Как происходит образование мочи в почках. Суточная норма мочи. Общие сведения об образовании мочи, ее свойства

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.

Возвышение Москвы. Образование единого Российского государства

Восприятие, образование ассоциаций, память и кортикальная пластичность

Мочевыделительная система

Почка

Почка - парный орган, образующий и выводящий мочу. Располагаются почки в поясничной области, в забрюшинном пространстве в так называемом почечном ложе, образованном мышцами живота. Они расположены на уровне 12-го грудного и трех верхних поясничных позвонков. При этом, правая почка на 2 - 3 см находится ниже левой. К верхнему полюсу каждой почки прилегают надпочечники; спереди и с боков они окружены петлями тонкой кишки, к правой почке прилежит печень, к левой - селезенка.

Почка имеет бобовидную форму, красно-бурый цвет, гладкую поверхность, плотную консистенцию. Вогнутый внутренний край называют воротами. В ворота входят почечная артерия и нерв, а выходят почечная вена, лимфатические сосуды и мочеточник. Средний вес почки 120 г, длина - 10 - 12 см, ширина около 6 см, толщина 3 - 4 см.

Почка покрыта фиброзной капсулой, которая связана с ее паренхимой. Кнаружи от капсулы почки располагается толстый слой жировой клетчатки, который называется жировой капсулой. Последняя спереди покрыта внутрибрюшинной фасцией и предохраняет почку от сотрясений и фиксирует ее в забрюшинном пространстве.

Паренхима почки состоит из двух слоев: наружного (темно-красного цвета) коркового вещества и внутреннего, более светлого – мозгового вещества. Мозговое вещество представлено почечными пирамидами (около 12), основание которых обращено к корковому слою почки, а вершины - к центру. В мозговом веществе проходят почечные канальцы. Корковое вещество на срезе почки занимает узкий наружный слой почечной паренхимы, а также участки вещества между почечными пирамидами, которые называют почечными столбами. В корковом веществе почки расположены нефроны, являющиеся структурно-функциональной единицей почки. Всего нефронов в почке более 1 миллиона.

Началом мочевыводящих путей почки являются собирательные трубочки, в которые открываются извитые канальца II порядка. Собирательные трубочки сливаются, образуя сосочковые проточки, которые проходят через мозговое вещество, и открываются на верхушках пирамид в малые чашечки. Последние, объединяясь, образуют две или три большие чашечки, которые открываются в расширенную полость, называемую почечной лоханкой. Стенки почечной лоханки, малых и больших чашечек состоят из слизистой, мышечной и наружной - адвентициальной оболочек. Мышечная оболочка всех мочевыводящих путей своей перистальтикой обеспечивает активное продвижение мочи в нижележащие мочевыводящие пути. Почечная лоханка открывается в мочеточник

Входящая в ворота почки почечная артерия разветвляется на большое количество артериол, конечные ветви которых называются приносящими артериолами. Каждая из данных артериол входит в капсулу Шумлянского – Боумена, 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 артериолы. Выносящая артериола вновь распадается на сеть капилляров, оплетающих канальцы всех отделов нефрона, тем самым образуя вторичную капиллярную сеть почки. Следовательно, в почке имеются две системы капилляров, что связано с функцией мочеобразования. После этого капилляры окончательно сливаются и образуют вены, впадающие в почечную вену.

Почки потребляют 9% кислорода из общего его количества, используемого организмом. Высокая интенсивность потребления кислорода, биохимических процессов распада АТФ и последующего окислительного фосфорилирования в почках обусловлена энергоемкостью процессов образования мочи из поступающей в эти органы крови. В течение суток через почки все пять литров крови циркулируют до 300 раз.

В сосудистый клубочек почечного тельца кровь попадает из приносящей артериолы – конечной ветви почечной артерии (за сутки через данный отдел почки проходит до 1500 л крови). Почечные артерии большие и широкие, а сами почки располагаются довольно близко к сердцу, поэтому гидростатическое давление крови в приносящих артериолах, а значит, и в сосудистом клубочке, достаточно высокое - до 70 мм ртутного столба, в то время как в просвете капсулы Шумлянского-Боумена оно достигает всего лишь 30 мм рт.ст. Данный уровень давления также поддерживается тем, что приносящий кровеносный сосуд имеет более широкий просвет, чем выносящий и артериальная кровь протекает через капилляры клубочка медленно. Внутренняя стенка капсулы плотно сращена с капиллярами сосудистого клубочка. Однако между сращенными капиллярами и внутренней стенкой капсулы имеются щели, которые при определенных условиях являются путями для прохождения плазмы крови в просвет капсулы.

Нефрон

Нефрон представляет собой длинный неветвящийся каналец, начальный отдел которого в виде двустенной чаши окружает капиллярный клубочек, а конечный – впадает в собирательную трубочку.

В почке человека различают два вида нефронов корковые (80%), Мальпигиево (почечное) тельце которых расположено в наружной зоне коры, и юкстамедулярные (20%), мальпигиево тельце которых располагается во внутренней зоне коры 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 (кровопотеря).

В нефроне выделяют четыре отдела:

1. почечное, или Мальпигево тельце (клубочек + капсула Шумлянского-Боумена)

2. извитой каналец первого порядка - проксимальный извитой каналец;

3. прямой каналец - петля Генле;

4. извитой каналец второго порядка - дистальный извитой каналец.

Почечное тельце располагается 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, сообщающееся со следующим отделом нефрона.

Сосудистый клубочек, в свою очередь, представляет собой узкопетлистую сеть соединяющихся между собой капилляров. Общая поверхность всех капиллярных клубочков в обеих почках составляет около 1,5 кв. м. Кровь в сосудистый клубочек попадает по приносящей артериоле, а оттекает в меньшую по диаметру выносящую артериолу.

Следующий за почечным тельцем отдел нефрона называется извитой каналец первого порядка. Данный каналец опускается в мозговое вещество, где постепенно переходит в следующий отдел нефрона – петлю Генле .

Петля Генле имеет в своем составе нисходящую и восходящую части петли . Восходящая частьпо возвращении в корковое вещество получает название извитого канальца II порядка.

Последний отдел нефрона впадает в начальный отдел мочевыводящих путей почки – собирательную трубочку. Общая длина канальцев нефрона от капсулы Шумлянского – Боумена до начала собирательных трубочек составляет 35-50 мм, общая длина всех канальцев обеих по

Образование мочи

Первичная моча из капсулы поступает в петлю Генле, где осуществляется вторая фаза мочеобразования - процесс реабсорбции, вследствие чего образуется вторичная, или конечная моча, которая и выводится из организма. Образование конечной мочи происходит по мере прохождения фильтрата по остальным отделам нефрона. Клетки, выстилающие стенки извитых и прямого канальца нефрона, всасывают обратно во вторичную капиллярную сеть почки (реабсорбция) почти 99% воды, сахар, аминокислоты, витамины и некоторые соли. Обратное всасывание может происходить пассивно, по принципу диффузии и осмоса, и активно - благодаря деятельности эпителия почечных канальцев при участии ферментных систем с затратой энергии. Кроме реабсорбции в канальцах осуществляется процесс секреции, т.е. происходит активный транспорт некоторых веществ из крови в просвет канальца (креатинин, лекарственные вещества). Таким образом, из 180 литров первичной мочи за сутки образуется и выводится из организма только около 1,5 литров вторичной мочи.

Вторичная моча представляет собой прозрачную жидкость светло-желтого цвета, в которой содержатся 95% воды и 5% твердых веществ. Твердые вещества представлены продуктами распада белков (азотсодержащие вещества) - мочевина, мочевая кислота, креатинин; солями калия, натрия и др.

Реакция мочи непостоянна: во время мышечной работы вследствие накопления в крови фосфорной, молочной и угольной кислот, при питании белковой пищей ее реакция кислая, а при потреблении растительной пищи - реакция мочи нейтральная или даже щелочная. В норме в моче имеется пигмент - уробилин, придающий моче характерный желтоватый цвет. Пигменты мочи образуются в кишечнике и почках из пигментов желчи, которые в свою очередь образуются из продуктов распада гемоглобина. Удельный вес мочи в среднем равен 1,012-1,025 г/см2.

В нормальной моче белка не содержится, если белок появляется в моче, то это говорит о заболевании почек. Белок может появиться в моче и у здоровых людей при большой физической нагрузке. Появление белка в моче называется альбуминурией. Сахар (глюкоза) у здорового человека в моче обычно не содержится и появляется временно при избыточном его содержании в крови. Появление глюкозы в моче обозначается как пищевая глюкозурия. Также повышенное содержание сахара в крови наблюдается у больных сахарным диабетом

ПРОЦЕССЫ МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ.

Водный баланс организма

За сутки организм получает в среднем около 2500 мл воды в виде питья и с твердой пищей. Около 150 мл воды образуется в процессе метаболизма. Для постоянства количества воды в организме приход ее должен соответствовать расходу. Главную роль в выведении воды играют почки. Суточный диурез (мочевыделение) равен в среднем 1500 мл. Остальная вода выводится легкими (около 500 мл), кожей (около 400 мл) и небольшое количество с калом.

Кровоснабжение почек

Каждую минуту через почки походит около 1, 2 литра крови, что составляет до 25 % крови, поступающей в аорту. Масса почек у человека составляет 0,43% массы тела, поэтому очевиден исключительно высокий уровень кровоснабжения почек (для сравнения: в пересчете на 100 г ткани кровоток для почки составляет 430 мл/мин, коронарной системы сердца - 66, головного мозга - 53). 91 - 93% крови, поступающей в почки, проходит через корковое вещество. Важной особенностью почечного кровоснабжения является то, что кровоток в них остается постоянным при изменении артериального давления более чем в два раза (например, с 90 до 190 мм рт. ст.) Поскольку почечные артерии отходят от брюшной аорты, в них высок уровень артериального давления.

Клубочковая фильтрация (образование первичной мочи)

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.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16

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

1) механизм образования первичной мочи

2) механизм образования конечной мочи

1. Состав и свойства мочи
2. Выведение мочи
3. Регуляция мочеобразования

Выделение – это освобождение от экскретов, избытка воды, солей, чужеродных веществ, поступающих с пищей.

Этапы процесса выделения:

· Образование экскретов и поступление их из тканей в кровь

· Транспорт экскретов кровью к органам, обезвреживающим их, к органам выделения, в депо питательных веществ

· Выведение экскретов из организма, чужеродных веществ, попавших в кровь (пенициллин, йодиды, краски и т.д.)

Процесс образования и выделения мочи называется диурезом. Моча образуется из плазмы крови, протекающей через почки. Процесс образования мочи протекает в 3 фазы:

· клубочковая фильтрация

· канальцевая реабсорбция

· канальцевая секреция

Клубочковая фильтрация

Фильтрация крови происходит в капсуле Боумена-Шумлянского, куда по приносящей артериоле в капилляры мальпигиева клубочка поступает артериальная кровь. В капиллярах клубочка создаётся высокое давление крови за счёт разности диаметров приносящей и выносящей артериол. Кроме того, кровь сюда поступает уже под давлением, которое обеспечивает сердце. Благодаря высокому давлению и благодаря высокой проницаемости стенок капсулы в просвет капсулы поступает плазма крови, лишённая белка. Образуется первичная моча. За сутки её образуется 150-170 л. Первичная моча, кроме продуктов обмена содержит и необходимые для организма питательные вещества: аминокислоты, глюкозу, витамины, соли. Обязательным условием фильтрации первичной мочи является высокое гидростатическое давление крови в капиллярах клубочков – 70-90 мм рт.ст. Ему противодействуют онкотическое давление крови = 25-30 мм рт.ст. и давление жидкости, находящейся в полости капсулы нефрона, равное 10-15 мм рт.ст. Величина разности кровяного давления, обеспечивающая клубочковую фильтрацию, равна 30 мм рт.ст., т.е. 75 мм рт.ст. – (30 мм рт.ст.+15 мм рт.ст.) = 30 мм рт.ст. Фильтрация мочи прекращается, если АД клубочков ниже 30 мм.рт.ст.

Конечной мочи же за сутки образуется 1,5 л. Значит, нефрон должен обеспечить обратное всасывание этих веществ. Этот процесс называется канальцевой реабсорбцией.

Канальцевая реабсорбция

Канальцевая реабсорбция – это процесс транспорта веществ из первичной мочи в кровь. Первичная моча, пройдя через систему мочевых канальцев, изменяет свой состав. Обратно в кровь всасываются Н 2 О, глюкоза, аминокислоты, витамины, ионы Na + , K + , Ca +2 ? CI¯. Последние выводятся с мочой только в том случае, если их концентрация в крови выше нормы. Продукты обмена веществ (мочевина, креатинин, сульфаты и др.) выделяются с мочой при любой концентрации их в крови и реабсорбции не подвергаются. Реабсорбция происходит активно и пассивно. Активная реабсорбция происходит за счёт деятельности почечного эпителия канальцев при участии ферментов и затратой энергии. Активно всасываются глюкоза, аминокислоты, фосфаты, соли натрия. Они полностью всасываются в канальцах и в конечной моче отсутствуют. Пассивная реабсорбция происходит за счёт диффузии и осмоса без затрат энергии. Обратно всасываются Н 2 О, хлориды и др. Особое место в механизме реабсорбции воды и ионов натрия из первичной мочи занимает петля Генле нефрона за счёт поворотно-противоточной системы. Петля Генле имеет 2 колена: нисходящее и восходящее. Эпителий нисходящей части пропускает воду, а эпителий восходящей части непроницаем для воды, но активно всасывает Na + обратно в кровь. Проходя через нисходящую часть петли Генле, моча отдаёт воду, сгущается, становится более концентрированной. Отдача воды происходит пассивно, так как в восходящей части петли Генле активно обратно всасываются ионы Na + . Поступая в тканевую жидкость, ионы Na + повышают в ней осмотическое давление и тем самым способствуют притягиванию воды в тканевую жидкость из нисходящей части петли Генле. Таким образом, в петле Генле происходит реабсорбция большого количества воды и ионов Na + .

Канальцевая секреция

Секреция – активный транспорт эпителиальными клетками некоторых веществ с затратой энергии АТФ.

Благодаря секреции из организма выделяются вещества, которые не поддаются клубочковой фильтрации или содержатся в крови в больших количествах: ксенобиотики (красители, антибиотики и др. лекарства), органические кислоты и основания, аммиак, ионы К + , Н + .

СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ МОЧИ

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.