ПРОСВЕЧИВАЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ В ИЗУЧЕНИИ УЛЬТРАСТРУКТУРЫ ПОЧЕЧНОЙ ПАРЕНХИМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

DOI: 10.22138/2500-0918-2026-23-1-97-111
УДК 616.61-002.16:612.086.3

А.Ф. Арсланов¹, Г.В. Зубик¹, В.А. Шидин¹, Б.А. Бердичевский²

¹ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава Российской Федерации,
г. Тюмень, Российская Федерация;
²ГБУЗ ТО Областная клиническая больница №2 (ОКБ №2), 
г. Тюмень, Российская Федерация

Резюме. Паренхима почек, включающая ключевые элементы нефрона (клубочки и канальцы) вместе с окружающим интерстицием, необходима для правильного выполнения функций, включая реабсорбцию, фильтрацию и секрецию. Целью текущего литературного обзора является анализ актуальных исследований, посвященных возможностям ПЭМ в изучении ультраструктуры паренхимы почек, с последующей оценкой перспектив развития метода в рамках междисциплинарного подхода и с учетом современных технологических достижений. Материалы и методы. Поиск литературы проводился в PubMed, Google scholar, CyberLeninka, eLibrary, с использованием ключевых терминов: «ПЭМ», «ультраструктура», «почечная паренхима», «подоцит», «клубочек», «канальцы», «петли Генле». Результаты. Просмотр и анализ литературных данных свидетельствует, что детальное изучение микроструктуры почек имеет основополагающее значение для понимания как нормальных физиологических процессов, так и патологических процессов. Отсюда вытекает, что просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) стала важнейшим инструментом в изучении мельчайшей структуры почек, обеспечивая исключительное разрешение для точной детализации клеточного и субклеточного компонента. При этом, внедряя современных технологий, таких как 3D электронная микроскопия, криоэлектронную микроскопию и другие, значительно расширяют возможности ПЭМ и позволяют глубже изучать ультраструктуру почки. Выводы. С учетом этого, применение ПЭМ играет важную роль в исследовании почек, предлагая новые разработки методов ведения пациентов, основанных на индивидуальных особенностях. Подчеркивая ценность ПЭМ в развитии нефрологии, эта статья мотивирует к постоянным инновациям в области нефрологии, а также междисциплинарному сотрудничеству.

Ключевые слова: почка, ультраструктура, анатомия, просвечивающая электронная микроскопия, клубочек, подоцит, канальцы, петли Генле

Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Арсланов Айдар Фидратович
aidar_arslanov@mail.ru
Дата поступления: 22.04.2025
Образец цитирования: Арсланов А.Ф., Зубик Г.В., Шидин В.А., Бердичевский Б.А. Просвечивающая электронная микроскопия в изучении ультраструктуры почечной паренхимы (Обзор литературы) [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2026, Том 23, № 1, с. 97–111, DOI: 10.22138/2500-0918-2026-23-1-97-111

ЛИТЕРАТУРА
1. Ferenbach DA, Bonventre JV. Kidney tubules: intertubular, vascular, and glomerular cross-talk. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2016 May;25(3):194-202. doi: 10.1097/MNH.0000000000000218. PMID: 27023838; PMCID: PMC4845750.
2. Fogo AB, Kon V. The glomerulus — a view from the inside — the endothelial cell. Int J Biochem Cell Biol. 2010 Sep;42(9):1388-97. doi: 10.1016/j.biocel.2010.05.015. Epub 2010 Jun 9. PMID: 20541032
3. Cheng H, Harris RC. The glomerulus — a view from the outside — the podocyte. Int J Biochem Cell Biol. 2010 Sep;42(9):1380-7. doi: 10.1016/j.biocel.2010.05.014. Epub 2010 Jun 11. PMID: 20542138; PMCID: PMC2910191
4. Fontecha-Barriuso M, Lopez-Diaz AM, Guerrero-Mauvecin J, Miguel V, et al. Tubular Mitochondrial Dysfunction, Oxidative Stress, and Progression of Chronic Kidney Disease. Antioxidants (Basel). 2022 Jul 12;11(7):1356. doi: 10.3390/antiox11071356. PMID: 35883847; PMCID: PMC9311633

5. Hoogstraten CA, Hoenderop JG, de Baaij JHF. Mitochondrial Dysfunction in Kidney Tubulopathies. Annu Rev Physiol. 2024 Feb 12;86:379-403. doi: 10.1146/annurev-physiol-042222-025000. Epub 2023 Nov 27. PMID: 38012047
6. Malatesta M. Transmission electron microscopy for nanomedicine: novel applications for long-established techniques. Eur J Histochem. 2016 Dec 9;60(4):2751. doi: 10.4081/ejh.2016.2751. PMID: 28076938; PMCID: PMC5178805
7. Menon MC, Chuang PY, He CJ. The glomerular filtration barrier: components and crosstalk. Int J Nephrol. 2012; 2012:749010. doi: 10.1155/2012/749010. Epub 2012 Aug 14. PMID: 22934182; PMCID: PMC3426247
8. Roy A, Al-bataineh MM, Pastor-Soler NM. Collecting duct intercalated cell function and regulation. Clin J Am Soc Nephrol. 2015 Feb 6;10(2):305-24. doi: 10.2215/CJN.08880914. Epub 2015 Jan 28. PMID: 25632105; PMCID: PMC4317747.
9. Harris JR. Transmission electron microscopy in molecular structural biology: A historical survey. Arch Biochem Biophys. 2015 Sep 1;581:3-18. doi: 10.1016/j.abb.2014.11.011. Epub 2014 Dec 2. PMID: 25475529
10. Malatesta M. Transmission Electron Microscopy as a Powerful Tool to Investigate the Interaction of Nanoparticles with Subcellular Structures. Int J Mol Sci. 2021 Nov 26;22(23):12789. doi: 10.3390/ijms222312789. PMID: 34884592; PMCID: PMC8657944
11. Miyaki T, Homma N, Kawasaki Y, Kishi M, et al. Ultrastructural analysis of whole glomeruli using array tomography. J Cell Sci. 2024 Oct 15;137(20):jcs262154. doi: 10.1242/jcs.262154. Epub 2024 Oct 11. PMID: 39171439
12. Neal CR. Podocytes … What's Under Yours? (Podocytes and Foot Processes and How They Change in Nephropathy). Front Endocrinol (Lausanne). 2015 Feb 23;6:9. doi: 10.3389/fendo.2015.00009. PMID: 25755650; PMCID: PMC4337384
13. Sever S. Role of actin cytoskeleton in podocytes. Pediatr Nephrol. 2021 Sep;36(9):2607-2614. doi: 10.1007/s00467-020-04812-z. Epub 2020 Nov 13. PMID: 33188449; PMCID: PMC8116355
14. Yao Y, Inoki K. The role of mechanistic target of rapamycin in maintenance of glomerular epithelial cells. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2016 Jan;25(1):28-34. doi: 10.1097/MNH.0000000000000181. PMID: 26625863; PMCID: PMC4911704.
15. Смирнов А.В., Добронравов В.А., Сиповский В.Г., Трофименко И.И., Пирожков И.А., Каюков И.Г., Лебедев К.И. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и прогнозу болезни минимальных изменений у взрослых. Нефрология. 2014;18(4):68-92.
16. Downie ML, Lopez Garcia SC, Kleta R, Bockenhauer D. Inherited Tubulopathies of the Kidney: Insights from Genetics. Clin J Am Soc Nephrol. 2021 Apr 7;16(4):620-630. doi: 10.2215/CJN.14481119. Epub 2020 Apr 1. Erratum in: Clin J Am Soc Nephrol. 2021 Jul;16(7):1100. doi: 10.2215/CJN.05570421. PMID: 32238367; PMCID: PMC8092065.
17. Curthoys NP, Moe OW. Proximal tubule function and response to acidosis. Clin J Am Soc Nephrol. 2014 Sep 5;9(9):1627-38. doi: 10.2215/CJN.10391012. Epub 2013 Aug 1. PMID: 23908456; PMCID: PMC4152816
18. Zhuo JL, Li XC. Proximal nephron. Compr Physiol. 2013 Jul;3(3):1079-123. doi: 10.1002/cphy.c110061. PMID: 23897681; PMCID: PMC3760239.
19. Bhargava P, Schnellmann RG. Mitochondrial energetics in the kidney. Nat Rev Nephrol. 2017 Oct;13(10):629-646. doi: 10.1038/nrneph.2017.107. Epub 2017 Aug 14. PMID: 28804120; PMCID: PMC5965678
20. Schuh CD, Polesel M, Platonova E, Haenni D, et al. Combined Structural and Functional Imaging of the Kidney Reveals Major Axial Differences in Proximal Tubule Endocytosis. J Am Soc Nephrol. 2018 Nov; 29(11):2696-2712. doi: 10.1681/ASN.2018050522. Epub 2018 Oct 9. PMID: 30301861; PMCID: PMC6218873
21. Šárka Lhoták, Sudesh Sood, Elise Brimble, Rachel E. et al. ER stress contributes to renal proximal tubule injury by increasing SREBP-2-mediated lipid accumulation and apoptotic cell death. American Journal of Physiology-Renal Physiology, 2012; 303:2, F266-F278 https://doi.org/10.1152/ajprenal.00482.2011
22. И. М. Ларина, Л. Х. Пастушкова, К. С. Киреев, А. И. Григорьев. Формирование протеома мочи здорового человека. Физиология человека. – 2013. – Т. 39, № 2. – С. 43. – DOI 10.7868/S0131164613020070. – EDN PWNECX.
23. Christensen EI, Gburek J. Protein reabsorption in renal proximal tubule-function and dysfunction in kidney pathophysiology. Pediatr Nephrol. 2004 Jul;19(7):714-21. doi: 10.1007/s00467-004-1494-0. Epub 2004 May 14. PMID: 15146321.
24. Nielsen R, Christensen EI, Birn H. Megalin and cubilin in proximal tubule protein reabsorption: from experimental models to human disease. Kidney Int. 2016 Jan;89(1):58-67. doi: 10.1016/j.kint.2015.11.007. PMID: 26759048.
25. Rbaibi Y, Long KR, Shipman KE, Ren Q, Baty CJ, Kashlan OB, Weisz OA. Megalin, cubilin, and Dab2 drive endocytic flux in kidney proximal tubule cells. Mol Biol Cell. 2023 Jun 1;34(7):ar74. doi: 10.1091/mbc.E22-11-0510. Epub 2023 Apr 26. PMID: 37126375; PMCID: PMC10295476.
26. Molitoris BA, Sandoval RM, Yadav SPS, Wagner MC. Albumin uptake and processing by the proximal tubule: physiological, pathological, and therapeutic implications. Physiol Rev. 2022 Oct 1;102(4):1625-1667. doi: 10.1152/physrev.00014.2021. Epub 2022 Apr 4. PMID: 35378997; PMCID: PMC9255719.
27. Wagner MC, Myslinski J, Pratap S, Flores B, Rhodes G, Campos-Bilderback SB, Sandoval RM, Kumar S, Patel M, Ashish, Molitoris BA. Mechanism of increased clearance of glycated albumin by proximal tubule cells. Am J Physiol Renal Physiol. 2016 May 1;310(10):F1089-102. doi: 10.1152/ajprenal.00605.2015. Epub 2016 Feb 17. PMID: 26887834; PMCID: PMC4889321.
28. Лебедева Елена Николаевна, Вялкова Альбина Александровна, Афонина Светлана Николаевна, Чеснокова Светлана Александровна. Дислипидемия как патогенетический фактор прогрессирования хронической болезни почек. Нефрология. 2019. №5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/dislipidemiya-kak-patogeneticheskiy-faktor-progressirovaniya-hronicheskoy-bolezni-pochek (дата обращения: 15.06.2025).
29. Миронова, Н. В. Диагностика концентрационной функции почек: новые возможности. РМЖ. – 2010. – Т. 18, № 30. – С. 1820-1823. – EDN PYSDAT
30. Попов Сергей Валерьевич, Гусейнов Руслан Гусейнович, Горшенин Андрей Николаевич, Сивак Константин Владимирович и др. Изменения ультраструктурной организации почки в условиях экспериментально смоделированной тепловой ишемии при оперативном вмешательстве. Вестник Санкт-Петербургского университета. Медицина. 2016. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izmeneniya-ultrastrukturnoy-organizatsii-pochki-v-usloviyah-eksperimentalno-smodelirovannoy-teplovoy-ishemii-pri-operativnom (дата обращения: 11.06.2025).
31. Марченко, Д. С. Результаты морфологического исследования почек при экспериментальном гипотиреозе. Биоразнообразие, биоресурсы, вопросы биотехнологии и здоровье населения Северо-Кавказского региона: Материалы VII (64-й) ежегодной научно-практической конференции «Университетская наука — региону» Северо-Кавказского федерального университета, Ставрополь, 03–29 апреля 2019 года. – Ставрополь: Северо-Кавказский федеральный университет, 2019. – С. 303-307. – EDN MEZMMN.
32. Kumaran GK, Hanukoglu I. Identification and classification of epithelial cells in nephron segments by actin cytoskeleton patterns. FEBS J. 2020 Mar;287(6):1176-1194. doi: 10.1111/febs.15088. Epub 2019 Nov 1. PMID: 31605441; PMCID: PMC7384063.
33. Mount DB. Thick ascending limb of the loop of Henle. Clin J Am Soc Nephrol. 2014 Nov 7;9(11):1974-86. doi: 10.2215/CJN.04480413. Epub 2014 Oct 15. PMID: 25318757; PMCID: PMC4220766.
34. Zacchia M, Capolongo G, Rinaldi L, Capasso G. The importance of the thick ascending limb of Henle's loop in renal physiology and pathophysiology. Int J Nephrol Renovasc Dis. 2018 Feb 15;11:81-92. doi: 10.2147/IJNRD.S154000. PMID: 29497325; PMCID: PMC5818843.
35. Попов С. В., Улитина А. С., Гусейнов Р. Г., Сивак К. В., Перепелица В. В., Надеин К. А., Буненков Н. С. Роль эпигенетических факторов в патогенезе мочекаменной болезни: фокус на систему «клаудины — микрорнк». Медицинский вестник Башкортостана. 2023. №1 (103). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rol-epigeneticheskih-faktorov-v-patogeneze-mochekamennoy-bolezni-fokus-na-sistemu-klaudiny-mikrornk (дата обращения: 15.06.2025).
36. Saito AC, Higashi T, Fukazawa Y, Otani T, Tauchi M, Higashi AY, Furuse M, Chiba H. Occludin and tricellulin facilitate formation of anastomosing tight-junction strand network to improve barrier function. Mol Biol Cell. 2021 Apr 15;32(8):722-738. doi: 10.1091/mbc.E20-07-0464. Epub 2021 Feb 10. PMID: 33566640; PMCID: PMC8108510.
37. Marcoux AA, Tremblay LE, Slimani S, Fiola MJ, Mac-Way F, Garneau AP, Isenring P. Molecular characteristics and physiological roles of Na+ -K+ -Cl- cotransporter 2. J Cell Physiol. 2021 Mar;236(3):1712-1729. doi: 10.1002/jcp.29997. Epub 2020 Aug 10. PMID: 32776569; PMCID: PMC7818487
38. Edwards A, McDonough AA, Ellison DH. Flow-dependent transport processes 2024: filtration, absorption, and secretion. Am J Physiol Renal Physiol. 2025 May 1;328(5):F627-F637. doi: 10.1152/ajprenal.00303.2024. Epub 2025 Mar 17. PMID: 40094947; PMCID: PMC12053844.
39. Rao R, Bhalla V, Pastor-Soler NM. Intercalated Cells of the Kidney Collecting Duct in Kidney Physiology. Semin Nephrol. 2019 Jul;39(4):353-367. doi: 10.1016/j.semnephrol.2019.04.005. PMID: 31300091; PMCID: PMC6629462
40. Сологуб А.А., Слесарева Е.В., Кузнецова Т.И., Смирнова Е.В. Анализ развития юкстагломерулярного аппарата почек в детском возрасте. Современные проблемы науки и образования. 2022. № 2.; URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31613 (дата обращения: 11.06.2025). DOI: https://doi.org/10.17513/spno.31613
41. Айдарбекова Зифаргуль Мусулманкулова, Махмудова Жылдыз Ахматовна, Айдарбекова Айжан, Калугина Ольга Петровна Изменения электронной микроскопии нефронов почек, их митотической активности при острой массивной кровопотере в условиях высокогорья у неадаптированных и адаптированных животных. Вестник науки и образования. 2019. №20-2 (74). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izmeneniya-elektronnoy-mikroskopii-nefronov-pochek-ih-mitoticheskoy-aktivnosti-pri-ostroy-massivnoykrovopotere-v-usloviyah (дата обращения: 15.06.2025).
42. Armin Kurtz. Commentary for “human kidney pericytes produce renin”. Kidney International. 2016; 90(6): 1153-1154. https://doi.org/10.1016/j.kint.2016.08.018.
43. Баймухамбетов Ренат Куспанович, Вишневская Татьяна Яковлевна Ультраструктурная организация почки взрослой овцы южноуральской породы. Известия ОГАУ. 2023. №2 (100). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ultrastrukturnaya-organizatsiya-pochki-vzrosloy-ovtsy-yuzhnouralskoy-porody (дата обращения: 15.06.2025).
44. Gyarmati G, Shroff UN, Riquier-Brison A, Kriz W, Kaissling B, Neal CR, Arkill KP, Ahmadi N, Gill IS, Moon JY, Desposito D, Peti-Peterdi J. A new view of macula densa cell microanatomy. Am J Physiol Renal Physiol. 2021 Mar 1;320(3):F492-F504. doi: 10.1152/ajprenal.00546.2020. Epub 2021 Jan 25. PMID: 33491562; PMCID: PMC7988809.
45. Lorenzi T, Graciotti L, Sagrati A, et al. Normal human macula densa morphology and cell turnover: A histological, ultrastructural, and immunohistochemical investigation. Anat Rec. 2020; 303: 2904–2916. https://doi.org/10.1002/ar.24465
46. Blankenstein KI, Borschewski A, Labes R, Paliege A, Boldt C, McCormick JA, Ellison DH, Bader M, Bachmann S, Mutig K. Calcineurin inhibitor cyclosporine A activates renal Na-K-Cl cotransporters via local and systemic mechanisms. Am J Physiol Renal Physiol. 2017 Mar 1;312(3):F489-F501. doi: 10.1152/ajprenal.00575.2016. Epub 2016 Dec 21. PMID: 28003191; PMCID: PMC5504423.
47. Castrop H, Schnermann J. Isoforms of renal Na-K-2Cl cotransporter NKCC2: expression and functional significance. Am J Physiol Renal Physiol. 2008 Oct;295(4):F859-66. doi: 10.1152/ajprenal.00106.2008. Epub 2008 May 21. PMID: 18495801; PMCID: PMC2576146.
48. Taugner R, Schiller A, Kaissling B, Kriz W. Gap junctional coupling between the JGA and the glomerular tuft. Cell Tissue Res. 1978 Jan 17;186(2):279-85. doi: 10.1007/BF00225537. PMID: 627020.
49. Unnersjö-Jess D, Scott L, Sevilla SZ, Patrakka J, Blom H, Brismar H. Confocal super-resolution imaging of the glomerular filtration barrier enabled by tissue expansion. Kidney Int. 2018 Apr;93(4):1008-1013. doi: 10.1016/j.kint.2017.09.019. Epub 2017 Dec 11. PMID: 29241621
50. Peddie CJ, Collinson LM. Exploring the third dimension: volume electron microscopy comes of age. Micron. 2014 Jun; 61:9-19. doi:10.1016/j.micron.2014.01.009. Epub 2014 Feb 12. PMID: 24792442
51. Bohman SO. The ultrastructure of the renal interstitium. Contemp Issues Nephrol. 1979;9:1-34.
52. Breyer MD, Breyer RM. Prostaglandin E receptors and the kidney. Am J Physiol Renal Physiol. 2018;279(1):F12-F23. doi: 10.1152/ajprenal.2018.279.1.F12.
53. Hao CM, Breyer MD. Physiological regulation of prostaglandins in the kidney. Annu Rev Physiol. 2019;81:517-538. doi: 10.1146/annurev-physiol-020518-114656.
54. Balzer MS, Rohacs T, Susztak K. Single-cell analysis of human proximal tubules reveals altered lipid metabolism in chronic kidney disease. J Am Soc Nephrol. 2022;33(5):912-928. doi: 10.1681/ASN.2021091234.
55. Zhong F, Chen H, Xie Y, et al. mPGES-2 blockade attenuates podocyte injury and tubulointerstitial fibrosis in diabetic kidney disease by reducing lipid accumulation. Kidney Int. 2024;105(2):345-360. doi: 10.1016/j.kint.2023.11.022.
56. Honda K, Takaki T, Kang D. Recent advances in electron microscopy for the diagnosis and research of glomerular diseases. Kidney Res Clin Pract. 2023 Mar;42(2):155-165. doi: 10.23876/j.krcp.21.270. Epub 2022 May 4. PMID: 35545227; PMCID: PMC10085717
57. Thompson RF, Walker M, Siebert CA, Muench SP, Ranson NA. An introduction to sample preparation and imaging by cryo-electron microscopy for structural biology. Methods. 2016 May 1;100:3-15. doi: 10.1016/j.ymeth.2016.02.017. Epub 2016 Feb 28. PMID: 26931652; PMCID: PMC4854231

Авторы
Арсланов Айдар Фидратович
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава России)
Аспирант, аспирант кафедры гистологии и клеточной биологии ФГБОУ ВО «Тюменский ГМУ»
Тюмень, Российская Федерация
aidar_arslanov@mail.ru
ORCID: https: // 0009-0004-3050-2324

Зубик Григорий Васильевич
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава России)
Студент института клинической медицины ФГБОУ ВО «Тюменский ГМУ»
Тюмень, Российская Федерация
grisha.zubik@mail.ru
ORCID: 0009-0005-1333-2922
SPIN-код: 9388-0941

Шидин Владимир Александрович
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Тюменский ГМУ Минздрава России)
Д.м.н., доцент, заведующий кафедрой гистологии и клеточной биологии ФГБОУ ВО «Тюменский ГМУ»
Тюмень, Российская Федерация
vshidin@mail.ru
ORCID: https: // 0000-0003-1396-5381
elibrary SPIN: 5431-1510

Бердичевский Борис Аркадьевич
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Тюменской области «Областная клиническая больница №2» (ГБУЗ ТО ОКБ №2)
Д.м.н., профессор, профессор кафедры хирургии и урологии с курсом эндоскопии ФГБОУ ВО «Тюменский ГМУ»
Тюмень, Российская Федерация
doktor_bba@mail.ru
ORCID: https: // 0000-0002-9414-8510
elibrary SPIN: 4630-3855