Анатомическая структура
Морфологически каждый нефрон представляет собой сложную систему микроскопических канальцев. Традиционно его разделяют на несколько последовательных сегментов, каждый из которых выполняет свою специфическую задачу в процессе мочеобразования.
Ключевые отделы нефрона включают в себя:
- Почечное тельце. Состоит из капиллярного клубочка и окружающей его капсулы Боумена-Шумлянского. Это стартовая точка, где запускается фильтрация плазмы.
- Проксимальный извитой каналец. Следует сразу за капсулой и является главным участком возврата веществ в кровоток.
- Петля Генле. Имеет U-образную форму и делится на тонкий сегмент (включающий нисходящее и восходящее колена) и толстый сегмент.
- Дистальный извитой каналец. Отдел тонкой настройки состава будущей мочи.
- Собирательная трубочка. Строго говоря, она представляет собой функциональное завершение нефрона, куда сливается жидкость от множества дистальных канальцев.
Проксимальный каналец: облигатная реабсорбция
В проксимальном извитом канальце разворачивается наиболее масштабный процесс возврата веществ — облигатная (обязательная) реабсорбция. На этом этапе организм забирает обратно подавляющую часть профильтрованных компонентов. Общий объем реабсорбции здесь составляет порядка 80% от исходного фильтрата.
В кровеносное русло активно возвращаются ионы $Na^+$, $K^+$, $Cl^-$, а также вода, жизненно важные аминокислоты, витамины и молекулы глюкозы. Согласно физиологическим параметрам, всасывание воды и ионов (натрия, калия, кальция и хлора) достигает 65–85%. Бикарбонаты ($HCO_3^-$) реабсорбируются на 80–90%, а фосфаты ($PO_4^{3-}$) — вплоть до 100%.
Помимо спасения полезных молекул, здесь протекает интенсивная канальцевая секреция. Клетки эпителия целенаправленно выделяют в просвет канальца ионы водорода ($H^+$), аммиак ($NH_3$) и парааминогиппуровую кислоту (ПАГ).
Петля Генле и концентрирование мочи
Петля Генле играет критическую роль в процессе сгущения мочи. Ее нисходящее и восходящее колена обладают принципиально разными гистологическими и физиологическими характеристиками.
Нисходящий отдел петли выстлан плоскими эпителиальными клетками. Эта ткань функционально пассивна: клетки бедны митохондриями и ферментными комплексами. Из-за отсутствия необходимых транспортных белков реабсорбция натрия здесь не происходит. Однако межклеточные контакты в этом отделе формируют мембрану с порами, проницаемую для жидкости. Вода беспрепятственно покидает просвет канальца и уходит в интерстиций пассивно, по осмотическому градиенту (ионы $Na^+$ в окружающем тканевом пространстве буквально «вытягивают» на себя воду).
Восходящее колено, напротив, абсолютно непроницаемо для воды. Зато здесь происходит мощная реабсорбция электролитов ($Na^+$). Таким образом, за счет разделения потоков воды и солей достигается эффективное сгущение канальцевой жидкости.
Дистальные отделы и формирование окончательной мочи
В дистальном извитом канальце осуществляется факультативная (регулируемая) реабсорбция. В отличие от проксимального отдела, здесь процессы строго зависят от текущих потребностей организма. В этом сегменте реабсорбируются ионы $Na^+$, $Cl^-$ и вода (на дистальный отдел приходится около 10% возврата воды и натрия).
Функциональный путь завершается в собирательной трубочке. Именно здесь формируется окончательная моча. В собирательных трубках продолжается всасывание $H_2O$ и $Na^+$, а также секретируются ионы калия ($K^+$), аммиак ($NH_3$) и протоны водорода ($H^+$). После прохождения этого этапа состав жидкости фиксируется и она направляется в почечные лоханки.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие типы нефронов выделяют в почке в зависимости от расположения?
В зависимости от локализации почечного тельца и длины петли Генле в почке выделяют три типа нефронов.
- Короткие корковые нефроны — почечные тельца лежат в корковом веществе, петля короткая и не спускается глубоко.
- Промежуточные корковые нефроны — основной тип (80%), петля среднего размера спускается до наружной зоны мозгового вещества пирамид.
- Юкстамедуллярные нефроны — почечные тельца лежат на границе коры и мозгового вещества, а длинная петля пронизывает почти всю толщу пирамид.
Как функционирует поворотно-противоточная множительная система петли Генле?
Поворотно-противоточно-множительная система создает в мозговом веществе почки осмотический градиент для концентрирования мочи. Нисходящее и восходящее колена работают как единое целое:
- Восходящее колено — происходит активный транспорт ионов натрия и хлора, при этом эпителиальные клетки не пропускают воду.
- Нисходящее колено — происходит пассивная реабсорбция воды.
Выход ионов из восходящего колена повышает осмотическое давление в окружающей жидкости, что способствует пассивному выходу воды из нисходящего колена по градиенту.
Какие гормоны регулируют факультативную реабсорбцию в дистальном извитом канальце и собирательной трубке?
Факультативную реабсорбцию в дистальных извитых канальцах и собирательных трубочках регулируют альдостерон, антидиуретический гормон и натрийуретический гормон.
- Альдостерон — действует на дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки; усиливает реабсорбцию Na+, Cl- и H2O, активирует Na+,K+-АТФ-азу, вслед за Na+ пассивно реабсорбируется вода.
- Антидиуретический гормон (вазопрессин) — действует на собирательные трубочки; повышает проницаемость их стенок для H2O через аквапорины и усиливает реабсорбцию воды.
- Натрийуретический гормон — в дистальных извитых канальцах ингибирует Na+,K+-АТФ-азу и уменьшает реабсорбцию Na+ и воды.
Вопросы с занятий и экзамена
Всасывается ли натрий в нисходящем колене петли Генле?
Нет, реабсорбция натрия в этом отделе не происходит. Стенки нисходящего колена образованы плоским эпителием, в котором отсутствуют митохондрии и специализированные ферментные системы для активного ионного транспорта.
В чем разница между облигатной и факультативной реабсорбцией?
Облигатная реабсорбция происходит в проксимальном канальце и является обязательной, возвращая до 80% фильтрата. Факультативная реабсорбция протекает в дистальном канальце, является регулируемой и затрагивает лишь около 10% воды и натрия.
Как вода покидает нисходящий отдел петли нефрона?
Вода выходит пассивно по осмотическому градиенту через поры в местах соединения эпителиальных клеток. Ее притягивают ионы натрия, находящиеся в межклеточной жидкости.
Где формируется окончательная моча?
Процесс формирования окончательной мочи завершается в собирательных трубочках, где происходит финальная реабсорбция воды и натрия, а также секреция протонов, калия и аммиака.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы канальцевой секреции ионов водорода и аммиака
- Осмотический градиент интерстиция почки
- Гистологическое строение эпителия различных сегментов нефрона
- Роль парааминогиппуровой кислоты (ПАГ) в оценке функции почек
- Показатели скорости клубочковой фильтрации (СКФ) в норме
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Строение нефрона» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Выделение»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.