Nefron – budowa i funkcje, zaburzenia funkcjonowania

Nefron to najważniejsza jednostka strukturalna i funkcjonalna nerek. Funkcją nefronów jest filtrowanie krwi oraz regulowanie gospodarki elektrolitowej. Budowa i funkcje nefronu pozwalają na przefiltrowywanie około 1200-15oo ml krwi na minutę. W nefronie powstaje mocz pierwotny, a następnie mocz ostateczny. Zaburzenia funkcji nerek prowadzą do stopniowego zaniku funkcji nefronów, co ostatecznie może prowadzić do niewydolności nerek.

Nefron – budowa podstawowej jednostki funkcjonalnej nerki

Nerki to parzyste narządy, których podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną są nefrony. Każda nerka zawiera około jeden lub półtora miliona nefronów, z których każdy zbudowany jest z ciałka nerkowego i kanalika nerkowego. Budowa nefronu składa się z kłębuszka nerkowego oraz torebki Bowmana.  Kłębuszek nerkowy to sieć naczyń włosowatych, odpowiadających za filtrowanie przepływającej prze nie krwi. Naczynia krwionośne wchodzące w skład kłębuszka nerkowego to tętniczka doprowadzająca i odprowadzająca. Torebka Bowmana otaczająca kłębuszek nerkowy składa się z blaszki wewnętrznej i zewnętrznej, a przestrzeń między naczynkami krwionośnymi kłębuszka nerkowego wypełnia mezangium (tkanka łączna)

Kanalik nerkowy (cewka nerkowa) to struktura zbudowana z nabłonka jednowarstwowego, umożliwiająca przemieszczanie się jonów. W skład kanalika nerkowego wchodzą następujące elementy:

• kanalik proksymalny kręty (kanalik bliższy, I rzędu),
• pętla Henlego, złożonej z ramienia wstępującego i zstępującego,
• kanalik dystalny kręty (kanalik dalszy, II rzędu).

Jakie funkcje pełni nefron?

Nefron w nerce odpowiada za przefiltrowanie przepływającej przez nerkę krwi. Filtrowanie krwi i powstanie moczu możliwe jest dzięki temu, jak zbudowany jest nefron. Budowa kłębuszka nerkowego pozwala na wygenerowanie wysokiego ciśnienia krwi, dzięki czemu płyn przemieszcza się ze światła naczyń krwionośnych do światła torebki Bowmana. Jak działa nefron? Schemat przesączania kłębuszkowego obejmuje powstanie przesączu pierwotnego, a następnie – moczu ostatecznego. Z około 1200 ml krwi przepływających w ciągu minuty przez kłębuszek nerkowy powstaje około 80-120 ml przesączu i ta wielkość określana jest jako przesączanie kłębuszkowe GFR. Tak powstały filtrat określany jest mianem moczu pierwotnemu i podlega dalszym procesom resorpcji.

Powstały w kłębuszku nerkowym mocz pierwotny stanowi tak naprawdę przefiltrowaną krew pozbawioną elementów morfotycznych krwi i białka. Takie osocze zawiera zarówno zbędne metabolity, które powinny być usunięte z organizmu, jak i związki potrzebne organizmowi – sole mineralne, aminokwasy czy witaminy. Zbędne związki powinny trafić do moczu, dzięki czemu zostaną wydalone z organizmu, a związki potrzebne ulegają resorpcji zwrotnej, czyli są powtórnie wchłaniane do krwi. I te przeciwstawne procesy zachodzą w obrębie kanalików nerkowych:

• w obrębie kanalików proksymalnych wchłaniane są jony potasu i sodu, wapnia, mocznika, aminokwasów oraz glukozy; dodatkowo dochodzi do wchłaniania zwrotnego wody, przez co objętość moczu pierwotnego zmniejsza się o około 70 proc.,
• w obrębie pętli Henlego dochodzi do dalszego zagęszczania moczu dzięki wchłanianiu wody i chlorków,
• w obrębie kanalika dystalnego resorbowane są jony sodu, co idzie w parze z wydzielaniem do moczu jonów potasowych.

Powstały w nefronach filtrat przemieszcza się kanalikiem krętym dystalnym do cewki zbiorczej, a następnie do miedniczek nerkowych. I stąd mocz dociera ostatecznie do moczowodu, a następnie pęcherza moczowego. W ciągu doby powstaje około 170-180 litrów moczu pierwotnego i około półtora litra moczu ostatecznego.

Zaburzenia pracy nefronów

Istnieje wiele schorzeń obejmujących nefron. Funkcje nefronów ulegają zaburzeniu i stopniowo kolejne nefrony przestają prawidłowo działać. Początkowo zaburzenie funkcji nefronów nie pogarsza funkcjonowania nerek, gdyż pozostałe nefrony pracują intensywniej, przejmując funkcje zniszczonych nefronów. Dopiero, gdy ilość nefronów spadnie o około 60 proc., zaobserwować można spadek wartości GFR i wzrost wartości kreatyniny we krwi.

Przyczyny zaburzeń w funkcjonowaniu nefronów mogą być następujące:

• powstanie kamieni nerkowych gromadzących się w miedniczce nerkowej (choroby śródmiąższowe nerek),
• infekcje bakteryjne nerek (choroby kłębuszkowe nerek),
• zmiany nowotworowe w obrębie nerek i układu moczowego,
• powstawanie torbieli w miąższu nerkowym,
• uszkodzenie kłębuszków nerkowych w przebiegu cukrzycy lub nadciśnienia,
• schorzenia autoimmunologiczne, w przebiegu których atakowane są kłębuszki nerkowe (np. zespół Goodpasture’a czy toczeń układowy).

Bibliografia:

1. Jankowski M., Rola nerek w regulacji gospodarki wodnej ustroju, Forum Nefrologiczne 2012, tom 5, nr 1
2. Gołąb B., Podstawy anatomii człowieka, PZWL, 2015