Слайд 1Мочевыделительная система
Лектор: Заведующая кафедрой гистологии и микробиологии медицинского института СВФУ,
к.б.н., доцент Елена Виссарионовна Пшенникова
Слайд 2Мочевыделительная система
мочеобразующие органы - почки (1)
мочевыводящие органы:
мочеточники (2),
мочевой пузырь
(3),
мочеиспускательный канал (4)
Слайд 3Функции выделительной системы
Удаление из организма конечных продуктов обмена и чужеродных
веществ (лекарственных веществ, ксенобиотиков, токсических веществ)
Регуляция водно-солевого обмена и кислотно-щелочного
равновесия
Регуляция АД
Регуляция эритропоэза
Слайд 4Функции выделительной системы
Эндокринная и синтез биологически активных веществ (ренина, эритропоэтина,
эритрогенина, простагландинов, биогенных аминов, витамина Д3, калликреинов, ряда ИЛ)
Участие в
обмене веществ (белков и углеводов)
Участие в работе свертывающей-притивосвертывающей системы (урокиназы – активатора плазминогена, фактора фибринолиза, фактора активации тромбоцитов)
Слайд 5Развитие почек
Начинается на 1 месяце эмбриогенеза и продолжается после рождения
Источники
– мезонефральный проток и нефрогенная ткань
Выделяют 3 стадии:
1. пронефроса (предпочки)
2.
мезонефроса (первичной почки)
3. метанефроса (дефинитивной почки)
Слайд 6Развитие почек
Пронефрос (предпочка) – на 1 месяце
Развивается из 8-10 сегментов
нефротома
Из них образуются протонефридии (трубочки), которые соединяются с канальцами мезонефроса,
образуя мезонефральный проток (вольфов)
Предпочка в качестве выделительного органа не функционирует и затем редуцируется
Слайд 7Развитие почек
Образование первичной почки (мезонефроса) –
На 2 месяце из
25 пар сегментов нефротома образуются канальцы метанефридии и затем формируют
капсулу вокруг сосудистого клубочка
Одновременно от аорты отшнуровываются сосуды, заканчивающиеся клубочками
Мезонефрос функционирует 5 месяцев эмбриогенеза, затем редуцируется
Слайд 8Развитие почек
Образование окончательной почки (метанефроса) –
Начинает формироваться на 2
месяце и к 5 месяцу – функционирует.
Образуется из нефрогенной ткани
и мезонефрального протока
Из нефрогенной ткани образуется корковое вещество
Из мезонефрального протока – собирательные трубочки, сосочки канальцев, лоханки, чашечки, мочеточники
Слайд 10Строение почки
Является паренхиматозным органом
Снаружи покрыта капсулой
Состоит из коркового и мозгового
вещества
Граница неровная, мозговое вещество образует лучи
Корковое вещество образует колонки, разделенными
мозговыми пирамидами
Слайд 12Строение почки
Корковое вещество образует периферический слой паренхимы (под капсулой), а
также проникает между скоплениями мозгового вещества в виде почечных колонок.
Мозговое
вещество лежит под корковым и организовано в т.н. почечные пирамиды (числом 8-12), вершины обращены в малые чашечки; пронизывает корковое вещество тонкими мозговыми лучами.
Слайд 13Сосудистая система почки
В почках кровь последовательно проходит через
две капиллярные сети;
Капилляры
первой сети сгруппированы в
Клубочки, окружённые эпителиальной
капсулой Шумлянского-Боумена,
Капилляры второй сети
оплетают эпителиальные канальцы.
Слайд 15Нефрон – структурно-функциональная единица почки
Состоит из:
Капсулы (вместе с сосудистым клубочком
формирует почечное тельце)
Проксимальных канальцев (извитого, прямого
Тонкий каналец (часть петли)
Дистальных
(прямой и извитого)
Слайд 16Нефрон
В каждой почке около 2 млн. нефронов.
По локализации различают:
суперфициальные,
или подкапсульные (1%);
корковые (85%);
юкстамедуллярные, или околомозговые (около 14%).
Протяженность
всех канальцев 1 нефрона составляет около 50 мм, а всех нефронов – около 100 км.
Дистальные извитые канальцы впадают в собирательные трубочки, продолжаются в мозговое вещество и на вершине пирамид открываются в сосочковые каналы.
Слайд 17Почечное тельце
Обеспечивает избирательную фильтрацию крови
Образуется первичная моча
Состоит из сосудистого клубочка
и капсулы клубочка
Слайд 18Почечное тельце
Приносящая артериола разветвляется
на 25-50 капилляров,
которые затем собираются в
выносящую артериолу
Эндотелиальные клетки капилляров имеют фенестры (истончения) и поры.
Слайд 20Приносящая и выносящая(меньше по диаметру) артериолы
Слайд 21Сосудистый клубочек
Образован 20-40 капиллярными петлями между которыми находится особая соединительная
ткань – мезангий
Капилляры фенестрированного типа, имеет поры,
Эндотелий имеет отрицательный
заряд и базальную мембрану общую с подоцитами
Общая поверхность капилляров 1,5 м2
Слайд 22Мезангий
Мезангий состоит из мезангиальных клеток и межклеточного вещества
Мезангиальные клетки –
отростчатые, имеет сократительные филаменты
Регулируют кровоток, фагоцитоз, опорную, вырабатывают матрикс
Слайд 23Капсула клубочка
Шумлянского-Боумена
Образована двумя листками (париетальным и висцеральным)
Париетальный листок –
однослойный эпителий
Висцеральный листок – охватывает капилляры клубочка и образован подоцитами
Слайд 25Почечное тельце и корковое вещество нефрона
Слайд 27Подоциты
Хорошо развиты органеллы
Имеют длинные отростки (цитотрабекулы)
Мелкие – цитоподии
Между ними фильтрационные
щели закрытые щелевыми диафрагмами
Базальная мембрана толстая, общая с эндотелием –
3-хслойная, светлые (ламинин и гепаран сульфат) и темный (коллаген IV) – образует сеть диам. 7 нм.
Слайд 29Функции подоцитов
участие в фильтрационном барьере,
фагоцитоз и расщепление макромолекул,
биосинтез компонентов базальной
мембраны,
биосинтез эритропоэтина
Слайд 30Фильтрационный барьер
Совокупность структур, через которые фильтруются вещества из крови в
первичную мочу
Состоит:
Эндотелий капилляров сосудистого клубочка
Трехслойная базальная мембрана
Щелевые диафрагмы
Слайд 31Фильтрационный барьер
1. Базальная мембрана является единой для эндотелия капилляров и
эпителия внутреннего листка капсулы.
В ней - 3 слоя: средний
(более плотный) - каркасная сеть коллагеновых фибрилл (из коллагена IV типа),
два периферических слоя - протеингликаны, гиалуроновая кислота и белки, фиксирующие клетки.
Слайд 32Фильтрация
Высокое АД – 50-70 мм рт.ст.
Приносящая артериола шире, чем выносящая
Повышению
скорости фильтрации способствует ПНУФ (предсердный натрийуретический фактор);
Отрицательный заряд мембраны и
форменных элементов;
Мезангий (сократительные);
Ренин (ЮГА);
1800 л/сут., в сутки образуется 180 первичной мочи
Слайд 33Состав фильтрата
В фильтрат (первичную мочу) попадают многие компоненты плазмы крови:
вода,
неорганические ионы (Na+, K+, Cl- и прочие ионы плазмы),
низкомолекулярные органические вещества (в т.ч. глюкоза
продукты метаболизма - мочевина, мочевая кислота, желчные пигменты и др.),
не очень крупные белки плазмы (альбумин, некоторые глобулины), составляющие 60-70 % всех плазменных белков.
Слайд 34Объём фильтрата
В сутки через почки проходит примерно 1800 л крови.
Суточный объём первичной мочи - около 180 л. (более чем
в 100 раз больше суточного объёма конечной мочи (около 1,5 л)
Из них в состав фильтрата перемещается почти 10 % жидкости.
Более 99 % воды, а также вся глюкоза, все белки, почти все прочие компоненты (кроме конечных продуктов обмена) должны возвращаться в кровь.
Слайд 35Проксимальный отдел нефрона
Выделяют извитую и прямую части.
Проксимальный извитой отдел
многократно извивается в корковом веществе.
Проксимальный прямой каналец является толстым
нисходящим коленом петли нефрона и находится в мозговых лучах и мозговом веществе.
Слайд 36Проксимальный каналец
Диаметр 60 мкм;
Однослойный кубический каемчатый эпителий, имеет неровный просвет;
Щеточная
каемка имеет микроворсинки, 30-40 раз увеличивающими всасывающую поверхность клеток
Слайд 37Проксимальный отдел нефрона
Проксимальный каналец выполняет следующие функции:
облигатное (обязательное) обратное
всасывание из первичной мочи в кровь белков и глюкозы;
факультативное всасывание
воды и минеральных веществ;
секреция некоторых органических кислот и оснований;
экскреция некоторых экзогенных веществ;
биосинтез кальцитриола.
Слайд 38Механизм реабсорбции
Белки переносятся путём пиноцитоза и под действием ферментов (протеолитических)
лизосом расщепляются до аминокислот, всасываются в кровь;
В щеточной каемке высокая
активной щелочной фосфатазы (реабсобция глюкозы);
Глюкоза всасывается путём симпорта (сопряжённого переноса) с ионами Na+, поступающими в эпителиальную клетку по градиенту их концентрации,
Слайд 39Механизм реабсорбции
Базальный лабиринт, митохондрии (сукцинатдегидрогеназа - СДГ), транспорт и реабсобция
электролитов;
Пассивное всасывание воды - в плазмолемме эпителиоцитов существуют специальные водные
каналы, образованные белком аквапорином 1.
Реабсорбция указанных веществ осуществляется за счёт осмотической энергии ионов Na+. Низкая внутриклеточная концентрация ионов Na+ обеспечивается за счёт деятельности Na+-насоса на базальной поверхности клеток;
Слайд 40Механизм реабсорбции
В прямой части проксимального канальца в просвет секретирует органические
продукты – креатинин
Конечные продукты метаболизма – мочевина, мочевая кислота, креатинин
– реабсорбции не подвергаются: для них в плазмолемме клеток проксимальных канальцев нет транспортных систем.
Слайд 41Тип реабсорбции
в проксимальном канальце
В проксимальных извитых канальцах происходит активная
(т.е. за счёт специально расходуемой энергии) реабсорбция значительной части воды
и ионов, практически всей глюкозы и всех белков.
Данная реабсорбция не регулируется гормонами и поэтому называется облигатной.
Слайд 42Тонкий отдел нефрона
В корковых нефронах этот отдел имеет нисходящую часть
и залегает в основном в мозговых лучах и наружных отделах
мозгового вещества,
В юкстагломерулярных нефронах в нем имеются нисходящая и восходящая части, которые спускаются глубоко в мозговое вещество.
Тонкий отдел участвует в формировании петли Генле (тонкий и прямой дистальный).
Слайд 43Тонкие канальцы (1) и собирательные трубочки (2)
Слайд 44Тонкий каналец
Диаметр 15 мкм;
Стенка выстлана однослойным плоским эпителием, которые имеют
глубокие складки цитолеммы.
В этих канальцах тоже совершается пассивная реабсорбция
воды за счёт разности осмотического давления (канальцев и сосудов интерстициальной ткани (простагландин);
Реабсорбция воды происходит непосредственно через эпителиальные клетки
Слайд 45Тонкий каналец нефрона
Высокая активность Na+ K+-АТФазы в плазмолемме и СДГ
в митохондриях обеспечивает реабсорбцию электролитов.
Пассивная реабсорбция воды из первичной мочи
(простагландин);
в восходящей части тонкого отдела юкстагломерулярных нефронов, напротив, непроницаемая для воды, помимо этого происходит диффузия солей.
Слайд 46Дистальный отдел нефрона
Делится на дистальный прямой и дистальный извитой канальцы.
Дистальный прямой каналец образует восходящее колено петли и входит в
состав мозгового вещества и мозговых лучей, диаметр до 30 мкм.
Дистальный извитой каналец, многократно извиваясь в корковом веществе, подходит к почечному тельцу, образуя плотное пятно, диаметр 20-50 мкм.
Впадает в собирательную трубку.
Слайд 47Восходящая часть петли Генле
(прямой дистальный)
Дистальный отдел имеет хорошо выраженный просвет,
образован кубическими или цилиндрическими клетками (нет щеточной каемки).
Имеет базальный
лабиринт – высокая активность Na+, K+- АТФазы и СДГ – реабсорбция электролитов (под влиянием альдостерона);
Непроницаем для воды;
Моча гипотоническая;
Слайд 48Дистальный извитой каналец
Реализуется схема, характерная для Na+, К+-насоса: реабсорбция 3
Na+ в обмен на секрецию 2 К+ и 1 Н+
Деятельность насоса регулируется альдостероном.
Откачиваемые из просвета канальцев ионы Na+ попадают вначале в окружающее интерстициальное пространство,
повышая здесь осмотическое давление.
Слайд 49Дистальный извитой каналец
Вода реабсорбируется под действием высокого осмотического давления в
интерстиции (создаваемое ионами Na+) и проходит через промежутки между эпителиальными
клетками канальцев (заполненные гликозамингликанами)
Данная реабсорбция регулируется гормоном АДГ,который понижает полимерность гликозамингликанов.
Слайд 50Дистальный извитой каналец
В дистальной извитом канальце происходят два процесса, регулируемые
гормонами и называемые поэтому факультативными: активная реабсорбция оставшихся электролитов
и пассивная реабсорбция воды.
Слайд 51Собирательные трубочки
Собирательные трубочки в состав нефрона не входят!
Выстланы кубическим
эпителием в корковом веществе и цилиндрическим – в мозговом веществе.
В составе эпителия выделяют светлые и темные клетки. Преобладают светлые.
Слайд 52Собирательные трубочки
Светлые клетки осуществляют обратную реабсорбцию воды (возможно, секретируют простагландины).
В их цитолемме находятся аквапорины – интегральные белки, образующие водные
каналы.
Деятельность аквапоринов регулируется вазопрессином (АДГ), водные каналы открываются и эпителий собирательных трубок пропускает воду из просвета трубок в интерстиций и далее в кровь.
Слайд 53Собирательные трубочки
При недостатке АДГ большое количество воды уходит с мочой
– возникает несахарный диабет.
Темные клетки – подкисление мочи (Н+ и
Cl-)
Слайд 54Схема гистофизиологии мочеобразования
фильтрация - образование первичной мочи;
реабсорбция (обратное всасывание)
большей части воды и растворённых в ней веществ из просвета
канальцев в капилляры;
Секреция эпителиальными клетками в мочу некоторых дополнительных компонентов.
Слайд 55Эндокринная система почек
ЮГА:
Юкстагломерулярные клетки (5);
Плотное пятно (4);
Юкставаскулярные клетки (6);
Простагландиновый:
Интерстициальные клетки.
Светлые
клетки собирательных трубочек
Слайд 56Юкстагломерулярные клетки
Располагаются в стенках приносящей и выносящей артериол под эндотелием;
по
происхождению – мышечные,
Имеют полигональную или овальную форму, крупные гранулы;
Ренин
– катализирует образование ангиотензинов (сосудосуживающее), стимулирует продукцию альдостерона и АДГ.
Это ведет к увеличению объема циркулирующей крови и в конечном итоге к повышению АД.
Описанная система регулирования артериального давления называется ренин-ангиотензин-альдостероновой системой.
Слайд 57Действие ренина
Ренин представляет собой фермент, который воздействует на ангиотензиноген (неактивный
пептид, вырабатываемый печенью) и путём протеолиза переводит его в ангиотензин I.
Под
влиянием ангиотензин I активирующего фермента (в легких) превращается в активную форму – ангиотензин II.
Под действием ангиотензина II происходит сужение мелких сосудов, повышающее давление крови и усиливается выделение альдостерона корой надпочечников.
Слайд 58Плотное пятно
Клетки плотного пятна располагаются в стенке дистального канальца, между
артериолами (20-40 клеток);
Клетки лишены базальной исчерченности;
Содержат натриевый рецептор, который улавливает
изменения содержания Na+в моче
Воздействуют на ЮГ клетки
Слайд 59Юкставаскулярные клетки (Гурмагтига)
Лежат в треугольном пространстве между приносящей и выносящей
артериолами и клетками плотного пятна, формируя так называемую подушку.
Контактируют
с клетками мезангия;
При истощении ЮГ-клеток, вырабатывают ренин.
Слайд 60Простагландиновый аппарат
Антагонист ренин-ангиотанзинового аппарата;
Представлен интерстициальными клетками мозгового вещества и светлые
клетки собирательных трубочек.
Интерстициальные клетки – имеют мезенхимное происхождение и располагаются
в строме мозговых пирамид, отростки оплетают петли нефрона и капилляры;
В клетках хорошо развиты органеллы, много липидных гранул.
Слайд 62Простагландиновый аппарат
Популяция интерстициальных клеток неоднородна.
Часть клеток вырабатывают брадикинин, обладающий
мощным вазодилятирующим (сосудорасширяющим) действием.
Другая часть интерстициальных клеток и светлые
клетки собирательных трубок вырабатывают простагландины.
Простагландины – сосудорасширяющее действие, увеличивают клубочковый кровоток, объем мочи, экскрецию Na+, создают разность осмотического давления.
Слайд 63Продукция простагландина
Простагландины образуются из полиненасыщенных жирных кислот и представляют собой
жирные кислоты, содержащие в своей структуре пятиуглеродный цикл.
Фракция простагландинов (Е2),
которая выделяется почками, тоже (как и брадикинин) оказывает на сосуды действие, противоположное ренину:
Расширяет сосуды и тем самым снижает давление.
Слайд 64Образование эритропоэтина
Эритропоэтин – ещё один гормон, синтезируемый в интерстициальных
клетках почек
Эритропоэтин стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге.
Слайд 66Калликреин-кининовый аппарат
Обладает сосудорасширяющим действием;
Повышает натрийурез и диурез,
Угнетает реабсорбцию Na+и воды
в канальцах нефрона;
Кинины (пептиды) образуются под влиянием калликреинов;
Кинины стимулируют выработку
простагландинов;
Слайд 67Продукция брадикинина
Предшественник брадикинина – белок кининоген – циркулирует в крови.
Отщепление от него пептида брадикинина происходит под действием калликреинов,
содержащихся в
ряде органов, в том числе – в почках, в клетках дистальных канальцев.
Является сильным сосудорасширяющим агентом,
Снижает реабсорбцию Na+ в канальцах почек
Таким образом, системы ренин-ангиотензин и калликреин-брадикинин во многом подобны друг другу по составу: специфическая протеаза и образующийся под её действием активный пептид, но оказывают противоположное влияние на тонус сосудов (давление крови) и реабсорбцию Na+ в почках (а также диурез в целом).
Слайд 68Эндокринная регуляция
Гормон коры надпочечников альдостерон стимулирует в дистальных канальцах почек
активную реабсорбцию ионов Na+ и Cl– в обмен на
секрецию ионов К+ и Н+.
Эффект достигается за счёт усиления синтеза соответствующих транспортных белков плазмолеммы
Слайд 69Эндокринная регуляция
Гормон гипоталамуса АДГ (вазопрессин) облегчает пассивную реабсорбцию воды –
главным образом, в собирательных трубочках –
путём стимуляции синтеза
аквапорина 2 (ещё одного транспортного мембранного белка),
Слайд 71Резюме
Из вышеизложенного вытекает, что ЮГА является рецепторно-эндокринным образованием.
Секреция ренина
в ЮГА стимулируется в двух случаях:
при раздражении осморецептора (плотного пятна),
вызванном повышенной концентрацией Na+ в первичной моче,
при раздражении барорецепторов в ответ на снижение давления крови в почечных сосудах.
Слайд 72Мочевыносящие пути
К мочевыводящим путям относятся: малые и большие почечные чашечки;
лоханки;
мочеточники;
мочевой
пузырь;
мочеиспускательный канал.
Слайд 74Строение мочевыносящих путей
Эти органы состоят из 4 оболочек: слизистой;
подслизистой;
мышечной;
серозной.
Слайд 75Слизистая оболочка
Слизистая образует складки
Эпителий – переходный
Собственная пластинка слизистой оболочки тонкие
в чашечках, достигают максимальной толщины в мочевом пузыре – рыхлая
волокнистая ткань, содержит мелкие трубчато-альвеолярные железы.
Слайд 77Строение мочевыносящих путей
Подслизистая оболочка в лоханке и чашечках отсутствует, но
хорошо выражена в мочеточниках и мочевом пузыре.
В нижней половине
мочеточников – альвеолярно-трубчатые железы.
Слайд 78Мышечная оболочка
Мышечная оболочка в лоханке и чашечках тонкая и представлена
в основном циркулярным слоем.
В верхних двух третях мочеточника в мышечной
оболочке 2 слоя,
В нижней его трети и в мочевом пузыре появляется 3-й (наружный продольный).
Слайд 79Наружная оболочка мочевыносящих путей
Почти везде наружная оболочка является адвентициальной, т.е
образована соединительной тканью.
Часть мочевого пузыря (сверху и немного с боков)
покрыта брюшиной.
В стенках мочевыводящих путей, как обычно, имеются кровеносные и лимфатические сосуды,
Нервные окончания, интрамуральные ганглии и отдельные нейроны.