Юкстагломерулярный аппарат почек: строение и функции

Элементарной функциональной единицей почек является нефрон, структура, которая непосредственно отвечает за фильтрацию плазмы крови. Важнейшим составляющим его функционирования является поддержание артериального давления у константных значений. За данный физиологический показатель отвечает юкстагломерулярный аппарат (ЮГА), непосредственно связанный с нефроном. Он является важнейшим регулятором артериального давления в организме, поддерживающим адекватное кровоснабжение почек.

Особенности строения почек

Почки — гормонально активные паренхиматозные парные органы мочевыделения. У человека наблюдается поясничное расположение почек, при котором органы связаны с аортой короткими ренальными артериями. Они обеспечивают обильное кровоснабжение, которое составляет 25 % от систолического выброса. Под влиянием артериального давления кровь проталкивается до мелких афферентных артериол, где попадает в капсулу клубочка и фильтруется.

Форменные элементы крови и некоторая часть ее плазмы отводятся по эфферентной артериоле, которая гораздо меньше афферентной по диаметру. Это необходимо для поддержания более высокого давления жидкости на входе, что поддерживает фильтрацию, обеспечивая лишь небольшой сброс в отводящую артериолу. Также регулятором давления является юкстагломерулярный аппарат почек. Он представляет собой совокупность клеток, непосредственно связанных с синтезом ренина и его регуляцией.

Морфология ЮГА

Юкстагломерулярный аппарат состоит из трех типов клеток, расположенных в непосредственной близости от нефрона и образующих с ним функциональную систему с положительной обратной связью. Первый тип клеток — эпителиоидные (или зернистые), которые представляют собой видоизмененные гладкие миоциты мышечной стенки артериолы. Они в большом количестве располагаются в мышечном слое афферентной артериолы и в меньшем - в эфферентной. Это указывает на их причастность к определению разности гидростатического давления в этих сосудах.

В зернистых клетках имеются барорецепторы, которые передают информацию на юкставаскулярные клетки ЮГА. Зернистые клетки также являются основными производителями ренина, фермента, регулирующего артериальное давление в кровеносной системе. Этот фермент также частично способны синтезировать юкставаскулярные клетки (второй тип) юкстагломерулярного аппарата. Функции данных клеток сводятся к тому, что они являются связующим звеном между эпителиоцитами и плотным пятном мочевого канальца. Юкставаскулярные клетки располагаются в пространстве между афферентной и выносящей артериолой ЮГА.

Плотное пятно ЮГА

Третий тип клеток юкстагломерулярного аппарата — клетки плотного пятна, расположенного в дистальных участках мочевого канальца нефрона. Эти компоненты ЮГА несут на себе осморецепторы, посредством которых способны определять натриевую концентрацию. Они отслеживают изменения содержания натриевых ионов в уже отфильтрованной моче, из которой реабсорбировались питательные вещества и жидкость. В зависимости от значений концентрации, клетки плотного пятна передают информацию на юкставаскулярные клетки.

Последние обрабатывают сигнал и регулируют функцию эпителиоцитов. Эти зернистые клетки на основании полученной информации выделяют некое количество фермента ренина, чтобы влиять на показатель артериального давления. Таким образом ЮГА является той структурой, которая непосредственно на месте участвует в скорости фильтрации мочи. Вместе с нефроном они образуют целостную функциональную систему, поддерживающую жизнедеятельность организма человека.

Строение юкстагломерулярных клеток

Расположенные в почках клетки юкстагломерулярного аппарата имеют особое строение. Эпителиоциты ЮГА представляют собой видоизмененные гладкомышечные клетки, имеющие уплощенную форму. Их ядро многоугольное, а органеллы представлены в небольшом количестве. Их задачей является синтез фермента ренина, а потому аппарат биосинтеза в эпителиоцитах, которые также называются зернистыми клетками, сильно развит. При этом зерна в цитоплазме являются плазматическими цистернами с образованным ренином.

Особенности регуляции артериального давления

Юкстагломерулярный аппарат является примером гормонально активной структуры, которая имеет входные данные в виде артериального давления и способность влиять на него посредством синтеза ренина. Причем эффективность контроля за артериальным давлением напрямую зависит от количества жидкости в организме и состояния артериальных сосудов. В условиях ишемии, когда атеросклеротическое сужение артерий наблюдается в основных органах-мишенях человеческого тела, ЮГА обеспечивает повышение значений давления с целью поддержания достаточной скорости фильтрации в клубочках.

Эта функция не зависит от того, сколько почек у человека, так как она регулируется самыми сильными ферментными системами. Но в случае развития артериальной гипертензии эффективность фильтрации из-за более высокого давления (выше 120 mmHg) не увеличивается пропорционально росту АД. Она наиболее эффективна при давлении в 120-140 mmHg. А в случае увеличения показателя АД возникает риск повреждения клубочков, из-за чего юкстагломерулярный аппарат прекращает или снижает синтез ренина.

Влияние АД на функции ЮГА и почек

Длительное повышение АД приводит к смещению равновесия и разбалансировке ангиотензиновой системы и ЮГА. Это значит, что на фоне сужения почечных артерий из-за атеросклероза и на фоне последующего развития АГ происходит увеличение выработки ренина. Однако из-за фиброза артерий эффективность работы ангиотензинового механизма невелика: он приводит к росту давления, однако в приводящей артериоле оно не растет. Таким образом объясняется, как расположение почек и ЮГА влияет на все кровообращение и его регуляцию. Помимо этого гипертензия приводит к нефросклерозу — постепенной гибели нефронов почек, из-за чего АГ часто является предпосылкой почечной недостаточности. Тогда, независимо от того, сколько почек у человека, отмечается заметное снижение скорости фильтрации и эффективности почечных функций.