Cấu Tạo Và Chức Năng Của Thận
Thận là một tạng (cơ quan) trong hệ tiết niệu, có hai quả hình hạt đậu nằm trong khoang bụng sau phúc mạc đối xứng nhau qua cột sống, ngang đốt ngực T11 đến đốt thắt lưng L3. Thận phải nằm thấp hơn thận trái một chút (Có ý kiến cho rằng thận phải bị đè bởi gan to nhất trong các tạng nên mới như vậy). Mặt trước thận nhẵn bóng còn mặt sau thì sần sùi.
Nguồn: slidesharecdn.com
Các quả thận nhận máu từ cặp động mạch thận bắt nguồn từ tĩnh mạch chủ bụng, và chảy vào các cặp tĩnh mạch thận. Mỗi quả thận tiết nước tiểu vào niệu quản, là một cấu trúc cặp đôi dẫn nước tiểu vào bàng quang. Phía trên mỗi quả thận là tuyến nội tiết thượng thận.
1. Cấu tạo của thận
Mỗi quả thận dài khoảng 10 – 12.5 cm, rộng 5–6 cm, dày 3–4 cm và nặng khoảng 170g, có một bờ lồi, một bờ lõm và được bọc bới vở xơ. Ở bờ lõm có một chỗ lõm sâu gọi là rốn thận là nơi mạch máu và các tổ chức thận liên quan. Thận gồm 2 vùng: vùng ngoài cùng là phần vỏ (có màu hồng tới đỏ hay đỏ sẫm) dày khoảng 7 – 10mm, vùng kế tiếp là phần tủy là một khoang rỗng được gọi là bể thận hay tháp thận.
Hai quả thận nằm sát phía lưng của thành khoang bụng, hai bên cột sống ( ngang đốt ngực T11 đến đốt thắt lưng L3). Thận phải nhỏ hơn và nằm thấp hơn thận trái khoảng 1 đốt sống. Thận được giữ chắc trong bụng nhờ hệ thống cân vùng thận (lớp cân gồm 2 lá bọc thận). Rốn thận là chính giữa bờ cong phía trong, nơi đó có mạch máu đến và đi ra khỏi thận, có ống niệu, có dây thần kinh. Bổ dọc một quả thận ta thấy bên trong gồm hai phần: phần chính giữa là bể thận có chứa mô mỡ, các mạch máu và dây thần kinh, phần xung quanh đặc gồm hai lớp, bên ngoài là lớp vỏ đỏ xẫm do có nhiều mao mạch và các cấu trúc dạng hạt là cầu thận. Lớp tuỷ ở trong màu nhạt là lớp hình tháp của thận
Mỗi quả thận của người được cấu tạo từ hơn một triệu đơn vị thận. Đơn vị thận vừa là đơn vị cấu tạo vừa là đơn vị chức năng.
Mỗi đơn vị thận gồm có cầu thận và ống thận.
* Cầu thận gồm quản cầu Malpighi và nang Bowman là một túi bọc quản cầu, thành nang có nhiều lỗ nhỏ. Quản cầu Malpighi gồm khoảng 50 mao mạch xếp song song thành khối hình cầu. Ngăn cách giữa nang và mao mạch là một màng lọc mỏng để lọc các chất từ mao mạch sang nang.
* Ống thận gồm ống lượn gần, quai Henle và ống lượn xa.
* Dịch lọc từ nang đổ vào ống lượn gần (uốn khúc), tiếp đến là quai Henle là một ống hình chữ U. Ở đầu lên của quai Henle tiếp với ống lượn xa cũng là một ống uốn khúc. Từ ống lượn xa dịch lọc đổ vào ống góp. Ống góp không thuộc đơn vị thận, nó nhận dịch lọc từ một số đơn vị thận để đổ vào bể thận.
Cấu tạo vi thể và siêu vi thể
Quan sát trên kính lúp có thể thấy rõ ở phần vỏ thận gồm các chấm đỏ, nhỏ li ti, đường kính khoảng 0.2mm. Đó là các cầu thận, còn được gọi là tiểu cầu Manpighi. Cầu thận, nang cầu thận và ống thận tạo thành một đơn vị chức năng. Nang cầu thận hay còn gọi là nang Bowman, do nhà khoa học Bowman phát hiện và mô tả nó, thực chất nó là một cái túi gồm 2 lớp mà lớp trong tiếp giáp với búi mao mạch (chính là cầu thận). Nhu mô thận: Gồm hai phần có màu sắc khác nhau: Vùng vỏ màu đỏ nhạt ở phía ngoài và vùng tuỷ màu đỏ thẫm ở phía trong.
Vùng vỏ: Dày khoảng 4mm bao gồm các hạt thận (hay tiểu cầu thận, hay tiểu cầu Malpighi); phần vỏ nằm giữa các tháp thận, gọi là cột thận.
Vùng tuỷ: Được cấu tạo bởi các tháp thận (tháp Malpighi). Mỗi tháp thận là một khối hình nón có đáy hướng về vỏ thận đỉnh hướng về bể thận. Đỉnh của tháp thận gọi là gai thận (nhú thận). Tháp thận thường nhiều hơn nhú thận. Mỗi thận có khoảng 12 gai thận.Trên mặt mỗi gai thận có nhiều lỗ nhỏ (từ 15-20 lỗ), đó là lỗ của các ống góp mở vào đài thận.
Ống thận thực chất cũng gồm 3 đoạn khác biệt nhau là ống lượn gần, quai Henle và ống lượn xa. Ống lượn gần và ống lượn xa nằm trong phần vỏ, quai Henle nằm trong phần tủy. Trên phần tủy là các tháp thận (hình tháp) được tạo bởi một phần các ống thận. Mỗi quả thận có thể gồm hàng chục tháp thận (hay còn gọi là tháp Manpighi).
2. Chức năng của thận
Thận có nhiều chức năng. Chúng là một bộ phận quan trọng của hệ tiết niệu và cũng có chức năng hằng định nội môi như điều chỉnh các chất điện phân, duy trì sự ổn định axit-bazơ, và điều chỉnh huyết áp.
Các quả thận đóng vai trò là bộ lọc máu tự nhiên trong cơ thể, và các chất thải theo niệu quản được dẫn đến bàng quang để thải ra ngoài. Trong việc tạo ra nước tiểu, các quả thận bài tiết các chất thải như urê, acid uric và amoniac; thận cũng có nhiệm vụ tái hấp thụ nước, glucose, và các axít amin. Thận cũng sản xuất các hóc môn như calcitriol, renin, và erythropoietin.
Quá trình lọc máu và bài tiết nước tiểu ở thận
a. Sự lọc máu
Cứ mỗi phút có 1.300 lít máu qua thận, lớn gấp 20 lần so với các cơ quan khác. Người trưởng thành sau 1 giờ có thể lọc 60 lít máu và có 7,5lít dịch lọc được tạo ra. Như vậy lượng 5 lít máu trong con người sau 24 giờ có thể chảy qua thận 288 lần hay cứ 5 phút thì đi qua 1 lần. Vì thế thận cần cung cấp oxy rất lớn, trọng lượng của thận chỉ chiếm 0,5% trọng lượng cơ thể mà nó nhận tới 9% tổng lượng oxy cung cấp cho cơ thể. Trong thực tế, quản cầu chỉ lọc huyết tương đến thận và hệ số lọc chỉ đạt khoảng 20% nghĩa là cứ 100ml huyết tương đến thận chỉ có 20ml được lọc. Trong một ngày đêm có khoảng 180 lít dịch lọc được tạo thành qua cầu thận gọi là nước tiểu loạt đầu.
b. Quá trình bài tiết nước tiểu ở thận
Nước tiểu được tạo thành ở các đơn vị chức năng của thận (nephron). Đầu tiên là quá trình lọc máu qua màng lọc ở vách mao mạch ở cầu thận để tạo thành nước tiểu đầu ở nang cầu thận. Mỗi phút, động mạch thận đưa 1 lít máu vào thận, 40% số đó là hồng cầu không qua được lỗ lọc. Như vậy, chỉ 60% số đó tức 600ml huyết tương vào cầu thận mỗi phút, nhưng khi đó ở động mạch đi chỉ còn 480ml, nghĩa là có 120ml lọt qua lỗ lọc sang nang cầu thận tạo thành nước tiểu đầu. Làm phép nhân đơn giản thì mỗi ngày sẽ có khoảng 172 lít nước tiểu đầu được hình thành.
c. Sự tái hấp thu của các ống thận
Mặc dù mỗi ngày có khoảng 180 lít nước tiểu loạt đầu được tạo ra trong các xoang Bowman nhưng chỉ có 1 – 2 lít nước tiểu thực sự được hình thành, và thành phần của nước tiểu hoàn toàn khác với dịch lọc. Đó là do khi chảy qua ống lượn gần, quai Henle, ống lượn xa đã xảy ra sự tái hấp thu H2O và các chất cần thiết cho cơ thể.
* Tại ống lượn gần:
+ Tái hấp thu glucose: Glucose được hấp thu hoàn toàn khi hàm lượng đường trong máu ở mức bình thường (0,8 – 1,2g/lit máu) theo cơ chế vận tải tích cực. Glucose được vận chuyển qua phía đối diện của tế bào biểu mô của thành ống để đổ vào máu. Trường hợp khi trong máu hàm lượng glucose lên đến 1,8g/l thì quá trình tái hấp thu xảy ra không hoàn toàn. Đặc biệt khi đường huyết tăng cao hơn ngưỡng 1,8g/l (có thể vì do thiếu hormon insulin), khả năng tái hấp thu glucose không thể xảy ra, đường huyết chuyển vào nước tiểu gây bệnh đái đường (diabet).
+ Tái hấp thu protein, acid amin và các chất khác:
– Protein được tái hấp thu ở ngay đoạn đầu ống lượn gần bằng phương thức ẩm bào.
Trong 24 giờ có khoảng 30 g protein được tái hấp thu.
– Acid amin mỗi loại được gắn với chất mang đặc hiệu trên màng, khi tách khỏi chất mang chúng được khuếch tán vào dịch ngoại bào mà vào máu. Các chất khác như vitamin, aceto – acetat… cũng được tái hấp thu ở đây.
+ Tái hấp thu Na+ nhờ cơ chế vận tải tích cực: 90% Na+ được tái hấp thu ở ống lượn gần. Na+ gắn vào vật tải được bơm vào dịch ngoại bào để vào máu, đồng thời Na+ mang theo một lượng Cl- tương đương.
+ K+ cũng được tái hấp thu hoàn toàn ở ống lượn gần bằng phương thức tích cực giống như Na+.
+ Tái hấp thu H2O: 85 – 90%. Có ba nguyên nhân tạo điều kiện cho quá trình tái hấp thu H2O ở đây:
– Các protein có kích thước lớn không qua được màng lọc bị giữ lại trong máu làm tăng áp suất thẩm thấu keo loại, kéo H2O vào máu.
– Do tái hấp thu Na+ tích cực đã làm tăng áp suất thẩm thấu, gây hút H2O vào máu.
– Tế bào biểu mô của ống lượn gần có tính thấm H2O cao hơn các đoạn khác.
* Tại quai Henle
Các tế bào biểu bì ở nhánh xuống của quai Henle chỉ cho H2O thấm qua, còn Na+ thì bị giữ lại hoàn toàn, nên làm tăng nồng độ Na+ trong dịch lọc khi qua đáy chữ U sang nhánh lên của quai. Trong lúc đó ở nhánh lên Na+ lại được thấm ra còn không cho H2O thấm ra. Người ta gọi đó là hiện tượng nhân nồng độ ngược dòng. Hơn nữa, quai Henle cùng với mạch thẳng và ống góp nằm song song với nhau, một phần nằm ở lớp vỏ, một phần nằm ở lớp tuỷ. Áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào càng đến gần lớp tuỷ càng cao. Ở lớp tuỷ áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào cao gấp 4 lần so với dịch ngoại bào của lớp vỏ. Điều đó càng tạo điều kiện cho việc tại hấp thu H2O ở nhánh xuống và Na+ ở nhánh lên.
* Tại ống lượn xa
+ Ở phần đầu của ống lượn xa: Quá trình tái hấp thu giống ở nhánh lên của quai Henle. Ở đây Cl- được bơm ra dịch ngoại bào và do đó kéo theo các ion khác như Na+, K+, Ca++, Mg++…Các ion được tái hấp thu nhiều làm cho dịch lọc ở phần đầu của ống lượn xa bị loãng hơn. Có người gọi đây là đoạn pha loãng. Nhờ sự pha loãng này đã tạo điều kiện cho quá trình tái hấp thu H2O ở đoạn sau.
+ Ở phần sau của ống lượn xa:
– Tái hấp thu H2O: Do dịch lọc bị loãng nên áp suất thẩm thấu của dịch lọc thấp hơn nhiều so với áp suất thẩm thấu của dịch ngoại bào, kết quả là H2O dễ dàng đi ra dịch ngoại bào mà vào máu.
Tại đây quá trình tái hấp thu H2O còn được thúc đẩy nhờ tác dụng của hormon chống bài niệu (ADH) do thuỳ sau tuyến yên tiết ra. Người ta cho rằng ADH đã gây hoạt hoá enzyme adenylatecyclase để enzyme này kích thích sự biến đổi ATP thành AMP vòng. AMP vòng lại kích thích enzyme protein – kinase. Enzyme này có tác dụng làm tăng tính thấm đối với H2O của tế bào. Tác dụng của hormon này lên quá trình tái hấp thu H2O còn được nghiên cứu tiếp tục.
– Tái hấp thu Na+ và Cl-: Nhờ tác động của hormon aldosteron của phần vỏ tuyến thượng thận mà ion Na+ được tái hấp thu theo cơ chế tích cực. Aldosteron xuyên qua màng tế bào tới màng nhân và gắn vào một protein thụ cảm ở màng nhân tạo phức aldosteron – protein. Phức hợp này vào nhân kích thích ADN tăng tổng hợp ARN thông tin, kết quả làm tăng tổng hợp loại protein mang để vận chuyển Na+ trong khi (bơm Na) hoạt động (đây là cơ chế hoạt hoá gen). Còn Cl- được hấp thu theo Na+ như ở ống lượn gần.
+ Từ tế bào thành biểu mô của ống lượn xa một số chất như K+, NH3, H+ lại được chuyển vào góp nằm ở tuỷ thận cho ure đi qua còn ở phần vỏ không cho ure đi qua).
– Ống góp còn tái hấp thu thêm Na+, K+, Ca++. dịch lọc. Một lượng NH3 từ huyết tương tới tế bào biểu mô của thành ống lượn xa để bài tiết. Vào dịch lọc NH3 kết hợp với H+ tạo ra NH4 để thải ra theo nước tiểu, nhờ vậy đã điều chỉnh được độ pH của dịch lọc.
Trước khi chuyển sang ống góp thành phần dịch lọc đã gần giống nước tiểu.
* Tại ống góp
– Ở ống góp quá trình tái hấp thu H2O và ure là chủ yếu. Giống như ở ống lượn xa, ADH có tác dụng làm tăng tính thấm của các tế bào biểu mô đối với H2O.
– Nhờ tái hấp thu H2O ở ống góp làm nồng độ ure trong dịch tăng cao nên ure khuếch tán vào dịch kẽ dễ dàng.
Sau khi qua ống góp nước tiểu được cô đặc sẽ đổ vào bể thận, di chuyển qua niệu quản để xuống bàng quang, ở đó nước tiểu được giữ lại cho đến khi đủ lượng gây kích thích mà có phản xạ tiểu tiện.
Quá trình hấp thụ lại đã biến 172 lít nước tiểu đầu thành 1.5 lít nước tiểu chính thức mỗi ngày. Các chất độc hại còn sót lại trong 480ml huyết tương qua cầu thận vào động mạch đi sẽ được lọc tiếp ở ống thận nhờ quá trình bài tiết tiếp.
Nước tiểu chính thức sẽ đổ vào bể thận, xuống ống dẫn nước tiểu, tích trữ ở bóng đái (bàng quang) rồi được thải ra ngoài qua ống đái.
Nguồn: Khoe mới vui/TEvn
Blog Sinh học là nơi chia sẻ sách báo, luận văn bài giảng và cập nhật thông tin về khoa học, y tế, động thực vật, di truyền, và nhiều hơn nữa...
