Що фільтрують нирки і будова ниркового фільтра
Нирки в організмі людини відіграють важливу роль. Являють собою парний орган, своєю формою нагадують боб, і виконують регуляцію хімічного гомеостазу, шляхом утворення сечі, входять в сечовидільну систему організму людини. Нирки виконують важливу регуляторну функцію в організмі, підтримуючи внутрішній баланс і рівновага хімічних процесів. В організмі нирковий фільтр грає дуже важливу роль в підтримці життєдіяльності людського організму.
будова нирок
Для того щоб розуміти як працює сечова система, потрібно знати будову ниркового фільтра і його функції. Нирки - парні органи, що складаються з паренхім, зовні покриті сполучної капсулою. Від капсули відходять, так звані септи, які ділять кожну нирку на дольки. У нирці є:
- мозкову речовину, яке представлено збірними трубками і прямими канальцями нефронів;
- кіркова речовина, представлене нирковими тільцями і системою звивистих канальців нефронів.
Мозкова і кіркова речовина нирки утворюють паренхіму органу. А тонкі прошарки сполучної пухкої тканини з численними лімфатичними і кровоносними судинами, нервами утворюють строму нирки.
Роль нирок в людському організмі
Роль нирок унікальна, вони відносяться до життєво важливих органів, порушення функцій яких може мати вельми плачевні наслідки для здоров'я і життєдіяльності людського організму. Нирки виконують ряд функцій:
- Регулюють рівень іонів Калію і Натрію в організмі людини;
- Підтримують кислотно-лужну рівновагу в крові;
- Виводять зайву рідину, зайві мікроелементи, що сприяють утриманню рідини всередині організму, тим самим регулюючи об'єм циркулюючої крові;
- Мають инкреторной функцією, виробляють особливі біологічно активні речовини, що впливають на процеси згортання крові і утворення еритроцитів;
- Підтримують рівень артеріального тиску;
- Беруть участь в білковому, ліпідному і вуглеводному обмінному процесі в організмі;
- Виконують екскреторну функцію, виводячи продукти розпаду різних речовин після перетравлення їжі, лікарських засобів, токсичних і шкідливих речовин, а також зайвої води;
- Виконують захисну функцію від впливу шкідливих речовин на організм людини.
Що таке нефрони?
Нефрони є основними функціональними і структурними одиницями органу. Вони являють собою систему трубочок, сліпих з одного боку (на початку), які вистелені клітинами епітелію в один шар. Ці клітини називаються Нефроцитів, при цьому їх морфологічні особливості та висота в різних відділах нефронів різна.
У людської нирці близько 2 мільйонів нефронів, довжина одного нефрона становить приблизно 30-50 мм, таким чином, їх загальна довжина може становити до 100 км, а поверхня близько 6 квадратних метрів. Існує два типи нефронів:
- коркові, їх система канальців розташовується переважно в кірковій речовині;
- юкстамедуллярние, або околомозговие, їх система канальців розташована переважно в мозковій речовині нирки.
У сліпому кінці нефрона знаходиться капсула, що охоплює клубочок судини, разом з ним капсула утворює ниркове тільце. Від цієї капсули відходить каналець звивистою форми (проксимальний), цей каналец йде в прямий, висхідний і спадний тонкі відділи нефрона. Дані відділи, в свою чергу, утворюють петлю, яка переходить спочатку в прямій дистальний каналець нефрона, а далі в дистальний звивистий каналець нефрона. Канальці дистальні звивисті збираються у вставних відділах збираються в трубки, які і є в сечовивідних шляхах початковими відділами.
капсула нефрона
Капсула нефрона є порожниною в формі чаші, з двома обмежують листками:
- Зовнішнім, що складається з нефроцитів плоскої форми;
- Внутрішнім, що складається з клітин падоцітов.
Клітини падоціти мають цітотрабекули (цитоплазматические великі вирости), від яких відходять цитоподии (дрібні цитоплазматические відростки). Подоціти своїми цитоплазматичними відростками прілегабт до тришарової базальної мембрані, з протилежного боку якої знаходяться ендотелтоціти капілярів кровоносної судини ниркового клубочка.
Що являє собою фільтр нирок?
Фільтр нирок - це сукупність тришарової базальної мембрани і подоцитів з одного її боку, а ендотелтоцітов кровоносних капілярів клубочка нирки з іншого. Будова фільтра нирок представлено на малюнку.
Мал. Будова фільтра нирок. 1 - ендотеліоцит кровеностного капіляра ниркового тільця; 2 -базальная тришарова мембрана; 3 - Подоцит; 4 - цітотрабекула подоціти; 5 - цітопедікули; 6 -щель фільтраційна; 7 -діафрагма фільтраційна; 8 - гликокаликс; 9 - порожнина капсули тільця ниркового; 10 - еритроцит.
Між кровеностнимі капілярами в судинному клубочку розташовується мезангий, який складається з трьох видів клітин мезангиоцитов:
- Осілі макрофаги;
- Транзитні макрофаги, або моноцити;
- Гладком'язові.
Осілі і транзитні макрофаги розпізнають і фагоцитируют антигени, за допомогою Fc-рецепторів. Гладеньких м'язів утворюють матрикс мезангіума і регулюють кровотік в клубочках шляхом скорочення під дією гістаміну, ангіотензину та вазопресину.
Функції ниркового фільтра
Перша фаза фільтрації плазми крові відбувається за участю ниркового фільтра в порожнині капсули нефрона. Це фільтр здатний затримувати білки плазми крові (фібриноген, антитіла) і формені елементи крові, а також макромолекули з негативним зарядом. Таким чином формується первинна сеча.
Кубічні або призматичні клітини в проксимальному відділі нефрона мають на апикальном своєму полюсі облямівку у вигляді щіточки. А базальний лабіринт є базальну частину плазмолеми, що має «ямки», в яких знаходяться мітохондрії. У цій частині нефрона відбувається всмоктування в кров назад:
- води;
- Глюкози (до 100%);
- Амінокислот (близько 98%);
- електролітів;
- Сечової кислоти (близько 77%);
- Сечовини (близько 60%).
Висхідна частина петлі нефрона і дистальних звивистих відділ утворюється нефроцитів кубічної форми (такими ж як в проксимальному відділі, але без «ямок» і щетинистою облямівки), а тонкий відділ петлі вистилається клітинами плоскої форми. У цих відділах відбувається зворотне всмоктування в кров води і електролітів.
Далі нефрони збираються в трубки, які вистелені епітелієм з високих циліндричних світлих і темних клітин. Передбачається, що світлі клітини відповідають за зворотне всмоктування в кровотік електролітів і води, виробляють простагландини, а темні виробляють соляну кислоту.
Цікавий факт. В ході фільтрації крові, весь її обсяг проходить через нирки за все за п'ять хвилин. За цей час з організму людини видаляється максимальну кількість непотрібних і зайвих речовин.
кровопостачання нирок
У людському організмі кровопостачання нирок має найбільший обсяг кровотоку, в порівнянні з іншими органами. Ниркові артерії, що забезпечують харчування нирок, короткі і починаються від черевної аорти. У нирці артерії діляться на артериолами (більш дрібні судини), які розташовуються в межпірамідном просторі.
Дугова артерія проходить між мозковим і кірковим речовинами нирок. Від неї більш дрібні артерії, проходячи в Междольковое просторі, відгалужуються, живлячи кіркова речовина. Далі междольковие артерії переходять у внутрідольковие, а потім розгалужуються на артеріоли ниркового клубочка.
Ці приносять артеріоли з проксимального відділу йдуть до нирковим тільцям проміжних і інтерстиціальних нефронів. Далі артеріоли з дистальних відділів йдуть до, так званим, юкстамедуллярной нефронах нирок. Таким чином в нирці сформовано два види кровообігу:
- Кортикальному кровообіг. яке розташовується в районі мальпігієвих канальців;
- Юкстагломерулярні кровообіг. розташовані на кордоні мозкового і коркового речовини, в районі великих ниркових клубочків.
Виводить і приносить артеріоли юкстамедуллярное клубочків за розміром однакові. У них відбувається уповільнення кровотоку і фільтрування крові, з невеликим виділенням сечі. При цьому виносять артериола не утворює мережу, не розгалужується, а спускається в мозковий шар, забезпечуючи йому харчування. Уже всередині мозкового шару вона розгалужується на капіляри, які збираються в венули, а ті в свою чергу - в венозні судини, які з'єднуються в ниркові вени. Ниркові вени збираються і вливаються в систему нижньої порожнистої вени.
Для довідки: Тільки 20% крові проходить фільтрацію в юкстагломерулярних клубочках, а основний обсяг що надходить крові проходить фільтрацію в мальпігієвих клубочках (80%).
Важливі особливості фільтрації крові нирками
Щоб підтримувати оптимальні умови утворення нирками сечі, відбувається процес саморегуляції:
- При підвищенні в приносить посудині артеріального тиску скорочуються м'язові волокна, і обсяг надходження крові зменшується, тим самим знижуючи тиск;
- При зниженні артеріального тиску відбувається розширення стінок приносить судини, тим самим підвищуючи приплив крові.
У стані стресу або шоку знижується кровотік і тиск в ниркових клубочках, в інших випадках, як правило, тиск в них підтримується на одному рівні.