Нирка - парний орган, який утворює і виводить сечу. Розташовуються нирки в поперекової області, в заочеревинному просторі в так званому нирковому ложі, утвореному м'язами живота. Вони розташовані на рівні 12-го грудного і трьох верхніх поперекових хребців. При цьому, права нирка на 2 - 3 см знаходиться нижче лівої. До верхнього полюсу кожної нирки прилягають наднирники; спереду і з боків вони оточені петлями тонкої кишки, до правої нирки прилягає печінку, до лівої - селезінка.
Нирка має бобовидную форму, червоно-бурий колір, гладку поверхню, щільну консистенцію. Увігнутий внутрішній край називають воротами. У ворота входять ниркова артерія і нерв, а виходять ниркова вена, лімфатичні судини і сечовід. Середня вага нирки 120 г, довжина - 10 - 12 см, ширина близько 6 см, товщина 3 - 4 см.
Нирка покрита фіброзною капсулою, яка пов'язана з її паренхімою. Назовні від капсули нирки розташовується товстий шар жирової клітковини, який називається жировою капсулою. Остання спереду покрита внутрішньочеревно фасцією і оберігає нирку від струсів і фіксує її в заочеревинному просторі.
Паренхіма нирки складається з двох шарів: зовнішнього (темно-червоного кольору) коркового речовини і внутрішнього, більш світлого - мозкової речовини. Мозкова речовина представлено нирковими пірамідами (близько 12), підстава яких звернуто до корковому шару нирки, а вершини - до центру. У мозковій речовині проходять ниркові канальці. Корковаречовина на зрізі нирки займає вузький зовнішній шар ниркової паренхіми, а також ділянки речовини між нирковими пірамідами, які називають нирковими стовпами. У кірковій речовині нирки розташовані нефрони, які є структурно-функціональною одиницею нирки. Всього нефронів в нирці понад 1 мільйон.
Початком сечовивідних шляхів нирки є збірні трубочки, в які відкриваються покручені канальця II порядку. Збірні трубочки зливаються, утворюючи сосочкові проточки, які проходять через мозкову речовину, і відкриваються на верхівках пірамід в малі чашечки. Останні, об'єднуючись, утворюють дві або три великі чашечки, які відкриваються в розширену порожнину, яка називається ниркової миски. Стінки ниркової балії, малих і великих чашок складаються із слизової, м'язової і зовнішньої - адвентициальной оболонок. М'язова оболонка всіх сечовивідних шляхів своєї перистальтику забезпечує активне просування сечі в нижележащие сечовивідні шляхи. Ниркова балія відкривається в сечовід
Вхідна в ворота нирки ниркова артерія розгалужується на велику кількість артеріол, кінцеві гілки яких називаються приносять артериолами. Кожна з даних артеріол входить в капсулу Шумлянського - Боумена, розпадається на капіляри і утворює судинний клубочок - первинну капілярну сітку нирки. Численні капіляри первинної мережі в свою чергу збираються в виносять артеріол, діаметр якої в два рази менше діаметра приносить артеріоли. Виносячи артеріола знову розпадається на мережу капілярів, що обплітають канальці всіх відділів нефрона, тим самим утворюючи вторинну капілярну мережу нирки. Отже, в нирці є дві системи капілярів, що пов'язано з функцією мочеобразования. Після цього капіляри остаточно зливаються і утворюють вени, що впадають в ниркову вену.
Нирки споживають 9% кисню із загального його кількості, що використовується організмом. Висока інтенсивність споживання кисню, біохімічних процесів розпаду АТФ і подальшого окисного фосфорилювання в нирках обумовлена енергоємністю процесів утворення сечі з надходить в ці органи крові. Протягом доби через нирки все п'ять літрів крові циркулюють до 300 разів.
У судинний клубочок ниркового тільця кров потрапляє з приносить артеріоли - кінцевої гілки ниркової артерії (за добу через даний відділ нирки проходить до 1500 л крові). Ниркові артерії великі і широкі, а самі нирки розташовуються досить близько до серця, тому гідростатичний тиск крові в приносять артеріолах, а значить, і в судинному клубочку, досить висока - до 70 мм ртутного стовпа, в той час як в просвіті капсули Шумлянського-Боумена воно досягає всього лише 30 мм рт.ст. Даний рівень тиску також підтримується тим, що приносить кровоносну судину має більш широкий просвіт, ніж виносить і артеріальна кров протікає через капіляри клубочка повільно. Внутрішня стінка капсули щільно зрощена з капілярами судинного клубочка. Однак між зрощеними капілярами і внутрішньою стінкою капсули є щілини, які за певних умов є шляхами для проходження плазми крові в просвіт капсули.
Нефрон являє собою довгий неветвящійся каналец, початковий відділ якого у вигляді двостінної чаші оточує капілярний клубочок, а кінцевий - впадає в збірну трубочку.
У нирці людини розрізняють два види нефронів коркові (80%), мальпігієві (нирковий) тільце яких розташовано в зовнішній зоні кори, і юкстамедулярние (20%), мальпигиево тільце яких розташовується у внутрішній зоні кори на кордоні з мозковим речовиною. Останній тип нефронів в зв'язку з особливостями своєї будови (приносить артеріола по діаметру дорівнює виносить) функціонує тільки в екстремальних ситуаціях, пов'язаних зі зменшенням притоку артеріальної крові в кіркова речовина нирки (крововтрата).
У нефроне виділяють чотири відділи:
1. нирковий, або Мальпігево тільце (клубочок + капсула Шумлянського-Боумена)
2. звивистий каналець першого порядку - проксимальний звивистий каналець;
3. прямий каналець - петля Генле;
4. звивистий каналець другого порядку - дистальний звивистий каналець.
Нирковий тільце розташовується в кірковій речовині нирки і складається з судинного клубочка, оточеного капсулою Шумлянського - Боумена. Дана капсула являє собою чашу, що складається з двох стінок - зовнішньої і внутрішньої, між якими є щілиноподібні простір, що сполучається з наступним відділом нефрона.
Судинний клубочок, в свою чергу, являє собою узкопетлистой мережу з'єднуються між собою капілярів. Загальна поверхня всіх капілярних клубочків в обох нирках становить близько 1,5 кв. м. Кров в судинний клубочок потрапляє по приносить артеріол, а відтікає в меншу по діаметру виносять артеріол.
Наступний за нирковим тільцем відділ нефрона називається звивистий каналець першого порядку. Даний каналец опускається в мозкову речовину, де поступово переходить в наступний відділ нефрона - петлю Генле.
Петля Генле має в своєму складі спадну і висхідну частини петлі. Висхідна частьпо повернення в кіркова речовина отримує назву звивистих канальців II порядку.
Останній відділ нефрона впадає в початковий відділ сечовивідних шляхів нирки - збірну трубочку. Загальна довжина канальців нефрона від капсули Шумлянського - Боумена до початку збірних трубочок становить 35-50 мм, загальна довжина всіх канальців обох по
Первинна сеча з капсули надходить в петлю Генле, де здійснюється друга фаза сечоутворення - процес реабсорбції, внаслідок чого утворюється вторинна, або кінцева сеча, яка і виводиться з організму. Освіта кінцевої сечі відбувається в міру проходження фільтрату по іншим відділам нефрона. Клітини, що вистилають стінки звивистих і прямого канальця нефрона, всмоктують назад у вторинну капілярну мережу нирки (реабсорбція) майже 99% води, цукор, амінокислоти, вітаміни і деякі солі. Зворотне всмоктування може відбуватися пасивно, за принципом дифузії і осмосу, і активно - завдяки діяльності епітелію ниркових канальців за участю ферментних систем з витратою енергії. Крім реабсорбції в канальцях здійснюється процес секреції, тобто відбувається активний транспорт деяких речовин з крові в просвіт канальця (креатинін, лікарські речовини). Таким чином, з 180 літрів первинної сечі за добу утворюється і виводиться з організму тільки близько 1,5 літрів вторинної сечі.
Вторинна сеча являє собою прозору рідину світло-жовтого кольору, в якій містяться 95% води і 5% твердих речовин. Тверді речовини представлені продуктами розпаду білків (азотовмісні речовини) - сечовина, сечова кислота, креатинін; солями калію, натрію та ін.
Реакція сечі непостійна: під час м'язової роботи внаслідок накопичення в крові фосфорної, молочної та вугільної кислот, при харчуванні білковою їжею її реакція кисла, а при споживанні рослинної їжі - реакція сечі нейтральна або навіть лужна. У нормі в сечі є пігмент - уробилин, що надає сечі характерний жовтуватий колір. Пігменти сечі утворюються в кишечнику і нирках з пігментів жовчі, які в свою чергу утворюються з продуктів розпаду гемоглобіну. Питома вага сечі в середньому дорівнює 1,012-1,025 г / см2.
Водний баланс організму
За добу організм отримує в середньому близько 2500 мл води у вигляді пиття і з твердою їжею. Близько 150 мл води утворюється в процесі метаболізму. Для сталості кількості води в організмі прихід її повинен відповідати витраті. Головну роль у виведенні води грають нирки. Добовий діурез (сечовиділення) дорівнює в середньому 1500 мл. Решта вода виводиться легкими (близько 500 мл), шкірою (близько 400 мл) і невелика кількість з калом.
Кожну хвилину через нирки походить близько 1, 2 літра крові, що становить до 25% крові, що надходить в аорту. Маса нирок у людини становить 0,43% маси тіла, тому очевидний виключно високий рівень кровопостачання нирок (для порівняння: в перерахунку на 100 г тканини кровотік для нирки становить 430 мл / хв, коронарної системи серця - 66, головного мозку - 53). 91 - 93% крові, що надходить в нирки, проходить через кіркова речовина. Важливою особливістю ниркового кровопостачання є те, що кровотік в них залишається постійним при зміні артеріального тиску більш ніж в два рази (наприклад, з 90 до 190 мм рт. Ст.) Оскільки ниркові артерії відходять від черевної аорти, в них високий рівень артеріального тиску.
Клубочкова фільтрація (утворення первинної сечі)
Освіта первинної сечі
Перший етап утворення сечі в нирках починається з фільтрації плазми крові в ниркових клубочках. При цьому рідка частина крові проходить через стінку капілярів в порожнину капсули ниркового тільця. Можливість фільтрації забезпечена рядом анатомічних особливостей:
- клітини ендотелію капілярів плоскі, особливо вони тонкі по своїй периферії і мають в цих частинах пори, через які, однак, не проходять молекули білка через їх великих розмірів
- внутрішня стінка капсули Шумлянського - Боумена утворена плоскими епітеліальними клітинами, які також не пропускають тільки великі молекули.
Основною силою, що забезпечує можливість фільтрації в ниркових клубочках, є високий тиск в них за рахунок:
- високого тиску в ниркової артерії
- різниці діаметра приносить і виносить артеріол ниркового тільця. Тиск в капілярах тільця близько 60 - 70 мм рт. ст. а в капілярах інших тканин воно дорівнює 15-30 мм рт. ст. Профільтрувати плазма легко надходить в капсулу нефрона, так як в капсулі тиск низький - близько 30 мм рт. ст.
У порожнину капсули з капілярів фільтрується вода і все розчинені в плазмі речовини, за винятком великомолекулярних з'єднань. Неорганічні солі, органічні сполуки, такі, як сечовина, сечова кислота, глюкоза, амінокислоти та ін. Вільно проходять в порожнину капсули. Білки з високою молекулярною масою в нормі не проходять в порожнину капсули і залишаються в крові. Рідина, профільтрувати в порожнину капсули, називається первинною сечею. Нирки людини за добу утворюють 150 - 180 літрів первинної сечі.