Rinichii reglează presiunea osmotică a corpului la mamifere.

obiective de invatare

Explicați modul în care rinichii servesc drept principalele organe osmoregulatorii în sistemele mamiferelor, folosind proprietățile funcționale ale nefronilor

Chei de luat masa

Puncte cheie

  • Rinichii reglează presiunea osmotică a sângelui unui mamifer printr-o filtrare și purificare extinse, într-un proces cunoscut sub numele de osmoreglare.
  • Rinichii filtrează sângele; urina este filtratul care elimină deșeurile din organism prin ureter în vezică.
  • Rinichii sunt înconjurați de trei straturi: fascia renală, capsula de grăsime perirenală și capsula renală.

Termeni cheie

  • renal: referitoare la rinichi

Rinichi: principalul organ osmoregulator

Rinichii sunt o pereche de structuri în formă de fasole care sunt situate chiar sub și posterior ficatului în cavitatea peritoneală. Glandele suprarenale, numite și glandele suprarenale, stau deasupra fiecărui rinichi. Rinichii reglează presiunea osmotică a sângelui unui mamifer prin filtrare extinsă și purificare într-un proces cunoscut sub numele de osmoreglare. Tot sângele din corpul uman este filtrat de multe ori pe zi de rinichi. Aceste organe folosesc aproape 25% din oxigenul absorbit prin plămâni pentru a îndeplini această funcție. Oxigenul permite celulelor renale să producă eficient energie chimică sub formă de ATP prin respirație aerobă. Rinichii elimină deșeurile din organism; urina este filtratul care iese din rinichi.

Localizarea și funcția rinichilor: Rinichii filtrează sângele, producând urină care este depozitată în vezică înainte de eliminarea prin uretra. Acestea sunt situate în cavitatea peritoneală.

Extern, rinichii sunt înconjurați de trei straturi. Stratul cel mai exterior, fascia renală, este un strat dur de țesut conjunctiv. Al doilea strat, capsula de grăsime perirenală, ajută la ancorarea rinichilor la locul lor. Al treilea și cel mai interior strat este capsula renală. Intern, rinichiul are trei regiuni: un cortex exterior, o medulă în mijloc și pelvisul renal în regiunea numită hilul rinichiului. Hilul este partea concavă a formei bobului în care vasele de sânge și nervii intră și ies din rinichi; este, de asemenea, punctul de ieșire pentru uretere.

uman

Structura rinichiului: Extern, rinichiul este înconjurat de fascia renală, capsula grasă perirenală și capsula renală. Pe plan intern, rinichiul este cel mai important umplut cu nefroni care filtrează sângele și generează urină.

Deoarece rinichiul filtrează sângele, rețeaua sa de vase de sânge este o componentă importantă a structurii și funcției sale. Arterele, venele și nervii care alimentează rinichii intră și ies din hilul renal. Alimentarea cu sânge renal începe cu ramificarea aortei în arterele renale (care sunt denumite fiecare în funcție de regiunea rinichiului prin care trec) și se termină cu ieșirea venelor renale pentru a se alătura venei cave inferioare. Arterele renale se împart în mai multe artere segmentare la intrarea în rinichi. Fiecare arteră segmentară se împarte în mai multe artere interlobare care intră în coloanele renale, care alimentează lobii renali. Arterele interlobare se despart la joncțiunea cortexului renal și a medulei pentru a forma arterele arcuate. Arterele arcuate, „în formă de arc” formează arcuri de-a lungul bazei piramidelor medulare. Arterele radicale corticale, așa cum sugerează și numele, radiază din arterele arcuate, se ramifică în numeroase arteriole aferente și apoi intră în capilarele care alimentează nefronii.

Nefron: Unitatea funcțională a rinichiului

Unitatea funcțională a rinichiului, nefronul, elimină deșeurile din corp.

obiective de invatare

Explicați rolul nefronului ca unitate funcțională a rinichiului

Chei de luat masa

Puncte cheie

  • Rinichii conțin două tipuri de nefroni, fiecare localizați în diferite părți ale cortexului renal: nefroni corticali și nefroni juxtamedulari.
  • Un nefron cuprinde un corpuscul renal, un tubul renal și rețeaua capilară asociată.
  • Pe plan intern, rinichii sunt compuși în principal din peste un milion de nefroni și o rețea extinsă de vase de sânge și capilare.

Termeni cheie

  • glomerulus: Un grup mic de capilare împletite în nefronul unui rinichi care filtrează sângele pentru a produce urină.
  • bucla lui Henle: O structură din nefronul unui rinichi care leagă tubul contorsionat proximal de tubul contort distal.

Nefronul, unitatea funcțională a rinichiului, este responsabilă pentru îndepărtarea deșeurilor din corp. Fiecare rinichi este compus din peste un milion de nefroni care punctează cortexul renal, conferindu-i un aspect granular când este secționat sagital (din față în spate). Optzeci și cinci la sută din nefroni sunt nefroni corticali, adânc în cortexul renal; restul de 15 la sută sunt nefroni juxtamedulari, care se află în cortexul renal aproape de medula renală.

Diagrama unui nefron

Nefronul este unitatea funcțională a rinichiului. Glomerulul și tubulii complicati ai nefronului sunt localizați în cortexul rinichiului, în timp ce canalele colectoare sunt situate în piramidele medulare ale rinichiului.

Un nefron este format din trei părți: un corpuscul renal, un tubul renal și rețeaua capilară asociată, care provine din arterele radiale corticale. Corpusculul renal, situat în cortexul renal, este compus dintr-o rețea de capilare cunoscute sub numele de glomerul, precum și o cameră în formă de cupă care îl înconjoară: capsula glomerulară sau Bowman.

Tubul renal este o structură lungă, complicată, care iese din glomerul. Poate fi împărțit în trei părți în funcție de funcție. Prima parte se numește tubul contorsionat proximal (PCT), datorită apropierii sale de glomerul. A doua parte se numește bucla Henle, sau bucla nefritică, deoarece formează o buclă (cu membrele descendente și ascendente) care trece prin măduva renală. Cea de-a treia parte a tubului renal se numește tubul convolut distal (DCT); această parte este, de asemenea, limitată la cortexul renal. Această ultimă parte a nefronului se conectează și își golește filtratul în conducte colectoare care acoperă piramidele medulare. Canalele colectoare acumulează conținut de la mai multe nefronuri, fuzionând împreună pe măsură ce intră în papilele medularei renale.

Pe măsură ce urina se deplasează pe sistemul de conducte colectoare, aceasta trece pe lângă interstițiul medular, care are o concentrație ridicată de sodiu ca rezultat al buclei sistemului multiplicator de contracurent al lui Henle. Urina părăsește canalele colectoare medulare prin papilele renale, golindu-se în calici renale, pelvisul renal și, în cele din urmă, în vezică prin ureter.

Funcția rinichiului și fiziologia

Urina este un produs secundar al funcției osmoregulatorii a rinichilor, care filtrează sângele, reabsorb apa și substanțele nutritive și secretă deșeuri.

obiective de invatare

Descrieți procesul prin care rinichii filtrează sângele, resorbesc substanțele nutritive și apa și produc urină

Chei de luat masa

Puncte cheie

  • Filtrarea glomerulară, reabsorbția tubulară și secreția tubulară sunt cele trei etape principale în care rinichii filtrează sângele și mențin echilibrul adecvat al electroliților.
  • Filtrarea glomerulară elimină substanțele dizolvate din sânge; este primul pas al formării urinei.
  • În reabsopția tubulară, al doilea pas al formării urinei, aproape toți nutrienții sunt reabsorbiți în tubul renal prin transport activ sau pasiv.
  • Secreția tubulară este ultimul pas al formării urinei, în care substanțele dizolvate și deșeurile sunt secretate în canalele colectoare, curgând în cele din urmă în vezică sub formă de urină.

Termeni cheie

  • arteriole: una dintre ramurile mici ale unei artere, în special una care se conectează cu capilare
  • contracurent: un curent care curge împotriva celui predominant
  • electrolit: oricare dintre diferiții ioni (cum ar fi sodiu sau clorură) care reglează sarcina electrică a celulelor și fluxul de apă prin membranele lor

Filtrarea sângelui și reabsorbția nutrienților și a apei

Rinichii filtrează sângele într-un proces în trei etape. În primul rând, nefronii filtrează sângele care trece prin rețeaua capilară din glomerul. Aproape toate substanțele dizolvate, cu excepția proteinelor, sunt filtrate în glomerul printr-un proces numit filtrare glomerulară. În al doilea rând, tubii renali colectează filtratul. Majoritatea substanțelor dizolvate sunt reabsorbite în PCT printr-un proces numit reabsorbție tubulară. În bucla Henle, filtratul continuă să schimbe substanțe dizolvate și apă cu medulla renală și rețeaua capilară peritubulară.

Structura nefronului: Fiecare parte a nefronului îndeplinește o funcție diferită în filtrarea deșeurilor și menținerea echilibrului homeostatic.

În cele din urmă, unele substanțe, cum ar fi electroliții și medicamentele, sunt îndepărtate din sânge prin rețeaua capilară peritubulară în tubul contort distal sau canalul colector. Urina este o colecție de substanțe care nu au fost reabsorbite în timpul filtrării glomerulare sau al reabsorbției tubulare.

Filtrare glomerulară

Formarea urinei are loc prin trei etape: filtrare glomerulară, reabsorbție tubulară și secreție tubulară. Procesul de filtrare glomerulară filtrează majoritatea substanțelor dizolvate datorită tensiunii arteriale crescute și a membranelor specializate din arteriola aferentă. Tensiunea arterială în glomerul este menținută independent de factorii care afectează tensiunea arterială sistemică. Conexiunile „scurgeri” între celulele endoteliale ale rețelei capilare glomerulare permit ca substanțele dizolvate să treacă ușor. Toate substanțele dizolvate din capilarele glomerulare, inclusiv ionii de sodiu și ionii încărcați negativ și pozitiv, trec prin difuzie pasivă; singura excepție o constituie macromoleculele precum proteinele. Nu este necesară energie în această etapă a procesului de filtrare. Rata de filtrare glomerulară (GFR) este volumul de filtrare glomerulară format pe minut de rinichi. RFG este reglementat de mai multe mecanisme și este un indicator important al funcției renale.

Reabsorbția și secreția tubulară

Reabsorbția tubulară are loc în partea PCT a tubului renal. Aproape toți nutrienții sunt reabsorbiți; acest lucru are loc fie prin transport pasiv, fie activ. Reabsorbția apei și a electroliților cheie sunt reglate și influențate de hormoni. Sodiul (Na +) este ionul cel mai abundent; cea mai mare parte este reabsorbită prin transport activ și apoi transportat către capilarele peritubulare. Deoarece Na + este transportat activ din tubul, apa urmează pentru a uniformiza presiunea osmotică. Apa este, de asemenea, reabsorbită independent în capilarele peritubulare datorită prezenței acvaporinelor, sau a canalelor de apă, în PCT. Acest lucru se datorează tensiunii arteriale scăzute și presiunii osmotice ridicate în capilarele peritubulare. Fiecare solut are totuși un maxim de transport; excesul de solut nu este reabsorbit. Osmolaritatea rinichilor fluidelor corporale este menținută la 300 miliosmoli (mOsm).

În bucla lui Henle, permeabilitatea membranei se schimbă. Membrul descendent este permeabil la apă, nu la solute; opusul este valabil pentru membrul ascendent. În plus, bucla Henle invadează medula renală, care are în mod natural o concentrație mare de sare. Tinde să absoarbă apa din tubul renal și să concentreze filtratul. Gradientul osmotic crește pe măsură ce se deplasează mai adânc în medulă. Deoarece cele două laturi ale buclei Henle îndeplinesc funcții opuse, acționează ca un multiplicator de contracurent. Vasa recta din jurul buclei Henle acționează ca schimbător de contracurent.

Bucla lui Henle: Bucla Henle acționează ca un multiplicator contracurent care folosește energia pentru a crea gradienți de concentrație. Membrul descendent este permeabil la apă. Apa curge de la filtrat la fluidul interstițial, astfel încât osmolalitatea din interiorul membrului crește pe măsură ce coboară în măduva renală. În partea de jos, osmolalitatea este mai mare în interiorul buclei decât în ​​fluidul interstițial. Astfel, pe măsură ce filtratul intră în membrul ascendent, ionii Na + și Cl- ies prin canalele ionice prezente în membrana celulară. Mai sus, Na + este transportat activ din filtrat și urmează Cl-. Osmolaritatea este dată în unități de miliosmoli pe litru (mOsm/L).

Solutii și deșeuri suplimentare sunt secretate în tubii renali în timpul secreției tubulare, care este procesul opus reabsorbției tubulare. Canalele colectoare colectează filtratul provenit de la nefron și se fuzionează în papilele medulare. De aici, papilele livrează filtratul, numit acum urină, în calici minore care se conectează în cele din urmă la uretere prin pelvisul renal.