Nephron (fra græsk νεφρός (nephros) - "nyre") er nyrens strukturelle og funktionelle enhed [1] . Nefronet består af et nyrelegeme , hvor der sker filtration, og et system af tubuli, hvori reabsorption (reabsorption) og sekretion af stoffer finder sted.
Nefronet danner sammen med opsamlingskanalen urinrøret ( engelsk uriniferous tubule ), der også betragtes som en funktionel enhed af nyren [2] .
Nefronet begynder med nyrelegemet , som består af glomerulus og Bowman-Shumlyansky-kapslen . Her foregår ultrafiltrering af blodplasma , hvilket fører til dannelse af primær urin .
Der er tre typer nefroner - intrakortikale nefroner (~85%), juxtamedullære nefroner (~15%) og subkapsulære (overfladiske).
Glomerulus er en gruppe af stærkt fenestrerede (fenestrerede) kapillærer, der modtager deres blodforsyning fra en afferent arteriole . De kaldes også et magisk netværk ( lat. rete mirabilis ), da gassammensætningen af blodet, der passerer gennem dem, ændres lidt ved udgangen (disse kapillærer er ikke direkte beregnet til gasudveksling). Blodets hydrostatiske tryk skaber en drivkraft til at filtrere væske og opløste stoffer ind i Bowman-Shumlyansky-kapslens lumen. Den ufiltrerede del af blodet fra glomeruli kommer ind i den efferente arteriole. Den efferente arteriole af de overfladisk placerede glomeruli bryder op i et sekundært netværk af kapillærer, der fletter nyrernes snoede tubuli, de efferente arterioler fra de dybt beliggende (juxtamedullære) nefroner fortsætter ind i de nedadgående direkte kar ( latin vasa recta ), nyremarv. Stoffer, der reabsorberes i tubuli, kommer derefter ind i disse kapillærkar.
Nephron kapselBowman - Shumlyansky kapslen omgiver glomerulus og består af viscerale (indre) og parietale (ydre) lag. Det ydre lag er det sædvanlige enkeltlagede pladeepitel . Det indre lag er sammensat af podocytter , som ligger på basalmembranen af kapillærendotelet , og hvis pedunkler dækker overfladen af glomerulus kapillærer. Benene på nabopodocytter danner interdigitaler på overfladen af kapillæren . Mellemrummene mellem cellerne i disse interdigitaler danner faktisk filterspalterne, der er dækket af membranen. Størrelsen af disse filtreringsporer begrænser overførslen af store molekyler og cellulære elementer i blodet.
Mellem det indre blad af kapslen og det ydre, repræsenteret ved et simpelt, uigennemtrængeligt, pladeepitel, er der et rum, hvori væsken kommer ind, filtreret gennem filteret, som er dannet af membranen af mellemrummene i de interdigitale dele, kapillærernes basalplade og glycocalyx udskilt af podocytter.
Den normale glomerulære filtrationshastighed (GFR) er 180-200 liter om dagen, hvilket er 15-20 gange volumen af cirkulerende blod - med andre ord, al blodvæsken når at filtrere omkring tyve gange om dagen. Måling af GFR er en vigtig diagnostisk procedure, og faldet kan være en indikator for nyresvigt.
Små molekyler - såsom vand, Na + , Cl - ioner , aminosyrer, glucose, urinstof - passerer lige så frit gennem det glomerulære filter, proteiner, der vejer op til 30 kDa, passerer også gennem det, selvom proteiner i opløsning normalt har en negativ ladning, for dem er en vis hindring den negativt ladede glycocalyx. For celler og større proteiner udgør det glomerulære ultrafilter en uoverstigelig hindring. Som et resultat kommer en væske ind i Bowman-Shumlyansky-rummet , og videre ind i den proksimale snoede tubuli, som kun adskiller sig i sammensætning fra blodplasma i fravær af store proteinmolekyler.
Den proksimale tubuli er den længste og bredeste del af nefronet, der leder filtratet fra Shumlyansky-Bowman kapslen til løkken af Henle .
Strukturen af den proksimale tubuliDen proksimale tubuli er bygget af højt søjleformet epitel med stærkt udtalte mikrovilli af den apikale membran (den såkaldte "børstegrænse") og interdigitationer af den basolaterale membran. Både mikrovilli og interdigitationer øger overfladen af cellemembraner betydeligt og forbedrer derved deres resorptive funktion.
Cytoplasmaet i cellerne i den proksimale tubuli er mættet med mitokondrier , som i højere grad er placeret på basalsiden af cellerne, og derved forsyner cellerne med den nødvendige energi til den aktive transport af stoffer fra den proksimale tubuli.
Transportprocesser| Reabsorption |
|---|
| Na + : transcellulært ( Na + / K + -ATPase , sammen med glucose - symport ; Na + / H + - udveksling - antiport ), intercellulært |
| Cl- , K + , Ca2 + , Mg2 + : intercellulært |
| HCO 3 - : H + + HCO 3 - \u003d CO 2 (diffusion) + H 2 O |
| Vand: osmose |
| Fosfat (regulering af PTH ), glucose , aminosyrer , urinsyrer ( symport med Na + ) |
| Peptider : nedbrydning til aminosyrer |
| Proteiner: endocytose |
| Urinstof : diffusion |
| Sekretion |
| H + : Na + /H + -bytning , H + -ATPase |
| NH3 , NH4 + _ |
| Organiske syrer og baser |
Henles løkke er den del af nefronet, der forbinder de proksimale og distale tubuli. Den har en hårnålebøjning i nyrens medulla. Hovedfunktionen af løkken af Henle er ikke reabsorption af vand (udført ved hjælp af passiv reabsorption baseret på forskellen i osmotisk tryk i den tynde tubuli), men den aktive reabsorption af elektrolytter under påvirkning af binyrealdosteron. Sløjfen er opkaldt efter Friedrich Gustav Jakob Henle , en tysk patolog.
Faldende lem af løkken af HenleDen proksimale viklede tubuli i cortex passerer ind i det nedadgående knæ af Henles løkke , som falder ned i nyrens marv, danner en hårnålebøjning der og passerer ind i det stigende knæ i Henles løkke.
TransportprocesserTransport af stoffer:
| Stof | Permeabilitet |
| ioner | Lav permeabilitet, ingen aktiv transport. |
| Urinstof | Moderat passiv permeabilitet. |
| Vand | Høj permeabilitet på grund af tilstedeværelsen af aquaporin 1 i både de apikale og basolaterale cellemembraner. Den høje osmolaritet af interstitium af medulla, kombineret med den høje vandpermeabilitet af epitelet, fører til reabsorption af et stort volumen vand i denne sektion af nefronen på grund af osmose. |
Som et resultat, i den nedadgående del af løkken af Henle, øges osmolaliteten af urin kraftigt og kan nå 1400 mosm/kg.
HistologiPå grund af fraværet af aktiv transport kan cellerne i dette afsnit have et relativt lille volumen. Samtidig kræver effektiv passiv vandoverførsel en lille diffusionsafstand. Som et resultat er den faldende løkke af Henle bygget af lavt kubisk epitel.
Det kan skelnes fra blodkar ved fravær af erytrocytter og fra tykke opstigende segmenter ved epitelets højde.
Stigende lem af løkken af Henle Transportprocesser| Tynd stigende del | NaCl reabsorption (passiv) |
| Tyk stigende del | Reabsorption: NaCl (symport Na + /2Cl - /K + ; Na + /K + -ATPase + Cl - kanaler) K + (intercellulært) Ca 2+ , Mg 2+ (regulering af PTH) NH 4 + (symport Na + / 2Cl- / NH4 + ) |
Det er placeret i den periglomerulære zone mellem de afferente og efferente arterioler og består af tre hoveddele:
| macula densa (hård plet) | tætpakket område af prismatiske epitelceller i nefronets distale snoede tubuli, der er i stand til at registrere koncentrationen af natriumkationer i urinen, der passerer gennem den distale tubuli |
| juxtaglomerulære celler | specialiserede glatte muskelceller i væggene i den afferente arteriole |
| juxtavaskulære celler | producerer angiotensinase enzym , som forårsager angiotensin inaktivering , derfor er de en antagonist af aktiviteten af renin-angiotensin apparatet |
Det juxtaglomerulære apparat er involveret i syntesen af renin , som spiller en kritisk rolle i renin-angiotensin-systemet .