Чтобы понять, почему клетки крови и белки не могут попасть в почечный каналец, нужно разобраться в строении и функционировании почек, а именно — в процессах фильтрации крови и образования мочи. Этот процесс обеспечивается структурой нефрона — основной функциональной единицы почки.
1. Структура почечного фильтра (гломерулуса)
Основной фильтрацией крови в почках занимается гломерулус — это сеть капилляров, которые окружены капсулой Боумена. Через стенки этих капилляров происходит фильтрация веществ из крови в просвет капсулы, из которого затем образуется первичная моча. Однако, не все вещества могут пройти через фильтр. Важную роль в этом играют несколько факторов:
1.1. Мембрана гломерулуса
Стена капилляров гломерулуса состоит из нескольких слоев:
Эндотелиальных клеток — клетки, выстилающие внутреннюю поверхность сосудов.
Подоцитов — специализированные клетки, покрывающие капилляры, которые образуют щели, называемые фильтрационными щелями.
Базальная мембрана — структура, которая разделяет подоциты и эндотелиальные клетки, действует как физический и химический барьер.
1.2. Барьер фильтрации
Эта мембрана имеет несколько характеристик, которые ограничивают проходимость молекул:
Размер молекул: Мембрана фильтрует только молекулы определенного размера. Обычно она пропускает молекулы с молекулярной массой меньше 70-100 кДа. Клетки крови и большинство белков имеют молекулярную массу, которая слишком велика, чтобы пройти через этот барьер.
Электростатический барьер: Мембрана имеет отрицательный заряд, что препятствует прохождению белков с отрицательным зарядом (например, альбумин), которые связываются с этим зарядом и не могут пройти через фильтр.
1.3. Принцип избирательной фильтрации
Фильтрация в гломерулусе представляет собой процесс, при котором из крови в почечный каналец проникают:
Вода
Электролиты (натрий, калий, хлор и др.)
Небольшие молекулы (глюкоза, аминокислоты и др.)
Однако клетки крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) и большие белки (например, альбумин), которые обычно находятся в крови, не могут пройти через эту мембрану. Причины этого:
Размер клеток крови и белков слишком велик.
Электрический заряд мембраны препятствует прохождению определенных молекул, таких как белки.
2. Что происходит, если клетки крови или белки попадают в мочу?
Если клетки крови или белки появляются в моче, это является патологией, которая называется гематурией (кровь в моче) или протеинурией (белок в моче). Это может происходить по нескольким причинам:
2.1. Повреждение фильтрационного барьера
Если структура мембраны гломерулуса повреждается (например, при воспалении, инфекции или болезни почек), она становится более проницаемой для крупных молекул и клеток крови. Это приводит к тому, что клетки крови и белки могут проникать в мочу. Например:
При гломерулонефрите — воспалении гломерулуса, — повышенная проницаемость мембраны может приводить к появлению белка (протеинурия) и/или клеток крови (гематурия) в моче.
2.2. Высокое артериальное давление
При гипертонии повышенное давление может повреждать сосуды в почках, нарушая целостность фильтрационного барьера, что также способствует появлению клеток крови и белков в моче.
2.3. Некоторые заболевания почек
Заболевания, такие как диабетическая нефропатия, могут нарушить нормальную фильтрацию в почках и привести к тому, что белки (особенно альбумин) начинают попадать в мочу. Важно отметить, что на ранних стадиях диабетической нефропатии в моче может появляться микроскопический уровень белка (микроальбуминурия), который трудно обнаружить без специальных тестов.
3. Роль почечных канальцев
После того как первичная моча проходит через фильтрацию в гломерулусе, она попадает в почечные канальцы, где происходит реабсорбция полезных веществ (например, глюкозы, аминокислот, и воды) и секреция (выделение некоторых веществ в мочу). Канальцы специально устроены так, чтобы максимально эффективно возвращать в кровь все, что нужно организму.
3.1. Процесс реабсорбции
Почечные канальцы активно реабсорбируют малые молекулы и воду, возвращая их обратно в кровь. Белки и клетки крови, которые могли бы попасть в канальцы из-за нарушения фильтрации, обычно не попадают в канальцы, потому что они уже были исключены из первичной мочи в результате барьера гломерулуса.
3.2. Защита от попадания крупных молекул в канальцы
Почечные канальцы не предназначены для переработки клеток крови или крупных молекул белков. Их задача — обработка уже отфильтрованных, небольших молекул. Если белки или клетки крови все-таки попадут в канальцы, это свидетельствует о нарушении фильтрации в гломерулусе, как уже упоминалось.
4. Заключение
Клетки крови и белки не могут попасть в почечный каналец, потому что они слишком велики, чтобы пройти через фильтрационный барьер гломерулуса, который состоит из эндотелиальных клеток, подоцитов и базальной мембраны. Эти элементы создают барьер, который пропускает только малые молекулы, такие как вода, соли, и маленькие органические молекулы, но блокирует крупные молекулы, такие как белки, и клетки крови. Если клетки крови или белки обнаруживаются в моче, это сигнализирует о патологии, нарушении целостности фильтра, что требует медицинского вмешательства и диагностики.
