Νεφρικό σπειράμα

Το νεφρικό σπειροειδές (από γλοίωμα, κούκλα) είναι ένα πυκνό σφαιροειδές δίκτυο αρτηριακών τριχοειδών, υπεύθυνο για τη διήθηση του αίματος.

Το νεφρόν

Κάθε ένας από τους δύο νεφρούς του οργανισμού περιέχει περίπου ένα και μισό εκατομμύριο νεφρώνα. Το νεφρόν θεωρείται η λειτουργική μονάδα του νεφρού, δεδομένου ότι από μόνη της είναι σε θέση να εκτελέσει όλες τις λειτουργίες στις οποίες είναι υπεύθυνος ο νεφρός. Κάθε μεμονωμένο νεφρό μπορεί να χωριστεί σε τμήματα:

Νεφρικός κορμός: σχηματίζεται από το νεφρικό σπειράμα και την κάψουλα του Bowman. η τελευταία είναι μια κοίλη σφαιρική δομή με έναν τυφλό πυθμένα, που τυλίγεται γύρω από το σπειροειδές για να συλλέξει το διήθημα. Συνολικά, το νεφρικό σπειράμα και η κάψουλα του Bowman αποτελούν το νεφρικό σωμάτιο, γνωστό και ως Malpinghi ή Malpighian corpuscle
Σωληνωτά στοιχεία: Το διήθημα που συλλέγεται από την κάψουλα του Bowman διοχετεύεται σε μια σειρά καναλιών, όπου στερούνται χρήσιμων ουσιών για τον οργανισμό (επαναπορρόφηση) και εμπλουτίζονται με εκείνα που υπάρχουν σε περίσσεια ή θεωρούνται επικίνδυνα (έκκριση). Το συνεχές σύστημα καναλιών διαιρείται σε τρία τμήματα - εγγύς σωληνάριο, κάμψη κνήμης, απομακρυσμένο σωληνάριο - καθένα από τα οποία εξειδικεύεται στην επαναπορρόφηση ή / και στην έκκριση συγκεκριμένων συστατικών του αίματος

Όπως εξηγείται παραπάνω, η ποσότητα οποιασδήποτε ουσίας που υπάρχει στα ούρα (απεκκρίνεται φορτίο) είναι το αποτέλεσμα της ακόλουθης έκφρασης:

Φορτίο Escreto (E) = Φορτωμένο φορτίο (F) - Απορροφούμενο φορτίο (R) + Φορτίο φορτίου

Για εκπαιδευτικούς σκοπούς, στην εικόνα πάνω από το νεφρό φαίνεται να ξεδιπλώνεται, όταν στην πραγματικότητα γυρίζει πίσω και διπλώνει αρκετές φορές (εικόνα παρακάτω).

Το νεφρικό σωμάτιο

Στα δύο άκρα του νεφρικού σπειράματος βρίσκουμε τα δύο αρτηρίδια που το έβαλαν σε επικοινωνία με το κυκλοφορικό σύστημα. Προτού βρεθεί μια αρτηρία, που ονομάζεται προσαγωγός, η οποία μεταφέρει αίμα προς διήθηση. κατάντη βρίσκουμε ένα αρτηριοειδές, που ονομάζεται efferent, το οποίο μεταφέρει το μερικώς φιλτραρισμένο αίμα σε ένα δίκτυο τριχοειδών που κατανέμονται γύρω από τα σωληνοειδή στοιχεία.

Με τον τρόπο αυτό τα τριχοειδείς τριχοειδείς που προέρχονται από το αποφρακτικό αρτηριοειδές μπορούν να συλλέξουν τα συστατικά του αίματος που απορροφούνται από τα σωληνάρια και να εκκρίνουν τις ουσίες που πρέπει να απομακρυνθούν από το αίμα και στη συνέχεια να αποβληθούν από το σώμα με ούρα.

Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα:

το συγγενές αρτηριοειδές έχει μεγαλύτερο διαμετρήμα σε σχέση με το διαφορικό.
στα νετρωματοειδή νεφρώνα, τα μακρά περιτοναϊκά τριχοειδή που διεισδύουν βαθιά μέσα στην μυελική περιοχή του νεφρού ονομάζονται vasa recta.

Το αίμα που αποστραγγίζεται από τα τριχοειδή αγγεία συλλέγεται σε φλεβίδια και μικρές φλέβες που ρέουν στη νεφρική φλέβα για να μεταφέρουν το αίμα εκτός του νεφρού.

Το νεφρικό σπειράμα: ποιες είναι οι λειτουργίες του;

Το νεφρικό σπειράμα λειτουργεί ως φίλτρο ενάντια στο αίμα που διέρχεται από αυτό.

Η διήθηση είναι μια παθητική, σχετικά μη ειδική διαδικασία που σηματοδοτεί το πρώτο στάδιο σχηματισμού ούρων. Όπως θα δούμε καλύτερα στο επόμενο κεφάλαιο, τα σπειραματικά τριχοειδή λέγονται fenestrates, αφού έχουν σχετικά μεγάλους πόρους μέσω των οποίων μπορούν να περάσουν πολλά από τα συστατικά του αίματος.

Συγκεκριμένα, το νεφρικό σπειράμα μπορεί να συγκριθεί με ένα κόσκινο με μεγάλα μάτια, ικανό να συγκρατεί μόνο πρωτεΐνες και κύτταρα αίματος. Για το λόγο αυτό, το διήθημα που συλλέγεται στην κάψουλα Bowman, που ονομάζεται υπερφιλτράρισμα ή προ-ούρα, έχει σύνθεση πολύ παρόμοια με εκείνη του πλάσματος (υγρό μέρος του αίματος), αλλά χωρίς πρωτεΐνες πλάσματος

Συνολικά, ο όγκος του νεφρικού υπερδιηθήματος είναι περίπου 120-125 ml ανά λεπτό, δηλαδή περίπου 170/180 λίτρα ανά ημέρα. Δεδομένου ότι η ποσότητα των ούρων απεκκρίνεται περισσότερο από 100 φορές χαμηλότερη, είναι προφανές ότι το σωληνοειδές σύστημα επαναρροφά τη συντριπτική πλειοψηφία του σπειραματικού υπερδιηθήματος.

Κατά μήκος της σωληνοειδούς διαδρομής, το υπερδιήθημα υφίσταται μια σειρά τροποποιήσεων που οδηγούν σε παραγωγή συγκεντρωμένων (οριστικών) ούρων ίσων με περίπου 1 / 1, 5 λίτρα την ημέρα.

Φράγματα διήθησης

Το αίμα ωθείται από την υδροστατική πίεση στα τριχοειδή τοιχώματα των σπειραμάτων, ευνοώντας τη διέλευση πολλών από τα συστατικά του στην κάψουλα του Bowman, όπου συλλέγονται σχηματίζοντας το υπερδιήθημα (ή προ-ούρα). Για να γίνει αυτό το βήμα, τα συστατικά του αίματος πρέπει να περάσουν από τρεις διαφορετικούς φραγμούς διήθησης:

το τριχοειδές ενδοθήλιο: όπως αναμένεται, τα τριχοειδή αγγεία είναι φαινομενικά τριχοειδή, με μεγάλους πόρους που επιτρέπουν τα περισσότερα από τα συστατικά του αίματος να διηθούνται μέσω του ενδοθηλίου. Η διάμετρος αυτών των πόρων επιτρέπει τη διέλευση πολλών ουσιών, με αποτέλεσμα να είναι πολύ μικρό για κάποιες πρωτεΐνες του πλάσματος και για τα κύτταρα του αίματος (στο σύνολο ορίζονται ως σωματίδια) που παραμένουν στο αίμα. Συγκεκριμένα, υπό φυσιολογικές συνθήκες τα τριχοειδείς τριχοειδείς επιτρέπουν τη διήθηση μορίων με διάμετρο μικρότερη από 42 Α. Αν και το μόριο λευκωματίνης είναι μικρότερο (36 Å), υπό κανονικές συνθήκες δεν μπορεί να διασχίσει το τριχοειδές ενδοθήλιο επειδή δεσμεύεται από αρνητικά φορτισμένες σταθερές πρωτεΐνες που το απωθούν (και η αλβουμίνη είναι αρνητικά φορτισμένη).
Όπως φαίνεται στο σχήμα, τα λεγόμενα μεσαγγειακά κύτταρα υπάρχουν στους χώρους που περιβάλλουν τα νεφρικά σπειράματα. Αυτά είναι εξειδικευμένα κύτταρα, ικανά να τροποποιήσουν τη ροή αίματος μέσω των τριχοειδών αγγείων συμβάλλοντας (αυξάνοντας έτσι) ή χαλαρώνοντας (μειώνοντάς τα). Τα μεσαγγειακά κύτταρα είναι επίσης υπεύθυνα για τη φαγοκυττάρωση και εκκρίνουν κυτοκίνες που σχετίζονται με ανοσολογικές και φλεγμονώδεις διεργασίες.
το βασικό στρώμα: το φαινομενικό ενδοθήλιο των τριχοειδών αίματος στηρίζεται σε ένα λεπτό βασικό έλασμα, που ονομάζεται πυκνό έλασμα, το οποίο διαχωρίζει το τριχοειδές ενδοθήλιο της κάψουλας του πυγμάχου. Το βασικό έλασμα αποτελείται από γλυκοπρωτεΐνες και υλικό παρόμοιο με το κολλαγόνο (πρωτεογλυκάνες). και τα δύο συστατικά είναι αρνητικά φορτισμένα, βοηθώντας έτσι να αποκρούσουν τις περισσότερες από τις πρωτεΐνες του πλάσματος που εμποδίζουν τη διήθηση τους
το επιθήλιο της κάψουλας Bowman: περιέχει εξειδικευμένα κύτταρα που καλούνται podocytes (από podos, πόδι)? κάθε υποκύτταρο χαρακτηρίζεται από κυτταροπλασματικές επεκτάσεις, που ονομάζονται πεντικέλες, οι οποίες προεξέχουν σαν πλοκάμια από το κυτταρικό σώμα που περιβάλλουν τα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία και στηρίζονται απευθείας στα πυκνά φύλλα του τριχοειδούς τοιχώματος. Έτσι, σχηματίζονται ρωγμές διήθησης (πόροι σχισμών), που οριοθετούνται από μεμβράνη.
Παρόμοια με τα μεσαγγειακά κύτταρα, τα podocytes έχουν επίσης συσπαστικές ίνες που συνδέονται με την βασική μεμβράνη με πρωτεΐνες που ονομάζονται ιντεγκρίνες. Η συσταλτικότητα αυτών των τύπων κυττάρων επηρεάζεται από την ενδοκρινική δράση ορισμένων ορμονών που ρυθμίζουν την αρτηριακή πίεση και την ισορροπία των υγρών στο σώμα.

Χάρη σε αυτά τα τρία εμπόδια, η διήθηση των συστατικών του αίματος έχει ως αποτέλεσμα:

ελεύθερο για μόρια με ακτίνα <20 Α
μεταβλητή για μόρια ακτίνας 20-42 Α (70-150 Kd): η ικανότητα φιλτραρίσματος μεταξύ 20 Α και 42 Α εξαρτάται από το φορτίο. Εφόσον οι περισσότερες από τις πρωτεΐνες πλάσματος έχουν αρνητικό φορτίο, το φράγμα διήθησης αποτρέπει σημαντικά ή περιορίζει τη διήθηση πρωτεϊνών με ακτίνα 20-42 Α.
απουσία για ακτίνα μορίων> 42Α