Для студентов 2 -го курс лечебного факультета
ЦЕЛИ: 1. Охарактеризовать почку как исключительно эффективный фильтр, призванный удалять из организма азотистые шлаки, избыток электролитов и воды. . 2. Показать роль почки в поддержании гомеостаза. 3. Отметить особенности кровоснабжения почки, позволяющие ей 100 -кратно концентрировать мочу. 4. Составить концепцию нефрона функциональной единицы почки. как структурно- 5. Охарактеризовать гистофизиологию мочевыводящих органов: мочеточника, мочевого пузыря, уретры. 6. Дать оценку почке как эндокринному органу и органу-мишени для других эндокринных желез.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ: Мочевая система функционирует с образованием мочи, регуляцией кровяного давления, объема жидкости в теле, поддержании кислотно-щелочного равновесия, образования и выдения некоторых гормонов. Компонентами мочевой системы являются почки, мочеточники, мочевой пузырь и уретра.
Экскреция Гомеостаз Эндокриная функция Секреция реннина (усиливает кровяное давление) Обеспечивается 1 000 нефронов. Осуществляет выведение азотистых шлаков, электролитов, воды Сохраняет гомеостаз через: 1) Ультрафильтрацию плазмы 2) Селективную резорбцию 3) фильтрата ЖИЗНЕННО ВАЖНЫЕ ФУНКЦИИ ПОЧЕК
1. Капсула. 2. Корковое и мозговое вещество. 3. Корковое вещество: наружный слой + почечные колонки (Бертена) (между мозговыми пирамидами). 4. Мозговое вещество: конические мозговые пирамиды, основание граничит с внутренней поверхностью коры, вершина (сосочек) – заостренный конец, вдающийся в чашечки по направлению к воротам почки. 5. В почке 10 -18 пирамид, и 10 -18 сосочков вдаются в чашечки. ПОЧКА ВЗРОСЛОГО Каждая пирамида вместе с надлежащей частью коры составляют долю почки. Долевая архитектоника становится менее отчетливой с возрастом.
Долевая архитектоника у плода – очевидна. Между долями виднымеждолевые сосуды: Междолевые артерии – ветви почечной артерии, - Междолевые вены – собираются в почечную вену. - Дуговые сосуды (артерии и вены) – это притоки междолевых артерий. Почка и надпочечник плода Макаки резус, х6.
Корковое и мозговое вещество почки Корковое вещество = кортикальный лабиринт с почечными тельцами (RC), извитыми канальцами (Т), сосудами (М) и мозговыми лучами. Мозговые лучи, хотя структурно схожи с мозговым веществом, считаются частью коркового вещества. Они представляют тонко исчерченные продолжения основания мозговых пирамид, почти касаясь капсулы и представляя собой ось почечных долек. В мозговом веществе много петель Генле, собирательных трубочек, срезанных в разных плоскостях. Прямые сосуды залегают гнездами.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ: Почечная доля – часть паренхимы, составленная пирамидой и надлежащей частью коркового вещества. Почечная долька – малая часть коркового вещества, состоящая из мозгового луча и непосредственно связанного с ним коркового вещества. Долька Корковое вещество Доля Мозговой луч Пирамида Мозговое вещество
Мозговые лучи: -прямые проксимальные прямые дистальные канальцы, толстые канальцы восходящей части петли Генле, - собирательные трубочки. Корковое вещество = pars radiata (мозговые лучи) + pars convoluta (почечные клубочки, извитые канальцы, дуги собирательных трубочек кортикальный лабиринт). Генле – немецкий анатом 19 -го века. КОРКОВОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧКИ, Г. -Э.
КРОВОСНАБЖЕНИЕ ПОЧКИ В органах капиллярная сеть залегает между терминальной частью артериолярного русла и проксимальной частью венулярного русла, и является основным местом газообмена между кровью и тканями. В противоположность этому сосудистая система почки содержит высоко специализированное звено микроциркуляторного русла – капиллярный клубочек, расположенный между двумя артериолами – приносящей и выносящей. Клубочек не доставляет кислорода тканям и не собирает из них окиси углерода. Клубочек – место фильтрации кровеносного русла. продуктов Газообмен в почке осуществляется во вторичной капиллярной сети. распада из
КРОВОСНАБЖЕНИЕ ПОЧКИ Понять кровоснабжение для понимания гистофизиологии почки (фильтрации). - Почечная артерия, давая дорсальную и вентральную ветви, входит в ворота почки, - От них отходят междолевые артерии, расположенныемежду пирамидами, - В основании пирамид междолевые артерии делятся на дуговые артерии.
КРОВОСНАБЖЕНИЕ ПОЧКИ - От дуговых артерий отходят междольковые артерии (перпендикулярно, с регулярными интервалами) входящие в кортикальный лабиринт – к капсуле звездчатое субкапсулярное артериолярное и капиллярное сплетение – поверхностные кортикальные вены – звездчатые вены – междольковые вены. - Некоторые междольковые артерии перфорируют капсулу – капсулярные артерии – анастомозы с междольковыми венами.
КРОВОСНАБЖЕНИЕ ПОЧКИ Как междольковые артерии отходят перпендикулярно и на равных интервалах от дуговых артерий, так афферентные артериолы отходят от междольковых артерий перпендикулярно и на равных интервалах. Эти афферентные артериолы распадаются на капиллярные клубочки. Капиллярные клубочки: -(у корковых нефронов) собираются в выносящие артериолы, -распадаются на перитубулярную капиллярную сеть, впадающую в междольковые вены или в радиальные глубокие кортикальные вены, дренируемые дуговыми венами - междолевыми венами – почечной веной – нижней полой веной.
ТИПЫ НЕФРОНОВ Описанный тип кровоснабжения характерен для корковых нефронов – их 80% - их почечные тельца расположены на периферии коркового вещества. Остальные 20% нефронов – юкстамедуллярные (почечные тельца в корковом веществе на границе с мозговым) – имеют другое кровоснабжение.
Выносящие артериолы мозговых нефронов спускаются в мозговом веществе в виде тонкостенных неветвящихся прямых артериол – сегменту прямых сосудов. Они образуют шпильковидную петлю, поднимаются вверх, впадают в венозные прямые сосуды – междольковые вены. Кортикальные нефроны – перитубулярная сеть. Юкстамедулярные нефроны – прямые сосуды. КРОВОСНАБЖЕНИЕ КОРКОВЫХ И МОЗГОВЫХ НЕФРОНОВ
КОРКОВОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧКИ 1. Почечные тельца (RC), 2. Окружены канальцами: проксимальными извитыми (PCT, их больше) и дистальными извитыми (DCT, их меньше). 3. Между ними – мозговые лучи (MR, проксимальные прямые канальцы, дистальные прямые канальцы, собирательные трубки).
Почечное тельце
ПОЧКА Приносящая артериола (в центре) ведет в клубочек (плоские ядра эндотелия, поперечно срезанные гладкомышечные клетки придают исчерченность).
ПОЧЕЧНОЕ ТЕЛЬЦЕ Подоциты поддерживают капиллярные петли. Там, где подоциты не могут подойти к капиллярам, там их петли поддерживают мезангиальные клетки – внутриклубочковые, перицитоподобные, фагоцитирующие, обновляющие базальную мембрану, сокращающиеся (рецепторы к вазоконстрикторами – ангиотензину II – уменьшают кровоток через клубочек). Внеклубочковые мезангиоциты – на сосудистом полюсе почечного тельца.
Почечное тельце Полярнос ть: -сосудистый полюс (АА), мочевой полюс. Мочевое (Боуменово) пространство (BS). Стрелки – париетальный листок капсулы.
Почечное тельце Мочевой полюс – где мочевое пространство переходит в проксимальный извитой каналец. Плоский эпителий капсулы сменяется на высокий кубический эпителий канальца.
ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ БАРЬЕР Капилляры клубочка – фенестрированные. Фенестры без диафрагм. Диаметр поры – 70 -90 нм – барьер лишь для эритроцитов и крупных белковых молекул.
У капилляра и подоцитов общая базальная мембрана, самая толстая в организме человека (300 нм), 3 -х-слойная. thick, consisting of the 3 layers: -В центре Lamina densa – темная, 100 нм, коллаген IV типа. -По обеим сторонам – lamina rara externa et interna, светлые, с ламинином, фибронектином, полианионными протеогликанами (гепаран-сульфат). Фибронектин и ламинин фиксируют эндотелий и цитопедикулы подоцитов к базальной мембране. ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ БАРЬЕР
Подоциты – крупные клетки с цитоподиями (первичные отростки) и цитопедикулами (вторичные отростки). Цитопедикулы одного подоцита, интердигитируя с цитопедикулами соседнего подоцита, полностью покрывают почти всю поверхность капилляра. Endothelium
Почечный фильтр, ТЭМ, х 50, 000 Подоцит – треугольная клетка с цитопедикулами и цитотрабекулами, по другую сторону базальной мембраны от которых – эдотелий капилляра.
Интердигитации цитопедикул оставляют фильтрационные щели - ПОЧЕЧНЫЙ ФИЛЬТР 20 - 40 нм, они затянуты тонкой щелевой диафрагмой (6 нм) – это самая непроницаемая часть фильтрационного барьера.
ПОЧЕЧНЫЙ ФИЛЬТР Фильтрат плазмы проходит из просвета капилляра через все 3 компонента барьера в мочевое пространство.
ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ БАРЬЕР 1. Фильтрационный щели, фильтрационными диафрагмами, затянутые в ассоциации с 2. Эндотелием капилляров и 3. Базальной мембраной капилляра и подоцитов, составляют фильтрационный барьер.
Гистофизиология фильтрационного барьера: Фильтрат плазмы, прошедший эндотелий капилляров, далее фильтруется базальной мембраной. Наименее проницаемый слой базальной мембраны – lamina densa – задерживает крупные молекулы (>69, 000 Da), а полианионы laminae rarae затрудняют пассаж отрицательно заряженных молекул и молекул с жесткой конфигурацией. Последний компонент фильтра – фильтрационные щели, пройдя которые фильтрат становится клубочковым ультрафильтратом и попадает в мочевое пространство. Поскольку крупные молекулы забивают отверстия в базальной мембране, необходим постоянный фагоцитоз со стороны внутриклубочковых мезангиоцитов, а также обновление мембраны как эндотелиоцитами, так и подоцитами.
Патология клубочков базальной мембраны. – поражение Протеинурия – потеря белка с мочой – часто связана с патологией БМ. При этом печень может не справиться с потребностями восполнения утраченного белка, что приведет к гипоальбуминемии и отекам из-за низкого онкотического давления. Нефротический синдром = протеинурия, гипоальбуминемия и отеки. Причинами патологии БМ часто является сахарный диабет и мембранная нефропатия.
При сахарном диабете с нефротическим синдромом базальная мембрана клубочка утолщена в 3 -5 раз, трехслойность ее утрачена. ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ДИАБЕТЕ (ТЭМ). БАРЬЕР ПРИ САХАРНОМ
ПАТОЛОГИЯ ПОДОЦИТОВ ПРИ НЕФРОТИЧЕСКОМ СИНДРОМЕ У детей причина нефротического синдрома нередко – нефропатия с минимальными изменениями. При световой микроскопии клубочек выглядит нормальным, но ТЭМ обнаруживает утрату организации отростков подоцитов – капилляры прикрывают самой цитоплазмой подоцитов – остатками отростков. Часто эта аномалия бывает транзиторной. Аномалии подоцитов связаны с их зарядом, утрата которого приведет к утечке белка.
Мочевые канальцы Нефрон - это структурно -функционльная единица почки. Мочевой каналец = нефрон + собирательная трубочка – оба происходят из разных зачатков в эмбриогенезе. Нефрон начинается капсулой Шумлянского. Боумена. КЛУБОЧЕК НЕ ВХОДИТ В СОСТАВ НЕФРОНА.
Ультрафильтрат покидает мочевое пространство через проксимальный извитой каналец. ПОЧЕЧНОЕ ТЕЛЬЦЕ
ПРОКСИМАЛЬНЫЕ КАНАЛЬЦЫ Доминируют в коре, 60 мкм в диаметре и 14 мкм длиной. =проксимальный извитой каналец (pars convoluta), расположенный около почечного тельца, + прямой каналец (pars recta) – нисходящая толстая часть петли Генле.
1) Щеточная каемка – микроворсинки – рабсорбируют 70% клубочкового фильтрата. 2) Мембрана содержит антипортовые обменники Na+, H+, and Cl- и ферменты гидролиза аминокислот. 3) 2) Глубокие 4) базальнолатеральные инвагинации с митохондриями увеличивают площадь ПРОКСИМАЛЬНЫЙ ИЗВИТОЙ эффективной реабсорбции. КАНАЛЕЦ
Шейка проксимального канальца Проксимальный каналец: клетки кубические, ядро круглое, цитоплазма оксифильная, есть щеточная каемка и базальная исчерченность.
Шейка проксимального канальца Темно – розовая – цитоплазма проксимального канальца, светло-розовая – дистального (левый верхний угол).
Проксимальные и дистальный (слева вверху) извитые канальцы.
НЕФРОН, ТЭМ У проксимального канальца: щеточная каемка, базальная исчерченность, митохондрии в базальных складках. У дистального канальца нет щелочной каемки. Вокруг – перитубулярные капилляры.
Нефрон, ТЭМ Микроворсинки указывают на функцию всасывания.
Проксимальный каналец, ТЭМ Базальная складчатость увеличивает площадь для прохождения абсорбированной жидкости и ионов в окружающую перитубулярную сеть (внизу). Складки содержат Na+K+ - аденозинтрифосфатный комплексы, выкачивающие Na+ из транспортом глюкозы и аминокислот. клетки, сопрягая его с
Проксимальный извитой каналец Цитоплазма эозинофильная, пенистая, есть базальная исчерченность и-за наличия базальных складок с митохондриями. Латеральные границы между клетками размыты из-за наличия сложно переплетающихся отростков.
ПРОКСИМАЛЬНЫЙ ИЗВИТОЙ КАНАЛЕЦ – ШИК-реакция. ЩИКпозитивные щеточная каемка и базальная мембрана богаты углеводами. Кроме реабсорции здесь реализуется функция секреции органических оснований и катионов H+ в просвет канальцев.
Проксимальный прямой каналец спускается в составе мозговых лучей из коркового в мозговое вещество, где соединяется с петлей Генле в месте соединения наружной и внутренней полосок наружной зоны мозгового вещества.
Входя в мозговое вещество, проксимальный прямой каналец резко переходит в нисходящий тонкий каналец петли Генле, выстланный плоским эпителием в выбухающими в просвет ядрами. Такое же строение имеет тонкий каналец восходящей части ПЕТЛЯ ГЕНЛЕ
ПОЧКА, МОЗГОВОЕ ВЕЩЕСТВО Тонкий каналец петли Генле (в середине) с однослойным плоским эпителием.
МОЗГОВОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧКИ В центре – две светлых собирательных трубочки. Плоский эпителий – в тонком канальце. Для сравнения: в сосудах – эритроциты.
Почка, гематоксилин – эозин. Крупные светлые канальцы – это собирательные трубочки с четкими границами между клетками. Яркие оксифильные – толстые канальцы петли Генле, они похожи на дистальные извитые канальцы.
ДИСТАЛЬНЫЙ КАНАЛЕЦ Дистальный каналец включает 3 сегмента: толстый каналец восходящей части петли Генле, плотное пятно и дистальный извитой каналец – последний отдел нефрона.
ДИСТАЛЬНЫЙ КАНАЛЕЦ Переход от тонкого канальца восходящей части петли Генле в толстый каналец отмечен появлением в последнем кубических клеток, а на ЭМуровне – многочисленных митохондрий и инвагинаций базально-латеральной мембраны. Эти черты связаны с активным транспортом, обусловленным реабсорбцией солей в интерстиций, созданием гипертонической среды в интерстиции. Восходящий толстый каналец возвращается в корковое вещество к исходному почечному тельцу.
ЭНДОКРИННЫЙ АППАРАТ ПОЧКИ Плотное пятно – это хеморецептор, мониторирующий концентрацию хлоридов в просвете канальцев и участвующий в настройке интенсивности клубочковой фильтрации. Вместе с видоизмененными гладкомышечными клетками афферентных артериол и экстрагломерулярными мезангиальными клетками они составляют ЮГА.
ЮКСТАГЛОМЕРУЛЯРНЫЙ АППАРАТ ПОЧКИ
ПОЧКА, ЮГА, окраска по Маллори, x 1614
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ: Когда клетки плотного пятна обнаруживают низкую концентрацию натрия в ультрафильтрате, они стимулируют юкстагломерулярные клетки к выработке фемента реннина, который превращает ангиотензиноген в ангиотензин I - мягкий вазоконстриктор. Ангиотензин I под действием ангиотензин-превращающего фермента превращается в ангиотензин II – мощный вазоконстриктор. Ангиотензин II влияет на кору надпочечников, стимулируя выработку альдостерона, усиливающего реабсорбцию натрия и кальция.
Дистальный каналец – кубические клетки без щеточной каемки, светлее, чем у проксимального канальца, в 3 раза короче его. Продолжается в собирательные трубочки.
Дистальный извитой каналец У клеток нет щеточной каемки, но многочисленные митохондрии обуславливают базальную исчерченность, они обеспечивают АТФ, необходимый для активного транспорта Na. Cl, реабсорбированного из просвета канальцев, количество которого составляет 5 -10% фильтрационной солевой нагрузки.
Граница коркового и мозгового вещества Мозговые лучи (MR) спускаются из коркового в мозговое вещество, содержа прямые проксимальные и дистальные канальцы, и собирательные трубочки с широкими просветами.
Дистальные извитые канальцы: шире просвет, короче клетки, нет каймы. Соотношение проксимальных и дистальных извитых канальцев вокруг почечных телец - 7: 1 ПОЧКА
Собирательные трубочки увеличивают высоту эпителия от кубического до призматическогопо мере спускания по мозговому веществу. ПОЧКА
Вокруг петли Генле создается проточномножительный механизм для концентрации мочи между канальцами и окружающими перитубулярными капиллярами. Особенно он активен во внутренних частях мозгового вещества – где концентрируются тонкие канальцы и собирательные трубочки. НЕФРОН
Мозговые лучи Толстый восходящий каналец петли Генле (TAL) выталкивает натрий в интерстиций, но является непроницаемым для воды, поэтому осмолярность содержимого канальцев падает по мере приближения к коре и дистальному канальцу.
Collecting Duct A longitudinal section of collecting duct (CD) showing orderly cuboidal epithelium and prominent plasma membrane borders between cells. These ducts absorb water and urea and partly determine urine volume and concentration. Permerability is regulated by antidiuretic hormone, and also aldosterone.
СОБИРАТЕЛЬНЫЕ ТРУБОЧКИ МОЗГОВОГО ВЕЩЕСТВА Собирательные трубочки проницаемы для воды в присутствии АДГ. Моча подвергается вторичной переработке в нефроне и вносит вклад в высокую осмолярность внутренней части мозгового вещества.
Существует интимная связь между собирательными трубочками (CD), толстым канальцем восходящей части петли (TAL), тонким канальцем петли (t. L) и перитубулярными капиллярами или прямыми сосудами. Вода движется из тонкого канальца в интерстиций (I) в ответ на высокую осмолярность интерстиция, создаваемую перемещением натрия из толстого восходящего канальца (TAL) , клетки которого богаты митохондриями, обеспечивающими энергию для активного транспорта натрия через основание канальца. Собирательные трубочки реабсорбируют воду из просвета в интерстиций в ответ на действие АДГ. Мозговое вещество почки
Vasa Recta Vasa recta are columns of capillaries that are prominent in the medulla. They are a mixture of descending vessels that originate from glomerular efferent arterioles, which extend into the inner medulla and return as venous or ascending vessels, that drain into corticomedullary veins. In the outer medulla, the vasa recta form vascular bundles mainly surrounded by thick and thin limbs of Henle’s loop.
The Vasa Recta The vasa recta have a slow blood flow and operate a countercurrent exchange mechanism of water and solutes between their plasma and the interstitial fluid. These capillaries supply nutrients and remove wastes from the interstitium, but they do not wash away the solutes within the medulla necessary to maintain the gradient of salinity. Descending or arterial capillaries (A) are smaller with thicker walls compared to ascending or venous capillaries (V).
Вершина почечной пирамиды Collecting ducts terminate, with prior fusions (F), at a papilla to form wide ducts of Bellini which open, sieve-like (arrows), at the area cribrosa. The cavity of the minor calyx (MC) is lined by transi-tional epithelium, & conveys urine from papilla to the renal pelvis.
КЛИНИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ Уменьшение объема крови в приносящей артериоле при снижении перфузионного давления приводит к выбросу реннина. Реннин – фермент, высвобождаемый в кровь, действует на белки плазмы. Способствуя синтезу ангиотензина. Способного поднять кровяное давление до опасного уровня. Гипертензия почечного генеза может требовать удаления ишемичной или пораженной почки. Реннин влияет на кровяное давление и осмолярность, запуская цепь событий, приводящих в выбросу альдостерона клубочковой зоной коры надпочечника, который усиливает реабсорбцию натрия в канальцах почки.
Проксимальная часть мочеточника Переходный эпителий, фиброзноэластическая собственная пластинка, наружный циркулярный мышечный слой. Просвет звездчатый – овальный.
Дистальная часть мочеточника Тонкая собственная пластинка и толстая 3 -хслойная гладкомышечная оболочка. Вегетативная иннервация обеспечивает перистальтику мускулатуры и продвижение мочи в мочевой пузырь.
Почка Топография Свойства эпителия Другие свойства Проксимальный извитой каналец Корковое вещество Крупные, темные клетки зернистые клетки с щеточной каемкой, не все клетки имеют ядерные профили Звездчатый или неправильный просвет Дистальный извитой каналец Корковое вещество Светлые цилиндрические клетки, все имеют ядерный профиль Гладкая люминальная поверхность Почечное тельце Корковое вещество Плоский эпителий наружного листка капсулы Сосудистый и мочевой полюс, толстая БМ Тонкий каналец Мозговое вещество Однослойный плоский эпителий. светлый Узкий просвет Толстый каналец Мозговое вещество Светлые кубические клетки Более широкий диаметр Собирательные трубки Мозговое вещество Светлый призматический
Внепочечтные пути Эпителий Поддерживающие слои Мочеточник (проксимальные 2/3) Переходный (4 -5 клеточных слоев) Внутренний продольный и наружный циркулярный мышечные слои Мочеточник (дистальная 1/3) Переходный (4 -5 клеточных слоев) Толстые внутренний продольный и средний циркулярный и наружный косой мышечные слои
Мочевой пузырь На малом увеличении у опустошенного мочевого пузыря слизистая складчатая, с мелкими скоплениями ГМК в собственной пластинке, не составляющими, однако, мышечной пластинки. Мышечная оболочки имеет 3 слоя.
МОЧЕВОЙ ПУЗЫРЬ Переходный эпителий мочевого пузыря непроницаем для воды, состоит из 5 -6 -слоев клеток в спавшемся состоянии.
Переходный эпителий опустошенного (справа) и полного (слева) мочевого пузыря. Переходный эпителий характерен для мочевой системы. Поверхностные клетки – крупные, грушевидные (куполовидные).
Скачать презентацию Для студентов 2 -го курс лечебного факультета
Гистология выделительной системы.ppt