Нирка людини - це парний орган бобоподібної форми із заокругленими верхнім і нижнім полюсами. Довжина нирки 10-12 см, товщина до 4 см, ширина 6-7 см, маса 120-200 г. Нирки розташовані на задній стінці черевної порожнини з боків хребта на рівні останнього грудного і І—II поперекових хребців. Ліва нирка звичайно розташована трохи вище, ніж права.
У нирці розрізняють дві поверхні - випуклу передню і плоску задню, два краї - випуклий латеральний і ввігнутий медіальний. На медіальному краї знаходяться ворота нирки, де розташовані нерви, ниркова артерія, вена, початок сечовода і жирова тканина. Зовні нирка покрита фіброзною капсулою, у якій багато міоцитів та еластичних волокон. До капсули зовні прилягає шар жирової клітковини, який утворює жирову капсулу.
На фронтальному розрізі нирки розрізняють дві речовини - кору і мозок нирки.
Кора нирки поділяється на дві частини:
- згорнуту, або клубочкову, і
- променисту (рис. 46).
Мозок нирки складається з 14-16 пірамід.
Основа кожної піраміди спрямована до кори, верхівки - у бік воріт.
Верхівки по дві або більше з'єднуються й утворюють сосочки. Кожний із сосочків має отвори, через які сеча виділяється у початкові частини сечових шляхів - малі чашечки.
8-9 малих чашечок впадають в одну з двох великих чашечок.
Великі чашечки зливаються в одну ниркову миску, що охоплює ворота за нирковими судинами, повертається вниз і переходить у сечовід.
Стінки ниркових чашечок і миски мають слизову оболонку, покриту перехідним епітелієм.
Структурно-функціональною одиницею нирки є нефрон.
У кожній нирці нараховується понад 1 млн нефронів.
Нефрон складається із:
- судинного клубочка,
- капсули Боумена-Шумлянського, що оточує клубочок і
- ниркові канальці, які відходять від капсули (рис. 47).
Клубочок разом з капсулою утворюють ниркове ( Мальпігієве) тільце.
Судинний клубочок являє собою розгалуження капілярів приносної артеріоли (до 50), які потім збираються у виносну артеріолу. Ендотелій капілярів пронизаний отворами діаметром до 100 нм.
Діаметр приносної артеріоли у більшості нефронів майже у два рази більший, ніж діаметр виносної.
Зовні клубочки капілярів покриті двошаровою капсулою Боумена – Шумлянського, яка має вісцеральний та парієтальний листки.
Вісцеральний листок капсули складається з епітеліальних клітин - подоцитів, які мають великі і малі відростки. Відростки подоцитів -педикули - покривають поверхню капілярів, залишаючи міжпедикулярні простори діаметром до ЗО нм. Ці простори заповнені фібрилярними структурами, які зменшують діаметр отворів (пор) до 10 нм.
Парієтальний листок складається із базальної мембрани, вкритої кубічними епітеліальними клітинами, які переходять в епітелій канальців. Базальна мембрана має пори діаметром близько 3 нм.
Між листками капсули є щілина, або порожнина капсули, яка переходить у просвіт канальців.
Ниркові канальці - це довгі трубочки з одношаровими стінками. Ниркові канальці складаються з головного, або проксимального, відділу, який починається від порожнини капсули звивистою ділянкою і переходить у пряму частину канальця, а потім у петлю Генле. У петлі Генле розрізняють тонкий низхідний сегмент і товстий висхідний. Петля Генле переходить у дистальний звивистий каналець, який розташований у корі між приносною і виносною артеріолами, утворює щільну пляму ( юкстагломерулярний апарат нирки).
Юкстагломерулярний комплекс.
Дистальний звивистий каналець, піднявшись до ниркового тільця, вступає з ним у прямий контакт у місці входу до капсули клубочка вхідної і виходу з неї вихідної артеріол (див. мал. 93, 10). Ця ділянка контакту дістала назву юкстагломерулярного (біляклубочкового) комплексу. Він складається зі щільної плями, утвореної групою модифікованих епітеліальних клітин звивистого канальця — епітеліоцитів щільної плями та особливих — міоїдних ендокриноцитів (юкстагломерулоцитів), розміщених у середній оболонці стінки клубочкових артеріол, що прилягають до щільної плями (мал. 94).
Дистальні звивисті канальці впадають у збірні трубочки, які зливаються з утворенням проток Белліні, що відкриваються порами на
вершині сосочка.
Клубочки всіх нефронів розташовані в корі нирок, проте їх кількість неоднакова в різних її ділянках.
Найбільше клубочків нефронів (60-70%) розташовано у середній ділянцікори - це інтракортикальні нефрони. Вони виконують основну роль у процесах фільтрування сечі. Діаметр їх приносної артеріоли більший, ніж діаметр виносної.
У поверхневій ділянці кори локалізовано менше клубочків (20-30 %). Це клубочки суперфіціальних нефронів і вони мають найкоротшу петлю Генле.
Значно менше нефронів (10-15%), клубочки яких розташовані на межі кори і мозку нирки, -це юкстамедулярні нефрони. Вони мають найдовші петлі Генле, які сягають вершини сосочка піраміди і паралельно до них утворюють прямі капілярні низхідні і висхідні судини, що дає їм змогу виконувати провідну роль у процесах концентрування і розведення сечі.
Ниркове тільце (тільце Мальпігі) складається з клубочка (клубочкової капілярної сітки з приноспою і виносною клубочковими артеріолами) і капсули клубочка.
Особливості кровопостачання нирки
полягають у тому, що кров, яка протікає через нирки, проходить через дві капілярні сітки і використовується як для сечоутворення, так і для трофіки органа.Нирки належать до органів із найінтенсивнішим надходженням крові.
Ниркові артерії постачають нирки кров'ю і розглажуються у них на дрібніші судини. До ниркового клубочка кров потрапляє через приносну артеріолу, що розпадається на капіляри, які й утворюють клубочок. Виносна артеріола після виходу з клубочка знову розпадається на капіляри, які густою мережею обплітають проксимальний і дистальний звивистий канальці. Цим повторно утвореним капілярам властива як сечотвірна, так і трофічна функції.
У нормів дорослої людини через нирки проходить до 25% серцевого викиду крові (1000-1200 мл/хв). Тобто, нирки людини за 1 хв отримують 1200—1400 мл крові. Враховуючи відносно невелику масу нирки (150 — 200 г), можна стверджувати, що нирки отримують крові більше, ніж будь-який інший орган тіла, навіть у 4 —5 разів більше, ніж серце і мозок. Проте переважна кількість цієї крові використовується не на живлення нирки, а на виконання її функції — очищення крові від продуктів обміну.
Така інтенсивність кровопостачання забезпечується тим, що ниркові артерії відходять безпосередньо від черевного відділу аорти (зона високого тиску крові) у вигляді короткого товстого стовбура. Крім того, невелика довжина наступних розгалужень ниркових артерій також забезпечує високий тиск у капілярах клубочка (близько 65-70 мм рт.ст.). Цьому ж сприяє і менший діаметр виносних судин порівняно із приносними, що створює підвищений опір відтоку крові з клубочка.
В юкстамедулярних нефронах термінальні артерії дають початок прямим судинам (повторюють хід петлі Генле), які надалі впадають у дугові вени без утворення вторинної капілярної сітки. Причому діаметр приносної і виносної артеріол однаковий, що зумовлює в них тиск у 40 мм рт. ст. проти 70 мм рт. ст. в інших нефронах. У прямі артерії кров потрапляє з дугових і міжчасточкових артерій та виносної артеріоли.
Кровопостачання нирок має ряд особливостей:
а) дуже високий рівень кровопостачання від 20 до 25 % хвилинного об'єму кровообігу;
б) такий великий кровотік пов'язаний з процесами сечоутворення, а не з високим метаболізмом і тому не потребує великої артеріовенозної різниці за 02;
в) артеріальний тиск у капілярах більший, ніж в інших органах, і становить 70 мм рт. ст., що пов'язано з процесами фільтрації; в капілярах, які обплітають канальці, артеріальний тиск дорівнює 14 - 18 мм рт. ст.;
г) подвійна капілярна сітка: капіляри мальпігієвого клубочка і капіляри, які обплітають звивисті канальці;
д) довжина капілярів більша, ніж в інших органах, і досягає 40 мм проти 0,5 мм;
є) нерівномірність кровопостачання різних шарів нирок (зменшення в напрямку від поверхневих шарів до мозкової речовини) пов'язана з великим питомим опором кровотоку тонкостінних судин і збільшенням в'язкості крові в гіперосмотичній речовині нирок;
ж) мала залежність ниркового кровотоку від системного артеріального тиску в межах 90 - 180 мм рт. ст. внаслідок вираженої його міогенної саморегуляції;
з) в юкстамедулярних нефронах еферентна артеріола не розпадається на навколоканальцеву капілярну сітку, а утворює прямі судини, які опускаються в мозкову речовину (оскільки венозні та артеріальні прямі судини розміщені бік у бік і тому контактують, то їх кровотік створює горизонтальний градієнт концентрації речовин, здатний до дифузії - судинна протиточна система);
і) приносна і виносна артеріоли деяких кіркових нефронів контактують з щільною плямою дистального канальця, утворюючи юкстагломерулярний апарат;
к) діаметр приносної артеріоли більший від такого виносної;
л) капіляри клубочків не анастомозують.
Грануляри - епітеліоїдні (біляклубочкові) клітини обох артеріол містять ренін. Активація його виділення спостерігається при зменшенні ниркового кровотоку внаслідок зменшення тиску в приносній артеріолі або зменшення об'єму циркулюючої крові, активації симпатичної нервової системи, зменшення концентрації Na+ в плазмі. Щільна пляма чутлива до NaС1.
Зменшення NaС1 через невідомий механізм зменшує опір аферентних артеріол та збільшує звільнення реніну з підвищенням опору еферентних. Це повертає гломерулярну фільтрацію до норми.
Сильне подразнення симпатичних ниркових нервів та високі концентрації катехоламінів зменшують кровотік цього органу і відповідно діурез внаслідок звуження приносної і виносної артеріол.
Функції нирок
поділяють на видільні і невидільні.
Утворюючи і виділяючи сечу, нирки відіграють основну роль у видільній системі організму; одночасно вони виконують також інші функції.
в) екскреція надлишків органічних і неорганічних речовин, які потрапили з їжею або утворилися у процесі метаболізму.
Екскреторна функція нирок пов'язана з процесами фільтрації і секреції.
В епітелії канальців нирок деякі з цих речовин піддаються подальшому руйнуванню. Крім аміаку нирки можуть екскретувати й інші сполуки азотистого обміну, які утворюються безпосередньо в нирках або надходять до них із кров'ю. До таких речовин належать: сечовина, сечова кислота, креатинін.
Деякі харчові та лікарські речовини не руйнуються в організмі до кінцевих продуктів і можуть виводитися лише через нирки, інші фільтруються й потім можуть реабсорбуватися. Очищення крові від цих речовин залежить від кількості утвореної сечі (як у разі обміну сечовини).
Інші, наприклад, пеніцилін, йодовмісні контрастні речовини типу діодрасту, парааміногіпурова кислота, не тільки фільтруються, але й секретуються епітелієм канальців. Тому їх концентрація у сечі може бути в 500-1000 разів більшою, ніж у крові. Із сечею виводяться багато гормонів та їх метаболітів.
Якщо частину функцій, які виконують нирки, можуть компенсувати інші органи, то їх екскреторна функція найменш замінна. Незважаючи на
деякий "запас надійності" (людина може жити і з однією ниркою), за наявності ураження нирок розвивається уремія. У такому разі безпосередньою причиною смерті хворого може бути затримка в організмі токсичних азотвмісних речовин.
2 Гомеостатична:
а) підтримування оптимального осмотичного тиску;
б) підтримування іонного балансу організму;
в) підтримування кислотно-основної рівноваги;
г) участь у регулюванні кровообміну;
д) участь у регулюванні об'єму крові, що циркулює.
Участь нирок у підтримуванні кислотно-основної рівноваги (КОС) організму полягає в очищенні крові від нелетких кислот та основ, які утворилися у процесі метаболізму або надійшли з їжею у надто великих кількостях.
Іони, що виводяться у сечу, змінюють її рН у широких межах (4,5-8,6).
За максимального закислення сечі іон Н+ виводиться як у вільному стані, так і в зв'язаному (з буферними сполуками). Іони водню надходять у сечу не тільки з фільтратом, вони можуть секретуватися у дистальних і проксимальних відділах канальців нефрона. У проксимальних відділах Н+ обмінюється на Na+ під час реабсорбції останнього в ділянці апікальної поверхні ендотеліальних клітин. У разі алкалозу рН крові та концентрація у ній НСОз зростають і нирки починають виділяти лужну сечу.
Загальновідомо, що організм більш як наполовину складається з води. Тому надзвичайно важливе значення має підтримання водного балансу організму (табл. 6)
Підтримання балансу води досягається завдяки концентруванню та розведенню, сечі - в результаті процесів фільтрації, реабсорбції та секреції в нирках.
3.Метаболічна:
а) метаболізм білків;
б) метаболізм жирів;
в) метаболізм вуглеводів;
г) метаболізм нуклеїнових кислот та інших органічних сполук.
Метаболічна функція нирок. Низькомолекулярні білки і пептиди, що фільтруються через нирковий фільтр, в епітелії проксимальних канальців розщеплюються до амінокислот, які через проміжну рідину всмоктуються у кровоносні капіляри. Амінокислоти, що надходять у кров, сприяють підтримуванню в організмі амінокислотного фонду, який може порушуватися за умови ураження нирок.
У нирковій тканині існує активна система глюконеогенезу. За тривалого голодування нирки можуть виділяти в кров до половини загальної кількості глюкози.
У ліпідному обміні значення нирок полягає у тому, що вільні жирні кислоти в них включаються до складу тригліцерину і фосфоліпідів та у вигляді цих сполук надходять у кров. Синтезується у нирці й один з компонентів плазматичних мембран - фосфатидилінозит.
4.Інкреторна:
секреція біологічно активних речовин і ферментів (брадикініни, простагландини, урокінази, вітамін Д3 , еритропоетин тощо)
Інкреторні функції нирок не обмежуються утворенням реніну. У них утворюються простагландини, які можуть надходити в загальний кровотік і здійснювати свій дистантний ефект.
Крім того, клітини нирок забирають із плазми крові прогормон - вітамін Д3, який утворюється у печінці, і перетворюють його в біологічно активний гормон. Цей гормон регулює реабсорбцію Са2+ у нирках, сприяє вивільненню його з кісток, усмоктуванню у кишці.
У нирках утворюється ензим урокіназа, який бере участь у фібринолізі (розчиненні згустку крові).
Юкстагломерулярний апарат нирок є основним місцем утворення еритропоетину - стимулятора утворення еритроцитів у кістковому мозку.
5. Захисна.
Крім того, нирки виводять продукти обміну гемоглобіну (білірубін), гормонів, що синтезують глюкозу з амінокислот та інших попередників.