Нефронның құрылысы және функциялары. Ультрафильтрация және ішінара реабсорбция. Биология, 9 сынып, дидактикалық материал.

Ультрафильтрация.

Зәрдің түзілуі бүйректе қанның ультрафильтрациялануынан тұрады. Ультрафильтрация- бұл қысымның әсерімен сүзгілену.Бұл жағдайда жоғары қысыммен шумақшаларға келіп түсетін қан жүректен қолқа арқылы бүйрек артериясына және әкелетін артериолаларды гидростатикалық қысыммен қамтамасыз етеді. Шумақшалар боумен капсуласымен қапталған капиллярларлардан тұрады. Капиллярлар диаметрі әкелетін артериолалардың диаметріне қарағанда біршама кішілеу болып келеді,сондықтан ондағы қан қысымы жоғары.Су және еріген кіші молекулалар капиллярларда сығылып,боумен капсуласы саңылауына эпителий арқылы енеді.Ірі молекулалар мысалы, нәруыздар және пішінді қан элементтері қанда қалады.

Боумен капсуласымен шумақшаның құрылысы олардың атқаратын қызметі – қан сүзуімен тікелей байлансыты. Фильт 3 қабаттан тұрады.

• Капилляр эндотелииі. Ол өте жіңішке қабат,диаметрі 10нм болып келетін көптеген саңылаудан тұрады. Оның қабырғасы жалпы ауданының 30% саңылаулар құрайды,олар соншалықты үлкен болғанмен плазмадағы нәруыздарды ұстап қала алмайды.
• Капиллярдың базальды мембранасы. Барлық эпителий жасушалары базальды мембранада орналасқан. Ол жасушасыз шиеленіскен талшықтардан, көбіне коллагенді қабаттардан тұрады. Су және кіші молекулалар осы «сүзгі» арқылы өтеді. Қанның пішінді элементтері өтпей қалады. Белокты молекулаларда өте үлкен; осыған байланысты олар базальды мембрананың талшықтарының теріс электрлік заряд әсерінен тебіледі.
• Боумен капсуласының эпителииі арнайы фильтрацияға бейімделген жасушалардан тұрады. Олар подоциттер деп аталады. Олардың бетінде көптеген өсінділер болады. Өсінділер бір – бірімен қатты шиеленіспеген, олардың арасында сүзілетін сұйықтық өтетін аралық саңылаулар (шелді) болады. Капсулада шамамен 20% плазма фильтрленеді. Айтылған үш қабаттың ішіндегі негізгі фильтрлеуші қабат базальді қабат болып табылады. Капсулаға түскен химиялық құрамы бойынша қан плазмасына ұқсас сұйықтық шумақтық фильтрат (ШФ) деп аталады. Оның құрамында глюкоза, амин қышқылдары, витаминдер, электролиттер, азот алмасудың соңғы өнімдері (көбіне несеп, аз мөлшерде несеп қышқылы және креатинин) кейбір гормондар мен су болады. Шумақшалардан ағатын қанға төменгі су потенциалы тән, плазмадағы нәруыздардың концентрациясы қанша жоғары болғанымен оның гидростатикалық қысымы төмен.

Шумақша фильтрациясының жылдамдығына әсер ететін факторлар (ШФЖ)

Шумақтарда сұйықтықты фильтрациялауды жүргізетін қысым тек қана қанның гидростатикалық қысымына тәуелді емес, сонымен бірге оған қарама – қарсы әрекет ететін шумақша фильтрацияның қысымына да тәуелді. Егер осы өлшем теңесетін болса, онда бір – бірін бейтараптайды. Негізінде шумақшадағы фильтрацияның гидростатикалық қысымы төмендеу. Осыған ұқсас қан қысымын нөлден жоғарылатады. Шумақшалар фильтрациясының жылдамдығына фильтрдің екі жағынан осмостық потенциал әсер етеді. Су осы потенциал градиенті бойынша орын ауыстырады. Қан әкететін артерия мен әкелетін артерияның жолында суды және кішігірім еріген молекулалары жоғалтады, бірақ су жоғалту нәтижесінде концентрация 20% артқан плазмалық нәруыздарды сақтайды. Бұл осмостық қысым мен су потенциалының төмендеуіне әкеледі. ШФ жылдамдығы төмендейді. Осы факторлардың барлығын есепке алғанда, ШФЖ оң болып қала береді. Сұйықтық шумақтан боумен капсуласына қарай жылжиды. Қан ШФЖ – мен салыстырғанда, сұйықтау болса, оның ШФЖ фильтрация қысымы жоғары болады. ШФЖ – ның әкелетін артериолланы кеңейтіп немесе қан қысымын жоғарылатуға болады. Яғни, шумақтарға бағытталған қан ағымына қарсы тұруы төмендейді.

Үшінші реттеуші механизм артериолла тарылу нәтижесінде әкететін артериолланың қарсы тұру қабілеті жоғарылайды. Қан тамырлары кеңеюі мен тарылуы жүйкелік, гормональдық механизммен реттеледі.

Проксимальды ирек өзекшелердегі іріктемелі реабсорбция.

Адамда минутына шамамен 125мл фильтрат түзіледі. Бұл тәулігіне шамамен 180л тең. Негізінде фильтраттың шамамен 1,5 л несеппен шығарылады. Ал қалған көп бөлігі қайта сіңіуі қажет. Шынында да 1 минуттта түзілген 125мл ШФ,124мл қайта сіңіріледі. Оның 80% проксимальды иректелген өзекшелерде жүреді. Ультрафильтрация барысында қан құрамынан зат алмасудың соңғы өнімдерімен бірге қажетті заттарда бірге шығарылады.Нефронның қызметі жасушаларға немесе денедегі сұйықтықтың гомеостатикалық құрамын қалыпты ұстап тұру үшін іріктемелі реабсорбция жүргізу.Бұдан басқа өзекшелерді қоршаған капиллярлардан активті секрециялау жолымен қосымша экскреттер түсуі мүмкін.Сонымен несептің түзілуі негізгі 3 үрдістен тұрады- ультрафильтрация,іріктемелі реабсорбция,секреция.

Нефрондағы сұйықтыққа талдау жасау.

Нефронның түрлі бөліктеріндегі сұйықтықтың құрамын анықтау үшін жіңішке тамызғыш қолданылады.Олармен сынама ала отырып, нефронның әр бөлігіндегі шумақша фильтр шумақша фильтрация жағдайын білуге болады. Сонымен қатара фильтраттың ағу жылдамдығын полисахарид инулин қолдану арқылы анықтауға болады. Адамда ол түзілмейді, және өанға айдалып,одан нефрон сүзіледі. Ол жерде реабсорбцияланбайды және құпияланбайды. Сондықтан оның концентрациясы реабсорбцияланған судың санына пропорционалды өседі. Оның санының төмендегеніне байланысты ШФ ағу жылдамдығы төмендейді.

Боумен капсуласында ШФ ағым жылдамдығы ыңғайлы болуы үшін 100 шартты бірлік қабылданған. Оны ШФ ағу жылдамдығы индексі деп атайды. Ол ШФ судың санын көрсететін қызмет атқарады. Мысалы, егер индекс 100ден 40қа дейін төмендесе, судың 60% реабсорбцияланғанын көрсетеді.

Проксимальды ирек өзекшелердің құрылысы.

Проксимальды ирек өзекшелер- нефронның ең ұзын (14мм) және кең (60мкм) бөлігі. Осы арқылы ШФ боумен капсуласынан Генле ілмекшесіне түседі. Өзектердің қабырғасы төртбұрышты эпителий қабатынан,яғни сырты қалың қабықпен қапталған,ішкі жағы щеточной каемканы түзетін микроворсинкалардан тұрады.Эпителиальды жасушаның негізінде,ирек өзектердің бетінде базальды мембрана орналасады; мұнда плазматикалық мембрана күрделі қабаиттар жүйесін құрайды ол базальды каналдар деп аталады. Олар осылайша жасушаның беттік көлемін ұлғайтады.Жасушалар өзек саңылауына қарай тығыз орналасады. Ал басқа бөлігінде олардың арасында аралық қуыстар болады. Аралық қуыстар базальды каналдармен қосылып, базилатеральды лабиринт түзеді. Ол нефрон эпителийімен оны қоршаған капилллярлар жүйесімен байланысты қамтамасыз ететін ұлпалық сұйықтыққа толы. Ирек өзектің жасушаларында митохондриялары көп,олар базальды мембрананың айналасында көп орналасқан. Бұлар ондағы активті транспорт жүйесіне АТФ жеткізеді.

Проксимальды ирек өзекшелердегі іріктемелі реабсорбция.

Проксимальды ирек өзекшелердің жасушалары қайта сіңірунің Проксимальды ирек өзекшелердегі іріктемелі реабсорбция.

төмендегідей ерекшеліктері бар:

• Алмасу бетінің кеңдігі және, онда микробүрлермен базилатеральды лабиринтттің болуы.
• Митохондрия санының көп болуы;
• Капиллярлардың жасушаларға жақын орналасуы;

Проксимальды ирек өзекшелерде 80% астам ШФ реабсорбцияланады. Оның ішінде глюкоза толығымен, аминқышқылы, витаминдер,гормондар және шамамен 80% натрий хлориді және су. Реабсорбция механизмі келесідей:

• Проксимальды ирек өзекшелердің жасушааралық плазматикалық мембрана жүйесімен және лабиринт саңылауларының мембранасының тасымалдаушы нәруыздар фильтраттан жасушаға глюкоза, аминқышқылы және иондарды сіңдіреді.
• Жасуша аралық кеңістікпен лабиринтте олар перитубулярлы капилярлармен нефронда сіңеді.
• Нәтижесінде проксимальды ирек өзекшелердегі жасушадан барлық қажетсіз заттар жойылады,жасушамен фильтраттың арасында өзекшелердің саңылауы арқылы сіңу градиент түзіледі, осы градиент арқылы жасушаға барлық жаңа молекулалар енеді,бұдан әрі жасушадан активті түрде тасымалданып, жасуша аралық кеңістікке және лабиринт саңылауына барады,осылайша барлық үрдіс жалғаса береді.

Натрий және басқа иондарды сіңіру нәтижесінде фильтраттың осмостық қысымы төмендейді,және өткізгіш капиллярға осмостық жолмен су енеді. Еріген заттармен судың көп бөлігі фильтрат арқылы қалыпты жылдамдықта сүзіледі.Осының нәтижесінде перитубулярлы капилярлардағы қанның изотоникалық плазмасында осы үрдіс нәтижесінде өзекшелерде фильтрат түзіледі. Фильтраттан диффузиялық жолмен шамамен 40-50 несеп реабсорбцияланады,одан соң перитубулярлы капилярлармен жалпы қанайналым жүйесіне оралады. Бұл несепнәр ағзаға қажетті емес және зиянды емес. Қалған несепнәр зәрмен шығарылады. Ультрафильтрация кезінде нефронға түскен кіші нәруыз молекулалары проксимальды ирек өзекшелердің микробүрлер негізінде пеноцитоз жолымен жойылады. Олар пеноцитоздық көпіршіктердің ішінде лизосомаларға бекініп орналасады. Лизосоманың гидролитикалық ферменттері полипептидтік тізбекті аминқышқылына дейін ыдыратады. Олар жасуша өзекшелерінде қолданылады немесе диффузия жолымен перитубулярлы капиллярларға түседі.

Және соңында нефронның осы бөлігіне қанайналым капилярлары арқылы қажетсіз заттар,критенин кейбір несепнәрін белсенді түрде бөлінеді. Мұндай заттар Жасуша аралық сұйықтық, арқылы және шаятын өзекшелер, өзекшелік фильтрат арқылы зәрмен сыртқа шығады.