Нефрон — структурная единица почки¶

Нефрон — структурно-функциональная единица почки позвоночных животных и человека, обеспечивающая фильтрацию крови, образование мочи и поддержание водно-солевого и кислотно-щелочного баланса организма. Каждая почка человека содержит около 1–1,3 млн нефронов, которые работают не одновременно, а поочерёдно, что создаёт резерв функциональной мощности органа. Именно нефрон является тем элементом, где происходят все ключевые процессы мочеобразования, поэтому состояние нефронов напрямую определяет работу почек в целом.

¶Общее строение

Нефрон представляет собой трубчатую структуру, начинающуюся в корковом веществе почки и продолжающуюся в мозговое вещество. Типичный нефрон включает несколько последовательных отделов:

• почечное (мальпигиево) тельце, состоящее из клубочка капилляров и окружающей его капсулы Шумлянского — Боумена;
• проксимальный извитой каналец;
• петлю Генле (нисходящее и восходящее колена);
• дистальный извитой каналец;
• собирательную трубочку, впадающую в выводной проток.

Общая длина канальцев одного нефрона достигает 35–50 мм, а суммарная длина всех нефронов обеих почек человека составляет порядка 100 км.

¶Типы нефронов

По расположению клубочков и особенностям строения выделяют три типа нефронов:

Юкстамедуллярные нефроны играют особую роль в создании осмотического градиента в мозговом веществе, что позволяет почке вырабатывать концентрированную мочу и экономить воду.

¶Кровоснабжение

Каждый нефрон пронизан сетью капилляров, организованной необычным для организма образом. Почечная артерия распадается на приносящую (афферентную) артериолу, которая образует клубочек, а затем вновь собирается в выносящую (эфферентную) артериолу. Далее следует вторая капиллярная сеть — перитубулярная, оплетающая канальцы. Такая двойная капиллярная система позволяет сначала отфильтровать плазму под высоким давлением, а затем избирательно вернуть в кровь нужные вещества. Диаметр приносящей артериолы больше, чем выносящей, что поддерживает высокое гидростатическое давление в клубочке — около 50–70 мм рт. ст.

¶Процессы мочеобразования

Работа нефрона складывается из трёх последовательных этапов.

Клубочковая фильтрация. В почечном тельце под давлением плазма крови проходит через фильтрационный барьер, образованный эндотелием капилляров, базальной мембраной и отростками подоцитов капсулы. В первичную мочу переходят вода, ионы, глюкоза, аминокислоты, мочевина, креатинин; крупные белки и форменные элементы задерживаются. За сутки у человека образуется около 150–180 л первичной мочи.

Канальцевая реабсорбция. В проксимальном канальце возвращается в кровь до 65–70 % воды и натрия, практически вся глюкоза и аминокислоты. В петле Генле формируется осмотический градиент, а в дистальном канальце и собирательных трубочках завершается избирательное всасывание под контролем гормонов — альдостерона и вазопрессина.

Секреция. В просвет канальцев активно выделяются ионы водорода, калия, аммиак, а также ряд лекарственных веществ и продуктов обмена, что обеспечивает регуляцию кислотно-щелочного равновесия и выведение чужеродных соединений.

В результате из 150–180 л первичной мочи образуется 1–1,5 л конечной мочи в сутки.

¶Юкстагломерулярный аппарат

В месте контакта дистального канальца с приносящей и выносящей артериолами располагается юкстагломерулярный аппарат — комплекс клеток, регулирующий артериальное давление и объём крови. Его клетки выделяют ренин, запускающий ренин-ангиотензин-альдостероновую систему. Этот механизм связывает работу нефрона с системной гемодинамикой и объясняет, почему заболевания почек часто сопровождаются гипертонией.

¶Возрастные и видовые особенности

Число нефронов закладывается во внутриутробном периоде и после рождения практически не увеличивается. У новорождённого нефроны морфологически незрелы: фильтрация ниже, концентрирующая способность ограничена. Полное созревание завершается к 2–3 годам. С возрастом часть нефронов склерозируется, и после 40 лет их количество постепенно снижается, что уменьшает почечный резерв.

У разных животных число и строение нефронов различаются: у пустынных видов (например, тушканчиков, верблюдов) доля юкстамедуллярных нефронов с длинными петлями Генле повышена, что позволяет экономить воду. У пресноводных рыб нефроны крупнее, но их меньше, а моча сильно разбавлена.

¶Клиническое значение

Поражение нефронов лежит в основе большинства заболеваний почек. При гломерулонефрите страдает клубочковый аппарат, при тубулопатиях — канальцы. Массовая гибель нефронов приводит к хронической болезни почек и почечной недостаточности. Ключевые показатели функции нефронов — скорость клубочковой фильтрации, уровень креатинина и альбуминурии — используются в диагностике. Поскольку нефроны не восстанавливаются, важное значение имеют раннее выявление и профилактика их повреждения.

¶Источники

• Физиология человека / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько.
• А. Г. Гинецинский. Физиологические механизмы водно-солевого равновесия.
• Р. Шмидт, Г. Тевс. Физиология человека.
• Н. А. Агаджанян. Основы физиологии человека.
• Медицинская энциклопедия: раздел «Мочевыделительная система».