Νεφρικό σπείραμα

Το νεφρικό σπειράμα (από τη σφαίρα, τη μπάλα) είναι ένα πυκνό σφαιροειδές δίκτυο αρτηριακών τριχοειδών αγγείων, υπεύθυνο για το φιλτράρισμα του αίματος.

Το νεφρον

Κάθε ένας από τους δύο νεφρούς του σώματος περιέχει περίπου ενάμισι εκατομμύριο νεφρώνια. Το νεφρόνιο θεωρείται η λειτουργική μονάδα του νεφρού, αφού μόνο του είναι σε θέση να εκτελέσει όλες τις λειτουργίες για τις οποίες είναι υπεύθυνος ο νεφρός. Κάθε νεφρόνιο μπορεί να υποδιαιρεθεί διδακτικά σε τμήματα:

Νεφρικό σώμα: σχηματίζεται από το νεφρικό σπείραμα και την κάψουλα του Bowman. το τελευταίο είναι μια κοίλη σφαιρική δομή με ένα τυφλό άκρο, που περιβάλλει το σπείραμα για να συλλέξει το διήθημα. Μαζί το νεφρικό σπείραμα και η κάψουλα του Bowman σχηματίζουν το νεφρικό σώμα, επίσης γνωστό ως το σώμα των Malpinghi ή Malpighian
Σωληνοειδή στοιχεία: το διήθημα που συλλέγεται από την κάψουλα του Bowman διοχετεύεται σε μια σειρά καναλιών, όπου στερείται ουσιών χρήσιμων για τον οργανισμό (επαναρρόφηση) και εμπλουτίζεται με εκείνες που υπάρχουν υπερβολικά ή θεωρούνται επικίνδυνες (έκκριση). Το συνεχές σύστημα των καναλιών χωρίζεται σε τρία τμήματα - εγγύς σωλήνας, βρόχος Henle, περιφερικό σωληνάριο - καθένα από τα οποία είναι εξειδικευμένο στην επαναρρόφηση και / ή έκκριση συγκεκριμένων συστατικών του αίματος

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

Φορτίο που αποβάλλεται (Ε) = Φιλτραρισμένο φορτίο (ΣΤ) - Επαναρροφούμενο φορτίο (Ρ) + Μυστικό φορτίο

Για διδακτικούς σκοπούς, στην παραπάνω εικόνα το νεφρόν εμφανίζεται ξεδιπλωμένο, ενώ στην πραγματικότητα στρίβει και διπλώνεται αρκετές φορές (εικόνα παρακάτω).

Το νεφρικό σώμα

Στα δύο άκρα του νεφρικού σπειράματος βρίσκουμε τα δύο αρτηρίδια που το φέρνουν σε επικοινωνία με το κυκλοφορικό σύστημα. Ανάντη βρίσκουμε ένα "αρτηρίολο, που ονομάζεται προσαγωγό, το οποίο μεταφέρει το αίμα που φιλτράρεται. Κατάντι βρίσκουμε ένα" αρτηρίολο, που ονομάζεται εφεδρικό, το οποίο μεταφέρει το μερικώς φιλτραρισμένο αίμα σε ένα δίκτυο τριχοειδών αγγείων που διανέμονται γύρω από τα σωληνοειδή στοιχεία.

Με αυτόν τον τρόπο τα περισωληναριακά τριχοειδή που προέρχονται από το φλεβό αρτηρίδιο μπορούν να συλλέξουν τα συστατικά του αίματος που απορροφώνται από τα σωληνάρια και να εκκρίνουν τις ουσίες που πρέπει να απομακρυνθούν από το αίμα και στη συνέχεια να αποβληθούν από τον οργανισμό με τα ούρα.

Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα:

το προσαγωγό αρτηρίδιο έχει μεγαλύτερο διαμέτρημα από το φαλαινώδες.
στα παράπλευρα νεφράνια, τα μακρά περιτοναϊκά τριχοειδή αγγεία που διεισδύουν βαθιά στην μυελική περιοχή του νεφρού ονομάζονται vasa recta.

Το αίμα που ρέει από τα περισωληνωτά τριχοειδή αγγεία συλλέγεται σε φλεβίδια και μικρές φλέβες που ρέουν στη νεφρική φλέβα για να μεταφέρουν το αίμα έξω από το νεφρό.

Νεφρικό σπείραμα: ποιες είναι οι λειτουργίες του;

Το νεφρικό σπείραμα λειτουργεί ως φίλτρο για το αίμα που διέρχεται από αυτό.

Η διήθηση είναι μια παθητική, σχετικά μη ειδική διαδικασία, η οποία σηματοδοτεί το πρώτο στάδιο σχηματισμού ούρων. Όπως θα δούμε καλύτερα στο επόμενο κεφάλαιο, τα σπειραματικά τριχοειδή ονομάζονται εκφυλισμένα, καθώς έχουν σχετικά μεγάλους πόρους από τους οποίους μπορούν να περάσουν πολλά από τα συστατικά λίγο αίμα.

Συγκεκριμένα, το νεφρικό σπείραμα μπορεί να συγκριθεί με ένα μεγάλο κόσκινο πλέγματος, ικανό να συγκρατεί μόνο πρωτεΐνες και κύτταρα αίματος. Για το λόγο αυτό το διήθημα που συλλέγεται στην κάψουλα του Bowman, που ονομάζεται υπερδιήθηση ή προ-ούρα, έχει μια σύνθεση πολύ παρόμοια με αυτή του πλάσματος (υγρό μέρος του αίματος), αλλά χωρίς τις πρωτεΐνες του πλάσματος.

Συνολικά, ο όγκος του υπερδιηθήματος των νεφρών είναι περίπου 120-125 ml ανά λεπτό, δηλαδή περίπου 170/180 λίτρα την ημέρα. Δεδομένου ότι η ποσότητα των ούρων που αποβάλλονται είναι πάνω από 100 φορές μικρότερη, είναι προφανές πώς το σωληνοειδές σύστημα απορροφά το συντριπτικό πλειοψηφία σπειραματικού υπερδιήματος.

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

Τα εμπόδια φιλτραρίσματος

Το αίμα ωθείται από την υδροστατική πίεση στα τριχοειδή τοιχώματα των σπειραμάτων, ευνοώντας τη διέλευση πολλών συστατικών του στην κάψουλα του Bowman, όπου συλλέγονται σχηματίζοντας το υπερδιήθημα (ή προ-ούρα). Για να γίνει αυτό το πέρασμα, τα συστατικά του αίματος πρέπει να περάσει από τρία διαφορετικά εμπόδια φιλτραρίσματος:

το τριχοειδές ενδοθήλιο: όπως αναμενόταν, τα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία είναι τριχοειδή τριχοειδή, με μεγάλους πόρους που επιτρέπουν στα περισσότερα συστατικά του αίματος να φιλτράρουν μέσω του ενδοθηλίου. Η διάμετρος αυτών των πόρων επιτρέπει τη διέλευση πολλών ουσιών, καθιστώντας την πολύ μικρή μόνο για ορισμένες πρωτεΐνες πλάσματος και για τα κύτταρα του αίματος (συλλογικά ορίζονται ως στοιχεία του σώματος), τα οποία παραμένουν στο αίμα. Συγκεκριμένα, υπό φυσιολογικές συνθήκες τα διογκωμένα τριχοειδή επιτρέπουν τη διήθηση μορίων με διάμετρο μικρότερη από 42. Παρόλο που το μόριο της λευκωματίνης είναι μικρότερο (36), υπό κανονικές συνθήκες δεν μπορεί να διασχίσει το τριχοειδές ενδοθήλιο επειδή εμποδίζεται από σταθερές αρνητικά φορτισμένες πρωτεΐνες που το απορρίπτουν (αφού η λευκωματίνη είναι επίσης αρνητικά φορτισμένη).

Όπως φαίνεται στο σχήμα, τα λεγόμενα μεσαγγειακά κύτταρα υπάρχουν στους χώρους που περιβάλλουν τα νεφρικά σπειράματα. Πρόκειται για εξειδικευμένα κύτταρα, ικανά να τροποποιήσουν τη ροή του αίματος μέσω των τριχοειδών αγγείων συστέλλοντας (συνεπώς αυξάνοντάς το) ή χαλαρώνοντας (μειώνοντάς το). Τα μεσαγγειακά κύτταρα είναι επίσης υπεύθυνα για τη φαγοκυττάρωση και εκκρίνουν κυτοκίνες που σχετίζονται με ανοσολογικές και φλεγμονώδεις διεργασίες.
το βασικό έλασμα: το διογκωμένο ενδοθήλιο των τριχοειδών του αίματος στηρίζεται σε ένα λεπτό βασικό έλασμα, που ονομάζεται πυκνό έλασμα, το οποίο χωρίζει το τριχοειδές ενδοθήλιο της κάψουλας του Bowman. Το βασικό έλασμα αποτελείται από γλυκοπρωτεΐνες και υλικό που μοιάζει με κολλαγόνο (πρωτεογλυκάνες). Και τα δύο συστατικά είναι αρνητικά φορτισμένα, βοηθώντας έτσι στην απόρριψη των περισσότερων πρωτεϊνών του πλάσματος, εμποδίζοντας το φιλτράρισμα τους
Το επιθήλιο της κάψουλας του Bowman: περιέχει εξειδικευμένα κύτταρα που ονομάζονται ποδοκύτταρα (από λοβούς, πόδι). Κάθε ποδοκύτταρο χαρακτηρίζεται από κυτταροπλασματικές προεκτάσεις, που ονομάζονται βάτες, που προεξέχουν σαν πλοκάμια από το σώμα του κυττάρου, τυλίγοντας τα σπειραματικά τριχοειδή αγγεία και ακουμπώντας απευθείας στο πυκνό φύλλο του ο τοίχος Με αυτόν τον τρόπο, σχηματίζονται σχισμές διήθησης (πόροι σχισμής), οριοθετημένες από μια μεμβράνη.
Ομοίως με τα μεσαγγειακά κύτταρα, τα ποδοκύτταρα έχουν επίσης συσταλτικές ίνες που συνδέονται με τη βασική μεμβράνη με πρωτεΐνες που ονομάζονται ιντεγκρίνες. Η συσταλτικότητα αυτών των τύπων κυττάρων επηρεάζεται από την ενδοκρινή δράση ορισμένων ορμονών που ρυθμίζουν την αρτηριακή πίεση και την ισορροπία υγρών στο σώμα.

Χάρη σε αυτά τα τρία εμπόδια, το φιλτράρισμα των συστατικών του αίματος έχει ως αποτέλεσμα:

δωρεάν για μόρια με ακτίνα <20
μεταβλητή για μόρια με ακτίνα 20-42 Å (70 - 150 Kd): η ικανότητα φιλτραρίσματος μεταξύ 20 Å και 42 Å εξαρτάται από το φορτίο. Δεδομένου ότι οι περισσότερες πρωτεΐνες πλάσματος είναι αρνητικά φορτισμένες, το φράγμα διήθησης εμποδίζει ή περιορίζει σοβαρά τη διήθηση πρωτεϊνών με ακτίνα 20-42.
απουσιάζει για ακτίνα μορίων> 42Å