Почки являются основными выделительными органами организма, они расположены в задней части брюшной полости под диафрагмой. Почки отвечают за поддержание неизменного состава жидкостей организма путем фильтрации токсинов, конечных продуктов метаболизма и избытка ионов из крови. Конечным результатом этого процесса является выделение мочи.
В то же время почки регулируют объем крови (правильный баланс воды и солей) и корригируют кислотность жидкостей организма. Этот сложный процесс носит название гомеостаз.
Внутреннее строение почки
Внутри почки различают три зоны: корковое вещество почки (внешняя зона), почечную лоханку (внутренняя зона) и мозговой слой (средняя зона). Корковое вещество, зернистое и бледное по виду, содержит сеть артерий, вен и капшшяров.
Мозговой слой - это темная полосатая часть, разделенная на конусовидные структуры, известные как почечные пирамиды. На верхушке каждой пирамиды находятся почечные сосочки - выросты, которые продолжаются в почечную лоханку через полости, называемые почечными чашками.
В почке существует свыше миллиона перерабатывающих кровь единиц, которые называются нефронами. Моча, произведенная нефронами, через почечные чашки попадает в почечную лоханку. В свою очередь, почечные лоханки соединяются с мочеточниками - трубками, которые направляют мочу в мочевой пузырь.
Почки перерабатывают около 180 литров крови каждый день, но менее 1%(1J5 литра) выделяется из организма в виде мочи. Моча попадает в мочевой пузырь через мочеточник, где накапливается, пока не покинет тело.
Корковое вещество. Внешняя зона почки; содержит капиллярные пучки нефронов.
Мозговой слой. Средняя зона почки, состоящая из почечных пирамид и собирательных канальцев.
Почечная лоханка. Внутренняя зона почки, разделена на 2 или 3 отдела, называемых чашками.
Почечная артерия. Отходит непосредственно от аорты, снабжает почку кровью.
Почечная вена. Отводит кровь из почки прямо в нижнюю полую вену (одну из главных вен, ведущих к сердцу).
Почечная пирамида. Состоит из параллельных пучков собирательных канальцев.
Почечные сосочки. Верхушки почечной пирамиды; отводят мочу через чашки в почечную лоханку.
Почечная чашка. Большие и маленькие полости, которые охватывают верхушки почечных пирамид; здесь собирается моча, перед тем как попасть в лоханку.
Жировая ткань. Мягкая жировая ткань, которая окружает чашки.
Дуговые вены. Направляют кровь, выходящую из почки, в почечную вену.
Почечная капсула. Фиброзная ткань, которая окружает каждую почку.
Дуговые артерии. Доставляют кровь в почки; около 90% попадает в корковый слой.
Мочеточник. 30-сантиметровые трубки, которые направляют мочу из почечной лоханки в мочевой пузырь.
Выделение мочи
Выработка мочи проходит в три этапа: фильтрация, реабсорбция и секреция. После того как необходимое количество воды и питательные вещества всасываются, жидкость, оставшаяся в канальце и являющаяся мочой, вытекает в собирательные протоки, а затем в мочеточники, чтобы выйти из тела через мочевой пузырь.
Стенки мочеточника состоят из мышечной ткани. Регулярные волны сокращений (перистальтика) продвигают мочу из почечной лоханки к мочевому пузырю каждые 10-60 секунд.
Мочеточники проходят косо в стенке мочевого пузыря. Отверстие мочеточника в мочевой пузырь должно быть закрыто, кроме моментов перистальтических сокращений. Это предотвращает обратное затекание мочи.
Нервная регуляция мышцы мочевого пузыря носит непроизвольный характер. Мочевой пузырь наполняется без увеличения внутреннего давления до определенного уровня. Когда мочевой пузырь полон, давление внутри резко поднимается, вызывая рефлекс спинномозгового нерва, который сокращает мышцу мочевого пузыря, что заставляет его выбросить содержимое через мочеиспускательный канал. Таков процесс мочеиспускания. Первый позыв к мочеиспусканию чувствуется, когда объем мочи в мочевом пузыре около 150 мл. Это ощущение постепенно нарастает до непреодолимого позыва при 400 мл.
Нефрон и его кровоснабжение
Приблизительно один литр крови попадает в почку взрослого человека каждую минуту. Внутри почки находится свыше одного миллиона производящих мочу единиц, и все они вырабатывают около одного миллилитра мочи каждую минуту.
Нефрон - это структурно-функциональная единица почки, которая фильтрует кровь и отвечает за выработку мочи. В каждой почке находится свыше миллиона нефронов, а также тысячи собирательных канальцев, в которые оттекает моча.
Нефрон состоит из двух основных частей - клубочка и связанного с ним почечного канальца. Клубочек - это тугой шарик капилляров, находящийся в корковом веществе почки, а его канальцы, через которые вода и химические вещества всасываются в кровь, спускаются в мозговое вещество почки.
Клубочек. Тесный узел капиллярных кровеносных сосудов, расположенный в корковом веществе почки; кровь подается в эту капиллярную сеть и выводится двумя артериолами.
Боуменова капсула. Чашевидный концевой участок нефрона, который окружает клубочек; это место фильтрации крови в почечный каналец.
Приносящая артериола. Артериола (кровеносный сосуд, соединяющий артерии с капиллярами), которая доставляет кровь в клубочек из междольковой артерии.
Междольковая артерия. Ветвь почечной артерии, которая доставляет кровь в почку.
Дуговая вена. Часть почечной вены, которая выводит кровь в сердце.
Петля Генле. Петлеобразный изгиб в почечном канальце; здесь также может происходить всасывание питательных веществ.
Проксимальный извитый каналец. Место первого этапа всасывания, на котором вода и полезные химические вещества начинают обратно поступать в кровь.
Выносящая артериола. Отводит кровь из клубочка в почечные канальцы.
Собирательный каналец. Отводит мочу в мочеточник, из которого она попадает в мочевой пузырь.
Дистальные извитые канальцы. Еще одна часть почечного канальца, участвующая в процессе обратного всасывания; также отвечает за регуляцию баланса воды и химически активных растворов.
Капсула Боумена
На конце почечного канальца, полностью охватывая клубочек, находится замкнутая структура, называемая Боуменовой капсулой. Вместе капсула Боумена и ее клубочек называются почечным тельцем, и они отвечают за фильтрацию отходов жизнедеятельности в почечный каналец. Другой конец почечного канальца соединяется с собирательным канальцем. Особая природа и функция клеток почечного канальца исключительно важны для выделительной и гомеостатической функций нефрона.
Выделение конечных продуктов обмена веществ
Конечные продукты обмена веществ выделяются почками посредством нефронов. Они также выводят токсины, поглощенные или выработанные самим организмом. Основными продуктами метаболизма в моче являются мочевина, креатинин (продукты обмена белка), мочевая кислота (продукт обмена нуклеиновых кислот), билирубин (продукт обмена гемоглобина), а также конечные продукты обмена гормонов.
Нефрон осуществляет процесс секреции, за которым следует процесс реабсорбции. Питательные вещества и продукты жизнедеятельности свободно перемещаются из крови в клубочке в капсулу Боумена. Эти химические вещества связаны с водой и многими питательными веществами, которые должны быть возвращены организму.
Обратное всасывание (реабсорбция) происходит в оставшихся частях нефрона и почечных канальцев. А вредные продукты жизнедеятельности попадают в собирательные трубочки, чтобы затем покинуть тело.
Основная часть процесса реабсорбции происходит в части почечных канальцев, называемых дистальными извитыми канальцами (см. верхний рисунок). Реабсорбция и частичная секреция, происходящие здесь, как и в другой части, известной как петля Генле, зависят от потребностей организма на данный момент.
Перитубулярные капилляры тесно связаны с капиллярным руслом клубочка и почечными канальцами. Они являются еще одним важным элементом процесса реабсорбции. Давление в этих капиллярах значительно ниже, чем в клубочке, что позволяет воде и питательным веществам свободно попадать в них, всасываясь обратно в кровь.
Капиллярная сеть
При входе в почку почечная артерия разделяется на несколько частей, которые расходятся лучами к корковому слою. В корковом веществе они, в свою очередь, многократно делятся на еще меньшие сосуды. Конечная артериальная веточка называется артериолой. Каждая артериола снабжает кровью один нефрон.
Анатомия артериального кровоснабжения почечных нефронов уникальна: каждый нефрон имеет в своем составе два капиллярных сосудистых русла. Артериола, снабжающая нефрон, известна как приносящая артериола. Она распадается на множество капилляров, которые формируют плотный пучок - почечный клубочек.
Покидая капиллярный пучок, микрососуды соединяются вместе, чтобы сформировать артериолу, называемую выносящей. Эта артериола затем снова делится на перитубулярные капилляры - вторую сеть микрососудов, окружающих собирательные протоки по всей длине. Эти капилляры отдают кровь в сосуды венозной системы, по которым кровь оттекает в почечную вену.
В почечном клубочке поддерживается высокое давление, что позволяет жидкости, питательным веществам и продуктам жизнедеятельности поступать из крови в капсулу нефрона. А в перитубулярных капиллярах давление низкое, что обеспечивает обратное всасывание жидкости. Контроль процессов выделения и всасывания воды и химических элементов в крови достигается регуляцией разницы давлений между двумя капиллярными руслами.
Тело человека. Снаружи и внутри. №10 2008