Nephron. Kaavio on merkitty puolaksi, mutta virtaus on silti tunnistettavissa.

Gray’s

aihe #253 1221

Precursor

Metanephric blastema

MeSH

Nephronit

Nephron on munuaisten rakenteellinen ja toiminnallinen perusyksikkö. Sen päätehtävä on säädellä veden ja liukoisten aineiden määrää suodattamalla verta, imeyttämällä takaisin tarvittava määrä ja erittämällä loput virtsana. Nefronit poistavat elimistöstä jätteitä, säätelevät veren tilavuutta ja painetta, kontrolloivat elektrolyyttien ja aineenvaihduntatuotteiden pitoisuuksia ja säätelevät veren pH-arvoa. Sen toiminnot ovat elintärkeitä elämälle, ja hormonijärjestelmä säätelee niitä hormoneilla, kuten antidiureettisella hormonilla, aldosteronilla ja lisäkilpirauhashormonilla.

Jokainen nefroni koostuu alun perin suodattavasta osasta (”munuaisytimestä”) ja takaisinimeytymiseen ja erittymiseen erikoistuneesta tubuluksesta (”munuaistubuluksesta”). Munuaissolukkeli suodattaa verestä suuret liukoiset aineet ja toimittaa veden ja pienet liukoiset aineet munuaistubulukseen muokattavaksi.

Anatomia ja toiminta

Munuaissolukkeli

Munuaissolukkeli (tai ”Malphigin solukkeli”) koostuu glomeruluksesta ja Bowmanin kapselista, ja se on nefronin alkuosa. Se on nefronin suodatuksen alkuosa.

glomerulus

Glomerulus on kapillaaritupsu, joka saa verenkiertonsa munuaisverenkierron afferentista valtimosta. Glomerulaarinen verenpaine antaa käyttövoiman veden ja liuottuneiden aineiden suodattamiselle verestä Bowmanin kapselin muodostamaan tilaan. Loppuosa verestä, periaatteessa veriplasma, jota ei suodateta glomerulukseen, kulkeutuu kapeampaan efferenttiin arterioleen. Sen jälkeen se siirtyy vasa rectaan, jotka ovat keräyskapillaareja, jotka kietoutuvat kierteisiin tubuluksiin interstitiaalisen tilan kautta ja joihin myös takaisinimeytyneet aineet kulkeutuvat. Tämän jälkeen se yhdistyy muiden nefronien efferenttien laskimoiden kanssa munuaislaskimoon ja palaa takaisin pääverenkiertoon.

Bowmanin kapseli

Bowmanin kapseli (jota kutsutaan myös nimellä glomeruluskapseli) ympäröi glomerulusta, ja se koostuu viskeraalisista (yksinkertaiset levyepiteelisolut) (sisemmät) ja parietaalisista (yksinkertaiset levyepiteelisolut) (ulommat), kerroksista. Glomeruluksen verestä peräisin olevat nesteet kerääntyvät Bowmanin kapseliin (esim, glomerulusfiltraatti) ja käsitellään edelleen nefronia pitkin virtsaksi.

Munuaistubulus

Munuaistubuluksen virtaus on seuraava:

Nimi	Kuvaus
Proksimaalinen tubulus	Proksimaalinen tubulus osana nefronia voidaan jakaa alkukierteiseen ja sitä seuraavaan suoraan (laskevaan) osaan. Proksimaaliseen kierteiseen tubulukseen tulevan suodoksen neste imeytyy takaisin peritubulaarisiin kapillaareihin, mukaan lukien noin kaksi kolmasosaa suodatetusta suolasta ja vedestä sekä kaikki suodatetut orgaaniset liuokset (pääasiassa glukoosi ja aminohapot).
Henlen silmukka	Henlen silmukka (jota joskus kutsutaan myös nefronin silmukaksi) on U:n muotoinen putki, joka koostuu alenevasta ja nousevasta raajasta. Se alkaa aivokuoresta, vastaanottaa suodoksen proksimaalisesta kierteisestä tubuluksesta, ulottuu medullaan ja palaa sitten takaisin aivokuorelle tyhjenemään distaaliseen kierteiseen tubulukseen. Sen ensisijainen tehtävä on konsentroida suola interstitiumissa, silmukkaa ympäröivässä kudoksessa. Se jaetaan laskevaan ja nousevaan raajaan:
* laskeva raaja	Sen laskeva raaja on läpäisevä vedelle, mutta täysin läpäisemätön suolalle, ja siten se osallistuu vain epäsuorasti konsentrointiin interstitiumissa. Suodoksen laskeutuessa syvemmälle munuaisytimen hypertoniseen interstitiumiin vesi virtaa osmoosin avulla vapaasti laskevasta raajasta ulos, kunnes suodoksen ja interstitiumin toniciteetti tasapainottuu. Pidemmät laskevat raajat antavat vedelle enemmän aikaa virrata ulos filtraatista, joten pidemmät raajat tekevät filtraatista hypertonisemman kuin lyhyemmät raajat.
* nouseva raaja	Toisin kuin laskeva raaja, Henlen silmukan nouseva raaja on läpäisemätön vedelle, mikä on kriittinen piirre silmukan käyttämässä vastavirranvaihtomekanismissa. Nouseva raaja pumppaa aktiivisesti natriumia ulos suodoksesta, mikä synnyttää hypertonisen interstitiumin, joka ohjaa vastavirtausvaihtoa. Nousevan raajan läpi kulkiessaan suodos muuttuu hypotoniseksi, koska se on menettänyt suuren osan natriumpitoisuudestaan. Tämä hypotoninen filtraatti johdetaan munuaiskuoressa sijaitsevaan distaaliseen kierteiseen tubulukseen.
Distaalinen kierteinen tubulus	Distaalinen kierteinen tubulus ei ole rakenteeltaan ja toiminnaltaan samanlainen kuin proksimaalinen kierteinen tubulus. Tubulusta reunustavissa soluissa on lukuisia mitokondrioita, jotka tuottavat riittävästi energiaa (ATP) aktiivisen kuljetuksen toteuttamiseksi. Endokriininen järjestelmä säätelee suurta osaa distaalisessa kierteisessä tubuluksessa tapahtuvasta ionikuljetuksesta. Lisäkilpirauhashormonin läsnä ollessa distaalinen kierteinen tubulus reabsorboi enemmän kalsiumia ja erittää enemmän fosfaattia. Kun läsnä on aldosteronia, takaisinimeytyy enemmän natriumia ja erittyy enemmän kaliumia. Eteisnatriureettinen peptidi saa distaalisen kierteisen tubuluksen erittämään enemmän natriumia. Lisäksi tubulus erittää myös vetyä ja ammoniumia pH:n säätelemiseksi.

Distaalisen kierteisen tubuluksen pituuden kuljettuaan jäljelle jää vain 3 % vettä, ja jäljelle jäävä suolapitoisuus on häviävän pieni.

Keräyskanavajärjestelmä

Jokainen distaalinen kierteinen tubulus luovuttaa filtraattinsa keräyskanavajärjestelmään, jonka ensimmäinen segmentti on yhdystubulus. Keräyskanavajärjestelmä alkaa munuaiskuoresta ja ulottuu syvälle ydinlaskimoon. Virtsan kulkiessa keräyskanavajärjestelmää pitkin se ohittaa medullaarisen interstitiumin, jossa on korkea natriumpitoisuus Henlen silmukan vastavirtakerroinjärjestelmän seurauksena.

Vaikka keräyskanava on normaalisti vettä läpäisemätön, se muuttuu läpäiseväksi antidiureettisen hormonin (ADH) läsnä ollessa. Jopa kolme neljäsosaa virtsan vedestä voi imeytyä takaisin, kun se poistuu keräyskanavasta osmoosin avulla. Näin ollen ADH:n taso määrää, onko virtsa väkevää vai laimeaa. Kuivuminen johtaa ADH:n lisääntymiseen, kun taas veden riittävyys johtaa alhaiseen ADH:n määrään, mikä mahdollistaa laimean virtsan.

Keräyskanavan matalammat osat ovat myös läpäiseviä urealle, jolloin osa siitä pääsee munuaisytimeen, mikä ylläpitää sen korkeaa ionikonsentraatiota (mikä on erittäin tärkeää nefronille).

Uriini poistuu medullaarisista keräysputkista munuaispapillan kautta, tyhjenee munuaiskalkkiin, munuaisaltaaseen ja lopulta virtsajohtimen kautta virtsarakkoon.

Koska sillä on erilainen alkionalkuperä kuin muulla nefronilla (keräyskanava on peräisin endodermistä, kun taas nefroni on peräisin mesodermistä), keräyskanavaa ei yleensä pidetä osana täydellistä nefronia.

Juxtaglomerulaarinen apparaatti

Juxtaglomerulaarinen apparaatti syntyy lähelle paksun nousevan raajan ja afferentin arteriolen kosketuskohtaa. Se sisältää kolme komponenttia:

Macula densa	tiiviisti…tiiviisti pakkautunut solujen alue paksussa nousevassa raajassa
juxtaglomerulaariset solut	erikoistuneet sileät lihassolut afferentin arteriolin seinämässä
. ekstraglomerulaariset mesangiaalisolut	kytkeytyvät arterioleihin

Juxtaglomerulaarisolut ovat reniinisynteesin ja -erityksen tapahtumapaikka, ja niillä on siten kriittinen rooli reniini-angiotensiinijärjestelmässä.

Kliininen merkitys

Koska nefroni on tärkeä elimistön nesteiden säätelyssä, se on korkean verenpaineen ja turvotuksen hoitoon tarkoitettujen lääkkeiden yleinen kohde. Nämä diureeteiksi kutsutut lääkkeet estävät nefronin kykyä pidättää vettä ja lisäävät siten tuotetun virtsan määrää.

Lisäkuvia

Verisuonten jakautuminen munuaisen kuoressa.	Glomerulus on punainen; Bowmanin kapseli on valkoinen.	Munuaiskudos	Glomerulus on punainen; Bowmanin kapseli on vihreä.
Glomerulus