Почки у человека

Чтобы обеспечить в организме постоянный состав крови необходимо выделение из нее отработанных веществ (шлаков). В этом процессе участвуют почки с мочевыводящими органами, кишечник, легкие, кожа. Строение почки человека максимально приспособлено для выведения излишней жидкости, отбраковки ненужных вредоносных веществ и сохранения полезных компонентов крови.

Немного анатомии

Почка – парный орган бобовидной формы. Каждая весит 150-200 г. Располагаются с обеих сторон от позвоночника, в зоне от поясничного третьего позвонка до двенадцатого грудного. Верхнюю и нижнюю границу именуют «полюсами». По вертикали верхние полюса лежат несколько ближе к позвонкам. Горизонтальный уровень у правого органа на 2 см ниже левого.

С внутренней стороны вогнутая поверхность образует «ворота», через которые в почку входят:

• артерия;
• нервные стволы.

Выходят:

• вена;
• мочеточник;
• лимфатический проток.

Снаружи почку покрывает плотная капсула из фиброзной ткани, за ней – жировая прослойка и фасция. Двумя листками фасция соединяется по внешнему краю. Она защищает орган подобно чешуе у почек растений, прикрепляет его к брюшной стенке, создает фиксированное вместилище для сосудов, нервов.

На разрезе видна макроструктура органа. Выделяются 2 слоя, которые совместно образуют почечную паренхиму:

• наружный, более темный – корковый;
• внутренний, светлый – мозговой.

При этом вещество коры вклинивается в подлежащую ткань. Эти участки именуются «столбами», а между ними из мозгового слоя образуются почечные пирамидки. Каждая пирамидка в узкой части имеет сосочек с мелкими отверстиями, который соединяется с начальной структурой выведения мочи – почечной чашечкой.

Мелкие чашечки (до 10 по числу) сливаются в более крупные (4-5) и переходят в лоханку, объемное образование ближайшее к воротам, из которого выходит мочеточник

Отсюда моча поступает в нижние мочевыделительные органы: мочевой пузырь и уретральный канал.

Расположение почек

Особый раздел – топографическая анатомия – определяет расположение органов относительно соседних образований, мышц, сосудов, костей, нервных ветвей. Мы бы назвали такой вид 3D-изображением.

Особенно важно знать соотношение почек с соседними органами оперирующим хирургам-урологам. Это люди, которые при хирургическом вмешательстве отвечают за безопасность пациента, бережный подход к измененному органу и минимальную травматичность.

Почки располагаются внебрюшинно, хотя соприкасаются с ней по передней и задней поверхности. Спереди от правого органа находятся:

• печень;
• двенадцатиперстная и ободочная кишка.

Перед левой почкой лежат:

• желудок;
• поджелудочная железа;
• селезенка;
• часть тонкого кишечника;
• нисходящий отдел поперечноободочной кишки.

К верхним полюсам вплотную прилегают надпочечники, покрытые жировой тканью. Еще выше расположены плотные диафрагмальные мышцы, разделяющие брюшную и грудную полости. Позади почек брюшная стенка укреплена крупными спинными мышцами (поясничной и квадратной).

Кровоснабжение

Кровоснабжение почки артериальной кровью берет начало от брюшного отдела аорты. Через почечную артерию за 4-5 минут проходит весь объем крови организма человека. От нее отходят к обоим органам влево и вправо почечные артерии.

Далее они распадаются на сеть веток:

• сосуды первого ряда делятся на 5 сегментов;
• второй ряд представлен междолевыми артериями;
• третий ряд состоит из дугообразных веток;
• четвертый – из междольковых.

После слияния выносящие сосуды образуют венулы. В корковом слое почки у человека лежат звездчатые вены. Они собирают кровь из мозгового вещества в междольковые сосуды, далее в дугообразные, одноименные с артериями. Кровоток переходит в почечную вену, с ней впадает в нижнюю полую. По отношению к одинаковой массе корковый слой получает в 20-40 раз больше артериальной крови, чем мозговой.

Лимфатические сосуды выходят из почечных ворот и направляются в региональные лимфатические узлы:

• почечные;
• ретрокавальные (названы так, потому что лежат за полой веной);
• преаортальные (расположены перед брюшной аортой);
• парааортальные (находятся вдоль сосуда).

Особенности иннервации

Почечные нервы образуют ренальное сплетение. Они получают «информацию» из центральных отделов через ветви блуждающего нерва и околопозвоночные узлы. В ткани располагается значительное количество рецепторов. Их раздражение посылает импульсы по афферентным (идут с периферии к центру) волокнам в спинной мозг. Они проходят в составе симпатических чревных нервов.

Обратные (эфферентные) волокна направляются с ветвями симпатических и парасимпатических нервов:

1. Симпатическая иннервация идет из нейронов, расположенных в боковых рогах спинного мозга, в нижних грудных и верхних поясничных сегментах.
2. Парасимпатическая – имеет меньшее значение, осуществляется ветками блуждающих нервов и общего тазового сплетения.

Иннервация нефронов переплетена с нервными окончаниями артериол, капиллярных клубочков, венул

Максимально развита сеть из нервных волокон в клетках юкстагломерулярной зоны.

Микроструктура почки

Бесперебойную работу по выведению шлаков в мочу обеспечивают структурные единицы почки – нефроны. В каждой почке имеется около миллиона таких образований. В случае снижения работоспособности части нефронов, оставшиеся берут на себя повышенную функциональную нагрузку. Поэтому патология почек длительно протекает скрытно и бессимптомно.

Каждый нефрон состоит из:

• капиллярных клубочков, в них поступает кровь из приводящей артерии;
• базальной мембраны;
• капсулы из двух лепестков с полостью внутри, окружающей клубочки (Шумлянского-Боумена);
• системы канальцев (прямых, извитых), сопровождающихся отводящими артериальными сосудами.

Подсчитано, что общая длина всех канальцев почки доходит до 100 км

Базальная мембрана с наружной стороны капиллярной стенки покрыта особыми клетками. Они называются «подоцитами», имеют характерные выступы, и лакуны (пространства между ними). Изнутри сосуда располагаются клетки эндотелия, образующие между собой небольшие просветы, «щели». Подобное строение похоже на губку, оно обеспечивает фильтрацию воды из состава плазмы.

Как работают нефроны?

Нефрон, как главная структурно-функциональная единица почки принимает кровь из почечной артерии под высоким давлением и с большой концентрацией растворенных в ней веществ. Внутри клубочка эти показатели значительно меньше. За счет перепада происходит переход жидкости и молекул мелкого и среднего размера через базальную мембрану, образованную эндотелиальными клетками сосудов и почечным эпителием.

Взаимосвязь строения почки и ее функций

Минувшая барьер жидкость скапливается между листками капсулы. Она называется первичной мочой. В ее состав входят кроме воды:

• азотистые вещества (мочевина, креатинин);
• растворенные соли;
• прочие шлаки;
• глюкоза;
• аминокислоты;
• витамины;
• низкомолекулярные компоненты.

Белки из-за значительных размеров в норме не проходят через базальную мембрану. Дальнейший процесс обратного всасывания происходит в канальцевом аппарате. Реабсорбции подвергаются:

• больший объем воды;
• аминокислоты;
• глюкоза;
• микроэлементы;
• витамины;
• электролиты.

Первичная моча движется по канальцам, почечный эпителий которых обладает уникальной способностью определять ценность и оптимальную концентрацию для организма растворенного вещества. Именно эти клетки могут вывести из плазмы лишнюю часть глюкозы, мочевины, изменить электролитный состав за счет избавления от кислотных или щелочных компонентов.

Эпителий канальцев состоит из кубических (помечены цифрой 2) и цилиндрических клеток (под цифрой 3), часть которых имеют «щеточки» на поверхности

Эти образования представляют собой мельчайшие выросты, что позволяет увеличить контактирующую с первичной мочой поверхность с 6 м² до 50 м². Аналогичным механизмом обладают клетки кишечной стенки.

Вторичная моча направляется в собирательные трубочки и выводится в отверстия пирамидальных сосочков (12-15 на каждой вершине). Таким образом она достигает чашечек, откуда поступает в лоханку и далее в мочеточник.

Значение почек в деятельности организма

Физиология почек тесно связана с деятельностью всего организма, каждого органа в отдельности. В целом на образование мочи и удаление шлаковых веществ тратится до 10% энергетических запасов.

Здоровые почки являются самообеспечивающим органом. Они синтезируют энергию собственными клетками из глюкозы и витаминов, для этого необходим кислород. По массе обе почки составляют около 0,5% всего веса тела человека. А по расходу кислорода – 9%. Доказано, что корковый слой потребляет кислорода больше, чем мозговой.

Изучение процессов повреждения почечной ткани в условиях кислородной недостаточности (гипоксии) показало насколько чувствителен аппарат к любым нарушениям кровоснабжения. Ишемия за счет тромбоза, атеросклеротических изменений главной артерии приводит к утрате функциональной полноценности почечных структур.

Уделяя максимальное внимание выработке мочи, нельзя забывать о том, какова роль почек в поддержании кислотно-щелочного баланса крови. Ведь правильный обмен веществ проходит только в условиях оптимальной внутренней среды.

Эту задачу выполняют эпителиальные клетки канальцев, которые способны:

• анализировать дошедший состав жидкости;
• констатировать отклонения в химическом составе и реакции.

Балансировка осуществляется путем накопления или выведения водорода, ионов натрия и калия, аммиачных соединений. При выводе в мочу щелочных остатков реакция крови становится ближе к кислой и, наоборот. Задержка электролитов связана также с недостаточным поступлением из пищи.

Своей деятельностью почки выполняют следующие цели:

• удаление из организма шлаков, ненужных продуктов жизнедеятельности клеток, метаболизма;
• выведение чужеродных веществ, обладающих антигенными свойствами;
• сохранение нужной концентрации биологически важных для организма компонентов в пределах текущих потребностей;
• внутри- и внеклеточная регуляция содержания электролитов, воды и солей;
• поддержку оптимального кислотно-щелочного баланса для обеспечения всех видов метаболизма.

Моча — результат работы почек

Как регулируется деятельность почек?

Одна из особенностей физиологии почек – выработка гормоноподобных веществ, которые обеспечивают их участие в общей деятельности органов и систем.

Ренин – является протеолитическим ферментом, синтезируется в клетках почечных клубочков, расположенных в юкстагломерулярной зоне. Отсюда он поступает в кровоток и лимфу. Фактически не считается гормоном, поскольку не имеет чувствительных клеток-мишеней. Однако он способствует выработке настоящего гормонального вещества – ангиотензина II.

Его действие заключается в:

• сужении артериальных сосудов;
• повышении кровяного давления (особенно в сосудах внутренних органов и кожи);
• усилении процесса реабсорбции в канальцах ионов натрия.

Другими способами регуляции обладают клетки продолговатого мозга, относящиеся к гипоталамусу. Они вырабатывают гормон вазопрессин (антидиуретический), который накапливается в задней доле гипофиза. При попадании в почечную ткань вазопрессин значительно усиливает реабсорбцию воды в извитых канальцах. Такой механизм срабатывает при больших потерях воды в жару, с кровотечением, рвотными массами.

Действие вазопрессина сопровождается уменьшением объема вторичной мочи, задержкой воды в организме

Регуляцией обладает и альдостерон, который синтезируется в надпочечниках. Отличается способностью изменять реабсорбцию в канальцах, усиливает задержку натрия и удаляет калий.

Влияние нервной системы заключается в:

• сужении сосудов почек и снижении фильтрации под воздействием симпатических импульсов;
• усилении кровотока при раздражении парасимпатических нервов.

Особенности работы почек у детей

После рождения процесс формирования структур, необходимых для выполнения почками всех функций, незакончен, хотя количество нефронов уже равно взрослому организму. Морфологически структура детской почки полностью будет готова работать к 3-6 годам.

Эпителий базальной мембраны клубочков состоит только из высоких цилиндрических клеток. Кубических пока не имеется. Поэтому значительно уменьшена поверхность фильтрации, одновременно увеличено сопротивление.

Канальцевый аппарат в грудном возрасте представлен узкими и короткими образованиями, эпителий пока не в состоянии выполнять секретирующую функцию, выделять из организма лишнюю воду.

Выделение отработанных веществ в детском возрасте значительно ограничено. Регулирующая функция альдостерона и антидиуретического гормона снижена. Эпителий канальцев не отвечает на появление этих веществ.

Работа почек зависит от вида вскармливания грудного ребенка:

• «груднички» практически не нуждаются в процессе реабсорбции, все вещества, получаемые с грудным молоком, усваиваются полностью;
• «искусственникам» необходима регуляция кислотно-щелочного баланса, поскольку под влиянием чужеродных белков питательных смесей кровь закисляется и нуждается в очистке от шлаков.

Секреция канальцевым эпителием щелочных и кислотных компонентов мочи у детей недоразвита. Это вызывает серьезный недостаток – склонность к повышенному образованию солей. В моче ребенка быстро появляются аморфные фосфаты, оксалаты.

Поскольку кислых компонентов выделяется меньше, чем щелочных в 2 раза, организм детей склонен реагировать ацидозом в ответ на разные заболевания. Кормление преимущественно белковыми продуктами только увеличивает эту возможность.

Изучение строения и функций почек позволяет сравнивать работу здорового и измененного органа, подбирать лекарство, поддерживающее естественные процессы. Разработка метода гемодиализа, позволяющего спасти многих пациентов, основана на подражании почечной фильтрации.