Главные функции почек:
• выделение азотсодержащих веществ типа мочевины и креатинина;
• регуляция объема внеклеточной жидкости;
• регуляция концентрации различных ионов;
• регуляция рН в организме.
Система выделения включает почки, мочевыводя-щие пути и мочевой пузырь, где моча накапливается перед выделением через уретру.
Почка имеет две области: корковую и мозговую. На продольном разрезе почки визуально различимы две области: темная внешняя кора и более бледная внутренняя часть — мозговое вещество, которое далее делится на 7-10 конических пирамид.
Функциональная единица каждой почки — нефрон. Каждая почка содержит 1 млн нефронов. Нефрон — закрытая с одного конца трубка, образующая капсулу Боумена, окружающую капиллярный узел (клубочек). Клубочковые капилляры получают кровь из приносящей артериолы — резистивного кровеносного сосуда. Кровь покидает клубочек не через вену (емкостный сосуд), а через второй резистивный сосуд — выносящую артериолу. Такое устройство приносящих и выносящих сосудов почки формирует гидростатическое давление, осуществляющее ультрафильтрацию. Другие части нефрона — проксимальный каналец, петля Генле, дистальный каналец и собирательная трубочка. Множество дистальных канальцев соединяются в собирательные трубочки, которые сливаются перед выходом в почечные чашечки, и, наконец, в почечную лоханку.
Существует два вида нефронов: корковые и юкстамедуллярные
• Корковые нефроны (85% всех нефронов) имеют клубочки во внешних 2/3 коры с короткими петлями Генле, которые уходят на короткое расстояние вглубь мозгового вещества или не достигают его. Выносящие артериолы корковых нефронов формируют сеть околоканальцевых капилляров, которые окружают все части нефрона.
• Юкстамедуллярные нефроны (15% всех нефронов) имеют клубочки во внутренней 1/3 коры с длинными петлями Генле, уходящими глубоко в мозговое вещество, и отвечают за образование гипертонической жидкости в пределах тканевого мозгового вещества. Выносящие артериолы юкстамедуллярных нефронов дают начало околоканальцевым капиллярам, а также формируют ряд сосудистых петель, которые спускаются в мозговое вещество и окружают петлю Генле.
Моча — модифицированный ультрафильтрат плазмы, продуцируемый тремя фильтрационными барьерами. Давление крови, обусловливающие ультрафильтрацию (т.е. фильтрацию молекул небольшого размера), — клубочковое гидростатическое капиллярное давление. Это давление зависит от отношения сопротивления в приносящей артериоле к сопротивлению в выносящей артериоле. В отличие от других сосудистых систем присутствие выносящей артериолы гарантирует, что гидростатическое давление в клубочковых капиллярах уменьшается по их длине постепенно.
Ультрафильтрация начинается от клубочковых капилляров в капсуле Боумена и проходит через три барьера:
• клетки эндотелия клубочковых капилляров, которые содержат многочисленные фенестрации (поры диаметром 60 нм) и действуют как фильтрующий барьер только для клеток крови;
• базальная мембрана находится сразу под клетками эндотелия, состоит из коллагена и других гликопротеинов. Это главный фильтрационный барьер, через который проходят только молекулы определенных размеров и заряда;
• подоциты — специализированные клетки капсулы Боумена с многочисленными отростками, покрывающими базальную мембрану. Промежутки между связанными друг с другом отростками смежных подоцитов образуют еще один барьер для отрицательно заряженных макромолекул.
Молекулы массой 70 кДа и более не могут подвергаться ультрафильтрации. Они остаются в клубочковых капиллярах приносящих сосудов. Напротив, молекулы менее 7 кДа (например, глюкоза, аминокислоты, ионы Na+ и К+) свободно фильтруются и поступают в ближайшую трубочку в концентрациях, сходных с концентрацией в крови. Вещества массой 7-70 кДа фильтруются пропорционально их молекулярной массе. Заряд на молекуле также может влиять на фильтрацию, т.к. базальная мембрана и подоциты имеют отрицательные заряды, отталкивающие анионные макромолекулы. Это относится к несущему отрицательный заряд альбумину (69 кДа), который фильтруется в меньшей степени, чем можно было бы ожидать при его массе.
