Dove si accumula l'urina? Urine primarie e secondarie

Formazione di urina si verifica nei reni, o meglio nell'unità strutturale minima del rene - il nefrone. Un nefrone è costituito da un glomerulo e da un tubulo renale. Il glomerulo è formato da un fascio di capillari, che sono rami delle arteriole afferenti ed efferenti. I capillari sono circondati da una capsula di Bowman formata da epitelio tubolare. Da esso iniziano le sezioni contorte dei tubuli renali, che passano nei tubuli diritti.

la minzione avviene in due fasi.

La prima fase è la filtrazione. Procede nella capsula e consiste nella formazione di urina primaria. Come previsto, l'urina primaria viene filtrata dai capillari del glomerulo malpighiano nella cavità della capsula.

Nella seconda fase della formazione dell'urina - riassorbimento - nei tubuli del nefrone, si verifica l'assorbimento inverso (riassorbimento) dall'urina primaria nel sangue di aminoacidi, glucosio, vitamine, la maggior parte dell'acqua e dei sali.

Filtrazione glomerulare- questo è il primo stadio della minzione, che consiste nel trasferimento di fluido e sostanze in esso disciolte dai capillari glomerulari nella cavità della capsula

Pressione di filtrazioneè la pressione effettiva, cioè questa è la differenza di pressione idrostatica nei capillari, che favorisce la filtrazione e, impedendo la filtrazione, la pressione oncotica del sangue e la pressione idrostatica dell'urina primaria stessa nel glomerulo del rene.

Il filtrato che entra nella capsula Shumlyansky-Bowman costituisce l'urina primaria, che nel suo contenuto differisce dalla composizione del plasma solo per l'assenza di proteine. urina primaria, contenente acqua necessaria per il corpo e sostanze in essa disciolte, la maggior parte delle quali ha valore biologico, come aminoacidi, carboidrati, sali, ecc.

Riassorbimento e secrezione tubulare Sostanze soglia. La composizione dell'urina finale. Diuresi.

secrezione tubulare chiamato trasporto attivo nelle urine di sostanze contenute nel sangue o formate nelle cellule dell'epitelio tubulare, ad esempio l'ammoniaca.

riassorbimento tubulare- la capacità delle cellule dei tubuli renali di invertire l'assorbimento di sostanze dal lume del nefrone nel sangue.

Tutte le sostanze contenute nel plasma sanguigno possono essere suddivise in soglia e non soglia. A sostanze soglia includere quelli che vengono escreti nella composizione dell'urina finale solo quando viene raggiunta una certa concentrazione di essi nel sangue; ad esempio, il glucosio entra nell'urina finale solo se il suo contenuto nel sangue supera i 6,9 mmol/l.

L'urina è generalmente limpida, ma presenta un piccolo sedimento ottenuto per centrifugazione e costituito da una piccola quantità di eritrociti, leucociti e cellule epiteliali. Proteine ​​e glucosio nell'urina finale sono praticamente assenti. In piccole quantità, i derivati ​​\u200b\u200bdei prodotti di decadimento delle proteine ​​\u200b\u200bnell'intestino - indolo, scatolo, fenolo - entrano nelle urine. L'urina contiene un'ampia gamma di acidi organici, piccole concentrazioni di vitamine (ad eccezione di quelle liposolubili), ammine biogeniche e loro metaboliti, ormoni steroidei e loro metaboliti, enzimi e pigmenti che determinano colore delle urine.

Diuresiè il volume di urina prodotta in un dato periodo di tempo.

Urina primaria(ultrafiltrato glomerulare) - un liquido formato nei corpuscoli renali dei reni immediatamente dopo la separazione (ultrafiltrazione) di sostanze a basso peso molecolare disciolte nel sangue (sia prodotti di scarto che quelli necessari per il metabolismo) da proteine ​​​​e elementi formati.

Storia

L'urina primaria fu descritta per la prima volta da Carl Ludwig (1816-1895) nel 1842 nella sua tesi di dottorato "Contributo alla teoria del meccanismo dell'escrezione dell'urina" (tedesco: "Beiträge zur Lehre vom Mechanismus der Harnabsonderung").

Composto

L'urina primaria nella sua composizione è il plasma, praticamente privo di proteine. Vale a dire, la quantità di creatinina, amminoacidi, glucosio, urea, complessi a basso peso molecolare e ioni liberi nell'ultrafiltrato coincide con la loro quantità nel plasma sanguigno. A causa del fatto che il filtro glomerulare non fa passare le proteine ​​anioniche, per mantenere l'equilibrio della membrana di Donnan (il prodotto delle concentrazioni degli ioni su un lato della membrana è uguale al prodotto delle loro concentrazioni sull'altro lato), la concentrazione di anioni cloruro e bicarbonato nell'urina primaria diventa circa il 5% più alta e, rispettivamente, la concentrazione di cationi sodio e potassio è proporzionalmente più bassa che nel plasma sanguigno. Una piccola quantità di una delle molecole proteiche più piccole entra nell'ultrafiltrato: quasi il 3% di emoglobina e circa lo 0,01% di albumina.

Proprietà

L'urina primaria ha le seguenti proprietà:

1. Bassa pressione osmotica. Si verifica a causa dell'equilibrio della membrana.
2. Grande volume giornaliero, misurato in decine di litri. L'intero volume di sangue passa attraverso i reni circa 30 volte. Perché In media una persona ha 5 litri di sangue, quindi i reni filtrano circa 150 litri di sangue al giorno.

Tasso di filtrazione glomerulare (VFG)

La velocità di filtrazione glomerulare è regolata attraverso meccanismi neurali e umorali e influenza:

• il tono delle arteriole dei glomeruli e, di conseguenza, il volume del flusso sanguigno (flusso plasmatico) e l'entità della pressione di filtrazione;
• tono delle cellule mesangiali (tessuto connettivo tra i capillari del nefrone glomerulo) e della superficie filtrante;
• attività

Un processo vitale nei reni è il processo di formazione dell'urina. Include diversi componenti: filtrazione, assorbimento, escrezione. In caso di violazione per qualche motivo del meccanismo di produzione e successiva escrezione di urina, compaiono vari disturbi gravi.

La composizione dell'urina comprende acqua ed elettroliti speciali, inoltre, un componente importante sono i prodotti finali del metabolismo nelle cellule. I prodotti dell'ultimo stadio del metabolismo entrano nel flusso sanguigno dalle cellule nel momento in cui circola attraverso il corpo e viene escreto dai reni come parte dell'urina. Il meccanismo per la produzione di urina nei reni è implementato dall'unità funzionale del rene: il nefrone.

Il nefrone è l'unità del rene che assicura la formazione di urina e la sua ulteriore escrezione grazie alla sua versatilità. Ogni organo ha circa 1 milione di tali unità.

Il nefrone, a sua volta, è suddiviso in:

• glomerulo
• Capsula Bowman-Shumlyansky
• sistema tubolare

Il glomerulo è un'intera rete di capillari incorporati nella capsula Bowman-Shumlyansky. La capsula è formata da doppie pareti e ricorda una cavità con una continuazione nei tubuli. I tubuli dell'unità renale formano una sorta di anello, parti del quale svolgono le funzioni intrinseche necessarie per la formazione dell'urina. Parti dei tubuli, contorti e diritti, adiacenti direttamente alla capsula, sono chiamati tubuli prossimali. Oltre a queste unità strutturali di base del nefrone, ci sono anche:

• sezioni sottili ascendenti e discendenti
• tubulo diritto distante
• segmento afferente spesso
• anelli di Henle
• tubulo contorto distante
• tubulo di collegamento
• condotto collettore

Formazione di urina primaria

Il sangue che entra nei glomeruli del nefrone, sotto l'influenza della diffusione e dell'osmosi, viene filtrato attraverso una specifica membrana glomerulare e in questo processo spreca la maggior parte del fluido. I prodotti sanguigni filtrati entrano quindi nella capsula Bowman-Shumlyansky.

Tutti i tipi di tossine, glucosio, sali, acqua e varie altre sostanze biochimiche filtrate dal sangue e trovate nella capsula di Bowman sono chiamate urina primaria. L'urina primaria contiene una grande quantità di glucosio, creatinina, aminoacidi, acqua e altri composti a basso peso molecolare. La filtrazione in entrambi i tubuli renali è considerata eccellente, pari a 130 ml al minuto. Se si fanno semplici calcoli, si scopre che circa 185 litri vengono filtrati dai nefroni che compongono i reni in 24 ore.

Questa è una quantità enorme, perché non è noto un solo caso di rimozione di una quantità così grande di fluido. Cos'altro sta nel meccanismo di formazione dell'urina?

Urina secondaria e sua formazione

Il riassorbimento è la seconda componente del meccanismo che provoca la formazione dell'urina. Questo processo consiste nel movimento di varie sostanze filtrate nei capillari e nei vasi del sistema circolatorio. Il processo di riassorbimento inizia nei tubuli adiacenti alla capsula di Bowman, ed ha la sua continuazione già nelle anse di Henle, così come nei tubuli contorti distanti e nel dotto collettore.

Il meccanismo per la formazione dell'urina secondaria è piuttosto complesso e scrupoloso, tuttavia, circa 183 litri di liquido al giorno dai tubuli ritornano nel flusso sanguigno.

Tutti i preziosi e i nutrienti non scompaiono con l'urina, subiscono tutti un meccanismo di riassorbimento.

Il glucosio ritorna necessariamente nel sangue, a condizione che non vi siano disturbi nei sistemi corporei. Se il contenuto di glucosio nel flusso sanguigno supera i 10 mmol / l, il glucosio inizia ad essere escreto insieme all'urina.

Inoltre, ritornano vari ioni, compresi gli ioni di sodio. La quantità che il rene riassorbe al giorno dipende direttamente dalla quantità di sale che il paziente ha mangiato il giorno prima. Più ioni sodio vengono ingeriti con il cibo, più assorbiti dalla composizione dell'urina primaria.

In uno stato sano del corpo, l'urina non dovrebbe contenere proteine, globuli rossi, corpi chetonici, glucosio, bilirubina. Se varie sostanze sono contenute nell'urina escreta, ciò potrebbe indicare una violazione del funzionamento del fegato, del tratto gastrointestinale, del pancreas e molti altri.

Il processo di escrezione dell'urina dal corpo

Il terzo processo importante è la secrezione tubulare. Questo è il meccanismo per la formazione dell'urina. In questo processo, dai capillari vicini ai tubuli distanti e di raccolta, nell'approfondimento dei tubuli, vale a dire nell'urina primaria, gli ioni di idrogeno, potassio, ammoniaca e anche alcuni farmaci vengono rilasciati con il metodo del trasferimento attivo e della penetrazione. Come risultato dell'assorbimento e dell'escrezione nei tubuli renali dell'urina primaria, si forma l'urina secondaria, che normalmente dovrebbe essere compresa tra 1,3 e 2,3 litri.

L'escrezione nei tubuli dei reni svolge un ruolo molto importante nella stabilizzazione dell'equilibrio acido-base del corpo umano.

L'urina accumulata nella vescica porta ad un aumento della pressione nella vescica stessa. È innervato dal sistema nervoso autonomo e, a sua volta, l'irritazione dei nervi pelvici parasimpatici porta alla contrazione delle pareti della vescica e al successivo rilassamento dello sfintere, che comporta l'espulsione dell'urina dalla vescica.

La formazione di urina dipende in gran parte dal livello della pressione sanguigna, dall'afflusso di sangue ai reni, nonché dalle dimensioni del lume delle arterie e delle vene dei reni. Un calo della pressione sanguigna, così come un restringimento del lume dei capillari nei reni, comporta una significativa riduzione della separazione delle urine, l'espansione dei capillari e, di conseguenza, un aumento della pressione sanguigna.

I reni sono l'organo principale che regola i processi di omeostasi nel corpo umano espellendo l'acqua in eccesso, sostanze non necessarie per il funzionamento, determinando il livello della concentrazione ottimale della composizione del sangue necessaria.

Ciò significa che la formazione di urina non è solo il rilascio di liquidi in eccesso, ma un meccanismo molto sottile di interazione con tutti gli organi e sistemi, tenendo conto delle esigenze e delle condizioni del supporto vitale.

Inoltre, le malattie sono accompagnate da un'interruzione delle connessioni stabilite, il che significa che i reni sono "responsabili" della compensazione e del mantenimento dell'equilibrio necessario delle materie prime per il funzionamento degli organi intatti e il recupero dei pazienti.

Quali problemi "risolvono" i reni formando la composizione dell'urina?

I reni sono collegati al flusso sanguigno e rispondono alla concentrazione di alcune sostanze nel sangue. I loro compiti:

• rimuovere le tossine trasformate, i prodotti di decadimento dei tessuti, le vecchie cellule dal sangue;
• rimuovere sostanze estranee dal corpo;
• diluire con acqua o viceversa aumentare la concentrazione di componenti biologicamente importanti contenenti le sostanze necessarie per le esigenze attuali;
• regolare il contenuto di elettroliti, sali e acqua nei tessuti sia all'interno delle cellule che nello spazio extracellulare;
• mantenere un livello ottimale di equilibrio acido-base, al quale avvengono tutti i processi biochimici.

La formazione di urina è un processo fisiologico, la cui violazione indica lo sviluppo della patologia

Quali strutture nel rene producono l'urina?

Organi accoppiati (reni) lavorano nel corpo, ognuno dei quali ha un milione di nefroni. Queste unità strutturali sono costituite da:

• glomeruli capillari, dove entra il sangue dalle arterie;
• capsula che circonda i glomeruli (Bowman);
• due tipi di tubuli (prossimale e distale, denominati in relazione al centro del nefrone);
• condotti di raccolta per portare l'urina nei calici.

È importante che solo i tubuli distali e i dotti collettori possano regolare la composizione del fluido in entrata. Le restanti parti del nefrone lavorano costantemente nella stessa modalità in diverse condizioni fisiologiche di una persona.

Come sta andando il processo di filtrazione?

Una volta nei glomeruli, il plasma sanguigno subisce la filtrazione a livello della membrana cellulare. Pertanto, si chiama ultrafiltrazione. Ci sono 3 fasi di formazione dell'urina.

Lo stadio iniziale o primo è la formazione dell'urina primaria. Il luogo in cui si verifica la formazione dell'urina primaria è il glomerulo dei capillari. Il processo di diffusione avviene sotto l'azione della forza di galleggiamento del sangue con un'alta concentrazione di soluti.

Il ruolo massimo è svolto dalle proteine ​​​​plasmatiche, che normalmente non passano attraverso la membrana a causa delle loro grandi dimensioni molecolari.

Il liquido filtrato si accumula tra le foglie della capsula di Bowman. Ecco come si forma l'urina primaria. Contiene:

• acqua;
• sali disciolti;
• sostanze azotate (urea, creatinina);
• scorie;
• aminoacidi;
• glucosio;
• alcuni altri composti a basso peso molecolare.

Entrambi i reni filtrano in media 125 ml di urina al minuto. Gli uomini ne hanno poco più delle donne. Se ci limitiamo solo a questa fase (la fase di filtrazione), in un'ora dovrebbero entrare nella vescica fino a 7,5 litri di urina. In pratica, ciò non accade, poiché viene attivata la fase successiva, che continua il processo di formazione dell'urina.

Coinvolgimento dei tubuli nel processo di riassorbimento

Il secondo stadio è il riassorbimento tubulare, a seguito del quale quasi tutta l'urina primaria ritorna nel flusso sanguigno. Un ulteriore meccanismo per la formazione dell'urina passa nel sistema tubulare.

I luoghi di istruzione sono consecutivamente:

• la parte prossima alla capsula di Bowman, rappresentata da sezioni contorte e rettilinee, è detta tubulo prossimale;
• segmenti sottili discendenti e ascendenti che formano l'ansa di Henle;
• una sezione distale spessa e rettilinea chiamata distale canaliculus rectus;
• tubulo contorto distale.

La formazione di urina secondaria inizia con il movimento inverso di soluti e acqua dai tubuli ai capillari circostanti (peritubulare).

Il processo è determinato dalla capacità delle cellule epiteliali dei tubuli di trasferire l'acqua e le sostanze necessarie (glucosio, elettroliti) nel sangue. Il riassorbimento viene effettuato:

• nei tubuli prossimali;
• ciclo di Henle;
• tubuli contorti distali;
• termina nei condotti di raccolta.

Il 96% dell'acqua viene riassorbito

I reni sani non perdono i nutrienti, tutto ciò di cui hanno bisogno viene completamente restituito al sangue. Il fluido risultante può contenere glucosio solo se la concentrazione nel sangue supera il livello di soglia.

Come avviene la secrezione nei tubuli renali?

Il terzo passaggio nella formazione dell'urina è la secrezione tubulare. Abbiamo accennato all'influenza dei reni sul mantenimento dell'equilibrio acido-base. Ciò significa che deve esserci un luogo in cui si formano acidi o alcali.

Questa funzione è posseduta dalle cellule epiteliali dei tubuli renali. A seconda della deviazione della composizione chimica del liquido in entrata, sono in grado di accumulare atomi di idrogeno acidi, ioni di potassio o residui di composti alcalini dall'ammoniaca. Queste sostanze, se necessario, vengono trasportate nelle urine attraverso i capillari tubulari circostanti. Di conseguenza, ce ne sono meno nel sangue e l'equilibrio viene mantenuto al livello desiderato.

Nell'urina secondaria, c'è una ridistribuzione di ioni sodio e altri elettroliti. Tornano parzialmente al sangue. Ad esempio, la quantità di sodio dipende dall'assunzione di sale. Se il sale non viene consumato a sufficienza, viene trattenuto più sodio dalle urine.

L'urina primaria e secondaria differiscono in modo significativo nella composizione: se il contenuto di sostanze disciolte nella porzione primaria corrisponde praticamente al plasma sanguigno, in quella secondaria rimangono solo scorie e parte dei componenti che superano i valori soglia nella situazione attuale, di cui il corpo non ha bisogno.

Attraverso uno speciale tubulo di collegamento, l'urina secondaria entra nel dotto collettore, nel calice, nella pelvi renale e viene espulsa attraverso l'uretere nella vescica. Il volume normale di urina giornaliera è fino a 2 litri. La mancanza di urina escreta suggerisce una violazione del funzionamento del sistema tubolare o la presenza di un ostacolo sotto forma di formazione volumetrica nei reni.

Che lavoro fanno i reni nel processo di produzione dell'urina?

Ora sappiamo come si forma l'urina nei nefroni. Data la necessità di processi continui di filtrazione, riassorbimento e secrezione, sorge la domanda: da dove viene l'energia per garantire il funzionamento dei meccanismi renali? Quale potenza dovrebbe avere una "pompa" che pompa un volume così grande di liquido?

Il seguente confronto parla dell'importanza della funzione renale: in termini di massa costituiscono solo 1/200 del corpo umano e in termini di consumo di ossigeno assorbono un decimo di tutte le assunzioni.

Questo fatto sottolinea l'intensità delle reazioni biochimiche nelle cellule renali. Devono ricevere costantemente nutrimento e ossigeno dal sangue per garantire il loro corretto funzionamento. Solo in questo modo viene sintetizzata una quantità sufficiente di energia.

Ad ogni gittata cardiaca, 1/5 del flusso sanguigno raggiunge i reni.

Caratteristiche della formazione di urina durante l'infanzia

Tutte le caratteristiche dei bambini sono associate a cambiamenti strutturali e funzionali incompleti nei reni al momento della nascita. In termini di massa, gli organi sono relativamente più grandi che negli adulti - 1/100 del peso corporeo totale. Il numero di nefroni è lo stesso. Ma sono di dimensioni molto più ridotte.

Lo strato epiteliale sulla membrana basale dei glomeruli è rappresentato da alte cellule cilindriche. Questa specie ha una superficie di filtrazione significativamente ridotta, una maggiore resistenza.

I tubuli nei neonati sono stretti e corti e la preparazione dell'epitelio per il lavoro di secrezione non è stata ancora completata. Si ritiene che l'intera struttura morfologica dell'apparato renale maturi all'età di tre anni, e in alcuni casi all'età di 6 anni. Di conseguenza, l'urina nei bambini differisce in quantità e composizione.

Nei primi mesi, i reni dei neonati filtrano un volume minore di liquidi, anche se viene prodotta più urina per kg di peso corporeo che negli adulti. Ma i reni non sono ancora in grado di liberare il corpo dall'acqua in eccesso.

All'età di 1 anno, un bambino espelle 750 ml di urina, all'età di cinque anni - un litro, a 10 anni corrisponde praticamente in volume a un adulto - fino a 1,5 litri. Secondo la capacità di riassorbire e concentrare l'urina, i bambini sono significativamente indietro rispetto agli adulti. Se confrontiamo il volume del liquido per rimuovere una quantità uguale di scorie, il corpo del bambino avrà bisogno di molta più acqua.

Le caratteristiche riguardano l'adattamento dei bambini al tipo di alimentazione:

• durante l'allattamento, i reni non hanno bisogno di concentrare l'urina, poiché le sostanze ottenute con il cibo sono quasi completamente assorbite dall'organismo;
• Gli "artisti" iniziano presto a caricarsi di proteine ​​estranee, l'equilibrio acido-base del sangue si sposta facilmente verso l'acidosi (uno stato più acido), pertanto è necessario rimuovere le tossine.

Qualunque siano le proprietà del cibo artificiale, non c'è niente di più utile per il bambino del latte materno.

La funzione secretoria nei bambini è poco sviluppata. L'epitelio dei tubuli in tenera età non può far fronte alla conversione dei fosfati alcalini delle urine primarie in sali acidi. Inoltre, la sintesi di ammoniaca è significativamente limitata, ne risente il processo di riassorbimento dei sali alcalini (bicarbonati).

Vengono rilasciati due volte meno residui acidi, motivo per cui vi è una tendenza all'acidosi in varie condizioni fisiologiche e malattie. Questa condizione è chiamata acidosi tubulare. Anche l'acidosi metabolica causata da una filtrazione insufficiente gioca un ruolo significativo. L'acidità delle urine aumenta quando si nutrono di cibi proteici.

L'epitelio dei nefroni nei bambini reagisce male agli "ordini" dell'ormone antidiuretico e dell'aldosterone. Pertanto, il peso specifico dell'urina nei bambini è basso. Lo studio dei processi di formazione è importante per chiarire il meccanismo dei cambiamenti patologici e diagnosticare le malattie in termini di urina escreta. L'indicazione di una violazione di una delle fasi della formazione consente di scegliere il trattamento giusto e salvare una persona da molti problemi.

Le loro funzioni includono la rimozione di prodotti metabolici non necessari e sostanze estranee dal corpo, regolazione della composizione chimica dei fluidi corporei rimuovendo le sostanze la cui quantità supera il fabbisogno attuale, regolazione del contenuto di acqua nei fluidi corporei(e quindi il loro volume) e Regolazione del pH dei fluidi corporei .

I reni sono riccamente riforniti di sangue e omeostaticamente regolare la composizione del sangue. Ciò mantiene la composizione ottimale. fluido tissutale, e, di conseguenza, il fluido intracellulare delle cellule da esso lavate, che garantisce il loro efficiente funzionamento.

I reni adattano la loro attività ai cambiamenti in atto nel corpo. Tuttavia, solo nelle ultime due sezioni nefrone- v tubulo contorto distale del rene E dotto collettore del rene- l'attività funzionale cambia con lo scopo regolazione della composizione dei fluidi corporei. Il resto del nefrone fino al tubulo distale funziona allo stesso modo in tutte le condizioni fisiologiche.

Il prodotto finale dei reni è urina, il cui volume e composizione varia a seconda dello stato fisiologico dell'organismo.

Ogni rene contiene circa un milione di unità strutturali e funzionali (nefroni). Lo schema del nefrone è mostrato in Fig. N. 1

Figura n. 1. La struttura del glomerulo renale e del nefrone con vasi sanguigni:

arteria 1-portante; arteria 2-efferente; rete capillare 3-glomerulare; 4 Capsula di Bowman; tubulo 5-prossimale; tubulo 6-distale; 7.condotti di raccolta; Rete a 8 capillari della corticale e del midollo dei reni.

Una volta nei reni, il plasma sanguigno (circa il 20% della gittata cardiaca totale) viene sottoposto a ultrafiltrazione nei glomeruli. Ogni glomerulo contiene capillari renali circondati dalla capsula di Bowman. La forza trainante dell'ultrafiltrazione è il gradiente tra la pressione sanguigna e la pressione idrostatica dello spazio glomerulare, che è di circa 8 kPa. L'ultrafiltrazione è contrastata dalla pressione oncotica di circa 3,3 kPa, creata dalle proteine ​​plasmatiche disciolte, che a loro volta non sono praticamente sottoposte ad ultrafiltrazione (Fig. N. 2).

Figura n. 2. Forze che forniscono la filtrazione del plasma nei glomeruli dei reni