Нефрон: строение и функции структурной единицы почки¶

Нефрон — структурно-функциональная единица почки позвоночных животных и человека, обеспечивающая фильтрацию крови, образование мочи и обратное всасывание необходимых организму веществ. В каждой почке человека содержится около 1 млн нефронов; общее число их в обеих почках достигает 2 млн. Именно нефрон выполняет основную работу по поддержанию водно-солевого баланса, кислотно-щелочного равновесия и выведению продуктов обмена.

¶Общий план строения

Нефрон представляет собой эпителиальную трубку, начинающуюся в корковом веществе почки слепым расширением — капсулой — и переходящую в систему канальцев, которые открываются в собирательные трубочки. Длина одного нефрона достигает 35–50 мм, а суммарная длина всех нефронов обеих почек составляет около 100 км.

В нефроне выделяют следующие части:

• почечное (мальпигиево) тельце — состоит из капсулы Шумлянского — Боумена и клубочка капилляров;
• проксимальный извитой каналец — начинается от капсулы, наиболее длинный и извитой участок;
• петля Генле — U-образная петля, спускающаяся в мозговое вещество;
• дистальный извитой каналец — вновь поднимается в корковое вещество;
• собирательная трубочка — не всегда включается в состав нефрона, но функционально с ним связана.

¶Типы нефронов

По расположению клубочков и особенностям строения петли Генле различают три типа нефронов:

Юкстамедуллярные нефроны играют ключевую роль в создании осмотического градиента в мозговом веществе почки, что позволяет образовывать концентрированную мочу.

¶Кровоснабжение

Каждый нефрон снабжается кровью через систему, начинающуюся от междольковой артерии. От неё отходит приносящая (афферентная) артериола, которая распадается на клубочковую капиллярную сеть. Капилляры клубочка собираются в выносящую (эфферентную) артериолу, которая вновь распадается на капиллярную сеть вокруг канальцев — так называемую вторичную капиллярную сеть. Такая двойная сеть капилляров уникальна для почек и обеспечивает как фильтрацию плазмы, так и реабсорбцию веществ из первичной мочи.

¶Основные процессы

Работа нефрона складывается из трёх последовательных процессов.

¶Фильтрация

Происходит в почечном тельце. Под давлением крови (около 70 мм рт. ст. в клубочке) плазма через стенку капилляров и капсулу фильтруется в полость капсулы. Образуется первичная моча — жидкость, по составу близкая к плазме крови, но без крупных белков. За сутки у человека образуется около 150–180 л первичной мочи.

¶Реабсорбция

В проксимальном канальце и петле Генле происходит обратное всасывание воды, глюкозы, аминокислот, ионов натрия, калия, хлора, бикарбонатов. В проксимальном отделе всасывается около 65–70 % профильтрованной воды и натрия, практически вся глюкоза и аминокислоты. Петля Генле обеспечивает концентрирование мочи за счёт механизма противоточного умножения.

¶Секреция

В дистальном канальце и собирательных трубочках происходит активный транспорт веществ из крови в просвет канальца — ионов калия, водорода, аммиака, а также ряда лекарственных препаратов и органических кислот. Этот процесс завершает формирование окончательной мочи.

¶Регуляция работы

Деятельность нефронов регулируется нервными и гуморальными механизмами. Важнейшую роль играет юкстагломерулярный аппарат — комплекс клеток, расположенных между приносящей и выносящей артериолами и плотным пятном дистального канальца. Он выделяет ренин, запускающий ренин-ангиотензин-альдостероновую систему, которая регулирует артериальное давление и объём циркулирующей крови.

На реабсорбцию воды влияет антидиуретический гормон (вазопрессин), синтезируемый в гипоталамусе; на реабсорбцию натрия — альдостерон, вырабатываемый корой надпочечников.

¶Клиническое значение

Повреждение или гибель нефронов приводит к снижению фильтрационной способности почек. Массовая гибель нефронов наблюдается при хронической болезни почек, диабетической нефропатии, гломерулонефрите, гипертонической болезни. Поскольку нефроны не восстанавливаются, их утрата носит необратимый характер, а сохранившиеся единицы берут на себя повышенную нагрузку.

Показателями работы нефронов служат скорость клубочковой фильтрации (СКФ), концентрация креатинина и мочевины в крови, суточный диурез. СКФ ниже 60 мл/мин/1,73 м² в течение трёх и более месяцев рассматривается как признак хронической болезни почек.

¶Сравнение с другими выделительными структурами

У беспозвоночных и низших позвоночных функцию, аналогичную нефрону, выполняют протонефридии, метанефридии и мезонефрические канальцы. Нефрон как таковой характерен для млекопитающих и птиц; у амфибий и рыб структуры канальцев проще, а петля Генле может отсутствовать, что связано с обитанием в водной среде и отсутствием потребности в концентрировании мочи.