Через почечный фильтр в норме не проходят
Почки в организме человека играют важную роль. Представляют собой парный орган, своей формой напоминают боб, и выполняют регуляцию химического гомеостаза, путем образования мочи, входят в мочевыделительную систему организма человека. Почки выполняют важную регуляторную функцию в организме, поддерживая внутренний баланс и равновесие химических процессов. В организме почечный фильтр играет очень важную роль в поддержании жизнедеятельности человеческого организма.
Строение почек
Для того чтобы понимать как работает мочевыделительная система человека, нужно знать строение почечного фильтра и его функции. Почки — парные органы, состоящие из паренхим, снаружи покрыты соединительной капсулой. От капсулы отходят, так называемые септы, которые делят каждую почку на дольки. В почке имеется:
- мозговое вещество, которое представлено собирательными трубками и прямыми канальцами нефронов;
- корковое вещество, представлено почечными тельцами и системой извитых канальцев нефронов.
Мозговое и корковое вещество почки образуют паренхиму органа. А тонкие прослойки соединительной рыхлой ткани с многочисленными лимфатическими и кровеносными сосудами, нервами образуют строму почки.
Роль почек в человеческом организме
Роль почек уникальна, они относятся к жизненно важным органам, нарушение функций которых может иметь весьма плачевные последствия для здоровья и жизнедеятельности человеческого организма. Почки выполняют ряд функций:
- Регулируют уровень ионов Калия и Натрия в организме человека;
- Поддерживают кислотно-щелочное равновесие в крови;
- Выводят лишнюю жидкость, лишние микроэлементы, способствующие удержанию жидкости внутри организма, тем самым регулируя объем циркулирующей крови;
- Обладают инкреторной функцией, вырабатывают особые биологически активные вещества, влияющие на процессы свертываемости крови и образования эритроцитов;
- Поддерживают уровень артериального давления;
- Участвуют в белковом, липидном и углеводном обменном процессе в организме;
- Выполняют экскреторную функцию, выводя продукты распада различных веществ после переваривания пищи, лекарственных средств, токсичных и вредных веществ, а также лишней воды;
- Выполняют защитную функцию от воздействия вредных веществ на организм человека.
Что такое нефроны?
Нефроны являются основными функциональными и структурными единицами органа. Они представляют собой систему трубочек, слепых с одной стороны (в начале), которые выстланы клетками эпителия в один слой. Эти клетки называются нефроциты, при этом их морфологические особенности и высота в разных отделах нефронов разная.
В человеческой почке около 2 миллионов нефронов, длина одного нефрона составляет приблизительно 30-50 мм, таким образом, их общая длина может составлять до 100 км, а поверхность порядка 6 квадратных метров. Существует два типа нефронов:
- корковые, их система канальцев располагается преимущественно в корковом веществе;
- юкстамедуллярные, или околомозговые, их система канальцев расположена преимущественно в мозговом веществе почки.
В слепом конце нефрона находится капсула, охватывающая клубочек сосуда, вместе с ним капсула образует почечное тельце. От этой капсулы отходит каналец извитой формы (проксимальный), этот каналец идет в прямой, восходящий и нисходящий тонкие отделы нефрона. Данные отделы, в свою очередь, образуют петлю, которая переходит сначала в прямой дистальный каналец нефрона, а далее в дистальный извитой каналец нефрона. Канальцы дистальные извитые собираются во вставочных отделах собираются в трубки, которые и являются в мочевыводящих путях начальными отделами.
Капсула нефрона
Капсула нефрона представляет собой полость в форме чаши, с двумя ограничивающими листками:
- Наружным, состоящим из нефроцитов плоской формы;
- Внутренним, состоящим из клеток падоцитов.
Клетки падоциты имеют цитотрабекулы (цитоплазматические крупные выросты), от которых отходят цитоподии (мелкие цитоплазматические отростки). Подоциты своими цитоплазматическими отростками прилегабт к трехслойной базальной мембране, с противоположной стороны которой находятся эндотелтоциты капилляров кровеносного сосуда почечного клубочка.
Что представляет собой фильтр почек?
Фильтр почек – это совокупность трехслойной базальной мембраны и подоцитов с одной ее стороны, а эндотелтоцитов кровеносных капилляров клубочка почки с другой. Строение фильтра почек представлено на рисунке.
Фильтр почек – это совокупность трехслойной базальной мембраны и подоцитов с одной ее стороны, а эндотелтоцитов кровеносных капилляров клубочка почки с другой
Рис. Строение фильтра почек. 1 – эндотелиоцит кровеностного капилляра почечного тельца; 2 –базальная трёхслойная мембрана; 3 – подоцит; 4 – цитотрабекула подоцита; 5 – цитопедикулы; 6 –щель фильтрационная; 7 –диафрагма фильтрационная; 8 – гликокаликс; 9 – полость капсулы тельца почечного; 10 – эритроцит.
Между кровеностными капиллярами в сосудистом клубочке располагается мезангий, который состоит из трех видов клеток мезангиоцитов:
- Оседлые макрофаги;
- Транзитные макрофаги, или моноциты;
- Гладкомышечные.
Оседлые и транзитные макрофаги распознают и фагоцитируют антигены, при помощи Fc-рецепторов. Гладкомышечные клетки образуют матрикс мезангиума и регулируют кровоток в клубочках путем сокращения под действием гистамина, ангиотензина и вазопрессина.
Функции почечного фильтра
Первая фаза фильтрации плазмы крови происходит с участием почечного фильтра в полости капсулы нефрона. Это фильтр способен задерживать белки плазмы крови (фибриноген, антитела) и форменные элементы крови, а также макромолекулы с отрицательным зарядом. Таким образом формируется первичная моча.
Кубические или призматические клетки в проксимальном отделе нефрона имеют на апикальном своем полюсе каемку в виде щеточки. А базальный лабиринт представляет собой базальную часть плазмолеммы, имеющую «ямки», в которых находятся митохондрии. В этой части нефрона происходит всасывание в кровь обратно:
- Воды;
- Глюкозы (до 100%);
- Аминокислот (порядка 98%);
- Электролитов;
- Мочевой кислоты (около 77%);
- Мочевины (порядка 60%).
Восходящая часть петли нефрона и дистальный извитой отдел образуется нефроцитами кубической формы (такими же как в проксимальном отделе, но без «ямок» и щетинистой каемки), а тонкий отдел петли выстилается клетками плоской формы. В этих отделах происходит обратное всасывание в кровоток воды и электролитов.
Далее нефроны собираются в трубки, которые выстланы эпителием из высоких цилиндрических светлых и темных клеток. Предполагается, что светлые клетки отвечают за обратное всасывание в кровоток электролитов и воды, производят простагландины, а темные вырабатывают соляную кислоту.
Интересный факт. В ходе фильтрации крови, весь ее объем проходит через почки всего за пять минут. За это время из организма человека удаляется максимальное количество ненужных и лишних веществ.
Кровоснабжение почек
В человеческом организме кровоснабжение почек имеет самый большой объем кровотока, в сравнении с другими органами. Почечные артерии, обеспечивающие питание почек, короткие и начинаются от брюшной аорты. В почке артерии делятся на артериолами (более мелкие сосуды), которые располагаются в межпирамидном пространстве.
Дуговая артерия проходит между мозговым и корковым веществами почек. От нее более мелкие артерии, проходя в междольковом пространстве, ответвляются, питая корковое вещество. Далее междольковые артерии переходят во внутридольковые, а затем разветвляются на артериолы почечного клубочка.
Эти приносящие артериолы из проксимального отдела идут к почечным тельцам промежуточных и интерстициальных нефронов. Далее артериолы из дистальных отделов идут к, так называемым, юкстамедуллярным нефронам почек. Таким образом в почке сформировано два вида кровообращения:
- Кортикальное кровообращение , которое располагается в районе мальпигиевых канальцев;
- Юкстагломерулярное кровообращение , располагающиеся на границе мозгового и коркового вещества, в районе крупных почечных клубочков.
Выводящая и приносящая артериолы юкстамедуллярных клубочков по размеру одинаковые. В них происходит замедление кровотока и фильтрование крови, с небольшим выделением мочи. При этом выносящая артериола не образует сеть, не разветвляется, а спускается в мозговой слой, обеспечивая ему питание. Уже внутри мозгового слоя она разветвляется на капилляры, которые собираются в венулы, а те в свою очередь – в венозные сосуды, которые соединяются в почечные вены. Почечные вены собираются и вливаются в систему нижней полой вены.
Для справки: Только 20% крови проходит фильтрацию в юкстагломерулярных клубочках, а основной объем поступающей крови проходит фильтрацию в мальпигиевых клубочках (80%).
Важные особенности фильтрации крови почками
Чтобы поддерживать оптимальные условия образования почками мочи, происходит процесс саморегуляции:
- При повышении в приносящем сосуде артериального давления сокращаются мышечные волокна, и объем поступления крови уменьшается, тем самым снижая давление;
- При снижении артериального давления происходит расширение стенок приносящего сосуда, тем самым повышая приток крови.
В состоянии стресса или шока снижается кровоток и давление в почечных клубочках, в остальных случаях, как правило, давление в них поддерживается на одном уровне.
Навигация: Физиология человека. Мир глазами медика » Выделительная система » Микроструктура и функции клубочкового фильтра
Клубочковый фильтр состоит из 20—40 капилляров, окруженных капсулой клубочка. Фильтрация плазмы крови осуществляется через трехслойную мембрану, состоящую из эндотелия капилляров, базальной мембраны и эпителиальных клеток, обращенных в сторону капсулы клубочка. Базальная мембрана представляет гомогенный слой толщиной 600 — 800 нм с множеством пор диаметром 3,5 — 4 нм. Общая поверхность, через которую осуществляется фильтрация, равна поверхности всех капилляров сосудистого клубочка (1,5—2 м2).
Мембрана почечного фильтра пропускает только те молекулы, размеры которых не превышают величины пор. Неорганические соли, низкомолекулярные органические вещества, аминокислоты, сахар, мочевина, мочевая кислота и др. свободно проходят через почечный фильтр и поступают в полость капсулы. Белки, крупные молекулы через почечный фильтр не проходят. Молекулярная масса около 80 000 дальтон является абсолютным пределом для прохождения вещества через поры.
Фильтрат плазмы крови, поступившей в капсулу, образует первичную мочу, состав которой аналогичен плазме крови: в ней содержатся все вещества, за исключением крупномолекулярных белков. Химический анализ первичной мочи, полученной с помощью микропипетки, введенной в капсулу (опыт Ричардса), показал, что низкомолекулярные вещества находятся в первичной моче в той же концентрации, что и в плазме крови. Осмотическое давление, электропроводимость и рН первичной мочи соответствуют таковым плазмы крови. Таким образом, первичная моча представляет собой безбелковый ультрафильтрат плазмы крови.
Клубочковая фильтрация — одна из основных характеристик, отображающих деятельность почек. Фильтрационная функция почек помогает врачам в диагностике заболеваний. Скорость клубочковой фильтрации указывает, есть ли повреждения клубочков почек и степень их поражения, определяет их функциональные возможности. Во врачебной практике существует множество методов определения этого показателя. Давайте разберемся, в чем их суть и которые из них самые эффективные.
Что это такое?
В здоровом состоянии в структуре почки насчитывается 1−1,2 миллиона нефронов (составляющие почечной ткани), которые связываются с кровотоком через кровеносные сосуды. В нефроне находится клубочковое скопление капилляров и канальцы, которые принимают непосредственное участие в образовании урины — очищают кровь от продуктов обмена и корректируют ее состав, то есть в них фильтруется первичная моча. Этот процесс называется клубочковой фильтрацией (КФ). За день фильтруются 100−120 литров крови.
Схема клубочковой фильтрации почек.
Чтобы дать оценку работе почек, очень часто используется значение скорости клубочковой фильтрации (СКФ). Она характеризует количество выработанной первичной урины за единицу времени. Норма скоростных показателей фильтрации находится в пределах от 80 до 125 мл/мин (женщины — до 110 мл/мин, мужчины — до 125 мл/мин). У людей пожилого возраста показатель ниже. Если же у взрослого человека обнаружена СКФ ниже 60 мл/мин, это первый сигнал организма о начале развития хронической почечной недостаточности.
Вернуться к оглавлению
Факторы, меняющие скорость клубочковой фильтрации почек
Скорость клубочковой фильтрации определяют несколько факторов:
Скорость течения плазмы в почках — количество крови, которое притекает за единицу времени через приносящую артериолу в почечном клубочке. Нормальным показателем, если человек здоров, является 600 мл/мин (подсчет сделан на основе данных о среднестатистическом человеке, весом 70 кг).Уровень давления в сосудах. В норме, когда организм здоров, давление в приносящем сосуде выше, чем в выносящем. Иначе не происходит процесс фильтрации.Количество работоспособных нефронов. Есть патологии, которые влияют на клеточную структуру почки, вследствие чего сокращается количество дееспособных нефронов. Такое нарушение в дальнейшем вызывает сокращение площади фильтрационной поверхности, от размеров которой напрямую зависит СКФ.Вернуться к оглавлению
Проба Реберга-Тареева
Достоверность пробы зависит от времени, когда был собран анализ.
Проба Реберга-Тареева исследует уровень клиренса выработанного организмом креатинина — объем крови, из которого возможно отфильтровать почками 1 мг креатинина за 1 минуту. Измерить количество креатинина можно в свернувшейся плазме и моче. Достоверность исследования зависит от времени, когда анализ был собран. Исследование зачастую проводится так: урина собирается 2 часа. В ней замеряется уровень креатинина и минутный диурез (объем урины, который образуется за минуту). СКФ рассчитывают на основе полученных значений этих двух показателей. Менее часто используется метод сбора мочи за сутки и 6-часовые пробы. Независимо от того, какую методику использует врач, у пациента сутра, пока он не позавтракал, забирают кровь из вены для проведения исследования на клиренс креатинина.
Проба на клиренс креатинина назначается в таких случаях:
болезненные ощущения в районе почек, отеки век и щиколоток;нарушение испускания мочи, урина темного цвета, с кровью;необходимо установить верную дозу медикаментов для терапии заболеваний почек;диабет 1 и 2 типа;гипертония;абдомиальное ожирение, синдром резистентности к инсулину;злоупотребление курением;сердечно-сосудистые заболевания;перед операцией;болезни почек в хронической форме.Вернуться к оглавлению
Проба Кокрофта-Голда
Проба Кокрофта-Голда тоже устанавливает концентрацию креатинина в сыворотке крови, но отличается от описанной выше методикой забора материалов для анализа. Проба проводится так: сутра натощак пациент пьет 1,5−2 стакана жидкости (вода, чай), чтобы активизировать выработку урины. Через 15 минут больной справляет малую нужду в унитаз, чтобы очистить мочевой пузырь от остатков образований во время сна. Далее положен покой. Через час производится первый забор мочи и фиксируется его время. Вторая порция собирается в следующий час. Между этим у пациента производится забор крови из вены по 6−8 мл. Далее по полученным результатам определяется клиренс креатинина и количество урины, которое образуется за минуту.
Вернуться к оглавлению
Скорость клубочковой фильтрации по формуле MDRD
В данной формуле учитывается пол и возраст пациента, поэтому с ее помощью очень легко наблюдать как меняются почки с возрастом. Очень часто используется для диагностики нарушений функций почек у беременных. Сама формула выглядит так: СКФ = 11,33 * Crk — 1,154 * возраст — 0,203 * K, где Crk — количество креатинина в крови (ммоль/л), K — коэффициент, зависящий от пола (у женщин — 0,742). В том случае, если этот показатель в заключении анализа подан в микромолях (мкмоль/л), то его значение необходимо поделить на 1000. Главный недостаток этого метода расчета — неверные результаты при повышенной КФ.
Вернуться к оглавлению
Причины снижения и повышения показателя
Существуют физиологические причины изменения СКФ. Во время беременности уровень повышается, а когда организм стареет — понижается. Также провоцировать повышение скорости способна пища с большим содержанием белка. Если же у человека наблюдается патология почечных функций, то КФ способна как увеличиваться, так и снижаться, все зависит от конкретного заболевания. СКФ является наиболее ранним указателем нарушения функционирование почек. Интенсивность КФ снижается намного быстрее, чем теряется способность почек концентрировать мочу и в крови накапливаются азотистые шлаки.
Когда почки больны, сниженную фильтрацию крови в почках провоцируют нарушения структуры органа: снижается количество активных структурных единиц почки, коэффициент ультрафильтрации, происходят изменения в почечном кровотоке, уменьшается фильтрующая поверхность, происходит обструкция канальцев почек. Ее вызывают хронические диффузные, системные заболевания почек, нефросклероз на фоне артериальной гипертензии, острая печеночная недостаточность, тяжелая степень заболеваний сердца, печени. Кроме болезней почек, на СКФ влияют экстраренальные факторы. Снижение скорости наблюдается вместе с сердечной и сосудистой недостаточностью, после приступа сильной диареи и рвоты, при гипотиреозе, раковых заболеваниях простаты.
Повышение СКФ — более редкое явление, но проявляется при сахарном диабете на ранних стадиях, гипертонии, системном развитии красной волчанки, в начале развития нефротического синдрома. Также повысить скорость КФ способны медикаменты, которые влияют на уровень креатинина (цефалоспорин и похожие по действию на организм). Лекарство повышает его концентрацию в крови, поэтому при взятии анализа выявляются ложноповышенные результаты.
Вернуться к оглавлению
Нагрузочные пробы
Нагрузка белками — это употребление необходимого количества мяса.
В основе нагрузочных проб лежит способность почек к ускорению клубочковой фильтрации под влиянием определенных веществ. С помощью такого исследования определяется резерв КФ или почечный функциональный резерв (ПФР). Чтобы его узнать, применяется одноразовая (острая) нагрузка белком или аминокислотами либо они заменяются небольшим количеством допамина.
Нагрузка белками заключается в изменении рациона. Необходимо употребить 70−90 грамм белка из мяса (1,5 грамма белка на 1 килограмм массы тела), 100 грамм белков растительного происхождения или ввести аминокислотный набор внутривенно. У людей без проблем со здоровьем отмечается повышение СКФ на 20−65% уже через 1−2,5 часа после получения дозы белков. Среднее значение ПФР равно 20−35 мл в минуту. Если повышения не происходит, то, скорее всего, у человека нарушена проницаемость почечного фильтра или развиваются сосудистые патологии.
Вернуться к оглавлению
Важность проведения исследований
Важно следить за СКФ людям с такими заболеваниями:
хроническое и острое течение гломерулонефрита, а также его вторичное появление;почечная недостаточность;воспалительные процессы, спровоцированные бактериями;поражение почек в результате системной красной волчанки;нефротический синдром;гломерулосклероз;почечный амилоидоз;нефропатия при диабете и т. д.
Эти болезни вызывают снижение СКФ задолго до проявления каких-либо функциональных нарушений почек, повышения уровня креатинина и мочевины в крови больного. В запущенном состоянии заболевания провоцируют необходимость пересадки почек. Поэтому чтобы предупредить развитие каких-либо патологий почек, необходимо регулярно проводить исследования их состояния.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
