Jednostką funkcjonalną nerek jest nefron, który składa się z ciałka nerkowego i kanalików nerkowych. Ciałko nerkowe to przede wszystkim naczynia włosowate pełniące funkcję filtra.
Nefron w nerce – co to jest?
Nerki to parzysty narząd zlokalizowany po obu stronach kręgosłupa lędźwiowego zewnątrzotrzewnowo (poza jamą otrzewnej) na tylnej ścianie jamy brzusznej. Mikroskopowo każda nerka składa się z około miliona jednostek. Taką pojedynczą jednostką czynnościową nerki jest nefron. Nerki zbudowane są z rdzenia i kory. Na rdzeń składają się stożkowate struktury określane mianem piramid nerkowych. Ze szczytu każdej z piramid uchodzi brodawka nerkowa, na którą składają się ujścia cewek zbiorczych. Każda z piramid podzielona jest dodatkowo słupami nerkowymi, czyli tzw. kolumnami Bertina.
Ogólny schemat budowy nefronu
Zasadniczą częścią nefronu jest ciałko nerkowe otoczone tzw. torebką Bowmana. Zawiera ono w środku naczynia włosowate. Można sobie wyobrazić kule, a w środku zwój włóczki. Poskręcana włóczka symbolizuje zwój naczyń włosowatych, a kula – torebkę Bowmana. Z tej struktury uchodzi kanalik nerkowy (cewka nerkowa), czyli długi przewód wyprowadzający. Na nefron składają się więc
1. Kłębuszek nerkowy.
2. Cewka bliższa:
a) Cewka kręta I stopnia;
b) Odcinek grubego ramienia zstępującego pętli Henlego;
c) Odcinek cienki pętli Henlego.
3. Cewka dalsza:
a) Odcinek gruby ramienia wstępującego pętli Henlego;
b) Cewka kręta II stopnia;
c) Cewka zbiorcza zbudowana z części korowej i rdzeniowej.
Funkcje nefronu
W ciałku nerkowym, czyli kłębuszku nerkowym, zachodzi proces filtracji kłębuszkowej, a konkretnie przenikania części osocza, które przepływa przez naczynia włosowate kłębuszka naczyniowego ciałka nerkowego do światła torebki kłębuszka. Przefiltrowane osocze, które gromadzi się w świetle torebki kłębuszka nerkowego, przepływa przez bliższą część kanalika nerkowego (w tym przez kanalik nerkowy główny i część zstępującą pętli nefronu), a dalej przez część dalszą kanalika nerkowego (w tym przez część wstępującą pętli nefronu i wstawkę). Mocz, który powstaje w nefronie, płynie dalej przez kanalik nerkowy zbiorczy aż do miedniczki nerkowej.
Każda nerka zawiera około miliona nefronów. Aby nerka mogła funkcjonować prawidłowo, konieczne jest zachowanie czynności co najmniej 30% nefronów. Wszystkie części nefronu uczestniczą w tworzeniu moczu, dzięki czemu z organizmu mogą zostać usunięte metabolity, płyn i elektrolity. Na proces wytwarzania moczu nakładają się trzy ważne funkcje nefronu:
- Filtracja kłębuszkowa;
- Resorpcja kanalikowa;
- Sekrecja kanalikowa.
Część osocza, która przepływa przez naczynia włosowate kłębuszka, ulega filtracji do światła torebki w kłębuszka. Wielkość filtracji kłębuszkowej, czyli GFR (gomerular filtration rate), jest wskaźnikiem wykorzystywanym w praktyce klinicznej do oceny funkcjonowania nerek.
W ciągu doby człowiek tworzy około 150–180 l takiego ultrafiltratu. Sekrecja (do moczu wydzielane są zbędne substancje) i resorpcja (z moczu wchłaniane są zwrotnie niektóre związki) to główne funkcje bliższych i dalszych kanalików nerkowych. Związki, które zostały przefiltrowane w kłębuszkach nerkowych, przepływają przez kanaliki nerkowe i tam mogą zostać ponownie wchłonięte w całości lub częściowo, mogą zostać wydzielone w kanalikach dodatkowe substancje lub te same związki. W końcowej części nefronu mocz ulega zagęszczeniu i jest dalej wydalany już w postaci moczu ostatecznego.
Budowa mikroskopowa nefronu
Kłębuszek nerkowy to sieć naczyń włosowatych. Ma dwa bieguny. Jeden to biegun naczyniowy, czyli miejsce wniknięcia tętniczki doprowadzającej i odejścia tętniczki odprowadzającej. Drugi to biegun moczowy, czyli miejsce połączenia kłębuszka z cewką bliższą. Elementy strukturalne kłębuszka nerkowego to:
- Komórki śródbłonka, które wyściełają od wewnątrz naczynia włosowate, mają szczelinowate otwory średnicy do 100 nm;
- Komórki nabłonka trzewnego, czyli tzw. podocyty. Pokrywają od zewnętrznej strony naczynia włosowate. Mają wypustki, które spoczywają na błonie podstawnej. Pomiędzy nimi zawarte są przepony szczelin filtracyjnych zawierające różne białka;
- Błona podstawna znajduje się pomiędzy obiema wyżej wymienionymi warstwami. Tworzą ją kolagen, fibronektyna, entaktyna, laminina, a także polianionowe proteoglikany. Błona podstawna ma zasadniczo 3 warstwy – centralną, elektronowo gęstą i elektronowo jasną;
- Komórki mezangium – stanowią element podporowy kłębuszka nerkowego;
- Komórki nabłonka ściennego – ograniczają przestrzeń filtracyjną kłębuszka, stanowiąc wyściółkę torebki Bowmana.