Glomerulus (ledvina) - Glomerulus (kidney)
Glomerulus | |
---|---|
Glomerulus (červený), Bowmanova kapsle (modrá) a proximální tubul (zelená). | |
Detaily | |
Výslovnost | /ɡləˈm.r(j).ləs,ɡloʊ-/ |
Předchůdce | Metanefrická blastema |
Umístění | Nefron z ledviny |
Identifikátory | |
latinský | glomerulus renalis |
Pletivo | D007678 |
FMA | 15624 |
Anatomická terminologie |
The glomerulus (množný glomeruli), je síť malých krevních cév (kapiláry ) známý jako a chomáč, který se nachází na začátku a nefron v ledviny. Chomáč je strukturálně podporován mezangiem - prostorem mezi cévami - tvořeným intraglomerulárním mezangiální buňky. The krev je filtrován přes kapilární stěny tohoto trsu přes glomerulární filtrační bariéru, která poskytuje jeho filtrovat vody a rozpustných látek do pohárkovitého vaku známého jako Bowmanova kapsle. Filtrát poté vstupuje do filtru renální tubul nefronu.[1]
Glomerulus je zásobován krví z aferentní arteriol renálního arteriálního oběhu. Na rozdíl od většiny kapilárních lůžek do nich vystupují glomerulární kapiláry eferentní arterioly spíše než venuly. Odpor eferentních arteriol způsobuje dostatečný hydrostatický tlak v glomerulu, který poskytuje sílu ultrafiltrace.
Glomerulus a jeho okolí Bowmanova kapsle tvoří a ledvinný tělísek, základní filtrační jednotka ledvin.[2] Rychlost, při které je krev filtrována přes všechny glomeruly, a tedy míra celkové funkce ledvin, je rychlost glomerulární filtrace.
Struktura
Glomerulus je svazek malých krevních cév zvaných kapiláry nachází se uvnitř Bowmanova kapsle v rámci ledviny.[2] Glomerulární mezangiální buňky strukturálně podporovat chomáče. Krev vstupuje do kapilár glomerulu jedinou arteriolou zvanou an aferentní arteriol a odchází od eferentní arteriol.[3] Kapiláry se skládají z trubice lemované endoteliální buňky s centrální lumen. Mezery mezi těmito endotelovými buňkami se nazývají fenestrae. Stěny mají jedinečnou strukturu: mezi buňkami jsou póry, které umožňují únik vody a rozpustných látek, a po průchodu glomerulární bazální membrána a mezi nimi podocyt nohou, zadejte kapsli jako ultrafiltrát.
Podšívka
Kapiláry glomerulu jsou lemovány endoteliální buňky. Obsahují četné póry - nazývané také fenestrae - průměr 50–100 nm.[4] Na rozdíl od jiných kapilár s fenestracemi nejsou tyto fenestrace překlenuty bránicemi.[4] Umožňují filtraci tekutiny, krevní plazma rozpuštěné látky a bílkoviny a současně brání filtraci červené krvinky, bílé krvinky, a krevní destičky.
Glomerulus má a glomerulární bazální membrána skládající se převážně z lamininy, typ IV kolagen, úšklebek a nidogen, které jsou syntetizovány a vylučovány jak endotelovými buňkami, tak podocyty: tak je glomerulární bazální membrána vložena mezi glomerulární kapiláry a podocyty. Glomerulární bazální membrána je 250–400nm v tloušťce, která je silnější než bazální membrány jiné tkáně. Je to bariéra pro krevní proteiny, jako je albumin a globulin.[5]
Část podocytu v kontaktu s glomerulární bazální membránou se nazývá a proces podocytové nohy nebo pedikl (Obr. 3): mezi procesy chodidel, kterými je filtrovat proudí do Bowmanova prostoru kapsle.[4] Prostor mezi sousedními procesy podocytů je překlenut štěrbinové membrány skládající se z matrice bílkovin, včetně podocin a nefrin. Kromě toho mají procesy chodidel negativně nabitou srst (glykokalyx ), který odpuzuje negativně nabité molekuly jako sérový albumin.
Mesangium
Mesangium je prostor, který je spojitý s hladkými svaly arteriol. Je to mimo kapiláru lumen, ale obklopený kapilárami. Je uprostřed (mezo) mezi kapilárami (angis). Je obsažen v bazální membráně, která obklopuje jak kapiláry, tak mesangium.
Mesangium obsahuje hlavně:
- Intraglomerulární mezangiální buňky. Nejsou součástí filtrační bariéry, ale jsou specializované pericyty které se podílejí na regulaci rychlosti filtrace smršťováním nebo rozšiřováním: obsahují k tomu dosažení aktinových a myosinových vláken. Některé mezangiální buňky jsou ve fyzickém kontaktu s kapilárami, jiné jsou ve fyzickém kontaktu s podocyty. Mezi mesangiálními buňkami, kapilárami a podocyty probíhá obousměrná chemická křížová komunikace, která dolaďuje rychlost glomerulární filtrace.
- Mezangiální matice, amorfní bazální membrána -jako materiál vylučovaný mezangiálními buňkami.
Dodávka krve
Glomerulus je zásobován krví z aferentní arteriol renálního arteriálního oběhu. Na rozdíl od většiny kapilárních lůžek do nich vystupují glomerulární kapiláry eferentní arterioly spíše než venuly. Odpor eferentních arteriol způsobuje dostatečný hydrostatický tlak v glomerulu, který poskytuje sílu ultrafiltrace.
Krev opouští glomerulární kapiláry pomocí eferentní arteriol místo a venule, jak je vidět u většiny kapilárních systémů (obr. 4). [3] To poskytuje přísnější kontrolu nad průtokem krve glomerulem, protože arterioly se díky své silné kruhové ploše dilatují a stahují snadněji než venuly hladký sval vrstva (tunica media ). Krev opouštějící eferentní arteriol vstupuje do ledvin venule, který zase vstupuje do ledvin interlobulární žíla a pak do renální žíla.
Kortikální nefrony poblíž kortikomedulární křižovatky (15% všech nefronů) se nazývají juxtamedulární nephrony. Krev opouštějící eferentní arterioly těchto nefronů vstupuje do vasa recta, což jsou přímé kapilární větve, které dodávají krev do ledvinná dřeň. Tyto vasa recta běží vedle sestupného a vzestupného smyčka Henle, a podílet se na údržbě dřeně protiproudá výměna Systém.
Odtok filtrátu
Filtrát, který prošel třívrstvou filtrační jednotkou, vstupuje do Bowmanova prostoru. Odtud proudí do renálního tubulu - nefronu - který sleduje cestu ve tvaru U k sběrná potrubí, konečně vystupující do a ledvinový kalich tak jako moč.
Funkce
Filtrace
Hlavní funkcí glomerulu je filtrování plazma k výrobě glomerulárního filtrátu, který prochází délkou nefron tubul pro tvorbu moči. Rychlost, jakou glomerulus produkuje filtrát z plazmy ( rychlost glomerulární filtrace ) je mnohem vyšší než v systémových kapilárách kvůli zvláštním anatomickým vlastnostem glomerulu. Na rozdíl od systémových kapilár, které dostávají krev z vysoké rezistence arterioly a odtok na nízký odpor venuly, glomerulární kapiláry jsou na obou koncích spojeny s vysoce rezistentními arterioly: aferentní arteriol a eferentní arteriol. Toto uspořádání dvou arteriol v sérii určuje vysokou hydrostatický tlak na glomerulárních kapilárách, což je jedna ze sil, které upřednostňují filtraci na Bowmanovu kapsli.[6]
Pokud látka prošla glomerulárními kapilárními endotelovými buňkami, glomerulární bazální membrána, a podocyty, pak vstoupí do lumen tubulu a je známý jako glomerulární filtrát. Jinak opouští glomerulus skrz eferentní arteriol a pokračuje v oběhu, jak je popsáno níže a jak je znázorněno na obrázku.
Propustnost
Struktury vrstev určují jejich propustnost -selektivita (permselektivita). Faktory, které ovlivňují permselektivitu, jsou záporný náboj bazální membrány a podocytického epitelu a efektivní velikost pórů glomerulární stěny (8 nm). Ve výsledku budou velké a / nebo záporně nabité molekuly procházet mnohem méně často než malé a / nebo kladně nabité molekuly.[7] Například malé ionty jako sodík a draslík volně procházet, zatímco větší bílkoviny, jako např hemoglobin a albumin nemají prakticky vůbec žádnou propustnost.
The onkotický tlak na glomerulárních kapilárách je jednou ze sil, které odolávají filtraci. Protože velké a záporně nabité proteiny mají nízkou propustnost, nemohou snadno filtrovat do Bowmanovy kapsle. Koncentrace těchto proteinů má tedy tendenci se zvyšovat, protože glomerulární kapiláry filtrují plazmu, což zvyšuje onkotický tlak podél glomerulární kapiláry Ofa.[6]
Starlingova rovnice
Rychlost filtrace z glomerulu do Bowmanovy kapsle je určena (jako v systémových kapilárách) Starlingova rovnice:[6]
- GFR je rychlost glomerulární filtrace.
- K.F je filtrační koeficient - konstanta proporcionality
- Pgc je glomerulární kapilára hydrostatický tlak
- Ppřed naším letopočtem je hydrostatický tlak v Bowmanově tobolce
- πgc je glomerulární kapilára onkotický tlak
- πpřed naším letopočtem je onkotický tlak Bowmanovy kapsle
Regulace krevního tlaku
Stěny aferentní arterioly obsahují specializované hladký sval buňky, které se syntetizují renin. Tyto juxtaglomerulární buňky hrají hlavní roli v systém renin-angiotensin, což pomáhá regulovat objem krve a tlak.
Klinický význam
Tato sekce potřebuje expanzi. Můžete pomoci přidávat k tomu. (Dubna 2015) |
Poškození glomerulu nemocí může umožnit průchod bariérou glomerulární filtrace červených krvinek, bílých krvinek, krevních destiček a krevních proteinů, jako je albumin a globulin. Základní příčiny poškození glomerulů mohou být zánětlivé, toxické nebo metabolické.[8] Ty lze vidět v moči (analýza moči ) na mikroskopickém a chemickém (měrce) vyšetření. Příklady jsou diabetické onemocnění ledvin, glomerulonefritida, a IgA nefropatie.
Vzhledem ke spojení mezi glomeruly a rychlostí glomerulární filtrace má rychlost glomerulární filtrace klinický význam při podezření na onemocnění ledvin nebo při sledování případu se známým onemocněním ledvin nebo při riziku rozvoje poškození ledvin, jako jsou počáteční léky se známým nefrotoxicita.[9]
Dějiny
V roce 1666 italský biolog a anatom Marcello Malpighi nejprve popsal glomeruly a demonstroval jejich kontinuitu s renální vaskulaturou (281 282). Asi o 175 let později chirurg a anatom William Bowman podrobně objasnil kapilární architekturu glomerulu a kontinuitu mezi jeho obklopujícím pouzdrem a proximálním tubulem.[10]
Další obrázky
Skenovací elektronový mikroskop obrázek glomerulu v myši (1000násobné zvětšení)
Skenovací elektronový mikroskop obrázek glomerulu v myši (5 000x zvětšení)
Skenovací elektronový mikroskop obrázek glomerulu v myši (10 000x zvětšení)
Smyčkové kapiláry glomerulu mezi arterioly
Reference
- ^ Pavenstädt H; Kriz W; Kretzler M. (2003). "Buněčná biologie glomerulárního podocytu". Fyziologické recenze. 83 (1): 253–307. doi:10.1152 / physrev.00020.2002. PMID 12506131.
- ^ A b Wheater 2006, str. 304.
- ^ A b Wheater 2006, str. 307.
- ^ A b C Wheater 2006, str. 310.
- ^ Suh, JH; Horník, JH (2013). „Glomerulární bazální membrána jako bariéra proti albuminu“. Recenze přírody. Nefrologie. 9 (8): 470–477. doi:10.1038 / nrneph.2013.109. PMC 3839671. PMID 23774818.
- ^ A b C Boron, WF .; Boulapep, EL. (2012). Lékařská fyziologie (2. vyd.). Philadelphia: Saunders. 771, 774. ISBN 978-1437717532.
- ^ Guyton, Arthur C .; Hall, John E. (2006). Učebnice lékařské fyziologie. Philadelphia: Elsevier Saunders. str.316 –317. ISBN 978-0-7216-0240-0.
- ^ Wiggins, RC (2007). „Spektrum podocytopatií: sjednocující pohled na glomerulární onemocnění“. Ledviny International. 71 (12): 1205–1214. doi:10.1038 / sj.ki.5002222. PMID 17410103.
- ^ Gerard J. Tortora, Bryan Derrickson[1] Principy anatomie a fyziologie 14. vydání ISBN 978-1-118-34500-9
- ^ „histologie lippikotů pro patologické stavy; satcey e. mills
Zdroje
- Hall, Arthur C. Guyton, John E. (2005). Učebnice lékařské fyziologie (11. vydání). Philadelphia: W.B. Saunders. str. Kapitola 26. ISBN 978-0-7216-0240-0.
- Deakin, Barbara Young ... []; kresby Philipa J .; et al. (2006). Wheater's Functional Histology: textový a barevný atlas (5. vydání). [Edinburgh?]: Churchill Livingstone / Elsevier. str. Kapitola 16. ISBN 978-0-443068508.