Нефрон: строение и функционирование единицы почки

Нефрон — основная функциональная единица почки, отвечающая за фильтрацию, реабсорбцию и секрецию, что поддерживает гомеостаз. Изучение строения и работы нефрона помогает понять механизмы функционирования почек и их влияние на обмен веществ и водно-электролитный баланс. Эта статья будет полезна студентам медицинских и биологических специальностей, а также всем интересующимся физиологией человека, так как объясняет сложные процессы в почках доступным языком.

Описание нефрона

Основной структурной и функциональной единицей почки является нефрон. Анатомия и физиология этой структуры играют ключевую роль в процессе образования мочи, обратном транспорте веществ и синтезе различных биологических соединений. Структурная схема нефрона представляет собой эпителиальную трубку, к которой примыкают сети капилляров различного диаметра, впадающих в собирательный сосуд. Пространства между этими структурами заполняются соединительной тканью, состоящей из интерстициальных клеток и матрикса.

Формирование нефрона начинается еще на эмбриональной стадии. Разные типы нефронов выполняют различные функции. Общая длина канальцев в обеих почках достигает до 100 км. В нормальных условиях функционирует лишь 35% от общего числа клубочков. Нефрон состоит из тельца и системы каналов, имея следующее строение:

• капиллярный клубочек;
• капсула почечного клубочка;
• проксимальный каналец;
• нисходящие и восходящие сегменты;
• дистальные прямые и извитые канальцы;
• соединительный путь;
• собирательные протоки.

Эксперты в области нефрологии подчеркивают важность нефрона как основной функциональной единицы почки. Каждый нефрон состоит из клубочка, где происходит фильтрация крови, и канальцев, отвечающих за реабсорбцию и секрецию веществ. Это сложное строение позволяет эффективно удалять токсины и поддерживать водно-электролитный баланс в организме. Специалисты отмечают, что здоровье нефронов критически важно для общего состояния почек, так как их повреждение может привести к серьезным заболеваниям, включая хроническую почечную недостаточность. Современные исследования направлены на изучение механизмов регенерации нефронов и их роли в патогенезе различных заболеваний, что открывает новые горизонты для разработки эффективных методов лечения.

Анатомия и физиология почек. Нефрон

Общая информация

Почка состоит из 3 слоев: коры, наружного и внутреннего мозгового вещества. Через ее ткани проходит сеть мелких и крупных сосудов. Сквозь эту сеть 20% всей крови тела прокачивается за минуту.

Каждый нефрон в почке участвует в этом процессе, предоставляя для поступающей крови свою фильтрующую систему.

Наибольшее количество нефронов приходится на внутреннюю часть почечной коры. Всего в каждой почке около 1 миллиона рабочих единиц, одновременно работает третья часть из них.

Нефроны разных типов расположены в разных частях органа, поэтому они немного отличаются по своим дополнительным функциям и по особенностям строения. При нарушениях работы почки или ее кровоснабжения, при повреждениях нефронов одного типа основную работу могут принимать на себя элементы другого типа.

С возрастом нефроны погибают, поэтому пожилые люди часто страдают отечностью и гипертонией, даже если имеют более здоровую сердечно-сосудистую систему. Прием лекарственных препаратов и их сочетаний усиливает нагрузку на нефроны.

Отдел нефрона	Строение	Функции
Почечное тельце	Состоит из клубочка (капилляров) и капсулы Шумлянского-Боумена	Ультрафильтрация крови, образование первичной мочи
Проксимальный извитой каналец	Извитая трубка с микроворсинками на эпителии	Реабсорбция большей части воды, глюкозы, аминокислот, ионов; секреция некоторых веществ
Петля Генле	U-образная трубка, состоящая из нисходящей и восходящей частей	Создание градиента концентрации в мозговом веществе почки, реабсорбция воды и ионов
Дистальный извитой каналец	Извитая трубка, расположенная после петли Генле	Реабсорбция воды и ионов под контролем гормонов, секреция ионов водорода и калия
Собирательная трубка	Прямая трубка, в которую впадают несколько дистальных канальцев	Реабсорбция воды под контролем антидиуретического гормона, окончательная концентрация мочи

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о нефроне, основной функциональной единице почки:

1. Количество нефронов: В каждой почке человека содержится около 1-1,5 миллиона нефронов. Это огромное количество позволяет эффективно фильтровать кровь и поддерживать гомеостаз, регулируя уровень жидкости, электролитов и кислотно-щелочного баланса в организме.

2. Структурная сложность: Нефрон состоит из нескольких ключевых частей: клубочка (гломерула), проксимального извитого канальца, петли Генле и дистального извитого канальца. Каждая из этих частей выполняет специфические функции, такие как фильтрация, реабсорбция и секреция, что делает нефрон высокоэффективной системой для очистки крови.

3. Способность к регенерации: Нефроны обладают удивительной способностью к адаптации и регенерации. При повреждении или потере части нефронов оставшиеся могут увеличивать свою активность и компенсировать утрату, что позволяет почкам сохранять свою функцию даже при значительном снижении числа нефронов. Однако эта способность имеет свои пределы, и при серьезных повреждениях почек может развиться почечная недостаточность.

Физиология органов выделение. Почка. Нефрон. Механизм мочеобразования.Physiology of the kidney.

Что такое гломерулонефрит

Код хронического гломерулонефрита по Международной классификации болезней (МКБ 10) находится в разделе 14, посвященном заболеваниям мочеполовой системы. В рамках этой классификации данному заболеванию присвоены коды от N00 до N99.

Гломерулонефрит в основном относится к воспалительным процессам, затрагивающим почечные клубочки. Однако важно отметить, что воспаление не всегда является обязательным признаком этого заболевания, тогда как повреждения клубочков присутствуют всегда. Это приводит к нарушению их нормальной функции и, как следствие, к ухудшению работы почек. В результате в организме накапливаются соли и избыточная жидкость, что указывает на проблемы с почками. В конечном итоге могут развиться такие осложнения, как гипертония, хроническая болезнь почек, а в некоторых случаях – почечная недостаточность.

Проявления гломерулонефрита могут быть разнообразными. Существует острая форма, которая начинается внезапно и протекает кратковременно, требуя лишь минимального вмешательства. В то же время хронический гломерулонефрит может потребовать лишь наблюдения за состоянием пациента, так как медикаменты могут оказать негативное воздействие на почки. Хронический гломерулонефрит (ХГН) в течение длительного времени может не приводить к необратимым повреждениям клубочков и почек. Активные меры принимаются только в случае явных нарушений функции органа и развития хронической болезни почек (ХБП).

Причины гломерулонефрита

ХГ развивается, когда слабнет иммунитет, который обычно защищает организм от микроорганизмов, инфекций, борется с ними и уничтожает их. Но иногда работа иммунитета дает сбой. Большинство случаев заболеваний гломерулонефритом связаны с тем, что иммунная система по ошибке вместо чужих микроорганизмов атакует почечные клубочки. То есть можно сказать, что поражение клубочков является аутоиммунным заболеванием.

Не всегда понятно, почему это происходит, но в некоторых случаях запустить патологический процесс может инфекция, возбудителем которой являются некоторые представители стрептококков. Такое часто происходит в результате инфицирования верхних дыхательных путей или кожной инфекции, вызванной этими бактериями. Хронический гломерулонефрит, симптомы которого развиваются от одной до трех недель, также может быть результатом первичного инфицирования. Гломерулонефрит, спровоцированный бактериями, могут поразить в любом возрасте, но чаще всего он возникает от 5 до 15 лет.

Гломерулонефрит также могут вызвать различные лекарства, среди которых – нестероидные и противовоспалительные медикаменты. В некоторых случаях причины возникновения этого заболевания так и остаются неустановленными.

Строение нефрона за 1 минуту!!!

Различные типы недуга

Хронический гломерулонефрит, классификация которого может варьироваться, как и в случае острого гломерулонефрита, делится на две основные группы:

• Первичный гломерулонефрит – развивается самостоятельно, без связи с другими заболеваниями.
• Вторичный гломерулонефрит – возникает как следствие другого заболевания, например, системной эритематозной волчанки или полиартрита.

Помимо острого и хронического гломерулонефрита, существуют и другие классификации этого состояния. К примеру, выделяют такие формы хронического гломерулонефрита, как фокальный и сегментальный гломерулосклероз. При этих состояниях почечные клубочки подвергаются склерозированию или образованию рубцовой ткани. Термин «фокальный» указывает на то, что поражены лишь некоторые клубочки, тогда как «сегментальный» подразумевает, что затронута часть клубочка в виде сегмента.

Фокальный и сегментальный гломерулосклероз являются наиболее распространенными формами данного заболевания. Несмотря на то, что существует множество факторов, способствующих его развитию, ученые до сих пор не пришли к единому мнению о причинах преобладания именно этих форм гломерулонефрита.

Название этой формы заболевания говорит о наличии склеротических изменений в почечной ткани или образовании рубцов. При микроскопическом исследовании нефронов можно заметить, что почечные клубочки функционируют как фильтры, через которые проходят различные вещества. Кровь «просеивается» через почечные клубочки, и в процессе образуется моча, так как часть воды отфильтровывается. Однако, если в клубочках образуется рубцовая ткань, их фильтрационная способность нарушается.

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.

Почки осуществляют большое количество полезной функциональной работы в организме, без которой нельзя представить нашу жизнь. Главная из них – это ликвидация из организма лишней воды и заключительных продуктов метаболизма. Происходит это в мельчайших структурах почки – нефронах.

Виды и функции нефронов

Расположение нефронов в коре, будь то наружный или внутренний слой, определяет их функциональные особенности.

Существует три основных типа этих структурных единиц:

• поверхностные (или суперфициальные), которые располагаются ближе к верхней части коры почки;
• интракортикальные, находящиеся в глубине коры;
• юкстамедуллярные, расположенные в коре, но близко к мозговому веществу.

Иногда нефроны классифицируют по длине, что также влияет на их функциональные характеристики.

Наибольшее количество нефронов сосредоточено в внутреннем слое почечной коры. В каждой почке насчитывается примерно 1 миллион нефронов, из которых одновременно функционирует около одной трети.

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.

Корковые

В корковом почечном слое можно выделить два типа нефронов. Суперфициальные нефроны составляют лишь 1% от общего числа. Их особенности заключаются в низком уровне фильтрации, укороченной петле Генле и расположении клубочков на поверхности коркового слоя.

Интракортикальные нефроны занимают 80% от общего количества. Они находятся в средней части коркового слоя и отвечают за основные процессы фильтрации мочи. В этих нефронах кровь движется под высоким давлением, что обусловлено расширением приводящей артерии.

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, которые ведут к ним, имеют больший диаметр по сравнению с теми, что отводят кровь. Это создает более короткий и эффективный путь кровообращения в почках. Эти клубочки выполняют не только функцию фильтрации, но и дренажа.

Проксимальный каналец и петля Генле этих нефронов проникают глубже в медуллу, то есть в мозговую часть почки. Это делает юкстамедуллярный тип нефронов особенно чувствительным к изменениям концентрации солей (осмоляльности) в мозговом слое.

Слово “Juxta” на латыни переводится как «рядом», что подчеркивает их близость к внутреннему мозговому веществу.

Хотя юкстамедуллярные нефроны составляют лишь около 20% от общего количества, они чаще всего изображаются на схемах благодаря длине своей петли.

Как устроен нефрон

Части нефрона отвечают за несколько стадий фильтрации и образования мочи:

1. После первичной фильтрации в клубочке жидкость попадает в капсулу.
2. В ней еще остаются полезные вещества. Они реабсорбируются (заново всасываются) через стенку канальца в кровь.
3. Потом вещества секретируются (выводятся из клеток) в стенке самого канала, поступая частично в кровоток, частично внутрь канала. Каналец пропускает секретированные вещества из крови в нефрон.

Анатомия нефрона включает в себя клубочек из капилляров, капсулу, куда попадает начальная моча после отсеивания белков, два канальца с «окошками», в которых образуется моча в ее конечном составе (вторичная моча). Канальцы соединены между собой петлей Генле, а соединительным каналом – с собирательной трубочкой.

Почечное тельце

Схема строения почечного тельца

А — Почечное тельце В — Проксимальный каналец С — Дистальный извитой каналец D — Юкстагломерулярный аппарат

1. Базальная мембрана

2. Капсула Боумена — Шумлянского — париетальная пластинка

3. Капсула Боумена — Шумлянского — висцеральная пластинка

3a. Подии (ножки) подоцита 3b. Подоцит

4. Пространство Боумена — Шумлянского

5a. Мезангий — Интрагломерулярные клетки 5b. Мезангий — Экстрагломерулярные клетки

6. Гранулярные (юкстагломерулярные) клетки 7. Плотное пятно 8. Миоцит (гладкая мускулатура) 9. Приносящая артериола 10. Клубочковые капилляры 11. Выносящая артериола

Нефрон начинается с почечного тельца, которое включает клубочек и капсулу Боумена — Шумлянского. В этом месте происходит ультрафильтрация плазмы крови, что приводит к образованию первичной мочи.

Типы нефронов

Различают три типа нефронов — интракортикальные нефроны (~85 %) и юкстамедуллярные нефроны (~15 %), субкапсулярные (суперфициальные).

1. Почечное тельце интракортикального нефрона расположено в наружной части коркового вещества (внешняя кора) почки. Петля Генле у большинства интракортикальных нефронов имеет небольшую длину и располагается в пределах внешнего мозгового вещества почки.
2. Почечное тельце юкстамедуллярного нефрона расположено в юкстамедуллярной коре, около границы коры почки с мозговым веществом. Большинство юкстамедуллярных нефронов имеют длинную петлю Генле. Их петля Генле проникает глубоко в мозговое вещество и иногда достигает верхушек пирамид
3. Субкапсулярные (суперфициальные) находятся под капсулой.

Клубочек

Клубочек представляет собой скопление сильно фенестрированных капилляров, которые получают кровоснабжение от афферентных артериол. Эти капилляры также известны как волшебная сеть (лат. rete mirabilis), поскольку газовый состав крови, проходящей через них, изменяется незначительно (они не предназначены для газообмена). Гидростатическое давление крови создает силу, необходимую для фильтрации жидкости и растворенных веществ в просвет капсулы Боумена — Шумлянского. Непрофильтровавшаяся часть крови из клубочков направляется в эфферентную артериолу. Эфферентная артериола клубочков, расположенных близко к поверхности, делится на вторичную сеть капилляров, которые обвивают извитые канальцы почек. Эфферентные артериолы глубоко расположенных (юкстамедуллярных) нефронов продолжаются в нисходящие прямые сосуды (лат. vasa recta), которые погружаются в мозговое вещество почек. Вещества, реабсорбированные в канальцах, затем поступают в эти капиллярные сосуды.

Капсула нефрона

Капсула Боумена — Шумлянского окружает клубочек и состоит из висцерального (внутреннего) и париетального (внешнего) листков. Внешний листок представляет собой обычный однослойный плоский эпителий. Внутренний листок составлен из подоцитов, которые лежат на базальной мембране эндотелия капилляров, и ножки которых покрывают поверхность капилляров клубочка. Ножки соседних подоцитов образуют на поверхности капилляра интердигиталии. Промежутки между клетками в этих интердигиталиях и образуют, собственно, щели фильтра, затянутые мембраной. Размер этих фильтрационных пор ограничивает перенос крупных молекул и клеточных элементов крови.

Между внутренним листком капсулы и внешним, представленным простым, непроницаемым, плоским эпителием, лежит пространство, в которое поступает жидкость, профильтровавшаяся через фильтр, который сформирован мембраной щелей в интердигиталиях, базальной пластинкой капилляров и гликокаликсом, секретируемым подоцитами.

Нормальная скорость клубочковой фильтрации (СКФ) составляет 180—200 литров в сутки, что в 15—20 раз превышает объём циркулирующей крови — иными словами, вся жидкость крови за сутки успевает профильтроваться приблизительно двадцать раз. Измерение СКФ является важной диагностической процедурой, её снижение может быть показателем почечной недостаточности.

Небольшие молекулы — такие, как вода, ионы Na+, Cl-, аминокислоты, глюкоза, мочевина, одинаково свободно проходят через клубочковый фильтр, так же проходят через него белки массой до 30 кДа, хотя, поскольку белки в растворе обычно несут отрицательный заряд, для них определённое препятствие составляет отрицательно заряженный гликокаликс. Для клеток и более крупных белков клубочковый ультрафильтр представляет непреодолимое препятствие. В результате, в пространство Боумена — Шумлянского, и далее в проксимальный извитой каналец, поступает жидкость, по составу отличающаяся от плазмы крови только отсутствием крупных белковых молекул.

Проксимальный каналец

Микрофотография нефрона: 1 — Клубочек (гломерула), 2 — Проксимальный каналец, 3 — Дистальный каналец. Проксимальный каналец представляет собой самую длинную и широкую секцию нефрона, которая осуществляет транспорт фильтрата из капсулы Шумлянского — Боумена в петлю Генле.

Петля Генле

Петля Генле — часть нефрона, соединяющая проксимальный и дистальный канальцы. Петля имеет шпилечный изгиб в мозговом слое почки. Главной функцией петли Генле является реабсорбция воды и ионов в обмен на мочевину по противоточному механизму в мозговом слое почки. Петля названа в честь Фридриха Густава Якоба Генле, немецкого патологоанатома.

Нисходящее колено петли Генле

Проксимальный извитой каналец в корковом веществе переходит в нисходящую часть петли Генле, которая опускается в мозговое вещество почки, формируя шпилькообразный изгиб, после чего продолжается восходящим коленом петли Генле.

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.

Капсула Боумена-Шумлянского

Сравнение строения данной структуры с привычным предметом, таким как шарообразная спринцовка, помогает лучше понять её особенности. Если надавить на дно спринцовки, она превращается в чашу с вогнутой полусферической внутренней поверхностью, которая одновременно является отдельной геометрической фигурой и продолжением внешней полусферы.

Между двумя стенками образовавшейся формы остается щелевидное пространство, которое продолжается в носик спринцовки. Другим аналогом может служить термос, где между стенками имеется узкая полость.

В капсуле Боумена-Шумлянского также присутствует щелевидная внутренняя полость между двумя стенками:

• внешней, называемой париетальной пластинкой,
• внутренней, или висцеральной пластинкой.

Структура этих стенок значительно различается. Внешняя стенка состоит из одного ряда плоских эпителиальных клеток, который продолжается в однорядный кубический эпителий отводящего канальца. Внутренняя стенка, в свою очередь, образована подоцитами — клетками почечного эпителия с уникальным строением (буквально «подоцит» переводится как «клетка с ногами»).

Подоцит напоминает пень с несколькими толстыми корнями, от которых равномерно отходят более тонкие корни. Эта система корней, раскинувшаяся по поверхности, заполняет почти всё пространство внутри образованного круга. Основные виды:

1. Подоциты — это крупные клетки, находящиеся в полости капсулы и приподнятые над уровнем капиллярной стенки благодаря опоре на свои корневидные отростки, называемые цитотрабекулами.
2. Цитотрабекула — это уровень первичного ветвления «ножки»-отростка (в примере с пнём — основные корни). Существует также вторичное ветвление — уровень цитоподий.
3. Цитоподии (или педикулы) — это вторичные отростки, которые равномерно отходят от цитотрабекулы. Благодаря одинаковым расстояниям между ними обеспечивается равномерное распределение цитоподий на капиллярной поверхности с обеих сторон от цитотрабекулы.

Выросты-цитоподии одной цитотрабекулы, проникая в промежутки между аналогичными образованиями соседней клетки, формируют фигуру, по рельефу и рисунку напоминающую застёжку-«молнию». Между отдельными «зубцами» остаются узкие параллельные щели, называемые щелями фильтрации (щелевыми диафрагмами).

Благодаря такому строению подоцитов вся наружная поверхность капилляров, обращённая в полость капсулы, оказывается полностью покрытой переплетениями цитоподий. Эти застёжки-«молнии» препятствуют проникновению стенки капилляра внутрь полости капсулы, противодействуя кровяному давлению внутри капилляра.

Базальная мембрана

Строение базальной мембраны нефрона почки имеет 3 шара толщиной около 400 нм, состоит из коллагеноподобного белка, глико- и липопротеидов.

Между ними расположены слои плотной соединительной ткани — мезангия и шар мезангиоцититов. Здесь также располагаются щели размером до 2 нм — поры мембраны, они имеют значение в процессах очищения плазмы. С обеих сторон отделы соединительнотканных структур покрыты системами гликокаликса подоцитов и эндотелиоцитов. Фильтрация плазмы задействует часть вещества. Базальная мембрана клубочков почек функционирует как барьер, через который не должны проникать крупные молекулы. Также и отрицательный заряд мембраны предотвращает прохождение альбуминов.

Мезангиальный матрикс

Кроме того, нефрон включает в себя мезангий. Он представлен системой соединительных тканей, которые находятся между капиллярами мальпигиевого клубочка. Это пространство между сосудами, где подоциты отсутствуют. В его состав входят рыхлая соединительная ткань, содержащая мезангиоциты, а также юкставаскулярные элементы, расположенные между двумя артериолами. Основные функции мезангия заключаются в поддержке, сокращении, а также в обеспечении регенерации компонентов базальной мембраны и подоцитов, а также в поглощении устаревших элементов.

Дистальный каналец

В дистальном (восходящем) канальце продолжается процесс реабсорбции нужных крови веществ. Если проксимальный отдел был поврежден, и реабсорбция в нем нарушена, то дистальный каналец берет на себя его работу по возвращению веществ в кровь.

Отделы здорового канальца функционируют выверенно: он точно распознает все нужные для крови вещества и обеспечивает их обратное прохождение в кровь.

Собирательная трубочка

Почечная собирательная система не всегда включается в состав нефрона и иногда исключается из его структуры. Собирательные трубочки проникают в кору и мозговое вещество почки. Они участвуют в выведении воды, но практически не выводят натрий и другие вещества, для которых необходима реабсорбция.

Собирательная трубочка реагирует на гормон вазопрессин (АДГ), уровень которого зависит от содержания воды в тканях.

Гормон вазопрессин играет ключевую роль в регуляции водного обмена в организме.

При избытке жидкости вазопрессин в крови отсутствует. В таком случае трубочка прекращает выводить воду и начинает всасывать натрий. Если же в организме наблюдается обезвоживание, возникает состояние повышенной осмоляльности крови, что означает, что кровь насыщена солями. В этом случае уровень АДГ повышается, и трубочка получает сигнал концентрировать соли в моче.

Таким образом, изменения в осморегулирующей функции, которые можно определить по осадку в моче, свидетельствуют о состоянии почек и всего организма, что, в свою очередь, влияет на постановку диагноза.

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:

1. Фильтрация (очищение из крови жидкости, которую нужно вывести).
2. Реабсорбция (возвращение в кровь остатков полезных веществ).
3. Секреция (выведение нужных веществ из клеток).
4. 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.

Нефротический и нефритический синдромы

Гломерулонефрит может проявляться в виде нефротического или нефритического синдромов. Основные признаки нефротического синдрома заключаются в том, что почки пропускают чрезмерное количество белка из-за повреждения почечных клубочков. Это приводит к протеинурии, то есть к повышенному содержанию белка в моче, что делает ее пенистой. Увеличенное количество белка можно выявить только при анализе мочи.

При этом синдроме наблюдается потеря белка с мочой, что приводит к снижению его уровня в крови. Важно отметить, что белок и другие вещества покидают кровь под воздействием осмотического давления, которое вытягивает жидкость из сосудов во время фильтрации в почках. С уменьшением количества белков в крови осмотическое давление падает, и жидкость начинает выходить из сосудов, проникая в ткани почек. Это вызывает задержку жидкости, которая является ключевым симптомом нефротического синдрома.

Когда жидкость выходит из сосудов в ткани организма, это приводит к отекам пораженных участков. В первую очередь отекает лицо, особенно область вокруг глаз. Затем могут опухать лодыжки, а также икры и бедра. В самых тяжелых случаях отеки могут возникнуть в брюшной полости (асциты) или в плевральной полости между легкими и грудной стенкой (плевральные эффузии). Асциты могут вызывать дискомфорт из-за вздутия живота, а плевральные эффузии могут приводить к болям в груди и затруднениям дыхания.

К другим симптомам нефротического синдрома относятся усталость и общее недомогание (летаргия), снижение аппетита. Также могут возникать диарея и/или тошнота с рвотой. Эти симптомы особенно выражены при хроническом гломерулонефрите у детей.

Гломерулонефрит может также проявляться нефритическим синдромом, который характеризуется:

• Наличием крови в моче (гематурия) из-за повреждения почечных клубочков. В некоторых случаях кровь можно увидеть невооруженным глазом.
• Уменьшением объема выделяемой мочи.
• Моча может иметь более темный цвет.
• Отечностью вокруг глаз и лица, а также отеками на лодыжках и ногах.
• Повышением артериального давления.

Анализ мочи может показать наличие белка, однако его уровень при нефритическом синдроме обычно ниже, чем при нефротическом.

Нарушения фильтрации

За сутки нефроны отфильтровывают до 180 л первичной мочи. Вся кровь в организме за сутки успевает очиститься почками 60 раз.

Но некоторые факторы способны спровоцировать нарушение процесса фильтрации:

• Снижение давления;
• Нарушения мочеоттока;
• Сужение артерии почки;
• Травматизация или повреждение мембраны, выполняющей фильтрующие функции;
• Повышение онкотического давления;
• Уменьшение числа «рабочих» клубочков.

Подобные состояния чаще всего становятся причиной нарушений фильтрации.

Как определить нарушение

Нарушение функции фильтрации в почках можно определить, вычислив скорость этого процесса. Для оценки степени фильтрации в почках применяются различные формулы. В общем, процесс измерения скорости сводится к сравнению концентрации определенного контрольного вещества в моче и крови пациента.

Чем выше уровень инулина в моче по сравнению с его концентрацией в крови, тем больше объем отфильтрованной крови. Этот показатель называется инулиновым клиренсом и рассматривается как величина очищенной крови. Но как же рассчитать скорость фильтрации?

Формула для вычисления скорости клубочковой фильтрации почек выглядит следующим образом:

где Мин – количество инулина в моче, Пин – уровень инулина в плазме, Vмочи – объем собранной мочи, а СКФ – скорость клубочковой фильтрации.

Также почечную функцию можно оценить с помощью формулы Кокрофта-Голта, которая представлена следующим образом:

При проведении измерений у женщин полученное значение следует умножить на 0,85.

В клинической практике для оценки СКФ часто используется клиренс креатинина. Это исследование также известно как проба Реберга. Рано утром пациент выпивает 0,5 литра воды и сразу же опорожняет мочевой пузырь. Затем в течение часа он должен мочиться, собирая мочу в разные контейнеры и фиксируя время каждого мочеиспускания.

После этого анализируется венозная кровь, и по специальной формуле вычисляется клубочковая фильтрация:

где Fi – клубочковая фильтрация, U1 – уровень контрольного вещества, р – концентрация креатинина в крови, а V1 – продолжительность исследуемого мочеиспускания. По этой формуле расчеты проводятся каждый час на протяжении суток.

Симптомы

Признаки нарушения клубочковой фильтрации обычно сводятся к изменениям количественного (увеличение или уменьшение фильтрации) и качественного (протеинурия) характера.

К дополнительным признакам относят:

• Понижение давления;
• Почечные застои;
• Гиперотечность, особенно в области конечностей и лица;
• Мочеиспускательные нарушения вроде урежения или учащения позывов, появление нехарактерного осадка или цветовые изменения;
• Боли в поясничной зоне
• Накопление в крови разного рода метаболитов и пр.

Падение давления обычно возникает при шоковых состояниях или недостаточности миокарда.

Как улучшить фильтрацию

Восстановление функции почек имеет огромное значение, особенно при наличии стойкой гипертензии. С мочой из организма выводятся избытки жидкости и электролитов, и именно их накопление может приводить к повышению артериального давления.

Для улучшения работы почек, особенно клубочковой фильтрации, врачи могут рекомендовать следующие препараты:

• Теобромин – это мягкий диуретик, который способствует увеличению почечного кровотока и, как следствие, улучшает фильтрацию;
• Эуфиллин – еще один диуретик, содержащий теофиллин (алкалоид) и этилендиамид.

Кроме медикаментозного лечения, важно также нормализовать общее состояние пациента, восстановить иммунные функции и привести в порядок артериальное давление.

Также существуют народные методы, которые могут способствовать улучшению почечной функции, такие как арбузная диета, отвар шиповника, мочегонные отвары и травяные настои. Однако прежде чем принимать какие-либо меры, обязательно стоит проконсультироваться с нефрологом.

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.

Такой режим работы справляется с фильтрацией жидкости и дает возможность организму не почувствовать отсутствие одной почки.

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.

Роль нефронов в поддержании гомеостаза

Нефроны играют ключевую роль в поддержании гомеостаза организма, обеспечивая баланс жидкости, электролитов и кислотно-щелочного состояния. Каждый нефрон состоит из двух основных частей: клубочка и канальцев, которые работают совместно для фильтрации крови и формирования мочи.

Клубочек, или гломерул, представляет собой сеть капилляров, окруженных капсулой Шумлянского-Боумена. Здесь происходит первичная фильтрация крови, в результате которой образуется первичная моча. Процесс фильтрации осуществляется благодаря разнице давления и проницаемости капилляров, что позволяет воде, ионам и небольшим молекулам проходить через стенки капилляров, в то время как крупные молекулы, такие как белки, остаются в крови.

После клубочка первичная моча поступает в канальцы, которые делятся на проксимальный извитой каналец, петлю Генле и дистальный извитой каналец. В проксимальном извитом канальце происходит реабсорбция около 65-70% воды и электролитов, таких как натрий и калий, а также глюкозы и аминокислот. Этот процесс активен и требует энергии, что подчеркивает важность метаболической активности клеток канальца.

Петля Генле, состоящая из нисходящей и восходящей частей, играет важную роль в концентрации мочи. Нисходящая часть проницаема для воды, но не для солей, что приводит к увеличению концентрации мочи. Восходящая часть, наоборот, активно реабсорбирует ионы натрия и хлора, что способствует созданию осмотического градиента в почечной ткани, необходимого для дальнейшей концентрации мочи.

Дистальный извитой каналец и собирательные трубочки отвечают за окончательную реабсорбцию воды и ионов, что регулируется гормонами, такими как антидиуретический гормон (АДГ) и альдостерон. АДГ увеличивает проницаемость собирательных трубочек для воды, что позволяет организму сохранять воду в условиях обезвоживания. Альдостерон, в свою очередь, способствует реабсорбции натрия и выделению калия, что также влияет на объем и состав мочи.

Таким образом, нефроны не только участвуют в образовании мочи, но и регулируют уровень жидкости и электролитов в организме, что критически важно для поддержания гомеостаза. Нарушение функций нефронов может привести к различным заболеваниям, включая почечную недостаточность, гипертонию и нарушения электролитного баланса, что подчеркивает их важность для здоровья человека.

Вопрос-ответ

Каково строение и функции нефрона?

Нефрон — это основная функциональная единица почки, состоящая из клубочка (гломерула) и трубочек (проксимального и дистального извитых канальцев, петли Генле и собирательной трубочки). Его основная функция заключается в фильтрации крови, образовании мочи и регуляции водно-солевого баланса, кислотно-щелочного состояния и артериального давления. В клубочке происходит фильтрация плазмы, а в канальцах — реабсорбция полезных веществ и секреция отходов.

Нефрон функциональная единица почки?

Да, нефрон является функциональной единицей почки, отвечающей за фильтрацию крови, образование мочи и регуляцию водно-солевого баланса в организме. Каждый нефрон состоит из клубочка, где происходит фильтрация, и трубочек, где происходит реабсорбция и секреция различных веществ.

Какова структура единицы почки, нефрона?

Структура нефрона, основной функциональной единицы почки, включает в себя два основных компонента: клубочек (гломерул) и канальцы. Клубочек состоит из капиллярной сети, окруженной капсулой Боумена, где происходит фильтрация крови. От клубочка отходят проксимальный извитой каналец, петля Генле и дистальный извитой каналец, которые отвечают за реабсорбцию и секрецию различных веществ, а также за формирование мочи. Нефрон завершается собирательной трубочкой, которая ведет к мочевому пузырю.

Как функционирует нефрон?

В канальцах нефрона происходит всасывание большей части воды и полезных веществ обратно в кровь, а ненужные организму вещества направляются дальше. Система канальцев оканчивается собирательными трубочками, где завершается формирование концентрированной конечной мочи.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите анатомию нефрона, чтобы лучше понять его функции. Знание о том, как устроены клубочки, канальцы и собирательные трубочки, поможет вам осознать, как происходит фильтрация и реабсорбция в почках.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на роль нефрона в поддержании водно-солевого баланса. Понимание того, как нефрон регулирует уровень электролитов и жидкости в организме, поможет вам лучше заботиться о своем здоровье.

СОВЕТ №3

Изучите влияние различных заболеваний на функционирование нефронов. Знание о том, как диабет, гипертония и другие состояния могут повредить нефроны, поможет вам принимать меры для профилактики и своевременного лечения.

СОВЕТ №4

Регулярно проходите медицинские обследования, чтобы следить за состоянием почек. Раннее выявление проблем с нефронами может предотвратить серьезные заболевания и сохранить здоровье на долгие годы.