Процесс мочеобразования
Образование мочи складывается из 2-х фаз: 1) фазы фильтрации и 2) фазы реабсорбции (обратного всасывания).
Фаза фильтрации осуществляется в почечном тельце.
Секреторная функция канальцев
В процессе образования мочи ряд веществ, например некоторые органические кислоты, не проникают в фильтрат, но тем не менее оказываются в конечной моче в результате канальцевой секреции.
В результате секреции в мочу поступают вещества из крови капилляров, окружающих канальцы, либо образующиеся в клетках канальцев
(ионы водорода и аммиак).
Секреция осуществляется за счет их активного транспорта канальцевым эпителием. Процесс сопряжен с биоэнергетическими ферментативными реакциями, направленными на образование АТФ; при угнетении тканевого дыхания секреция прекращается.
Известны три транспортные системы, действующие в проксимальном отделе нефрона, активно секретирующие различные (преимущественно инородные) вещества из крови.
- Одна из них осуществляет секрецию органических кислот (парааминогиппуровая кислота), йодсодержащих рентге-ноконтрастных веществ (диодраст), пенициллина, красителя фенолового красного и др.
- Вторая система обеспечивает секрецию сложных органических оснований (тетраэтиламмония, N-метилникотинамида и др.).
- Третья — секрецию этилендиаминтетраацетата (ЭДТА).
В целом состав образующейся в почках мочи определяется тремя процессами: клубочковой фильтрацией, канальцевой реабсорбцией и секрецией.
Таким образом, современное представление о мочеобразовании основывается на фильтрационно-реабсорбционно-секреторной теории.
Согласно этой теории, содержание в конечной моче какого-либо вещества и выделение его складываются из объема клубочковой фильтрации и канальцевой секреции за вычетом его канальцевой реабсорбции.
По отношению к различным веществам возможны следующие комбинации этих процессов: только фильтрация (например, для инсулина), фильтрация с последующей реабсорбцией (например, полностью реабсорбируется глюкоза), фильтрация с секрецией и сочетание всех процессов (например, ионы калия).
Регуляция мочеобразования
Деятельность почек находится под постоянным контролем нервных и гуморальных влияний и зависит от почечных и внепочечных факторов регуляции.
Фильтрация
К почечным факторам, определяющим фильтрацию, относятся:
а). количество функционирующих клубочков и проницаемость их канальцев;
б). диаметр приносящего и выносящего сосудов;
в). давление фильтрата в капсуле.
Внепочечные факторы, влияющие на фильтрацию, характеризуются:
а). общим функциональным состоянием системы кровообращения, количеством циркулирующей крови, величинами артериального давления и скорости кровотока;
б). степенью гидратации организма, осмотическим и онкотическим давлением;
в). функционированием других механизмов выделения воды (потовые железы).
Реабсорбция
К почечным факторам, влияющим на реабсорбцию, относятся:
а). реабсорбционная способность почечного эпителия;
б). содержание пороговых и непороговых веществ в первичной моче.
К внепочечным факторам, определяющим реабсорбцию, относятся:
а). эндокринная регуляция деятельности почечного эпителия со стороны желез внутренней секреции;
б). содержание пороговых и непороговых веществ в крови.
Участие почек в функциональных системах организма.
Почки являются важнейшими органами, участвующими в выделительной функции.
С деятельностью почек связано поддержание ряда жизненно важных показателей организма: ионного состава и объема межклеточной жидкости, осмотического давления и водно-солевого баланса, рН, объема циркулирующей крови и АД, содержания продуктов белкового обмена и концентрации в крови азотистых веществ, выведения чужеродных, токсичных веществ из организма.
Состав мочи количественно и качественно изменяется в широких пределах при различных функциональных состояниях организма.
Деятельность почек подчинена общей задаче — стабилизации внутренней среды организма.
Почка выполняет роль исполнительного органа в целом ряде функциональных систем организма.
Механизм мочевыведения
Образующаяся в нефроне моча поступает в почечную лоханку. При заполнении лоханки могут возбуждаться механорецепторы, которые запускают рефлекторное сокращение мускулатуры почечной лоханки и раскрытие мочеточника.
В результате моча поступает в мочевой пузырь. По мере наполнения мочевого пузыря давление в его полости повышается и стенки пузыря растягиваются до определенного предела, при котором наступает сложнорефлекторный акт мочеиспускания.
После опорожнения пузыря напряжение его стенок уменьшается и рефлекторный акт мочеиспускания прекращается.
При растяжении мочевого пузыря импульсы от механорецепторов по афферентным нервам поступают в крестцовые отделы спинного мозга, в которых находится рефлекторный центр мочеиспускания.
Позывы к мочеиспусканию у человека появляются при наполнении мочевого пузыря мочой в количестве более 150 мл. Поток импульсов по афферентным нервам усиливается по мере наполнения пузыря до 200 — 300 мл.
Спинальный центр мочеиспускания находится под контролем вышележащих отделов спинного мозга, которые оказывают как тормозное, так и возбуждающее влияние.
Тормозное влияние, через которое осуществляется произвольный контроль мочеиспускания, исходит из коры большого мозга и среднего мозга.
Физиология образования мочи
Возбуждающее влияние на мочеиспускание, связанное с эмоциональными реакциями и состоянием вегетативных функций, оказывают задний гипоталамус и передний отдел варолиева моста (моста мозга).
Акт мочеиспускания можно рассматривать как результат деятельности самостоятельной поведенческой функциональной системы мочевыведения, которая складывается на основе формирования эмоционально окрашенной потребности
с одновременным учетом социальных факторов.
Механизмы жажды и солевой мотивации
Нейроны супраоптических и паравентрикулярных ядер гипоталамуса тесно связаны своими отростками с другими нейронами лимбикоретикулярных отделов мозга и с корой большого мозга.
Возникающее в них возбуждение широко распространяется по структурам головного мозга. При их возбуждении гиперосмолярной кровью формируются ощущение и мотивация жажды, определяющие поиск и прием воды.
При возбуждении этих нейронов гипоосмолярной кровью возникает ощущение, определяющее поиск и употребление соли — солевая мотивация.
Образование мочи: этапы
Образование мочи идет в две фазы. Первая фаза — фильтрационная. На этом этапе вещества, приносимые кровью в капилляры клубочка, фильтруются в полость капсулы почечного тельца.
В связи с тем, что просвет приносящего сосуда шире, чем выносящего, давление в клубочке капилляров достигает высоких величин (до 70 мм рт. ст.). Высокое давление в капиллярах клубочка обеспечивается еще и тем, что почечные артерии отходят прямо от брюшной аорты и кровь поступает в почки под большим давлением.
Итак, в капиллярах клубочка давление крови достигает 70 мм рт. ст., а давление в полости капсулы низкое (около 30 мм рт. ст.). За счет разности давления происходит фильтрация веществ, находящихся в крови, в полость капсулы почечного тельца.
В полость капсулы из плазмы крови, протекающей через капилляры клубочка, фильтруются вода и все растворенные в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений.
Неорганические соли и такие органические соединения, как мочевина, мочевая кислота, глюкоза, аминокислоты, свободно проходят через стенки капилляров в полость капсулы. Белки с высоким молекулярным весом не проходят в полость капсулы и остаются в крови.
Жидкость, профильтровавшаяся в просвет капсулы, носит название первичной мочи. По составу она соответствует плазме крови без белков (табл. 20).
В сутки образуется около 150-170 л первичной мочи. Через почки в течение суток проходит 1700 л крови. Таким образом, из каждых 10 л крови, протекающей через капилляры клубочков, образуется около 1 л первичной мочи.
Во вторую фазу образования мочи происходит всасывание воды и некоторых составных частей первичной мочи обратно в кровь. Первичная моча, протекая по извитым канальцам, отдает крови воду, многие соли, глюкозу, аминокислоты и некоторые другие органические вещества.
Мочевина, мочевая кислота обратно не всасываются, поэтому их концентрация в моче по ходу канальцев увеличивается.
Помимо обратного всасывания (реабсорбции) в канальцах происходит и активный процесс секреции, т. е. выделения в просвет канальцев некоторых веществ. Благодаря секреторной функции канальцев из организма удаляются вещества, которые по каким-либо причинам не могут профильтроваться из клубочка капилляров в полость капсулы почечного тельца.
В результате обратного всасывания и активной секреции у взрослого человека в мочевых канальцах образуется до 1,5 — 2,5 л вторичной (конечной) мочи в сутки; у детей количество мочи меньше.
Механизм мочеобразования проходит в несколько этапов.
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. Основной силой, обеспечивающей возможность фильтрации в почечных клубочках, является высокое в них давление.
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.
Второй этап образования мочи – это обратное всасывание(реабсорбция), протекает в извитых канальцах и петле Генле. Первичная моча, проходя по ним, подвергается процессу обратного всасывания (реабсорбции). Реабсорбция осуществляется пассивно по принципу осмоса и диффузии и активно самими клетками стенки нефрона. Значение этого процесса состоит в том, чтобы вернуть в кровь все жизненно важные вещества в необходимых количествах и вывести конечные продукты обмена, токсические и чужеродные вещества.
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.
Возрастные особенности мочевыделения
С возрастом изменяются количество и состав мочи.
В грудном возрасте мочеиспускание у детей должно быть 5-7 раз в сутки. Моча у детей отделяется в сравнительно больших количествах, чем у взрослых.
Мочеиспускание осуществляется за счёт интенсивного водного обмена и достаточно большого количества в рационе питания ребёнка воды и углеводов.
У новорожденных реакция мочи резкокислая, с возрастом она приобретает слабокислый характер, но может изменяться в зависимости от получаемой пищи.
У новорожденных детей в связи с повышенной проницаемостью почечного эпителия, в моче почти всегда обнаруживается белок.
Позже у здоровых детей и у взрослых белок в моче должен отсутствовать.
