Si verifica nel nefrone umano. L'unità funzionale strutturale del rene è il nefrone. Podociti nel nefrone

In ogni rene di un adulto ci sono almeno 1 milione di nefroni, ognuno dei quali è in grado di produrre urina. Allo stesso tempo, circa 1/3 di tutti i nefroni di solito funzionano, il che è sufficiente per la piena attuazione delle funzioni escretorie e di altro tipo. Ciò indica la presenza di significative riserve funzionali dei reni. Con l'invecchiamento, c'è declino graduale numero di nefroni(dell'1% all'anno dopo 40 anni) a causa della loro mancanza di capacità di rigenerarsi. In molte persone all'età di 80 anni, il numero di nefroni diminuisce del 40% rispetto ai 40enni. Tuttavia, la perdita di un numero così elevato di nefroni non è una minaccia per la vita, poiché il resto di essi può svolgere pienamente le funzioni escretorie e di altro tipo dei reni. Allo stesso tempo, il danno a oltre il 70% del numero totale di nefroni nelle malattie renali può essere la causa dell'insufficienza renale cronica.

Ogni nefroneè costituito da un corpuscolo renale (malpighiano), in cui avviene l'ultrafiltrazione del plasma sanguigno e la formazione di urina primaria, e un sistema di tubuli e tubuli, in cui l'urina primaria viene convertita in secondaria e finale (escreta nella pelvi e in ambiente) urina.

Riso. 1. Organizzazione strutturale e funzionale del nefrone

La composizione dell'urina durante il suo movimento lungo il bacino (coppe, coppe), ureteri, ritenzione temporanea in vescia e il canale urinario non cambia in modo significativo. Così, persona sana la composizione dell'urina finale escreta durante la minzione è molto vicina alla composizione dell'urina escreta nel lume (calici minori) del bacino.

corpuscolo renale si trova nello strato corticale dei reni, è la parte iniziale del nefrone e si forma glomerulo capillare(costituito da 30-50 anelli capillari intrecciati) e capsula Shumlyansky - Boumeia. Sul taglio, la capsula Shumlyansky-Boumeia sembra una ciotola, all'interno della quale è presente un glomerulo capillari sanguigni. cellule epiteliali Lo strato interno della capsula (podociti) aderisce strettamente alla parete dei capillari glomerulari. La foglia esterna della capsula si trova a una certa distanza dall'interno. Di conseguenza, tra di loro si forma uno spazio simile a una fessura: la cavità della capsula Shumlyansky-Bowman, in cui viene filtrato il plasma sanguigno e il suo filtrato forma l'urina primaria. Dalla cavità della capsula, l'urina primaria passa nel lume dei tubuli del nefrone: tubulo prossimale(segmenti curvi e rettilinei), ciclo di Henle(divisioni discendenti e ascendenti) e tubulo distale(segmenti diritti e ritorti). Un importante elemento strutturale e funzionale del nefrone è apparato iuxtaglomerulare (complesso) del rene. Si trova in uno spazio triangolare, murato arteriole afferenti ed efferenti e il tubulo distale (punto denso - maculadensa), vicino a loro. Le cellule della macula densa hanno chemio e meccanosensibilità, regolando l'attività delle cellule iuxtaglomerulari delle arteriole, che sintetizzano un numero di cellule biologicamente sostanze attive(renina, eritropoietina, ecc.). I segmenti contorti dei tubuli prossimale e distale si trovano nella corteccia del rene e l'ansa di Henle si trova nel midollo.

L'urina scorre dal tubulo distale contorto nel canale di collegamento, da esso a condotto collettore E condotto collettore corteccia reni; 8-10 condotti di raccolta si uniscono in un unico grande condotto ( dotto collettore della corteccia), che, scendendo nel midollo, diventa dotto collettore della midollare renale. Unendosi gradualmente, questi condotti si formano condotto di grande diametro, che si apre alla sommità della papilla della piramide nel piccolo calice della grande pelvi.

Ogni rene ha almeno 250 dotti collettori di grande diametro, ognuno dei quali raccoglie l'urina da circa 4.000 nefroni. I dotti collettori e i dotti collettori hanno meccanismi speciali per mantenere l'iperosmolarità del midollo renale, concentrare e diluire l'urina e sono importanti componenti strutturali formazione di urina finale.

La struttura del nefrone

Ogni nefrone inizia con una capsula a doppia parete, all'interno della quale è presente un glomerulo vascolare. La capsula stessa è costituita da due fogli, tra i quali vi è una cavità che passa nel lume del tubulo prossimale. Consiste dei tubuli rettilinei prossimali contorti e prossimali che costituiscono il segmento prossimale del nefrone. tratto caratteristico cellule di questo segmento è la presenza di un bordo a spazzola, costituito da microvilli, che sono escrescenze del citoplasma circondate da una membrana. La sezione successiva è l'ansa di Henle, costituita da una sottile parte discendente, che può scendere profondamente nel midollo, dove forma un'ansa e gira di 180° verso la sostanza corticale sotto forma di una sottile ascendente, trasformandosi in una parte spessa dell'ansa del nefrone. Il tratto ascendente dell'ansa sale fino al livello del suo glomerulo, dove inizia il tubulo contorto distale, che passa in un breve tubulo di collegamento che collega il nefrone ai dotti collettori. I dotti collettori iniziano nella corteccia renale e si uniscono per formare quelli più grandi. dotti escretori, che passano attraverso il midollo e sfociano nella cavità del calice renale, che, a sua volta, sfocia nella pelvi renale. Secondo la localizzazione, si distinguono diversi tipi di nefroni: superficiale (superficiale), intracorticale (all'interno dello strato corticale), iuxtamidollare (i loro glomeruli si trovano al confine tra gli strati corticale e midollare).

Riso. 2. La struttura del nefrone:

A - nefrone iuxtamidollare; B - nefrone intracorticale; 1 - corpuscolo renale, compresa la capsula del glomerulo dei capillari; 2 - tubulo contorto prossimale; 3 - tubulo dritto prossimale; 4 — il ginocchio sottile scendente di un cappio di un nephron; 5 — il ginocchio sottile ascendente di un cappio di un nephron; 6 — tubule diretto disteel (il ginocchio ascendente grosso di un cappio di un nephron); 7 — un posto denso di un tubule disteel; 8 - tubulo contorto distale; 9 - tubulo di collegamento; 10 - dotto collettore della sostanza corticale del rene; 11 - dotto collettore del midollo esterno; 12 - dotto collettore del midollo interno

Diversi tipi di nefroni differiscono non solo per la localizzazione, ma anche per le dimensioni dei glomeruli, la profondità della loro posizione, nonché la lunghezza delle singole sezioni del nefrone, in particolare l'ansa di Henle e la partecipazione a concentrazione osmotica urina. IN condizioni normali circa 1/4 del volume di sangue espulso dal cuore passa attraverso i reni. Nella corteccia, il flusso sanguigno raggiunge 4-5 ml / min per 1 g di tessuto, quindi questo è il massimo alto livello flusso sanguigno degli organi. Una caratteristica del flusso sanguigno renale è che il flusso sanguigno del rene rimane costante quando cambia all'interno di un intervallo abbastanza ampio di pressione sanguigna sistemica. Ciò è assicurato da speciali meccanismi di autoregolazione della circolazione sanguigna nel rene. Corto arterie renali partono dall'aorta, nel rene si diramano in più piccoli vasi. L'arteriola afferente (afferente) entra nel glomerulo renale, che si rompe in capillari in esso. Quando i capillari si uniscono, formano l'arteriola efferente (efferente), attraverso la quale viene effettuato il deflusso di sangue dal glomerulo. Dopo la partenza dal glomerulo, l'arteriola efferente si scompone nuovamente in capillari, formando una rete attorno ai tubuli contorti prossimale e distale. Una caratteristica del nefrone iuxtamidollare è che l'arteriola efferente non si divide in un peritubular rete capillare, ma forma vasi diritti che scendono nel midollo del rene.

Tipi di nefroni

Tipi di nefroni

Secondo le caratteristiche della struttura e delle funzioni, si distinguono due tipi principali di nefroni: corticale (70-80%) e iuxtamidollare (20-30%).

Nefroni corticali suddivisi in nefroni corticali superficiali, o superficiali, in cui i globuli renali sono localizzati nella parte esterna della sostanza corticale, e nefroni corticali intracorticali, in cui i globuli renali sono localizzati nella parte mediana della sostanza corticale del rene. I nefroni corticali hanno una breve ansa di Henle che penetra solo nella parte esterna del midollo. La funzione principale di questi nefroni è la formazione di urina primaria.

corpuscoli renali nefroni juxtamidollari si trovano negli strati profondi della sostanza corticale al confine con il midollo. Hanno un lungo anello di Henle che penetra in profondità nel midollo, fino alle cime delle piramidi. Lo scopo principale dei nefroni iuxtamidollari è quello di creare uno sballo pressione osmotica necessario per concentrare e ridurre il volume dell'urina finale.

Pressione di filtrazione effettiva

• EFD \u003d R cap - R bk - R onk.
• tappo R — pressione idrostatica nel capillare (50-70 mm Hg);
• R 6k- pressione idrostatica nel lume della capsula di Bowman - Shumlyansky (15-20 mm Hg);
• Ronk- pressione oncotica nel capillare (25-30 mm Hg).

EPD \u003d 70 - 30 - 20 \u003d 20 mm Hg. Arte.

La formazione dell'urina finale è il risultato di tre processi principali che si verificano nel nefrone: e la secrezione.

Il nefrone è l'unità strutturale del rene responsabile della formazione dell'urina. Lavorando 24 ore su 24, gli organi passano fino a 1700 litri di plasma, formando poco più di un litro di urina.

Nefrone

Il lavoro del nefrone, che è l'unità strutturale e funzionale del rene, determina il modo in cui viene mantenuto l'equilibrio e vengono espulsi i prodotti di scarto. Durante il giorno, due milioni di nefroni renali, tanti quanti ce ne sono nel corpo, producono 170 litri di urina primaria, addensata fino a una quantità giornaliera fino a un litro e mezzo. L'area totale della superficie escretoria dei nefroni è di quasi 8 m2, che è 3 volte l'area della pelle.

Il sistema escretore ha un alto margine di sicurezza. Viene creato perché solo un terzo dei nefroni funziona contemporaneamente, il che consente di sopravvivere quando il rene viene rimosso.

Cancellato nei reni sangue arterioso che corre lungo l'arteriola afferente. Il sangue purificato esce attraverso l'arteriola uscente. Il diametro dell'arteriola afferente è maggiore di quello dell'arteriola, creando così una caduta di pressione.

Struttura

Le divisioni del nefrone renale sono:

Iniziano nello strato corticale del rene con la capsula di Bowman, che si trova sopra il glomerulo dei capillari delle arteriole. La capsula del nefrone del rene comunica con il tubulo prossimale (il più vicino), che è diretto al midollo: questa è la risposta alla domanda in quale parte del rene si trovano le capsule del nefrone. Il tubulo passa nell'ansa di Henle - prima nel segmento prossimale, poi - distale. La fine di un nefrone è considerata il luogo in cui inizia il dotto collettore, dove entra l'urina secondaria di molti nefroni. Schema di un nefrone

Capsula

Le cellule dei podociti circondano il glomerulo dei capillari come un cappuccio. La formazione è chiamata corpuscolo renale. Il fluido penetra nei suoi pori, che finisce nello spazio di Bowman. Qui viene raccolto l'infiltrato, un prodotto della filtrazione del plasma sanguigno.

tubulo prossimale

Questa specie è costituita da cellule ricoperte all'esterno da una membrana basale. Parte interna L'epitelio è dotato di escrescenze: microvilli, come un pennello, che rivestono il tubulo per tutta la sua lunghezza.

All'esterno è presente una membrana basale, raccolta in numerose pieghe, che si raddrizzano quando i tubuli si riempiono. Il tubulo allo stesso tempo acquisisce una forma arrotondata di diametro e l'epitelio è appiattito. In assenza di fluido, il diametro del tubulo si restringe, le cellule assumono un aspetto prismatico.

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Le funzioni includono il riassorbimento:

H2O; Na - 85%; ioni Ca, Mg, K, Cl; sali - fosfati, solfati, bicarbonato; composti - proteine, creatinina, vitamine, glucosio.

Dal tubulo entrano i riassorbitori vasi sanguigni, che intrecciano il tubulo con una fitta rete. In quest'area viene assorbito nella cavità del tubulo acido biliare, ossalico assorbito, paraaminoippurico, acido urico, adrenalina, acetilcolina, tiamina, istamina vengono assorbiti, trasportati medicinali- penicillina, furosemide, atropina, ecc.

Qui, la scomposizione degli ormoni provenienti dal filtrato avviene con l'aiuto degli enzimi del bordo dell'epitelio. L'insulina, la gastrina, la prolattina, la bradichinina vengono distrutte, la loro concentrazione plasmatica diminuisce.

Ciclo di Henle

Dopo essere entrato nel raggio cerebrale, il tubulo prossimale passa nella sezione iniziale dell'ansa di Henle. Il tubulo passa nel segmento discendente dell'ansa, che scende nel midollo. Quindi la parte ascendente sale nella corteccia, avvicinandosi alla capsula di Bowman.

La struttura interna dell'ansa inizialmente non differisce dalla struttura del tubulo prossimale. Quindi il lume dell'ansa si restringe, la filtrazione del Na passa attraverso di essa nel fluido interstiziale, che diventa ipertonico. Questo è importante per il funzionamento dei condotti di raccolta: a causa dell'elevata concentrazione di sale nel liquido lavavetri, l'acqua viene assorbita al loro interno. La sezione ascendente si espande, passa nel tubulo distale.

Ciclo delicato

Tubulo distale

Quest'area è già, insomma, costituita da cellule epiteliali basse. Non ci sono villi all'interno del canale, all'esterno è ben espresso il ripiegamento della membrana basale. Qui il sodio viene riassorbito, continua il riassorbimento di acqua, continua la secrezione di ioni idrogeno e ammoniaca nel lume del tubulo.

Nel video, un diagramma della struttura del rene e del nefrone:

Tipi di nefroni

In base alle caratteristiche della struttura, scopo funzionale ci sono tali tipi di nefroni che funzionano nel rene:

corticale - superficiale, intracorticale; iuxtamidollare.

Corticale

Ci sono due tipi di nefroni nella corteccia. Le superfici superficiali costituiscono circa l'1% del numero totale di nefroni. Differiscono nella posizione superficiale dei glomeruli nella corteccia, nell'ansa più corta di Henle e in una piccola quantità di filtrazione.

Il numero di intracorticali - oltre l'80% dei nefroni renali, situati nel mezzo dello strato corticale, svolge un ruolo importante nella filtrazione delle urine. Il sangue nel glomerulo del nefrone intracorticale passa sotto pressione, poiché l'arteriola afferente è molto più ampia dell'arteriola di deflusso.

Juxtamidollare

Juxtamidollare - una piccola parte dei nefroni del rene. Il loro numero non supera il 20% del numero di nefroni. La capsula si trova al confine tra corticale e midollo, il resto si trova nel midollo, l'ansa di Henle scende quasi fino alla pelvi renale stessa.

Questo tipo di nefrone è di importanza decisiva nella capacità di concentrare l'urina. Una caratteristica del nefrone iuxtamidollare è che l'arteriola uscente di questo tipo di nefrone ha lo stesso diametro di quella afferente e l'ansa di Henle è la più lunga di tutte.

Le arteriole efferenti formano anse che si muovono nel midollo parallelamente all'ansa di Henle, sfociano nella rete venosa.

Funzioni

Le funzioni del nefrone renale includono:

concentrazione di urina; regolazione del tono vascolare; controllo sulla pressione sanguigna.

L'urina si forma in più fasi:

nei glomeruli viene filtrato il plasma sanguigno che entra attraverso l'arteriola, si forma l'urina primaria; riassorbimento di sostanze utili dal filtrato; concentrazione di urina.

Nefroni corticali

La funzione principale è la formazione di urina, il riassorbimento di composti utili, proteine, amminoacidi, glucosio, ormoni, minerali. I nefroni corticali sono coinvolti nei processi di filtrazione, riassorbimento a causa delle peculiarità dell'afflusso di sangue e i composti riassorbiti penetrano immediatamente nel sangue attraverso una rete capillare localizzata dell'arteriola efferente.

Nefroni juxtamidollari

Il compito principale del nefrone iuxtamidollare è quello di concentrare l'urina, cosa possibile grazie alle peculiarità del movimento del sangue nell'arteriola uscente. L'arteriola non passa nella rete capillare, ma nelle venule che confluiscono nelle vene.

I nefroni di questo tipo sono coinvolti nella formazione di una formazione strutturale che regola pressione sanguigna. Questo complesso secerne renina, necessaria per la produzione di angiotensina 2, un composto vasocostrittore.

Violazione delle funzioni del nefrone e come ripristinare

La violazione del nefrone porta a cambiamenti che interessano tutti i sistemi del corpo.

I disturbi causati dalla disfunzione del nefrone includono:

acidità; equilibrio salino; metabolismo.

Le malattie causate da una violazione delle funzioni di trasporto dei nefroni sono chiamate tubulopatie, tra le quali ci sono:

tubulopatie primarie - disfunzioni congenite; violazioni secondarie - acquisite della funzione di trasporto.

Le cause della tubulopatia secondaria sono danni al nefrone causati dall'azione delle tossine, compresi i farmaci, tumore maligno, metalli pesanti, mieloma.

Secondo la localizzazione della tubulopatia:

prossimale - danno ai tubuli prossimali; distale - danno alle funzioni dei tubuli contorti distali. Tipi di tubulopatia

Tubulopatia prossimale

Il danno alle parti prossimali del nefrone porta alla formazione di:

fosfaturia; iperaminoaciduria; acidosi renale; glicosuria.

La violazione del riassorbimento del fosfato porta allo sviluppo di una struttura ossea simile al rachitismo, una condizione resistente al trattamento con vitamina D. La patologia è associata all'assenza di una proteina portatrice di fosfato, una mancanza di recettori che legano il calcitriolo.

La glicosuria renale è associata a una ridotta capacità di assorbire il glucosio. L'iperaminoaciduria è un fenomeno in cui il funzione di trasporto amminoacidi nei tubuli. A seconda del tipo di amminoacido, la patologia porta a varie malattie sistemiche.

Quindi, se il riassorbimento della cistina è compromesso, si sviluppa la malattia della cistinuria, una malattia autosomica recessiva. La malattia si manifesta con ritardo dello sviluppo, colica renale. Nelle urine con cistinuria possono comparire calcoli di cistina, che si sciolgono facilmente in un ambiente alcalino.

L'acidosi tubulare prossimale è causata dall'incapacità di assorbire il bicarbonato, a causa della quale viene escreto nelle urine, e la sua concentrazione nel sangue diminuisce, mentre gli ioni Cl, al contrario, aumentano. Questo porta ad acidosi metabolica, con aumento dell'escrezione di ioni K.

Tubulopatia distale

Patologie reparti distali si manifestano con diabete renale dell'acqua, pseudoipoaldosteronismo, acidosi tubulare. Il diabete renale è un danno ereditario. Una malattia congenita è causata da una mancanza di risposta delle cellule nei tubuli distali all'ormone antidiuretico. La mancanza di risposta porta a una violazione della capacità di concentrare l'urina. Il paziente sviluppa poliuria, fino a 30 litri di urina possono essere escreti al giorno.

Con disturbi combinati si sviluppano patologie complesse, una delle quali è chiamata sindrome di de Toni-Debre-Fanconi. Allo stesso tempo, il riassorbimento di fosfati, bicarbonati è compromesso, gli amminoacidi e il glucosio non vengono assorbiti. La sindrome si manifesta con ritardo dello sviluppo, osteoporosi, patologia della struttura ossea, acidosi.

In ogni rene di un adulto ci sono almeno 1 milione di nefroni, ognuno dei quali è in grado di produrre urina. Allo stesso tempo, circa 1/3 di tutti i nefroni di solito funzionano, il che è sufficiente per la piena attuazione delle funzioni escretorie e di altro tipo dei reni. Ciò indica la presenza di significative riserve funzionali dei reni. Con l'invecchiamento, c'è una graduale diminuzione del numero di nefroni.(dell'1% all'anno dopo 40 anni) a causa della loro mancanza di capacità di rigenerarsi. In molte persone all'età di 80 anni, il numero di nefroni diminuisce del 40% rispetto ai 40enni. Tuttavia, la perdita di un numero così elevato di nefroni non è una minaccia per la vita, poiché il resto di essi può svolgere pienamente le funzioni escretorie e di altro tipo dei reni. Allo stesso tempo, il danno a oltre il 70% del numero totale di nefroni nelle malattie renali può essere la causa dell'insufficienza renale cronica.

Ogni nefroneè costituito da un corpuscolo renale (malpighiano), in cui l'ultrafiltrazione del plasma sanguigno e la formazione di urina primaria, e un sistema di tubuli e tubuli, in cui l'urina primaria viene convertita in secondaria e finale (rilasciata nella pelvi e nell'ambiente) urina.

Riso. 1. Organizzazione strutturale e funzionale del nefrone

La composizione dell'urina durante il suo movimento attraverso il bacino (coppe, coppe), ureteri, ritenzione temporanea nella vescica e attraverso il canale urinario non cambia in modo significativo. Pertanto, in una persona sana, la composizione dell'urina finale escreta durante la minzione è molto vicina alla composizione dell'urina escreta nel lume (calici minori) del bacino.

corpuscolo renale si trova nello strato corticale dei reni, è la parte iniziale del nefrone e si forma glomerulo capillare(costituito da 30-50 anelli capillari intrecciati) e Capsula Shumlyansky - Boumeia. Sul taglio, la capsula Shumlyansky-Boumeia sembra una ciotola, all'interno della quale è presente un glomerulo di capillari sanguigni. Le cellule epiteliali dello strato interno della capsula (podociti) aderiscono strettamente alla parete dei capillari glomerulari. La foglia esterna della capsula si trova a una certa distanza dall'interno. Di conseguenza, tra di loro si forma uno spazio simile a una fessura: la cavità della capsula Shumlyansky-Bowman, in cui viene filtrato il plasma sanguigno e il suo filtrato forma l'urina primaria. Dalla cavità della capsula, l'urina primaria passa nel lume dei tubuli del nefrone: tubulo prossimale(segmenti curvi e rettilinei), ciclo di Henle(divisioni discendenti e ascendenti) e tubulo distale(segmenti diritti e ritorti). Un importante elemento strutturale e funzionale del nefrone è apparato iuxtaglomerulare (complesso) del rene. Si trova in uno spazio triangolare formato dalle pareti delle arteriole afferenti ed efferenti e dal tubulo distale (punto denso - maculadensa), vicino a loro. Le cellule della macula densa sono sensibili alla chemio e alla meccano, regolando l'attività delle cellule iuxtaglomerulari delle arteriole, che sintetizzano una serie di sostanze biologicamente attive (renina, eritropoietina, ecc.). I segmenti contorti dei tubuli prossimale e distale si trovano nella corteccia del rene e l'ansa di Henle si trova nel midollo.

L'urina scorre dal tubulo distale contorto nel canale di collegamento, da esso a condotto collettore E condotto collettore sostanza corticale dei reni; 8-10 condotti di raccolta si uniscono in un unico grande condotto ( dotto collettore della corteccia), che, scendendo nel midollo, diventa dotto collettore della midollare renale. Unendosi gradualmente, questi condotti si formano condotto di grande diametro, che si apre alla sommità della papilla della piramide nel piccolo calice della grande pelvi.

Ogni rene ha almeno 250 dotti collettori di grande diametro, ognuno dei quali raccoglie l'urina da circa 4.000 nefroni. I dotti collettori e i dotti collettori hanno meccanismi speciali per mantenere l'iperosmolarità del midollo renale, concentrare e diluire l'urina e sono importanti componenti strutturali della formazione dell'urina finale.

La struttura del nefrone

Ogni nefrone inizia con una capsula a doppia parete, all'interno della quale è presente un glomerulo vascolare. La capsula stessa è costituita da due fogli, tra i quali vi è una cavità che passa nel lume del tubulo prossimale. Consiste dei tubuli rettilinei prossimali contorti e prossimali che costituiscono il segmento prossimale del nefrone. Una caratteristica delle cellule di questo segmento è la presenza di un bordo a pennello, costituito da microvilli, che sono escrescenze del citoplasma circondate da una membrana. La sezione successiva è l'ansa di Henle, costituita da una sottile parte discendente, che può scendere profondamente nel midollo, dove forma un'ansa e gira di 180° verso la sostanza corticale sotto forma di una sottile ascendente, trasformandosi in una parte spessa dell'ansa del nefrone. Il tratto ascendente dell'ansa sale fino al livello del suo glomerulo, dove inizia il tubulo contorto distale, che passa in un breve tubulo di collegamento che collega il nefrone ai dotti collettori. I dotti collettori iniziano nella corteccia renale, si uniscono per formare dotti escretori più grandi che passano attraverso il midollo e drenano nella cavità del calice, che a sua volta drena nella pelvi renale. Secondo la localizzazione, si distinguono diversi tipi di nefroni: superficiale (superficiale), intracorticale (all'interno dello strato corticale), iuxtamidollare (i loro glomeruli si trovano al confine tra gli strati corticale e midollare).

Riso. 2. La struttura del nefrone:

A - nefrone iuxtamidollare; B - nefrone intracorticale; 1 - corpuscolo renale, compresa la capsula del glomerulo dei capillari; 2 - tubulo contorto prossimale; 3 - tubulo dritto prossimale; 4 - ginocchio sottile discendente dell'ansa del nefrone; 5 - ginocchio sottile ascendente dell'ansa del nefrone; 6 - tubulo dritto distale (ginocchio ascendente spesso dell'ansa del nefrone); 7 - punto denso del tubulo distale; 8 - tubulo contorto distale; 9 - tubulo di collegamento; 10 - dotto collettore della corteccia del rene; 11 - dotto collettore del midollo esterno; 12 - dotto collettore del midollo interno

Diversi tipi di nefroni differiscono non solo per la localizzazione, ma anche per le dimensioni dei glomeruli, la profondità della loro posizione, nonché la lunghezza delle singole sezioni del nefrone, in particolare l'ansa di Henle, e la partecipazione alla concentrazione osmotica di urina. In condizioni normali, circa 1/4 del volume di sangue espulso dal cuore passa attraverso i reni. Nella corteccia, il flusso sanguigno raggiunge i 4-5 ml/min per 1 g di tessuto, quindi questo è il livello più alto di flusso sanguigno dell'organo. Una caratteristica del flusso sanguigno renale è che il flusso sanguigno del rene rimane costante quando cambia all'interno di un intervallo abbastanza ampio di pressione sanguigna sistemica. Ciò è assicurato da speciali meccanismi di autoregolazione della circolazione sanguigna nel rene. Le arterie renali corte partono dall'aorta, nel rene si diramano in vasi più piccoli. L'arteriola afferente (afferente) entra nel glomerulo renale, che si rompe in capillari in esso. Quando i capillari si uniscono, formano l'arteriola efferente (efferente), attraverso la quale viene effettuato il deflusso di sangue dal glomerulo. Dopo la partenza dal glomerulo, l'arteriola efferente si scompone nuovamente in capillari, formando una rete attorno ai tubuli contorti prossimale e distale. Una caratteristica del nefrone iuxtamidollare è che l'arteriola efferente non si scompone in una rete di capillari peritubulari, ma forma vasi diritti che scendono nella midollare renale.

Tipi di nefroni

Tipi di nefroni

Secondo le caratteristiche della struttura e delle funzioni, si distinguono due tipi principali di nefroni: corticale (70-80%) e iuxtamidollare (20-30%).

Nefroni corticali suddivisi in nefroni corticali superficiali, o superficiali, in cui i globuli renali sono localizzati nella parte esterna della sostanza corticale, e nefroni corticali intracorticali, in cui i globuli renali sono localizzati nella parte mediana della sostanza corticale del rene. I nefroni corticali hanno una breve ansa di Henle che penetra solo nella parte esterna del midollo. La funzione principale di questi nefroni è la formazione di urina primaria.

corpuscoli renali nefroni juxtamidollari si trovano negli strati profondi della sostanza corticale al confine con il midollo. Hanno un lungo anello di Henle che penetra in profondità nel midollo, fino alle cime delle piramidi. Lo scopo principale dei nefroni iuxtamidollari è creare un'elevata pressione osmotica nel midollo renale, necessaria per concentrare e ridurre il volume dell'urina finale.

Pressione di filtrazione effettiva

EFD \u003d Rcap - Rbk - Ronk. Rcap- pressione idrostatica nel capillare (50-70 mm Hg); R6k- pressione idrostatica nel lume della capsula di Bowman - Shumlyansky (15-20 mm Hg); Ronk- pressione oncotica nel capillare (25-30 mm Hg).

EPD \u003d 70 - 30 - 20 \u003d 20 mm Hg. Arte.

La formazione dell'urina finale è il risultato di tre processi principali che si verificano nel nefrone: filtrazione, riassorbimento e secrezione.

Il rene ha una struttura complessa ed è costituito da circa 1 milione di unità strutturali e funzionali - nefroni(figura 100). Il tessuto connettivo (interstiziale) si trova tra i nefroni.

Il tubulo urinario parte dalla cavità della capsula, che inizialmente ha una forma contorta - il tubulo contorto del primo ordine. Raggiunto il confine tra corticale e midollo, il tubulo si restringe e si raddrizza. Nella midollare renale forma l'ansa di Henle e ritorna alla corticale renale. Pertanto, l'ansa di Henle consiste in una parte discendente, o prossimale, e ascendente, o distale.

Nello strato corticale del rene o al confine degli strati midollare e corticale, il tubulo diritto acquisisce nuovamente una forma contorta, formando un tubulo contorto del secondo ordine. Quest'ultimo confluisce nel condotto di scarico-abbattimento collettivo. Un numero significativo di tali dotti collettori si fonde per formare dotti escretori comuni che passano attraverso il midollo del rene fino alla sommità delle papille che sporgono nella cavità della pelvi renale.

Il diametro di ciascuna capsula Shumlyansky-Bowman è di circa 0,2 mm e la lunghezza totale dei tubuli di un nefrone raggiunge i 35-50 mm.

Rifornimento di sangue ai reni . Le arterie dei reni, ramificandosi in vasi sempre più piccoli, formano arteriole, ognuna delle quali entra nella capsula Shumlyansky-Bowman e qui si scompone in circa 50 anse capillari, formando un glomerulo malpighiano.

Unendosi insieme, i capillari formano nuovamente un'arteriola che emerge dal glomerulo. L'arteriola che porta il sangue al glomerulo è chiamata vaso afferente (vas affereos). L'arteriola attraverso la quale il sangue fuoriesce dal glomerulo è chiamata vaso efferente (vas efferens). Il diametro dell'arteriola che esce dalla capsula è più stretto di quello dell'arteriola che entra nella capsula. L'arteriola emersa dal glomerulo a breve distanza da esso si dirama nuovamente in capillari e forma una fitta rete capillare, intrecciando i tubuli contorti del primo e del secondo ordine ( riso. 101, A). Così, il sangue che è passato attraverso i capillari del glomerulo passa poi attraverso i capillari dei tubuli. Inoltre, l'afflusso di sangue ai tubuli viene effettuato dai capillari che si estendono da un piccolo numero di arteriole che non partecipano alla formazione del glomerulo malpighiano.

Dopo aver attraversato la rete dei capillari dei tubuli, il sangue entra nelle piccole vene che, unendosi, formano vene arcuate (venae arcuatae). Dopo l'ulteriore fusione di quest'ultimo, a vena renale, che sfocia nella vena cava inferiore.

Nefroni juxtamidollari . In tempi relativamente recenti è stato dimostrato che nel rene sono presenti, oltre ai nefroni sopra descritti, anche altri che si differenziano per posizione e irrorazione sanguigna: i nefroni iuxtamidollari. I nefroni iuxtamidollari si trovano quasi interamente nel midollo del rene. I loro glomeruli si trovano tra la corticale e il midollo e l'ansa di Henle si trova al confine con la pelvi renale. L'afflusso di sangue del nefrone iuxtamidollare differisce da quello del nefrone corticale in quanto il diametro del vaso efferente è uguale a quello dell'afferente. L'arteriola che esce dal glomerulo non forma una rete di capillari intorno ai tubuli, ma dopo aver attraversato un certo percorso, sfocia in sistema venoso (riso. 101, b). Complesso iuxtaglomerulare . Nella parete dell'arteriola afferente, nel punto del suo ingresso nel glomerulo, vi è un ispessimento formato da cellule mioepiteliali - il complesso iuxtaglomerulare (quasi glomerulare). Le cellule di questo complesso hanno funzione intrasecretoria, rilasciando con una diminuzione del flusso sanguigno renale renina (p. 123), che è coinvolta nella regolazione del livello pressione sanguigna e avendo, evidentemente, valore in manutenzione di equilibrio normale di elettroliti. Riso. 101. Schema dei nefroni corticali (A) e iuxtamidollari (B) e loro vascolarizzazione (secondo G. Smith). I - sostanza radicale del rene; II - il midollo del rene. 1 - arterie; 2 - glomerulo e capsula; 3 - arteriola, adatta al glomerulo malpighiano; 4 - arteriola che emerge dal glomerulo malpighiano e forma una rete capillare attorno ai tubuli del nefrone corticale; 5 - arteriola emergente dal glomerulo malpighiano del nefrone iuxtamidollare; 6 - venule; 7 - tubi di raccolta.

Nefrone 2 si avvia X ciotola da parete - capsula Shumlyansky-Bowman. La membrana interna è costituita da podociti. Tra il processo e i podociti si formano fessure con un diametro di 30 nm. Gli spazi sono riempiti con strutture fibrillari, si forma un diaframma a fessura con un valore di 10 nm.

La foglia esterna della capsula è ricoperta da epitelio cuboidale, che passa nell'epitelio dei tubuli. Si forma una cavità tra le foglie della capsula.

Tubulo contorto prossimale.

Parte dalla capsula, entra in una discesa diretta. Le cellule cilindriche di questa parte del nefrone sulla membrana apicale hanno un bordo a pennello di microvilli ricoperti di glicocalice. La sezione prossimale si trova nella corteccia, dove passa nell'ansa di Henle, che scende nel midollo renale fino a una profondità ridotta. Questo vale per i neuroni corticali. I nefroni iuxtamidollari, la loro capsula e il tubulo contorto prossimale si trovano principalmente nella zona esterna del midollo e l'ansa del nefrone scende in profondità nella zona interna del midollo renale.

Il reparto discendente ha cantato, rivestito di epitelio tubulare squamoso. Ciclo ascendente passa nell'epitelio cubico distale diretto, quindi in tubulo distale contorto. Le cellule cuboidali dell'epitelio tubolare non hanno un bordo a pennello qui. Il tubulo contorto distale si avvicina al polo del nefrone e tocca il suo polo tra le arteriole afferenti ed efferenti. In questo luogo, l'epitelio colonnare sembra denso e viene chiamato punto difficile- fa riferimento all'SGC. Il tubulo contorto distale sfocia nel dotto collettore, che scende nel midollo.

Condotto collettore ha un epitelio colonnare. Le sue cellule contengono carbanidrasi e forniscono la secrezione di H +. I dotti collettori confluiscono nei dotti escretori, quindi l'urina viene raccolta nelle coppe, quindi nella pelvi, da cui l'uretere passa nella vescica.

Caratteristiche dell'afflusso di sangue del nefrone.

1) Nel rene di più grande flusso sanguigno per unità di massa, il 12,5% del CIO passa attraverso 2 reni, cioè 60 volte di più che in altri organi.

2) L'arteriola afferente nella capsula si dirama in 30-50 anse capillari. Sono interconnessi ed escono dalla capsula sotto forma di arteriole efferenti. La pressione nei capillari del glomerulo malpighiano è di 70 - 90 mm. rt. Arte. (2 volte superiore rispetto all'ICR).

3) Nei nefroni corticali ci sono 2 reti capillari: quella primaria è nei glomeruli renali, quella secondaria è formata dalla ramificazione dell'arteriola efferente in capillari che intrecciano i tubuli contorti, l'ansa di Henle. La funzione della rete capillare primaria garantisce la formazione dell'urina primaria, la rete capillare secondaria - il riassorbimento di sostanze, la nutrizione e la consegna di O 2 ai tessuti del rene, la secrezione di sostanze nell'urina finale. I nefroni juxtamidollari non hanno una rete capillare secondaria.

Teoria della minzione. Si chiama filtrazione-riassorbimento.

Filtrazione glomerulare. Questa è la formazione di urina primaria dal plasma. Si formano fino a 170 litri al giorno.

Condizioni di filtrazione:

1) la presenza di forze motrici;

2) condizione del filtro renale.

Caratteristiche delle forze motrici.

Favorisce la filtrazione pressione sanguigna idrostatica Р g = 70 - 90 mm. rt. Arte.

Inibisci filtraggio:

a) pressione oncotica del sangue P onc. = 30mm. rt st.

b) pressione intrarenale - la pressione dell'urina primaria nella capsula P vp = 10mm. rt. Arte.

La pressione di filtrazione è: R f. \u003d R g.- (R onk. + R int.) \u003d 70 - (30 + 10) \u003d 30 mm. rt. Arte.

Il ruolo del filtro renale.

Formata attraverso:

1) rivestimento endoteliale discontinuo dei capillari e loro porosità (fenestres);

2) membrana basale porosa;

3) fori tra i podociti. Vengono filtrate sostanze a basso peso molecolare, a volte albumine, il cui peso molecolare è di circa 70000. Alcune proteine ​​estranee, dicono. il cui peso è relativamente piccolo (albume d'uovo, gelatina) passano attraverso il filtro renale con l'urina. Le proteine ​​​​di grande peso molecolare con un peso molecolare superiore a 160.000 non vengono filtrate (ad esempio le globuline).

Il nefrone, la cui struttura dipende direttamente dalla salute umana, è responsabile del funzionamento dei reni. I reni sono costituiti da diverse migliaia di questi nefroni, grazie a loro la minzione viene eseguita correttamente nel corpo, la rimozione delle tossine e la purificazione del sangue dalle sostanze nocive dopo la lavorazione dei prodotti ottenuti.

Cos'è un nefrone?

Il nefrone, la cui struttura e significato è molto importante per il corpo umano, è un'unità strutturale e funzionale all'interno del rene. All'interno di questo elemento strutturale avviene la formazione dell'urina, che successivamente lascia il corpo attraverso le vie appropriate.

I biologi affermano che ci sono fino a due milioni di questi nefroni all'interno di ciascun rene e ognuno di essi deve essere assolutamente sano in modo che il sistema genito-urinario possa svolgere appieno la sua funzione. Se il rene è danneggiato, i nefroni non possono essere ripristinati; verranno espulsi insieme all'urina appena formata.

Nefrone: la sua struttura, significato funzionale

Il nefrone è un guscio per un piccolo groviglio, che consiste di due pareti e chiude un piccolo groviglio di capillari. La parte interna di questo guscio è ricoperta di epitelio, le cui cellule speciali aiutano a ottenere una protezione aggiuntiva. Lo spazio che si forma tra i due strati può essere trasformato in un piccolo foro e in un canale.

Questo canale ha un bordo a pennello di piccoli villi, subito dopo inizia un tratto molto stretto dell'ansa della guaina, che scende. La parete del sito è costituita da cellule epiteliali piatte e piccole. In alcuni casi, il compartimento dell'ansa raggiunge la profondità del midollo, quindi si trasforma nella crosta delle formazioni renali, che gradualmente si sviluppano in un altro segmento dell'ansa del nefrone.

Come è organizzato il nefrone?

La struttura del nefrone renale è molto complessa, finora i biologi di tutto il mondo stanno lottando con i tentativi di ricrearlo sotto forma di una formazione artificiale adatta al trapianto. L'ansa appare prevalentemente dalla parte ascendente, ma può includerne anche una delicata. Non appena l'anello si trova nel punto in cui è posizionata la palla, entra in un piccolo canale curvo.

Non c'è alcun bordo soffice nelle cellule della formazione risultante, tuttavia, qui puoi trovare un gran numero di mitocondri. L'area totale della membrana può essere aumentata a causa delle numerose pieghe che si formano a seguito della formazione di un'ansa all'interno di un singolo nefrone prelevato.

Lo schema della struttura del nefrone umano è piuttosto complesso, poiché richiede non solo un disegno accurato, ma anche una conoscenza approfondita della materia. Sarà abbastanza difficile per una persona lontana dalla biologia rappresentarlo. L'ultima sezione del nefrone è un canale di collegamento accorciato che entra nel tubo di accumulo.

Il canale si forma nella parte corticale del rene, con l'ausilio di tubi di stoccaggio passa attraverso il "cervello" della cellula. In media, il diametro di ciascun guscio è di circa 0,2 millimetri, ma la lunghezza massima del canale del nefrone, registrata dagli scienziati, è di circa 5 centimetri.

Sezioni del rene e dei nefroni

Il nefrone, la cui struttura è diventata nota agli scienziati solo dopo una serie di esperimenti, si trova in ciascuno degli elementi strutturali degli organi più importanti per il corpo: i reni. La specificità delle funzioni renali è tale da richiedere l'esistenza di più sezioni di elementi strutturali contemporaneamente: un segmento sottile dell'ansa, distale e prossimale.

Tutti i canali del nefrone sono in contatto con i tubi di stoccaggio impilati. Man mano che l'embrione si sviluppa, migliorano arbitrariamente, tuttavia, in un organo già formato, le loro funzioni assomigliano alla porzione distale del nefrone. Gli scienziati hanno ripetutamente riprodotto il processo dettagliato dello sviluppo del nefrone nei loro laboratori nel corso di diversi anni, tuttavia, dati autentici sono stati ottenuti solo alla fine del XX secolo.

Varietà di nefroni nei reni umani

La struttura del nefrone umano varia a seconda del tipo. Ci sono iuxtamidollari, intracorticali e superficiali. La principale differenza tra loro è la loro posizione all'interno del rene, la profondità dei tubuli e la localizzazione dei glomeruli, nonché la dimensione dei grovigli stessi. Inoltre, gli scienziati attribuiscono importanza alle caratteristiche delle anse e alla durata dei vari segmenti del nefrone.

Il tipo superficiale è una connessione creata da anelli corti e il tipo juxtamidollare è costituito da anelli lunghi. Tale diversità, secondo gli scienziati, appare come risultato della necessità per i nefroni di raggiungere tutte le parti del rene, compresa quella che si trova sotto la sostanza corticale.

Parti del nefrone

Il nefrone, la cui struttura e significato per il corpo sono ben studiati, dipende direttamente dal tubulo presente in esso. È quest'ultimo che è responsabile della costante lavoro funzionale. Tutte le sostanze che si trovano all'interno dei nefroni sono responsabili della sicurezza di alcuni tipi di grovigli renali.

All'interno della sostanza corticale si possono trovare un gran numero di elementi di collegamento, specifiche divisioni di canali, glomeruli renali. Il lavoro di tutto dipenderà dal fatto che siano posizionati correttamente all'interno del nefrone e del rene nel suo insieme. organo interno. Prima di tutto, ciò influirà sulla distribuzione uniforme dell'urina e solo successivamente sulla sua corretta rimozione dal corpo.

Nefroni come filtri

La struttura del nefrone a prima vista sembra un grande filtro, ma ha una serie di caratteristiche. A metà del XIX secolo, gli scienziati presumevano che la filtrazione dei fluidi nel corpo precedesse lo stadio della formazione dell'urina, cento anni dopo questo fu scientificamente provato. Con l'aiuto di uno speciale manipolatore, gli scienziati sono stati in grado di ottenere il fluido interno dalla membrana glomerulare e quindi condurre un'analisi approfondita di esso.

Si è scoperto che il guscio è una specie di filtro, con l'aiuto del quale vengono purificate l'acqua e tutte le molecole che formano il plasma sanguigno. La membrana con cui vengono filtrati tutti i fluidi si basa su tre elementi: podociti, cellule endoteliali e viene utilizzata anche una membrana basale. Con il loro aiuto, il fluido che deve essere rimosso dal corpo entra nel groviglio del nefrone.

L'interno del nefrone: cellule e membrana

La struttura del nefrone umano deve essere considerata in termini di ciò che è contenuto nel nefrone glomerulo. In primo luogo, stiamo parlando di cellule endoteliali, con l'aiuto delle quali si forma uno strato che impedisce l'ingresso di particelle di proteine ​​\u200b\u200be sangue. Il plasma e l'acqua passano oltre, entrano liberamente nella membrana basale.

La membrana è uno strato sottile che separa l'endotelio (epitelio) dal tessuto tipo di collegamento. Lo spessore medio della membrana nel corpo umano è di 325 nm, sebbene possano verificarsi varianti più spesse e più sottili. La membrana è costituita da uno strato nodale e due strati periferici che bloccano il percorso delle grandi molecole.

Podociti nel nefrone

I processi dei podociti sono separati l'uno dall'altro da membrane a scudo, da cui dipendono il nefrone stesso, la struttura dell'elemento strutturale del rene e le sue prestazioni. Grazie a loro, vengono determinate le dimensioni delle sostanze che devono essere filtrate. Le cellule epiteliali hanno piccoli processi, grazie ai quali sono collegate alla membrana basale.

La struttura e le funzioni del nefrone sono tali che, presi insieme, tutti i suoi elementi non consentono il passaggio di molecole con un diametro superiore a 6 nm e filtrano le molecole più piccole che devono essere rimosse dal corpo. La proteina non può passare attraverso il filtro esistente a causa di elementi speciali membrane e molecole cariche negativamente.

Caratteristiche del filtro renale

Il nefrone, la cui struttura richiede un attento studio da parte degli scienziati che cercano di ricreare l'uso del rene tecnologie moderne, porta una certa carica negativa, che costituisce un limite alla filtrazione delle proteine. La dimensione della carica dipende dalle dimensioni del filtro, ed infatti la componente stessa della sostanza glomerulare dipende dalla qualità della membrana basale e del rivestimento epiteliale.

Le caratteristiche della barriera utilizzata come filtro possono essere implementate in una varietà di varianti, ogni nefrone ha parametri individuali. Se non ci sono disturbi nel lavoro dei nefroni, nell'urina primaria ci saranno solo tracce di proteine ​​​​intrinseche al plasma sanguigno. Molecole particolarmente grandi possono penetrare anche attraverso i pori, ma in questo caso tutto dipenderà dai loro parametri, oltre che dalla localizzazione della molecola e dal suo contatto con le forme che assumono i pori.

I nefroni non sono in grado di rigenerarsi, quindi, se i reni sono danneggiati o compaiono malattie, il loro numero inizia gradualmente a diminuire. La stessa cosa accade per ragioni naturali quando il corpo comincia ad invecchiare. Il ripristino dei nefroni è uno dei compiti più importanti su cui stanno lavorando i biologi di tutto il mondo.