Почки в организме человека играют важную роль. Представляют собой парный орган, своей формой напоминают боб, и выполняют регуляцию химического гомеостаза, путем образования мочи, входят в мочевыделительную систему организма человека. Почки выполняют важную регуляторную функцию в организме, поддерживая внутренний баланс и равновесие химических процессов. В организме почечный фильтр играет очень важную роль в поддержании жизнедеятельности человеческого организма.
Строение почек
Для того чтобы понимать как работает мочевыделительная система человека, нужно знать строение почечного фильтра и его функции. Почки — парные органы, состоящие из паренхим, снаружи покрыты соединительной капсулой. От капсулы отходят, так называемые септы, которые делят каждую почку на дольки. В почке имеется:
- мозговое вещество, которое представлено собирательными трубками и прямыми канальцами нефронов;
- корковое вещество, представлено почечными тельцами и системой извитых канальцев нефронов.
Мозговое и корковое вещество почки образуют паренхиму органа. А тонкие прослойки соединительной рыхлой ткани с многочисленными лимфатическими и кровеносными сосудами, нервами образуют строму почки.
Роль почек в человеческом организме
Роль почек уникальна, они относятся к жизненно важным органам, нарушение функций которых может иметь весьма плачевные последствия для здоровья и жизнедеятельности человеческого организма. Почки выполняют ряд функций:
- Регулируют уровень ионов Калия и Натрия в организме человека;
- Поддерживают кислотно-щелочное равновесие в крови;
- Выводят лишнюю жидкость, лишние микроэлементы, способствующие удержанию жидкости внутри организма, тем самым регулируя объем циркулирующей крови;
- Обладают инкреторной функцией, вырабатывают особые биологически активные вещества, влияющие на процессы свертываемости крови и образования эритроцитов;
- Поддерживают уровень артериального давления;
- Участвуют в белковом, липидном и углеводном обменном процессе в организме;
- Выполняют экскреторную функцию, выводя продукты распада различных веществ после переваривания пищи, лекарственных средств, токсичных и вредных веществ, а также лишней воды;
- Выполняют защитную функцию от воздействия вредных веществ на организм человека.
Что такое нефроны?
Нефроны являются основными функциональными и структурными единицами органа. Они представляют собой систему трубочек, слепых с одной стороны (в начале), которые выстланы клетками эпителия в один слой. Эти клетки называются нефроциты, при этом их морфологические особенности и высота в разных отделах нефронов разная.
В человеческой почке около 2 миллионов нефронов, длина одного нефрона составляет приблизительно 30-50 мм, таким образом, их общая длина может составлять до 100 км, а поверхность порядка 6 квадратных метров. Существует два типа нефронов:
- корковые, их система канальцев располагается преимущественно в корковом веществе;
- юкстамедуллярные, или околомозговые, их система канальцев расположена преимущественно в мозговом веществе почки.
В слепом конце нефрона находится капсула, охватывающая клубочек сосуда, вместе с ним капсула образует почечное тельце. От этой капсулы отходит каналец извитой формы (проксимальный), этот каналец идет в прямой, восходящий и нисходящий тонкие отделы нефрона. Данные отделы, в свою очередь, образуют петлю, которая переходит сначала в прямой дистальный каналец нефрона, а далее в дистальный извитой каналец нефрона. Канальцы дистальные извитые собираются во вставочных отделах собираются в трубки, которые и являются в мочевыводящих путях начальными отделами.
Капсула нефрона
Капсула нефрона представляет собой полость в форме чаши, с двумя ограничивающими листками:
- Наружным, состоящим из нефроцитов плоской формы;
- Внутренним, состоящим из клеток падоцитов.
Клетки падоциты имеют цитотрабекулы (цитоплазматические крупные выросты), от которых отходят цитоподии (мелкие цитоплазматические отростки). Подоциты своими цитоплазматическими отростками прилегабт к трехслойной базальной мембране, с противоположной стороны которой находятся эндотелтоциты капилляров кровеносного сосуда почечного клубочка.
Что представляет собой фильтр почек?
Фильтр почек – это совокупность трехслойной базальной мембраны и подоцитов с одной ее стороны, а эндотелтоцитов кровеносных капилляров клубочка почки с другой. Строение фильтра почек представлено на рисунке.
Рис. Строение фильтра почек. 1 – эндотелиоцит кровеностного капилляра почечного тельца; 2 –базальная трёхслойная мембрана; 3 – подоцит; 4 – цитотрабекула подоцита; 5 – цитопедикулы; 6 –щель фильтрационная; 7 –диафрагма фильтрационная; 8 – гликокаликс; 9 – полость капсулы тельца почечного; 10 – эритроцит.
Между кровеностными капиллярами в сосудистом клубочке располагается мезангий, который состоит из трех видов клеток мезангиоцитов:
- Оседлые макрофаги;
- Транзитные макрофаги, или моноциты;
- Гладкомышечные.
Оседлые и транзитные макрофаги распознают и фагоцитируют антигены, при помощи Fc-рецепторов. Гладкомышечные клетки образуют матрикс мезангиума и регулируют кровоток в клубочках путем сокращения под действием гистамина, ангиотензина и вазопрессина.
Функции почечного фильтра
Первая фаза фильтрации плазмы крови происходит с участием почечного фильтра в полости капсулы нефрона. Это фильтр способен задерживать белки плазмы крови (фибриноген, антитела) и форменные элементы крови, а также макромолекулы с отрицательным зарядом. Таким образом формируется первичная моча.
Кубические или призматические клетки в проксимальном отделе нефрона имеют на апикальном своем полюсе каемку в виде щеточки. А базальный лабиринт представляет собой базальную часть плазмолеммы, имеющую «ямки», в которых находятся митохондрии. В этой части нефрона происходит всасывание в кровь обратно:
- Воды;
- Глюкозы (до 100%);
- Аминокислот (порядка 98%);
- Электролитов;
- Мочевой кислоты (около 77%);
- Мочевины (порядка 60%).
Восходящая часть петли нефрона и дистальный извитой отдел образуется нефроцитами кубической формы (такими же как в проксимальном отделе, но без «ямок» и щетинистой каемки), а тонкий отдел петли выстилается клетками плоской формы. В этих отделах происходит обратное всасывание в кровоток воды и электролитов.
Далее нефроны собираются в трубки, которые выстланы эпителием из высоких цилиндрических светлых и темных клеток. Предполагается, что светлые клетки отвечают за обратное всасывание в кровоток электролитов и воды, производят простагландины, а темные вырабатывают соляную кислоту.
Интересный факт. В ходе фильтрации крови, весь ее объем проходит через почки всего за пять минут. За это время из организма человека удаляется максимальное количество ненужных и лишних веществ.
Кровоснабжение почек
В человеческом организме кровоснабжение почек имеет самый большой объем кровотока, в сравнении с другими органами. Почечные артерии, обеспечивающие питание почек, короткие и начинаются от брюшной аорты. В почке артерии делятся на артериолами (более мелкие сосуды), которые располагаются в межпирамидном пространстве.
Дуговая артерия проходит между мозговым и корковым веществами почек. От нее более мелкие артерии, проходя в междольковом пространстве, ответвляются, питая корковое вещество. Далее междольковые артерии переходят во внутридольковые, а затем разветвляются на артериолы почечного клубочка.
Эти приносящие артериолы из проксимального отдела идут к почечным тельцам промежуточных и интерстициальных нефронов. Далее артериолы из дистальных отделов идут к, так называемым, юкстамедуллярным нефронам почек. Таким образом в почке сформировано два вида кровообращения:
- Кортикальное кровообращение, которое располагается в районе мальпигиевых канальцев;
- Юкстагломерулярное кровообращение, располагающиеся на границе мозгового и коркового вещества, в районе крупных почечных клубочков.
Выводящая и приносящая артериолы юкстамедуллярных клубочков по размеру одинаковые. В них происходит замедление кровотока и фильтрование крови, с небольшим выделением мочи. При этом выносящая артериола не образует сеть, не разветвляется, а спускается в мозговой слой, обеспечивая ему питание. Уже внутри мозгового слоя она разветвляется на капилляры, которые собираются в венулы, а те в свою очередь – в венозные сосуды, которые соединяются в почечные вены. Почечные вены собираются и вливаются в систему нижней полой вены.
Для справки: Только 20% крови проходит фильтрацию в юкстагломерулярных клубочках, а основной объем поступающей крови проходит фильтрацию в мальпигиевых клубочках (80%).
Важные особенности фильтрации крови почками
Чтобы поддерживать оптимальные условия образования почками мочи, происходит процесс саморегуляции:
- При повышении в приносящем сосуде артериального давления сокращаются мышечные волокна, и объем поступления крови уменьшается, тем самым снижая давление;
- При снижении артериального давления происходит расширение стенок приносящего сосуда, тем самым повышая приток крови.
В состоянии стресса или шока снижается кровоток и давление в почечных клубочках, в остальных случаях, как правило, давление в них поддерживается на одном уровне.