АНАТОМО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СООТНОШЕНИЯ В ПОЧКЕ СПб МАПО кафедра нефрологии

АНАТОМО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СООТНОШЕНИЯ В ПОЧКЕ СПб МАПО, кафедра нефрологии и эфферентной терапии С. Боровой, 2011

НЕКОТОРЫЕ ФУНКЦИИ ПОЧЕК (Ю. В. Наточин) Наука и жизнь, 1976

(1) почка, (2) мочеточник, (3) мочевой пузырь, (4) диафрагма, (5) m. psoas major, (6) надпочечник, (7) абдоминальная аорта, (8) нижняя полая вена, (9) почечная артерия, (10) почечная вена. From: Sobotta Atlas (Putz and Pabst, 1997)

Почки – парный орган, расположенный в забрюшинном пространстве

12 -п. кишка Анатомические соотношения почек с другими органами Желудок Селезенка Печень Толстая кишка Тонкая кишка Тощая кишка Печень Толстая кишка Селезенка Ход иглы при биопсии почки Тонкая Поджелудочная кишка железа 12 -п. кишка

Поперечный срез на уровне L 1 – фасции, окружающей почку: (1) почка, (2) капсула почки (не видна), (3) периренальный жир, (4) почечная, или Геротова, фасция, (5) параренальный жир или абдоминальная фасция. With permission from the National Library of Medicine, Visible Human Project.

Анатомический препарат почки здорового взрослого человека

Почка ребенка с подчеркнутой дольчатостью

Почки новорожденного, сохраняющие дольчатый характер строения почки плода. Гладкая поверхность коры покрыта жировой тканью.

Почка здорового взрослого человека. Капсула удалена, сохраняются признаки фетальной дольчатости. В воротах – жировая ткань. В нижнем полюсе – простая киста.

Срез почки здорового человека. Светлый корковый слой и темный мозговой слой.

Почечный сосочек и почечная чашечка

Сосудистое русло почки

полая вена надпочечник a. renalis v. renalis мочеточник аорта

Бартоломео Евстахий (около 1510 — 27. 08. 1574) — итальянский врач и анатом, папский лейб-медик и профессор анатомии в римской школе Сапиенца, один из основателей научной анатомии.

Рисунки Евстахия (1552): варианты формирования почечных артерий – от аорты, бифуркации аорты и общей и внутренней подвздошных артерий.

СИНДРОМ СДАВЛЕНИЯ ЛЕВОЙ ПОЧЕЧНОЙ ВЕНЫ Основа синдрома – левая почечная вена сдавливается между аортой и верхней мезентериальной артерией или между аортой и позвоночником (при аномальном ветвлении) Клинические проявления: – варикоз уретеральных и перипельвикальных вен (варикоцеле, синдром яичниковой вены) – микрогематурия, эпизоды макрогематурии – боль в левом фланке или животе – протеинурия, чаще ортостатическая Диагностика: – допплерография, – ЯМР, – селективная венография

Синдром сдавления левой почечной вены (ретроаортальный вариант - сдавление между аортой и позвоночником)

Park YB, et al. NDT 2000, 15: 99 -101

Артериальное дерево почки Передняя верхняя сегментарная артерия Передняя нижняя сегментарная артерия Дуговые артерии Интерлобарные артерии Верхняя сегментарная артерия Нижняя супраренальная артерия Почечная артерия Нижняя сегментарная артерия Мочеточниковая ветвь почечной артерии

Схема сосудистого русла почки

Схема сосудистого русла почки а. renalis v. renalis

Схема сосудистого русла почки

Сосуды капсулы Схема сосудистого русла почки Капсула Афферентная артериола Клубочек Звездчатые вены Интерлобулярные артериола и венула Эфферентная артериола Дуговые артерия и вена Vasa recta spuria Интерлобарные артерия и вена Vasa recta vera Прямые венулы Сосуды, направляющиеся к верхушке почечного сосочка

Артериальное русло почки А: (1) почечная артерия, (2) сегментарные артерии, (3) междольковые артерии; В: (4) дуговые артерии, (5) междольковые артерии, (6) приносящие артериолы, (7) клубочковые капилляры. With permission from Venkatachalam and Kritz (1998)

НЕФРОН ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЕДИНИЦА ПОЧЕЧНОЙ ТКАНИ

Marcello Malpighi (1628 - 1694) 1666

Marcello Malpighi (1628 - 1694)

Дистальный извитой каналец - ранний, поздний Кортикальный клубочек Проксимальный извитой каналец Кора Собирательный каналец Юкстамедуллярный клубочек Проксимальный извитой каналец Петля Генле Толстое восходящее колено Собирательная трубка Тонкое нисходящее колено Тонкое восходящее колено Проток Беллини Мозговое вещество (пирамиды)

Капсула клубочка Клубочек Перитубулярные капилляры

William Bowman (20. 07. 1816 – 27. 03. 1892) On the structure and use of the Malpighian bodies of the kidney, with observations on the circulation throught that gland. Phylosophical Transactions of the Royal Society of London (1842, v. 132, p. 57– 80) известен многочисленными работами в области микроскопической анатомии и офтальмологии c – капсула m – мальпигиево тельце af – афферентный сосуд ef – эфферентный сосуд t – мочевой каналец а – артериола ev – венула

Drawing from Bowman's paper to the Royal Society, 17 February 1842, 'On the structure and use of the Malpighian bodies of the kidney, ' Phil. Trans. , 1842, p. 78, plate iv. (see p. 249)

Градиент осмолярности почечной ткани

Давление крови в различных участках кровеносной системы

Строение и функции клубочка

Эфферентная артериола Афферентная артериола

(А) Афферентная артериола, берущая начало от междольковой артерии. (Е) Эфферентная артериола далее формирует сплетение периканальцевых капилляров. Courtesy of Waykin Nopanitaya, Ph. D.

эпителий капсулы эндотелиоцит мезангиоцит подоцит

Нормальный клубочек при световой микроскопии. Нормоклеточность, тонкие капиллярные стенки. Прилегающие канальцы не изменены.

Нормальный клубочек при PAS-реакции. Тонкие капиллярные стенки.

Количественные показатели клубочков p Общая длина всех капилляров в одном клубочке – 0, 95 см p Общая длина всех клубочковых капилляров в обеих почках – 19 000 м p Общая площадь всех клубочковых капилляров обеих почек – 6 000 см 2 p Общая площадь фильтрующей поверхности в обеих почках – 516, 1 см 2 A. Bohle et al. , Kidney Intern. 1998, V. 54, Suppl. 67, S 186 -188

Мезангиоцит Капилляр Подоцит Мочевое пространство Капсула Интерстиций клубочка Артериола Гистологический срез почки Плотное пятно Дистальный каналец Проксимальный каналец

PAS Trichrome H-E Silver Cеребрение и PAS подчеркивают коллагеновые структуры – мезангий и ГБМ, на трихроме они голубоватые или зеленые. Иногда трихром выявляет иммунные комплексы в виде фуксинофильных структур.

Гломерулярный капилляр

Фенестры 70 -100 нм (54% - 13%), микрофиламенты и микротрубочки

Фильтрационный барьер клубочка состоит из трёх слоёв Малые ножки подоцитов ЩД ГБМ Фенестры эндотелия базальная мембрана капилляров (ГБМ) щелевидная диафрагма подоцитов (ЩД)

Фильтрационный барьер клубочка состоит из 4 слоёв А. Эндотелий Б. Мезангий В. ГБМ Г. Подоцит

Гломерулярная базальная мембрана

Щелевидная диафрагма Просвет капсулы ГБМ Фенестры Большая ножка подоцита Цитоплазма эндотелия Строение клубочкового фильтра Малые ножки подоцита

Щелевидная диафрагма МОЧЕВОЕ ПРОСТРАНСТВО Ножковый отросток подоцита Гликосиалопротеин Гломерулярная базальная мембрана Фенестра Эндотелиальная клетка ПРОСВЕТ КАПИЛЛЯРА Схема строения гломерулярного фильтра

Эндотелиоцит

Фенестры 70 -100 нм (54% - 13%), микрофиламенты и микротрубочки

Подоциты

Подоциты висцеральный эпителий гломерулярных капилляров (высокоспециализированные эпителиальноподобные клетки)

Схема строения щелевидной диафрагмы

Щелевидная диафрагма мембрана отростков подоцитов

направление фильтрации мочевое пространство ножки подоцитов актин ZO-1 подоцин CD 2 AP ГБМ эндотелиоцит -актинин-4 просвет капилляра щелевидная диафрагма из молекул нефрина

Мезангий

Капсула Шумлянского-Боумена Париетальный эпителий Подоцит Схема строения капилляров клубочка Эндотелиоцит Просвет капилляра Мезангиальный матрикс Мезангиоцит Малые отростки подоцита Фенестры эндотелиоцита

A normal glomerulus is shown diagramatically. Note the relationship of the capillary loops to the mesangium. About 15% of glomerular filtration occurs through the mesangium, with the remainder through the fenestrated epithelium. The normal anionic charge barrier prevents protein molecules such as albumin from passing through the endothelium. The normal mesangium contains about 2 to 4 mesangial cells, which have a macrophagelike function.

Схема строения капилляров клубочка Sakai T, Kriz W: Anat Embryol 176, 373 -386, 1987

Схема строения гломерулярного капилляра

Основная функция клубочка выработка ультрафильтрата Ультрафильтрат раствор, который содержит вещества с низкой молекулярной массой (свободные электролиты, мочевина, креатинин, мочевая кислота, белки с ММ <40 k. D) Объем ультрафильтрата у здорового человека составляет 180 200 л/сут. (Sf = 0, 136 мм 2)

Клубочковая фильтрация селективна (избирательна) А. По размеру молекул Б. По заряду молекул В. По форме молекул

Что определяет скорость клубочковой фильтрации? СКФ = Kf Puf = Kf [ (Pgc Pt) ( g t)] = k S ( P ) Kf коэффициент ультрафильтрации Рuf давление ультрафильтрации Рgc давление в гломерулярном капилляре Рt давление в просвете проксимального канальца g t k S P

Что определяет скорость клубочковой фильтрации? СКФ P = Kf Puf = Kf [ (Pgc Pt) ( g t)] = k S ( P ) g (гиперпротеинемия) Pt (обструкция канальцев) Pgc (артериальная гипотензия) зависит от баланса резистентности артериол (собственный сосудистый тонус, нервная регуляция, вазоактивные гормоны)

Что определяет скорость клубочковой фильтрации? СКФ = Kf Puf = Kf [ (Pgc Pt) ( g t)] = k S ( P ) S фильтрационная площадь зависит от реакции мезангиоцитов на циркулирующие вазоконстрикторы (ангиотензин II, норадреналин, эндотелин) Почечные нервы Плотное пятно увеличение объема первичной мочи и ионов хлора, достигающих плотного пятна увеличивает резистентность артериол, снижает Kf

Юкстагломерулярный аппарат

(1955) Norbert Goormaghtigh (14. 02. 1890 – 02. 01. 1960)

Camera lucida drawing by N. Goormaghtigh of the juxtaglomerular apparatus in a rabbit, treated over one month by clamping of the renal artery. The juxtaglomerular apparatus of a rabbit, treated for one month by clamping of the renal artery: picture taken from the preparation made by N. Goormaghtigh in 1938, stained by iron hematoxylin-eosin.

- Immune-histochemical staining of the vascular pole of the glomerulus with antirenin antibody.

Работа Н. Гурмати, положившая начало исследованию юкстагломерулярного аппарата (лаборатория патологии Университета в Генте, Бельгия) Proc. of the Society for Experimental Biology and Medicine (1939), pp. 688 -689

Схема строения клубочка и юкстагломерулярного аппарата Гранулярные клетки приносящей артериолы Macula densa Эпителий толстого восходящего колена петли Генле Эфферентная артериола Афферентная артериола Мезангий Мочевое пространство Эпителий капсулы клубочка Просвет капилляра Каналец

The asterisk marks the macula densa in the kidney. The macula densa is a specialized region of epithelial cells lining a portion of a distal convoluted tubule that lies between the afferent and efferent arterioles at the vascular pole of a glomerulus. The macula densa cells are in close approximation to the juxtaglomerular cells (modified smooth muscle cells) in the media of the afferent arteriole. The macula densa cells monitor sodium concentration, and when that concentration falls, they signal the afferent arteriole to dilate and the juxtaglomerular cells to secrete renin. Renin increases formation of angiotensin I, which is converted to angiotensin II, which constricts the efferent arterioles. Angiotensin II also stimulates aldosterone secretion by the adrenal cortex, which increases blood volume and arterial pressure. This feedback loop helps to control the glomerular filtration rate.

Схема юкстагломерулярного аппарата

Klin. Wochenschr. 43: 410 -413, 1965 Механизм тубуло-гломерулярной обратной связи

Почечные канальцы

Строение эпителия различных участков нефрона

L Nielsen et al. , JASN 9: 1767, 1998 L

Nielsen et al. , JASN 9: 1767, 1998

S 1 S 2 S 3 Строение эпителия проксимального канальца

Схема канальцевого транспорта Просвет канальца Латеральное межклеточное пространство Межклеточный путь Трансклеточный путь Na+ Плотное соединение Na+ АТФ K+ K+ Базолатеральная клеточная мембрана Na+ АТФ K+ АТФ Апикальная клеточная мембрана Na+ Базальная мембрана капилляра

Клетка эпителия проксимального канальца Схема строения трансмембранных рецепторов, обеспечивающих апикальный эндоцитоз

Biochem. J. 154: 597 -604, 1976 Heini Murer Ulrich Hopfer Rolf Kinne

Biochem. J. 154: 597 -604, 1976 JASN, 1998, 1

Механизм реабсорбции белка в проксимальном канальце 1) Эндоцитоз белковых молекул из просвета канальца

Апикальный эндоцитоз белков обеспечивается трансмембранными рецепторами

a b c Строение эпителия петли Генле a) нисходящее колено, b) тонкое восходящее колено, c) толстое восходящее колено

Граница между проксимальным канальцем и нисходящим коленом петли Генле

Проницаемость различных отделов нефрона для воды Проницаем Непроницаем Проницаем при наличии АДГ

a b Строение дистального извитого канальца a) «истинный» дистальный извитой каналец, b) связующий отдел

Схема строения клубочка и юкстагломерулярного аппарата

СВОЙСТВА ИЗОФЕРМЕНТОВ ЦИКЛООКСИГЕНАЗЫ Циклооксигеназа-1 (структурная) Циклооксигеназа-2 (индуцированная) содержится в мезангиоцитах, эндотелии артериол, эпителии капсулы Боумена, кортикальных и медуллярных собирательных трубок содержится в отдельных клетках плотного пятна и окружающих с. TALH клетках группе интерстициальных клеток около верхушки сосочка образует простагландины, вырабатываемые афферентной артериолой образует простагландины в плотном пятне увеличивает экспрессию ренина при натриевом истощении (в том числе при низкосолевой диете)

a b ОК c ПК d Строение эпителия собирательных трубок a) основные клетки коркового слоя c) эпителий наружного мозгового слоя b) промежуточные клетки коркового слоя d) эпителий внутреннего мозгового слоя

ТРАНСПОРТ ИОНОВ В ЭПИТЕЛИИ СОБИРАТЕЛЬНОГО КАНАЛЬЦА 3 Na+ АТФаза Амилорид, триамтерен 2 K+ K+ Просвет канальца Aldo-R Спиронолактон Альдостерон ANP-R Перитубулярный капилляр • Na+ входит в клетку из просвета канальца, а К+ выходит из нее по ионным каналам (электрохимический градиент) • Выход Na+ из клетки обеспечивается Na-К-АТФазным насосом • Связывание альдостерона с цитозольным рецептором приводит к росту числа открытых Na+ каналов и Na, К-АТФазных насосов • ПНФ активирует гуанилатциклазу и тормозит реабсорбцию Na+, закрывая натриевые каналы • Амилорид и триамтерен закрывают Na+ каналы, а спиронолактон конкурирует с альдостероном

1997 2000

Novel kidney protein powers the heart and blood pressure The Journal of Clinical Investigation Volume 115 Number 5 May 2005 Novel kidney protein powers the heart and blood pressure. In addition to regulating fluid and electrolyte balance, the kidney also functions as an endocrine organ, secreting proteins that have important and widespread biological roles. In this issue, Jianchao Xu and colleagues report on their search for novel proteins secreted by the kidney. The researchers have identified a new protein, renalase (pages 1275– 1280). Renalase is an amine oxidase secreted by the kidney into the blood to regulate heart rate and blood pressure. Interestingly, plasma levels of renalase are markedly reduced in patients with end-stage kidney disease as compared to healthy subjects. Therefore, there may be a causal link between reduced renalase and the increased cardiovascular risk that is often seen in patients with renal disease. The identification of renalase not only provides a more complete understanding of renal and cardiovascular physiology but could also lead to the development of novel therapies for patients with chronic kidney disease.

Спасибо за внимание!