какие функции выполняет капиллярный клубочек
Какие функции выполняет капиллярный клубочек
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.
Мочевыделительная система
Выделение
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.
Почки
Функции почек
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.
Регулируют число эритроцитов, вырабатывая гормон эритропоэтин, который стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге.
Выделительная и кровеносная системы очень тесно взаимосвязаны, в чем мы убедимся по ходу изучения выделительной системы.
Нефрон
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.
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.
Мы добрались до третьего финального этапа мочеобразования. На этапе секреции происходит транспорт веществ из крови (капилляров, оплетающих канальцы нефрона) в просвет канальцев нефрона.
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).
Регуляция работы почек
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.
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.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
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.
Выделительная система. Строение нефрона
Для человека важно правильно питаться и дышать чистым воздухом — то есть вводить в организм некие вещества. Но не менее важно оперативно выводить из него остатки этих веществ, лекарства (на инструкциях к ним указывается время и пути выведения), продукты распада. При нарушениях в работе выделительной системы организму грозит тяжелейшая интоксикация. К органам выделения относят почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.
1. Почки — орган парный. Они расположены на высоте первых поясничных позвонков, почти симметрично по бокам — правая почка обычно чуть ниже. Почка имеет форму плода фасоли (боба) и довольно большой размер, до 12 сантиметров в длину и до 6 в ширину, причем левая почка в норме немножко больше. Вогнутый край почки повернут к позвоночнику, к нему подведены сосуды и нервы.
2. У вогнутого края также расположена почечная лоханка. Из нее отходит мочеточник с мышечными стенками, преходящий в мочевой пузырь, из которого, в свою очередь, выведен мочеиспускательный канал.
3. Почка в своем внутреннем строении имеет корковый и мозговой слои.
4. Почечная артерия отходит от аорты.
5. Почки не участвуют в теплорегуляции.
6. Почки выделяют фермент ренин — для регуляции артериального давления, и эритропоэтин — гормон, способный регулировать скорость образования эритроцитов.
1. Единица строения почки — нефрон, его задача — выработка мочи.
2. В почке разместились около миллиона нефронов, однако одновременно «включается» только треть из них. Причем чем старше человек, тем меньше нефронов в его почках, поскольку они не обладают способностью к регенерации.
3. Нефрон включает в себя почечное тельце и почечный каналец.
4. Почечной тельце, в свою очередь, строится из капиллярного клубочка и почечной капсулы.
5. Образуется моча со средней скоростью около 1 миллилитра в минуту, но это зависит он различных факторов.
1. Капиллярные клубочки лежат, словно в бокале, внутри капсулы, причем именно в корковом слое.
2. К капиллярному клубочку постоянно подводится артериальная кровь по приносящей артериоле.
3. Оттекает прочь она по артериоле выносящей, которая в свою очередь распадается на околоканальцевые капилляры, сеточкой оплетающие почечный каналец. В них, что важно, также поступает артериальная кровь.
4. Капилляры переходят в мельчайшие вены (венулы), которые далее следуют к сердцу.
5. По сути, имеет место двойное кровоснабжение нефрона — часть крови фильтруется, часть идет к почечным канальцам для всасывания веществ первичной мочи.
6. Повторим, что кровь в нефроне проходит две сети капилляров — капиллярных клубочков и околоканальцевых капилляров.
7. Стенка кровеносного капилляра сложена только из одного слоя клеток. А вот стенки капиллярных клубочков отличаются еще тем, что имеют поры, пропускающие химические соединения.
1. Представляет собой полый внутри мешочек, имеющий две стенки, внутреннюю и внешнюю (состоящую из клеток эпителия).
2. Между стенками есть пространство, ведущее в каналец.
Почечные (извитые) канальцы
1. Выделяют извитые канальцы 1-го порядка — они отходят от почечной капсулы в корковом веществе, далее идут в мозговое вещество, где переходят в петлю Генле.
2. В канальцы 1-го порядка из почечной капсулы стекает первичная моча.
3. Функция петли Генле — водосбережение. Чем суше естественное местообитание животного, тем длиннее у него петля Генле. Она переходит в извитые канальцы 2-го порядка в корковом слое почки.
4. Здесь, как и в извитых канальцах 1-го порядка, идет обратное всасывание, после чего образуется вторичная моча. При этом полезные вещества первичной мочи всасываются из канальцев в околоканальцевые капилляры.
5. Далее извитые канальцы 2-го порядка превращаются в собирательные трубочки, впадающие в почечные лоханки.
6. Из лоханок вторичная моча идет в мочеточники.
Какие функции выполняет капиллярный клубочек
Почки расположены в забрюшинном пространстве чуть выше уровня пупка. Их длина и масса у доношенных новорожденных составляют соответственно примерно 6 см и 24 г, а у взрослых — не менее 12 см и 150 г. В почке различают наружный слой (корковое вещество), который содержит клубочки, проксимальные и дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки, и внутренний слой (мозговое вещество), содержащий прямые участки канальцев, петли Генле, прямые артериолы и конечные отделы собирательных трубочек — канальцы Беллини.
Кровоснабжается каждая почка обычно через главные почечные артерии, отходящие от аорты. Почечных артерий может быть несколько. В мозговом веществе почки главная артерия разделяется на сегментарные ветви, а последние — на междолевые артерии, которые проходят через мозговое вещество до его границы с корковым. Здесь междолевые артерии разветвляются, образуя дугообразные артерии, идущие параллельно поверхности почки. От них отходят междольковые артерии, переходящие в приносящие артериолы клубочков. Особые мышечные клетки в стенке приносящей артериолы и клетки плотного пятна в дистальных канальцах вблизи клубочка образуют юкстагломерулярный аппарат, способный продуцировать ренин. Приносящая артериола разделяется на капилляры, формирующие клубочковую сеть и собирающиеся в выносящую артериолу. Выносящие артериолы клубочков постепенно утолщаются и питают (прямые артериолы) канальцы и мозговое вещество.
В каждой почке содержится примерно 1 млн нефронов (клубочков с канальцами). У человека к моменту рождения нефроны уже полностью сформированы, но их функциональное созревание и удлинение канальцев продолжаются еще в течение 10 лет. Поскольку после рождения новые нефроны не образуются, их потеря может приводить к почечной недостаточности.
Специализированные капиллярные сети клубочков обеспечивают фильтрационную функцию почек. Клубочковые капилляры выстланы эндотелиальными клетками, в тонком слое цитоплазмы которых присутствуют многочисленные пустоты (фенестры). Базальная мембрана клубочков образует непрерывную преграду между эндотелиальными и мезангиальными клетками по одну сторону и эпителиальными клетками — по другую. Мембрана состоит из трех слоев:
1) центральная электронно-плотная пластинка;
2) внутренняя электронно-прозрачная пластинка, лежащая между плотной пластинкой и эндотелиальными клетками;
3) наружная электронно-прозрачная пластинка, которая отделяет плотную пластинку от эпителиальных клеток.
Покрывающие капилляры висцеральные эпителиальные клетки образуют цитоплазматические выросты (ножки подоцитов), которые прикрепляются к наружной электронно-прозрачной пластинке. Между ножками подоцитов расположены фильтрационные пространства, или щели. Мезангий (мезангиальные клетки и матрикс) лежит между капиллярами клубочков на эндотелиальной стороне базальной мембраны и образует медиальную часть капиллярной стенки. Он играет роль поддерживающей структуры капилляров и, по всей вероятности, принимает участие в регуляции клубочкового кровотока, процессов фильтрации и удаления макромолекул (таких, как иммунные комплексы) из клубочков путем внутриклеточного фагоцитоза или транспорта по межклеточным каналам в юкстагломерулярную область. Окружающая клубочек боуменова капсула состоит из следующих структур:
1) базальная мембрана (продолжение базальных мембран клубочковых капилляров и проксимальных канальцев) и
2) париетальные эпителиальные клетки (продолжение висцеральных эпителиальных клеток).
