Определение нефрона
Нефрон является основной структурой в почках. Нефрон используется отдельно от воды, ионов и малых молекул от кровь, отфильтровывать отходы и токсины и возвращать необходимые молекулы в кровь. Нефрон функционирует через ультрафильтрацию. Ультрафильтрация происходит, когда кровяное давление заставляет воду и другие маленькие молекулы проходить через крошечные щели в стенках капилляров. Это вещество, в котором отсутствуют клетки крови и крупные молекулы в кровотоке, известно как ультрафильтрат. Ультрафильтрат проходит через различные петли нефрона, где удаляются вода и важные молекулы, и в собирающий канал, который стекает в мочевой пузырь.
Клубочек – это специализированная конфигурация капилляров в нефроне, которая делает возможными почки. Позвоночные – единственная группа, у которой развиты почки, которая в основном используется для сохранения воды в наземной среде. Рыба и другие примитивные позвоночные выделяют аммиак как побочный продукт белковых реакций. Аммиак токсичен в кровотоке и должен быть удален. Рептилии и птицы выделяют мочевую кислоту, которая является более концентрированной формой аммиака. У млекопитающих есть еще больше производных нефронов, которые содержат расширенную петлю, называемую петлей Генле. Млекопитающие производят мочевину из аммиака и в значительной степени концентрируют мочевину в моче. Это способствует извлечению воды из ультрафильтрата и позволяет млекопитающим жить в самых засушливых условиях на Земле. Например, верблюд будет постоянно отфильтровывать большую часть воды от своей крови, вспоминать о значительной части этой воды и постоянно использовать ее повторно.
Функция Нефрона
Нефрон отвечает за удаление отходов крови, рассеянных ионов и избытка воды из крови. Кровь проходит через клубочек, который окружен клубочковой капсулой. Как сердце закачивая кровь, создаваемое давление выталкивает небольшие молекулы через капилляры в клубочковую капсулу. Это более физическая функция нефрона. Далее ультрафильтрат должен проходить через намотанный ряд канальцев. Клетки в каждой части трубки имеют разные молекулы, которые они любят поглощать. Выделенные молекулы остаются в канальце, а вода, глюкоза и другие полезные молекулы возвращаются в кровоток. По мере того, как ультрафильтрат проходит по канальцам, клетки становятся все более и более гипертонический по сравнению с ультрафильтратом. Это приводит к тому, что максимальное количество воды извлекается из ультрафильтрата до его выхода из нефрона. Кровь, окружающая нефрон, возвращается в организм через межлобулярную вену, свободную от токсинов и избытка веществ. Ультрафильтр – теперь моча, и перемещается через собирающий канал в мочевой пузырь, где он будет храниться.
Строение Нефрона
На рисунке ниже изображен общий нефрон. Этот нефрон содержит петлю Генле, так что это нефрон млекопитающих. В то время как петля нефрона является особенной для млекопитающих, остальная часть структуры видна у всех позвоночных животных. Клубочек – это сеть капилляров внутри клубочковой капсулы (также известной как капсула Боумена). Хотя рисунок показывает, что клубочковая капсула и остальная часть почечных канальцев выглядят одинаково на графике ниже, на самом деле они состоят из широкого спектра клетка типы, предназначенные для извлечения и удержания определенных химических веществ в канальцах.
Каждый нефрон состоит из одной основной межлобулярной артерии, питающей одну почечную канальцу. Каждая почка позвоночного содержит от сотен до миллионов нефронов, каждый из которых производит мочу и отправляет ее в мочевой пузырь. Клетки в каждом нефроне расположены таким образом, что наиболее концентрированные клетки находятся на дне нефрона, а клетки наверху менее концентрированы. Клетки у выхода из нефрона являются наиболее концентрированными и поэтому извлекают как можно больше воды из ультрафильтрата перед его отправкой в мочевой пузырь.
- почка – Ан орган содержащие сотни или миллионы отдельных нефронов, используемых для концентрации мочи из крови.
- Печень – Орган в организме, который метаболизирует определенные молекулы в крови и контролирует уровни различных важных компонентов крови.
- почечный – относящиеся к почкам.
викторина
1. Представьте себе этот сценарий в нефроне. Клетки в начале петли Генле более концентрированы, чем клетки в конце. Что из следующего было бы верно, если бы это было так?A. организм сохранит больше водыB. Организм будет удерживать меньше водыC. Это не повлияет на количество оставшейся воды
Ответ на вопрос № 1
В верно. Этот гипотетический организм будет содержать гораздо меньше воды, чем организмы с нормально функционирующей петлей Генле. Петля Генле всегда имеет наиболее концентрированные клетки на конце, что способствует извлечению большего количества воды из ультрафильтрата. Этот процесс позволяет почти 100% воды рециркулировать почкой, хотя некоторое количество необходимо для выведения мочевины из организма.
2. Почему млекопитающим требуется петля Генле в каждом нефроне, а рыбам – нет?A. Млекопитающие создают больше отходовB. Моча млекопитающих создает более концентрированныйC. Рыба имеет доступ к такому количеству воды, которое необходимо для переработки отходов.
Ответ на вопрос № 2
С верно. Если вы когда-нибудь слышали выражение, что рыба живет в своих собственных экскрементах, это не ошибочное высказывание. Тем не менее, огромное количество воды в океане гарантирует, что отходы разводятся так быстро, что это никогда не влияет на рыбу. Таким образом, хотя B истинно, млекопитающие создают более концентрированную мочу по необходимости. Петля Генле позволяет им делать это, извлекая намного больше воды из каждого нефрона. У животных более концентрированная моча, потому что у них меньше воды, чтобы смыть ее. Они должны хранить отходы в виде мочевины, а не аммиака, потому что в такой форме он менее токсичен.
3. Почему вы можете выжить только с 1 почкой?A. Каждый нефрон чрезвычайно эффективенB. Ваши другие органы возьмут на себя задачу фильтрация C. Две почки фактически фильтруют кровь
Ответ на вопрос № 3
верно. Каждый нефрон способен обрабатывать огромное количество крови каждый день, хотя оно очень мало. Это означает, что без целой почки человек может выжить. Однако есть побочные эффекты, связанные с наличием только одной почки, и некоторым токсинам и молекулам может потребоваться больше времени для фильтрации из крови. Тем не менее, это все еще хорошие новости для людей без функциональных почек, нуждающихся в них. Трансплантация почки является одним из небольшого числа трансплантаций органов, которые могут иметь место, пока оба пациента еще живы.