

Нефрон состоит из двух частей:

Почечное тельце

Рис.2) Схема барьера клубочковой фильтрации (GFB). А. Эндотелиальные клетки клубочка; 1. эндотелиальная пора (fenestra).. B. Базальная мембрана клубочков : 1. lamina rara interna 2. lamina densa 3. lamina rara externa. C. Подоциты: 1. ферментные и структурные белки 2. фильтрующая щель 3. диафрагма

Почечное тельце является местом фильтрации плазмы крови. Почечное тельце состоит из клубочка и клубочковой капсулы или капсулы Боумена.

Почечное тельце имеет два полюса: сосудистый полюс и трубчатый полюс. Артериолы из почечного кровообращения входят и выходят из клубочка в сосудистом полюсе. Клубочковый фильтрат покидает капсулу Боумена в почечном канальце на мочевом полюсе.

Клубочки

клубочки - это сеть, известная как пучок, фильтрующих капилляров, расположенных на сосудистом полюсе почечное тельце в капсуле Боумена. Каждый клубок получает кровоснабжение от афферентной артериолы в почечной циркуляции. Гломерулярное кровяное давление обеспечивает движущую силу для фильтрации воды и растворенных веществ из плазмы крови во внутреннее пространство капсулы Боумена, называемое пространством Боумена.

Только пятая часть плазмы фильтруется в клубочках. Остальное переходит в эфферентную артериолу. Диаметр эфферентной артериолы меньше диаметра афферентной, и эта разница увеличивает гидростатическое давление в клубочках.

Капсула Боумена

Капсула Боумена, также называемая капсулой клубочка, окружает клубочки. Он состоит из висцерального внутреннего слоя, образованного специализированными клетками, называемыми подоцитами, и париетального внешнего слоя, состоящего из простого плоского эпителия. Жидкости из крови в клубочках проходят ультрафильтрацию через несколько слоев, в результате чего образуется так называемый фильтрат.

Фильтрат затем перемещается в почечные канальцы, где он далее обрабатывается с образованием мочи. Различные стадии этой жидкости в совокупности известны как канальцевая жидкость.

почечный канальец

Почечный канальец - это часть нефрона, содержащая канальцевую жидкость, фильтруемую через клубочки.. Пройдя через почечные канальцы, фильтрат поступает в систему собирательных каналов.

Компоненты почечных канальцев:

Кровь из эфферентной артериолы, содержащая все, что не было отфильтровано в клубочках, перемещается в перитубулярные капилляры, крошечные кровеносные сосуды, окружающие петлю. Генле и проксимальных и дистальных канальцах, по которым течет трубчатая жидкость. Затем вещества реабсорбируются из последнего обратно в кровоток.

Затем перитубулярные капилляры рекомбинируются с образованием эфферентной венулы, которая соединяется с эфферентными венулами из других нефронов в почечную вену и присоединяется к основному кровотоку.

Разница в длине

Кортикальные нефроны (большинство нефронов) начинаются высоко в коре головного мозга и имеют короткую петлю Генле, которая не проникает глубоко в продолговатый мозг. Кортикальные нефроны можно подразделить на поверхностные корковые нефроны и срединные корковые нефроны.

Юкстамедуллярные нефроны начинаются низко в коре головного мозга рядом с мозговым веществом и имеют длинную петлю Генле, которая глубоко проникает в мозговое вещество почек: только они имеют свою петлю из Генле окружена прямой кишкой. Эти длинные петли Генле и связанные с ними vasa recta создают гиперосмолярный градиент, который позволяет генерировать концентрированную мочу. Кроме того, изгиб шпильки проникает во внутреннюю зону мозгового вещества.

Юкстамедуллярные нефроны встречаются только у птиц и млекопитающих и имеют определенное расположение: медуллярный относится к мозговому веществу почек, а юкстамедуллярный нефрон (Латинское: близко) относится к относительному положению почечного тельца этого нефрона - около продолговатого мозга, но все еще в коре головного мозга. Другими словами, юкстамедуллярный нефрон - это нефрон, почечное тельце которого находится рядом с мозговым веществом, а проксимальный извитый каналец и связанная с ним петля Генле расположены глубже в мозговом веществе, чем другой тип. из нефрона кортикальный нефрон.

Юкстамедуллярные нефроны составляют только около 15% нефронов в почках человека. Однако именно этот тип нефронов чаще всего изображается на изображениях нефронов.

У людей кортикальные нефроны имеют свои почечные тельца во внешних двух третях коры, тогда как юкстамедуллярные нефроны имеют свои тельца во внутренней трети коры.

Функции

Рис. 3) Секреция и реабсорбция различных веществ в нефроне.

Нефрон использует четыре механизма преобразования крови в мочу: фильтрация, реабсорбция, секреция и экскреция. Это относится ко многим веществам. Структура и функция эпителиальных клеток, выстилающих просвет, изменяются в процессе прохождения нефрона и имеют сегменты, названные в соответствии с их расположением и отражающие их различные функции.

Рис.4) Схема, показывающая движение ионов в нефроне, с собирающими трубками справа. Рис.5) Клетка проксимальных канальцев, показывающая насосы, участвующие в кислотно-щелочном балансе, слева - просвет канальца

Проксимальный каналец

Проксимальный каналец как часть нефрона можно разделить на начальную извитую часть и следующую прямую (нисходящую) часть. Жидкость фильтрата, попадающая в проксимальный извитый канальец, реабсорбируется в перитубулярные капилляры, включая более половины отфильтрованных соли и воды и всех отфильтрованных органических растворенных веществ (в основном глюкозы и аминокислоты ).

Петля Генле

Петля Генле представляет собой U-образную трубку, отходящую от проксимального канальца. Она состоит из нисходящей и восходящей конечностей. Она начинается в коре головного мозга, получая фильтрат из проксимального извитого канальца, распространяется в мозговой слой в качестве нисходящей конечности, а затем возвращается в кору в качестве восходящей конечности, чтобы опорожняться в дистальный извитый каналец. Основная роль петли Генле заключается в обеспечении организм, вырабатывающий концентрированную мочу не за счет увеличения концентрации в канальцах, а за счет гипертонуса интерстициальной жидкости.

Значительные различия помогают различать нисходящие и восходящие конечности петли Генле. Нисходящая конечность проницаем для вода и заметно менее проницаема для солей и, таким образом, лишь косвенно способствует концентрации интерстиция. По мере того, как фильтрат опускается глубже в гипертонический интерстиций мозгового вещества почек, вода свободно вытекает из нисходящей конечности посредством осмоса до тех пор, пока тоничность фильтрата и интерстиция не уравновесится. Гипертонус мозгового вещества (и, следовательно, концентрация мочи) отчасти определяется размером петель Генле.

В отличие от нисходящей конечности тонкая восходящая конечность непроницаема для воды, критическая особенность механизма противоточного обмена, используемого в контуре. Восходящая конечность активно выкачивает натрий из фильтрата, образуя гипертонический интерстиций, который стимулирует противоточный обмен. При прохождении через восходящую конечность фильтрат становится гипотоническим, поскольку он потерял большую часть своего содержания натрия. Этот гипотонический фильтрат передается в дистальный извитый канальец в коре почек.

Дистальный извитый каналец

дистальный извитый канальец имеет другую структуру и функция проксимального извитого канальца. Клетки, выстилающие канальцы, имеют многочисленные митохондрии, чтобы производить достаточно энергии (АТФ ) для активного транспорта. Большая часть ионного транспорта, происходящего в дистальных извитых канальцах, регулируется эндокринной системой. В присутствии гормона паращитовидной железы дистальные извитые канальцы реабсорбируют больше кальция и выделяют больше фосфата. Когда присутствует альдостерон, больше натрия реабсорбируется и больше секретируется. Предсердный натрийуретический пептид заставляет дистальные извитые канальцы секретировать больше натрия.

Соединительный каналец

Это последний сегмент канальца перед его попаданием в систему собирательных каналов.

Система собирающих протоков

Рис.6) Гистологический препарат в поперечном сечении, показывающий (b) небольшие соединительные канальцы с простым столбчатым эпителием и (a) большие соединительные канальцы с простым кубовидным эпителием.

Каждый дистальный извитый канал каналец доставляет свой фильтрат в систему собирающих каналов, первым сегментом которой является соединительный каналец. Система собирающих протоков начинается в коре почек и простирается глубоко в продолговатый мозг. По мере того, как моча движется по системе собирательных каналов, она проходит через интерстиций мозгового вещества, в котором наблюдается высокая концентрация натрия в результате петли системы противоточного умножителя Генле.

, поскольку во время она имеет другое происхождение. развитие мочевых и репродуктивных органов, чем остальной части нефрона, собирательный проток иногда не считается частью нефрона. Сборный проток происходит не из метанефрогенной бластемы, а из зачатка мочеточника.

. Хотя собирающий проток обычно непроницаем для воды, он становится проницаемым в присутствии антидиуретического гормона (АДГ). АДГ влияет на функцию аквапоринов, что приводит к реабсорбции молекул воды, когда она проходит через собирающий канал. Аквапорины - это мембранные белки, которые избирательно проводят молекулы воды, предотвращая прохождение ионов и других растворенных веществ. До трех четвертей воды из мочи может реабсорбироваться, поскольку она покидает сборный канал в результате осмоса. Таким образом, уровни АДГ определяют, будет ли моча концентрированной или разбавленной. Повышение АДГ указывает на обезвоживание, тогда как недостаток воды приводит к снижению АДГ с учетом разбавленной мочи.

Рис.7) Поперечное сечение юкстагломерулярного аппарата и прилегающих структур: 1) верхний, желтый - дистальный извилистый каналец; 2) верхние, коричневые - кубовидные клетки macula densa, окружающие артериолы; 3) маленькие синие клетки - юкстагломерулярные клетки; 4) крупные синие клетки - мезангиальные клетки; 5) желтовато-коричневый - подоциты, выстилающие капсулу Боумена, прилегающую к капиллярам и париетальному слою капсулы, 6) центр - пять капилляров клубочков и 6) нижний, фиолетовый - выходящий канальец. Структуры (2), (3) и (4) составляют юкстагломерулярный аппарат.

Нижние части собирающего органа также проницаемы для мочевины, позволяя некоторой ее части проникать в мозговой слой, таким образом поддерживая его высокая концентрация (что очень важно для нефрона).

Моча покидает мозговые собирательные каналы через почечные сосочки, попадая в почечные чашечки, почечная лоханка и, наконец, в мочевой пузырь через мочеточник.

юкстагломерулярный аппарат

юкстагломерулярный аппарат (JGA). специализированная область, связанная с нефроном, но отделенная от него. Он продуцирует и секретирует в кровоток фермент ренин (ангиотензиногеназа), который расщепляет ангиотензиноген и приводит к образованию 10-аминокислотного вещества ангиотензина-1 (A-1). Затем A-1 превращается в ангиотензин-2, мощное сосудосуживающее средство, путем удаления двух аминокислот: это достигается ферментом, превращающим ангиотензин (ACE). Эта последовательность событий называется ренин-ангиотензиновой системой (РАС) или ренин-ангиотензин-альдостероновой системой (РААС). JGA располагается между толстой восходящей конечностью и афферентной артериолой. Он содержит три компонента: macula densa, юкстагломерулярные клетки и экстрагломерулярные мезангиальные клетки.

Клиническая значимость

Заболевания нефрона преимущественно поражают либо клубочки или канальцы. Гломерулярные заболевания включают диабетическую нефропатию, гломерулонефрит и нефропатию IgA ; Заболевания почечных канальцев включают острый тубулярный некроз, почечный канальцевый ацидоз и поликистоз почек.

Дополнительные изображения

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-31 04:15:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте