Nerka i nefron

Overview of how the nephrons in the kidney filter blood and reabsorb water and other molecules.

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.