Il rene ha una struttura complessa e consiste di circa 1 milione di unità strutturali e funzionali - nefroni (Fig. 100). Tra i nefroni è il tessuto connettivo (interstiziale).

Il nefrone dell'unità funzionale è perché è in grado di eseguire l'intero insieme di processi che portano alla formazione di urina.

Fig. 100. Schema della struttura del nefrone (secondo G. Smith). 1 - glomerulo; 3 - tubulo contorto del primo ordine; 3 - la parte discendente del cappio di Henle; 4 - la parte ascendente del cappio di Henle; 5 - tubulo contorto del secondo ordine; 6 - raccolta di tubi. I cerchi rappresentano la struttura dell'epitelio in diverse parti del nefrone.

Ogni nefrone inizia con una piccola capsula nella forma di una ciotola a doppia parete (capsula Shumlyansky-Bowman), all'interno della quale vi è un glomerulo di capillari (glomerulus malpighian).

Tra le pareti della capsula c'è una cavità da cui inizia il lume del tubulo. La foglia capsula interna è formata da piccole cellule epiteliali piatte. Come hanno dimostrato gli studi al microscopio elettronico, queste cellule, tra le quali vi sono degli spazi vuoti, sono situate sulla membrana basale, che consiste di tre strati di molecole.

Nelle cellule endoteliali dei capillari del glomerulo malpighiano e dei fori di circa 0,1 micron di diametro. Pertanto, la barriera tra il sangue nei capillari glomerulari e la cavità capsulare è formata da una sottile membrana basale.

Dalla cavità della capsula, il tubulo urinario si allontana, avendo dapprima una forma contorta, un tubulo contorto del primo ordine. Raggiungendo il confine tra la corticale e il midollo, il tubulo si restringe e si raddrizza. Nel midollo del rene forma un cappio di Henle e ritorna allo strato corticale del rene. Pertanto, il cappio di Henle consiste nelle parti discendenti, o prossimali, ascendenti o distali.

Nello strato corticale del rene o sul bordo degli strati cerebrale e corticale, il tubulo eretto riacquista una forma convoluta, formando un tubulo contorto di secondo ordine. Quest'ultimo sfocia nel dotto escretore - la ruota panoramica collettiva. Un numero significativo di tali tubi di raccolta, che si fondono, formano dotti escretori comuni che passano attraverso il midollo del rene fino alla punta delle papille, che sporgono nella cavità della pelvi renale.

Il diametro di ciascuna capsula di Shumlyansky-Bowman è di circa 0,2 mm e la lunghezza totale dei tubuli di un nefrone raggiunge i 35-50 mm.

Rifornimento di sangue ai reni. Le arterie dei reni, che si diramano in vasi sempre più piccoli, formano arteriole, ciascuna delle quali entra nella capsula di Shumlyansky-Bowman e qui si scompone in circa 50 cappi capillari che formano il glomerulo.

Mescolando insieme, i capillari riformano l'arteriola lasciando il glomerulo. Un'arteriola che eroga sangue al glomerulo è chiamata vaso di consegna (vas affereos). Un'arteriola, attraverso la quale il sangue scorre dal glomerulo, è chiamata vaso di deflusso (vas efferens). Il diametro delle arteriole che escono dalla capsula è più stretto di quello che entra nella capsula. A breve distanza dal glomerulo, l'arteriola si biforca nuovamente nei capillari e forma una fitta rete capillare che attorciglia i tubuli contorti del primo e del secondo ordine (figura 101 A). Quindi, il sangue che passa attraverso i capillari del glomerulo, quindi passa attraverso i capillari dei tubuli. Inoltre, l'apporto di sangue ai tubuli è fornito dai capillari che si estendono da un piccolo numero di arteriole, che non partecipano alla formazione del glomerulo malpighiano.

Dopo aver attraversato la rete di capillari dei tubuli, il sangue entra nelle piccole vene, che unendosi formano le vene ad arco (venae arcuatae). Dopo ulteriore fusione di quest'ultimo, si forma una vena renale, che scorre nella vena cava inferiore.

Nefroni yuxtolledari. In un periodo relativamente recente, è stato dimostrato che nel rene ci sono, oltre ai nefroni descritti sopra, anche altri, che differiscono per posizione e afflusso di sangue, nefroni juxtamedullary. I nefroni yuxtamedollari si trovano quasi interamente nel midollo del rene. Le loro palle sono tra la corticale e il midollo e il cappio di Henle si trova al confine con la pelvi renale.

L'apporto di sangue del nephron juxtamedullary differisce dall'afflusso di sangue del nefrone corticale in quanto il diametro del vaso uscente è uguale a quello del ricevente. L'arteriola che esce dal glomerulo non forma una rete capillare attorno ai tubuli, ma dopo aver superato un certo percorso, fluisce nel sistema venoso (Figura 101, B).

Complesso iuxtaglomerulare. Nella parete dell'arteriola addizionale, al posto del suo ingresso nel glomerulo, vi è un ispessimento formato da cellule mioepiteliali, un complesso juxtaglomerulare (peri-globulare). Le cellule di questo complesso hanno una funzione intrasecretoria, rilasciando la renina (p. 123) con una diminuzione del flusso sanguigno renale, che è coinvolto nella regolazione del livello di pressione sanguigna ed è apparentemente importante per mantenere un normale bilancio elettrolitico.

Fig. 101. Schema di nefroni corticali (A) e juxtamedullary (B) e il loro apporto di sangue (secondo G. Smith). I - la sostanza principale del rene; II - midollo del rene. 1 - arterie; 2 - glomerulo e capsula; 3 - arterioli adatti al glomerulo malpighiano; 4 - arteriole che emergono dal glomerulo malpighiano e formano una rete capillare attorno ai tubuli dei nefroni corticali; 5 - arteriole che emergono dal glomerulo malpighiano del nefrone juxtamedullary; 6 - venule; 7 - raccolta di tubi.

filtraggio

La filtrazione (il principale processo di minzione) si verifica a causa dell'elevata pressione sanguigna nei capillari glomerulari (50-60 mm Hg). Molti componenti del plasma sanguigno - acqua, ioni inorganici (per esempio Na +, K +, Cl - e altri ioni del plasma), sostanze organiche a basso peso molecolare (inclusi glucosio e prodotti metabolici - urea, entrano nel filtrato (cioè urina primaria) acido urico, pigmenti biliari, ecc.), proteine ​​plasmatiche non molto grandi (fino a 50 kD) (albumina, alcune globuline), che costituiscono il 60-70% di tutte le proteine ​​plasmatiche. Durante il giorno circa 1800 litri di sangue passano attraverso i reni; di questi, quasi il 10% del liquido viene trasferito al filtrato. Di conseguenza, il volume giornaliero di urina primaria è di circa 180 litri. Questo è più di 100 volte il volume giornaliero dell'urina finale (circa 1,5 litri). Di conseguenza, oltre il 99% di acqua, così come tutto il glucosio, tutte le proteine, quasi tutti gli altri componenti (eccetto i prodotti finali del metabolismo) devono essere restituiti al sangue. Il luogo in cui si svolgono tutti gli eventi del processo di filtrazione è il corpo renale.

Il corpuscolo renale è costituito da due componenti strutturali: il glomerulare e la capsula. Il diametro del corpo renale è in media 200 micron. Il glomerulo vascolare (glomerulo) consiste di 40-50 anelli di capillari sanguigni. Le loro cellule endoteliali hanno numerosi pori e fenestra (con un diametro fino a 100 nm), che occupano almeno 1/3 dell'intera area del rivestimento endoteliale dei capillari. Gli endoteliociti si trovano sulla superficie interna della membrana basale glomerulare. Sul lato esterno di esso si trova l'epitelio della foglia interna della capsula del glomerulo.

La capsula del glomerulo (capsula glomeruli) assomiglia a una coppa a doppia parete formata dalle foglioline interne ed esterne, tra le quali vi è una cavità a forma di fessura - la cavità capsula, che passa nel lume del tubulo nefronico prossimale. Il pezzo esterno della capsula è liscio, quello interno complementa i contorni dei cappi capillari in modo complementare, coprendo l'80% dell'area superficiale dei capillari. La foglia interna è formata da cellule epiteliali di forma irregolare (fino a 30 micron) - podocyte (podocyti - letteralmente: cellule con le gambe, vedi sotto).

La membrana glomerulare basale, che è comune all'endotelio dei capillari sanguigni e dei podociti (e formata dalla fusione delle membrane basali dell'endotelio e dell'epitelio), comprende 3 strati (placche): meno dense (leggere) piastre esterne e interne (laminae rara esterna e interna) e più densa placca intermedia (scura) (lamina densa). La base strutturale della placca scura è rappresentata dal collagene di tipo IV, le cui fibre formano un reticolo forte con dimensioni delle cellule fino a 7 nm. Grazie a questo reticolo, la piastra scura svolge il ruolo di un setaccio meccanico, che trattiene le particelle con un grande diametro.

Nefrone: struttura e funzioni

Le placche leggere sono arricchite con proteoglicani solfati, che supportano l'elevata idrofilia della membrana e formano la sua carica negativa, crescendo e concentrandosi dall'endotelio e dal suo strato interno verso l'esterno e verso i podociti.

Questa carica fornisce la ritenzione elettrochimica di sostanze a basso peso molecolare che sono passate attraverso la barriera endoteliale. Oltre ai proteoglicani, le lamine della membrana basale contengono proteine ​​laminina, che forniscono adesione (attaccamento) alla membrana dei podociti capsulari e alle cellule endoteliali.

I podociti, le cellule della foglia interna della capsula, hanno una caratteristica forma di crescita: dalla parte del corpo centrale (corpo) partono numerosi grandi ampi processi del primo ordine, i cytotrabeculi, dai quali, a loro volta, numerosi piccoli processi del secondo ordine, citopodi, si attaccano al glomerulare membrana seminterrata un po 'ispessita "suole" utilizzando laminina. Tra le citoplasie ci sono fessure filtranti strette che comunicano attraverso gli spazi tra i corpi dei podociti con la cavità della capsula. Gli slot di filtrazione fino a 40 nm di larghezza vengono chiusi filtrando i diaframmi a fessura. Ciascun diaframma di questo tipo è una maglia di interlacciamenti sottili di proteine ​​della nefrina (larghezza della cella da 4 nm a 7 nm), che è una barriera per la maggior parte di albumina e altre sostanze su larga scala. Inoltre, sulla superficie dei podociti e delle loro gambe si trova uno strato di glicocalice caricato negativamente, che "rinforza" la carica negativa della membrana basale. I podociti sintetizzano i componenti della membrana basale glomerulare, formano sostanze che regolano il flusso sanguigno nei capillari e inibiscono la proliferazione dei mesangiociti (vedi sotto). Sulla superficie dei podociti ci sono i recettori per le proteine ​​del sistema del complemento e gli antigeni, che indica la partecipazione attiva di queste cellule a reazioni immuno-infiammatorie.

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IL RUOLO DEI DIPARTIMENTI DIVERSI NEFONI NELL'ISTRUZIONE URINARIA

A. Il ruolo dei glomeruli renali. I glomeruli forniscono la formazione di urina primaria filtrando il fluido dal sangue che passa attraverso i capillari glomerulari.

I fattori che determinano la composizione del filtrato. 1. La composizione del plasma sanguigno (gli elementi sagomati e le proteine ​​non passano attraverso la membrana filtrante). L'urina primaria è il plasma sanguigno, privo di proteine. 2. La permeabilità della membrana filtrante, che a sua volta è determinata dalla dimensione dei suoi pori e dalle particelle stesse, nonché dalle loro cariche. Le particelle con un peso molecolare di 70 mila, di regola, non passano attraverso la membrana filtrante.

Fattori che determinano la quantità di filtrazione. 1. La permeabilità della membrana filtrante. 2. L'area della membrana filtrante, che è molto grande ed è 1,5-2 m 2 (la superficie media del corpo è di circa 1,7 m 2). Area attraverso

che è il riassorbimento delle sostanze nel rene, anche di più (40-50 m 2). 3. Pressione di filtrazione (PD):

dove KD - pressione capillare (a HELL = 120 mm Hg. Art., KD = 45-50 mm Hg. Art.); OD - la pressione oncotica del plasma sanguigno (parte della pressione osmotica creata dalle proteine) è di circa 25 mm Hg. v.; PD - renale (pressione idrostatica capsulare dell'urina primaria, circa 10 mm Hg. Art.). Quindi, in media, PD = 50-25-10 = 15 mm Hg. Art.

Circa 180 litri di filtrato, cioè urina primaria, si formano al giorno. B. Il ruolo dei tubuli contorti prossimali.

Rene di Nephron

La loro funzione principale è il riassorbimento dall'urina primaria delle sostanze necessarie per il corpo, tra cui una grande quantità di acqua - praticamente lo stesso plasma sanguigno, privo di proteine, viene filtrato, che è stato filtrato nella capsula di Shumlyansky - Bowman, è un riassorbimento obbligatorio (non regolamentato), in contrasto dal riassorbimento regolamentato (opzionale) nel nefrone distale. Solo le sostanze che devono essere rimosse dal corpo non vengono riassorbite: prodotti metabolici, sostanze estranee, come i farmaci. Lì circa il 65% del volume totale del filtrato viene riassorbito. La secrezione nel tubulo prossimale, come in altri tubuli, viene effettuata principalmente con l'aiuto di vari portatori. Qui vengono secreti: acido para-amino-ippurico (PAG), agenti di contrasto contenenti iodio, come, ad esempio, diorast; sostanze medicinali, idrogeno, ammoniaca, ecc.

B. Il ruolo del ciclo del nefrone è la creazione di un'alta pressione osmotica nel midollo del rene, che viene effettuata principalmente con l'aiuto del riassorbimento N801. Questa funzione è svolta principalmente da nefroni juxtamedullary, il cui ciclo nefronico penetra in tutto lo strato cerebrale del rene. Mentre ci spostiamo dallo strato corticale del rene al rosario, la pressione osmotica aumenta da 300 mosmol / l (soluzione isotonica dello 0,9% di NaC1) a 1.450 mosmol / l (soluzione ipertonica del 3,6% di C1). 1 osmol corrisponde a 6,06-10 23 particelle. Nel ciclo nefronico, c'è ancora abbastanza: il Na + viene riassorbito molto (fino al 25%), il cloro, l'acqua (circa il 16% del volume dell'urina primaria) viene assunta in sodio, ma in quantità sproporzionate, il che assicura la creazione di alta osmolarità nel rene. Una pressione osmotica elevata viene creata dal flacone del nefrone poiché funziona come un sistema di rotazione-rototochny, di cui anche il tubo somatico è un elemento. Il valore di alta pressione osmotica 271

per la funzione urinaria del rene, fornisce la funzione di raccogliere i tubi in cui l'urina è concentrata a causa della transizione dell'acqua verso gli interni - un'area con alta osmolarità.

Il ginocchio ascendente del ciclo del nefrone è impermeabile all'acqua e ha un meccanismo di trasporto attivo primario n. + Dal tubulo all'interstizio del midollo del rene, l'acqua non può spostarsi dal ginocchio ascendente dell'ansa di Henli dopo sodio all'interstizio, che crea un gradiente osmotico trasversale - interstizio è più grande che nel tubulo, come illustrato in Fig.

11.2 (sistema di tubi con fluido controcorrente con riscaldamento in un punto).

Poiché il fluido nell'anello nefronico si muove nelle ginocchia discendenti e ascendenti l'uno verso l'altro, si sommano piccoli gradienti trasversali ad ogni livello del ciclo (200 mmosmol / l), quindi si forma un ampio gradiente longitudinale - nella corteccia, l'osmolarità è 300 mils / l, nella parte superiore del rene papilla 1450 milmosmol / l (figura 11.3). Quando l'urina non si muove, viene creato solo il gradiente trasversale di os-molarità, non si forma il longitudinale (cfr

Fig. 11.3). L'urina secondaria, passando un ciclo di nefrone, cade nel tubulo distale contorto.

G. I tubuli contorti distali sono completamente situati nello strato corticale. L'aldosterone regola la funzione di tutti i reparti del tubulo del nefrone. Nei tubuli distali distali, il riassorbimento degli elettroliti è praticamente completato: circa il 10% di N + + viene riassorbito, così come Ca 2+ (entrambi gli ioni sono principalmente attivi con l'aiuto di pompe appropriate). Nel tubulo distale

(nella metà finale di essi, è regolata dall'ADH) anche l'acqua viene riassorbita (circa il 10% del volume totale del filtrato) - segue Na +. Parte di questa acqua va all'interstizio indipendentemente da # +, poiché l'urina secondaria che entra nel tubulo distale è ipotonica e questa parte del tubulo è permeabile all'acqua. Qui inizia la concentrazione dell'urina finale - da ipotonica a isotonica. Poiché il riassorbimento dell'acqua è regolato qui, è chiamato opzionale. L'urina isotonica proveniente da tubuli contorti distali passa nel tubo di raccolta.

D. Il ruolo della raccolta dei tubi nella funzione urinaria del rene è quello di formare l'urina finale. C'è una forte concentrazione di urina, che è fornita dal lavoro del ciclo del nefrone, che crea un'alta pressione osmotica nello strato cerebrale del rene. I seguenti processi sono effettuati nella raccolta di tubi.

1. Riassorbimento di acqua, che svolge un ruolo importante nella concentrazione dell'urina finale. L'urina scorre lentamente attraverso la raccolta di tubi che corrono paralleli agli anelli del nefrone nel midollo nella direzione della pelvi renale nell'area con pressione osmotica gradualmente crescente. L'acqua, naturalmente, dai tubi collettivi semipermeabili secondo la legge dell'osmosi passa nell'interstizio della midolla del rene con alta pressione osmotica, e da lì - nei capillari e viene portata via con il flusso sanguigno. l'ammontare

La quantità di acqua riassorbita è determinata dall'ADH - questo è un riassorbimento opzionale. In assenza di ADH, circa 15 litri di urina vengono escreti al giorno. Lì circa l'8% del filtrato totale viene riassorbito.

2. Trasporto di elettroliti, ma svolge un ruolo insignificante nella raccolta dei tubi: meno dell'1% di # + è riassorbito in essi, SG è poco riassorbito, K + e H + sono secreti nel lume tubulare.

3. Riassorbimento dell'urea - questo processo gioca un ruolo importante non nella concentrazione delle urine, ma nel mantenimento di un'alta pressione osmotica nello strato cerebrale del rene, poiché l'urea parte nell'interstizio con acqua in quantità proporzionale e circola tra il tubo di raccolta e l'anello nefronico del ginocchio. Questo è fatto come segue. Le parti inferiori dei tubi di raccolta (zona interna del midollo allungato) e la parte inferiore sottile ascendente del circuito nefronico sono permeabili all'urea (come il tubulo prossimale). L'acqua lascia lo strato cerebrale del rene con un'alta concentrazione di particelle secondo la legge dell'osmosi in tutti i tubi di raccolta. L'urea dalla raccolta dei tubi passa con l'acqua all'interstizio, da lì al ginocchio ascendente dell'ansa di Henle e di nuovo con la corrente dell'urina secondaria ai tubi di raccolta.

Quindi, la circolazione dell'urea nel midollo del rene è un meccanismo per mantenere un'alta pressione osmotica, ma è creata da un ciclo nefronico dovuto a NaCl.

Data di inserimento: 2015-02-23; Visualizzazioni: 684;

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Elementi strutturali del rene

I reni sono un organo associato, si trovano nello spazio retroperitoneale. La massa di ciascuno di essi è di circa 150 g, lunghezza 12 cm, larghezza 6 cm, spessore - 3 cm La dimensione dei reni dipende dalle dimensioni e dal peso corporeo. I reni si trovano lungo la colonna vertebrale a livello tra la XII toracica e le II-III vertebre lombari. Sul margine interno, mediale del rene c'è una depressione - la porta del rene.

Unità strutturalmente funzionale del rene - nefrone

Attraverso il cancello passano i vasi renali, i nervi e l'uretere. Il rene ha una certa mobilità ed è mantenuto nella sua posizione normale dai vasi che contiene, ma principalmente dall'uso del tessuto connettivo, della capsula grassa e della pressione intra-addominale. Una diminuzione della pressione intra-addominale mentre si abbassa il tono dei muscoli della parete addominale può portare al prolasso renale (ptosi).

La struttura di entrambi i reni è quasi la stessa. Sono costituiti dall'esterno, o corticale, dall'interno o dal midollo. Le funzioni di corticale e midollo sono diverse. Nel midollo ci sono 8-12 o più piramidi renali, che sono strutture a forma di cono dal midollo. Le cime delle piramidi affrontano la pelvi renale, la base dello strato corticale. Tra le piramidi ci sono gli strati profondi della sostanza corticale - i pilastri renali. La corteccia e il midollo sono caratterizzati da una disposizione ordinata dei vasi sanguigni e delle strutture urinarie. Le piramidi terminano in piccole coppe in cui si aprono i dotti papillari. Piccole tazze sono combinate in tazze grandi, che formano il bacino renale. Dal bacino inizia l'uretere, che scorre nella vescica.

L'unità strutturale e funzionale del rene, responsabile della formazione di urina, è il nefrone. Ogni rene contiene circa 1 milione di nefroni. Il nefrone è costituito dal glomerulo renale o polpaccio e dal tubulo renale. La maggior parte dei glomeruli si trova nella sostanza corticale, sono chiamati corticali. Qui arriva circa il 90% del sangue dall'intero flusso sanguigno renale. Il restante 10% entra nei glomeruli situati sul confine tra le aree corticale e cerebrale, questi glomeruli sono chiamati juxtamellular (dal latino juxta - vicino, vicino, midollo - interno, profondo, cerebrale). Il glomerulo è una rete capillare che è sorta da un'arteriola principale o afferente. L'arteriola è divisa in 2-4, a volte più (fino a 10), rami primari, che formano circa 50 cappi capillari. I capillari sono raccolti nell'efferente, o efferente, arteriola. Le arteriole hanno muscoli lisci che regolano il tono e la larghezza del lume del vaso. È importante nella regolazione del flusso ematico glomerulare e nel meccanismo di filtrazione del sangue nel glomerulo.

La parte finale dei condotti di raccolta del nefrone. La parete dei tubi sotto l'azione dell'ormone antidiuretico (ADH), prodotta dalla neuroipofisi, diventa permeabile all'acqua. Ciò contribuisce alla concentrazione di urina e al mantenimento della costanza della composizione e del volume del liquido corporeo extracellulare.

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Rene di Nephron

L'unità strutturale e funzionale del rene è il nefrone, costituito dal glomerulo vascolare, dalla sua capsula (corpo renale) e dal sistema tubulare che conduce al tubo di raccolta (Fig. 3). Quest'ultimo non si riferisce al nefrone morfologicamente.

Figura 3. Diagramma della struttura del nefrone (8).

Ogni rene umano ha circa 1 milione di nefroni, con l'età il loro numero diminuisce gradualmente. I glomeruli si trovano nello strato corticale del rene, 1 / 10-1 / 15 dei quali si trovano sul bordo del midollo e sono chiamati juxtamedullary. Hanno le anse lunghe di Henle, che si approfondiscono nel midollo allungato e promuovono una concentrazione più efficace dell'urina primaria. Nei neonati, i glomeruli hanno un diametro piccolo e la loro superficie filtrante totale è molto più piccola rispetto agli adulti.

La struttura del glomerulo renale

Il glomerulo è ricoperto di epitelio viscerale (podociti), che al polo vascolare del glomerulo passa nell'epitelio parietale della capsula di Bowman. Lo spazio dell'archista (urinario) passa direttamente nel lume del tubulo contorto prossimale. Il sangue entra nel polo vascolare del glomerulo attraverso l'arteriola afferente (che porta) e, dopo aver attraversato i cappi dei capillari del glomerulo, lo lascia attraverso l'arteriola efferente (portando fuori) con un lume più piccolo. La compressione dell'arteriola in uscita aumenta la pressione idrostatica nel glomerulo, che facilita la filtrazione. All'interno del glomerulo, l'arteriola afferente è suddivisa in più rami, che a loro volta danno luogo a capillari di diversi lobi (figura 4A). Ci sono circa 50 anelli capillari nel glomerulo, tra i quali sono state trovate anastomosi, consentendo al glomerulo di funzionare come un "sistema di dialisi". La parete capillare glomerulare è un triplo filtro che comprende un endotelio fenestrato, una membrana basale glomerulare e un diaframma a fessura tra le gambe dei podociti (Figura 4B).

Figura 4. La struttura del glomerulo (9).

A - glomerulo, AA - arteriola afferente (microscopia elettronica).

B - schema della struttura del ciclo capillare glomerulare.

Il passaggio di molecole attraverso la barriera di filtrazione dipende dalla loro dimensione e dalla carica elettrica. Le sostanze con peso molecolare> 50.000 Da non vengono quasi filtrate. A causa della carica negativa nelle normali strutture della barriera glomerulare, gli anioni sono mantenuti in misura maggiore rispetto ai cationi. Le cellule endoteliali hanno pori o fenestra con un diametro di circa 70 nm. I pori sono circondati da glicoproteine ​​che hanno una carica negativa, rappresentano un tipo di setaccio attraverso il quale avviene l'ultrafiltrazione del plasma, ma gli elementi formati del sangue indugiano. La membrana glomerulare basale (GBM) è una barriera continua tra il sangue e la cavità capsula e in un adulto ha uno spessore di 300-390 nm (150-250 nm nei bambini più piccoli) (Fig. 5). GBM contiene anche un gran numero di glicoproteine ​​con carica negativa. Consiste di tre strati: a) lamina rara esterna; b) lamina densa ec) lamina rara interna. Una parte strutturale importante di GBM è il collagene di tipo IV. Nei bambini con nefrite ereditaria, ematuria manifestata clinicamente, vengono rilevate mutazioni del collagene di tipo IV. La patologia del GBM è stabilita dall'esame al microscopio elettronico della biopsia renale.

Figura 5. Parete capillare glomerulare - filtro glomerulare (9).

L'endotelio fenestrato si trova sotto, il GBM sopra di esso, dove sono chiaramente visibili le gambe podocitarie regolarmente localizzate (microscopia elettronica).

Le cellule epiteliali glomerulari viscerali, i podociti, supportano l'architettura glomerulare, impediscono il passaggio delle proteine ​​nello spazio urinario e sintetizzano anche il GBM. Queste sono cellule altamente specializzate di origine mesenchimale. I processi primari lunghi (trabecole) partono dal corpo dei podociti, le cui estremità hanno "gambe" attaccate al GBM. I piccoli processi (pedicole) partono da quelli grandi quasi perpendicolarmente e coprono lo spazio libero di grandi spazi capillari da processi di grandi dimensioni (Figura 6A). Tra le gambe adiacenti dei podociti si estende una membrana filtrante, il diaframma a fessura, che negli ultimi decenni è stato oggetto di numerosi studi (Fig. 6B).

Figura 6. Struttura dei podociti (9).

E le gambe dei podociti coprono completamente il GBM (microscopia elettronica).

B - diagramma della barriera di filtrazione.

Fessura diaframma Nefrina composto di proteina che è strettamente legato al rapporto strutturale e funzionale con molte altre molecole proteiche :. Podotsinom, SD2AR, alfa-actinina-4, ecc Le mutazioni attualmente installati nei geni codificanti proteine ​​podociti. Ad esempio, un difetto del gene NPHS1 porta all'assenza di nefrina, come nel caso della sindrome nefrosica congenita di tipo finlandese.

La struttura del rene e del nefrone

danni podocita causa di esposizione all'infezione virale, tossine, fattori immunologici e mutazioni genetiche può portare allo sviluppo di proteinuria e sindrome nefrosica, equivalente morfologico dei quali è indipendentemente dalla causa podociti fusione gambe. La variante più comune della sindrome nefrosica nei bambini è la sindrome nefrotica idiopatica con cambiamenti minimi.

Il glomerulo comprende anche cellule mesangiali, la cui funzione principale è quella di assicurare la fissazione meccanica delle anse capillari. Le cellule mesangiali hanno contrattilità, influenzano il flusso ematico glomerulare e l'attività fagocitaria (Figura 4B).

L'urina primaria entra nei tubuli renali prossimali e subisce cambiamenti qualitativi e quantitativi a causa della secrezione e del riassorbimento delle sostanze. I tubuli prossimali sono il segmento più lungo del nefrone, all'inizio è fortemente curvato e quando si muove nel circuito, Henle si raddrizza. Le cellule del tubulo prossimale (continuazione dell'epitelio parietale della capsula del glomerulo) sono di forma cilindrica, coperte da microvilli sul lato del lume ("bordo del pennello"). I microvilli aumentano la superficie di lavoro delle cellule epiteliali con alta attività enzimatica. Contengono molti mitocondri, ribosomi e lisosomi. Qui c'è un riassorbimento attivo di molte sostanze (glucosio, amminoacidi, ioni di sodio, potassio, calcio e fosfati). Circa 180 L di ultrafiltrato glomerulare entrano nei tubuli prossimali e il 65-80% di acqua e sodio vengono riassorbiti. Pertanto, come risultato, il volume dell'urina primaria viene significativamente ridotto senza cambiare la sua concentrazione. Ciclo di Henle. La parte diretta del tubulo prossimale passa nel ginocchio discendente dell'ansa di Henle. La forma delle cellule epiteliali diventa meno allungata, il numero di microvilli diminuisce. La parte ascendente del ciclo ha parti sottili e spesse e termina in un punto denso. Le cellule delle pareti dei segmenti spessi dell'ansa di Henle sono grandi, contengono molti mitocondri, che generano energia per il trasporto attivo di ioni sodio e cloro. Il principale vettore ionico di queste cellule, NKCC2, è inibito dalla furosemide. iuxtaglomerulare (SUD) comprende tre tipi di cellule: cellule di epitelio tubulare distale adiacente al lato del glomerulo (densa macchia) cellule mesangiali ekstraglomerullyarnye e cellule granulari nelle pareti delle arteriole afferenti, producendo renina. (Fig. 7).

Tubulo distale. Dietro il punto denso (macula densa) inizia il tubulo distale, che passa nel tubo di raccolta. Nei tubuli distali assorbiti circa il 5% di Na dell'urina primaria. Trasportatore inibito dai diuretici tiazidici. I tubi collettivi hanno tre sezioni: corticale, esterna e interna midollare. Le aree midollari interne del tubo di raccolta fluiscono nel dotto papillare, che si apre nel piccolo calice. I tubi collettivi contengono due tipi di celle: primaria ("leggera") e intercalata ("scura"). Quando il tubo corticale si sposta nel midollare, il numero di cellule intercalate diminuisce. Le cellule principali contengono canali di sodio, il cui lavoro è inibito da diuretici amiloridici, triamterene. Le celle di intercalazione non hanno Na + / K + -ATPases, ma contengono H + -ATPases. Sono la secrezione di H + e il riassorbimento di CL -. Pertanto, nei tubi di raccolta è lo stadio finale del riassorbimento di NaCl prima di lasciare l'urina dai reni.

Cellule renali interstiziali. Nello strato corticale dei reni, l'interstizio è debolmente espresso, mentre nel midollo è più evidente. La corteccia renale contiene due tipi di cellule interstiziali: fagocitiche e fibroblastiche. Le cellule interstiziali simili ai fibroblasti producono eritropoietina. Nel midollo del rene ci sono tre tipi di cellule. Il citoplasma delle cellule di uno di questi tipi contiene piccole cellule lipidiche che servono come materiale di partenza per la sintesi delle prostaglandine.

Unità strutturale di un rene - nefrone

Molto dipende dal lavoro dei reni nel corpo: come si mantiene l'equilibrio idrico-elettrolitico-salino e come verranno eliminati i prodotti di scarto del metabolismo. Per informazioni su come funzionano gli organi urinari e il nome dell'unità strutturale principale del rene, vedere la nostra recensione.

Come funziona il nefrone

La principale unità anatomica e fisiologica del rene è il nefrone. Durante questi giorni, in queste strutture si formano fino a 170 litri di urina primaria, la sua ulteriore concentrazione con riassorbimento (aspirazione inversa) di sostanze benefiche e, infine, il rilascio di 1-1,5 litri del prodotto finale del metabolismo - urina secondaria.

Quanti nefronici ci sono nel corpo? Secondo gli scienziati, questo numero è di circa 2 milioni. L'area totale della superficie escretoria di tutti gli elementi strutturali del rene destro e sinistro è di 8 metri quadrati, ovvero tre volte l'area della pelle. Allo stesso tempo, non più di un terzo di nefroni funziona contemporaneamente: questo crea un'alta riserva per il sistema urinario e consente al corpo di funzionare attivamente anche con un rene.

Quindi, qual è il principale elemento funzionale nel sistema urinario umano? Il rene di Nephron include:

• corpo renale: filtra il sangue e la formazione di urina diluita o primaria;
• il sistema tubulare è la parte responsabile del riassorbimento del corpo necessario e della secrezione delle sostanze di rifiuto.

Corpo renale

La struttura del nefrone è complessa ed è rappresentata da diverse unità anatomiche e fisiologiche. Inizia con i globuli renali, che comprende anche due formazioni:

• glomeruli;
• Capsule di Bowman-Shumlyansky.

I glomeruli contengono diverse dozzine di capillari che ricevono sangue dalle arteriole ascendenti. Questi vasi non partecipano allo scambio gassoso (dopo averli attraversati, la saturazione del sangue con ossigeno praticamente non cambia), tuttavia, in base al gradiente di pressione, il liquido e tutti i componenti disciolti in esso vengono filtrati nella capsula.

Il tasso fisiologico di passaggio del sangue attraverso i glomeruli dei reni (GFR) è di 180-200 l / die. In altre parole, in 24 ore l'intero volume del sangue nel corpo umano passa attraverso i glomeruli di nefron 15-20 volte.

La capsula nefronica, costituita da fogli esterni e interni, entra nel fluido che passa attraverso il filtro. Attraverso le membrane dei glomeruli, acqua, cloro e ioni di sodio, gli aminoacidi e le proteine ​​fino a 30 kDa, l'urea e il glucosio penetrano liberamente. Quindi, essenzialmente la parte liquida del sangue, priva di grandi molecole proteiche, entra nello spazio della capsula.

Tubuli renali

Durante l'esame microscopico, si può notare la presenza nel rene di molte strutture tubolari costituite da elementi con diversa struttura istologica e funzioni eseguite.

Nel sistema tubulo del rene nefrone emettono:

• tubulo prossimale;
• ciclo di Henle;
• tubulo contorto distale.

Il tubulo prossimale è la parte più estesa ed estesa dei nefroni. La sua funzione principale è il trasporto del plasma filtrato nel circuito di Henle. Inoltre, vi è un assorbimento inverso di ioni di acqua ed elettroliti, così come la secrezione di ammoniaca (NH3, NH4) e acidi organici.

Il cappio di Henle è un segmento della parte del percorso che collega due tipi di tubuli (centrale e marginale). È il riassorbimento di acqua ed elettroliti in cambio di urea e sostanze riciclate. È in questa sezione che l'osmolarità dell'urina aumenta bruscamente e raggiunge 1400 mOsm / kg.

Nella sezione distale, i processi di trasporto continuano e l'urina secondaria concentrata si forma all'uscita.

Collezionare tubi

I tubi di raccolta si trovano nell'area del vicino club. Si distinguono per la presenza dell'apparato iuxtaglomerulare (SUD). A sua volta, consiste di:

• punti densi;
• cellule juxtaglomerulari;
• cellule iuxtavascolari.

Nel sud, si verifica una sintesi della renina, il partecipante più importante nel sistema renina-angiotensina, che controlla la pressione sanguigna. Inoltre, i tubi di raccolta sono la parte terminale del nefrone: ricevono urina secondaria da una varietà di tubuli distali.

Classificazione di Nephron

A seconda delle caratteristiche strutturali e funzionali dei nefroni, sono suddivisi in:

Nello strato corticale del rene ci sono due tipi di nefroni - super-ufficiali e intracorticali. I primi sono pochi in numero (il loro numero è inferiore all'1%), sono localizzati superficialmente e hanno una piccola quantità di filtrazione. Nefroni intracorticali costituiscono la maggioranza (80-83%) della principale unità strutturale dei reni. Si trovano nella parte centrale dello strato corticale e svolgono quasi l'intero volume di filtrazione che si verifica.

Il numero totale di nefroni juxtaglomerulari non supera il 20%. Le loro capsule si trovano sul bordo di due strati renali: la corticale e il midollo, e il cappio di Henle scende al bacino. Questo tipo di nefroni è considerato fondamentale per la capacità dei reni di concentrare l'urina.

Caratteristiche fisiologiche dei reni

Una struttura così complessa del nefrone garantisce un'elevata attività funzionale dei reni. Entrando nel glomerulo attraverso arteriole afferenti, il sangue subisce un processo di filtrazione in cui le proteine ​​e le grandi molecole rimangono nel letto vascolare e il liquido con ioni e altre piccole particelle disciolte entra nella capsula di Bowman-Shumlyansky.

Quindi, l'urina primaria filtrata entra nel sistema tubulare, dove avviene il riassorbimento di fluidi e ioni necessari per l'organismo, così come la secrezione di sostanze lavorate e prodotti metabolici. In definitiva, l'urina secondaria formata entra nelle piccole tazze renali attraverso i tubi di raccolta.

Perché il corpo ha bisogno di nefroni e come sono organizzati?

Questo processo di minzione termina.

Il ruolo dei nefroni nello sviluppo della PN

È dimostrato che dopo una pietra miliare di 40 anni in una persona sana circa l'1% di tutti i nefroni funzionanti muoiono ogni anno. Dato l'enorme "stock" di elementi strutturali del rene, questo fatto non influisce sulla salute e il benessere anche dopo 80-90 anni.

Oltre all'età, le cause della morte dei glomeruli e del sistema tubulare comprendono l'infiammazione del tessuto renale, i processi infettivi-allergici, l'intossicazione acuta e cronica. Se il volume di Nefroni morti supera il 65-67% del totale, la persona sviluppa insufficienza renale (PN).

La PN è una patologia in cui i reni non sono in grado di filtrare e formare l'urina. A seconda del principale fattore causale, ci sono:

• insufficienza renale acuta, acuta - improvvisa, ma spesso reversibile;
• insufficienza renale cronica e cronica - lenta progressiva e irreversibile.

Quindi, il nefrone è un'unità strutturale completa del rene. È in esso che si verifica il processo di minzione. Contiene diversi elementi funzionali, senza i quali il lavoro del sistema urinario sarebbe impossibile senza un lavoro chiaro e coordinato. Ciascuno dei nefroni renali non solo fornisce una filtrazione continua del sangue e promuove la minzione, ma consente anche di purificare il corpo in modo tempestivo e mantenere l'omeostasi.

Rene di Nephron

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La normale filtrazione del sangue garantisce la corretta struttura del nefrone. Esegue i processi di reuptake di sostanze chimiche dal plasma e la produzione di un numero di composti attivi biologici. Il rene contiene da 800 mila a 1,3 milioni di nefroni. L'invecchiamento, uno stile di vita povero e un aumento del numero di malattie portano al fatto che con l'età il numero di glomeruli diminuisce gradualmente. Capire i principi del lavoro del nefrone è capire la sua struttura.

Descrizione del Nephron

La principale unità strutturale e funzionale del rene è il nefrone. Anatomia e fisiologia della struttura sono responsabili della formazione di urina, trasporto inverso di sostanze e sviluppo di uno spettro di sostanze biologiche. La struttura del nefrone è un tubo epiteliale. Inoltre, si formano reti di capillari di vari diametri, che fluiscono nel recipiente di raccolta. Le cavità tra le strutture sono piene di tessuto connettivo sotto forma di cellule interstiziali e la matrice.

Lo sviluppo del nefrone è rilassato nel periodo embrionale. Diversi tipi di nefroni sono responsabili di diverse funzioni. La lunghezza totale dei tubuli di entrambi i reni è di 100 km. In condizioni normali, non tutti i glomeruli sono coinvolti, solo il 35% funziona. Il nefrone è composto da un vitello e da un sistema di canali. Ha la seguente struttura:

• glomerulo capillare;
• capsula glomerulare;
• vicino al canale;
• frammenti discendenti e in ascensione;
• tubuli lunghi, dritti e contorti;
• percorso di collegamento;
• condotti collettivi.

Funzione del nefrone umano

In un giorno, 2 milioni di glomeruli formano fino a 170 litri di urina primaria.

Il concetto di nefrone è stato introdotto da un medico e biologo italiano Marcello Malpigi. Poiché il nefrone è considerato un'unità strutturale completa del rene, è responsabile delle seguenti funzioni nel corpo:

• purificazione del sangue;
• formazione primaria di urina;
• ritorno del trasporto capillare di acqua, glucosio, amminoacidi, sostanze bioattive, ioni;
• formazione di urina secondaria;
• assicurare il sale, l'acqua e l'equilibrio acido-base;
• regolazione della pressione sanguigna;
• secrezione dell'ormone.

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Palla renale

Il nefrone inizia con un glomerulo capillare. Questo è il corpo. L'unità morfofunzionale è una rete di anse capillari, per un totale di 20, circondate da una capsula nefronica. Il corpo riceve il rifornimento di sangue dalle arteriole. La parete vascolare è uno strato di cellule endoteliali, tra le quali vi sono lacune microscopiche con un diametro fino a 100 nm.

In capsule secernono palle epiteliali interne ed esterne. Tra i due strati rimane una fessura simile a una fessura - lo spazio urinario, dove è contenuta l'urina primaria. Avvolge ogni vaso e forma una palla solida, separando così il sangue situato nei capillari dagli spazi della capsula. La membrana basale funge da base di supporto.

Il nefono è disposto in base al tipo di filtro, la pressione in cui non è costante, cambia a seconda della differenza nella larghezza del lume delle navi che portano e che fuoriescono. La filtrazione del sangue nei reni avviene nel glomerulo. Le cellule del sangue, le proteine, di solito non possono passare attraverso i pori dei capillari, dal momento che il loro diametro è molto più grande e vengono trattenuti dalla membrana basale.

Capsule di podocyte

La composizione del nefrone è costituita da podociti, che formano lo strato interno nella capsula del nefrone. Queste sono cellule epiteliali stellate di grandi dimensioni che circondano il glomerulo renale. Hanno un nucleo ovale, che comprende cromatina sparsa e plasmasome, citoplasma trasparente, mitocondri allungati, un apparato di Golgi sviluppato, cisterne ridotte, pochi lisosomi, microfilamenti e diversi ribosomi.

Tre tipi di rami di podociti formano i pidocchi (cytotrabeculae). Le escrescenze crescono strettamente l'una nell'altra e si trovano sullo strato esterno della membrana basale. Le strutture di cytotrabeculae in nefrone formano un diaframma a reticolo. Questa parte del filtro ha una carica negativa. Le proteine ​​sono anche necessarie per il loro normale funzionamento. Nel complesso, il sangue viene filtrato nel lume della capsula del nefrone.

Membrana basale

La struttura della membrana basale del nefrone del rene ha 3 palle con uno spessore di circa 400 nm, è costituita da proteine ​​simili al collagene, glicole e lipoproteine. Tra di loro ci sono strati di tessuto connettivo denso: il mesangio e la sfera dei mesangiociti. Ci sono anche fessure fino a 2 nm - i pori della membrana, sono importanti nei processi di purificazione del plasma. Su entrambi i lati, le divisioni delle strutture del tessuto connettivo sono coperte dai sistemi di glicocalice dei podociti e delle cellule endoteliali. La filtrazione al plasma coinvolge parte della sostanza. La membrana basale dei glomeruli del rene funziona come una barriera attraverso la quale le grandi molecole non devono penetrare. Inoltre, la carica negativa della membrana impedisce il passaggio dell'albumina.

Matrice mesangiale

Inoltre, il nefrone è costituito da un mesangio. È rappresentato da sistemi di elementi del tessuto connettivo, che si trovano tra i capillari del glomerulo malpighiano. È anche una sezione tra le navi in ​​cui i podociti sono assenti. La sua struttura principale è costituita da tessuto connettivo lasso contenente mesangiociti ed elementi iuxtavascolari, che si trovano tra due arteriole. Il lavoro principale del mesangio è di supporto, contrattile, oltre a garantire la rigenerazione dei componenti della membrana basale e dei podociti e l'assorbimento dei vecchi componenti.

Tubulo prossimale

I tubuli renali capillari prossimali dei nefroni del rene sono divisi in curvi e diritti. Il lume è piccolo, è formato da un tipo di epitelio cilindrico o cubico. Nella parte superiore c'è un bordo del pennello, che è rappresentato da fibre lunghe. Costituiscono lo strato assorbente. L'ampia area superficiale dei tubuli prossimali, un gran numero di mitocondri e la vicinanza di vasi peritubolari sono progettati per la cattura selettiva di sostanze.

Il liquido filtrato scorre dalla capsula agli altri reparti. Le membrane degli elementi cellulari strettamente distanziati sono separate da lacune attraverso le quali circola il fluido. Nei capillari dei glomeruli contorti viene effettuato il processo di riassorbimento dell'80% dei componenti del plasma, tra cui: glucosio, vitamine e ormoni, amminoacidi e, in aggiunta, urea. Le funzioni dei tubuli del nefrone comprendono la produzione di calcitriolo ed eritropoietina. La creatinina è prodotta nel segmento. Le sostanze estranee che entrano nel filtrato dal fluido extracellulare sono escrete nelle urine.

Ciclo di Henle

L'unità strutturale-funzionale del rene è composta da sezioni sottili, chiamate anche cappio di Henle. Consiste di 2 segmenti: grasso verso il basso e grasso ascendente. La parete dell'area discendente con un diametro di 15 μm è formata da epitelio squamoso con più vescicole pinocitotiche, e la sezione ascendente è formata da cubici. Il significato funzionale dei tubuli del nefrone ad anello di Henle copre il movimento retrogrado dell'acqua nella parte discendente del ginocchio e il suo ritorno passivo nel sottile segmento ascendente, la cattura inversa degli ioni Na, Cl e K nel segmento spesso della piega ascendente. Nei capillari dei glomeruli di questo segmento aumenta la molarità delle urine.

Tubulo distale

Le parti distali del nefrone si trovano vicino al polpaccio malpighiano, poiché il glomerulo capillare fa una curva. Raggiungono un diametro fino a 30 micron. Hanno una simile struttura tubulare distale distale. Epitelio prismatico, situato sulla membrana basale. Qui si trovano i mitocondri, fornendo alla struttura l'energia necessaria.

Gli elementi cellulari del tubulo distale distale formano invaginazioni della membrana basale. Nel punto di contatto tra il tratto capillare e il polo vascolare dei corpuscoli malipighiani, il tubulo renale cambia, le cellule diventano colonnari, i nuclei si avvicinano l'un l'altro. Nei tubuli renali si verifica uno scambio di ioni di potassio e sodio, che influenza la concentrazione di acqua e sali.

Infiammazione, disorganizzazione o cambiamenti degenerativi nell'epitelio sono carichi di una diminuzione della capacità del dispositivo di concentrarsi adeguatamente o, al contrario, di diluire l'urina. La compromissione della funzione tubulare renale provoca cambiamenti nell'equilibrio dei media interni del corpo umano e si manifesta con la comparsa di cambiamenti nelle urine. Questa condizione è chiamata insufficienza tubulare.

Per sostenere l'equilibrio acido-base del sangue nei tubuli distali, vengono secreti idrogeno e ioni ammonio.

Collezionare tubi

Il tubo di raccolta, noto anche come condotti Belliniya, non appartiene al nefrone, sebbene ne esca. La struttura dell'epitelio comprende cellule chiare e scure. Le cellule epiteliali luminose sono responsabili del riassorbimento dell'acqua e sono coinvolte nella formazione delle prostaglandine. All'estremità apicale, la cellula luminosa contiene una ciglia unica, e nelle forme scure piegate forma acido cloridrico, che modifica il pH delle urine. I tubi di raccolta si trovano nel parenchima del rene. Questi elementi sono coinvolti nel riassorbimento passivo dell'acqua. La funzione dei tubuli renali è la regolazione della quantità di liquidi e sodio nel corpo che influenzano il valore della pressione sanguigna.

classificazione

Sulla base dello strato in cui si trovano le capsule di nefrone, si distinguono i seguenti tipi:

• Corticale - le capsule di nefrone si trovano nella sfera corticale, contengono glomeruli di piccolo o medio calibro con una corrispondente lunghezza di curve. La loro arteriola afferente è corta e larga e l'abduttore è più stretto.
• I nefroni yuxtollari si trovano nel tessuto cerebrale renale. La loro struttura è presentata sotto forma di grandi corpi renali, che hanno tubuli relativamente più lunghi. I diametri delle arteriole afferenti e efferenti sono gli stessi. Il ruolo principale è la concentrazione di urina.
• Subcapsular. Strutture situate direttamente sotto la capsula.

In generale, in 1 minuto entrambi i reni puliscono fino a 1,2 mila ml di sangue e in 5 minuti viene filtrato l'intero volume del corpo umano. Si ritiene che i nefroni, in quanto unità funzionali, non siano in grado di recuperare. I reni sono un organo tenero e vulnerabile, quindi i fattori che influenzano negativamente il loro lavoro portano a una diminuzione del numero di nefroni attivi e provocano lo sviluppo di insufficienza renale. Grazie alla conoscenza, il medico è in grado di capire e identificare le cause dei cambiamenti nelle urine, oltre a correggerle.