2 курс / Гистология / Мяделец.Частная гистология
.pdfизвестны. Между двумя листками капсулы находится полость капсулы, в которую поступает первичная моча. В области мочевого полюса наружный листок капсулы продолжается в эпителий проксимального канальца нефрона, а полость капсулы - в полость проксимального канальца.
Функции почечного тельца: 1) участие в первой фазе мочеобразования - фильтрации первичной мочи; 2) эндокринная функция, связанная с деятельностью юкстагломерулярного аппарата (см. ЮГА).
ПРОКСИМАЛЬНЫЙ КАНАЛЕЦ НЕФРОНА (см. рис. 22.3). В про-
ксимальном отделе нефрона выделяют извитую и прямую части. Обе час-
ти имеют одинаковое строение, но различную локализацию. Проксимальный извитой отдел многократно извивается в корковом веществе вокруг почечного тельца. Проксимальный прямой каналец является толстым нисходящим коленом петли нефрона (петли Генле) и находится в мозговых лучах и мозговом веществе. Диаметр проксимального отдела в среднем равен около 50 мкм. Каналец имеет слабо выраженный просвет и образован эпителиальными клетками призматической или кубической формы, лежащими на базальной мембране. Клетки имеют оксифильную цитоплазму, часто мутную из-за всасывающегося белка. В световом микроскопе на апикальном полюсе клеток можно видеть щеточную каемку, а в базальной части – базальную исчерченность. Щеточная каемка в электронном микроскопе представлена многочисленными (до нескольких тысяч) длинными (3-6 мкм) микроворсинками, в 30-40 раз увеличивающими всасывающую поверхность клеток. Между микроворсинками находятся ямки, часто превращающиеся в пиноцитозные пузырьки, которые транспортируют макромолекулы. В области щеточной каемки выявляется высокая активность щелочной фосфатазы, участвующей во всасывании макромолекул.
Базальная исчерченность при изучении в электронном микроскопе представляет собой глубокие инвагинации базальной цитолеммы с формированием переплетающихся отростков (базальный лабиринт), в которых упорядоченно находится большое число митохондрий. Цитолемма клеток в области базального лабиринта отличается высокой активностью натриевых насосов, осуществляющих транспорт натрия из мочи в интерстициальное пространство.
В проксимальном нефроците содержится большое количество лизосом, которые расщепляют захваченные клеткой из первичной мочи путем пиноцитоза макромолекулы, преимущественно белки. Образующиеся аминокислоты затем поступают из клеток в кровь. Проксимальный каналец выпол-
няет следующие функции:
1)облигатное (обязательное) обратное всасывание из первичной мочи в кровь белков и глюкозы,
2)факультативное всасывание воды и минеральных веществ.
401
3)секреция некоторых органических кислот и оснований;
4)экскреция некоторых экзогенных веществ, например, введенной в
кровь краски.
5)биосинтез кальцитриола.
ТОНКИЙ КАНАЛЕЦ НЕФРОНА. В корковых нефронах этот отдел имеет только нисходящую часть и залегает в основном в мозговых лучах и наружных отделах мозгового вещества, тогда как в юкстамедуллярных нефронах он имеет нисходящую и восходящую части, которые спускаются глубоко в мозговое вещество. Тонкий отдел участвует в формировании петли Генле, являющейся главным компонентом поворотно-противоточно- множительной системы почек (см. ниже). Стенка тонкого отдела выстлана однослойным плоским эпителием, в клетках которого базальная плазмолемма формирует глубокие складки и цитоплазматические каналы. Апикальный полюс формирует многочисленные микроворсинки. Такое строение клеток тонкого отдела облегчает пассивный транспорт через них воды.
Функции. Тонкий отдел является тем участком нефрона, в котором происходит пассивная реабсорбция воды из первичной мочи. В восходящей части тонкого отдела юкстамедуллярных нефронов, которая, напротив, непроницаема для воды, помимо этого происходит диффузия Nacl.
ДИСТАЛЬНЫЙ ОТДЕЛ подразделяется на дистальный прямой и дистальный извитой канальцы. Дистальный прямой каналец участвует в образовании восходящего колена петли Генле и входит в состав мозгового вещества и мозговых лучей. Дистальный извитой каналец, многократно извиваясь в корковом веществе, подходит к почечному тельцу, образуя плотное пятно (см. ЮГА), а затем впадает в собирательный проток. В отличие от проксимального дистальный отдел имеет хорошо выраженный просвет. Он образован кубическими и призматическими (в дистальной части) клетками со светлой цитоплазмой, в которых имеется базальная исчерченность, представленная базальным лабиринтом с обилием митохондрий. Вместе с тем, базальный лабиринт в клетках дистального отдела выражен слабее, чем в проксимальном отделе. Поскольку на апикальной поверхности клеток микроворсинки немногочисленные, щеточная каемка в нефроцитах дистального отдела не формируется. В клетках снижено содержание лизосом и пиноцитозных пузырьков. В цитолемме эпителиоцитов дистального отдела содержится большое количество натриевых каналов, характеризующихся высокой избирательностью к Na+ и чувствительностью к диуретическим лекарственным препаратам.
Функции дистального отдела: 1. В дистальном отделе происходит дополнительная реабсорбция электролитов из мочи. Эти процессы идут активно, т.е. против градиента концентрации, с затратой энергии, образующейся в митохондриях базального лабиринта. Ионы поступают в соединительную
402
ткань, а затем в капилляры вторичной капиллярной сети. Стенка дистального канальца непроницаема для воды. Так как дистальные канальцы лежат рядом с тонким отделом, то повышение концентрации ионов в интерстициальной РСТ вокруг тонкого отдела ведет к пассивному выходу воды из тонкого отдела в интерстициальную РВНСТ и далее в кровь.
2. В клетках дистального отдела синтезируется кининогенин (калликреин).
СОБИРАТЕЛЬНЫЕ ПРОТОКИ. Эти образования к нефрону не относят-
ся, являясь началом внутрипочечных мочевыводящих путей. В них на разном уровне впадают дистальные извитые канальцы. Собирательные протоки выстланы кубическим эпителием в корковом веществе и цилиндрическим - в мозговом. В составе эпителия выделяют светлые (главные) и темные (вставочные) клетки. Преобладают светлые клетки. Они содержат слаборазвитые органеллы, на апикальной поверхности имеют 1-2 реснички. Светлые клетки выполняют обратную реабсорбцию воды и, возможно, секретируют простагландины. В цитолемме этих клеток находятся аквапорины - интегральные белки, образующие водные каналы. Деятельность аквапоринов регулируется антидиуретическим гормоном (АДГ). В присутствии АДГ водные каналы открываются, и эпителий собирательных протоков, до этого непроницаемый для воды, пропускает ее из просвета трубок в интерстициальную соединительную ткань и далее - в кровь. При недостатке АДГ большое количество жидкости уходит с мочой - возникает центральный несахарный диабет. При генетических аномалиях аквапоринов формирует-
ся несахарный диабет почечной природы.
Темные (вставочные) клетки имеют внутриклеточные секреторные канальцы с прилежащими к ним многочисленными митохондриями. По строению и функции они похожи на париетальные клетки желез желудка. Выделяют два вида темных клеток: А-клетки секретируют HСl (Н+), а В- клетки - НСО3-. Деятельность темных клеток приводит к формированию кислой среды мочи, что препятствует образованию камней и обеспечивает бактерицидные свойства мочи. Кроме того, благодаря секреции указанных веществ собирательные трубочки участвуют в регуляции кислотнощелочного равновесия. Количество темных клеток убывает до полного исчезновения в дистальном направлении.
Итак, функциями собирательных протоков является дополнительное всасывание из мочи жидкости, подкисление мочи и участие в регуляции ки- слотно-щелочного равновесия.
ФИЛЬТРАЦИОННО-РЕАБСОРБЦИОННАЯ ТЕОРИЯ МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ. Таким образом, образование мочи основывается на двух процессах: фильтрации и реабсорбции. Фильтрация обеспечивается деятельностью почечного тельца, в котором из крови первичной капиллярной сети фильтрует-
403
ся первичная моча. Реабсорбция осуществляется в канальцах нефронов и собирательных трубочках при тесном взаимодействии их с капиллярами вторичной (перитубулярной) сети. За 1 сутки через почки проходит около 1000 л крови. Из нее в почечных тельцах путем фильтрации образуется 100 - 180 л первичной мочи, которая поступает в проксимальные канальцы. В них происходит реабсорбция воды, электролитов, белков, сахаров, а также секреция некоторых органических кислот и оснований. В тонких отделах дополнительно реабсорбируется вода, а в дистальных канальцах - электролиты. Дополнительное всасывание воды осуществляется в собирательных трубках, где происходит также подкисление мочи. В конечном итоге образуется около 2 л окончательной, вторичной мочи, содержащей шлаки и подлежащей выведению из организма.
КРОВОСНАБЖЕНИЕ ПОЧКИ (Рис. 22.8, 22.9). В связи с особым значением почек в регуляции состава внутренней среды организма они имеют важные особенности кровоснабжения, знание которых крайне необходимо врачу. Эти особенности заключаются в создании условий для поддержания фильтрационного давления, обеспечения реабсорбции, функционирования поворотно-множительного механизма и т.д.
404
Рис. 22.8. Схема кровоснабжения почки (по В.Г. Елисееву и соавт.)
I – корковый нефрон; II – околомозговой нефрон. Линия обозначает границу между корковым и мозговом веществом почки. Стрелками обозначено направление движения крови 1 – междолевая артерия почки; 2 – дуговая артерия; 3 – междольковая артерия; 4 –
приносящая артериола; 5 – сосудистый клубочек почечного тельца (первичная капиллярная сеть); 6 – выносящая артериола; 7 – вторичная (перитубулярная) капиллярная сеть; 8 – междольковая вена; 9 – дуговая вена; 10 – междолевая вена; 11 - истинная прямая артериола; 12 – ложная прямая артериола; 13 – проксимальный извитой каналец; 14 - дистальный извитой каналец; 15 – собирательный проток
Сосуды почки имеют характерную архитектонику в связи с наличием двух основных видов нефронов: корковых и юкстамедуллярных (см. выше). Кровь поступает в почку через почечную артерию, которая делится на междолевые (терминальные) артерии, достигающие границы коркового и мозгового вещества. Здесь междолевые артерии разделяются на несколько стволов, идущих параллельно указанной границе. Это дуговые артерии (Рис. 22.8, 22.9). От дуговых артерий радиально отходят междольковые артерии, а от последних - приносящие артериолы, которые вступают в капсулу неф-
405
рона и распадаются на первичную капиллярную сеть. Ее строение рассмотрено выше. Функцией этой сети является фильтрация первичной мочи. Первичная капиллярная сеть собирается в выносящие артериолы, диаметр которых в корковых нефронах меньше, чем диаметр приносящих артериол. В результате в первичной капиллярной сети создается необычно высокое для капилляров фильтрационное давление - 50-90 мм рт. ст. И приносящая, и выносящая артериолы имеют хорошо выраженную мышечную оболочку, что позволяет поддерживать фильтрационное давление. Т.к. первичная артериальная сеть лежит между двумя артериолами, она относится к
“чудесной” капиллярной сети.
Рис. 22.9. Дуговые сосуды почки 1 – дуговая артерия; 2 – дуго-
вая вена; 3 – жировая ткань; 4
– пирамида мозгового вещества; 5 – почечная лоханка; 6 – уротелий (переходный эпителий) лоханки
Выносящие артериолы распадаются на вторичную,
или перитубулярную капиллярную сеть, имеющую фенестрированный эндотелий и выполняющую две основные функции: 1) обратную реабсорбцию веществ из первичной мочи;
2) трофику паренхимы почки. В капиллярах этой сети поддерживается низкое артериальное давление для облегчения реабсорбции.
Вторичная капиллярная сеть собирается в звездчатые венулы или (в средних отделах коркового вещества) - прямо в междольковые вены. Дальнейшая последовательность кровотока следующая: дуговые вены меж-
долевые вены почечная вена.
Приведенная выше схема представляет собой кортикальный путь кровообращения.
Юкстамедуллярный круг кровообращения имеет несколько отличи-
тельных особенностей.
1. Выносящие артериолы юкстамедуллярных почечных телец не распадаются в корковом веществе на вторичную капиллярную сеть, а в виде ложных прямых артериол спускаются в мозговое вещество и только здесь от-
406
дают веточки, которые формируют перитубулярную капиллярную сеть. Основной ствол ложных прямых артериол поворачивает вверх и переходит в ложные прямые венулы и вены, которые впадают в дуговые вены. Ложные прямые артериолы и венулы - один из компонентов противоточномножительного механизма (см. ниже).
2.Диаметры приносящей и выносящей артериол либо равны, либо выносящая артериола даже шире приносящей. В результате достаточное фильтрационное давление не создается. Поэтому юкстамедуллярные нефроны не имеют большого значения в образовании мочи, играя роль шунта при физической работе.
3.К канальцам юкстамедуллярных нефронов, залегающим глубоко в мозговом веществе, помимо ложных прямых артериол приносят кровь истинные дуговые артериолы, отходящие непосредственно от дуговых артерий. После распада на перитубулярную капиллярную сеть они собираются в истинные дуговые венулы.
Снарушениями функционирования кровеносной сосудистой системы почек связаны различные виды почечной патологии. В качестве примера можно привести синдром длительного раздавливания. Этот синдром раз-
вивается через некоторое время после высвобождения людей из-под обломков разрушенных зданий после землетрясений, бомбежек и т.д. при условии, что имело место длительное сдавление сосудов конечностей тяжелыми предметами с ишемией. Такие люди в последующем могут погибнуть от анурии. Одной из причин ее развития является стойкий спазм периферических 2/3 отделов междольковых артерий почек. При этом основная масса крови начинает циркулировать через юкстамедуллярные клубочки, а кровообращение в наружных зонах коркового вещества прекращается, что ведет к гибели почечной паренхимы. Такой же спазм междольковых артерий почки наблюдается при шоковых состояниях и приводит к острой почечной недостаточности. По этой причине почку называют “шоковым” органом.
ЮКСТАГЛОМЕРУЛЯРНЫЙ АППАРАТ (ЮГА, Рис. 22.10)
Для обеспечения процессов фильтрации первичной мочи необходимо поддержание фильтрационного давления на уровне 50-90 мм рт. ст. Если оно снижается, то фильтрации мочи не происходит, что чревато отравлением организма конечными продуктами азотистого обмена. Поэтому давление в почечных сосудах строго регулируется, причем не только на местном, но и на организменном уровне, через регуляцию системного артериального давления. Механизмы регуляции - нейроэндокринные, и среди них наибольшее значение имеет деятельность ЮГА. Этот аппарат вырабатывает фермент с гормоноподобным действием ренин, который необходим для образования ангиотензина II - самого сильного сосудосуживающего вещества. Кроме сильного сосудосуживающего эффекта, ренин стимулирует продукцию в
407
клубочковой зоне коры надпочечника альдостерона, который усиливает реабсорбцию натрия и воды в дистальных канальцах и собирательных трубках. Это ведет к увеличению объема циркулирующей крови и, в конечном счете - к повышению артериального давления. Описанная система регуляции арте-
риального давления называется ренин-ангиотензин-альдостероновой системой.
1
3
2
4
Рис. 22.10. Схема юкстагломерулярного аппарата почки (объяснения в тексте)
В состав ЮГА входят:
1. Юкстагломерулоциты (юкстагломерулярные клетки, ЮГК). Это клетки средней оболочки приносящей и выносящей (в меньшей степени) артериол, по происхождению мышечные, по функции - секреторные. Они содержат белоксинтезирующий аппарат и гранулы фермента ренина с гормоноподобной активностью. Второй особенностью ЮГК является наличие у них барорецепторных свойств: эти клетки способны регистрировать падение
408
системного АД ниже уровня, необходимого для поддержания фильтрационного давления. Зарегистрировав это снижение, клетки секретируют в кровь ренин. Ренин отщепляет от белка крови (продуцируемого в печени) ангиотензиногена полипептидную цепь и превращает его в ангиотензин-I. Ан- гиотензин-1 с помощью специального ангиотензинпревращающего фермента, АПК (в основном это происходит в легких) превращается в ангиотензинII, который, являясь одним из наиболее мощных вазоконстрикторов, вызывает сокращение гладких миоцитов артерий и повышает АД. Одновременно ангиотензин-I стимулирует выработку клубочковой зоной коры надпочечников альдостерона. В последнее время для лечения гипертонической болезни достаточно эффективно используются ингибиторы АПФ (ангиотензинпревращающего фермента, например, энам, энап, берлиприл, аккупро и др.)
2.Клетки плотного пятна. Эти клетки в количестве 20-40 находятся в участке стенки дистального канальца, лежащего между приносящей и выносящей артериолами. Базальная мембрана в этом месте резко истончается или полностью отсутствует. Клетки дистального отдела в области плотного пятна имеют отростки, проникающие между юкставаскулярными и юкстагломерулярными клетками и контактирующие с ними. Клетки плотного пятна являются осморецепторами. Они регистрируют содержание в моче дистальных канальцев ионов натрия и передают информацию юкстагломерулярным и юкставаскулярным клеткам. Если концентрация повышается и возникает угроза потери организмом натрия и воды, то включаются юкстагломерулярные клетки, стимулирующие секрецию альдостерона, который усиливает обратную реабсорбцию натрия в кровь. Кроме того, сигналы, идущие от клеток плотного пятна, могут вызвать снижение фильтрации натрия в сосудистом клубочке.
3.Клетки периваскулярного островка мезангия (юкставаскулярные клетки, или клетки Гурмагтига). Данные клетки лежат в треугольном пространстве между приносящей, выносящей артериолами и клетками плотного пятна. Клетки Гурмагтига содержат гранулы ренина. Считается, что эти клетки начинают секретировать ренин после истощения юкстагломерулярных клеток. Кроме того, они способны передавать информацию от клеток плотного пятна к капиллярам клубочка.
4.Мезангиальные клетки. Некоторая часть мезангиальных клеток также способна продуцировать ренин при истощении юкстагломерулярных клеток. На этом основании некоторыми авторами они также включаются в ЮГА.
Стимуляция ЮГА происходит несколькими путями. 1. Путем включения барорецепторного механизма со стороны юкстагломерулярных клеток при падении системного давления.
2.Путем включения хеморецепторного механизма со стороны клеток
409
плотного пятна. Он включается при уменьшении объема плазмы крови.
3.Путем возбуждения симпатической нервной системы. Выброс ренина под ее влиянием усиливается при кровопотерях, ортостатических реакциях (изменении положения тела с горизонтального на вертикальное).
4.По принципу обратной связи выработка ренина может увеличиваться действием других компонентов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, а также простагландинов, брадикинина. Нарушение регуляторных механизмов выработки и секреции ренина ведет к развитию почечной гипертонии. Она возникает, например, при стенозе почечной артерии в результате атеросклероза, опухоли и т.д. В этом случае наблюдается падение фильтрационного давления, что ведет к выбросу ренина. Однако увеличение его количества не восстанавливает фильтрационное давление. Это ведет к повторному выбросу ренина и т.д. Формируется замкнутый порочный круг, приводящий к резкому повышению артериального давления. Единственным эффективным методом лечения почечной гипертонии является ликвидация стеноза почечной артерии, в том числе и оперативным путем.
Кроме гипертензивной системы, повышающей АД, в почках действует
гипотензивная система. К ней относятся интерстициальные клетки моз-
гового вещества и, возможно, светлые клетки собирательных трубок. Интерстициальные клетки находятся в строме мозгового вещества и имеют отростки, которые окружают капилляры вторичной сети и канальцы нефрона. Популяция интерстициальных клеток неоднородна. Часть из них вырабатывает брадикинин, обладающий мощным вазодилататорным действием. Вторая часть клеток вырабатывает простагландины, также снижающие артериальное давление. Кроме интерстициальных клеток, простагландины вырабатываются светлыми клетками собирательных трубок.
ДРУГИЕ ЭНДОКРИННЫЕ ФУНКЦИИ ПОЧЕК. Как отмечалось, кроме ренина и простагландинов, почки секретируют эритропоэтин, стимулирующий эритропоэз (вырабатывается юкстагломерулярными, юкставаскулярными клетками, подоцитами и, возможно, мезангиальными клетками); биогенные амины, регулирующие почечный кровоток. В частности, брадикинин, вырабатываемый интерстициальными клетками, вызывает вазодилатацию сосудов почки. В почках образуется также витамин D3, или кальцитриол, который в последнее время рассматривается как гормон. Местом синтеза кальцитриола являются митохондрии эпителиоцитов проксимального отдела. Клетки дистального отдела нефрона секретируют кининогенин (калликреин), обладающий вазодилататорным эффектом и усиливающий кровоток в почках и диурез. Кроме того, калликреин способен активировать выработку простагландинов и ренина.
ПОНЯТИЕ О ПОВОРОТНО-ПРОТИВОТОЧНО-МНОЖИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ПОЧЕК. Механизм концентрирования мочи в почках обусловлен дея-
410