Nefron (din grecescul νεφρός (nephros) - „rinichi”) este unitatea structurală și funcțională a rinichiului [1] . Nefronul este format dintr-un corpuscul renal , unde are loc filtrarea, și un sistem de tubuli, în care au loc reabsorbția (reabsorbția) și secreția de substanțe.
Nefronul împreună cu canalul colector formează tubul urinar ( engleză uriniferous tubule ), care este considerat și ca o unitate funcțională a rinichiului [2] .
Nefronul începe cu corpusculul renal , care constă din glomerul și capsula Bowman-Shumlyansky . Aici are loc ultrafiltrarea plasmei sanguine , ceea ce duce la formarea urinei primare .
Există trei tipuri de nefroni - nefroni intracorticali (~85%), nefroni juxtamedulari (~15%) și subcapsulari (superficiali).
Glomerulus este un grup de capilare foarte fenestrate (fenestrate) care își primesc alimentarea cu sânge de la o arteriolă aferentă . Se mai numesc și o rețea magică ( lat. rete mirabilis ), deoarece compoziția de gaze a sângelui care trece prin ele este ușor modificată la ieșire (aceste capilare nu sunt destinate direct schimbului de gaze). Presiunea hidrostatică a sângelui creează o forță motrice pentru a filtra fluidele și substanțele dizolvate în lumenul capsulei Bowman-Shumlyansky. Partea nefiltrată a sângelui din glomeruli pătrunde în arteriola eferentă. Arteriola eferentă a glomerulilor localizați superficial se rupe într-o rețea secundară de capilare care împletește tubii contorți ai rinichilor, arteriolele eferente din nefronii profund localizați (juxtamedulari) continuă în vasele directe descendente ( latina vasa recta ), coborând în medular renal. Substanțele reabsorbite în tubuli pătrund apoi în aceste vase capilare.
Capsula de nefronCapsula Bowman - Shumlyansky înconjoară glomerulul și constă din straturi viscerale (interne) și parietale (externe). Stratul exterior este epiteliul scuamos obișnuit cu un singur strat . Stratul interior este compus din podocite , care se află pe membrana bazală a endoteliului capilar și ai căror pedunculi acoperă suprafața capilarelor glomerulului. Picioarele podocitelor vecine formează interdigitale pe suprafața capilarului . Golurile dintre celulele acestor interdigitale formează de fapt fantele de filtru acoperite de membrană. Dimensiunea acestor pori de filtrare limitează transferul de molecule mari și elemente celulare ale sângelui.
Între frunza interioară a capsulei și cea exterioară, reprezentată de un epiteliu simplu, impenetrabil, scuamos, se află un spațiu în care pătrunde lichidul, filtrat prin filtru, care este format de membrana golurilor din interdigitale, placa bazală a capilarelor şi glicocalixul secretat de podocite.
Rata normală de filtrare glomerulară (RFG) este de 180-200 de litri pe zi, adică de 15-20 de ori volumul sângelui circulant - cu alte cuvinte, tot lichidul sanguin are timp să se filtreze de aproximativ douăzeci de ori pe zi. Măsurarea RFG este o procedură de diagnosticare importantă, iar scăderea acesteia poate fi un indicator al insuficienței renale.
Moleculele mici - cum ar fi apa, ioni de Na + , Cl - , aminoacizi, glucoză, uree - trec în mod egal liber prin filtrul glomerular, proteinele cu o greutate de până la 30 kDa trec și ele, deși, deoarece proteinele în soluție poartă de obicei un negativ încarcă, pentru ei, un anumit obstacol este glicocalixul încărcat negativ. Pentru celule și proteine mai mari, ultrafiltrul glomerular prezintă un obstacol de netrecut. Ca rezultat, un lichid intră în spațiul Bowman-Shumlyansky și mai departe în tubul contort proximal, care diferă ca compoziție de plasma sanguină numai în absența moleculelor mari de proteine.
Tubul proximal este partea cea mai lungă și cea mai largă a nefronului, conducând filtratul de la capsula Shumlyansky-Bowman către ansa lui Henle .
Structura tubului proximalTubul proximal este construit din epiteliu columnar înalt cu microvilozități puternic pronunțate ale membranei apicale (așa-numita „graniță de perie”) și interdigitări ale membranei bazolaterale. Atât microvilozitățile, cât și interdigitările cresc în mod semnificativ suprafața membranelor celulare, îmbunătățind astfel funcția lor de resorbție.
Citoplasma celulelor tubului proximal este saturată cu mitocondrii , care sunt situate într-o mai mare măsură pe partea bazală a celulelor, oferind astfel celulelor energia necesară pentru transportul activ al substanțelor din tubul proximal.
Procese de transport| Reabsorbție |
|---|
| Na + : transcelular ( Na + / K + - ATPaza , împreună cu glucoză - simport ; Na + / H + - schimb - antiport ), intercelular |
| CI- , K + , Ca2 + , Mg2 + : intercelular |
| HCO 3 - : H + + HCO 3 - \u003d CO 2 (difuzie) + H 2 O |
| Apă: osmoză |
| Fosfat (reglarea PTH ), glucoză , aminoacizi , acizi uric ( simport cu Na + ) |
| Peptide : descompunerea în aminoacizi |
| Proteine: endocitoză |
| Uree : difuzie |
| Secreţie |
| H + : schimb Na + /H + , H + -ATPaza |
| NH3 , NH4 + _ |
| Acizi și baze organice |
Ansa lui Henle este partea nefronului care leagă tubii proximali și distali. Are o îndoire în ac de păr în medula rinichiului. Funcția principală a buclei lui Henle nu este reabsorbția apei (realizată cu ajutorul reabsorbției pasive bazată pe diferența de presiune osmotică în tubul subțire), ci reabsorbția activă a electroliților sub influența aldosteronului suprarenal. Bucla este numită după Friedrich Gustav Jakob Henle , un patolog german.
Limbă descendentă a buclei lui HenleTubul contort proximal din cortex trece în genunchiul descendent al ansei lui Henle , care coboară în medula rinichiului, formează acolo o curbă în ac de păr și trece în genunchiul ascendent al ansei lui Henle.
Procese de transportTransport de substante:
| Substanţă | Permeabilitate |
| ionii | Permeabilitate scăzută, fără transport activ. |
| Uree | Permeabilitate pasivă moderată. |
| Apă | Permeabilitate ridicată datorită prezenței acvaporinei 1 atât în membranele celulare apicale, cât și în cele bazolaterale. Osmolaritatea ridicată a interstițiului medular, combinată cu permeabilitatea ridicată la apă a epiteliului, duce la reabsorbția unui volum mare de apă în această secțiune a nefronului din cauza osmozei. |
Ca urmare, în partea descendentă a buclei lui Henle, osmolalitatea urinei crește brusc și poate ajunge la 1400 mosm/kg.
HistologieDatorită absenței transportului activ, celulele din această secțiune pot avea un volum relativ mic. În același timp, un transfer pasiv eficient de apă necesită o distanță mică de difuzie. Ca rezultat, bucla descendentă a lui Henle este construită din epiteliu cuboidal scăzut.
Se poate distinge de vasele de sânge prin absența eritrocitelor și de segmentele groase ascendente prin înălțimea epiteliului.
Limbă ascendentă a buclei lui Henle Procese de transport| Porțiune ascendentă subțire | Reabsorbția NaCl (pasivă) |
| Parte groasă ascendentă | Reabsorbție: NaCl (simport Na + /2Cl - /K + ; Na + /K + -ATPaza + canale Cl - ) K + (intercelular) Ca 2+ , Mg 2+ (reglarea PTH) NH 4 + (simport Na + / 2Cl- / NH4 + ) |
Este situat în zona periglomerulară dintre arteriolele aferente și eferente și este format din trei părți principale:
| macula densa (punct dur) | zonă densă a celulelor epiteliale prismatice ale tubului contort distal al nefronului, capabilă să înregistreze concentrația de cationi de sodiu în urină care trec prin tubul distal |
| celule juxtaglomerulare | celule musculare netede specializate în pereții arteriolei aferente |
| celule juxtavasculare | produc enzima angiotensinază , care provoacă inactivarea angiotensinei , prin urmare, sunt un antagonist al activității aparatului renină-angiotensină |
Aparatul juxtaglomerular este implicat în sinteza reninei , care joacă un rol critic în sistemul renină-angiotensină .