Человеческий организм обеспечивается в среднем 2500 миллилитрами воды. Около 150 миллилитров появляется в процессе метаболизма. Для равномерного распределения воды в организме ее приходящее и уходящее количество должны соответствовать друг другу.

Основную роль в выводе воды играют почки. Диурез (мочевыделение) за сутки равен в среднем 1500 миллилитрам. Остальная вода выводится посредством легких (около 500 миллилитров), кожи (около 400 миллилитров) и небольшое количество уходит с каловыми массами.

Механизм образования мочи является жизненно важным процессом, реализуемым почками, он состоит из трех этапов: фильтрации, реабсорбции и секреции.

Нефрон является морфофункциональной единицей почки, обеспечивающей механизм мочеобразования и выведения. В его структуре имеются клубочек, система канальцев, капсула Боумена.

В данной статье рассмотрим процесс образования мочи.

Снабжение почек кровью

Ежеминутно сквозь почки проходит около 1,2 литра крови, что равняется 25 % всей крови, поступающей в аорту. У человека почки по своей массе составляют 0,43 % массы тела. Из этого можно сделать вывод, что кровоснабжение почек проходит на высоком уровне (в качестве сравнения: в пересчете на 100 г тканей ток крови для почки составляет 430 миллилитров в минуту, коронарной системы сердца - 660, головного мозга - 53). Что такое первичная и вторичная моча? Об этом далее.

Важной характеристикой почечного кровоснабжения является то, что ток крови в них остается неизменным при меняющемся артериальном давлении более чем в 2 раза. Так как артерии почек отходят от аорты брюшины, то в них всегда высокий уровень давления.

Первичная моча и ее образование (клубочковая фильтрация)

Первая ступень образования мочи в почках берет начало с процесса фильтрации плазмы крови, который происходит в почечных клубочках. Жидкая часть крови следует сквозь стенку капилляров в углубление капсулы почечного тела.

Фильтрация становится возможной благодаря ряду особенностей, которые связаны с анатомией:

• уплощенные клетки эндотелия, по краям они особенно тонкие и имеют поры, через которые не могут проходить молекулы белка из-за их крупного размера;
• внутренняя стенка емкости Шумлянского-Боумена образуется приплюснутыми эпителиальными клетками, которые также не дают проходить крупным молекулам.

Где образуется вторичная моча? Об этом ниже.

Что этому способствует?

Главной силой, которая обеспечивает возможность фильтрации в почках, становятся:

• высокое давление в почечной артерии;
• не одинаковый диаметр приносящей артериолы почечного тела и выносящей.

Давление в капиллярах - около 60-70 миллиметров ртутного столба, а в капиллярах других тканей оно равняется 15 миллиметрам ртутного столба. Отфильтрованная плазма легко наполняет капсулу нефрона, так как в ней низкое давление - около 30 миллиметров ртутного столба. Первичная и вторичная моча - уникальное явление.

Из капилляров в углубление капсулы фильтруются вода и вещества, растворенные в плазме, за исключением крупных молекулярных соединений. Соли, относящиеся к неорганическим, так же, как и органические соединения (мочевая кислота, мочевина, аминокислоты, глюкоза), без сопротивления заходят в полость капсулы. Высокомолекулярные белки в норме не идут в ее углубление и сохраняются в крови. Жидкость, которая профильтровалась в углубление капсулы, имеет название первичной мочи. Почки человека в течение суток образуют 150-180 литров первичной мочи.

Вторичная моча и ее образование

Второй стадией образования мочи называют возвратное всасывание (реабсорбцию), которое протекает в извитых каналах и петле Генле. Процесс проходит в пассивной форме по принципу толчка и диффузии, и в активной, посредством самих клеток стенки нефрона. Цель этого действия состоит в том, чтобы вернуть в кровь все важные и жизненно необходимые вещества в нужном количестве и вывести конечные элементы обмена, чужеродные и токсические вещества.

Третьим этапом является секреция. Кроме обратного всасывания, в каналах нефрона проходит активный процесс секреции, то есть выделение из крови веществ, которое выполняется клетками стенок нефрона. В ходе секреции в мочу из крови идет креатинин, а также терапевтические вещества.

В ходе протекающего процесса обратного всасывания и выделения образуется вторичная моча, которая довольно сильно отличается от первичной мочи по своему составу. Во вторичной моче высокая концентрация мочевой кислоты, мочевины, магния, ионов хлора, калия, натрия, сульфатов, фосфатов, креатинина. Около 95 процентов вторичной мочи составляет вода, в остальных веществ только пять процентов. В сутки образуется около полутора литров вторичной мочи. Большую нагрузку испытывают почки и мочевой пузырь.

Регуляция мочеобразования

Работа почек саморегулируется, так как они являются крайне важным органом. Почки снабжены большим количеством волокон симпатической нервной системы и парасимпатической (окончаниями блуждающего нерва). При раздражениях симпатических нервов падает количество приходящей к почкам крови и давление в клубочках идет вниз, а следствием этого является замедление процесса образования мочи. Оно становится скудным при болевых раздражениях из-за резкого сосудистого сокращения.

Когда блуждающий нерв раздражен, то это приводит к усилению мочеобразования. Также при абсолютном пересечении всех нервов, которые подходят к почке, она продолжает нормальную работу, что говорит о высокой способности к саморегуляции. Это проявляется в выработке активных веществ - эритропоэтина, ренина, простагландинов. Данные элементы контролируют кровоток в почках, а также процессы, связанные с фильтрацией и всасыванием.

Какие гормоны это регулируют?

Ряд гормонов регулирует работу почек:

• вазопрессин, который вырабатывает отдел мозга гипоталамус, усиливает возвратное поглощение воды в каналах нефронов;
• альдостерон, который является гормоном коры надпочечников, отвечает за усиление всасывание ионов Na + и К + ;
• тироксин, который является гормоном щитовидной железы, усиливает мочеобразование;
• адреналин вырабатывается надпочечниками и вызывает уменьшение образования мочи.

Механизм образования мочи – это жизненно важный процесс, реализуемый почками, включает три составляющих: фильтрацию , реабсорбцию и секрецию . Нарушения в реализации механизма образования и выведения мочи проявляются в виде тяжелых заболеваний.

Моча состоит из воды, определенных электролитов и конечных продуктов обмена веществ в клетках. Конечные продукты метаболизма из клеток поступают в кровь во время ее циркуляции по телу и выводятся почками в составе мочи. Механизм образования мочи в почках реализуется нефроном.

Нефрон – морфофункциональная единица почки, обеспечивающая механизм мочеобразования и выведения. В каждой почке насчитывается более 1 миллиона нефронов. В структуре нефрона выделяют такие части: клубочек, капсула Боумена, система канальцев. Клубочек – это сеть артериальных капилляров, погруженных в капсулу Боумена. Двойные стенки капсулы формируют полость, продолжением которой являются канальцы. Канальцы нефрона образуют петлю, отдельные части которой выполняют определенные функции в механизме образования мочи. Извитая и прямая часть канальцев, примыкающая к капсуле Боумена, называется проксимальный каналец. Далее следуют нисходящий тонкий сегмент, восходящий тонкий сегмент, дистальный прямой каналец или толстый восходящий сегмент петли Генле, дистальный извитой каналец, соединительный каналец и собирательная трубка.

Механизм образования мочи начинается с процесса
фильтрации в почечных клубочках
и образования первичной мочи.

Суть процесса фильтрации в следующем:
Кровь, поступающая в клубочки, под действием осмоса и диффузии фильтруется через специфическую мембрану клубочков и теряет большую часть жидкости и растворимые как полезные химические вещества, так и шлаки. Продукт фильтрации крови в клубочках поступает в капсулу Боумена. Вода, шлаки, соль, глюкоза и другие химические вещества, которые отфильтровались из крови в капсулу Боумена, называются первичная моча . Таким образом, первичная моча состоит из воды, избытка солей, глюкозы, мочевины, креатинина, аминокислот и других низкомолекулярных соединений. В норме суммарная скорость клубочковой фильтрации (СКФ, для всех нефронов обеих почек) составляет около 125 мл в минуту. Это значит, что около 125 мл воды и растворенных веществ поступают в капсулу Боумена и канальцевый аппарат почки из крови в минуту. За час реализации механизма образования первичной мочи почки фильтруют 125 мл / мин х 60мин/час = 7500 мл, за сутки соответственно 7500 мл / ч x 24 ч / сутки = 180 000 мл / сутки или 180 л / сутки!

Очевидно, что никто никогда не выделяет 180 л мочи в сутки. Почему? Потому что механизм образования мочи включает процесс канальцевой реабсорбции, при реализации которого почти весь этот объем первичной мочи возвращают в кровь.

Реабсорбция в почечных канальцах.
Механизм образования первичной мочи.

Реабсорбция – вторая составляющая механизма образования мочи , по определению, это движение веществ из почечных канальцев обратно в капилляры крови, окружающие канальцы (так называемые перитубулярные капилляры). В механизме образования первичной мочи реализуются свойства структур эпителиальных клеток канальцев абсорбировать воду, глюкозу и другие питательные вещества, натрий (Na+) и другие ионы и секретировать их в кровь. Реабсорбция начинается в проксимальных канальцах и продолжается в петле Генле, дистальных извитых канальцах и собирательных трубочках.

При реализации сложного механизма образования вторичной мочи более 178 литров воды в день в из проксимальных канальцев возвращается в кровь.

Ни одно из ценных питательных веществ не теряется с мочой, все они подвергаются реабсорбции в том числе глюкоза. В норме вся глюкоза (сахар крови) полностью возвращается в кровь. В том случае, если содержание глюкозы в крови превышает 10 ммоль/л (печеный порог), то та часть глюкозы выделяется с мочой. Ионы натрия (Na+) и другие ионы возвращаются в кровь частично. Так, количество реабсорбируемого иона натрия во многом зависит от того, сколько соли употребляется в пищу. Чем больше соли поступает с пищей, тем меньше реабсорбируется натрия из состава первичной мочи. Чем меньше соли, тем большее количество натрия поглощается обратно в кровь, а количество соли в моче уменьшается.

Секреция в почечных канальцах
как третья составляющая
механизма образования мочи

Третий важный процесс в механизме образования мочи – канальцевая секреция. Канальцевая секреция – это процесс, при котором из капилляров вокруг дистальных и собирательных канальцев, в полость канальцев, т.е. в первичную мочу, путем активного транспорта и диффузии секретируются ионы водорода (Н+), ионы калия (K+), аммиак (NH 3) и некоторые лекарства. В результате процессов реабсорбции и секреции в почечных канальцах первичной мочи образуется вторичная моча. Суточный объем вторичной мочи в норме составляет 1,5 – 2,0 литра.

Канальцевая секреция в почках играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного баланс организма. Таким образом, образование мочи осуществляется последовательной реализацией в нефронах почки процессов фильтрации, реабсорбции и секреции.

Процесс образования мочи состоит из 3 звеньев.

1) Клубочковая фильтрация. Ультрафильтрация из плазмы крови в капсулу почечного клубочка без белковой жидкости, ведущая к образованию первичной мочи. Фильтрационный барьер служащий для фильтрации плазмы при образовании первичной мочи обеспечивает сохранение форменных элементов и белков крови. Он представлен 3 слоями:

Эндотелий капилляров содержит крупные и мелкие форменные элементы, но не плазму

Базальная мембрана, общая для капилляров и погоцитов

Внутренний листок капсулы клубочка.

2) Канальцевая реобсобция ведет к образованию вторичной мочи, начинается в проксимальных канальцах нефрона, представляет собой обратимой всасывание из первичной мочи воды и других в-в.Реабсобция в-в в различных отделах нефрона неодинакова. Большая часть в-в адсорбируется активно, причем первичные иона натрия калия при помощи энергии АТФ, вторично- глюкозы, аминокислоты, без затраты энергии, пассивно адсорбируется вода, мочевина, хлорид. В проксимальном отдели реабсорбирутеся вода, аминокислоты, белки, витамины, микроэлементы, глюкоза, электролиты. В петле Генри и дистальных канальцах реабсорбируется вода, ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора, при чем петле Генри моча концентрируется в 4-4,5 раза, в дистальных канальцах концентрация избирательна и зависит от потребности организма. В собирательных трубочках продолжается реобсобция воды, и завершается концентрация мочи.

3) Секреция. В канальцах почек активным двумя путями:

Захват эпителиальных клеток нефрона некоторых в-в из крови и перенос их в просвет канальцев, так переносятся орг в-ва основания, ионы калия, протоны.

Синтез новых в-в в стенках канальцев и удаления их с почек.

Благодаря активной секреции из организма выделяются лекарственные средства и некоторые красители (пинециллин, фуресциллтин). Удаляются в-ва слабо и вообще не фильтрующееся и продукты белкогого обмена (мочевина, креатинин). Т.е. благодаря фильтрации, реапсопции, секреции выполняется основная задача почек- это образование мочи и удаление с ней метаболитов.

Первичная моча – это без белковая ультрафильтрация плазмы крови, объем 180 литров сутки.

Состав первичной мочи - состав плазмы крови (ультрафильтрат):

вода,белки (альбумин), аминокислоты, глюкоза,мочевая кислота,мочевина, креатинин, хлориды, фосфаты, калий, натрий, Н + и др.

Большой объем фильтрации обусловлен:

1)богатым кровоснабжением почек

2)большой фильтрацией поверхности канальцев клубочка

3)высоким давлением в капиллярах.

Скорость клубочковой фильтрации зависит от:

1)объема крови

2)фильтрационного давления

3)фильтрации поверхности

4)кол-во функциональных нефронов

Эффективность фильтрации давления обусловлено давлением 3-х сил:

1)давление крови капиллярах (способствует)

2)анкотическое давление крови (препятствует) 3)давление в капсуле(препятствует)

Оно меняется по ходу капилляров,т.к. повышается анкотческое давление.

Скорость клубочковой фильтрации регулируется нервными и гуморальными механизмами.

Образование мочи происходит в почках, а точнее в минимальной структурной единице почки - нефроне. Нефрон состоит из клубочка и почечного канальца. Клубочек образован пучком капилляров, представляющих собой разветвления приносящей и выносящей артериол. Капилляры окружает боуменова капсула, образованная канальцевым эпителием. От нее начинаются извитые участки почечных канальцев, переходящие в прямые канальцы.

мочеобразование протекает в две фазы.

Первая фаза - фильтрационная. Она протекает в капсуле и заключается в образовании первичной мочи. Как предполагается, первичная моча фильтруется из капилляров мальпигиева клубочка в полость капсулы.

Во вторую фазу образования мочи - реабсорбционную - в канальцах нефронов происходит обратное всасывание (реабсорбция) из первичной мочи в кровь аминокислот, глюкозы, витаминов, большей части воды и солей.

Клубочковая фильтрация - это первый этап мочеобразования, который заключается в пере­носе жидкости и растворенных в ней веществ из клубочковых капилляров в полость капсулы

Фильтрационное давление представляет собой эффективное давление, т.е. это разница гидростатического давления в капиллярах, которое способствует фильтрации и, препятствующих фильтрации, онкотическое давление крови и гидростатическое давление самой первичной мочи в клубочке почки.

Фильтрат, поступивший в капсулу Шумлянского-Боумена, составляет первичную мочу, которая по своему содержанию отличается от состава плазмы только отсутствием белков.первичная моча , содержащая необходимую организму воду и растворенные в ней вещества, большинство из которых представляют биологическую ценность, например аминокислоты, углеводы, соли и др.

Канальцевая реабсорбция и секреция.Пороговые вещества. Состав конечной мочи. Диурез.

Канальцевой секрецией называют активный транспорт в мочу веществ, содержащихся в крови или образуемых в самих клетках канальцевого эпителия, например аммиака.

Канальцеваяреабсорбция - способность клеток почечных канальцев к обратному всасыванию веществ из просвета нефрона в кровь.

Все вещества, содержащиеся в плазме крови, можно разделить на пороговые и непороговые. К пороговым веществам относятся такие, которые выделяются в составе конечной мочи только при достижении определенной концентрации их в крови; например, глюкоза поступает в конечную мочу только в том случае, если ее содержание в крови превышает 6,9 ммоль/л.

Моча обычно прозрачна , но имеет небольшой осадок, получаемый при центрифугировании и состоящий из малого количества эритроцитов, лейкоцитов и эпителиальных клеток. Белок и глюкоза в конечной моче практически отсутствуют. В небольших количествах в мочу поступают производные продуктов гниения белков в кишечнике - индола, скатола, фенола. В моче содержится широкий спектр органических кислот, небольшие концентрации витаминов (кроме жирорастворимых), биогенные амины и их метаболиты, стероидные гормоны и их метаболиты, ферменты и пигменты, определяющие цвет мочи .

Диурез - объём мочи, образуемой за определённый промежуток времени.

Образование первичной мочи

Первый этап образования мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. При этом жидкая часть крови проходит через стенку капилляров в полость капсулы почечного тельца. Возможность фильтрации обеспечена рядом анатомических особенностей:

клетки эндотелия капилляров плоские, особенно они тонки по своей периферии и имеют в этих частях поры, через которые, однако, не проходят молекулы белка из-за их крупных размеров

внутренняя стенка капсулы Шумлянского - Боумена образована плоскими эпителиальными клетками, которые также не пропускают только крупные молекулы.

Основной силой, обеспечивающей возможность фильтрации в почечных клубочках, является высокое давление в них за счет:

высокого давления в почечной артерии

разности диаметра приносящей и выносящей артериол почечного тельца. Давление в капиллярах тельца около 60 - 70 мм рт. ст., а в капиллярах других тканей оно равно 15-30 мм рт. ст. Профильтровавшаяся плазма легко поступает в капсулу нефрона, так как в капсуле давление низкое - около 30 мм рт. ст.

В полость капсулы из капилляров фильтруется вода и все растворенные в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений. Неорганические соли, органические соединения, такие, как мочевина, мочевая кислота, глюкоза, аминокислоты и др. свободно проходят в полость капсулы. Белки с высокой молекулярной массой в норме не проходят в полость капсулы и остаются в крови. Жидкость, профильтровавшаяся в полость капсулы, называется первичной мочой . Почки человека за сутки образуют 150 - 180 литров первичной мочи.

Образование вторичной мочи

Второй этап образования мочи – это обратное всасывание (реабсорбция) , протекает в извитых канальцах и петле Гнеле. Первичная моча, проходя по ним, подвергается процессу обратного всасывания (реабсорбции). Реабсорбция осуществляется пассивно по принципу осмоса и диффузии и активно самим клетками стенки нефрона. Значение этого процесса состоит в том, чтобы вернуть в кровь все жизненно важные вещества и в необходимых количествах и вывести конечные продукты обмена, токсические и чужеродные вещества. В начальном участке нефрона всасываются органические вещества: аминокислоты, глюкоза, низкомолекулярные белки, витамины, ионы Na + , K + , Ca ++ , Mg ++ , вода и многие другие вещества. В последующих участках нефрона всасываются только вода и ионы.

Третий этап – секреция: помимо обратного всасывания, в канальцах нефрона происходит активный процесс секреции, т.е. выделение из крови в просвет нефрона некоторых веществ, выполняемый клетками стенок нефрона. В результате секреции из крови в мочу поступает креатинин, лекарственные вещества.

Итогом обратного всасывания и секреции является образование вторичной мочи , состав которой очень сильно отличается от первичной мочи. Во вторичной моче высока концентрация мочевины, мочевой кислоты, ионов хлора, магния, натрия, калия, сульфатов, фосфатов, креатинина. Около 95% вторичной мочи составляет вода, 5% - сухой остаток. В сутки образуется около 1,5 литров вторичной мочи.