W tym filmie chciałbym opowiedzieć coś
o nerce - oto jej rysunek -
i o tym jak działa
jego najmniejsza jednostka funkcjonalna, czyli
nefron.
Będziemy więc mówić o nerce i nefronie.
Myślę, że słyszeliście o nerce.
Mamy dwie nerki.
To organ, którego główną funkcją jest
umożliwienie nam wydalania.
Pomaga ona nam również utrzymywać
odpowiedni poziom wody, soli
i elektrolitów oraz właściwe ciśnienie krwi, ale głownie
utrzymuje wodę.
Produkuje również hormony, ale nie będę
teraz szczegółowo tego omawiać.
Chcę skupić się na dwóch pierwszych funkcjach nerki,
aby zrozumieć jak funkcjonuje.
Większość z nas ma dwie nerki.
Znajdują się z tyłu po obu stronach
kręgosłupa za wątrobą.
To rysunek nerki w zbliżeniu.
Jeśli będziecie oglądać go na pełnym ekranie,
nie będzie tak duży jak ten obrazek, ale podzieliliśmy go na części,
więc można zobaczyć co dzieje się w nerce.
Aby zrozumieć jak działają jej różne części,
będzie to istotne, gdy zaczniemy
omawiać jednostki funkcjonalne lub nefron,
ta część
to kora nerkowa.
Zawsze, gdy mówimy o czymś co znajduje się w nerce,
i widzicie słowo "nerkowy", to odnosi się ono
do nerki.
Więc to jest kora nerkowa,
ta cześć zewnętrzna.
Ta część tutaj to rdzeń nerkowy,
który znajduje się wewnątrz nerki.
Można go zatem uznać
za środek nerki.
Oprócz rozumienia co oznaczają nazwy ,
widzimy także, że pełnią one bardzo ważną rolę
w filtracji czy wydalaniu oraz
w usuwaniu odpowiedniej ilości wody
podczas filtracji krwi.
Jak już mówiłem, może też słyszeliście już o tym
na innych wykładach czy od innych nauczycieli,
że jednostką funkcjonalną nerki
jest nefron.
Nosi on nazwę jednostki funkcjonalnej - ujmę to w cudzysłów -
ponieważ to w nim
zachodzą te dwa procesy.
Dwie główne funkcje wątroby to wydalanie
oraz utrzymywanie właściwego poziomu wody
w układzie krwionośnym.
Więc aby zrozumieć jak nefron wpisuje się
w ten rysunek nerki, użyłem obrazka z Wikipedii.
Autor próbował narysować tutaj kilka nefronów.
Nefron wygląda mniej więcej tak.
Jest zagłębiony w rdzeniu nerkowym i przechodzi w korę nerkową.
Następnie wydala do kanalików zbiorczych płyn, który
trafia do moczowodów
i pęcherza moczowego, i który możemy potem
opróżnić w odpowiednim czasie.
Ale chodzi tu
o długość nefronu.
Zaczyna się tutaj i potem znowu się zagłębia.
Wiele nefronów podtrzymuje ten proces,
ale są bardzo cienkie.
Te przewody, albo raczej kanaliki,
są bardzo cienkie.
Nerka
zawiera średnio
milion nefronów.
Właściwie nie można powiedzieć, że są mikroskopijne.
Można wyobrazić sobie ich długość,
kiedy są zagłębione.
Można je zmieścić w jednej nerce.
Więc teraz wyjaśnijmy
jak nefron filtruje krew i dba o to,
by zbyt dużo wody i innych pożytecznych substancji
nie trafiło do moczu.
Narysuję nefron.
Zacznę w ten sposób.
Zaczniemy od przepływu krwi.
Krew wpływa do naczynia tętniczego,
jest to naczynie włosowate,
w ten sposób.
Właściwie jest to tętniczka doprowadzająca.
Nie musicie pamiętać tych nazw,
ale możecie czasami
je spotkać.
Krew wpływa,
a potem dopływa to tego dużego pozwijanego miejsca.
Jest zwinięte w ten sposób.
Jest to
kłębuszek nerkowy.
Następnie krew wypływa
przez tętniczkę odprowadzającą.
"Odprowadzająca" oznacza "ze środka".
"Doprowadzająca" - "do środka", "odprowadzająca" - "ze środka".
Później opowiem o tym coś więcej ,
ale co ciekawe, wciąż mamy do czynienia
z tętnicą.
Krew wciąż jest utleniona.
Zazwyczaj, gdy krew wypływa z naczyń włosowatych,
takich jak kłębuszek nerkowy, dotyczy to
układu żylnego, ale tutaj wciąż znajduje się z układzie tętniczym.
Jest tak prawdopodobnie dlatego, że w układzie tętniczym
ciśnienie krwi jest wyższe i trzeba
stłoczyć płyn i rozpuszczone w nim substancje
z krwi do kłębuszka nerkowego.
Dlatego kłębuszek nerkowy jest porowaty i otoczony
przez inne komórki.
Jest to rodzaj
przekroju poprzecznego.
Otoczony jest w ten sposób, a to są komórki,
więc można sobie wyobrazić, że znajdują się tutaj.
Oczywiście właściwe naczynia włosowate mają komórki,
które je wyściełają, więc znajdują się tutaj.
Więc kiedy je rysuję to składają się one
z małych komórek.
Krew wpływa
pod naprawdę wysokim ciśnieniem.
Znajduje się tu bardzo dużo porów.
Te komórki tutaj to podocyty.
Są bardziej selektywne jeśli chodzi o to, co zostaje
przefiltrowane i właściwie jedna piąta płynu
dostaje się w to miejsce,
czyli do przestrzeni Bowmana.
Właściwie to wszystko
nosi nazwę
torebki Bowmana.
Jest to miejsce z tym otworem,
które owijają naczynia włosowate. Ta przestrzeń tutaj
to przestrzeń Bowmana.
To przestrzeń w torebce Bowmana
i składa się z komórek.
Te wszystkie struktury są oczywiście, choć może nie jest to tak oczywiste,
zbudowane z komórek.
Na końcu mamy filtrat.
Filtrat to przefiltrowana substancja.
Nie możemy nazwać jej moczem, ponieważ musi zajść
jeszcze wiele procesów, by można było mówić o moczu.
Teraz mamy tylko filtrat, a właściwie to co zostało przeciśnięte.
Powiedziałem, że jest to około jednej piątej płynu
i rozpuszczone w nim substancje, czyli
małe jony, sód, drobne cząsteczki takie jak glukoza,
może pewne aminokwasy.
Znajduje się tu wiele substancji, ale podaję tylko te
by dać wyobrażenie.
To, co nie jest filtrowane
to czerwone krwinki oraz większe cząsteczki, większe białka.
One nie zostaną przefiltrowane.
Głównie mikrocząsteczki przejdą filtrację
i znajdą się w filtracie, który pojawi się tutaj,
w przestrzeni Bowmana.
By pokazać resztę tego, co jest w nefronie,
torebka Bowmana to jego początek,
aby wyobrazić sobie naszą nerkę,
znajdujemy się przy tętnicy.
To jest torebka Bowmana.
Wygląda tak i cały nefron
jest skręcony w ten sposób.
Zagłębia się w rdzeniu nerkowym,
potem powraca i w końcu trafia do
kanalika zbiorczego, ale powiem o tym więcej.
To,co tutaj narysowałem to przybliżona wersja
tej części.
Teraz trochę to pomniejszę,
bo brakuje mi miejsca.
Więc pozwólcie, że pomniejszę.
Więc mamy tętnicę wychodzącą.
Krew gromadzi się w kłębuszku nerkowym, a następnie
z niego wypływa, ale jej 20% zostaje przefiltrowane
w torebce Bowmana.
To jest torebka Bowmana.
Trochę ją powiększyłem.
Tu znajduje się filtrat.
Może pokoloruję go
na żółto.
W tym miejscu wypływa i czasami
nazywa się go przesączem kłębkowym, ponieważ
filtrowany jest w kłębuszku nerkowym
oraz przez pedocyty wewnątrz
torebki Bowmana.
Teraz może przedostać się
do kanalika proksymalnego.
Narysuję coś takiego.
Oczywiście on tak nie wygląda,
ale daje to pewne pojęcie.
To jest kanalik proksymalny.
Brzmi to bardzo wyszukanie, ale słowo proksymalny
oznacza "bliski", a kanalik to po prostu mała rurka.
Więc jest to mała rurka na początku,
dlatego nazywa się ją kanalikiem proksymalnym.
Składa się z dwóch części.
Całość jest często nazywana
kanalikiem krętym
proksymalnym.
A to dlatego, że jest cały poskręcany.
Narysowałem go poskręcanego
w dwóch wymiarach.
Właściwie jest poskręcany w trzech.
Ale w rzeczywistości składa się z części skręconej
i prostej przy końcu.
Całość nazywamy kanalikiem proksymalnym.
To jest poskręcana część.
To jest część prosta,
ale nie musimy być tacy wybredni.
Ale to co najważniejsze w tej części nefronu -
a żeby zapamiętać, gdzie się znajdujemy,
jesteśmy tutaj - najważniejsze jest rozpoczęcie
reabsorbcji substancji znajdujących się w filtracie,
których nie chcemy stracić.
Nie chcemy stracić glukozy.
To ciężko zdobyta substancja, którą spożyliśmy
i która była korzystna dla energii.
Koniecznie nie chcemy stracić dużo sodu.
Wiedzieliśmy wiele filmów o tym,
że to pożyteczny jon.
Nie chcemy stracić aminokwasów.
Są one potrzebne do tworzenia białek i i innych substancji.
Nie chcemy ich stracić,
więc zaczynamy je z powrotem absorbować.
Przygotuję film o tym jak to się dzieje,
ale przebiega to aktywnie.
Używamy ATP
by wypompować sód oraz
zebrać inne substancje.
Jest to pewna ciekawostka.
Tak więc zachodzi reabsorbcja i wyobraźcie sobie co się dzieje.
Mamy komórki wyściełające kanalik proksymalny.
Wystaje z nich coś małego.
Zrobię o tym cały filmik, ponieważ
jest to ciekawe.
Tu są komórki.
Po ich drugiej stronie znajduje się układ tętniczy,
a właściwie naczynia włosowate.
Więc powiedzmy, że mamy naczynia włosowate znajdujące się
bardzo blisko komórek w kanaliku proksymalnym,
które pompują te substancje, a zwłaszcza sód,
ale to wszystko przy użyciu energii jest pompowane z powrotem
wybiórczo do krwi, może nawet
z małą ilością wody.
Więc pompujemy z powrotem sód, glukozę,
zaczynamy pompować wodę,
ponieważ nie chcemy jej stracić.
Gdyby cała woda, która na początku znajdowała się w filtracie
trafiała do moczu, wydalalibyśmy
litry wody każdego dnia,
a tego nie chcemy.
To jest najważniejsze.
Zaczynamy proces absorpcji.
Przechodzimy do pętli Henlego,
która moim zdaniem
jest najciekawszą częścią nefronu.
Pętla Henlego zagłębia się
i wychodzi z powrotem.
Tak więc większa część nefronu
to pętla Henlego.
Jeśli powrócimy do rysunku,
to mówiąc o pętli Henlego
mówię o tym, co jest tutaj.
Możecie zobaczyć tu coś interesującego.
Przechodzi ona przez granicę między korą nerkową, to część jasnobrązowa,
a rdzeniem nerkowym, to ta czerwonawa albo pomarańczowa część,
i dzieje się tak z bardzo ważnego powodu.
Narysuję to tutaj.
Powiedzmy, że to jest linia rozdzielająca.
Tutaj jest kora nerkowa,
a tutaj rdzeń nerkowy.
Najważniejsze jest to, że mamy tu do czynienia
z dwiema funkcjami
pętli Henlego.
Jedną z nich jest zaopatrywanie rdzenia nerkowego w sól,
co dzieje się poprzez aktywne wypompowywanie soli.
Sole są wypompowywane i dzieje się to
we wstępującej części pętli Henlego.
Wypompowuje ona sole: sód, potas,
chlorki, a właściwie chlor.
Jony chloru.
Sole są wypompowywane tutaj,
do rdzenia nerkowego, a jeśli myślimy w kategoriach osmozy,
to sprawiają, że rdzeń staje się hipertoniczny.
Jest tu więcej rozpuszczonych substancji niż w filtracie,
które przepływają przez kanaliki.
Wykorzystywane jest do tego ATP.
ATP jest potrzebne, by pompować aktywnie
wbrew gradientowi stężeń.
W rdzeniu nie bez powodu jest wiele soli.
Sole nie tylko wracają z filtratu,
ale w czasie tego procesu
jedynie część wstępująca przepuszcza sole
i jony.
Nie przepuszcza
wody.
Jedynie część zstępująca pętli Henlego
przepuszcza
wodę.
Więc co się dzieje?
Jeżeli część wstępująca
aktywnie wypompowuje sole, to co dzieje się z wodą
płynącą przez pętlę zstępującą?
Tutaj rdzeń jest hipertoniczny.
Woda chce wypłynąć i zrównoważyć
stężenie.
Zrobiłem o tym film.
To nie dzieje się dzięki magii.
Ponieważ rdzeń jest hipertoniczny,
zawiera więcej soli i przepuszcza wodę.
Woda przedostaje się przez błonę części zstępującej
pętli Henlego.
To główny etap reabsorbcji wody.
Długo zastanawiałem się, dlaczego nie używamy ATP
aktywnego pompowania wody.
Odpowiedź brzmi: nie ma na to
łatwego sposobu.
Układy narządów wykorzystują ATP do wypompowywania jonów,
ale nie mogą wypompować wody.
Białkom ciężko działać w wodzie.
Należy więc dostarczyć jej sole
poprzez wypompowanie jonów.
Następnie woda naturalnie wypływa.
To główny mechanizm odzyskiwania
dużej ilości wody, która jest filtrowana tutaj.
Jest to długi proces, ponieważ woda musi
wypłynąć i dlatego pętla się zagłębia
w tą część zawierającą sole.
Kiedy opuszczamy pętlę Henlego,
mamy prawie cały nefron.
Jesteśmy w innym splątanym kanaliku
i pewnie moglibyście odgadnąć jego nazwę.
jeżeli ten był proksymalny, to ten jest dystalny.
Aby mój rysunek był właściwy,
kanalik przebiega bardzo blisko torebki Bowmana,
zaznaczę go
innym kolorem.
Kanalik dystalny znajduje się blisko
torebki Bowmana,
i ponownie narysowałem go skręconego w dwóch wymiarach,
a w rzeczywistości jest skręcony w trzech.
Nie jest taki długi.
Chciałem narysować go tutaj.
Nosi nazwę dystalnego.
"Dystalny" oznacza "dalszy".
Jest splątanym kanalikiem.
Więc to jest kanalik dystalny
i zachodzi w nim reabsorbcja większej ilości wapnia
i sodu.
Reabsorbujemy więcej substancji, których
nie chcemy stracić od razu.
Jest wiele substancji, które reabsorbujemy,
ale jest to tylko zarys.
Reabsorbujemy także trochę więcej wody.
Na końcu
filtrat uległ procesowi
usunięcia wody.
Jest bardziej stężony.
Zreabsorbowaliśmy wiele soli,
elektrolitów,
glukozę i wiele aminokwasów.
Wszystko to, co chcieliśmy zostało przewrócone.
Doszło do reabsorbcji.
Nie potrzebujemy
produktów wydalania i wody,
więc są one wydalane
do kanalików zbiorczych.
Jest to rodzaj zsypu w nerce,
do którego nefrony
wydalają substancje.
To mógłby być kanalik dystalny innego nefronu,
a to jest kanalik zbiorczy,
który jest rurką zbierającą wszystkie
produkty uboczne z nefronów.
Co ciekawe, kanalik zbiorczy
powraca do rdzenia nerkowego
i do części zawierającej sole.
Jeśli mówimy o kanalikach zbiorczych, powracają one
do rdzenia nerkowego, zbierając
filtrat z różnych nefronów.
Ponieważ przechodzą przez rdzeń nerkowy zawierający bardzo dużo soli,
hormon antydiuretyczny
decyduje o tym jak bardzo porowate są
kanaliki zbiorcze. Jeżeli są bardzo porowate,
więcej wody może się wydostać. Ponieważ rdzeń nerkowy
zawiera dużo soli, woda się wydostanie, jeśli
jest on porowaty.
W wyniku tego procesu filtrat,
który możemy teraz nazwać moczem,
jest bardziej stężony, więc tracimy mniej wody
i ciągle zbiera substancje, aż dochodzimy tutaj,
i upuszcza nerkę oraz dociera poprzez moczowody
do pęcherza.
Mam nadzieję, że film był wam pomocny.
Myślę, że najciekawsze jest to jak aktywnie
reabsorbujemy wodę i moim zdaniem jest
to najbardziej interesująca cześć pętli Henlego.