Нефрон як структурно-функціональна одиниця нирок в кожній нирці людини близько 1 млн нефронів

Нефрон як структурно-функціональна одиниця нирок

У кожній нирці людини близько 1 млн нефронів, які є її функціональними одиницями. У нефроне відбуваються основні процеси, що визначають різноманітні функції нирок. Кожен нефрон включає в себе клубочок з капсулою, звивистий каналець першого порядку, петлю Генле, звивистий каналець другого порядку і збиральну трубку. У різних відділах нефрона протікають різні процеси, що визначають функції нирок. З цим пов'язано і розташування частин нефрона. Так клубочок і капсула разом з звитими канальцями розташовані в кірковій речовині нирок, тоді як петля Генле і збірні трубки йдуть глибоко в їх мозкову речовину.

Процеси, що лежать в основі сечоутворення

В клубочках відбувається початковий етап сечоутворення - фільтрація з плазми крові в капсулу ниркового клубочка безбілкової рідини - первинної сечі. Другий етап пов'язаний з тим, що ця рідина рухається по канальцям, де вода і розчинені в ній речовини з різною швидкістю піддаються зворотному всмоктуванню. Третій процес - канальцева секреція - полягає в тому, що клітини епітелію нефрона захоплюють деяку кількість речовини з крові і міжклітинної рідини і переносять їх в просвіт канальця.

Клубочок складається приблизно з 50 капілярних петель, покритих капсулою (капсула Шумлянського - Боумена). У нирковий клубочок входить дає артериола, в ньому вона розпадається на капіляри, а при злитті вони разом утворюють виносять артеріол, по якій кров відтікає від клубочка. Просвіт виносить артеріоли вужчий, ніж просвіт приносить. Незабаром після відходження від клубочка еферентна артериола знову розпадається на капіляри, утворюючи густу мережу навколо проксимальних і дистальних звивистих канальців. Таким чином, більша частина крові в нирці двічі проходить через капіляри - спочатку в клубочку, потім навколо канальців. Капіляри клубочків відрізняються від інших капілярних мереж організму тим, що в них існує надзвичайно високий артеріальний тиск - приблизно 70 мм рт. ст. Тиск крові в капілярах клубочка завдяки маханізмам ауторегуляції підтримується на постійному рівні і не залежить від змін загального артеріального тиску в організмі.

Гломерулярна фільтрація, початковий етап сечоутворення, завантажує роботою нефрон. Швидкість клубочкової фільтрації постійна. Роль поверхні, що фільтрує виконує мембрана, утворена стінкою кровоносної капіляра клубочка і листком капсули, що складається з одношарового епітелію. Фільтраційна мембрана проникна для води і всіх розчинених у ній компонентів плазми крові. Вона не проникна для формених елементів крові, в першу чергу, для еритроцитів і молекул білків.

Фільтрація води і низькомолекулярних компонентів плазми через клубочковий фільтр обумовлена ​​різницею тисків. Фільтрація відбувається в тому випадку, якщо тиск крові в капілярах клубочків перевищує суму онкотичного тиску білків плазми крові і тиску рідини в капсулі клубочка. При проходженні крові через капіляри клубочка приблизно 20% обсягу плазми крові переходить в капсулу, утворюючи так звану первинну сечу. Інша кров надходить в виносить посудину. Первинна сеча - це ультрафильтрат плазми крові, який не містить білків. Однак в його склад входить багато цінних речовин, які не можуть бути виділені з організму.

Звивистих канальців першого порядку

У звивистих канальців першого порядку надходить первинна сеча або ультрафильтрат плазми крові. Процеси реабсорбції, які йдуть в цьому відділі нефрону, спрямовані на збереження води і солей, а також інших необхідних організму сполук. Різні компоненти плазми крові - такі, як глюкоза, солі (особливо натрію), бікарбонати, амінокислоти і т.д. реабсорбируются активно, завдяки існуванню в клітинах ниркових канальців систем активного транспорту, що працюють проти концентраційних і електрохімічних градієнтів. Вода залишає просвіт проксимального канальця пасивно - вона йде слідом за солями. Після проходження ультрафильтрата плазми по канальцу першого порядку його обсяг зменшується на 4/5; змінюється і його склад, так як майже всі цінні речовини реабсорбіровать. Хоча 4/5 профільтрована натрію реабсорбіровать, але натрій разом з сечовиною і раніше є основним осмотично активною іоном первинної сечі. Незважаючи на зміну складу і обсягу, первинна сеча все ще ізоосмотічная плазмі крові. З причини їх особливої ​​важливості для організму процеси реабсорбції води, солей і ряду речовин в звивистих канальців першого порядку йдуть постійно і майже не схильні до впливу нервової системи і гормонів. Тому процеси реабсорбції в звивистих канальців першого порядку називають обов'язковими, постійними, що зменшують, ізоосмотічная.

Реабсорбція речовин в канальцях

Реабсорбція речовин в канальцях - активна і пасивна. Профільтрувати глюкоза майже повністю реабсорбується активно. Однак, якщо навіть у здорових людей концентрація глюкози перевищить 1,6 мг на 1 мл плазми, частина глюкоза не реабсорбується, і вона з'являється в сечі. Це ще один механізм підтримки концентрації цукру крові на постійному рівні. При нормальній концентрації амінокислот в плазмі крові вони активно реабсорбуються, і з організму з сечею виділяється менше 2% профільтрувати амінокислот. У здорових людей білок в первинній сечі повністю відсутня, тому що пори фільтруючої мембрани занадто малі і не пропускають високомолекулярні сполуки. Однак, вважають, що фільтрує мембрана - це динамічна структура, і при певних обставинах розмір її пір може змінюватися (наприклад, при виконанні здоровою людиною дуже важкої роботи), і білок може з'явитися в сечі. У подібних випадках кількість білка невелика і складає приблизно 25-30 мг на добу. При захворюваннях кількість білка в кінцевій сечі різко збільшується і може досягати 50г на добу. Профільтрувати білок з ультрафильтрата плазми в звивистих канальців першого порядку реабсорбируется активно.

Реабсорбція сечової кислоти

Сечова кислота у здорових людей виводиться в кількості приблизно 10% від профільтрувалась. Але її кількість при деяких обставинах в сечі може збільшитися. По-перше, це відбувається при збільшенні концентрації сечової кислоти в плазмі крові. Коли кількість сечової кислоти, пропонованої нирках, збільшується, її активна реабсорбція обмежується (подібно до глюкози) величиною її максимального транспорту. У цих умовах системи активного транспорту завантажені повністю, і частина речовини не може бути піддана реабсорбції. По-друге, при збільшенні її концентрації в крові, сечової кислоти може надходити в просвіт звивистих канальців і шляхом секреції. Іншими словами, має місце робота систем активного транспорту, але речовина переноситься не в кров, а з крові.

Сечовина хімічно інертна. Вона легко дифундує через мембрану, легко фільтрується. Але потім до 70% профільтрувалась сечовини пасивно (без витрат енергії), шляхом дифузії реабсорбується (пасивна реабсорбція) і надходить назад в кров. Однак в нормальних умовах концентрація сечовини в сечі обумовлена ​​реабсорбцией води і зменшенням обсягу ультрафільтрату, а не є наслідком вищезгаданих процесів.