Нефрон

Нефрон
Нефрон
	Диаграмма (слева) длинного нефтяного нефрона и (справа) короткого кортикального нефрона . Левый нефрон помечен шестью названными сегментами нефрон. Сбор воздуховодов является последней частью нефрона.
Подробности
Предшественник	Метанеферическая бластона ( промежуточная мезодерма )
Система	Мочевыводящая система
Идентификаторы
Сетка	D009399
FMA	17640
	Анатомическая терминология [ Редактировать на Wikidata ]

Нефрон - это минутная или микроскопическая структурная и функциональная единица почки . Он состоит из почечной корпуску и почечной канальцы . Почечная корпускула состоит из пучка капилляров, называемых клубочком , и чашкообразной конструкции, называемой капсулой Боумена . Почечная канальца простирается от капсулы. и составляют эпителиальные ячейки просветом Капсула и канальцы соединены . У здорового взрослого есть от 1 до 1,5 миллиона нефронов в каждой почке. ^{[ 1 ]}^: 22 Кровь фильтруется, когда она проходит через три слоя: клетки капиллярной стенки, ее базарная мембрана и между процессами ступни подоцитов эндотелиальные слизистой оболочки капсулы. Трубук имеет смежные перитубулярные капилляры , которые проходят между нисходящими и восходящими частями канальца. Когда жидкость из капсулы течет в трубчатеку, она обрабатывается эпителиальными клетками, выстилающими канальцы: вода реабсорбируется, а вещества обмениваются (некоторые добавляются, другие удаляются); Сначала с интерстициальной жидкостью за пределами канальцев, а затем в плазму в соседних перитубулярных капиллярах через эндотелиальные клетки, выстилающие этот капилляр. Этот процесс регулирует объем жидкости тела, а также уровни многих веществ тела. В конце канальца оставшаяся жидкость - моча - Exits: она состоит из воды, метаболических отходов и токсинов .

Интерьер капсулы Боумана, называемый Bowman's Space, собирает фильтрат из фильтрационных капилляров клубочкового пучка , который также содержит мезангиальные клетки, поддерживающие эти капилляры. Эти компоненты функционируют как блок фильтрации и составляют почечную корпускулу . Структура фильтрации (гломерулярная фильтрационная барьер) имеет три слоя, состоящие из эндотелиальных клеток , базарную мембрану и подоциты (процессы ног). Трубук имеет пять анатомически и функционально разные детали: проксимальный канал , который имеет извилистый участок проксимальный составной канал, за которым следует прямая секция (проксимальная прямая канальца); петля Генле , которая имеет две части: нисходящая петля Генле («нисходящая петля») и восходящая петля Генле («Восходящая петля»); дистальная запутанная канальца («дистальная петля»); соединительные канальцы и последняя часть Нефрона Коллективные воздуховоды . Нефроны имеют две длины с различными моча, концентрирующими способностями: длинные джакстамедальные нефроны и короткие корковые нефроны.

Четыре механизма, используемые для создания и обработки фильтрата (результатом которого является преобразование крови в мочу), являются фильтрация , реабсорбция , секреция и экскреция . Фильтрация или ультрафильтрация происходит в клубочке и в значительной степени пассивна: она зависит от внутрикапиллярного артериального давления. Около одной пятой плазмы фильтруется, когда кровь проходит через клубочковые капилляры; Четыре пятых продолжаются в перитубулярных капиллярах. Обычно единственными компонентами крови, которые не фильтрованы в капсулу Боумена, являются белки крови , эритроциты , лейкоциты и тромбоциты . Более 150 литров жидкости попадают в клубочки взрослого каждый день: 99% воды в этом фильтрате реабсорбируется. Реабсорбция происходит в почечных канальцах и является либо пассивной из -за диффузии , либо активной, из -за накачки против градиента концентрации. Секреция также встречается в канальцах и коллекционировании воздуховода и активна. Переосформированные вещества включают в себя: вода , хлорид натрия , глюкоза Аминокислоты . , лактат , магний , кальция , мочевая кислота и бикарбонат фосфат Вещества, секретируемые, включают мочевину , креатинин , калий , водород и мочевую кислоту . Некоторые из гормонов , которые сигнализируют о канальцах, изменяют скорость реабсорбции или секреции, и тем самым поддерживают гомеостаз, включают (наряду с затронутым веществом) антидиуретический гормон (вода), альдостерон (натрий, калий), паратиреоид (кальций, фосфат), предсердный натрийуретический пептид (натрий) и натрийуретический пептид мозга (натрий). Система противостояния в почечном мозговом веществе обеспечивает механизм для генерации гипертонического интерстиция, который позволяет восстанавливать воду без растворенного вещества изнутри нефрона и возвращать его в венозную сосудистую сеть, когда это необходимо.

Некоторые заболевания нефрона преимущественно влияют либо на клубочки, либо на канальцы. Клоломерулярные заболевания включают диабетическую нефропатию , гломерулонефрит и нефропатию IgA ; Почечные трубчатые заболевания включают острый трубчатый некроз и поликистозное заболевание почек .

Структура

Нефрон является функциональной единицей почки. ^{[ 2 ]} Это означает, что каждый отдельный нефрон - это то, где выполняется основная работа почки.

Нефрон сделан из двух частей:

почечная корпускула , которая является начальным компонентом фильтрации, и
почечная канальца , которая обрабатывает и уносит фильтрованную жидкость . ^{[ 3 ]}^: 1024

Corpuscle Ref

Почечная корпускула является местом фильтрации плазмы крови . Почечная корпускула состоит из клубочков , а клубочковая капсула или капсула Боумена . ^{[ 3 ]}^: 1027

Почечная корпускула имеет два полюса: сосудистый полюс и трубчатый полюс. ^{[ 4 ]}^: 397 Артериолы из почечной циркуляции входят и оставляют клубочком на сосудисто -шесте. Клоломерулярный фильтрат покидает капсулу Боумена в почечном канальце на мочевой шесте.

Клуб

Glomerulus - это сеть, известная как пучок , фильтрационных капилляров, расположенных на сосудисто -полюсе почечного корпускула в капсуле Боумена. Каждый клубочек получает кровоснабжение от афферентной артериолы почечной циркуляции . Кровяное давление в клубочке обеспечивает движущую силу для воды и растворенных веществ, чтобы отфильтровать из плазмы крови , в внутреннюю часть капсулы Боумена , называемого пространством Боумена.

Только около пятой части плазмы фильтруется в клубочке. Остальное переходит в эфферентную артериолу . Диаметр эфферентной артериолы меньше, чем у афферентного, и эта разница увеличивает гидростатическое давление в клубочке.

Капсула Боумена

, Капсула Боумена также называемая клубочковой капсулой, окружает клубочки. Он состоит из висцерального внутреннего слоя, образованного специализированными клетками, называемыми подоцитами , и теменного внешнего слоя, состоящего из простого плоскоклеточного эпителия . Жидкости из крови в клубочке ультрафильтра через несколько слоев, что приводит к тому, что известно как фильтрат.

Фильтрат затем движется к почечным канальцам, где он дополнительно обрабатывается для формирования мочи . Различные этапы этой жидкости коллективно известны как трубчатая жидкость .

Почечная канальца

Почечная канальца представляет собой непрерывную и длинную трубную структуру, содержащую трубчатую жидкость, фильтрованную через гломерулус. ^{[ 5 ]} Фильтрат, проходящий через почечные канальцы, в конечном итоге заканчивается в системе сборов . ^{[ 6 ]}

Компоненты почечного канальца:

Проксимальный извилистый канальт : лежит в коре и выстлана «простой кубоидальный эпителий с щетками », который значительно увеличивает площадь поверхности для поглощения.
Loop of Henle : лежит в мозговом веществе и U-образной (похожей на штифт)
- Нисходящая конечность петли Генле : один сегмент равной толщины
- Восходящая конечность петли Генле : два сегмента различной толщины (проксимальная часть, выложенная простым плоскоклеточным эпителием, называются тонкой восходящей конечностью петли Генле , дистальная часть, выложенная простым кубоидальным эпителием, называется толстой восходящей конечностью петли Хенле ).
Дистальная запутанная канальца : лежит в коре
Коллекция трубки

Эпителиальные клетки, которые образуют эти сегменты нефрона, можно различить по формам их актинового цитоскелета. ^{[ 7 ]}

Кровь от эфферентной артериолы, содержащей все, что не было отфильтровано в клубочке, перемещается в перитубулярные капилляры , крошечные кровеносные сосуды, которые окружают петлю Henle и проксимальные и дистальные канальцы, где течет трубчатая жидкость. Затем вещества реабсорбируются от последнего обратно в кровоток.

Затем перитубулярные капилляры рекомбинируют с образованием эфферентной венулы, которая в сочетании с эфферентными венулами от других нефронов в почечную вену и присоединяется к основному кровотоку.

Разница в длине

Корковые нефроны (большинство нефронов) начинаются высоко в коре и имеют короткую петлю Генле, которая не проникает глубоко в мозговое вещество. Корковые нефроны могут быть подразделены на поверхностные кортикальные нефроны и нефроны средней кортики . ^{[ 8 ]}

Juxtamedullary Nephrons ^{[ необходимо дальнейшее объяснение ]} Начните низко в коре возле мозгового мозга и имеют длинную петлю Генле, которая глубоко проникает в почечный мозг: только у них есть петля Генле, окруженная ректой васа . Эти длинные петли Henle и связанных с ними VASA -прямая градиент создают гиперосмольный градиент, который позволяет создать концентрированную мочу . ^{[ 9 ]} Также изгиб шпильки проникает в внутреннюю зону мозгового мозга. ^{[ 10 ]}

Juxtamedullary Nephrons встречаются только у птиц и млекопитающих и имеют определенное место: медулляр относится к почечному мозговому мозгу , в то время как Juxta (латынь: рядом) относится к относительному положению почечного корпускула этого нефрона - возле медуллы , но все еще в кора. Другими словами, нефрон Juxtamedullary - это нефрон, чья почечная корпускула находится рядом с мозговым веществом, и чьи проксимальные извилистые канальцы и связанная с ним цикл Генле встречаются глубже в мозге, чем в другом типе нефрона, кортикального нефрона .

Juxtamedullary Nephrons составляют только около 15% нефронов в человеческой почке. ^{[ 1 ]}^: 24 Тем не менее, именно этот тип нефрона чаще всего изображается на иллюстрациях нефронов.

У людей кортикальные нефроны имеют свои почечные корпускулы во внешних двух третях коры, тогда как Juxtamedullary Nephrons имеют свои корпускулы во внутренней трети коры. ^{[ 1 ]}^: 24

Функции

Нефрон использует четыре механизма для преобразования крови в мочу: фильтрация, реабсорбция, секреция и экскреция. ^{[ 4 ]}^{: 395–396} Они относятся к многочисленным веществам. Структура и функция эпителиальных клеток, выстилающих изменение просвета в течение нефрона, и имеют сегменты, названные их местоположением и которые отражают их различные функции.

Проксимальный канал

Проксимальный канал как часть нефрона может быть разделена на начальную свернутую часть и следующую прямую (нисходящую) часть. ^{[ 11 ]} Жидкость в фильтрате, попадающем в проксимальный составной канал, реабсорбируется в перитубулярных капиллярах, включая 80% глюкозы, более половины отфильтрованной соли, воды и всех фильтрованных органических растворенных веществ (в первую очередь глюкоза и аминокислоты ). ^{[ 4 ]}^{: 400–401}

Петля Хенла

Петля Henle -это U-образная трубка, которая простирается от проксимального канальца. Он состоит из нисходящей конечности и восходящей конечности. Он начинается в коре, получая фильтрат от проксимального совокупного канальца, простирается в медуллу в качестве нисходящей конечности, а затем возвращается в кору, когда восходящая конечность опустошает в дистальную извилину. Основная роль петли Henle заключается в том, чтобы позволить организму вырабатывать концентрированную мочу, не путем увеличения концентрации трубки, а путем применения гипертонической интерстициальной жидкости. ^{[ 1 ]}^: 67

Значительные различия помогают различать нисходящие и восходящие конечности петли Генле. Нисходящая конечность является проницаемой для воды и заметно менее проницаемой для соли, и, следовательно, лишь косвенно способствует концентрации интерстиция. Когда фильтрат спускается глубже в гипертоническую интерстицию почечного мозгового мозга, вода свободно вытекает из нисходящей конечности путем осмоса до тех пор, пока тоничность фильтрата и интерстиирования не равновесится. Гипертоничность мозгового мозга (и, следовательно, концентрация мочи) частично определяется по размеру петли Генле. ^{[ 1 ]}^: 76

В отличие от нисходящей конечности, толстая восходящая конечность является непроницаемой для воды, что является критической особенностью механизма обмена противоточкой, используемым в петле. Восходящая конечность активно выкачивает натрия из фильтрата, генерируя гипертонический интерстиции, который управляет обменом противоречия. Проходя через восходящую конечность, фильтрат растет гипотоническим , поскольку он потерял большую часть своего содержания натрия. Этот гипотонический фильтрат передается в дистальную запутанную канальцу в почечной коре. ^{[ 1 ]}^: 72

Дистальная запутанная трубка

Дистальная извилистая канальца имеет другую структуру и функционирует к проксимальной извилистой канальце. Клетки, выстилающие канальцы, имеют многочисленные митохондрии для получения достаточного количества энергии ( АТФ ) для активного транспорта . Большая часть ионного транспорта, происходящего в дистальном запутанном канале, регулируется эндокринной системой . При наличии гормона околощитовидной железы дистальный страх затраченных канальцев реабсорбирует больше кальция и выделяет больше фосфата. Когда присутствует альдостерон , больше натрия реабсорбируется, а больше калия секретируется. Аммиак также поглощается во время селективной реабсорбции. Предсервный натрийуретический пептид заставляет дистальную лишенную колючку выделять больше натрия.

Соединительные канальцы

Часть дистального нефрона. Это последний сегмент канальца до того, как он входит в систему коллекционных каналов. Вода, некоторые соли и азотистые отходы, такие как мочевина и креатинин, раздаются в сборку канальцев.

Коллекция системы воздуховодов

Рис.6) Гистологический препарат поперечного сечения, показывающий (б) небольшие соединительные канальцы с простым столбчатым эпителием и (а) большие соединительные канальцы с простым кубоидальным эпителием.

Каждый дистальный извилистый трубчик доставляет свой фильтрат в систему сбора воздуховодов , первым сегментом которых является соединительное трубцо . Система сбора воздуховодов начинается в почечной коре и простирается глубоко в мозг. По мере того, как моча путешествует по системе сбора воздуховодов, она проходит по медуллярному интерстициям, который имеет высокую концентрацию натрия в результате цикла системы мультипликатора Генле . ^{[ 1 ]}^: 67

Поскольку он имеет другое происхождение во время развития мочевыводящих и репродуктивных органов, чем остальная часть нефрона, коллекционный канал иногда не считается частью нефрона. Вместо того, чтобы происходить из метанефрогенной бласточной массы, коллекционный канал происходит от мочеточкового зарождения . ^{[ 12 ]}^: 50–51

Хотя коллекционный канал обычно непроницаем для воды, он становится проницаемым в присутствии антидиуретического гормона (ADH). ADH влияет на функцию аквапоринов , что приводит к реабсорбции молекул воды, когда он проходит через коллекционный канал. Аквапорины представляют собой мембранные белки, которые избирательно проводят молекулы воды, предотвращая прохождение ионов и других растворенных веществ. Добро в трех четвертях воды от мочи могут быть реабсорбированы, поскольку он оставляет коллекционный канал путем осмоса. Таким образом, уровни ADH определяют, будет ли моча сосредоточена или разбавлена. Увеличение ADH является показателем обезвоживания , в то время как достаточность воды приводит к снижению ADH, что позволяет разбавлять мочу. ^{[ 4 ]}^: 406

Более низкие части коллекционного органа также проницаемы для мочевины , что позволяет некоторым из них войти в мозг, что сохраняет его высокую концентрацию (что очень важно для нефрона). ^{[ 1 ]}^: 73–74

Моча оставляет медуллярные собирающие протоки через почечные папиллы , впадая в почечные чали , почечный таз и, наконец, в мочевой пузырь через мочеточнику . ^{[ 4 ]}^{: 406–407}

Juxtaglomerular Apparatus

Джаксакломерулярное аппарат (JGA) - это специализированная область, связанная с нефроном, но отдельно от него. Он продуцирует и секретирует в кровообращении фермент ренин (ангиотензиногеназа), которая расщепляет ангиотензиноген и приводит к десяти аминокислотным веществам ангиотензин-1 (A-1). Затем A-1 превращается в ангиотензин-2, мощный вазоконстриктор, удаляя две аминокислоты: это достигается с помощью ангиотензинного фермента (ACE). Эта последовательность событий называется системой ренин-ангиотензин (RAS) или системы ренин-ангиотензин-альдостерона (RAAS). JGA расположена между толстой восходящей конечностью и афферентной артериолой. Он содержит три компонента: макулу денса , сопоточные клетки и экстрагломерулярные мезангиальные клетки . ^{[ 4 ]}^: 404

Клиническое значение

Пациенты на ранних стадиях хронической болезни почек показывают приблизительное снижение числа нефронов на 50%, сравнимое с потерей нефрона, которое происходит со старением (в возрасте от 18 до 29 до 70–75). ^{[ 13 ]}

Заболевания нефрона преимущественно влияют либо на клубочки, либо на канальцы. Клоломерулярные заболевания включают диабетическую нефропатию , гломерулонефрит и нефропатию IgA ; Почечные трубчатые заболевания включают острый трубчатый некроз , почечный трубчатый ацидоз и поликистозное заболевание почек .

Дополнительные изображения

Распределение кровеносных сосудов в коре почки. (Хотя фигура помечает эфферентное сосуд как вену , на самом деле это артериола .)
Клубочки красный; Капсула Боумена белая.
Почечная ткань
Клуб
Это изображение показывает типы ячеек, присутствующих в клубочке, части почки нефрона. Присутствуют подоциты, эндотелиальные клетки и клубочковые мезангиальные клетки.

Смотрите также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час Лото CJ (2012). Принципы физиологии почек (5 -е изд.). Спрингер.
^ Pocock G, Richards CD (2006). Физиология человека: основа медицины (3 -е изд.). Оксфорд: издательство Оксфордского университета. п. 349. ISBN 978-0-19-856878-0 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Tortora GJ, Derrickson BH (2010). Принципы анатомии и физиологии (12 -е изд.). Хобокен, Нью -Джерси: Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-470-23347-4 Полем OCLC 192027371 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Михол Старый (2016). Основная гистология Джункиры (14 -е изд.). Lngel. ISBN 978-0-07-184268-6 .
^ «Почечные канальцы I: производство мочи» . Экология и эволюционная биология - Университет Колорадо в Боулдере . Архивировано из оригинала 2 октября 2007 года . Получено 6 марта 2007 года .
^ Хук Дж. Б., Гольдштейн Р.С. (1993). Токсикология почки . Вороновая пресса. п. 8. ISBN 0-88167-885-6 .
^ Кумаран Г.К., Ханукоглу I (март 2020 г.). «Идентификация и классификация эпителиальных клеток в сегментах нефрон по актиновым цитоскелетным паттернам» . Февраль J. 287 (6): 1176–1194. doi : 10.1111/febs.15088 . PMC 7384063 . PMID 31605441 .
^ Носовой TM. «Раздел 7/7CH03/7CH03P16» . Основы человеческой физиологии . Архивировано с оригинала 2016-03-24.
^ Jameson JL, Loscalzo J (2010). Нефрология Харрисона и кислотные нарушения . McGraw-Hill Professional. п. 3. ISBN 978-0-07-166339-7 .
^ «Регуляция концентрации мочи» . Анатомия и физиология . Cliffsnotes. Архивировано из оригинала 25 октября 2012 года . Получено 27 ноября 2012 года .
^ Boron WF (2005). Медицинская физиология: клеточное и молекулярное ок . Elsevier/Saunders. п. 743. ISBN 978-1-4160-2328-9 .
^ Митчелл Б., Шарма Р. (2009). Эмбиология (2 -е изд.). Черчилль Ливингстон Elsevier.
^ Kuro-O M (январь 2019). «Белки Клото в здоровье и болезнях». Природные обзоры. Нефрология . 15 (1): 27–44. doi : 10.1038/s41581-018-0078-3 . PMID 30455427 . S2CID 53872296 .

[lote-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон ^глин ^час Лото CJ (2012). Принципы физиологии почек (5 -е изд.). Спрингер.

[Pocock-2] Pocock G, Richards CD (2006). Физиология человека: основа медицины (3 -е изд.). Оксфорд: издательство Оксфордского университета. п. 349. ISBN 978-0-19-856878-0 .

[tortora-3] Jump up to: ^а ^{беременный} Tortora GJ, Derrickson BH (2010). Принципы анатомии и физиологии (12 -е изд.). Хобокен, Нью -Джерси: Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-470-23347-4 Полем OCLC 192027371 .

[junqueiras-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Михол Старый (2016). Основная гистология Джункиры (14 -е изд.). Lngel. ISBN 978-0-07-184268-6 .

[5] «Почечные канальцы I: производство мочи» . Экология и эволюционная биология - Университет Колорадо в Боулдере . Архивировано из оригинала 2 октября 2007 года . Получено 6 марта 2007 года .

[6] Хук Дж. Б., Гольдштейн Р.С. (1993). Токсикология почки . Вороновая пресса. п. 8. ISBN 0-88167-885-6 .

[7] Кумаран Г.К., Ханукоглу I (март 2020 г.). «Идентификация и классификация эпителиальных клеток в сегментах нефрон по актиновым цитоскелетным паттернам» . Февраль J. 287 (6): 1176–1194. doi : 10.1111/febs.15088 . PMC 7384063 . PMID 31605441 .

[8] Носовой TM. «Раздел 7/7CH03/7CH03P16» . Основы человеческой физиологии . Архивировано с оригинала 2016-03-24.

[9] Jameson JL, Loscalzo J (2010). Нефрология Харрисона и кислотные нарушения . McGraw-Hill Professional. п. 3. ISBN 978-0-07-166339-7 .

[10] «Регуляция концентрации мочи» . Анатомия и физиология . Cliffsnotes. Архивировано из оригинала 25 октября 2012 года . Получено 27 ноября 2012 года .

[boron743-11] Boron WF (2005). Медицинская физиология: клеточное и молекулярное ок . Elsevier/Saunders. п. 743. ISBN 978-1-4160-2328-9 .

[mitchell-12] Митчелл Б., Шарма Р. (2009). Эмбиология (2 -е изд.). Черчилль Ливингстон Elsevier.

[pmid30455427-13] Kuro-O M (январь 2019). «Белки Клото в здоровье и болезнях». Природные обзоры. Нефрология . 15 (1): 27–44. doi : 10.1038/s41581-018-0078-3 . PMID 30455427 . S2CID 53872296 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]