2. Функции, строение, кровоснабжение почек

Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме много функций. Одни из них прямо или косвенно связаны с процессами выделения, другие — не имеют такой связи.

Выделительная, или экскреторная, функция. Почки удаляет из организма избыток воды, неорганических и органических веществ, продукты азотистого обмена и чужеродные вещества: мочевину, мочевую кислоту, креатинин, аммиак, лекарственные препараты.

Регуляция водного баланса и соответственно объема крови, вне- и внутриклеточной жидкости (волюморегуляция) за счет изменения объема выводимой с мочой воды.

Регуляция постоянства осмотического давления жидкостей внутренней среды путем изменения количества выводимых осмотически активных веществ: солей, мочевины, глюкозы (осморегуляция).

Регуляция ионного состава жидкостей внутренней среды и ионного баланса организма путем избирательного изменения экскреции ионов с мочой (ионная регуляция).

Регуляция кислотно-основного состояния путем экскреции водородных ионов, нелетучих кислот и оснований.

Образование и выделение в кровоток физиологически активных веществ: ренина, эритропоэтина, активной формы витамина D, простагландинов, брадикининов, урокиназы (инкреторная функция).

Регуляция уровня артериального давления путем внутренней секреции ренина, веществ депрессорного действия, экскреции натрия и воды, изменения объема циркулирующей крови.

Регуляция эритропоэза путем внутренней секреции гуморального регулятора эритрона — эритропоэтина.

Регуляция гемостаза путем образования гуморальных регуляторов свертывания крови и фибринолиза — урокиназы, тромбопластина, тромбоксана, а также участия в обмене физиологического антикоагулянта гепарина.

Участие в обмене белков, липидов и углеводов (метаболическая функция).

Защитная функция: удаление из внутренней среды организма чужеродных, часто токсических веществ.

Следует учитывать, что при различных патологических состояниях выделение лекарств через почки иногда существенно нарушается, что может приводить к значительным изменениям переносимости фармакологических препаратов, вызывая серьезные побочные эффекты вплоть до отравлений.

Строение нефрона

Основной структурно-функциональной единицей почки является нефрон, в котором происходит образование мочи. В зрелой почке человека содержится около 1 — 1,3 мл нефронов.

Нефрон состоит из нескольких последовательно соединенных отделов

Начинается нефрон с почечного (мальпигиева) тельца, которое содержит клубочек кровеносных капилляров. Снаружи клубочки покрыты двухслойной капсулой Шумлянского — Боумена.

Внутренняя поверхность капсулы выстлана эпителиальными клетками. Наружный, или париетальный, листок капсулы состоит из базальной мембраны, покрытой кубическими эпителиальными клетками, переходящими в эпителий канальцев. Между двумя листками капсулы, расположенными в виде чаши, имеется щель или полость капсулы, переходящая в просвет проксимального отдела канальцев.

Проксимальный отдел канальцев начинается извитой частью, которая переходит в прямую часть канальца. Клетки проксимального отдела имеют щеточную каемку из микроворсинок, обращенных в просвет канальца.

Затем следует тонкая нисходящая часть петли Генле, стенка которой покрыта плоскими эпителиальными клетками. Нисходящий отдел петли опускается в мозговое вещество почки, поворачивает на 180° и переходит в восходящую часть петли нефрона.

Дистальный отдел канальцев состоит из восходящей части петли Генле и может иметь тонкую и всегда включает толстую восходящую часть. Этот отдел поднимается до уровня клубочка своего же нефрона, где начинается дистальный извитой каналец.

Этот отдел канальца располагается в коре почки и обязательно соприкасается с полюсом клубочка между приносящей и выносящей артериолами в области плотного пятна.

Дистальные извитые канальцы через короткий связующий отдел впадают в коре почек в собирательные трубочки. Собирательные трубочки опускаются из коркового вещества почки в глубь мозгового вещества, сливаются в выводные протоки и открываются в полости почечной лоханки. Почечные лоханки открываются в мочеточники, которые впадают в мочевой пузырь.

По особенностям локализации клубочков в коре почек, строения канальцев и особенностям кровоснабжения различают 3 типа нефронов: суперфициальные (поверхностные), интракортикальные и юкстамедуллярные.

Кровоснабжение почек

Отличительной особенностью кровоснабжения почек является то, что кровь используется не только для трофики органа, но и для образования мочи. Почки получают кровь из коротких почечных артерий, которые отходят от брюшного отдела аорты. В почке артерия делится на большое количество мелких сосудов-артериол, приносящих кровь к клубочку. Приносящая (афферентная) артериола входит в клубочек и распадается на капилляры, которые, сливаясь, образуют выносящую (эфферентную) артериолу. Диаметр приносящей артериолы почти в 2 раза больше, чем выносящей, что создает условия для поддержания необходимого артериального давления (70 мм рт.ст.) в клубочке. Мышечная стенка у приносящей артериолы выражена лучше, чем у выносящей. Это дает возможность регуляции просвета приносящей артериолы. Выносящая артериола вновь распадается на сеть капилляров вокруг проксимальных и дистальных канальцев. Артериальные капилляры переходят в венозные, которые, сливаясь в вены, отдают кровь в нижнюю полую вену. Капилляры клубочков выполняют только функцию мочеобразования. Особенностью кровоснабжения юкстамедуллярного нефрона является то, что эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, которые вместе с петлей Генле спускаются в мозговое вещество почки и участвуют в осмотическом концентрировании мочи.

Через сосуды почки в 1 мин проходит около 1/4 объема крови, выбрасываемого сердцем в аорту. Почечный кровоток условно делят на корковый и мозговой. Максимальная скорость кровотока приходится на корковое вещество (область, содержащую клубочки и проксимальные канальцы) и составляет 4-5 мл/мин на 1 г ткани, что является самым высоким уровнем органного кровотока. Благодаря особенностям кровоснабжения почки давление крови в капиллярах сосудистого клубочка выше, чем в капиллярах других областей тела, что необходимо для поддержания нормального уровня клубочковой фильтрации. Процесс мочеобразования требует создания постоянных условий кровотока. Это обеспечивается механизмами ауторегуляции. При повышении давления в приносящей артериоле ее гладкие мышцы сокращаются, уменьшается количество поступающей крови в капилляры и происходит снижение в них давления. При падении системного давления приносящие артериолы, напротив, расширяются. Клубочковые капилляры также чувствительны к ангиотензину II, простагландинам, брадикининам, вазопрессину. Благодаря указанным механизмам кровоток в почках остается постоянным при изменении системного артериального давления в пределах 100-150 мм рт. ст. Однако при ряде стрессовых ситуаций (кровопотеря, эмоциональный стресс и т.д.) кровоток в почках может уменьшаться.

Кровоснабжение почки

Займемся теперь кровоснабжением почек. Кровоснабжение в почке играет особую роль, поскольку не только обеспечивает клеточный метаболизм, но и принимает непосредственное участие в мочеобразовании.

В 1 минуту через сосуды обеих почек у человека проходит около 1200 мл крови, т.е. около 20-25% крови, выбрасываемой сердцем в аорту. Так как масса почек у человека составляет всего лишь 0,43% массы тела,очевиден исключительно высокий уровень органного кровотока (рис.3) Величина почечного плазмотока и кровотока определяется методом очищения по ПАГ (руководство к проведению лабораторных работ).

Через сосуды коры почки протекает 91-93% крови, поступающей в почку, остальное ее количество снабжает мозговое вещество почки. Кровоток в коре почки в норме составляет 4-5 мл/г ткани. Важной особенностью почечного кровотока является высокий уровень саморегуляции – кровоток остается постоянным при изменении артериального давления боле, чем в два раза (например, с 90 до 190 мм рт.ст.).

Рисунок 3 Сравнение почечного и коронарного кровотока

Артерии почки отходят от брюшного отдела аорты, что обеспечивает высокий уровень артериального давления в приносящих артериолах, по которым кровь поступает в клубочек, содержащий разветвленную капиллярную сеть. Кровь от клубочка оттекает по выносящей артериоле, которая вновь распадается на вторичную сеть капилляров,оплетающих проксимальные и дистальные канальцы (перитубулярные капилляры). Далее по венам кровь покидает почку и поступает в нижнюю полую вену. Из клубочков юкстамедуллярных нефронов выносящая артериола доставляет кровь в мозговое вещество, где образуются прямые сосуды (vasa recta), глубоко спускающиеся в него вместе с петлями Генле и участвующие в осмотическом концентрировании мочи. Таким образом, кровоснабжение почек устроено по типу двух последовательных систем сосудов с регулируемым сопротивлением.

Основные этапы процесса мочеобразования

Мочеобразование складывается из трех основных процессов, представленных на рис.4.

Клубочковой или гломерулярной фильтрации.

Канальцевой реабсорбции.

Канальцевой секреции.

Перейдём к их описанию.

Клубочковая фильтрация

Образование мочи в почке начинается с ультрафильтрации плазмы крови в почечных клубочках. Жидкость проходит из просвета кровеносных капилляров в полость капсулы клубочка через клубочковый фильтр.

Рисунок 4 Основные процессы, обеспечивающие образование мочи

Рассмотрим подробнее структуру этого фильтра и силы, обеспечивающие процесс фильтрации.

Фильтрующая мембрана. Фильтрующая мембрана состоит из трех слоев: эндотелия капилляров, базальной мембраны и внутреннего листка капсулы Шумлянского — Боумена, который образован эпителиальными клетками – подоцитами. (Рис.5).

Клетки эндотелия капилляров имеют очень тонкие периферические участки, в просвет сосуда выступает лишь область клетки, где находится ядро. Боковые части клетки пронизаны довольно крупными отверстиями, обычно затянутыми тонкими диафрагмами. При нормальной скорости кровотока крупные молекулы белка образуют над этими порами барьерный слой, что служит препятствием для прохождения через поры не только глобулинов, но и альбуминов.

Таким образом, фенестрированный эндотелий капилляров ограничивает прохождение через клубочковый фильтр форменных элементов и белков, но свободно пропускает низкомолекулярные вещества, растворенные в плазме крови.

Следующий барьер гломерулярного фильтра – базальная мембрана. Ее «поры» ограничивают прохождение молекул в зависимости от размера, формы и заряда. Так как мембрана имеет сетчатую структуру, образованную тонкими нитями, происходит ограничение прохождения молекул размером более 3,4 нм. Отрицательно заряженная стенка пор затрудняет прохождение молекул с одноименным зарядом. Поры не являются круглыми, что также существенно для ограничения фильтрации альбуминов.

Рисунок 5 Структура клубочкового фильтра

Последним барьером на пути фильтруемых веществ служат подоциты. Их отростки («ножки») прилегают к базальной мембране со стороны капсулы клубочка, между ножками подоцитов находятся пространства, по которым течет фильтруемая жидкость. Однако и в этом случае существует заслон на пути фильтруемых веществ – щелевые мембраны, перегораживающие пространство между ножками подоцитов. Они ограничивают прохождение альбуминов и других молекул с большой молекулярной массой. Поверхность ножек соседних отростков покрыта отрицательно заряженными сиалогликопротеинами, ограничивающими прохождение отрицательно заряженных частиц. Поскольку подоциты содержат внутри отростков актомиозиновые миофибриллы, они могут сокращаться и расслабляться, действуя как микронасосы, откачивающие фильтрат в полость капсулы.

Такой многослойный фильтр обеспечивает сохранение белков в крови и образование практически безбелковой первичной мочи, в которой содержится большинство неорганических ионов и растворенных низкомолекулярных органических веществ почти в той же концентрации, что и в плазме.

Перейдем к рассмотрению тех сил, которые обеспечивают процесс фильтрации. Движущей силой фильтрации является эффективное фильтрационное давление (Рф). Оно создаётся разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (Pг) и противодействующими ему силами – онкотическим давлением белков плазмы крови (Рон) и гидростатическим давлением жидкости в капсуле клубочка (Рк).

Соответственно, формула для расчета имеет следующий вид:

Рф=Рг-(Рон+Рк).

Подставим числовые значения давлений и произведем расчет:

Рф= 70 мм рт.ст. – (30мм рт.ст.+20мм рт.ст.)=20мм рт.ст.

Таким образом, эффективное фильтрационное давление равняется 20 мм рт.ст. Как мы уже сказали, образовавшийся безбелковый фильтрат по своему составу близок плазме крови и имеет такую же, как и плазма, концентрацию осмотически активных веществ – 300 мосм/л. В обеих почках человека за 1 минуту образуется 110-130 мл ультрафильтрата. Таким образом, каждый мл плазмы из 600 мл, проходящих через сосуды почки за 1 минуту (величина почечного плазмотока), теряет примерно 1/5 часть своего объема. Объем профильтровавшейся за минуту первичной мочи принято называть скорость клубочковой фильтрации (СКФ). Метод определения СКФ и почечного плазмотока основан на принципе очищения (подробное описание метода смотри в руководстве к лабораторным работам). Фильтрация считается довольно стабильным процессом, однако СКФ может изменяться при различных физиологических состояниях и при патологии. Регуляция почечного кровотока и СКФ происходит при участии симпатических нервов, ренин-ангиотензиновой системы и других факторов.

За сутки образуется огромное количество первичной мочи – 180 л, окончательной мочи выделяется лишь 1,5-2,0 л. Остальная жидкость подвергается реабсорбции в почечных канальцах. В результате реабсорбции обратно в кровь возвращается большая часть воды и растворенных в ней веществ, «провалившихся» через фильтр и представляющих ценность для организма. Результатом сложной работы канальцев, в которых, как мы увидим дальее, существует своеобразное «разделение труда», и явится образование окончательной мочи, состав и количество которой будет определятся водно-солевым балансом организма. Перейдем к описанию процессов, происходящих в канальцах.

Механизмы канальцевой реабсорбции.

В канальцах почки происходят два следующих этапа мочеобразования – процессы реабсорбции и секреции. Реабсорбция – процесс обратного всасывания веществ из просвета канальцев в кровь, при этом их выделение с мочой уменьшается. Секреция – процесс, обратный реабсорбции, в результате которого продукты, подлежащие выведению (экскреции),транспортируются в просвет канальцев; при этом их выделение с мочой увеличивается. Локализация важнейших транспортных процессов представлена на рис. 6.

Обращаем ваше внимание на то, что в основе реабсорбции и секреции лежат процессы мембранного транспорта через стенки канальцев. Они универсальны, и в принципе те же, что и действующие при переносе веществ через другие плазматические мембраны (при всасывании в кишечнике, транспорте в капиллярах).

Рисунок 6 Реабсорбция и секреция в почечных канальцах.

Направление стрелок указывает на реабсорбцию и секрецию

По многообразию транспортных процессов, их интенсивности, специфичности, избирательности — почки можно назвать уникальным органом. Перейдем к рассмотрению конкретных механизмов реабсорбции.

особенности анатомии и связь с функцией

Почки – это орган, отвечающий за выделительную систему организма человека. Кровоснабжение почек играет особенную роль для обеспечения нормального функционирования систем и обогащено характерной сосудистой сеткой. Если для остальных органов кровеносная система предназначена для донесения кислорода и вывода продуктов метаболизма, то почкам нужна система кровотока для процесса выделения жидкости. Такая особенность кровотока присуща только почкам в силу многочисленности выполняемых органами функций.

Кровоток почек: особенности строения

Отвечая за нормальный водно-солевой баланс, органы требуют усиленного кровообращения

Почки являются своеобразным «хранилищем» токсинов, которые требуют вывода из организма. Отвечая за нормальный водно-солевой баланс, органы требуют усиленного кровообращения. Особенности кровообращения почек заключаются в наличии большого и малого круга.

1. Большой или кортикальный круг – это кровеносные сосуды, питающие корковые пласты. Начинаясь от аорты, почечные артерии разветвляются и продолжаются междолевыми, которые берут начало в почечных воротах. В теле почки междолевые артерии заканчиваются артериолами клубочков. Сетка разветвленных капилляров образует сосудистые клубочковые соединения, локализованные у нефронов коркового типа и переходит в выносящие артериолы. Размеры выносящих артериол значительно меньше вносящих, за счет чего в сосудистых клубочках создается и постоянно поддерживается высокое давление, способствующее переходам соединений плазмы в каналы почек. Это первая фаза образования урины.
2. Второй, малый круг кровоснабжения формируется посредством выносящих сосудов. Важным фактом является неразветвление выносящих артериол. Для питания мозгового слоя органа, система врастает параллельными сосудами, разделяясь на капилляры, оплетающие нефроны и формирующие венозные капиллярные сети. Располагается второй (юсткамедуллярный) круг в плоскости соединения мозгового и коркового почечного вещества. Сетка приносящих/выносящих сосудов в месте снабжения нефронов не имеет различий по размеру окружности, что способствует поддержанию низкого давления и замедлению кровотока. Из-за этого жидкость, находящаяся в канальцах, впитывается обратно в кровь – это вторая фаза образования урины.

За одну минуту реального времени почки прокачивают 1,2 л крови, то есть четверть объема всей крови, выбрасываемой сердцем в аорту. При этом масса почек не превышает 0,43% от массы тела нормально здорового человека. Корковые сосуды пропускают до 93% объема кровотока, остальное снабжает мозговое почечное вещество. Норма почечного кровотока 4-5 мл/мин на 1 г ткани, это самый высокий показатель кровотока в органах.

Важно! Особенности кровоснабжения почек заключаются в том, что изменения артериального давления не влияют на почечный кровоток, при показателях 90-190 мм. рт. ст. кровоток сохраняет постоянство. Данный факт объясняется повышенной саморегуляцией системы почечного кровообращения и двойным «проходом» крови через капилляры: клубочковым и канальцевым

Регулирование почечного кровоснабжения

Высокий уровень саморегулирования кровоснабжения отвечает за стабильность работы органов

Высокий уровень саморегулирования кровоснабжения отвечает за стабильность работы органов, процесс образования первичной мочи вне зависимости от интервала показателей артериального давления. Достаточно одного сигнала симпатической сосудосуживающей нервной системы для изменения диаметра приносящих/выносящих артериол. Сосудистые стенки, состоящие из мышечных волокон, сокращают или расширяют просвет для поддержания кровотока. При снижении кровотока происходит уменьшение объема отделяемой мочи, а наступает это, если человек нервничает, испытывает боль, физическую нагрузку. Итог: увеличение сопротивления почечных артериол, повышение давления крови для улучшения фильтрационной способности органов.

Рекомендуем к прочтению:

Состояние чревато развитием необратимых патологических состояний. В целом же кровоток регулируется так:

1. Миогенный механизм саморегуляции сохраняет просвет сосудов коркового слоя, поддерживая высокую очистительную и фильтрационную способность.
2. Снижение давления до предельных значений (70 мм. рт. мт.) запускает РААС и вызывает выработку ренина. Синтез гормона приводит к выработке особого вещества антиогезина, заставляющего гладкие мышцы сужаться. Повышение мышечного тонуса запускает ускорения процесса фильтрации даже на фоне ослабленного кровотока почек.
3. Простагландин – еще один гормон, синтезируемый почками, выступает в качестве механизма регуляции, вызывая расширение сосудов органов, предупреждая спазм локальных участков и усиливая кровоток. В случае недостаточности выработки простагландина, диагностируется нефрогенная артериальная гипертензия.
4. При наблюдении максимального снижения скорости кровотока, происходит включение ККМ, предупреждающего избыточную выработку брадикинина – сильного вазодилятора, который служит для усиления почечного кровотока.

Недолговременное ослабление кровообращения никак не грозит функциональности органов, почки могут сами поддержать недостающее давление и выработку мочи, однако длительный процесс «работы на износ» приведет к истощению внутренних сил органа и кровообращение почки, фильтрация, будут нарушены.

Причины нарушений почечного кровообращения

Диагностировать заболевание сможет только опытный специалист путем забора лабораторных анализов и инструментального обследования

Осложнения делятся на врожденные и приобретенные. Врожденные патологии – это неправильное развитие внутренних органов в период внутриутробного формирования плода, приобретенные – полученные в результате травмы, патологий различного характера.

Последствия аномалий выражаются в осложнении работы почек. Например, недоразвитие или нарушение артерий, соединяемых с мочеточником, чревато передавливанием, что грозит увеличением размера органа из-за накопления мочи. Образуемый застой жидкости – прямой путь к развитию инфекций и снижению работы органов. Разрушение нефронов может спровоцировать почечную недостаточность, атрофию лоханочно-чашечной системы. Сбой микроциркуляции является причиной мочекаменной болезни, воспалений системы мочевыделения и потребует длительного терапевтического или операционного лечения.

Рекомендуем к прочтению:

Длительный дисбаланс давления зачастую приводит к стенозу почечной артерии. Это сужение сосудистого просвета, затрудняющее кровоснабжение почки, ведущее к ухудшению фильтрации. При развитии патологии есть риск утраты способности к образованию и выделению мочи. Возможными причинами патологии являются:

• атеросклероз;
• аневризма;
• воспалительные процессы в организме;
• новообразования.

Последствия же патологии выражаются в гормональных нарушениях, потере белка, изменении объемов циркуляции плазмы, дисфункции работы почек.

Диагностировать заболевание сможет только опытный специалист путем забора лабораторных анализов и инструментального обследования. Сложная система кровообращения органов обусловлена огромным количеством функций, выполняемых почками. Нарушения приводят к деструктивным изменениям всех систем жизнедеятельности организма, поэтому заболевания почек считаются одними из самых опасных и требуют обязательного неотложного лечения.

Кровоснабжение почек. Нормальная физиология

Кровоснабжение почек

Отличительной особенностью кровоснабжения почек является то, что кровь используется не только для трофики органа, но и для образования мочи. Почки получают кровь из коротких почечных артерий, которые отходят от брюшного отдела аорты. В почке артерия делится на большое количество мелких сосудов-артериол, приносящих кровь к клубочку. Приносящая (афферентная) артериола входит в клубочек и распадается на капилляры, которые, сливаясь, образуют выносящую (эфферентную) артериолу. Диаметр приносящей артериолы почти в 2 раза больше, чем выносящей, что создает условия для поддержания необходимого артериального давления (70 мм рт.ст.) в клубочке. Мышечная стенка у приносящей артериолы выражена лучше, чем у выносящей. Это дает возможность регуляции просвета приносящей артериолы. Выносящая артериола вновь распадается на сеть капилляров вокруг проксимальных и дистальных канальцев. Артериальные капилляры переходят в венозные, которые, сливаясь в вены, отдают кровь в нижнюю полую вену. Капилляры клубочков выполняют только функцию мочеобразования. Особенностью кровоснабжения юкстамедуллярного нефрона является то, что эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, которые вместе с петлей Генле спускаются в мозговое вещество почки и участвуют в осмотическом концентрировании мочи.

Через сосуды почки в 1 мин проходит около 1/4 объема крови, выбрасываемого сердцем в аорту. Почечный кровоток условно делят на корковый и мозговой. Максимальная скорость кровотока приходится на корковое вещество (область, содержащую клубочки и проксимальные канальцы) и составляет 4 – 5 мл/мин на 1 г ткани, что является самым высоким уровнем органного кровотока. Благодаря особенностям кровоснабжения почки давление крови в капиллярах сосудистого клубочка выше, чем в капиллярах других областей тела, что необходимо для поддержания нормального уровня клубочковой фильтрации. Процесс мочеобразования требует создания постоянных условий кровотока. Это обеспечивается механизмами ауторегуляции. При повышении давления в приносящей артериоле ее гладкие мышцы сокращаются, уменьшается количество поступающей крови в капилляры и происходит снижение в них давления. При падении системного давления приносящие артериолы, напротив, расширяются. Клубочковые капилляры также чувствительны к ангиотензину II, простагландинам, брадикининам, вазопрессину. Благодаря указанным механизмам кровоток в почках остается постоянным при изменении системного артериального давления в пределах 100- 150ммрт. ст. Однако при ряде стрессовых ситуаций (кровопотеря, эмоциональный стресс и т. д.) кровоток в почках может уменьшаться.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Кровоснабжение почки

Займемся теперь кровоснабжением почек. Кровоснабжение в почке играет особую роль, поскольку не только обеспечивает клеточный метаболизм, но и принимает непосредственное участие в мочеобразовании.

В 1 минуту через сосуды обеих почек у человека проходит около 1200 мл крови, т.е. около 20-25% крови, выбрасываемой сердцем в аорту. Так как масса почек у человека составляет всего лишь 0,43% массы тела,очевиден исключительно высокий уровень органного кровотока (рис.3) Величина почечного плазмотока и кровотока определяется методом очищения по ПАГ (руководство к проведению лабораторных работ).

Через сосуды коры почки протекает 91-93% крови, поступающей в почку, остальное ее количество снабжает мозговое вещество почки. Кровоток в коре почки в норме составляет 4-5 мл/г ткани. Важной особенностью почечного кровотока является высокий уровень саморегуляции – кровоток остается постоянным при изменении артериального давления боле, чем в два раза (например, с 90 до 190 мм рт.ст.).

Рисунок 3 Сравнение почечного и коронарного кровотока

Артерии почки отходят от брюшного отдела аорты, что обеспечивает высокий уровень артериального давления в приносящих артериолах, по которым кровь поступает в клубочек, содержащий разветвленную капиллярную сеть. Кровь от клубочка оттекает по выносящей артериоле, которая вновь распадается на вторичную сеть капилляров,оплетающих проксимальные и дистальные канальцы (перитубулярные капилляры). Далее по венам кровь покидает почку и поступает в нижнюю полую вену. Из клубочков юкстамедуллярных нефронов выносящая артериола доставляет кровь в мозговое вещество, где образуются прямые сосуды (vasa recta), глубоко спускающиеся в него вместе с петлями Генле и участвующие в осмотическом концентрировании мочи. Таким образом, кровоснабжение почек устроено по типу двух последовательных систем сосудов с регулируемым сопротивлением.

Основные этапы процесса мочеобразования

Мочеобразование складывается из трех основных процессов, представленных на рис.4.

Клубочковой или гломерулярной фильтрации.

Канальцевой реабсорбции.

Канальцевой секреции.

Перейдём к их описанию.

Клубочковая фильтрация

Образование мочи в почке начинается с ультрафильтрации плазмы крови в почечных клубочках. Жидкость проходит из просвета кровеносных капилляров в полость капсулы клубочка через клубочковый фильтр.

Рисунок 4 Основные процессы, обеспечивающие образование мочи

Рассмотрим подробнее структуру этого фильтра и силы, обеспечивающие процесс фильтрации.

Фильтрующая мембрана. Фильтрующая мембрана состоит из трех слоев: эндотелия капилляров, базальной мембраны и внутреннего листка капсулы Шумлянского — Боумена, который образован эпителиальными клетками – подоцитами. (Рис.5).

Клетки эндотелия капилляров имеют очень тонкие периферические участки, в просвет сосуда выступает лишь область клетки, где находится ядро. Боковые части клетки пронизаны довольно крупными отверстиями, обычно затянутыми тонкими диафрагмами. При нормальной скорости кровотока крупные молекулы белка образуют над этими порами барьерный слой, что служит препятствием для прохождения через поры не только глобулинов, но и альбуминов.

Таким образом, фенестрированный эндотелий капилляров ограничивает прохождение через клубочковый фильтр форменных элементов и белков, но свободно пропускает низкомолекулярные вещества, растворенные в плазме крови.

Следующий барьер гломерулярного фильтра – базальная мембрана. Ее «поры» ограничивают прохождение молекул в зависимости от размера, формы и заряда. Так как мембрана имеет сетчатую структуру, образованную тонкими нитями, происходит ограничение прохождения молекул размером более 3,4 нм. Отрицательно заряженная стенка пор затрудняет прохождение молекул с одноименным зарядом. Поры не являются круглыми, что также существенно для ограничения фильтрации альбуминов.

Рисунок 5 Структура клубочкового фильтра

Последним барьером на пути фильтруемых веществ служат подоциты. Их отростки («ножки») прилегают к базальной мембране со стороны капсулы клубочка, между ножками подоцитов находятся пространства, по которым течет фильтруемая жидкость. Однако и в этом случае существует заслон на пути фильтруемых веществ – щелевые мембраны, перегораживающие пространство между ножками подоцитов. Они ограничивают прохождение альбуминов и других молекул с большой молекулярной массой. Поверхность ножек соседних отростков покрыта отрицательно заряженными сиалогликопротеинами, ограничивающими прохождение отрицательно заряженных частиц. Поскольку подоциты содержат внутри отростков актомиозиновые миофибриллы, они могут сокращаться и расслабляться, действуя как микронасосы, откачивающие фильтрат в полость капсулы.

Такой многослойный фильтр обеспечивает сохранение белков в крови и образование практически безбелковой первичной мочи, в которой содержится большинство неорганических ионов и растворенных низкомолекулярных органических веществ почти в той же концентрации, что и в плазме.

Перейдем к рассмотрению тех сил, которые обеспечивают процесс фильтрации. Движущей силой фильтрации является эффективное фильтрационное давление (Рф). Оно создаётся разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (Pг) и противодействующими ему силами – онкотическим давлением белков плазмы крови (Рон) и гидростатическим давлением жидкости в капсуле клубочка (Рк).

Соответственно, формула для расчета имеет следующий вид:

Рф=Рг-(Рон+Рк).

Подставим числовые значения давлений и произведем расчет:

Рф= 70 мм рт.ст. – (30мм рт.ст.+20мм рт.ст.)=20мм рт.ст.

Таким образом, эффективное фильтрационное давление равняется 20 мм рт.ст. Как мы уже сказали, образовавшийся безбелковый фильтрат по своему составу близок плазме крови и имеет такую же, как и плазма, концентрацию осмотически активных веществ – 300 мосм/л. В обеих почках человека за 1 минуту образуется 110-130 мл ультрафильтрата. Таким образом, каждый мл плазмы из 600 мл, проходящих через сосуды почки за 1 минуту (величина почечного плазмотока), теряет примерно 1/5 часть своего объема. Объем профильтровавшейся за минуту первичной мочи принято называть скорость клубочковой фильтрации (СКФ). Метод определения СКФ и почечного плазмотока основан на принципе очищения (подробное описание метода смотри в руководстве к лабораторным работам). Фильтрация считается довольно стабильным процессом, однако СКФ может изменяться при различных физиологических состояниях и при патологии. Регуляция почечного кровотока и СКФ происходит при участии симпатических нервов, ренин-ангиотензиновой системы и других факторов.

За сутки образуется огромное количество первичной мочи – 180 л, окончательной мочи выделяется лишь 1,5-2,0 л. Остальная жидкость подвергается реабсорбции в почечных канальцах. В результате реабсорбции обратно в кровь возвращается большая часть воды и растворенных в ней веществ, «провалившихся» через фильтр и представляющих ценность для организма. Результатом сложной работы канальцев, в которых, как мы увидим дальее, существует своеобразное «разделение труда», и явится образование окончательной мочи, состав и количество которой будет определятся водно-солевым балансом организма. Перейдем к описанию процессов, происходящих в канальцах.

Механизмы канальцевой реабсорбции.

В канальцах почки происходят два следующих этапа мочеобразования – процессы реабсорбции и секреции. Реабсорбция – процесс обратного всасывания веществ из просвета канальцев в кровь, при этом их выделение с мочой уменьшается. Секреция – процесс, обратный реабсорбции, в результате которого продукты, подлежащие выведению (экскреции),транспортируются в просвет канальцев; при этом их выделение с мочой увеличивается. Локализация важнейших транспортных процессов представлена на рис. 6.

Обращаем ваше внимание на то, что в основе реабсорбции и секреции лежат процессы мембранного транспорта через стенки канальцев. Они универсальны, и в принципе те же, что и действующие при переносе веществ через другие плазматические мембраны (при всасывании в кишечнике, транспорте в капиллярах).

Рисунок 6 Реабсорбция и секреция в почечных канальцах.

Направление стрелок указывает на реабсорбцию и секрецию

По многообразию транспортных процессов, их интенсивности, специфичности, избирательности — почки можно назвать уникальным органом. Перейдем к рассмотрению конкретных механизмов реабсорбции.

Кровоснабжение почек

В почках различают 2-а круга кровообращения: большой корковый – 85-90% крови, малый юкстамедулярный – 10-15% крови. В физиологических условиях 85-90% крови циркулирует по большому (корковому) кругу почечного кровообращения, при патологии кровь движется по малому или укороченному пути.

Отличие кровоснабжения юкстамедулярного нефрона – диаметр приносящей артериолы примерно равен диаметру выносящей артериолы, эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, которые спускаются в мозговое вещество. Прямые сосуды образуют петли на различных уровнях мозгового вещества, поворачивая обратно. Нисходящие и восходящие части этих петель образуют противоточную систему сосудов, называемых сосудистым пучком. Юкстамедулярный путь кровообращения является своеобразным «шунтом» (шунт Труэта), в котором большая часть крови поступает не в корковое, а в мозговое вещество почек. Это так называемая дренажная система почек.

Особенностикровоснабженияпочек:

• во — первых: в почке самый высокий уровень органного кровотока. В одну минуту через сосуды обеих почек у человека проходит около 1200 мл крови, т.е. около 20-25% крови, выбрасываемой сердцем в аорту. За сутки через почки проходит 1700 л крови. Масса почек составляет 0,4% массы тела здорового человека. Через сосуды коры почки протекает 91-93% крови, поступающей в почку, остальное ее количество снабжает мозговое вещество почки. Кровоток в коре почки в норме составляет 4-5 мл/мин на 1 г ткани. Таким образом, удельный кровоток (на единицу массы) в почках примерно в 55 раз больше, чем в среднем по организму. Столь интенсивное кровоснабжение почек обусловлено выполнением ими выделительных функций, связанных с очисткой крови от продуктов обмена, токсических и других веществ.

• во — вторых: кровь поступает в гломерулу через афферентную (приносящую) артериолу, которая затем распадается на сеть капилляров, образуямальпигиев клубочек. При слиянии капилляры образуют эфферентную (выносящую) артериолу по которой кровь оттекает от клубочка. После отхождения от клубочка, выносящая артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг всех канальцев нефрона. Таким образом, большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры – вначале в клубочке, затем вокруг канальцев, это так называемая «чудесная сеть». В связи с этим, в почке принято выделять две сети капилляров –высокого и низкогодавления:

1) клубочковая (первичная «чудесная» сеть): клубочковые капилляры являются составной частью мальпигиевых телец, в которых осуществляются процессы фильтрации плазмы крови и образование первичной мочи;

2) перитубулярная (вторичная «чудесная» сеть): густая сеть капилляров, оплетающих проксимальные и дистальные канальцы нефрона. Кровь вперитубулярных капиллярахнаходиться под низким гидростатическим давлением– менее 15 мм рт.ст., что обеспечивает обмен крови с клетками почки и образование вторичной мочи. Затем, кровь из околоканальцевых капилляров оттекает в венозную систему и, в конечном счете, по почечной вене поступает в нижнюю полую вену.

• в — третьих:сравнительно высокое давление вклубочковых капиллярахпо сравнению с соматическими связано с особенностям кровоснабжения почки. Высокий уровень гидростатического давления крови в капиллярах почечных клубочков (60 – 70 мм рт.ст.) обусловлен тем, что почечные артерии короткие и берут начало непосредственно от брюшного отдела аорты. В почке артерия делится на большое количество мелких сосудов – артериол, приносящих кровь к клубочку. Диаметр приносящей артериолы в 2 раза больше диаметра выносящей, что создает сопротивление оттоку крови из клубочковых капилляров и способствует повышению внутрикапиллярного давления, который необходим для создания положительного фильтрационного давления и эффективной фильтрации крови.

• в — четвертых,отличительной чертой почечной гемодинамики является поддержание относительного постоянства кровотока и скорости клубочковой фильтрации даже при значительных колебаниях системного артериального давления от 75 до 160 мм рт. ст. Постоянство кровотока обеспечивается за счет двух механизмов саморегуляции:миогенного и гломерулотубулярного.

Миогенный (собственный)механизм заключается в сокращении или расслаблении гладких миоцитов циркулярно ориентированных по отношению к просвету приносящей артериолы, что приводит к вазоконстрикции или вазодилатации кровеносного сосуда. При повышении АД в приносящей артериоле, гладкие миоциты растягиваются, кальций входит в них, они сокращаются, что уменьшает количество поступающей крови в капилляры и как следствие давление в них снижается. При падении системного давления, приносящие артериолы, напротив, расширяются. Клубочковые капилляры также чувствительны к ангиотензину II, простагландинам, брадикининам, вазопрессину.

Гломерулотубулярный механизм обратной связи включает два совместно действующих механизма контроля за скоростью клубочковой фильтрации (СКФ), в которых участвуют (1) приносящие и (2) выносящие артериолы. Оба компонента гломерулотубулярного механизма обратной связи действуют сообща посредством структуры, называемой юкстагломерулярным аппаратом. Механизм обратной связи реализуется благодаря особенностям строения юкстагломерулярного комплекса, который состоит из клеток плотного пятна, расположенных в начальном отделе дистального канальца, и юкстагломерулярных клеток стенок приносящей и выносящей артериол. Клетки плотного пятна представляют собой особую группу эпителиоцитов дистального канальца, тесно прилегающего к приносящей и выносящей артериолам. Клетки плотного пятна содержат аппарат Гольджи, секреторные органеллы которого обращены к артериолам. Полагают, что данные клетки способны к выделению вещества, действующего на артериолы. Снижение концентрации NaCl в области плотного пятна приводит к расширению приносящей артериолы и повышенному высвобождению ренина. Клетки плотного пятна также воспринимают изменения объема жидкости, которая поступает в дистальный каналец с помощью сигналов, природа которых до конца не установлена. На основании экспериментальных данных предполагают, что снижение СКФ приводит к уменьшению объема жидкости в петле Генле, вызывая увеличение реабсорбции натрия и хлора в ее восходящем отделе, таким образом, приводя к снижению концентрации указанных ионов в области плотного пятна. Снижение содержания соли, является для плотного пятна сигналом, запускающим два процесса: 1) снижение сосудистого сопротивления в приносящей артериоле, что увеличивает гидростатическое давление в клубочке и возвращает СКФ к норме; 2) увеличение выделения ренина юкстагломерулярными клетками приносящих и выносящих артериол, где сосредоточены его большие запасы. Высвобождаемый этими клетками ренин используется в качестве фермента для образования ангиотензина I, который затем превращается в ангиотензин II. В итоге ангиотензин II сужает приносящие артериолы, увеличивая, таким образом, гидростатическое давление в клубочках и восстанавливая прежнюю величину СКФ. Оба компонента гломерулотубулярного механизма обратной связи действуют сообща, обеспечивая эффективную саморегуляцию СКФ при колебаниях артериального давления.

Благодаря указанным механизмам кровоток в почках остается постоянным при изменении системного артериального давления в пределах 75 до 160 мм рт. ст. Однако при ряде стрессовых ситуаций (кровопотеря, эмоциональный стресс и т.д.) кровоток в почках может уменьшаться.

Кровоснабжение почек — как оно осуществляется | Все о здоровье почек

Что такое кровоснабжение почек и его роль для организма?

Основным фильтром нашего организма являются почки. Именно они выполняют много важных функций, а осуществлять предназначение им помогает кровеносная система.

Функции почек:

• Выделительная, в процессе жизнедеятельности человека образуются продукты обмена, которые следует вывести из организма. В почках возникает моча, вместе с ней выводятся излишняя вода, токсичные вещества, соли, медикаментозные препараты.
• Метаболическая, в органе происходит расщепление глюкозы, белков, гормонов.
• Секреторная, связана с выработком почечных гормонов: простагландин, ренин, эритропоэтин, которые участвуют в поддержании баланса кровеносного давления.
• Эндокринная, осуществляет слияние почечных гормонов.
• Защитная, активизируется при выведении ядовитых и токсичных веществ.

Почки участвуют в регуляции осмотического давления внутренней среды человека, объема крови и внесосудистой жидкости, ионного состава внутренней среды.

Кровоснабжение почек усиленное, связано это с тем, что орган занимает главное место в сбалансировании водно-солевого баланса организма. Для других органов кровь нужна лишь для насыщения кислородом и поддержания нормальной деятельности. Что касается почек, то здесь кровеносная система, помимо донесения кислорода и вывода продуктов обмена, необходима для выделения жидкости. Кровь очищается, и участвует в создании мочи.

Почка единственный орган, который имеет большой объем кровотока, кровоснабжение здесь обильное. Благодаря строению органа и кровотоку в почках создается разное давление, к примеру, самое высокое давление в почечных клубочках, и связано данное явление с поддержанием фильтрационной функции.

Кровоток почечного кровоснабжения обладает высоким уровнем саморегуляции, он отвечает за процесс образования мочи,  за стабильность кровообращения.

Как осуществляется кровоснабжение почек?

Питание органа происходит через почечные артерии, которые начинаются с брюшной полости аорты. Сами артерии подразделяются на пять небольших сегментов, они протекают между мочеточником и почечной веной. Артерии органа короткие, поэтому они при попадании в орган делятся на мелкие сосуды, названные артериолами.

Артериолы приносят кровь к почечному клубочку, и уже там распадаются на капиллярную сеть. Капилляры внутри сливаются и объединяется в выходящую артериолу. Целью капилляров является образование мочи. Надо отметить, что приносящая артериола по диаметру в два раза больше, чем выносящая.

Отводящая артерия снова разветвляется в густую капиллярную сеть. Далее, кровь за счет газообмена переходит в мелкие вены, которые в дальнейшем сливаются, и образуют почечную вену. Она же, в свою очередь, переходит в нижнюю полую вену.

Этапы образования мочи:

• Первичная моча образуется в почечных клубочках из плазмы крови.
• Далее происходит обратное всасывание первичной мочи, для дальнейшей фильтрации.
• После обратного всасывания в мочу попадают ненужные микрочастицы для выхода из организма.

Особенность кровоснабжения почек состоит в наличии двух капиллярных систем, это система сообщающихся сосудистых клубочков и объединяющая почечные артерии. Благодаря данной особенности орган выполняет свою главную функцию по выведению излишней воды и продуктов обмена из организма.

В сутки у взрослого человека в среднем выделяется из организма около полутора литров мочи. Надо отметить, что это количество не постоянно и зависит от многих факторов, например, от объема выпитой жидкости, от состояния здоровья, от потоотделения.

Во время обильного потоотделения количество мочи уменьшается, а вода испаряется с поверхности тела. Сокращается количество урины и при употреблении в пищу продуктов, богатые солями и белками. Расщепление большого количества таких элементов дополнительно нагружают почки.

Суммарный кровоток в почках

Согласно медицинской статистике, фильтрация плазмы крови осуществляется в клубочках у мужчин со скоростью 125 мл/мин, а для женщин данный показатель составляет 110 мл/мин. Средний объем плазмы в сутки составляет 3 литра, и вся плазма фильтруется в почечных клубочках около 60 раз в течение суток.

Кровоснабжение в почках намного интенсивнее, чем в других органах. Их суммарный кровоток равен примерно 25 % ударного объема сердца. Как отмечают специалисты, кровоток в ткани почки из расчета на 100 г ее массы в 4 раза больше, чем в печени и основных мышцах, и в 8 раз больше, чем в мышце сердца.

Кровь в почках проходит 2 круга, это кортикальный (большой) и юкстамедуллярный (малый). Исходя из анатомии органа, кровоток в почках сконцентрирован в следующей последовательности: корковое вещество около 80 %, юкстамедуллярная зона коркового вещества составляет 15 %, мозговое вещество около 3 %, а жировая капсула равна 2 %.

Кровеносные сосуды органа в одну минуту пропускают через себя около 1/4 объема крови, выбрасываемого сердцем в аорту. Почечный кровоток условно подразделяется на корковый и мозговой. Наибольшая скорость кровотока отводится именно на корковое вещество, это область, содержащую клубочки и канальцы, и составляет 4-5 мл/мин на 1 г ткани, что является самым высоким уровнем кровотока.

За счет слаженного механизма сохраняется равномерный кровоток в почках. Но при различных стрессах и недомогание, к примеру, при кровопотере, эмоциональном стрессе, утомляемости кровоток в почках может уменьшаться.

Загрузка…