Образование и состав первичной и вторичной мочи. Выделительная система

Для нормального функционирования организма необходима слаженная работа всех систем. Тогда поддерживается постоянство внутренней среды – гомеостаз. Одной и важных систем, принимающей участие в этом процессе, является мочевыделительная. Она состоит из двух почек, мочеточников, мочевого пузыря и уретры. Почка принимает участие не только в образовании и выделении мочи, но и выполняет такие функции: регуляцию осмоса, метаболическую, секреторную, участвует в кроветворении, поддерживает постоянство буферных систем.

Почки имеют бобовидную форму, весом около 150-250 грамм. Они расположены забрюшинно, в области поясницы. Состоят из коркового и мозгового вещества. В мозговом, преимущественно, происходит процесс образования мочи. Помимо этого, они выполняют важную эндокринную функцию, выделяя гормоны (ренин, эритропоэтин и простогландины), а также биологически активные вещества.

Первичная моча образуется в почечном тельце. Это образование представляет собой клубочек, окутан, обильной сетью капилляров. Процесс формирования урины происходит благодаря разнице давления в нефроне (структурно-функциональная единица почки). В сети капилляров, происходит фильтрация крови и на выходе получается первичная моча. При этом, форменные элементы крови (эритроциты, тромбоциты, лейкоциты) и большие молекулы белков остаются в кровяном русле, а на выходе образуется жидкость, которая по составу похожа на плазму.

В состав первичной мочи входит глюкоза, электролиты (натрий, калий, кальций, магний, хлор), некоторые гормоны, биологически активные вещества и небольшое количество гемоглобина и альбумина. Все эти вещества необходимы организму, потому потеря их может вызвать жизнеугрожающие ситуации. Поэтому, процесс образования мочи на этом не заканчивается и состоит из таких этапов, как клубочковая фильтрация, канальцевая реабсорбция, секреция.

Процесс образования мочи

Именно на первом этапе при клубочковой фильтрации кровь превращается в первичную мочу. Так как, почки имеют огромную сеть капилляров, за сутки через их паренхиму проходит около 1500-2000 литров крови. Из ее далее формируется 130-170 л первичной мочи. Естественно, за день человек не выделяет такое количество жидкости, потому наступает вторая фаза мочеобразования.

Где же образуется вторичная моча? Так как, нефрон состоит из нескольких частей, то в области проксимальных канальцев начинается вторая фаза мочеобразования. Во время канальцевой реабсорбции образуется вторичная моча. Из первичной урины повторно всасывается около 90% воды и других веществ: глюкоза, альбумин, гемоглобин, белки. На выходе количество вторичной мочи у взрослого человека составляет около 1,2 – 2,0 литра. Далее, во вторичную мочу эксретируются вещества, которые необходимо вывести с организма.

Так начинается фаза секреции, которая проходит с помощью активной диффузии с помощью двух вариантов:

1. С помощью специальных транспортных систем происходит перекачивание из кровяного русла в просвет канальцев, где собирается вторичная моча.
2. Вещества синтезируются непосредственно в канальцевой системе.

Далее, по системе собирательных трубок, образованный вторичный субстрат поступает в почечные лоханки. Затем, по мочеточникам спускается в полость мочевого пузыря. Здесь она собирается. Если ее уровень достигает 200 мл, происходит возбуждение рецепторов на стенках органа. Импульс передается в центральную нервную систему и, далее, нисходящими путями обратно в мочевой пузырь.

Они дают сигнал органу для расслабления сфинктеров, после чего, происходит процесс мочеотделения.

Видео: Процесс образования мочи

Причины нарушение мочеобразования

Образование первичной и вторичной мочи – это очень важный процесс. Так как, вместе с мочой, организм избавляется от ненужных ему веществ. Это продукты азотистого обмена, конечные метаболиты лекарственных веществ, различные токсины. Если не будет происходить их выведения, организм отравляется собственными продуктами жизнедеятельности. И, в первую очередь, будут страдать сами почки. Может развиться острая или хроническая почечная недостаточность.

Показателем нормальной работы выделительной системы является скорость клубочковой фильтрации. Это значение определяет, с какой скоростью образуется определенное количество первичной мочи за единицу времени.

Норма – 125 мл/мин у представителей мужского пола и 110 мл/мин у женщин.

Причиной нарушения работы органа может стать:

• отравление грибами, тяжелыми металлами, токсическими веществами;
• при переливании несовместимой крови;
• острая кровопотеря;
• передозировка некоторых лекарственных средств;
• отравление анилиновыми красителями;
• поступление в кровоток продуктов некроза тканей;
• crash-синдром;
• травмы;
• гепато-ренальный синдром;
• сахарный диабет;
• системная красная волчанка;
• системная склеродермия;
• ревматизм;
• сахарный диабет;
• амилоидоз почек;
• гломерулонефрит;
• новообразования;
• гидронефроз;
• болезни сердца.

Скорость клубочковой фильтрации определяется несколькими формулами: Шварца, MDRD, Кокрофта-Голта, при проведении пробы Реберга. От величины этого показателя зависит дальнейшая тактика ведения больного. Если СКФ больше 90 мл/мин – почки работают нормально или есть незначительная нефропатия. При уровне 89-60 мл/мин – проявляются явления нефропатии и легкое снижение СКФ, 59-45 мл/мин соответствует умеренному снижению СКФ, 44-30 мл/мин – выраженное, 29-15 мл/мин – тяжелое, менее 15 мл/мин – терминальное состояние, уремия, кровь перестает фильтроваться. Значительное снижение фильтрационной функции – показание к гемодиализу.

Наиболее характерными симптомами недостаточности почек являются следующие:

1. Запах мочи от кожи и со рта пациента .
2. Отеки тканей .
3. Нарушение работы сердца — аритмия, тахикардия .
4. Ускоренное дыхание .
5. В крови — повышение креатинина и мочевины .
6. Лихорадка .
7. Потеря сознания .
8. Снижение артериального давления .

Терапия зависит от причины возникновения поражения почек. Если состояние угрожает жизни пациента, в первую очередь, проводятся мероприятия, направлены на восстановление гомеостаза: восстановление кислотно-щелочного равновесия, работы сердца, профилактика отека головного мозга. Острая почечная недостаточность, в отличие от хронической может быть обратимой. Проводится диализная терапия. После чего, пациенту на длительное время назначаться ренопротективные препараты – блокаторы ангиотензин-превращающего фермента (Лизиноприл, Эналаприл, Периндоприл).

При наличии хронического заболевания, повлекшего к поражению почек, следует провести коррекцию лечения данного заболевания: инсулинотерапия при сахарном диабете, антигипертензивная – при гипертонической болезни, гормональная и цитостатическая – при системной красной волчанке.

Чтобы заболевания, приводящие к дефектам в образовании первичной и вторичной мочи не возникали, необходимо придерживаться рекомендаций:

• своевременно обращаться в медицинские учреждения;
• придерживаться назначенной терапии;
• контроль за пищевым рационом;
• избегания употребления в пищу грибов неизвестного происхождения;
• избегать длительного контакта с вредными веществами.

Видео: Фильтрация первичной и вторичной мочи

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ ВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Основные понятия

Выделение - это совокупность процессов, обеспечивающих поддержание оптимального состава внутренней среды организма путем удаления чужеродных веществ, конечных продуктов мета­болизма, избытка воды и других веществ.

Конечные продукты метаболизма представлены различными по своей структуре и свойствам веществами. Основное из них ­углекислый газ, мочевина, мочевая кислота, аммиак, билиру­бин. Некоторые вещества практически не подвергаются серьез­ным превращениям в организме, но определяют собой постоян­ство внутренней среды. В первую очередь..« ним относятся вода и ионы (Na+, К+, Сг и др.). Вода, являясь универсальным ра­створителем, обеспечивает удаление из организма продуктов метаболизма.

Углекислый газ - конечный продукт клеточного дыхания. Он в основном выводится из организма легкими. Из растворенного в плазме крови состояния он проходит через аэрогематический ба­рьер, переводится в газообразное состояние и выделяется во вне­шнюю среду. С выдыхаемым воздухом также выводится из орга­низма вода, испаряющаяся с поверхностей слизистых оболочек дыхательных путей и альвеол.

Продуктом распада белков и аминокислот является аммиак. Он представляет собой токсичное для организма соединение. Обез­вреживание аммиака происходит в печени путем образования не­токсичной мочевины - хорошо растворимого в воде соединения. Процесс образования мочевины в организме был открыт в 1932 г. Г. Кребсом и назван циклом мочевины.

Из печени мочевина попадает с током крови в почки и выво­дится с мочой. Некоторая часть мочевины выводится из организ­ма потовыми железами.

Продуктом распада пуриновых нуклеотидов является мочевая кислота. Она выводится из организма почками и в значительно меньшей степени - кожей. Нарушение обмена мочевой кислоты и ее накопление в организме приводит к заболеванию, носящему название «подагра».

Билирубин образуется при распаде гемоглобина. Попадая в пе­чень, он связывается с глюкуроновой кислотой, при этом обра­зуется так называемый связанный билирубин, который и выво­дится из организма с желчью. При нарушении механизмов выве­дения билирубина он накапливается в тканях. Это внешне прояв­ляется желтушностью кожных покровов и видимых слизистых обо­лочек, в некоторых случаях присоединяется кожный зуд.

Чужеродные вещества (ксенобиотики) - химические соеди­нения, которые не образуются в организме и не являются есте­ственными компонентами пищи. Ксенобиотики - это различные лекарства, как правило, синтетического происхождения, токси­ны, консерванты и Т.д., поступающие в организм человека раз­личными путями из внешней среды. Несмотря на отсутствие эво­люционно выработанного механизма превращений этих веществ, они часто подвергаются метаболизму в организме. Связано это с тем, что в них присутствуют химические группы, схожие с тако­выми у веществ, характерных для человека. Печень и почки ­основные органы, в которых происходят превращения ксенобио­тиков.

В результате чужеродные для человека вещества изменяют свои свойства: из нерастворимого состояния пере водятся в раствори­мое, снижают или повышают свою химическую активность и т.д. Выделяться они могут как "в измененном, так и внеизмененном состоянии. Знание закономерностей метаболизма и выведения ксенобиотиков помогает в лечении отравлений, разработке новых лекарств.

Процессы выделения в организме человека осуществляются органами, относящимися к различным системам: почками, лег­кими, печенью, кожей и слизистыми оболочками желудочно-ки­шечного тракта. Несмотря на то, что эти органы принадлежат к различным системам, имеют разное местоположение и выделяют различные продукты обмена, они функционально тесно связаны между собой. В результате сдвига функционального состояния од­ного из органов выделения изменяется активность другого в пре­делах единой «выделительной системы организма». Так например, недостаточная функция почек будет в определенной степени ком­пенсирована деятельностью потовых желез: с потом выделяются мочевина, мочевая кислота, креатинин - вещества, которые в норме удаляются почками; при печеночной недостаточности, когда неудовлетворительно перерабатываются продукты белкового об­мена, - их выведение из организма частично обеспечивают лег­кие.

Несмотря на существующую взаимозаменяемость названных органов, основной системой выделения у человека является мо­чевыделительная система, на долю которой приходится удаление более 80 % конечных продуктов обмена веществ.

Почки

Строение. Почка, теп (греч. - nephros) - парный орган, образующий и выводящий мочу. Расположены почки в пояснич­ной области, в забрюшинном пространстве. Они лежат в так на­зываемом «почечном ложе», образованном мышцами живота. Ле­вая почка расположена на уровне ХН грудного и двух верхних поясничных позвонков. Правая находится на 2 - 3 см ниже левой и соответствует по протяженности 1, ll и III поясничным позвон­кам. К верхнему полюсу каждой почки прилегает надпочечник; спереди и с боков они окружены петлями тонкой кишки. Кроме того, к правой почке прилежит печень; к левой - желудок, под­желудочная железа и селезенка.

Почка имеет бобовидную форму, красно-бурый цвет, гладкую поверхность, плотную консистенцию. Средняя масса органа составляет 120 г, длина 10-12 см, ширина около 6 см, толщина 3 - 4 см. В строении почки выделяют две поверхности: переднюю ­более выпуклую и заднюю - сглаженную; два конца (полюса): верхний - закругленный и нижний - заостренный; два края: латеральный - выпуклый и медиальный - вогнутый. На меди­альном крае расположены ворота почки . В них входят почечная артерия и нерв, а выходят почечная вена, лимфатические сосуды и мочеточник. Все эти образования объединены понятием «почеч­ная ножка». У новорожденных, а иногда и у взрослых людей на поверхности почки видны борозды, разделяющие ее на доли.

Почка покрыта фиброзной капсулой, которая рыхло связана с ее паренхимой. Кнаружи от капсулы почки расположен толстый слой жировой клетчатки, который называется жировой капсулой. Она отграничена почечной фасцией, выполняющей роль футляра для почки и жировой капсулы.

Почечная фасция, жировая капсула, мышечное почечное ложе, почечная ножка надежно фиксируют орган в строго определен­ном месте в забрюшинном пространстве. Они относятся к фикси­рующему аппарату почки . Кроме того в поддержании характерного положения органа важную роль играет внутрибрюшное давление. Если по каким-либо причинам фиксирующий аппарат не обеспе­чивает соответствующее положение органа, возникает смещение почки вниз - нефроптоз.

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, общее количество которых составляет более 2 млн. Нефрон пред­ставляет собой длинный каналец, начальный отдел его в виде двустенной чаши окружает капиллярный клубочек, а конечный ­впадает в собирательную трубочку. В нефроне выделяют четыре отдела: почечное (Мальпигиево) тельце; извитой каналец первого порядка (проксимальный извитой каналец); петля нефрона (Генле); извитой каналец второго порядка (дистальный извитой каналец).

Почечное тельце расположено в корковом веществе почки и состоит из сосудистого клубочка, окруженного капсулой Шумлян­ского - Боумена . Данная капсула представляет собой чашу, состоя­щую из двух стенок - наружной и внутренней, между которыми имеется щелевидное пространство (рис. 9.4). Это пространство со­общается со следующим отделом нефрона. Клетки, выстилающие внутренний листок капсулы Шумлянского - Боумена, получили название «подоциты».

Сосудистый клубочек представляет собой сеть соединяющихся между собой капилляров. Общая поверхность всех капиллярных клубочков в обеих почках составляет около 1,5 м 2 . Кровь в них попадает по приносящей артериоле, а оттекает в выносящую ар­териолу, диаметр которой в 2 раза меньше. Подоциты и эндоте­лий капилляров сосудистого клубочка имеют общую базальную мембрану. Все вместе они образуют барьер, через который из про­света капилляров в просвет капсулы Шумлянского - Боумена про­исходит фильтрация компонентов плазмы крови.

но опускается в мозговое веще­ство и переходит в следующий отдел нефрона - петлю Генле . Она состоит из нисходящей и восходящей частей. Нисходящая часть образует изгиб - колено, который и продолжается в вос­ходящую часть.

В почке человека различают два вида нефронов: корковые (80 %), Мальпигиево тельце которых находится в наружной зоне коры, и юкстамедуллярные (20 %), Мальпигиево тельце которых распо­ложено на границе с мозговым веществом. Последний тип нефро­нов в связи с особенностями своего строения (приносящая арте­риола по диаметру равна выносящей) функционирует только в экстремальных ситуациях, связанных с уменьшением притока ар­териальной крови в корковое вещество почки (например, при кро­вопотере).

Кровоснабжение почки . Несмотря на свои относительно неболь­шие размеры, почка - один из наиболее кровоснабжаемых орга­нов. За 1 мин через почки проходит до 20 - 25 % объема сердечно­го выброса. В течение 1 сут через эти органы весь объем крови человека проходит до 300 раз. Почечная артерия отходит непо­средственно от брюшной аорты. В воротах почки она разветвляется на более мелкие артерии до артериол. Конечные их ветви называ­ются приносящими артериолами . Каждая из данных артериол вхо­дит в капсулу Шумлянского - Боумена, где распадается на ка­пилляры и образует сосудистый клубочек - первичную капил­лярную сеть почки. Многочисленные капилляры первичной сети в свою очередь собираются в выносящую артериолу , диаметр кото­рой в два раза меньше диаметра приносящей. Таким образом, кровь из артериального сосуда попадает в капилляры, а затем в другой артериальный сосуд. Практически во всех органах после капил­лярной сети кровь собирается в венулы. Поэтому этот фрагмент интраорганного сосудистого русла получил название «чудесная сеть почки». Выносящая артериола вновь распадается на сеть ка­пилляров, оплетающих канальцы всех отделов нефрона. Тем са­мым образуется вторичная капиллярная сеть почки. Следователь­но, в почке имеются две системы капилляров, что связано с функ­цией мочеобразования. Капилляры, оплетающие канальцы, окон­чательно сливаются и образуют венулы. Последние, поэтапно сли­ваясь и переходя в интраорганные вены, формируют почечную вену.

Мочевыводящие пути почки. Началом интраорганных мочевы­водящих путей являются собирательные трубочки , в которые при­носят вторичную мочу извитые канальцы II порядка. Они распо­ложены в мозговом веществе. Собирательные трубочки сливают­ся, образуя сосочковые проточки.

Стенки почечной лоханки, малых и больших чашечек состоят из слизистой и мы­шечной оболочек. От других структур они отделены соединитель­ной тканью. Мышечная оболочка мочевыводящих путей почки представлена гладкой мышечной тканью. Своей перистальтикой она обеспечивает активную эвакуацию мочи в мочеточник.

Функции почек . Основная функция почек - удаление из орга­низма чужеродных веществ, продуктов метаболизма, избытка воды и ионов. Она осуществляется посредством образования и эвакуа­ции мочи. Кроме этого они выполняют и другие жизненно важ­ные функции,

Почки участвуют в регуляции артериального давления. В парен­химе почек специальные клетки образуют ренин , ЯВЛЯЮЩИЙСЯ ча­стью ренин -ангиотензин-альдостероновой системы. Секреция ре­нина активируется при снижении уровня артериального давления. Попадая в кровь, он катализирует расщепление белка ангиотен­зиногена, что ведет к образованию ангиотензина , который стиму­лирует секрецию альдостерона, являющегося мощным вазокон­стриктором (вызывает спазм артериальных сосудов). Таким обра­зом, ренин способствует увеличению артериального давления.

Почки - основное место синтеза эритропоэтина - клеточно­го фактора роста. Под его влиянием в первую очередь усиливается пролиферация клеток -- предшественниц эритроцитов. Почки также являются местом образования некоторые других биологически активных веществ (простагландины, брадикинин и т.д.)

Тесно связаны с мочеобразованием и осуществляются благо­даря ему следующие гомеостатические функции почек: регуляция ионного состава и кислотно-основного равновесия крови, регу­ляция количества внеклеточной жидкости.

Образование мочи

Почки потребляют 9 % кислорода из общего его количества, используемого организмом. Высокая интенсивность обмена веществ в почках обусловлена большой энергоемкостью процессов обра­зования мочи.

Процесс образования и выделения мочи называют диурезом; он протекает в три фазы: фильтрации, реабсорбции и секреции.

В сосудистый клубочек почечного тельца кровь попадает из приносящей артериолы. Гидростатическое давление крови в со­судистом клубочке достаточно высокое - до 70 ММ рт. ст. В про­свете капсулы Шумлянского - Боумена оно достигает всего лишь 30 мм рт. ст. Внутренняя стенка капсулы Шумлянского-Боумена плотно срастается с капиллярами сосудистого клубочка, тем са­мым формируя своеобразную мембрану между просветом капил­ляра и капсулы. В то же время между клетками, образующими ее, остаются небольшие пространства. Возникает подобие мельчай­шей решетки (сита). При этом артериальная кровь протекает через капилляры клубочка довольно медленно, что максимально спо­собствует переходу ее компонентов в просвет капсулы.

Совокупность повышенного гидростатического давления в ка­пиллярах и пониженного давления в просвете капсулы Шумлян ­ского - Боумена, медленный ток крови и особенность строения стенок капсулы и клубочка создают благоприятные условия для фильтрации плазмы крови - перехода жидкой части крови в про­свет капсулы в силу разницы давлений. Образующийся фильтрат собирается в просвете капсулы Шумлянского - Боумена и носит название первичной мочи . Следует отметить, что снижение артери­ального давления ниже 50 мм рт. ст. (например, при кровопотере) ведет к прекращению процессов образования первичной мочи.

Первичная моча отличается от плазмы крови только отсут­ствием в ней молекул белков, которые из-за своих размеров не могут пройти через стенку капилляров в капсулу. В ней также содержатся продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кис­лота и пр.) и другие составные части плазмы, в том числе и необходимые для организма вещества (аминокислоты, глюкоза, витамины, соли и др.).

Основной количественной характеристикой процесса фильт­рации является скорость клубочковой фильтрации (СКФ) - коли­чество первичной мочи, образующейся за единицу времени. В норме скорость клубочковой фильтрации составляет 90-140 мл в мину­ту. За сутки образуется 130 - 200 л первичной мочи (это примерно в 4 раза больше общего количества жидкости в организме). В кли­нической практике для вычисления СКФ используют пробу Ре­берга. Суть ее заключается в расчете клиренса креатинина. Клирене ­ объем плазмы крови, которая, проходя через почки за опреде­ленное время (1 мин), полностью очищается от того или иного вещества. Креатинин - эндогенное вещество, концентрация ко­торого в плазме крови не подвержена резким колебаниям. Это вещество выводится только почками путем фильтрации. Секре­ции и реабсорбции оно практически не подвергается.

Первичная моча из капсулы поступает в канальцы нефрона, где осуществляется реабсорбция. Канальцевая реабсорбция пред­ставляет собой процесс транспорта веществ из первичной мочи в кровь. Она происходит за счет работы клеток, выстилающих стен­ки извитых и прямого канальцев нефрона. Последние активно вса­сывают обратно из просвета нефрона во вторичную капиллярную сеть почки глюкозу, аминокислоты, витамины, ионы Na+, К+, С1-, НСО з и др. Для большинства этих веществ на мембране эпи­телиальных клеток канальцев существуют специальные белки-пе­реносчики. Эти белки, используя энергию АТФ, переводят соот­ветствующие молекулы из просвета канальцев в цитоплазму кле­ток. Отсюда они поступают в капилляры, оплетающие канальцы. Всасывание воды происходит пассивно, по градиенту осмотиче­ского давления. Оно зависит в первую очередь от реабсорбции ионов натрия и хлора. Небольшое количество белка, попавшего при фильтрации в первичную мочу, реабсорбируется путем пиноци­тоза.

Таким образом, обратное всасывание может происходить пас­сивно, по принципу диффузии и осмоса, и активно - благодаря деятельности эпителия почечных канальцев при участии фермент­ных систем с затратой энергии. В норме реабсорбируется около 99 % объема первичной мочи.

Многие вещества при увеличении их концентрации в крови перестают в полной мере подвергаться реабсорбции. К ним отно­сится, например, глюкоза. Если ее концентрация в крови превы­шает 9-11 ммоль/л (например, при сахарном диабете), глюкоза начинает появляться в моче. Связано это с тем, что белки-пере­носчики не справляются с возросшим количеством глюкозы, по­ступающей из крови в первичную мочу.

Кроме реабсорбции в канальцах происходит процесс секреции.

Он подразумевает активный транспорт эпителиальными клетка­ми некоторых веществ из крови в просвет канальца. Как правило, секреция идет против градиента концентрации вещества и требу­ет затраты энергии АТФ. Таким образом могут удаляться из орга­низма многие ксенобиотики (красители, антибиотики и другие лекарства), органические Кислоты и основания, аммиак, ионы (К+, Н+). Следует подчеркнуть, что для каждого вещества суще­ствуют свои строго определенные механизмы выделения почками. Некоторые из них выводятся только путем фильтрации, а секре­ции практически не подвергаются (креатинин); другие, наобо­рот, удаляются преимущественно путем секреции; для некоторых характерны оба механизма выделения из организма.

Вследствие процессов реабсорбции и секреции из первичной мочи образуется вторичная, или конечная моча , которая и выво­дится из организма. Образование конечной мочи происходит по мере прохождения фильтрата по канальцам нефрона. Таким обра­зом, из 130 - 200 л первичной мочи в течение 1 сут образуется и выводится из организма только около 1-1,5 л вторичной мочи.

Состав и свойства вторичной мочи . Вторичная моча представля­ет собой прозрачную жидкость светло-желтого цвета, в которой содержатся 95 % воды и 5 % сухого остатка. Последний представ­лен продуктами азотистого обмена (мочевина, мочевая кислота, креатинин), солями калия, натрия и др.

Реакция мочи непостоянна. Во время мышечной работы в кро­ви накапливаются кислоты. Они выводятся почками и, следова­тельно, реакция мочи становится кислой. То же самое наблюдает­ся и при питании белковой пищей. При употреблении раститель­ной пищи реакция мочи нейтральная или даже щелочная. В то же время чаще всего моча представляет собой слабокислую среду (рН 5,0-7,0). В норме в моче присутствуют пигменты, например, уробилин. Они придают ей характерный желтоватый цвет. Пиг­менты мочи образуются в кишечнике и почках из билирубина. По­явление неизмененного билирубина в моче характерно для забо­леваний печени и желчевыводящих путей.

Относительная плотность мочи пропорциональна концентра­ции растворенных в ней веществ (органических соединений и электролитов) и отражает концентрационную способность по­чек. В среднем ее удельный вес равен 1,012-1,025 г/см:". Он умень­шается при употреблении большого количества жидкости. Отно­сительную плотность мочи определяют с помощью урометра.

В норме белок в моче не содержится. Его появление там назы­вается протеинурией. Это состояние свидетельствует о заболевании почек. Следует отметить, что белок может быть найден в моче и у здоровых людей после большой физической нагрузки.

Глюкоза у здорового человека в моче обычно не содержится. Ее появление связано с избыточной концентрацией вещества в кро­ви (например, при сахарном диабете). Появление глюкозы в моче называется глюкозурией. Физиологическая глюкозурия наблюдает­ся при стрессах, употреблении в пищу повышенных количеств углеводов.

После центрифугирования мочи получают надосадочную жид­кость, которую используют для исследования под микроскопом. При этом можно выявить ряд клеточных и неклеточных элемен­тов. К первым относятся эпителиальные клетки, лейкоциты и эрит­роциты. В норме содержание эпителиальных клеток эпителия ка­нальцев почек и мочевыводящих путей не должно превышать 0-3 в поле зрения. Таково и нормальное содержание лейкоцитов. При увеличении содержания лейкоцитов выше 5 - 6 в поле зрения гово­рят о лейкоцитурии ; выше 60 - пиурии. Лейкоцитурия и пиурия ­признаки воспалительных заболеваний почек или мочевыводящих путей. В норме эритроциты в моче встречаются в единичном ко­личестве. Если их содержание возрастает, говорят о гематурии. К не­клеточным элементам относятся цилиндры инеорганизованный осадок. Цилиндры - белковые образования, не встречающиеся в моче здорового человека. Они образуются в канальцах нефрона и имеют цилиндрическую форму, повторяя форму канальцев. Не­организованный осадок представляет собой соли и кристалличе­ские образования, встречающиеся в нормальной и патологиче­ской моче.

Регуляция мочеобразования . Количество образуемой мочи и ее состав отличаются непостоянством и зависят от времени суток, внешней температуры, количества выпитой воды и состава пищи, от уровня потоотделения, мышечной работы и других условий.

Мочеобразование зависит прежде всего от уровня артериаль­ного давления. На него также влияет степень кровоснабжения по­чек, а, следовательно, и величина просвета кровеносных сосудов этих органов. Сужение капилляров почек и падение артериально­го давления уменьшают, а расширение капилляров и повышение артериального давления увеличивают мочеотделение.

Интенсивность мочеобразования колеблется в течение суток: днем оно в 3 - 4 раза больше, чем ночью. Моча, образовавшаяся в ночные часы, более темная и концентрированная, чем дневная. При дли­тельной физической нагрузке мочевыделение снижается из-за уси­ленного потоотделения - большую часть жидкости организм выде­ляет путем испарения. То же самое происходит и при увеличении внешней температуры: в жаркие дни количество мочи уменьшается, и она становится более концентрированной. Прием большого коли­чества воды увеличивает диурез. Кратковременная и интенсивная мышечная работа также увеличивает мочеобразование, что зависит в основном от повышения во время нагрузки артериального давления.

Важную роль в регуляции функций почек играет вегетативная нервная система. Под влиянием симпатической нервной системы возникает сужение сосудов почек, соответственно, снижается ско­рость клубочковой фильтрации. Кроме того, симпатические им­пульсы стимулируют реабсорбцию натрия и воды, тем самым уменьшая диурез. Парасимпатическая нервная система оказывает обратное, но менее выраженное влияние на мочеобразование.

Моча – физиологический продукт жизнедеятельности организма. Благодаря биологической жидкости выводятся токсические соединения и конечные продукты распада метаболизма. Урина образовывается в результате фильтрации крови почками, где и происходит ее первичное накопление. Выводится она при помощи органов мочевыделительной системы.

Механизм образования мочи возложен на почки, которые за 1 минуту очищают более 1,2 л крови, транспортирующей продукты жизнедеятельности, соли и прочие соединения. За сутки через парные органы проходит более 1500 л крови, из которой в ходе фильтрации образовывается урина равная 1/1000 объема крови.

Образование и этап секреции

Процесс очищение начинается с прохождения плазмы через нефроны, заключенные в капсулу. Это функциональная структурная почек, состоящая из тельца, которое отвечает за ультрафильтрацию и канальцев, выполняющих функцию обратного всасывания (реабсорбцию).

• Ультрафильтрация – процесс непосредственного очищения почечными нефронами крови от коллоидных частиц. В сутки гломерулы образовывают первичной мочи около 160 л. Образование первичной мочи происходит в результате высокого гидростатического давления в сосудах нефрона (около 60-70 мм. рт. ст.) и низкого натиска вокруг него (около 30 мм. рт. ст.). Перепад давления в капилляре и вокруг него составляет около 30-40 мм. рт. ст. Благодаря разнице давления плазма, несущая углерод, неорганические соединения (мочевая кислота, соли, мочевина) проходит сквозь сосуды и очищается в нефроне. Другие соединения, масса которых более 8 тыс. атомных единиц, например белые и красные кровяные тельца, тромбоциты, белковые соединения, не проникают сквозь капилляры и остаются в сосудистом русле. Если в моче появляются высокомолекулярные белки и соединения это указывает на нарушение процесса фильтрации крови гломерулами и является последствием воспалительных и иных патологических процессов в почках.
• Процесс образования вторичной мочи (реабсорбция). Процесс образования вторичной биологической жидкости носит название реабсорбция или обратное всасывание, которое бывает двух видов: активное и пассивное. Схема формирования вторичной мочи выглядит следующим образом. Биологическая жидкость, образованная при ультрафильтрации из почечного нефрона, спускается в выгнутые и прямые канальцы, где происходит ее обратное всасывание. Канальцы имеют сложное строение со значительным количеством кровеносных сосудов, что позволяет важным соединениям, которые необходимы для жизнедеятельности организма (глюкоза, аминокислоты, вода и прочее), проникать обратно в кровь. В процессе реабсорбции происходит усвоение около 95% мочи, образованной на первом этапе фильтрации. В результате этого из 160 л биологической жидкости, полученных при ультрафильтрации, получается значительно меньшее количество вторичной урины – 1,6 л, что составляет 1/100 от первичной.
• Секреция, как последний этап образования мочи. Параллельно с процессом образования вторичной биологической жидкости в почечных канальцах происходит процесс секреции, который схож с механизмом реабсорбции, однако имеет обратное направление. Благодаря секреции удается вывести вредные соединения, которые не участвуют в процессе очищения. Это могут быть медикаментозные препараты или отравляющие вещества, например, аммиак, которые при сохранении в организме приводят к интоксикации. Процесс секреции позволяет получить конечный продукт очищения крови — мочу.

Каково отличие первичной и вторичной урины

Биологическая жидкость, полученная в ходе процесса ультрафильтрации, на 99% состоит из воды, в которой растворены органические и не органические соединения. Первичная урина близка по составу с плазмой крови — в ней содержатся белки, альбумин, глобулин, глюкоза, молочная кислота. Отличие состоит в том, что в плазме в большей концентрации присутствуют гемоглобин, альбумин и протеин.

Вторичная урина более концентрирована, чем биологическая жидкость, полученная путем ультрафильтрации. На 95% состоит из воды, остальные 5% включают соли аммония, мочевину, креатинин, натрий, магний, мочевую кислоту, сульфаты хлора.

Кроме состава первичная и вторичная моча отличаются способом испускания. В первом случае урина попадает в канальцы клубочков почки, где происходит процесс ее преобразования. Во втором случае выделение физиологической жидкости происходит во внешнюю среду.

Что влияет на мочеобразование

Механизм образования первичной и вторичной урины зависит от:

• Гемостаза – это особая биологическая система, на которую возложена функция по поддержанию жидкого состояния крови, а также остановку геморрагии, в результате повреждения оболочек сосудов.
• Кровяного давления в сосудистой системе.
• Силы тока крови, которая зависит от просвета сосудов. На это влияет гормональный фон, состояние нервной системы и продукты метаболизма, которые проходят процесс фильтрации.

Продукты метаболизма

На образование вторичной и первичной мочи влияют органические и неорганические соединения, участвующие в метаболических процессах, а именно:

• Пороговые вещества, которые в процессе фильтрации не выводятся с уриной до тех пор, пока их уровень не превышает предельные границы. Это аминокислоты, витамины, сахар, ионы.
• Непороговые – соединения, выводимые почками в ходе фильтрации, которые не проходят реабсорбцию. К этой группе относятся мочевина и сульфаты.

Рост концентрации пороговых веществ во вторичной биологической жидкости свидетельствует о дисфункции клубочкового аппарата парных органов мочевыделительной системы, что привело к сбоям реасорбции.

Гормональный фон

На работу почек влияют такие гормоны, как:

• Кортизон, гидрокортизон, альдостерон, синтезируемые корой надпочечников, тироксин, производимый щитовидной железой, а также андрогены, подавляющие всасывание воды, что приводит к увеличению мочеотделения.
• Паратгормон, вазопрессин, вырабатываемый гипоталамусом, повышают реабсорбцию воды, что приводит к уменьшению диуреза. Второй гормон является антидиуретическим и, при увеличении его концентрации в крови, выводится с уриной.
• Адреналин даже в незначительном количестве приводит к сужению просвета кровеносных сосудов и повышению давления. Большая концентрация гормона может стать причиной снижения или прекращения мочеиспускания.

Нервная система

Почка – сложный орган мочевыделительной системы, который кроме разветвленной системы кровеносных сосудов обладает большим количеством волокон симпатической и парасимпатической нервной системы.

При возбуждении симпатических нервных окончаний, например при болевом синдроме, снижается количество поступаемой крови из-за спазма мускулатуры сосуда к парным органам мочевыделительной системы, что приводит к снижению давления в гломерулах. В результате таких процессов происходит ухудшение процесса образования первичной и вторичной мочи.

При возбуждении парасимпатической системы (защемление блуждающего нерва или прочее его раздражение) увеличивается секреторная функция почек, что приводит к увеличению объема отделяемой биологической жидкости.

Как выводится моча

По окончанию ультрафильтрации, реабсорбции и секреции в чашечно-лоханочной системе парных органов происходит первичное скопление биологической жидкости. После их наполнения урина опускается вниз по мочеточникам. Данный процесс регулируется спазмами – сужением и расширением просвета. По мочеточникам моча попадает в мочевой пузырь – резервуар для вторичного сбора биологической жидкости. Мочевой резервуар в месте впадения мочеточника имеет несколько складок, состоящих из поверхностных слоев органа, которые препятствуют обратному проникновению урины в мочеточник.

Процесс опорожнения мочевого пузыря происходит рефлекторно и осуществляет в несколько этапов:

• Жидкость, в переполненном мочевом резервуаре, оказывает давление на стенки органа, раздражая его рецепторы.
• Нейроны передают сигнал к крестцовому отделу спинного мозга, который ответственный за процесс мочеотделения.
• Образуется новый импульс, который несет информацию к внутреннему сфинктеру мочевого резервуара. Возникает желание помочиться.
• При позыве в ходе опорожнения подается импульс к наружному сфинктеру из мышечных волокон, который открывается, и происходит отделение порции биологической жидкости.

Особенности образования урины у ребенка

Процесс образования первичной и вторичной урины у детей разного возраста схож с ультрафильтрацией и реабсорбцией у взрослых, однако имеет некоторые отличия, а именно:

• Вес почки в процентном соотношении с массой тела ребенка больше чем у взрослого, при этом количество нефронов одинаково, но меньше по размеру.
• Почечный аппарат созревает к 3 годам, поэтому в период новорожденности и у малышей не сформирован полностью (канальцы нефронов короткие и узкие, тельце маленького размера).
• В первые месяцы жизни малыша почки пропускают через себя меньшие объемы жидкости, однако, при расчете процентного соотношения отделяемой урины и массы тела, мочи образуется больше.
• В силу несформированности клубочкового аппарата ребенку для полноценного выведения токсических соединений и шлаков из организма требуется большее количество жидкости.
• В почках не полноценно происходит и процесс секреции.

Процесс образования первичной и вторичной мочи – сложная физиологическая работа, возложенная на почки, кровеносную систему парных органов. При ультрафильтрации и реасорбции очищается кровь от токсических соединений и поддерживается баланс полезных веществ, необходимых для организма.

Нефрон - это структурная единица почки, где происходит фильтрация крови и образование мочи.

В каждой почке примерно 1 млн нефронов.

Строение нефрона

В корковом слое почки находится почечная капсула (капсула нефрона) , внутри которой находится капиллярный клубочек извитого канальца .

В мозговом (пирамидальном) слое находятся извитые канальцы . Канальцы образуют общие собирательные трубочки , впадающие в почечную лоханку.

От почечной лоханки каждой почки отходит мочеточник , соединяющий почку с мочевым пузырём.

От капсулы отходит извитой каналец первого порядка (проксимальный извитой каналец) , который в мозговом слое почки образует петлю (петля Генле), затем он снова поднимается в корковый слой, где переходит в извитой каналец второго порядка (дистальный извитой каналец) . Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона. Все собирательные трубочки образуют выводные протоки , открывающиеся на верхушках пирамид в мозговом веществе почки.

Приносящая почечная артерия распадается на артериолы и затем на капилляры, образуя клубочек почечной капсулы .

Капилляры собираются в выносящую артериолу , которая снова распадается на сеть капилляров, оплетающих извитые канальцы .

Затем капилляры образуют вены, по которым кровь поступает в почечную вену .

Образование мочи

Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. Образование мочи проходит в два этапа - фильтрации и обратного всасывания (реабсорбции) .

На первом этапе плазма крови фильтруется через капилляры мальпигиева клубочка в полость капсулы нефрона .

За счёт высокого давления крови в капиллярах клубочков вода и небольшие молекулы различных веществ, содержащиеся в плазме крови, поступают в щелевидное пространство капсулы, от которой начинается почечный каналец. Так образуется первичная моча , близкая по составу к плазме крови (отличающаяся от плазмы крови отсутствием белков) и содержащая мочевину, мочевую кислоту, аминокислоты, глюкозу, витамины.

В извитых канальцах происходит обратное всасывание в кровь первичной мочи и образование вторичной (конечной) мочи . Вновь всасываются в кровь вода, аминокислоты, углеводы, витамины, некоторые соли.

Во вторичной моче увеличивается в несколько десятков раз, по сравнению с первичной мочой, содержание мочевины (в 65 раз) и мочевой кислоты (в 12 раз). Увеличивается в 7 раз концентрация ионов калия. Количество натрия практически не изменяется.

За сутки образуется около 150 л первичной мочи, и около 1,5 л в сутки вторичной мочи, что составляет примерно 10% объёма первичной мочи. Таким образом необходимые организму вещества возвращаются в кровь, а ненужные выводятся.

Вторичная моча поступает из канальцев в почечную лоханку, а затем по мочеточникам стекает в мочевой пузырь и по мочеиспускательному каналу выводится наружу.

Регуляция работы почек

Деятельность почек регулируется нейрогуморальным механизмом.

Нервная регуляция . В кровеносных сосудах находятся осмо- и хеморецепторы, передающие информацию о давлении крови и составе жидкости в гипоталамус по проводящим путям вегетативной нервной системы.
Гуморальная регуляция деятельности почек осуществляется гормонами гипофиза, коры надпочечников, паращитовидных желёз.

Их функции включают удаление из организма ненужных продуктов обмена и чужеродных веществ, регуляцию химического состава жидкостей тела путем удаления веществ, количество которых превышает текущие потребности, регуляцию содержания воды в жидкостях тела (и тем самым их объема) и регуляцию рН жидкостей тела .

Почки обильно снабжаются кровью и гомеостатически регулируют состав крови . Благодаря этому поддерживается оптимальный состав тканевой жидкости , и, следовательно, внутриклеточной жидкости омываемых ею клеток, что обеспечивает их эффективную работу.

Почки приспосабливают свою деятельность к изменениям, происходящим в организме. При этом только в двух последних отделах нефрона - в дистальном извитом канальце почки и собирательной трубке почки - изменяется функциональная активность с целью регуляции состава жидкостей тела . Остальная часть нефрона вплоть до дистального канальца функционирует при всех физиологических состояниях одинаково.

Конечным продуктом деятельности почек является моча , объем и состав которой варьирует в зависимости от физиологического состояния организма.

Каждая почка содержит около одного миллиона структурно-функциональных единиц (нефронов). Схема нефрона показана на Рис. № 1

Рисунок № 1. Строение почечного клубочка и нефрона с кровеносными сосудами:

1-приносящая артерия; 2-выносящая артерия; 3-клубочковая капиллярная сеть; 4-капсула Боумена; 5-проксимальный каналец; 6-дистальный каналец; 7.собирательные трубочки; 8-капиллярная сеть коркового и мозгового вещества почек.

Попавшая в почки плазма крови (около 20 % общего сердечного выброса) подвергается ультрафильтрации в клубочках. Каждый клубочек содержит почечные капилляры, окруженные капсулой Боумена. Движущая сила, обеспечивающая ультрафильтрацию – градиент между давлением крови и гидростатическим давлением гломерулярного пространства, составляющей около 8 кПа. Противодействует ультрафильтрации онкотическое давление, составляющее около 3,3 кПа, создаваемое растворенными белками плазмы, которые сами практически не подвергаются ультрафильтрации (Рис. № 2).

Рисунок № 2. Силы, обеспечивающие фильтрацию плазмы в клубочках почек