Где происходит накопление мочи. Первичная и вторичная моча

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.

Первичная моча (клубочковый ультрафильтрат) - жидкость, образующаяся в почечных тельцах почек непосредственно после отделения (ультрафильтрации) растворённых в крови низкомолекулярных веществ (как отходов жизнедеятельности, так и необходимых для метаболизма) от белков и форменных элементов .

История

Первичная моча впервые была описана Карлом Людвигом (1816-1895) в 1842 году в докторской диссертации "Вклад в теорию механизма выделения мочи" (нем. "Beiträge zur Lehre vom Mechanismus der Harnabsonderung").

Состав

Первичная моча по своему составу представляет собой плазму , практически лишённую белков. А именно, количество креатинина, аминокислот, глюкозы, мочевины, низкомолекулярных комплексов и свободных ионов в ультрафильтрате совпадает с их количеством в плазме крови. Из-за того, что клубочковый фильтр не пропускает белки-анионы, для поддержания мембранного равновесия Доннана (произведение концентраций ионов с одной стороны мембраны равно произведению их концентраций с другой стороны) в первичной моче концентрация анионов хлора и бикарбоната становится примерно на 5 % больше и, соответственно, пропорционально меньше концентрация катионов натрия и калия, чем в плазме крови. В ультрафильтрат попадает небольшое количество одних из самых мелких молекул белка - почти 3 % гемоглобина и около 0,01 % альбуминов .

Свойства

Первичная моча имеет следующие свойства:

1. Низкое осмотическое давление. Оно возникает из-за мембранного равновесия.
2. Большой суточный объём, который измеряется десятками литров. Весь объем крови проходит через почки около 30 раз. Т.к. в среднем человек имеет 5 литров крови, то за день почки фильтруют около 150 литров крови.

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ)

Регуляция СКФ производится посредством нервных и гуморальных механизмов и влияет на:

• тонус артериол клубочков и, следовательно, объём кровотока (плазмотока) и величину фильтрационного давления;
• тонус мезангиальных клеток (соединительная ткань между капиллярами нефронного клубочка) и фильтрационной поверхности;
• активности

Жизненно важным процессом в почках является процесс образования мочи. Он включает в себя несколько составляющих — фильтрация, всасывание, выделение. В случае нарушения по каким либо причинам механизма произведения и последующего выделения урины, проявляются различные тяжелые недуги.

Состав мочи включает себя воду и особенные электролиты, кроме того важной составляющей являться конечные продукты обмена в клетках. Продукты последней стадии метаболизма попадают из клеток в кровяное русло в то время, когда она циркулирует по организму и выводиться почками входя в состав урины. Реализуется механизм произведения мочи в почках функциональной единицей почки — нефроном.

Нефрон — это единица почки, которая обеспечивает образование мочи и ее дальнейшее выведение, благодаря своей многофункциональности. Каждый орган насчитывает около 1 миллиона таких единиц.

Нефрон в свою очередь делиться на:

• клубочек
• капсула Боумена — Шумлянского
• система канальцев

Клубочек — это целая сеть капилляров, которые внедрены в капсулу Боумена — Шумлянского. Капсула сформирована из двойных стенок и напоминает полость с продолжением в канальцы. Канальцы почечной единицы образовывают своеобразную петлю, части которой исполняют необходимые заложенные функции для образования урины. Части канальцев, извитые и прямые, прилегающие непосредственно к капсуле, называются проксимальными канальцами. Кроме этих основных структурных единиц нефрона, существуют еще:

• поднимающиеся и опускающиеся тонкие секции
• отдаленный прямой каналец
• толстый приносящий сегмент
• петли Генле
• отдаленный извитой каналец
• соединительный каналец
• собирательная трубка

Образование первичной мочи

Кровь, которая поступает в клубочки нефрона, под действием процессов диффузии и осмоса, через специфическую мембрану клубочков фильтруется и в этом процессе растрачивает большую часть жидкости. Отфильтрованные продукты крови, поступают в дальнейшем в капсулу Боумена — Шумлянского.

Всевозможные шлаки, глюкоза, соли, вода и различные другие биохимические вещества, отфильтрованные из крови и находящиеся в капсуле Боумена, называют первичной мочой. Первичная моча содержит в себе большое количество глюкозы, креатинина, аминокислот, воды и иных низкомолекулярных соединений. Отличной считается фильтрация в обеих почечных канальцах, составляющая 130 мл в минуту. Если произвести не сложные подсчеты, то получается, что нефронами, входящими в состав почек, отфильтровывается примерно 185 л за 24 часа.

Это огромное количество, ведь не известно ни одного случая выведения такого большого количества жидкости. Что же еще кроется в механизме образования мочи?

Вторичная моча и ее образование

Реабсорбция — второй составляющий фактор механизма, который обуславливает образование мочи. Этот процесс заключается в движении различных отфильтрованных веществ, обратно в капилляры и сосуды кровеносной системы. Процесс реабсорбции начинается в канальцах, прилегающих к капсуле Боумена, а имеет свое продолжение уже в петлях Генле, а также отдаленных извитых канальцах и собирательной трубочке.

Механизм образования вторичной мочи достаточно сложный и кропотливый, тем не менее, около 183 литров жидкости в день из канальцев обратно возвращается в кровяное русло.

Все ценные и питательные вещества не пропадают вместе с уриной, все они подвергаются механизму реабсорбции.

Глюкоза обязательно возвращается в кровь, при условии отсутствия нарушений в системах организма. В случае, если содержание глюкозы в кровяном русле превышает 10 ммоль\л, то тогда глюкоза начинает выделяться вместе с мочой.

Кроме того, возвращаются различные ионы, в том числе и ионы натрия. Количество, которое ресорбирует почка в сутки, напрямую зависит, от того, какое количество соленного съел пациент накануне. Чем больше ионов натрия попадает в организм с едой, тем больше всасывается из состава первичной мочи.

В здоровом состоянии организма, моча не должна содержать белка, эритроцитов, кетоновых тел, глюкозы, билирубина. Если различные вещества содержаться в выделяемой моче, это может свидетельствовать о нарушении в работе печени, желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы и многие другие.

Процесс выделения мочи из организма

Третий важный процесс — канальцевая секреция. Это механизм образования мочи. При этом процессе из капилляров рядом с отдаленными и собирательными канальцами, в углубление канальцев, а именно в первичную мочу, методом активного переноса и проникновения выделяются ионы водорода, калия, аммиака, а также некоторых лекарственных средств. В результате всасывания и выделения в почечных канальцах первичной мочи, образовывается вторичная моча, которой в норме должно быть от 1.3 до 2.3 литра.

Выделение в канальцах почек играет очень важную роль в стабилизации кислотно — щелочного баланса человеческого организма.

Накопленная моча в мочевом пузыре, приводит к повышению давления в самом пузыре. Он иннервируется вегетативной нервной системой и в свою очередь раздражение парасимпатических тазовых нервов приводи к сокращению стенок мочевого пузыря и последующему расслаблению сфинктера, что влечет за собой изгнание мочи из пузыря.

Мочеобразование во многом зависит от уровня артериального давления, кровенаполнения почек, а также величины просвета артерий и вен почек. Падение артериального давления, а также сужение просвета капилляров в почках, влечет за собой значительное сокращение отделения мочи, а расширение капилляров и соответственно, повышенное артериальное давление — увеличивают.

Почки являются главным органом, который регулирует процессы гомеостаза в организме человека путем выделения лишней воды, ненужных для функционирования веществ, определения уровня оптимальной концентрации необходимого состава крови.

Это означает, что образование мочи заключается не просто в выделении излишков жидкости, но в очень тонком механизме взаимодействия со всеми органами и системами, учете потребностей и условий жизнеобеспечения.

Кроме того, заболевания сопровождаются разрывом установленных связей, значит, на почки ложится «ответственность» за компенсацию и сохранение необходимого сырьевого баланса для работы неповрежденных органов и восстановления больных.

Какие проблемы «решают» почки с помощью формирования состава мочи?

Почки соединены с кровотоком и реагируют на концентрацию определенных веществ в крови. Их задачи:

• удалить из крови переработанные шлаки, продукты распада тканей, старых клеток;
• вывести из организма чужеродные вещества;
• развести водой или наоборот повысить концентрацию биологически важных компонентов, содержащих необходимые вещества для текущих потребностей;
• регулировать содержание электролитов, солей и воды в тканях как внутри клеток, так и во внеклеточном пространстве;
• поддерживать оптимальный уровень кислотно-щелочного равновесия, при котором идут все биохимические процессы.

Образование мочи - физиологический процесс, нарушение которого говорит о развитии патологии

Какие структуры почки вырабатывают мочу?

В организме работают парные органы (почки), в каждом из которых имеется по миллиону нефронов. Эти структурные единицы состоят из:

• капиллярных клубочков, куда поступает кровь из артерий;
• капсулы, окружающей клубочки (Боумена);
• двух видов канальцев (проксимальных и дистальных, называемых по отношению к центру нефрона);
• собирательных трубочек для вывода мочи в чашечки.

Важно, что регулировать состав поступающей жидкости могут только дистальные канальцы и собирательные трубки. Остальные отделы нефрона работают постоянно в одном режиме при разных физиологических состояниях человека.

Как проходит процесс фильтрации?

Попадая в клубочки, плазма крови подвергается фильтрации на уровне клеточной мембраны. Поэтому ее называют ультрафильтрацией. Различают 3 этапа образования мочи.

Начальный или первый этап – заключается в формировании первичной мочи. Местом, где происходит образование первичной мочи является клубочек из капилляров. Процесс диффузии происходит под действием выталкивающей силы крови с высокой концентрацией растворенных веществ.

Максимальную роль играют белки плазмы, которые сами через мембрану в норме не проходят из-за своих больших молекулярных размеров

Профильтрованная жидкость скапливается между листками капсулы Боумена. Так образуется первичная моча. В ней находятся:

• вода;
• растворенные соли;
• азотистые вещества (мочевина, креатинин);
• шлаки;
• аминокислоты;
• глюкоза;
• некоторые прочие низкомолекулярные соединения.

Обе почки за минуту фильтруют в среднем 125 мл мочи. У мужчин немного больше, чем у женщин. Если ограничиться только этим этапом (фазой фильтрации), то в мочевой пузырь должно поступить за час до 7,5 л мочи. Практически этого не происходит, потому что включается следующий этап, продолжающий процесс образования мочи.

Участие канальцев в процессе реабсорбции

Вторым этапом – является канальцевая реабсорбция, в результате которой почти вся первичная моча возвращается в кровоток. Дальнейший механизм образования мочи переходит в систему канальцев.

Местом образования последовательно являются:

• часть, вплотную подходящая к капсуле Боумена, представленная извитым и прямым отделами, называется проксимальным канальцем;
• нисходящий и восходящий тонкие сегменты, образующие петлю Генле;
• толстый дистальный участок с прямым направлением, называемый дистальным прямым канальцем;
• дистальный извитой каналец.

Образование вторичной мочи начинается с обратного перемещения растворенных веществ и воды из канальцев в окружающие их капилляры (перитубулярные).

Процесс определяется возможностями эпителиальных клеток канальцев переводить воду и нужные вещества (глюкозу, электролиты) обратно в кровь. Реабсорбция осуществляется:

• в проксимальных канальцах;
• петле Генле;
• дистальных извитых канальцах;
• заканчивается в собирательных трубочках.

Обратному всасыванию подвергается 96% воды

Здоровые почки не теряют полезных веществ, все необходимое полностью возвращается в кровь. Образовавшаяся жидкость может содержать глюкозу только в случае превышения концентрацией в крови порогового уровня.

Как проходит секреция в почечных канальцах?

Третьим этапом в образовании мочи является секреция канальцев. Мы упоминали о влиянии почек на поддержку кислотно-щелочного баланса. Это значит, что должно быть место, где образуются кислоты или щелочи.

Такой функцией обладают клетки эпителия почечных канальцев. В зависимости от отклонения химического состава пришедшей жидкости они способны накапливать кислотные атомы водорода, ионы калия или остатки щелочных соединений из аммиака. Эти вещества при необходимости транспортируются в мочу сквозь окружающие канальцевые капилляры. Соответственно в крови их становится меньше и баланс поддерживается на нужном уровне.

Во вторичной моче происходит перераспределение ионов натрия и других электролитов. Они частично возвращаются в кровь. Например, количество натрия зависит от употребления в пищу соли. Если соли употребляется недостаточно, то натрий больше задерживается из мочи.

Первичная и вторичная моча значительно отличаются по составу: если содержание растворенных веществ в первичной порции практически соответствует плазме крови, то во вторичной – остаются только шлаки и часть компонентов, превышающих в текущей ситуации пороговые значения, в которых организм не нуждается.

Через специальный соединительный каналец вторичная моча поступает в собирательную трубку, чашечку, почечную лоханку и выводится через мочеточник в мочевой пузырь. Нормальный объем суточной мочи составляет до 2 л. Недостаток выделяемой мочи предполагает нарушение функционирования канальцевой системы или наличие препятствия в виде объемного образования в почках.

Какую работу выполняют почки в процессе образования мочи?

Теперь мы знаем, как образуется моча в нефронах. Учитывая необходимость безостановочных процессов фильтрации, обратного всасывания и секреции, возникает вопрос, откуда берется энергия для обеспечения работоспособности почечных механизмов? Какой же мощностью должен обладать «насос», перекачивающий такой громадный объем жидкости?

О важности функции почек говорит такое сравнение: по массе они составляют всего 1/200 долю тела человека, а по потреблению кислорода – поглощают десятую часть от всех поступлений.

Приведенный факт подчеркивает интенсивность биохимических реакций в клетках почек. Они должны для обеспечения своей правильной работы постоянно получать питание и кислород из крови. Только таким образом синтезируется достаточное количество энергии.

С каждым сердечным выбросом до почек доходит 1/5 часть кровотока

Особенности образования мочи в детском возрасте

Все особенности детей связаны с незаконченными структурными и функциональными изменениями в почках к моменту рождения. По массе органы сравнительно больше, чем у взрослых - 1/100 часть общей массы тела. Количество нефронов одинаковое. Но они по величине значительно меньше.

Эпителиальный слой на базальной мембране клубочков представлен высокими цилиндрическими клетками. У этого вида значительно снижена поверхность фильтрации, увеличено сопротивление.

Канальцы у грудничков узкие и короткие, а подготовка эпителия к секретирующей работе пока незавершена. Считается, что вся морфологическая структура почечного аппарата созревает к трехлетнему возрасту, а у некоторых – к 6 годам. Соответственно моча у детей отличается по количеству и составу.

В первые месяцы почки грудничков фильтруют меньший объем жидкости, хотя в пересчете на кг массы тела мочи образуется больше, чем у взрослых. Но от избытка воды почки освободить организм пока неспособны.

В возрасте 1 год ребенок выделяет 750 мл мочи, к пяти годам – литр, в 10 лет практически соответствует по объему взрослому человеку – до 1,5 л. По способности к реабсорбции и концентрированию мочи дети значительно отстают от взрослых. Если сравнить по объему жидкость для выведения равного количества шлаковых веществ, то детскому организму потребуется значительно больше воды.

Особенности касаются приспособления детей к виду вскармливания:

• при кормлении грудным молоком почки не нуждаются в концентрировании мочи, поскольку получаемые с питанием вещества почти полностью усваиваются организмом;
• у «искусственников» рано начинается нагрузка чужеродными белками, кислотно-щелочной баланс крови легко переходит в сторону ацидоза (более кислого состояния), следовательно, имеется потребность в удалении шлаков.

Какими бы свойствами не обладал искусственный корм, для малыша нет ничего полезнее материнского молока

Секретирующая функция у детей развита слабо. Эпителий канальцев в раннем возрасте не справляется с превращением щелочных фосфатов первичной мочи в кислые соли. Кроме того, значительно ограничен синтез аммиака, страдает процесс реабсорбции щелочных солей (бикарбонатов).

Выделяется в 2 раза меньше кислотных остатков, поэтому и наблюдается склонность к ацидозу при разных физиологических состояниях и заболеваниях. Подобное состояние называют «канальцевым ацидозом». Существенную роль играет и метаболический ацидоз, вызванный недостаточной фильтрацией. Кислотность мочи увеличивается при кормлении белковой пищей.

Эпителий нефронов у детей слабо реагирует на «приказы» антидиуретического гормона и альдостерона. Поэтому удельный вес мочи у детей имеет низкие значения. Изучение процессов образования важно для выяснения механизма патологических изменений и диагностики заболеваний по показателям выделяемой мочи. Указания на нарушение одного из этапов формирования позволяет подобрать правильное лечение и избавить человека от многих проблем.

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