Kłębuszki nerkowe

Kłębuszki nerkowe (z kłębka, kuli) to gęsta sferoidalna sieć naczyń włosowatych tętniczych, odpowiedzialna za filtrowanie krwi.

Nefron

Każda z dwóch nerek organizmu zawiera około półtora miliona nefronów. Nefron jest uważany za jednostkę funkcjonalną nerki, ponieważ sam jest w stanie wykonywać wszystkie funkcje, za które odpowiada nerka.Każdy pojedynczy nefron można dydaktycznie podzielić na sekcje:

Ciałko nerkowe: składa się z kłębuszka nerkowego i torebki Bowmana; ta ostatnia jest wydrążoną kulistą strukturą ze ślepym końcem, który otacza kłębuszki nerkowe, aby zebrać filtrat. Razem kłębuszki nerkowe i torebka Bowmana tworzą ciałko nerkowe, znane również jako ciałko Malpinghi lub Malpighian
Elementy rurkowe: filtrat zebrany przez kapsułę Bowmana jest kierowany do szeregu kanalików, gdzie zostaje pozbawiony substancji użytecznych dla organizmu (reabsorpcja) i wzbogacony o te obecne w nadmiarze lub uważane za niebezpieczne (wydzielanie). podzielona jest na trzy sekcje - kanalik proksymalny, pętla Henlego, kanalik dystalny - każdy z nich specjalizuje się w reabsorpcji i/lub sekrecji poszczególnych składników krwi

Jak stwierdzono powyżej, ilość jakiejkolwiek substancji obecnej w moczu (wydalony ładunek) jest wynikiem następującego wyrażenia:

Obciążenie wydalane (E) = Obciążenie filtrowane (F) - Obciążenie reabsorbowane (R) + Obciążenie wydzielane

W celach dydaktycznych na powyższym obrazku nefron wydaje się być rozłożony, podczas gdy w rzeczywistości skręca się i składa na siebie kilka razy (zdjęcie poniżej).

Ciałko nerkowe

Na dwóch końcach kłębuszka nerkowego znajdują się dwie tętniczki, które łączą go z układem krążenia. Powyżej znajdujemy „tętniczkę, zwaną aferentną, która przenosi krew, która ma być filtrowana; w dół znajdujemy” tętniczkę, zwaną odprowadzającą, która przenosi częściowo przefiltrowaną krew w sieci naczyń włosowatych rozmieszczonych wokół elementów kanalików.

W ten sposób naczynia włosowate okołokanalikowe wychodzące z tętniczek odprowadzających mogą zbierać ponownie wchłonięte przez kanaliki składniki krwi i wydzielać substancje, które należy usunąć z krwi, a następnie wydalić z organizmu wraz z moczem.

Jak pokazano na powyższym rysunku:

tętniczka doprowadzająca ma większy kaliber niż odprowadzająca.
w nefronach przyszpikowych długie naczynia włosowate okołokanalikowe, które wnikają głęboko w obszar rdzenia nerki, nazywane są vasa recta.

Krew wypływająca z naczyń włosowatych okołokanalikowych jest gromadzona w żyłkach i małych żyłach, które wpływają do żyły nerkowej, aby wynieść krew poza nerkę.

Kłębuszki nerkowe: jakie są jego funkcje?

Kłębuszki nerkowe działają jak filtr dla przepływającej przez niego krwi.

Filtracja jest procesem pasywnym, stosunkowo niespecyficznym, który wyznacza pierwszy etap tworzenia moczu.Jak zobaczymy w następnym rozdziale, naczynia włosowate kłębuszków nazywane są fenestrowanymi, ponieważ mają stosunkowo duże pory, przez które może przejść wiele składników trochę krwi.

W szczególności kłębuszki nerkowe można porównać do sita o dużej siatce, zdolnego do zatrzymywania jedynie białek i krwinek. Z tego powodu filtrat zebrany w kapsułce Bowmana, zwany ultafiltratem lub pre-moczem, ma skład bardzo podobny do osocza (płynna część krwi), ale bez białek osocza.

Ogółem objętość ultrafiltratu nerkowego wynosi około 120-125 ml na minutę, czyli około 170/180 l na dobę.Ponieważ ilość wydalanego moczu jest ponad 100 razy mniejsza, widać wyraźnie, jak układ kanalikowy ponownie wchłania przytłaczające większość ultrafiltratu kłębuszkowego.

Wzdłuż ścieżki kanalikowej ultrafiltrat przechodzi szereg zmian, które prowadzą do wytwarzania skoncentrowanego (ostatecznego) moczu w ilości około 1/1,5 litra dziennie.

Bariery filtracyjne

Krew jest popychana przez ciśnienie hydrostatyczne do ścian naczyń włosowatych kłębuszków, co sprzyja przechodzeniu wielu jej składników do torebki Bowmana, gdzie gromadzą się tworząc ultrafiltrat (lub mocz wstępny). musi przejść przez trzy różne bariery filtracyjne:

śródbłonek kapilarny: zgodnie z przewidywaniami naczynia włosowate kłębuszków są otworami kapilarnymi z dużymi porami, które umożliwiają większości składników krwi filtrowanie przez śródbłonek. Średnica tych porów pozwala na przechodzenie wielu substancji, przez co jest zbyt mała tylko dla niektórych białek osocza i komórek krwi (łącznie określanych jako elementy ciałka), które pozostają we krwi. W szczególności, w normalnych warunkach, kapilary z okienkami umożliwiają filtrację cząsteczek o średnicy mniejszej niż 42 Å. Chociaż cząsteczka albuminy jest mniejsza (36 Å), w normalnych warunkach nie może przejść przez śródbłonek naczyń włosowatych, ponieważ jest blokowana przez utrwalone ujemnie naładowane białka, które ją odrzucają (ponieważ albumina jest również naładowana ujemnie).

Jak pokazano na rysunku, w przestrzeniach otaczających kłębuszki nerkowe znajdują się tzw. komórki mezangialne. Są to wyspecjalizowane komórki, zdolne do modyfikowania przepływu krwi przez naczynia włosowate poprzez kurczenie się (a więc zwiększanie go) lub rozluźnianie (zmniejszanie go). Komórki mezangialne są również odpowiedzialne za fagocytozę i wydzielają cytokiny związane z procesami odpornościowymi i zapalnymi.
blaszka podstawna: okienkowany śródbłonek naczyń włosowatych krwi spoczywa na cienkiej blaszce podstawnej, zwanej gęstą blaszką, która oddziela śródbłonek kapilarny torebki Bowmana. Blaszka podstawna składa się z glikoprotein i materiału kolagenopodobnego (proteoglikanów); oba składniki są naładowane ujemnie, co pomaga w odrzuceniu większości białek osocza, zapobiegając ich filtracji
Nabłonek torebki Bowmana: zawiera wyspecjalizowane komórki zwane podocytami (podos, stopa); każdy podocyt charakteryzuje się wyrostkami cytoplazmatycznymi, zwanymi szypułkami, które wystają jak macki z ciała komórki, otaczając naczynia włosowate kłębuszków i spoczywają bezpośrednio na gęstej blaszce ściana W ten sposób powstają szczeliny filtracyjne (pory szczelinowe), oddzielone membraną.
Podobnie jak komórki mezangialne, podocyty również posiadają włókna kurczliwe połączone z błoną podstawną białkami zwanymi integrynami. Na kurczliwość tych typów komórek wpływa endokrynologiczne działanie niektórych hormonów, które regulują ciśnienie krwi i równowagę płynów w organizmie.

Dzięki tym trzem barierom filtracja składników krwi powoduje:

wolny dla cząsteczek o promieniu <20 Å
zmienna dla cząsteczek o promieniu 20-42 Å (70 - 150 Kd): filtrowalność między 20 Å a 42 Å zależy od ładunku. Ponieważ większość białek osocza jest naładowanych ujemnie, bariera filtracyjna zapobiega lub poważnie ogranicza filtrację białek o promieniu 20-42 Å.
brak dla cząsteczek promień > 42Å