2 курс / Гистология / Мяделец.Частная гистология

этот орган является жизненно важным. Его удаление или повреждение приводит к несовместимым с жизнью изменениям в организме. С другой стороны, почки играют важную роль в патогенезе различных видов шока - угрожающих жизни состояний, возникающих в ответ на разные повреждения. В связи с этим почки часто называют “шоковым” органом. При развитии шока в почках происходит так называемое шунтирование кровотока - т.е. направление основной массы крови через сосуды, обслуживающие юкстамедуллярные нефроны, не участвующие в фильтрации мочи. Это шунтирование позволяет перераспределить кровоток для кровоснабжения жизненно важных органов, обеспечивающих выживание организма в условиях шока (мозг, сердце, легкие). Однако в результате возникающей при этом ишемии корковых нефронов может наступить их некроз с последующим развитием

острой почечной недостаточности и уремии (накопление в крови токсиче-

ских конечных продуктов обмена веществ).

РАЗВИТИЕ. Развитие почек начинается на первом месяце эмбриогенеза и продолжается после рождения. Источником их развития является промежуточная мезодерма - нефротом. У зародыша человека нефротом сегментирован только в головном и грудном отделах, а в каудальном отделе на сегменты не разделен. Несегментированная часть нефротома называется неф-

рогенной тканью.

В развитии почек выделяют три стадии:

Рис. 22.1. Схема развития почек

I – предпочка (пронефрос): 1 - протонефридии; II – первичная почка (мезонефрос): 2 – метанефридии; III – вторичная почка: 3 – компоненты нефрона, формирующиеся из метанефрогенной бластемы; 4 – мочевыводящие пути, формирующиеся из метанефрического дивертикула

1. Стадия пронефроса (головной почки, предпочки);

2. Стадия мезонефроса (туловищной, первичной почки);

3. Стадия метанефроса (тазовой, дефинитивной почки).

Пронефрос развивается на 3-й неделе эмбриогенеза из 8-10 передних сегментов нефротома. Из них образуют-

391

ся трубочки, называемые протонефридиями. Они одним, вентральным концом открываются в целом, а другим, дорзальным, обращены в сторону сомитов, от которых затем отделяются и, соединяясь друг с другом, образуют парные пронефрические протоки. Эти протоки постепенно удлиняются в направлении клоаки за счет присоединения к ним все новых канальцев, и достигают ее. У низших животных (ланцетник, низшие рыбы и др.) пронефрос существует во взрослом организме в несколько модифицированном варианте (имеются подобие клубочков и более тесная связь с сосудистой системой). При этом шлаки вначале выделяются в целом, а затем поступают в протонефридии и далее, после реабсорбции, через пронефрические протоки и клоаку выводятся из организма. У зародыша человека пронефрос не функционирует и редуцируется, но пронефрический проток, соединяясь с канальцами мезонефроса, превращается в важный зачаток - мезонефральный

(вольфов) проток.

В конце 4-й – начале 5-й недели эмбриогенеза из 25 пар сегментов нефротома начинает развиваться первичная почка - мезонефрос. Из этих сегментов образуются канальцы метанефридии, имеющие S-образную форму. Одним (дорзальным) концом они впадают в пронефрический проток, кото-

рый с этого момента называется мезонефральным (вольфовым) протоком.

Другим, вентральным концом метанефридии формируют капсулу, которая обрастает сосудистые веточки, отходящие от аорты, формируя вместе с ними почечное тельце. Благодаря почечным тельцам происходит фильтрация из плазмы крови конечных продуктов обмена веществ. Далее в метанефридиях происходит реабсорбция ряда веществ, однако концентрирование мочи в мезонефросе небольшое из-за отсутствия специальных структур мозгового вещества, удерживающих воду (элементов противоточно-множительной системы, см. ниже). Мезонефрос функционирует в течение 5 месяцев беременности, а затем редуцируется, однако в мужском организме часть его канальцев используется для образования некоторых структур яичка и его придатка. Во взрослом организме как дефинитивный орган мочевыделения мезонефрос существует у высших рыб и амфибий.

Метанефрос, или вторичная почка, начинает формироваться на 2-м месяце, а к 5-му месяцу эмбриогенеза уже функционирует. Она образуется из несегментированных частей нефротома - нефрогенной ткани - и мезонефрального протока. Каудальный конец мезонефрального протока непосредственно над областью впадения его в клоаку формирует так называемый метанефрический дивертикул, который внедряется в нефрогенную ткань. Нефрогенная ткань концентрируется вокруг дивертикула, образуя метанефрогенную бластему. Из метанефрогенной бластемы образуются все части нефронов дефинитивной почки. При этом нефрогенная ткань сохраняется в корковом веществе детей примерно до 3-летнего возраста, давая новые неф-

392

роны. Из мезонефральных протоков (метанефрических дивертикулов) образуется эпителий собирательных протоков, сосочковых каналов, лоханок, чашечек, мочеточников. Сосудистая система почки и ее соединительная ткань развиваются из мезенхимы. Эпителий различных участков слизистой оболочки мочевого пузыря имеет разное происхождение: образуется из энтодермы аллантоиса, мезодермы мезонефрального протока и частично из кожной эктодермы мочеполового синуса.

Аномалии и пороки развития мочевой системы. На эту патологию приходится до половины всех врожденных пороков развития.

1.Агенезия (отсутствие) или гипоплазия почки. Возникает вследст-

вие отсутствия индуцирующего влияния метанефрического дивертикула на метанефрогенную бластему. Могут встречаться одностороннее отсутствие почки (частота возникновения 1:1500) и двусторонняя гипоплазия (частота возникновения 1:4000).

2.Эктопия почки. Изменение местоположения почки. В этом случае она находится в области таза.

3.Седловидная почка. Возникает при слиянии нижних полюсов почек.

4.Кистозно измененная почка характеризуется формированием кист в мозговом веществе и атрофическими изменениями канальцев нефронов.

5.Дольчатая почка.

6.Гипоспадия и эписпадия уретры характеризуются расположением наружного отверстия мочеиспускательного канала соответственно на нижней и на верхней поверхности полового члена. У девочек, кроме того, может быть укорочение мочеиспускательного канала, расщепление клитора и дефекты шейки мочевого пузыря.

Имеют место также наследственные заболевания почек: наследственный нефрит (синдром Олпорта) и поликистоз почек. В последнем случае быстро наступает почечная недостаточность, и единственным методом лечения является как можно более быстрая пересадка донорской почки.

СТРОЕНИЕ. Почки являются паренхиматозными зональными орга-

нами. Снаружи каждая почка покрыта капсулой из плотной волокнистой соединительной ткани и, с передней поверхности, серозной оболочкой. От капсулы отходят тончайшие прослойки РВНСТ, богатые коллагеновыми и ретикулярными волокнами. По ним в почку поступают сосуды. У многих видов млекопитающих почки имеют дольчатое строение и состоят из более или менее обособленных, в различной степени сливающихся долей. У человека дольчатость органа в норме не выражена, выделение долей и долек в определенной степени условное (см. ниже). При аномалиях развития может наблюдаться дольчатая почка.

Почка состоит из коркового и мозгового вещества. Граница между ними неровная: корковое вещество проникает в мозговое в виде колонок Бер-

393

тини, а мозговое в корковое - в виде мозговых лучей Феррейна.

На границе коркового и мозгового вещества находятся дуговые арте-

рия и вена.

Рис. 22.2. Схема общего строения почки

1 – капсула почки;

2 – корковое, 3 – мозговое вещество; 4 – мозговые пирамиды; 5 – малая чашечка; 6 – большая чашечка; 7 – лоханка; 8 – мочеточник; 9 – почечная доля, ограниченная жирными линиями; 10 – почечный столб (почечная колонка Бертини); 11 – мозговые лучи Феррейна

Корковое вещество занимает наружную, по-

верхностную часть почки и мозговыми лучами Феррейна разделяется на отдельные участки. Часть коркового вещества внедряется в мозговое вещество в виде колонок Бертини, отделяющие друг от друга мозговые пирамиды, из которых состоит мозговое вещество. Широкие основания пирамид повернуты в сторону коркового вещества, а их вершины называются сосочками. Сосочки обращены в сторону начального отдела мочевыводящих путей. На поверхности сосочков открываются сосочковые каналы, которые собирают мочу из собирательных протоков и, в свою очередь, переходят в малые чашечки. Последние продолжаются в большие чашечки и далее - в почечную лоханку. Мозговая пирамида и прилегающая к ней снаружи часть коркового вещества называется почечной долей. У мелких животных (крысы, мыши) почка состоит только из одной пирамиды и, следовательно, доли. У человека таких пирамид около 20 (10-18). Мозговой луч с окружающим его корковым веществом формирует почечную дольку. Таким образом, несмотря на отсутствие выраженного дольчатого строения почки человека, в ней несколько условно выделяют дольки и доли.

ГИСТОФИЗИОЛОГИЯ НЕФРОНА

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон. Он представляет собой систему структур, состоящую из капсулы нефрона и пе-

394

реходящих друг в друга канальце: проксимальных извитого и прямого, тонкого сегмента, дистальных извитого и прямого. В каждой почке около двух (1-4) миллионов нефронов. В зависимости от локализации различают следующие их виды (Рис. 22.3; показаны только корковый и юкстамедуллярный нефроны).

1.Суперфициальные (поверхностные, короткие) нефроны ( 1%).

2.Корковые (промежуточные) нефроны (85%)

3.Юкстамедуллярные (околомозговые, короткие) нефроны ( 14% всех нефронов). Протяженность всех канальцев одного нефрона составляет около

5см, а всех нефронов - около 100 км. Дистальные извитые канальцы впадают в собирательные трубки, которые берут начало в мозговых лучах в корковом веществе, продолжаются в мозговое вещество и на вершинах пирамид открываются в сосочковые каналы. Указанные выше отделы нефронов располагаются как в корковом, так и в мозговом веществе.

Всостав коркового вещества входят следующие структуры (Рис.

22.4):

Рис. 22.3. Схема строения нефронов и собирательных протоков почки (по В.Л. Быкову)

К – капсула; КВ – корковое вещество; НЗМВ – наружная зона мозгового вещества; ВЗМВ – внутренняя зона мозгового вещества; НП – наружная полоска; ВП - внутренняя полоска; КН – корковый нефрон; ЮМН – юкстамедуллярный нефрон; ПТ – почечное тельце; ПО – проксимальный отдел (проксимальный извитой каналец + проксимальный прямой каналец; ДО – дистальный отдел (дистальный извитой каналец + дистальный прямой каналец); ПП – плотное пятно; СТ – собирательный проток

1) почечные тельца Мальпиги; 2) проксимальные извитые отделы (канальцы) всех видов нефронов;

395

3) дистальные извитые отделы всех нефронов. В корковом веществе залега-

ют также компоненты юкстагломерулярного аппарата, ЮГА (см. ниже). В мозговом веществе находятся (Рис. 22.5): 1) проксимальные прямые

канальцы; 2) тонкие канальцы (сегменты); 3) дистальные прямые канальцы. Помимо указанных отделов нефронов, в мозговом веществе находятся соби-

рательные протоки. Из этих же структур состоят и мозговые лучи.

Рис. 22.4. Строение коркового вещества почки 1 – почечное тельце; 2 – ка-

пилляр клубочковой (первичной) капиллярной сети; 3 - наружный листок капсулы клубочка; 4 – полость капсулы (мочевое пространство); 5 – подоцит (висцеральная клетка капсулы); 6 - проксимальный извитой каналец; 7 - дистальный извитой каналец; 8 – плотное пятно; 9 – периваскулярный островок мезангия; 10

– микроворсинчатая (щеточная) каемка проксимального эпителиоцита; 11 – перитубулярная (вторичная) капиллярная сеть

Имеются некоторые особенности локализации отделов корковых и юкстамедуллярных нефронов. У корковых нефронов в корковом веществе находятся почечные тельца, проксимальный и дистальный извитые канальцы, а остальные части лежат в наружной зоне мозгового вещества. Юкстамедуллярные нефроны имеют очень длинный тонкий сегмент, который состоит из нисходящей и восходящей частей (петля Генле). Они глубоко спус-

каются во внутреннюю зону мозгового веществ, в которой лежат также

396

прямые проксимальные и прямые дистальные канальцы. Остальные части этих нефронов лежат в корковом веществе.

Рис. 22.5. Строение мозгового вещества почки: 1 – собирательный проток; 2 – проксимальный прямой, 3 – дистальный прямой канальцы; 4 – тонкий сегмент; 5 – кровеносные сосуды

КАПСУЛА И ПОЧЕЧНОЕ ТЕЛЬЦЕ (Рис. 22.6). Капсула нефрона имеет вид двухстенной чаши, в которую входят капилляры первичной капиллярной сети. Вместе с капсулой они образуют по-

чечное тельце Мальпиги. В

почечном тельце выделяют

сосудистый полюс, находя-

щийся в месте расположения приносящей и выносящей артериол, и мочевой полюс,

прилежащий к начальному сегменту проксимального канальца.

Первичная (клубочковая) капиллярная сеть лежит между приносящей и

выносящей клубочковыми артериолами и содержит около 30 капиллярных петель. Между капиллярными петлями располагается мезангий - соединительная

ткань клубочка с особыми мезангиальными клетками и межклеточным веществом.

Мезангиальные клетки делятся на два вида:

Мезангиальные клетки гладкомышечного типа, составляющие ос-

новную массу клеток мезангия;

Мезангиальные клетки костномозгового происхождения.

Мезангиальные клетки выполняют следующие функции.

397

1. Сократительная функция, благодаря которой могут уменьшаться площадь поверхности первичной капиллярной стенки и фильтрационная

Рис. 22.6. Почечное тельце и юкстагломерулярный аппарат (по М. Россу и соавт., с изменениями В.Л. Быкова)

СП – сосудистый, МП – мочевой полюсы почечного тельца; ПИК - проксимальный извитой каналец; КАП – капилляры сосудистого клубочка; МА - мезангий с мезангиальными клетками; ПЛКК – наружный (париетальный) листок капсулы клубочка; ППК - периполярные клетки; ПЦ – подоциты; ЦП – цитоподии; ДИК – дистальный извитой каналец; ПП – плотное пятно; ПА – приносящая клубочковая артериола; ВА

– выносящая клубочковая артериола; ЮГК - юкстагломерулярные

клетки, юкстагломерулоциты; ЮВК – юкставаскулярные клетки (периваскулярный островок мезангия)

способность клубочка.

2.Фагоцитарная функция заключается в фагоцитозе старых компонентов базальных мембран капилляров клубочков.

3.Синтетическая функция - биосинтез новых компонентов базальных мембран (коллагенов I, III, IY и Y типов, протеогликанов, фибронектина и др.).

4.Эндокринная функция: синтез и секреция фактора активации тромбо-

цитов, интерлейкинов, фактора некроза опухоли, колониестимулирующих факторов, ренина, эритропоэтина.

Эндотелий капилляров клубочковой капиллярной сети состоит из

398

сильно уплощенных эндотелиоцитов с фенестрами размером около 0,1 мкм. Число фенестр изменяется в зависимости от функциональной нагрузки, причем их площадь может достигать 30% от общей поверхности эндотелиоцитов. Имеются данные о возможности появления в эндотелии истинных пор и формировании синусоидного капилляра. Покрывающий плазмолемму эндотелиоцитов гликокаликс несет отрицательный заряд, что имеет большое значение для процессов фильтрации.

Эндотелий лежит на трехслойной базальной мембране, общей для эндотелиоцитов и подоцитов (см. ниже). Наружный и внутренний слои в мембране светлые, средний - темный. В темном слое находятся микрофибриллы из коллагена IY типа, которые погружены в протеогликановый матрикс и образуют сеть с диаметром ячеек около 7 нм. Через эти ячейки в мочу могут проникать только очень мелкие белковые молекулы (диаметром не более 7 нм и молекулярной массой не выше 69 кД). При патологии размер ячеек может увеличиваться, и тогда в моче появляются крупные молекулы белка

(протеинурия) и так называемые “выщелоченные” эритроциты. “Выще-

лоченные” эритроциты, таким образом, обнаруживаются в моче при поражении почечных телец (например, при гломерулонефрите – воспалительном процессе в почечном клубочке), тогда как появление в ней «свежих» эритроцитов - признак повреждения мочевыводящих путей. Появление эритроцитов в моче обозначается термином “гематурия”.

Положительно заряженные частицы плазмы фильтруются легко, тогда как несущие отрицательный заряд - значительно труднее. Внутренний

(висцеральный) листок капсулы нефрона со всех сторон окружает клу-

бочковые капилляры. Этот листок состоит из одного слоя эпителиоцитов, которые называются подоцитами. От тела подоцитов отходят крупные отростки - цитотрабекулы, а от цитотрабекул - более мелкие отростки - цитоподии, которыми подоцит прикрепляется к базальной мембране. Прикреплению способствует белок базальной мембраны ламинин. Между цитоподиями имеются фильтрационные щели, через которые натянуты тонкие мембраны с поперечной исчерченностью - щелевые диафрагмы. При белковой нагрузке в условиях нормы цитоподии подоцитов резко укорачиваются или исчезают полностью. В результате подоцит плотно прилегает к базальной мембране. Одновременно в клетках резко возрастает количество лизосом, ферменты которых осуществляют протеолиз. Эти изменения носят адаптивный характер и направлены на предотвращение потери с мочой белка. Похожие изменения в подоцитах происходят также при некоторой патологии (например, липоидный нефроз) и носят специальное название “болезнь малых отростков подоцитов”. Такие изменения подоцитов ведут к дистрофическим изменениям и клеток проксимального отдела нефрона. Вместе с тем, при этом заболевании, несмотря на выраженные функциональные на-

399

рушения, изменения на светомикроскопическом уровне минимальны и проявляются лишь в утолщении базальной мембраны.

Функции подоцитов: 1) участие в работе фильтрационного барьера (см. ниже); 2) фагоцитоз и расщепление макромолекул, фильтрующихся из крови; 3) расщепление старых и биосинтез новых компонентов базальной мембраны и, таким образом, участие в ее постоянном обновлении; 4) эндокринная функция - участие в биосинтезе эритропоэтина.

ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ БАРЬЕР (Рис. 22.7). Эндотелий капилляров, трехслойная базальная мембрана и мембраны между цитоподиями подоци-

тов образуют фильтрационный (почечный, гемато-ренальный) барьер,

через который из плазмы крови в полость капсулы фильтруется первичная моча. Этот фильтр пропускает воду, соли, глюкозу, низкомолекулярные белки. Деятельность фильтрационного барьера нарушается при гломерулонефрите - воспалительном процессе, поражающем почечные тельца - и проявляется в протеинурии и гематурии (см. выше).

Рис. 22.7. Схема строения подоцитов и фильтрационного барьера почки (по Е.Ф. Котовскому)

1 – эритроцит в просвете капилляра; 1 – просвет капилляра; 3 – тело, 3а – ядро эндотелиоцита; 4 – цитоплазма эндотелиоцита с фенестрами; 5 – трехслойная базальная мембрана, общая для эндотелия и подоцитов; 6 – щелевые диафрагмы; 7 - ципоподия подоцита; 8 – цитотрабекула подоцита; 9 – подоцит; 10 – тело подоцита; 11 – ядро подоцита

Наружный (париетальный) листок капсулы представлен пло-

скими эпителиоцитами. В области сосудистого полюса он продолжается во внутренний листок. В этом месте наружный листок капсулы окружает сосудистый полюс в виде пояска, и в его клетках появляются секреторные гранулы, выделяющие свое содержимое в полость капсулы. Эти клетки называются периполярными. Их секрет, очевидно, участвует в регуляции мочеобразования, однако его химический состав и конкретное значение пока не-

400