Нефрон определение структурной и функциональной единицы почки, строение слоев, элементов и отделов и их функции, виды, физиология

Анатомическое образование, называемое нефроном, является структурной единицей почки — основного органа системы выделения у человека и животных. Таких структурных единиц почка человека содержит около одного миллиона. Именно в нефроне протекает вся цепь физиологических процессов, оканчивающихся образованием мочи. Поэтому нефрон — это одновременно и функциональная единица главного органа мочевыделительной системы.

Строение нефрона

Общий план строения у всех нефронов сходен, однако, в зависимости от расположения, могут отличаться параметры отдельных фрагментов структурной единицы (протяженность канальцев и петель, а также габариты сосудистых клубочков, образованных ветвящейся приносящей артериолой и выносящим сосудом).

С точки зрения анатомии, строение структурной и функциональной единицы почки выглядит следующим образом:

• Капсула Шумлянского. Внутри этого образования находится клубочек, образованный мельчайшими капиллярами — мальпигиево тельце, называемое также «почечным тельцем». Капсула Шумлянского-Боумена имеет диаметр 0,2 мм. Ее эпителий плотно прилегает к капиллярному клубочку.
• Проксимальный каналец, отходящий непосредственно от капсулы, заключающей в себе почечное тельце. Проксимальный каналец имеет следующую особенность строения: клеточные элементы эпителия, выстилающего его внутреннюю поверхность, имеют щеточную каемку — систему микроворсинок, которые обращены в просвет проксимального канальца.
• Петля Генле. В петле Генле выделяются тонкий и толстый отделы. Тонкий представлен нисходящей частью петли и частью восходящего отдела. Толстый отдел представлен частью восходящего отдела петли, извитым канальцем и связующим отделом.
• Дистальный извитой каналец. Его начало в обязательном порядке соприкасается с клубочком, образованным приносящей и выносящей артериолами.
• Связующий каналец, соединяющий дистальный каналец с собирательными трубками.
• Собирательная трубка. С функциональной точки зрения, это продолжение дистального сегмента нефрона. Эти анатомические образования берут начало в коре почки и, сливаясь друг с другом, в дальнейшем образуют выводные протоки. Проходя сквозь мозговое вещество почки, лежащее под корковым, выводные протоки открываются в полость почечной лоханки.

Общая протяжённость канальцев нефрона составляет от трех до пяти сантиметров.

Типы нефронов

В зависимости от расположения в различных зонах почки, нефроны могут иметь существенные анатомические отличия друг от друга. Эти различия касаются следующих моментов:

• Размеры капиллярных клубочков, состоящих из афферентных и эфферентных сосудов.
• Глубина расположения сосудистого клубочка и проксимальных канальцев.
• Протяженность различных отделов нефрона. Особенно вариабельны по длине различные участки петель.

В частности, юкстамедуллярные клубочки имеют более крупные размеры, в сравнении с суперфициальными.

В зависимости от расположения, выделяются следующие разновидности нефронов:

• Суперфициальные (поверхностные). Основным морфологическим отличием структур единицы почек этой разновидности является относительно короткая петля Генле. Поэтому колено петли расположено выше линии, разграничивающей наружный и внутренний слои мозгового вещества.
• Интракортикальные. Нефроны этой разновидности располагаются в толще коркового слоя почки. Петля Генле интракортикального нефрона может быть как длинной, так и короткой.
• Юкстамедуллярные. Нефроны этой разновидности характеризуются местоположением на границе коркового и мозгового слоев почки. Петля Генле у всех юкстамедуллярных нефронов имеет большую протяжённость и поэтому проникает во внутренний отдел мозгового вещества. Нередко она соседствует с верхушками сосочков.

Как работает нефрон

В нефронах происходит образование мочи. Процесс этот протекает в несколько этапов.

Фильтрация плазмы крови происходит в клубочке, образованном капиллярами высокого давления (70 миллиметров ртутного столба). Градиент давления в этих микрососудах обусловлен следующими факторами (анатомические причины):

• почечные артерии, кровоснабжающие весь орган, отходят непосредственно от брюшной аорты;
• небольшая протяженность этих артерий;
• существенная разница в диаметре приносящей и выносящей артериол: просвет выносящей артерии в два раза уже приносящей.

В результате воздействия давления срабатывает механизм полупроницаемой мембраны, который и способствует отфильтровыванию жидкой составляющей крови, циркулирующей по капиллярам. После прохождения через клубочек и освободившись от подлежащих выведению веществ, кровь попадает в выносящий сосуд, по которому оттекает от нефрона.

Отфильтрованная через специализированную мембрану плазма крови поступает в капсулу. Жидкость, которая получается при этом, называется первичной мочой.

В ее состав входят:

• вода;
• микроэлементы;
• органические питательные вещества.

Ее количество достигает 100−150 литров в сутки. Далее, жидкость движется по канальцу, функция которого — реабсорбция (обратное всасывание) воды и растворенных в ней веществ (микроэлементов, глюкозы и других органических соединений). В результате этого процесса образуется так называемая вторичная моча. Она отличается от первичной большей концентрацией солей. Ее количество достигает около 2 литров в сутки.

В дистальном канальце происходит процесс канальцевой секреции. Это процесс перехода через клетки эпителия дистального канальца в мочу веществ, подлежащих выведению из организма (в частности, ионы калия, водород, аммиак, токсические вещества, поступающие в организм извне, в том числе и в составе лекарственных препаратов). При этом срабатывают следующие механизмы:

• Активный (перемещение химических веществ осуществляется при использовании энергии биохимических реакций).
• Пассивный (за счет энергии клеточного осмоса).

Результатом канальцевой секреции является восстановление кислотно-щелочного равновесия крови.

В дальнейшем вторичная моча посредством собирательной трубки попадает в почечную лоханку, откуда по мочеточникам транспортируется в мочевой пузырь.

Кратко, в виде таблицы, схему процесса фильтрации крови нефроном можно представить следующим образом:

Количество нефронов ограничено

Для нормальной жизнедеятельности достаточно приблизительно трети нефронов, имеющихся в почках. Остальные являются резервными, на случай гибели функционирующих (в результате травмы или заболевания). Восстанавливаться структурно-функциональная единица почки не может, поэтому в результате каких-либо повреждений, количество их в почках уменьшается. Со временем, в случае прогрессирования подобных процессов, может развиться почечная недостаточность, негативно влияющая на функционирование всех органов и систем.

С изобретением средств, способствующих восстановлению фильтрующих структур почки, будет решена масса проблем, возникающих в результате заболеваний, поражающих этот орган. Пока же, говорят специалисты, единственной мерой по продлению функциональной состоятельности почек является профилактика заболеваний мочевыделительной системы и своевременное комплексное лечение острых болезней, не позволяющее им перейти в хроническое состояние.