Будова і функції нирок, Сайт donnefron!

01.10.2015

Будова і функції нирок

Загальна характеристика

НИРКИ — найважливіші парні органи виділення хребетних тварин і людини, які беруть участь у водно-сольовому гомеостазі, тобто в підтримці сталості концентрації осмотично активних речовин в рідинах внутрішнього середовища, постійності об’єму цих жидкостоей, їх іонного складу і кистлотно-лужної рівноваги. Через нирки виводяться з організму кінцеві продукти азотистого обміну, чужорідних і токсичні сполуки, надлишок органічних і неорганічних речовин. Нирки беруть участь у метаболізмі вуглеводів і білків, в утворенні біологічно активних речовин, регулюють рівень артеріального тиску, швидкість секреції альдостерону надочечниками і швидкість утворення еритроцитів.

Як після горіння залишається зола, так і в процесі обміну речовин в організмі людини утворюються різні шлаки. Один з них — аміак, дуже отруйний. І якби спеціальні, досить тонко влаштовані системи не нейтралізували його і не виводили з нашого тіла, то настало б важке отруєння.

Аміак перетворюється в неотруйне з’єднання — сечовину — в клітинах печінки, а видаляється з організму в результаті безперервної діяльності нирок. Але не тільки в цьому їх значення для нормальної життєдіяльності. Вони регулюють в клітинах і тканинах кількість рідини та співвідношення розчинених у ній солей натрію, калію, фосфору і інших біологічно необхідних речовин. Таким чином, нирки виконують ответственнейшую функцію — звільняють організм від отрут і допомагають підтримувати біохімічне рівновагу його внутрішнього середовища.

1. Будова

У людини нирки — парні бобовидные органи, розташовані на задній черевній стінці по обидва боки хребта зазвичай на рівні 12-го грудного — 3-го поперекового хребців. Одна нирка розташована вище іншої приблизно на 2-3 див. Відомі аномалії розвитку, коли є 1 або 3 нирки. У дорослої людини кожна нирка важить 120-200 г, її довжина 10-12 см, ширина-5-6 см, товщина 3-4 див. Передня поверхня нирки покрита очеревиною, але сама нирка знаходиться поза очеревинної порожнини. Нирки оточені фасцією, під якою знаходиться жирова капсула; безпосередньо паренхіма нирок оточена фіброзною капсулою. Нирка має гладкий опуклий наружний край і увігнутий внутрішній край, в центрі його знаходяться ворота нирки, через які відкривається доступ в ниркову пазуху з нирковою лоханкой, ворнкообразный резервуар, утворений в нирці шляхом злиття великих ниркових чашечок, що триває у сечовід. В цьому ж місці в нирку входять артерія та нерви; виходять вена і лімфатичні судини.

Відмітна особливість нирок ссавців — ясно виражений поділ на 2 зони — зовнішню (коркові)(1)червоно-коричневого кольору і внутрішню (мозкову)(2), має лілово-крачный колір. На зрізі коркового шару — маса дрібних червоних точок (3).Мозкова речовина нирок утворює 8-18 пірамід; над пірамідами і між ними лежать шари кіркової речовини — ниркові (бертиниевы) стовпи. Кожна піраміда має широку основу, що примикає до корковому речовині, і закруглену більш вузьку верхівку — нирковий сосочок, звернений в малу ниркову чашку. Останні відкриваються в великі ниркові чашечки, з них сеча поступет в ниркову миску та сечовід.

В обох нирках людини близько 2 млн. нефронів. Нефрон — це основна морфо-функціональна одиниця нирок. Кожен нефрон складається з частин, які мають характерну назву і виконують різні функції. Початкова частина нефрона (боуменова капсула)(4), чашевидний сліпий кінець сечового канальця, навколишній судинний клубочок (5), приблизно 50 артеріальних капілярів (клубочок Шумлянського), утворюючи разом з ним мальпигиево, або нирковий, тельці (загальна кількість яких досягає 4 млн.). Стінка боуменовой капсули складається з внутрішнього і зовнішнього листків, між якими знаходиться щілина — порожнину боуменовой капсули, вистелена плоским епітелієм. Внутрішній листок прилягає до клубочку, наружний триває в проксимальний извитой сечовий каналець, що переходить у пряму частину проксимального канальця(6). За ним йде тонкий спадний ділянка петлі Генле(7). спускається в мозкова речовина нирок, де він, вигинаючись на 180 градусів (8), переходить у тонкий висхідний, а потім товстий висхідний каналець петлі Генле, повертається до клубочку. Висхідна частина петлі переходить у дистальний (вставочный) відділ нефрона; він з’єднується сполучною відділом з розташованими в корі нирок збиральними трубками(9). Вони проходять кіркова і мозкова речовина нирок і, зливаючись разом, утворюють у сосочку беллиниевы протоки, що відкриваються в ниркову балію(10).

Ниркова балія переходить безпосередньо в сечовід — вузьку еластичну трубку (11), а обидва сечоводу — виводять шляху з нирок — впадають у сечовий міхур (12). Місткість цього резервуара становить від 200 до 600 мілілітрів, але може збільшуватися до півтора літрів.

Коли міхур наповнюється, від нього по нервових шляхах починають надходити роздратування в центральну нервову систему. Людина може регулювати процес спорожнення сечового міхура, але ця здатність не вроджена, вона формується лише до кінця першого року життя дитини.

У нирках ссавців і людини є кілька типів нефронів, що розрізняються за місцем розташування клубочків у корі нирок і функції канальців: субкортикальні, интеркортикальные і юкстамедуллярные. Клубочки субкортикальных нефронів знаходяться в поверхневій зоні кори нирок, юкстамедуллярные — у межі кіркової і мозкової речовини нирок. Юкстамедуллярные нефрони мають довгу петлю Генле, спускається в нирковий сосокчек і обеспечивающуювысокий рівень осмотичного концентрування сечі. Для нирок характерно суворе зональний розподіл різних типів канальців. В корі нирок знаходяться всі клубочки, проксимальні і дистальні покручені канальці, коркові відділи збірних трубок. У мозковій речовині розташовуються петлі Генле і збірні трубки. Від розташування окремих елементів нефрона залежить ефективність осморегулирующих функцій нирок.

Клітини кожного відділу канальців відрізняються за будовою. Для кубічного епітелію звитого проксимального канальця характерні численні мікроворсинки (щіткова облямівка) на поверхні, зверненої в просвіт нефрона. На базальній поверхні клітинна оболонка утворює вузькі складки, між якими рсположени численні мітохондрії. У клітинах прямої ділянки проксимального канальця менш виражені щіткова облямівка і складчастість базальної мембрани, мало мітохондрій. Тонкий відділ петлі Генле меншого діаметру, вистелений плоскими клітинами з численними мітохондріями. Характерна особливість епітелію дистального сегменту нефрона (товстий висхідний відділ петлі Генле і дистальний извитой каналець зі сполучною відділом) — мала кількість мікроворсинок на поверхні канальця, зверненої в просвіт нефрона, яскраво виражена складчастість базальної плазматичної мембрани і численні великі мітохондрії з великим числом кріст. У початкових відділах збірних трубок чергуються світлі і темні клітини (в останніх більше мітохондрій). Беллиниевы трубки утворені високими клітинами з нечисленними мітохондріями.

Кров надходить в нирки з черевної аорти з ниркової артерії, розпадається в тканини нирок на междолевые, дугові, междольковые артерії, від яких беруть початок аферентні (приносять) артеріоли клубочків. У них артериола розпадається на капіляри, потім вони вноыь з’єднуються, утворюючи эфферентую (выносящую) артериолу. Афферентная артериола майже в 2 рази товще еферентної, що сприяє клубочкової фільтрації. Еферентна артериола знову розпадається на капіляри, що обплітають канальця того ж самого нефрона. Венозна кров надходить у междольковые, дугові і междолевые вени; вони утворюють ниркову вену, що впадає в нижню порожнисту вену. Кровопостачання мозкової речовини нирок забезпечується прямими артеріолами. Нирки іннервують симпатичексие нейрони трьох нижніх грудних і двох верхніх поперекових сегментів спинного мозку; парасимпатичні волокна ідуть до нирок від блукаючого нерва. Чутлива іннервація нирок у складі чревных нервів досягає нижніх грудних і верхніх поперекових вузлів.

2. Функції

Основні функції бруньок (екскреторна, осморегулирующая, ионорегулирующая та ін) забезпечуються процесами, що лежать в основі мочебразования: ультрафільтрацією рідини і розчинених речовин із крові в клкубочках, зворотним всмоктуванням часток цих речовин в кров і секрецією деяких речовин з крові в просвіт канальця.Вчені підрахували, що на одиницю своєї ваги нирки отримують у 50 разів більше крові, ніж весь організм. В середньому за добу вони пропускають через себе 1800 літрів крові. Це — величезна кількість, якщо згадати, що в організмі людини лише близько 5 літрів крові. Тільки при такому обсязі роботи, виділяючи за добу 1,5 літра сечі, нирках вдається очищати клітини нашого тіла від шкідливих речовин. Ось чому так важливо берегти їх від різних захворювань. В процесі еволюції нирок фільтраційно-реабсорбционный механізм сечоутворення все більше переважає над секреторним. Регуляція більшості виділення іонів у наземних хребетних заснована на зміні рівня реабсорбції іонів. Характерна особливість еволюції нирок — збільшення об’єму клубочкової фільтрації, яка у ссавців в 10-100 разів вище, ніж у риб і земноводних; різко зростає інтенсивність реабсорбції речовин клітинами канальців, т. к. відношення маси нирок до маси тіла майже однаково у цих тварин. Підвищується функція нирок з підтримання стабільності складу речовин, розчинених у сироватці крові. Розвиток осморегулирующей функції нирок тісно пов’язане з типом азотистого обміну. У ссавців кінцевий продукт азотистого обміну — сечовина, осмотично високоактивна речовина, для виведення якого необхідно значну кількість води або здатність осмотично концентрувати сечу. У людини в умовах спокою близько 1/4 крові, що викидається в аорту лівим шлуночком серця, надходить в ниркові артерії. Кровотік в нирках чоловіків становить 1300 мл/хв, у жінок дещо менше. При цьому в клубочках з порожнини капілярів в просвіт боуменовой капсули відбувається ультрафільтрація плазми крові, що забезпечує утворення так назывемой первинної сечі, в якій практично немає білка. В просвіт канальців надходить близько 120 мл рідини на 1 хвилину. Однак у звичайних умовах близько 119 мл фільтрату надходить назад у кров і лише 1 мл у вигляді кінцевої сечі виводиться із організму. Процес ультрафільтрації рідини обумовлений тим, що гидростатическре тиск крові в капілярах клубочка вище суми коллоидноосмотического тиску білків плазми крові і внутрипочечного тканинного тиску. Розмір частинок, фільтровану з крові, визначається величиною пір в фільтруючої мембрани, що, мабуть, залежить від діаметра пор центрального шару базальної мембрани клубочка. У більшості випадків радіус пір менше 28 A, тому електроліти, низькомолекулярні неэлектролиты і вода вільно проникають у просвіт нефрона, білки ж практично не проходять в ультрафильтрат.

Осморегулирующая функція нирок забезпечує сталість концентрації осмотично активних речовин в крові при різному водному режимі. При надлишковому поступленні в організм виділяється сеча гіпотонічна, в умовах води утворюється осмотично концентрована сеча. Механізм осмотичного розведення та концентрування сечі був відкритий в 50-60х роках 20 століття. У нирках ссавців канальці і судини мозкового речовини утворюють противоточно-поворотну розмножувальну систему. У мозковій речовині нирок паралельно один одному проходять спадні і висхідні відділи петель Генле, прямі судини, збірні трубки. В результаті активного транспорту натрію клітинами висхідного відділу петлі Генле солі натрію накопичуються в мозковій речовині нирок і разом з сечовиною утримуються в цій зоні нирок. При русі крові вниз, углиб мозкової речовини, сечовина і солі натрію надходять в судини, а при зворотному русі, до корковому речовини, виходять з них, утримуючись у тканини (принцип протитоку). При дії вазопресину висока осмотична концентрація характерна для всіх рідин (кров, межклеточная і канальцева рідина) на кожному рівні мозкової речовини нирок, виключаючи вміст висхідних відділів петель Генле. Стінки цих канальців щодо водонепроникні, а клітини активно реабсорбируют солі натрію в навколишнє міжклітинну тканину, внаслідок чого осмотична концентрація зменшується. При отстутсвіі вазопресину стінка збірних трубок водонепроникна; при дії цього гормону вона стає водопроникної і вода всмоктується з просвіту за осмотичному градієнту в навколишню тканину. У нирці людини сеча може бути в 4-5 разів осмотично концентрированнее крові. У деяких мешкають в пустелях гризунів, що мають особливо разитое внутрішня мозкова речовина нирок, сеча може в 18 разів перевершувати по осмотичному тиску кров.

Вивчено молекулярні механізми абсорбції і секреції речовин клітинами ниркових канальців. При реабсорбції натрію пасивно надходить з електрохімічного градієнту всередину клітини, що рухається по ній до області базальної плазматичної мембрани і з допомогою що знаходяться в ній «натрієвих насосів» (Na/K іонообмінний насос, электрогенный Na насос і ін) викидається в позаклітинну рідину. Кожен з цих насосів пригнічується специфічними інгібіторами. Застосування в клініці сечогінних засобів, що використовуються, зокрема, при лікуванні набряків, засноване на тому, що вони вляют на різні елементи системи реабсорции Na, K, на відміну від Na, клітина нефрона може не тільки реабсорбувати, але і секретувати. При секреції K з міжклітинної рідини надходить у клітину через базальну плазматическую мембрану за рахунок роботи Na/K-насоса, а він виділяється в просвіт нефрона через апікальну клітинну мембрану пасивно. Це обумовлено збільшенням калієвої проникності мембран і високою внутрішньоклітинної концентрацією K. Реабсорбція різних речовин регулюється нервовими і гормональними чинниками. Всмоктування води зростає під впливом вазопресину, реабсорбція Na збільшується альдостероном і зменшується натрійуретичний фактором, всмоктування Ca і фосфатів змінюється під впливом паратиреоїдного гормону, тирокальциотинина та ін. Молекулярні механізми регуляції перенесення різних речовин клітиною нефрона неоднакові. Так, ряд гормонів (наприклад, вазопресин) стимулює внутрішньоклітинний освіта з АТФ циклічної форми АМФ, яка відтворює ефект гормону. Інші ж гормони (наприклад, альдостерон) впливають на генетичний апарат клітини, внаслідок чого в рибосомах посилюється синтез білків, що забезпечують зміну перенесення речовин через клітку канальця.

Важливе значення має нирка як инкреторный (внутрисекреторный) орган. У клітинах її юкстагломерулярного апарату, розташованого в області судинного полюса клубочка між приносить і выносящей артеріолами, відбувається утворення реніну, а можливо і еритропоетину. Секреція реніну зростає при зменшенні ниркового артеріального тиску і зниженні вмісту Na в організмі. У нирках виробляється як еритропоетин, так і, мабуть, речовина, що пригнічує утворення еритроцитів; ці речовини беруть участь у регуляції еритроцитарного складу крові. Встановлено, що в нирці синтезуються простагландини, речовини, що змінюють чутливість ниркової клітини до деяких гормонів (наприклад, вазопресину) і знижує кров’яний тиск.

Короткий опис статті: внутрішня будова людини

Джерело: Будова і функції нирок — Сайт donnefron!

Також ви можете прочитати