Базовая опора: Нефрон: фильтрация, обратное всасывание и образование мочи
Повторение основы перед углублённым разбором. Разложим образование мочи на этапы и поймём, почему «почки просто пропускают воду через сито» — плохая модель.
Федеральная программа · углублённый уровень · 9 класс
Выделительная система
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Микроскопическое строение почки
- Почечное тельце и клубочек
- Фильтрация в клубочке
- Каналец нефрона и обратное всасывание
- Секреция некоторых веществ в просвет
- Собирательная трубочка и окончательный состав мочи
Как это устроено
Сосудистый клубочек окружён капсулой. Через фильтрационный барьер часть плазмы крови проходит в полость капсулы: вода и многие небольшие вещества входят в первичный фильтрат. Клетки крови и большинство крупных белков обычно остаются в сосудах. Это не обычное кухонное сито: барьер имеет сложное клеточное строение, а фильтрация зависит от давления и состояния сосудов.
Первичный фильтрат движется по канальцам. Клетки возвращают в кровь большую часть воды, соли и питательные вещества, которые организму нужны; отдельные вещества переносятся в просвет дополнительно. Обратное всасывание и секреция — разные направления. Поэтому конечной мочи гораздо меньше по объёму, чем первоначально профильтрованной жидкости, а её состав не равен простому «всему, что вредно».
Петля нефрона и прилегающие структуры помогают создать условия для изменения концентрации мочи; собирательные трубочки дополнительно регулируют возврат воды под действием гормонов. Нельзя сказать, что фильтрация идёт в мочеточнике или что вся вода обязательно выводится сразу. Почка постоянно согласует выведение с составом крови и потребностями организма.
Мочевина образуется главным образом в печени при обезвреживании азотистых продуктов обмена и затем переносится кровью к почкам. Нормальное наличие мочевины в моче не означает «заражение»; с другой стороны, появление заметного количества крови или белка в моче требует медицинского выяснения причины. Школьная схема нефрона не предназначена для самостоятельной интерпретации анализов конкретного человека.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Нефрон
Основная структурно-функциональная единица почки из почечного тельца и системы канальцев, в которой образуется и изменяется фильтрат.
Пример: Множество нефронов совместно регулируют состав воды и растворённых веществ крови.
- Почечное тельце
Начальный участок нефрона с сосудистым клубочком и окружающей его капсулой, где начинается фильтрация плазмы крови.
Пример: Жидкость из капилляров клубочка проходит через фильтрационный барьер в полость капсулы.
- Сосудистый клубочек
Сеть мелких кровеносных сосудов внутри почечного тельца, где под действием давлений фильтруется часть воды и небольших растворённых веществ.
Пример: Клетки крови обычно остаются в сосудах клубочка.
- Капсула нефрона
Часть почечного тельца, окружающая клубочек и принимающая профильтрованную жидкость перед её поступлением в каналец.
Пример: Первичный фильтрат из полости капсулы попадает в начальный отдел канальца.
- Клубочковая фильтрация
Переход воды и части небольших молекул из капилляров клубочка через фильтрационный барьер в капсулу нефрона.
Пример: Глюкоза может попасть в первичный фильтрат, а затем при нормальных условиях почти полностью вернуться в кровь.
- Первичный фильтрат
Жидкость, полученная при клубочковой фильтрации плазмы и содержащая воду и многие малые растворённые вещества, но обычно не клетки крови и значительные количества крупных белков.
Пример: Первичный фильтрат не равен готовой моче: его состав сильно меняется в канальцах.
- Почечный каналец
Система участков нефрона после капсулы, где из фильтрата возвращаются нужные вещества и вода, а некоторые вещества добавляются в просвет.
Пример: В разных участках канальца изменяется перенос ионов и воды.
- Петля нефрона
U-образный участок канальца, проходящий в мозговое вещество почки и участвующий в создании условий для концентрации мочи.
Пример: Её нисходящий и восходящий участки различаются по проницаемости и транспорту.
- Обратное всасывание (реабсорбция)
Возврат воды и нужных веществ из жидкости канальца через его клетки во внутреннюю среду и затем в кровь.
Пример: Большая часть профильтрованной воды и обычно почти вся глюкоза возвращается в кровь.
- Канальцевая секреция
Перенос некоторых веществ из крови или клеток канальца в его просвет дополнительно к клубочковой фильтрации.
Пример: Некоторые ионы и вещества могут выделяться клетками в жидкость канальца.
- Собирательная трубочка
Участок, принимающий жидкость из нескольких нефронов и регулирующий её окончательный состав и содержание воды перед оттоком мочи.
Пример: Под действием вазопрессина проницаемость для воды в собирательных трубочках может увеличиваться.
- Мочевина
Растворимый продукт обмена азотсодержащих веществ, образующийся преимущественно в печени и выводимый частично почками с мочой.
Пример: Мочевина есть в крови, фильтрате и окончательной моче в разных концентрациях.
Пример по шагам
В фильтрате после клубочка обнаружена глюкоза. Обязательно ли она должна остаться в окончательной моче?
- Малые молекулы, включая глюкозу, могут попасть в первичный фильтрат при фильтрации.
- Далее канальцы обычно возвращают почти всю глюкозу в кровь в пределах возможностей переноса.
- Поэтому присутствие вещества в первичном фильтрате не доказывает, что оно обязательно выйдет в конечной моче.
Вывод: Фильтрация и обратное всасывание — последовательные, но разные этапы образования мочи.
Практическая работа
Нефрон как модель с ограничениями
- На схеме подпишите клубочек, капсулу, каналец, петлю и собирательную трубочку, отдельно обозначив рядом проходящие сосуды.
- Разными стрелками покажите фильтрацию из крови, возврат вещества в кровь и секрецию в просвет; для воды и глюкозы сравните первый и последний этап.
- В отдельной колонке напишите, чего картонная модель не показывает: клеточного барьера, давлений, гормонов и количественного состава.
Что можно заключить: Почка не просто задерживает «полезное» на входе: многие вещества сначала фильтруются, а затем возвращаются в кровь.
Безопасность: Используйте бумажные модели и учебные данные; не собирайте и не анализируйте мочу учащихся в рамках задания.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.