Нефрон – структурно-функциональная единица почки

Сложное строение почек обеспечивает выполнение всех их функций. Основной структурной и функциональной единицей почки является особое образование — нефрон. Он состоит из клубочков, канальцев, трубочек. Всего у человека в почках от 800 000 до 1 500 000 нефронов. Постоянно задействованы в работе чуть больше трети, остальные обеспечивают резерв для экстренных случаев, а также включаются в процесс очистки крови взамен погибших.

Как устроен

Благодаря своему строению данная структурно-функциональная единица почки может обеспечивать весь процесс переработки крови и образования мочи. Именно на уровне нефрона и обеспечивается выполнение почкой основных ее функций:

• фильтрация крови и выведение продуктов распада из организма;
• поддержание водного баланса.

Располагается данная структура в корковом веществе почки. Отсюда он сначала спускается в мозговое вещество, потом снова возвращается в корковое и переходит в собирательные трубочки. Они сливаются в общие протоки, выходящие в почечную лоханку, и дают начало мочеточникам, по которым моча выводится из организма.

Нефрон начинается почечным (мальпигиевым) тельцем, которое состоит из капсулы и расположенного внутри нее клубочка, состоящего из капилляров. Капсула представляет собой чашу, ее называют по фамилии ученого – капсула Шумлянского-Боумена. Состоит капсула нефрона из двух слоев, из ее полости выходит мочевой каналец. Поначалу он имеет извитую геометрию, а на границе коркового и мозгового слоев почек он выпрямляется. Далее образует петлю Генле и снова возвращается в почечный корковый слой, где снова приобретает извитой контур. В его структуру входят извитые канальцы первого и второго порядка. Протяженность каждого из них 2-5 см, а с учетом количества общая длина канальцев составит около 100 км. Благодаря этому становится возможной та огромная работа, которую проделывают почки. Строение нефрона позволяет фильтровать кровь и поддерживать необходимый уровень жидкости в организме.

Составляющие нефрона

• Капсула;
• Клубочек;
• Извитые канальцы первого и второго порядка;
• Восходящая и нисходящая части петли Генле;
• Собирательные трубочки.

Зачем нам так много нефронов

Нефрон почки имеет очень небольшие размеры, но количество их велико, это позволяет почкам качественно справляться со своими задачами даже в трудных условиях. Именно благодаря такой особенности человек может совершенно нормально жить при потере одной почки.

Современные исследования показывают, что непосредственно заняты «делом» лишь 35% единиц, остальные «отдыхают». Зачем организму такой резерв?

Во-первых, может возникнуть экстренная ситуация, которая приведет к гибели части единиц. Тогда их функции возьмут на себя оставшиеся структуры. Такая ситуация возможна при заболеваниях или травмах.

Во-вторых, их потеря происходит у нас постоянно. С возрастом часть из них погибает в силу старения. До 40 лет гибели нефронов у человека со здоровыми почками не происходит. Далее около 1% этих структурных единиц мы теряем каждый год. Регенерироваться они не могут, получается, что к 80 годам даже при благоприятном состоянии здоровья в человеческом организме их функционирует примерно лишь 60%. Эти цифры не критичны, и позволяют почкам справляться со своими функциями, в одних случаях полностью, в других могут быть небольшие отклонения. Угроза почечной недостаточности подстерегает нас, когда происходит потеря 75% или более. Оставшегося количества недостаточно для обеспечения нормальной фильтрации крови.

К таким серьезным потерям может привести алкоголизм, острые и хронические инфекции, травмы спины или живота, вызывающие повреждение почек.

Разновидности

Принято выделять различные типы нефронов в зависимости от их особенностей и расположения клубочков. Большинство структурных единиц – корковые, их примерно 85%, остальные 15% юкстамедуллярные.

Корковые подразделяются на суперфициальные (поверхностные) и интракортикальные. Основная особенность поверхностных единиц – расположение почечного тельца во внешней части коркового вещества, то есть ближе к поверхности. У интракортикальных нефронов почечные тельца находятся ближе к середине коркового слоя почки. У юкстамедуллярных мальпигиевые тельца глубоко в корковом слое, практически на начале мозговой ткани почки.

Все виды нефронов имеют свои функции, связанные с особенностями строения. Так, у корковых достаточно короткая петля Генле, которая может проникнуть всего лишь во внешнюю часть почечного мозгового вещества. Функция корковых нефронов – образование первичной мочи. Именно поэтому их так много, ведь количество первичной мочи примерно в десять раз больше, чем количество выделяемой человеком.

Юкстамедуллярные имеют более продолжительную петлю Генле и способны проникнуть глубоко в мозговой слой. Они оказывают влияние на уровень осмотического давления, которое регулирует концентрацию конечной мочи и ее количество.

Как работают нефроны

Каждый нефрон состоит из нескольких структур, слаженная работа которых обеспечивает выполнение их функций. Процессы в почках идут постоянно, их можно разделить на три фазы:

1. фильтрация;
2. реабсорбция;
3. секреция.

Итогом является моча, которая выделяется в мочевой пузырь и выводится из организма.

Механизм работы основан на процессах фильтрации. На первой стадии образуется первичная моча. Это происходит путем фильтрования плазмы крови в клубочке. Данный процесс возможен из-за разницы давления в оболочке и в клубочке. Кровь поступает в клубочки и фильтруется там через особую мембрану. Продукт фильтрации, то есть первичная моча, поступает в капсулу. Первичная моча по своему составу похожа на плазму крови, а процесс можно назвать предварительной очисткой. Она состоит из большого количества воды, в ней содержаться глюкоза, избыток солей, креатинин, аминокислоты и еще некоторые низкомолекулярные соединения. Часть из них останется в организме, часть будет удалена.

Если учесть работу всех активных нефронов почек, то скорость фильтрации составляет 125 мл за минуту. Работают они постоянно, без перерывов, поэтому в течение суток через них проходит огромное количество плазмы, в результате чего образуется 150- 200 литров первичной мочи.

Вторая фаза – реабсорбция. Первичная моча подвергается дальнейшей фильтрации. Это необходимо для возвращения в организм содержащихся в ней нужных и полезных веществ:

• воды;
• солей;
• аминокислот;
• глюкозы.

Главную роль на этой стадии играют проксимальные извитые канальцы. Внутри них есть ворсинки, которые значительно увеличивают площадь всасывания, а соответственно и его скорость. Первичная моча проходит через канальцы, в результате большая часть жидкости обратно возвращается в кровь, остается примерно десятая часть от количества первичной мочи, то есть около 2 литров. Весь процесс реабсорбции обеспечивают не только проксимальные канальцы, но и петли Генле, дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки. Вторичная моча не содержит необходимых организму веществ, зато в ней остаются мочевина, мочевая кислота и другие токсичные, подлежащие удалению компоненты.

В норме ни одно из необходимых организму питательных веществ не должно уходить с мочой. Все они возвращаются в кровь в процессе реабсорбции, какие-то частично, какие-то полностью. Например, глюкоза и белок в здоровом организме вообще не должны содержаться в моче. Если анализ показывает даже их минимальное содержание, значит со здоровьем что-то неблагополучно.

Заключительный этап работы – канальцевая секреция. Суть ее в том, что в мочу поступают ионы водорода, калия, аммиак и некоторые вредные вещества, имеющиеся в крови. Это могут быть лекарства, токсичные соединения. Путем канальцевой секреции из организма выводятся вредные вещества, и поддерживается кислотно-щелочной баланс.

В результате прохождения всех фаз переработки и фильтрации в почечных лоханках скапливается моча, подлежащая выведению из организма. Оттуда она поступает через мочеточники в мочевой пузырь и удаляется.

Благодаря работе таких маленьких структур, как нейроны, организм очищается от продуктов переработки поступивших в него веществ, от шлаков, то есть от всего, что ему не нужно или вредно. Значительные повреждения аппарата нефронов приводят к нарушению этого процесса и отравлению организма. Последствиями может стать почечная недостаточность, которая требует особых мер. Поэтому любые проявления неблагополучия почек – повод для обращения к врачу.