Nefron kapsula (Bowman-Shunlyansky kapsula)
Proksimalni uvijeni tubul
Proksimalni ravni tubul
Henleova petlja
Silazni odjel (tanak)
Gnječene petlje
Uzlazni odjel (distalni ravan tubul)
Distalni uvijeni tubul
U centru:
Moždana materija
Postoje tri tipa nefrona
Pravi kortikalni nefroni (1%) - svi dijelovi leže u korteksu
Srednji nefroni (79%) – lemniscus je uronjen u medulu, a ostali leže u korteksu
Juksta-medularni (peri-cerebralni) (20%) - njihova petlja u potpunosti leži u meduli, preostali dijelovi se nalaze na granici između korteksa i medule.
Funkcija prva dva nefrona: učešće u formiranju urina.
Funkcija trećeg nefrona: djeluje kao šant tijekom teške fizičke aktivnosti, izbacuje veći volumen krvi i obavlja endokrinu funkciju.
Snabdijevanje nefrona krvlju
Dijeli se na:
1.Kardikalni (kortikalni) – dotok krvi u 1,2 nefrona
2. Juksto-medularni - dotok krvi u 3 nefrona
Opskrba krvlju kardinalnih nefrona:
Portal bubrega uključuje bubrežnu arteriju, zatim interlobarnu, zatim lučnu (nalazi se na granici između korteksa i medule), zatim interlobularnu, zatim aferentnu arteriolu, koja se približava kapsuli nefrona, zatim horoidni glomerul formiran od mreža kapilara (čudesna mreža), zatim eferentna arteriola, pa sekundarna mreža kapilara, pa odliv krvi. Iz subkapsularnog dijela krv se skuplja u zvjezdastu venu, iz koje nastaje interlobularna vena. Iz ostatka korteksa, venule se otvaraju u interlobularnu venu, iz koje izlaze lučna vena, interlobularna vena i bubrežna vena. Aferentna i eferentna arteriola su različitog promjera, eferentne arteriole su manje od aferentne arteriole. Razlika u tlaku u arteriolama uzrokuje visok pritisak u glomerulu (70-90 mm Hg). sekundarni set kapilara prepliće bubrežne tubule i ima nizak krvni pritisak (10-12 mmHg).
Karakteristike opskrbe krvlju juksta-medularnih nefrona:
1. Aferentna i eferentna arteriola su istog prečnika, tako da pritisak u glomerulu nije visok, a proces filtracije nije moguć.
2. Eferentna arteriola formira sekundarnu mrežu kapilara i direktnu arteriju, koja ide u medulu i tamo se grana u kapilarnu mrežu (nastalu kao rezultat 3 kapilarne mreže).
3. Otok krvi se vrši kroz direktnu venu koja dolazi iz medule, zatim lučnu venu, zatim interlobarnu i bubrežnu venu.
Struktura sekcija nefrona i proces stvaranja urina:
Postoje tri faze u procesu stvaranja urina:
Filtracija (formiranje primarnog urina) - proces filtracije odvija se u bubrežnom tjelešcu, koje se sastoji od kapsule nefrona i glomerula. Vaskularni glomerul se sastoji od 50-100 kapilara, raspoređenih u obliku petlji. Kapsula nefrona izgleda kao posuda sa dvostrukim zidovima, sadrži:
Vanjski list je formiran od jednoslojnog skvamoznog epitela, koji se pretvara u kubični.
Unutrašnji sloj formiraju ćelije podocita. Stanice podocita imaju spljošteni oblik, njihov anukleatni dio formira izrasline - cytotrabeculae, iz kojih se proteže citopogija. Ćelije se nalaze na troslojnoj bazalnoj membrani. U bazalnoj membrani, vanjski i unutrašnji slojevi su lagani, sadrže malo kolagenih vlakana, ali mnogo amorfne tvari. Srednji sloj membrane je taman, sastoji se od snopova kolagenih vlakana koja su neuređena i formiraju mrežu. Prečnik ćelija je konstantan i jednak je 7 nm (ova bazalna membrana ima selektivnu permeabilnost). Finestirani endotel se nalazi u blizini iste bazalne membrane na kapilarnoj strani. Ćelije podocita, troslojna bazalna membrana i fino usitnjeni endotel čine filtracijsku barijeru kroz koju primarni urin ulazi u šupljinu kapsule. Ovo je krvna plazma bez proteina visoke molekularne težine.
Proces filtracije je uzrokovan razlikom tlaka između visokog tlaka u glomerulu i niskog tlaka u šupljini kapsule (zbog razlike tlaka između aferentne i eferentne arteriole).
Između njih šupljina u obliku proreza
Reapsorpcija
Zakiseljavanje
Primarni urin ulazi u proksimalni tubul, to je cijev prečnika 50 mikrona, zid sadrži: jednoslojni kubični ili niskoprizmatični epitel, ćelije imaju mikroresice koje čine granicu u apikalnom dijelu, a bazalne pruge u bazalnom dijelu (nabori plazmaleme i mitohondrije). Ima okrugla jezgra i pinocitotične vezikule. Kroz zid proksimalnog tubula u krv ulaze glukoza, aminokiseline, koje nastaju nakon razgradnje niskomolekularnih proteina i neki elektroliti. Mikroresice će imati alkalnu fosfotazu. Ovo je obavezan proces i ovisit će o koncentraciji tvari u krvi. Proces se naziva obavezna reapsorpcija. Zatim slijedi proces fakultativna reapsorpcija.
Nefron nije samo glavna strukturna već i funkcionalna jedinica bubrega. Tu se odvijaju najvažniji stadijumi, pa će informacije o tome kako izgleda struktura nefrona i koje tačno funkcije obavlja biti veoma interesantne. Osim toga, osobitosti funkcioniranja nefrona mogu razjasniti nijanse bubrežnog sistema.
Građa nefrona: bubrežno tjelešce
Zanimljivo je da zreli bubreg zdrave osobe sadrži između 1 i 1,3 milijarde nefrona. Nefron je funkcionalna i strukturna jedinica bubrega, koja se sastoji od bubrežnog tjelešca i takozvane Henleove petlje.
Samo bubrežno tjelešce sastoji se od Malpigijevog glomerula i Bowman-Shumlyansky kapsule. Za početak, vrijedi napomenuti da je glomerul zapravo skup malih kapilara. Krv ovdje ulazi kroz aferentnu arteriju - tu se plazma filtrira. Ostatak krvi uklanja eferentna arteriola.
Kapsula Bowman-Shumlyansky sastoji se od dva sloja - unutrašnjeg i vanjskog. A ako je vanjski list obična tkanina, onda struktura unutrašnjeg lista zaslužuje više pažnje. Unutrašnjost kapsule prekrivena je podocitima - to su ćelije koje djeluju kao dodatni filter. Oni omogućavaju prolaz glukoze, aminokiselina i drugih tvari, ali sprječavaju kretanje velikih proteinskih molekula. Dakle, primarni urin nastaje u bubrežnom tjelešcu, koji se od njega razlikuje samo po odsustvu velikih molekula.
Nefron: struktura proksimalnog tubula i Henleove petlje
Proksimalni tubul je formacija koja povezuje bubrežno tjelešce i Henleovu petlju. Unutar tubula se nalaze resice koje povećavaju ukupnu površinu unutrašnjeg lumena, čime se povećava stopa reapsorpcije.
Proksimalni tubul glatko prelazi u silazni dio Henleove petlje, koji se odlikuje malim promjerom. Petlja se spušta u medulu, gdje se savija oko vlastite ose za 180 stupnjeva i diže se prema gore - ovdje počinje uzlazni dio Henleove petlje, koji ima mnogo veću veličinu i, shodno tome, promjer. Uzlazna petlja se diže do približno nivoa glomerula.
Struktura nefrona: distalni tubuli
Uzlazni dio Henleove petlje u korteksu prelazi u takozvani distalni uvijeni tubul. Dolazi u kontakt sa glomerulom i dodiruje aferentnu i eferentnu arteriolu. Tu dolazi do konačne apsorpcije hranljivih materija. Distalni tubul prolazi u terminalni dio nefrona, koji zauzvrat teče u sabirni kanal, koji prenosi tekućinu u nefron.
Klasifikacija nefrona
Ovisno o njihovoj lokaciji, uobičajeno je razlikovati tri glavne vrste nefrona:
- Kortikalni nefroni čine otprilike 85% broja svih strukturnih jedinica u bubregu. U pravilu se nalaze u vanjskom korteksu bubrega, kako im i samo ime govori. Struktura ove vrste nefrona je nešto drugačija - Henleova petlja je mala;
- jukstamedularni nefroni - takve strukture se nalaze neposredno između medule i korteksa, imaju duge Henleove petlje koje prodiru duboko u medulu, ponekad čak i do piramida;
- subkapsularni nefroni su strukture koje se nalaze direktno ispod kapsule.
Može se primijetiti da je struktura nefrona u potpunosti u skladu s njegovim funkcijama.
20530 0
Karakteristike i specifičnosti bubrežnih funkcija objašnjavaju se jedinstvenom specijalizacijom njihove strukture. Funkcionalna morfologija bubrega proučava se na različitim strukturnim nivoima - od makromolekularnog i ultrastrukturnog do organskog i sistemskog. Dakle, homeostatske funkcije bubrega i njihovi poremećaji imaju morfološki supstrat na svim nivoima strukturne organizacije ovog organa. U nastavku razmatramo jedinstvenost fine strukture nefrona, strukturu vaskularnog, nervnog i hormonskog sistema bubrega, što nam omogućava da razumemo karakteristike funkcije bubrega i njihovih poremećaja kod najvažnijih bubrežnih oboljenja.
Nefron, koji se sastoji od vaskularnog glomerula, njegove kapsule i bubrežnih tubula (slika 1), ima visoku strukturnu i funkcionalnu specijalizaciju. Ova specijalizacija je određena histološkim i fiziološkim karakteristikama svake komponente glomerularnog i tubularnog dijela nefrona.
Rice. 1. Struktura nefrona. 1 - vaskularni glomerulus; 2 - glavni (proksimalni) dio tubula; 3 - tanak segment Henleove petlje; 4 - distalni tubuli; 5 - sabirne cijevi.
Svaki bubreg sadrži otprilike 1,2-1,3 miliona glomerula. Vaskularni glomerulus ima oko 50 kapilarnih petlji, između kojih se nalaze anastomoze, što omogućava glomerulu da funkcioniše kao „sistem za dijalizu“. Zid kapilare je glomerularni filter, koji se sastoji od epitela, endotela i bazalne membrane (BM) koja se nalazi između njih (slika 2).
Rice. 2. Glomerularni filter. Shema strukture kapilarnog zida bubrežnog glomerula. 1 - lumen kapilara; endotel; 3 - BM; 4 - podocit; 5 - mali procesi podocita (pedikule).
Glomerularni epitel ili podocit, sastoji se od velikog ćelijskog tijela sa jezgrom u bazi, mitohondrija, lamelarnog kompleksa, endoplazmatskog retikuluma, fibrilarnih struktura i drugih inkluzija. Struktura podocita i njihov odnos sa kapilarima nedavno je dobro proučena pomoću rasterskog elektronskog mikrofona. Pokazalo se da veliki procesi podocita nastaju iz perinuklearne zone; podsjećaju na „jastuke“ koji pokrivaju značajnu površinu kapilare. Mali nastavci, ili pedikuli, protežu se od velikih gotovo okomito, međusobno se prepliću i pokrivaju sav kapilarni prostor oslobođen od velikih izraslina (sl. 3, 4). Pedikule su blizu jedna drugoj, interpedikularni prostor je 25-30 nm.
Rice. 3. Difrakcija elektrona filtera
Rice. 4. Površina kapilarne petlje glomerula prekrivena je tijelom podocita i njegovim nastavcima (pedikulama), između kojih su vidljive interpedikularne praznine. Skenirajući elektronski mikroskop. X6609.
Podociti su međusobno povezani strukturama snopa - osebujnim spojevima, formiranim od ininmoleme. Fibrilarne strukture posebno su jasno vidljive između malih izraslina podocita, gdje formiraju takozvanu prorezanu dijafragmu.
Podociti su međusobno povezani strukturama snopa - „posebnim spojem“, formiranim od plazmaleme. Fibrilarne strukture su posebno jasno izražene između malih izbočina podocita, gdje formiraju takozvanu proreznu dijafragmu (vidi sliku 3), koja igra veliku ulogu u glomerularnoj filtraciji. Prorezana dijafragma, koja ima filamentoznu strukturu (debljine 6 nm, dužine 11 nm), čini neku vrstu rešetke, odnosno sistema filtracionih pora, čiji je promjer kod ljudi 5-12 nm. Izvana je prorezana dijafragma prekrivena glikokaliksom, odnosno sijaloproteinskim slojem citoleme podocita, a iznutra se graniči sa lamina rara externa kapilare BM (slika 5).
Rice. 5. Dijagram odnosa između elemenata glomerularnog filtera. Podociti (P), koji sadrže miofilamente (MF), okruženi su plazma membranom (PM). Filamenti bazalne membrane (BM) formiraju proreznu dijafragmu (SM) između malih izraslina podocita, prekrivenih izvana glikokaliksom (GK) plazma membrane; isti VM filamenti su povezani sa endotelnim ćelijama (En), ostavljajući samo njegove pore (F) slobodnim.
Funkciju filtracije obavlja ne samo prorezana dijafragma, već i miofilamenti citoplazme podocita, uz pomoć kojih dolazi do njihove kontrakcije. Dakle, “submikroskopske pumpe” pumpaju ultrafiltrat plazme u šupljinu glomerularne kapsule. Sistem mikrotubula podocita također služi istoj funkciji transporta primarnog urina. Ne samo da je funkcija filtracije povezana s podocitima, već i proizvodnja tvari BM. U cisternama granularnog endoplazmatskog retikuluma ovih ćelija nalazi se materijal sličan supstanci bazalne membrane, što je potvrđeno autoradiografskom oznakom.
Promjene u podocitima su najčešće sekundarne i obično se opažaju kod proteinurije i nefrotskog sindroma (NS). Izražavaju se u hiperplaziji fibrilarnih ćelijskih struktura, nestanku pedikula, vakuolizaciji citoplazme i poremećajima prorezane dijafragme. Ove promjene su povezane i s primarnim oštećenjem bazalne membrane i sa samom proteinurijom [Serov V.V., Kupriyanova L.A., 1972]. Početne i tipične promjene u podocitima u vidu nestanka njihovih procesa karakteristične su samo za lipoidnu nefrozu, koja se eksperimentalno dobro reprodukuje upotrebom aminonukleozida.
Endotelne ćelije glomerularne kapilare imaju pore veličine do 100-150 nm (vidi sliku 2) i opremljene su posebnom dijafragmom. Pore zauzimaju oko 30% endotelne obloge, prekrivene glikokaliksom. Pore se smatraju glavnim putem ultrafiltracije, ali je dozvoljen i transendotelni put koji zaobilazi pore; Ovu pretpostavku podržava visoka pinocitotska aktivnost glomerularnog endotela. Osim ultrafiltracije, endotel glomerularnih kapilara je uključen u formiranje BM supstance.
Promjene u endotelu glomerularnih kapilara su raznolike: otok, vakuolizacija, nekrobioza, proliferacija i deskvamacija, ali preovlađuju destruktivno-proliferativne promjene, tako karakteristične za glomerulonefritis (GN).
bazalna membrana glomerularne kapilare, u čijem stvaranju ne učestvuju samo podociti i endotel, već i mezangijalne ćelije, imaju debljinu od 250-400 nm i izgledaju troslojno u elektronskom mikroskopu; središnji gusti sloj (lamina densa) okružen je tanjim slojevima sa vanjske (lamina rara externa) i unutrašnje (lamina rara interna) strane (vidi sliku 3). Pravi BM služi kao lamina densa, koji se sastoji od proteinskih filamenata sličnih kolagenu, glikoproteina i lipoproteina; Vanjski i unutrašnji slojevi koji sadrže sluzokože su u suštini glikokaliks podocita i endotela. Lamina densa filamenti debljine 1,2-2,5 nm ulaze u „pokretna” jedinjenja sa molekulima supstanci koje ih okružuju i formiraju tiksotropni gel. Nije iznenađujuće što se membranska tvar troši na funkciju filtracije; BM u potpunosti obnavlja svoju strukturu u roku od godinu dana.
Prisustvo vlakana sličnih kolagenu u lamina densa povezuje se s hipotezom o filtracijskim porama u bazalnoj membrani. Pokazalo se da je prosječni radijus membranskih pora 2,9±1 nm i određen je razmakom između normalno lociranih i nepromijenjenih proteinskih vlakana sličnih kolagenu. S padom hidrostatskog tlaka u glomerularnim kapilarama mijenja se početno „pakovanje“ kolagenskih filamenata u BM, što dovodi do povećanja veličine filtracijskih pora.
Pretpostavlja se da su uz normalan protok krvi pore bazalne membrane glomerularnog filtera dovoljno velike i mogu proći kroz njih molekule albumina, IgG i katalaze, ali je prodiranje ovih supstanci ograničeno velikom brzinom filtracije. . Filtracija je ograničena i dodatnom barijerom glikoproteina (glikokaliks) između membrane i endotela, a ta barijera je oštećena u uslovima poremećene glomerularne hemodinamike.
Da bi se objasnio mehanizam proteinurije kada je bazalna membrana oštećena, od velike su važnosti metode koje koriste markere koji uzimaju u obzir električni naboj molekula.
Promjene u glomerularnom BM karakteriziraju njegovo zadebljanje, homogenizacija, labavljenje i fibrilarnost. Zadebljanje BM javlja se kod mnogih bolesti sa proteinurijom. U ovom slučaju uočava se povećanje prostora između membranskih filamenata i depolimerizacija cementne tvari, što je povezano s povećanom poroznošću membrane za proteine krvne plazme. Osim toga, zadebljanje BM glomerula uzrokovano je membranskom transformacijom (prema J. Churgu), koja se zasniva na prekomjernoj proizvodnji BM supstance od strane podocita, i mezangijalnom interpozicijom (prema M. Arakawa, P. Kimmelstiel) , predstavljeno “evikcijama” mezangiocitnih procesa na periferiju kapilarnih petlji koje odvajaju endotel od BM.
Kod mnogih bolesti sa proteinurijom, pored zadebljanja membrane, elektronskim mikroskopom se otkrivaju različite naslage u membrani ili u njenoj neposrednoj blizini. Štaviše, svaki depozit određene hemijske prirode (imuni kompleksi, amiloid, hijalin) ima svoju ultrastrukturu. Najčešće se u BM otkrivaju naslage imunoloških kompleksa, što dovodi ne samo do dubokih promjena u samoj membrani, već i do uništenja podocita, hiperplazije endotelnih i mezangijalnih stanica.
Kapilarne petlje su međusobno povezane i poput mezenterija obješene na glomerularni pol vezivnim tkivom glomerula, odnosno mezangija, čija je struktura uglavnom podređena funkciji filtracije. Uz pomoć elektronskog mikroskopa i histohemijskih metoda, u dosadašnje ideje o fibroznim strukturama i ćelijama mezangija unesene su mnoge nove stvari. Prikazane su histohemijske karakteristike glavne supstance mezangija, približavajući je fibromucinu fibrila sposobnih da prihvate srebro i mezangijalnim ćelijama koje se po ultrastrukturnoj organizaciji razlikuju od endotela, fibroblasta i glatkih mišićnih vlakana.
U mezangijalnim ćelijama, ili mezangiocitima, lamelarni kompleks i granularni endoplazmatski retikulum su dobro formirani; sadrže mnogo malih mitohondrija i ribozoma. Citoplazma ćelija je bogata bazičnim i kiselim proteinima, tirozinom, triptofanom i histidinom, polisaharidima, RNK i glikogenom. Originalnost ultrastrukture i bogatstvo plastičnog materijala objašnjavaju visoku sekretornu i hiperplastičnu moć mezangijalnih ćelija.
Mesangiociti su u stanju da odgovore na određena oštećenja glomerularnog filtera tako što proizvode supstancu BM, koja se manifestuje kao reparativna reakcija u odnosu na glavnu komponentu glomerularnog filtera. Hipertrofija i hiperplazija mezangijalnih ćelija dovode do širenja mezangija, do njegove interpozicije, kada se ćelijski procesi okruženi membranom nalik na supstancu, ili same ćelije, pomeraju na periferiju glomerula, što izaziva zadebljanje i sklerozu zida kapilara. , au slučaju proboja endotelne sluznice, obliteracija njenog lumena. Interpozicija mezangija je povezana sa razvojem glomeruloskleroze kod mnogih glomerulopatija (GN, dijabetička i hepatična glomeruloskleroza itd.).
Mesangijalne ćelije kao jedna od komponenti jukstaglomerularnog aparata (JGA) [Uškalov A.F., Wichert A.M., 1972; Zufarov K. A., 1975; Rouiller S., Orci L., 1971] su sposobni za inkreciju renina pod određenim uslovima. Ovu funkciju očito služi odnos između procesa mezangiocita i elemenata glomerularnog filtera: određeni broj procesa perforira endotel glomerularnih kapilara, prodire u njihov lumen i ima direktan kontakt s krvlju.
Pored sekretorne (sinteza kolagenske supstance bazalne membrane) i endokrinih (sinteza renina) funkcije, mezangiociti obavljaju i fagocitnu funkciju - "čišćenje" glomerula i njegovog vezivnog tkiva. Vjeruje se da su mezangiociti sposobni za kontrakciju, što je podređeno funkciji filtracije. Ova pretpostavka se zasniva na činjenici da su u citoplazmi mezangijalnih ćelija pronađene fibrile sa aktinskom i miozinom aktivnošću.
Glomerularna kapsula predstavljen BM i epitelom. Membrane, koji se nastavlja u glavni dio tubula, sastoji se od retikularnih vlakana. Tanka kolagena vlakna učvršćuju glomerul u intersticijumu. Epitelne ćelije fiksiran na bazalnu membranu filamentima koji sadrže aktomiozin. Na osnovu toga, epitel kapsule se smatra tipom mioepitela koji mijenja volumen kapsule, koja služi funkciji filtracije. Epitel ima kubični oblik, ali je funkcionalno blizak epitelu glavnog dijela tubula; u predjelu pola glomerula, epitel kapsule prelazi u podocite.
Clinical Nephrology
uređeno od JEDI. Tareeva
Bubrežno tjelešce
Shema strukture bubrežnog tjelešca
Vrste nefrona
Postoje tri tipa nefrona - kortikalni nefroni (~85%) i jukstamedularni nefroni (~15%), subkapsularni.
- Bubrežno tjelešce kortikalnog nefrona nalazi se u vanjskom dijelu korteksa (vanjskog korteksa) bubrega. Henleova petlja u većini kortikalnih nefrona je kratka i nalazi se unutar vanjske medule bubrega.
- Bubrežno tjelešce jukstamedularnog nefrona nalazi se u jukstamedularnom korteksu, blizu granice korteksa bubrega sa medulom. Većina jukstamedularnih nefrona ima dugu Henleovu petlju. Njihova Henleova petlja prodire duboko u medulu i ponekad doseže vrhove piramida
- Subkapsularne se nalaze ispod kapsule.
Glomerulus
Glomerul je grupa jako fenestriranih (fenestiranih) kapilara koje dobivaju dotok krvi iz aferentne arteriole. Nazivaju se i magičnom mrežom (lat. rete mirabilis), budući da se gasni sastav krvi koja prolazi kroz njih neznatno mijenja na izlazu (ove kapilare nisu direktno namijenjene za razmjenu plinova). Hidrostatički pritisak krvi stvara pokretačku snagu za filtraciju tekućine i otopljenih tvari u lumen Bowman-Shumlyansky kapsule. Nefiltrirani dio krvi iz glomerula ulazi u eferentnu arteriolu. Eferentna arteriola površinski lociranih glomerula raspada se u sekundarnu mrežu kapilara koji prepliću uvijene tubule bubrega; eferentne arteriole iz duboko lociranih (jukstamedularnih) nefrona nastavljaju se u silazne ravne žile (lat. vasa recta), koji se spušta u medulu bubrega. Supstance koje se reapsorbuju u tubulima zatim ulaze u ove kapilarne sudove.
Bowman-Shumlyansky kapsula
Struktura proksimalnog tubula
Proksimalni tubul je izgrađen od visokog stupastog epitela sa izraženim mikroresicama apikalne membrane (tzv. „četkasti rub”) i interdigitacijama bazolateralne membrane. I mikrovili i interdigitacija značajno povećavaju površinu ćelijskih membrana, čime se poboljšava njihova resorptivna funkcija.
Citoplazma stanica proksimalnog tubula zasićena je mitohondrijima, koji se uglavnom nalaze na bazalnoj strani stanica, čime se stanicama osigurava energija neophodna za aktivni transport tvari iz proksimalnog tubula.
Transportni procesi
| Reapsorpcija |
|---|
| Na +: transcelularna (Na + / K + -ATPaza, zajedno sa glukozom - symport; Na + /H + izmjena - antiport), međućelijska |
| Cl - , K + , Ca 2+ , Mg 2+ : međućelijski |
| NCO 3 - : H + + NCO 3 - = CO 2 (difuzija) + H 2 O |
| Voda: osmoza |
| Fosfat (regulacija PTH), glukoza, aminokiseline, mokraćne kiseline (simport sa Na+) |
| Peptidi: razlaganje na aminokiseline |
| Proteini: endocitoza |
| Urea: difuzija |
| Sekrecija |
| H+: Na+/H+ izmjena, H+-ATPaza |
| NH3, NH4+ |
| Organske kiseline i baze |
Henleova petlja
Linkovi
- Život uprkos hroničnoj bubrežnoj insuficijenciji. Internet stranica: A. Yu. Denisova
Strukturna i funkcionalna jedinica bubrega je nefron koji se sastoji od vaskularnog glomerula, njegove kapsule (bubrežnog tjelešca) i sistema tubula koji vode do sabirnih kanala (slika 3). Potonji morfološki ne pripadaju nefronu.
Slika 3. Dijagram strukture nefrona (8).
Svaki ljudski bubreg ima oko 1 milion nefrona; s godinama njihov broj se postepeno smanjuje. Glomeruli se nalaze u kortikalnom sloju bubrega, od kojih se 1/10-1/15 nalazi na granici sa medulom i nazivaju se jukstamedularni. Imaju duge Henleove petlje koje se protežu u medulu i pomažu u efikasnijoj koncentraciji primarnog urina. Kod dojenčadi, glomeruli imaju mali promjer i njihova ukupna površina za filtriranje je mnogo manja nego kod odraslih.
Struktura bubrežnog glomerula
Glomerul je prekriven visceralnim epitelom (podocitima), koji na vaskularnom polu glomerula prelazi u parijetalni epitel Bowmanove kapsule. Bowmanov (mokraćni) prostor direktno prelazi u lumen proksimalnog zavijenog tubula. Krv ulazi u vaskularni pol glomerula kroz aferentnu (aferentnu) arteriolu i nakon prolaska kroz kapilarne petlje glomerula izlazi iz nje kroz eferentnu (eferentnu) arteriolu, koja ima manji lumen. Kompresija eferentne arteriole povećava hidrostatički pritisak u glomerulu, što potiče filtraciju. Unutar glomerula, aferentna arteriola je podijeljena na nekoliko grana, koje zauzvrat stvaraju kapilare nekoliko lobula (slika 4A). Glomerulus ima oko 50 kapilarnih petlji, između kojih su pronađene anastomoze koje omogućavaju glomerulu da funkcionira kao “sistem za dijalizu”. Zid kapilare glomerula je trostruki filter, uključujući fenestrirani endotel, bazalnu membranu glomerula i prorezane dijafragme između stabljika podocita (slika 4B).
Slika 4. Struktura glomerula (9).
A – glomerul, AA – aferentna arteriola (elektronska mikroskopija).
B – dijagram strukture kapilarne petlje glomerula.
Prolazak molekula kroz filtracijsku barijeru ovisi o njihovoj veličini i električnom naboju. Supstance sa molekulskom težinom >50.000 Da se gotovo ne filtriraju. Zbog negativnog naboja u normalnim strukturama glomerularne barijere, anioni se zadržavaju u većoj mjeri nego kationi. Endotelne ćelije imaju pore ili fenestre prečnika oko 70 nm. Pore su okružene glikoproteinima koji imaju negativan naboj; predstavljaju svojevrsno sito kroz koje dolazi do ultrafiltracije plazme, ali se formirani elementi krvi zadržavaju. Glomerularna bazalna membrana(GBM) predstavlja kontinuiranu barijeru između krvi i šupljine kapsule, a kod odrasle osobe ima debljinu od 300-390 nm (kod djece je tanja - 150-250 nm) (Sl. 5). GBM također sadrži veliki broj negativno nabijenih glikoproteina. Sastoji se od tri sloja: a) lamina rara externa; b) lamina densa i c) lamina rara interna. Važan strukturni dio GBM-a je kolagen tipa IV. Kod djece sa nasljednim nefritisom, klinički manifestiranim hematurijom, otkrivaju se mutacije kolagena tipa IV. Patologija GBM se utvrđuje elektronskim mikroskopskim pregledom biopsije bubrega.
Slika 5. Zid glomerularne kapilare je glomerularni filter (9).
Ispod je fenestrirani endotel, iznad njega GBM, na kojem se jasno vide pravilno raspoređene stabljike podocita (elektronska mikroskopija).
Visceralne epitelne ćelije glomerula, podociti, održavaju arhitekturu glomerula, sprečavaju prolazak proteina u urinarni prostor, a takođe sintetišu GBM. Ovo su visoko specijalizovane ćelije mezenhimskog porekla. Dugi primarni procesi (trabekule) se protežu od tijela podocita, čiji krajevi imaju "noge" pričvršćene za GBM. Mali nastavci (pedikule) se protežu od velikih gotovo okomito i pokrivaju prostor kapilare oslobođen od velikih izraslina (slika 6A). Filtraciona membrana, prorezana dijafragma, rastegnuta je između susjednih stabljika podocita, što je bilo predmet brojnih studija posljednjih decenija (slika 6B).
Slika 6. Struktura podocita (9).
A – stopala podocita u potpunosti pokrivaju GBM (elektronska mikroskopija).
B – dijagram filtracione barijere.
Prorezane dijafragme se sastoje od proteina nefrina, koji je usko povezan u strukturnim i funkcionalnim odnosima sa mnogim drugim proteinskim molekulima: podocinom, CD2AR, alfa-aktinin-4, itd. Mutacije gena koji kodiraju proteine podocita su sada identificirane. Na primjer, defekt u genu NPHS1 dovodi do odsustva nefrina, što se javlja kod kongenitalnog nefrotskog sindroma finskog tipa. Oštećenje podocita zbog izlaganja virusnim infekcijama, toksinima, imunološkim faktorima i genetskim mutacijama može dovesti do proteinurije i razvoja nefrotskog sindroma, čiji je morfološki ekvivalent, bez obzira na uzrok, otapanje stopala podocita. Najčešći tip nefrotskog sindroma kod djece je idiopatski nefrotski sindrom minimalnih promjena.
Glomerulus također uključuje mezangijalne ćelije, čija je glavna funkcija osigurati mehaničku fiksaciju kapilarnih petlji. Mesangijalne ćelije imaju kontraktilnost, utičući na protok glomerularne krvi, kao i na fagocitnu aktivnost (slika 4B).
Bubrežni tubuli
Primarni urin ulazi u proksimalne bubrežne tubule i tamo prolazi kroz kvalitativne i kvantitativne promjene zbog izlučivanja i reapsorpcije tvari. Proksimalni tubuli- najduži segment nefrona, na početku je snažno zakrivljen, a pri prelasku u Henleovu petlju se ispravlja. Ćelije proksimalnog tubula (nastavak parijetalnog epitela glomerularne kapsule) su cilindričnog oblika, prekrivene mikroresicama („četkica“) na lumenskoj strani.Mikroresice povećavaju radnu površinu epitelnih ćelija koje imaju visoku enzimsku aktivnost.Sadrže mnogo mitohondrija,ribozoma i lizozoma.Ovdje se odvija aktivna reapsorpcija mnogih tvari (glukoza, aminokiseline, natrijum, kalijum, kalcijum i fosfatni joni).Otprilike 180 L glomerularnog ultrafiltrata ulazi u proksimalne tubule,665-80% voda i natrijum se reapsorbuju nazad, tako da se, kao rezultat, značajno smanjuje volumen primarnog urina bez promene njegove koncentracije. Henleova petlja. Pravi dio proksimalnog tubula prelazi u silazni ud Henleove petlje. Oblik epitelnih stanica postaje manje izdužen, a broj mikroresica se smanjuje. Uzlazni dio petlje ima tanak i debeo dio i završava se na gustom mjestu. Ćelije zidova debelih segmenata Henleove petlje su velike i sadrže mnogo mitohondrija, koji stvaraju energiju za aktivni transport jona natrijuma i hlora. Furosemid inhibira glavni transporter jona ovih ćelija, NKCC2. Jukstaglomerularni aparat (JGA) uključuje 3 vrste ćelija: ćelije distalnog tubularnog epitela na strani uz glomerul (macula densa), ekstraglomerularne mezangijalne ćelije i granularne ćelije u zidovima aferentnih arteriola koje proizvode renin. (Sl. 7).
Distalni tubul. Iza guste mrlje (macula densa) počinje distalni tubul koji prelazi u sabirni kanal. Oko 5% Na primarnog urina se apsorbira u distalnim tubulima. Diuretici iz grupe tiazida inhibiraju transporter. Sabirni kanali imaju tri dijela: kortikalni, vanjski i unutrašnji medularni. Unutrašnji medularni dijelovi sabirnog kanala ispuštaju se u papilarni kanal, koji se otvara u malu čašicu. Sabirni kanali sadrže dvije vrste ćelija: glavne ("svjetle") i interkalarne ("tamne"). Kako kortikalni dio cijevi prelazi u medularni dio, broj interkalarnih stanica se smanjuje. Glavne ćelije sadrže natrijeve kanale, čiji rad inhibiraju diuretici amilorid i triamteren. Interkalarne ćelije nemaju Na + /K + -ATPazu, ali sadrže H + -ATPazu. Oni vrše sekreciju H+ i reapsorpciju Cl-. Dakle, završna faza reapsorpcije NaCl javlja se u sabirnim kanalima prije nego što urin izađe iz bubrega.
Intersticijske ćelije bubrega. U korteksu bubrega intersticij je slabo izražen, dok je u meduli uočljiviji. Kora bubrega sadrži dvije vrste intersticijskih stanica - fagocitne i fibroblastne. Intersticijalne ćelije slične fibroblastima proizvode eritropoetin. U meduli bubrega postoje tri vrste ćelija. Citoplazma jedne od ovih vrsta ćelija sadrži male lipidne ćelije koje služe kao polazni materijal za sintezu prostaglandina.