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

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

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

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

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

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

Реабсорбция в почечных канальцах.
Механизм образования первичной мочи.

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

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

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

Секреция в почечных канальцах
как третья составляющая
механизма образования мочи

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

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

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.

Моча – это вырабатываемая почками жидкость, выводимая из организма посредством мочеполовой системы как экскремент. Является результатом почечной фильтрации кровяного потока (нацеленной на выведение из организма конечных продуктов метаболизма), делающего до 30 полных оборотов за сутки. До выведения через мочеиспускательные органы она проходит две стадии формирования:

• Образование первичной мочи

Что такое первичная моча?

Она образуется как результат ультрафильтрации ­­– процессе очистки плазмы крови от белков и низкомолекулярных коллоидных частиц. Фильтрация происходит в нефронах - структурно-функциональной единице почек, при прохождении жидкой части кровяного потока через капиллярное разветвление в мальпегиевом тельце.

Процесс происходит без конкретного выборочного алгоритма, перемещая шлаки с необходимыми для жизнедеятельности веществами. Длина канальцев одного нефрона около 50 мм . Суммарная же их протяженность составляет до 100 км. В течение минуты отфильтровывается около 100 мл жидкости, за сутки – до 180 л.

Состав первичной мочи

99% составляет вода . Данный фильтрат имеет схожий химический состав, что и у плазмы крови, за тем исключением, что в нем присутствуют минимальные количества молекул белка, таких как гемоглобин и альбумин. Процентное соотношение аминокислоты, глюкозы, свободных ионов соответствует такому же показателю у крови.

Этапы и механизм образования

Фаза фильтрации в почечном тельце обусловлена функционированием сердечно-сосудистой системы, поддерживающей стабильное артериальное давление в почках даже при его двукратном изменении в самом организме. Выражена она в просачивании через стенки кровеносных сосудов жидкой части крови в капсулу почечного тельца.

Данный процесс обеспечен разницей показателей артериального давления в приносящих сосудах и самой полости капсулы Шумлянского – Боумена . В первом случае оно составляет 70-90 мм ртутного столба, во втором - 10-15 мм ртутного столба. Он не контролируется мозгом человека, а выполняется пассивно. При снижении давления в капиллярах до 30 мм процесс фильтрации прекращается. Поры стенок капилляров имеют минимальные размеры, поэтому все крупные молекулы белков и кровяные тельца (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) удерживаются в крови.

Что такое вторичная моча?

98-99% составляет вода. Образуется в результате обратного всасывания многих веществ из первичной мочи (перешедшей в почечные канальцы) в кровяной поток, циркулирующий в сетях капилляров, окружающих эти канальцы - проксимальный и дистальный. Проксимальный каналец устлан огромным количеством ворсинок, обеспечивающих сорокакратную реабсорбцию воды и солей, по сравнению с обычной способностью к фильтрации через стенки капилляров.

Благодаря реабсорбции в кровь возвращаются необходимые организму полезные вещества. Суточный объем получаемой жидкости колеблется в районе 1,5 литра. Обратная транспортировка обеспечивает возврат 80% необходимых веществ, в числе которых - аминокислоты, витамины.

Состав вторичной мочи

Химический состав сильно разнится от первичной, преобладая содержанием большого количества мочевины, гуппировой кислоты, креатинина, сульфатов, хлора. Она превосходит по концентрации первичную мочу.

Этапы и механизм образования

Реабсорбция включает в себя обязательную обратную транспортацию молекул белка и глюкозы (требующая значительного расхода химической энергии клеточного слоя проксимального канальца), а также пассивную всасываемость солей и воды (обусловленную осмотическим давлением и диффузией).

Функции проксимального канальца также состоят в выработке кислот и щелочей для поддержания кислотно-щелочного баланса крови. Данные процессы синтеза и секреции обусловлены деятельностью эпителия почечных канальцев, на поддержание которой почками потребляется в шесть раз больше кислорода, чем мышечной тканью (при соотношении их масс). Итоговая жидкость является мочой, пропускаемая через мочеточники в мочевой пузырь для последующего удаления из организма.

Осуществление регуляции физико-химического состава мочи

1. За счет разветвленной системы симпатических и парасимпатических нервных окончаний, способствующей снижению или увеличению кровяного потока в почках. Также выражена роль осморецепторов, раздражаемых изменением уровня осмотического давления из-за увеличения или уменьшения количества солей в крови. Такая регуляция оказывает большее значение на фильтрацию;
2. Гуморальной регуляцией, оказывающей большее значение на обратное всасывание. В зависимости от преобладания тех или иных элементов в кровяном потоке происходит выделение определенных гормонов, ссужающих просветы и щели в эпителии, следовательно - усиливающих (либо уменьшающих) обратное всасывание воды, ионов натрия и калия.
3. Секрецией (транспортировкой элементов из крови) ионов водорода и калия, органических кислот, пенициллина, служащей ответной реакцией на резкое увеличение этих элементов в крови.

Влияние концентрации веществ, циркулирующих в крови, на степень фильтрации в почках

1. Пороговые - аминокислоты, витамины, различные ионы, глюкоза. Они не удаляются вместе с мочой до тех пор, пока их количество не превышает определенного уровня в плазме крови. Наличие боль.
2. Непороговые - мочевина, сульфаты. Выделяются при ультрафильтрации в первичную мочу (независимо от их количества), не подвергаясь обратному всасыванию.

Обнаружение избытка пороговых веществ в анализах вторичной мочи может свидетельствовать о нарушении механизма реабсорбции, либо может сигнализировать о нарушении функционирования организма.

Образование мочи идет в две фазы. Первая фаза - фильтрацион­ная. Вещества, приносимые кровью в капиллярные клубочки, фильт­руются в полость капсулы Шумлянского-Боумена. В связи с тем, что просвет приносящего сосуда шире, чем у выносящего, давление в капиллярном клубочке высокое (до 70 мм рт.ст.), а давление в полос­ти капсулы Шумлянского-Боумена низкое (до 30 мм рт.ст.). За счет разности давления и происходит фильтрация веществ, находящихся в крови, в полость капсулы и называется первичной мочой. По со­ставу она представляет собой плазму крови без белков. Через почки в сутки проходит 1500-1800 л крови, из которой образуется 150-170 л первичной мочи. Во вторую фазу - реабсорбции - из первичной мочи, протекающей по извитым канальцам, обратно в кровь всасы­ваются вода, многие соли, глюкоза, аминокислоты и другие органи­ческие вещества. Мочевина, мочевая кислота обратно не всасывают­ся, поэтому их концентрация в моче по ходу канальцев увеличивает­ся. Помимо реабсорбции в канальцах происходит и активный про­цесс секреции, т.е. выделение в просвет канальцев некоторых краси­телей и лекарств, которые не могут профильтроваться из капилляр­ного клубочка в полость капсулы нефрона. В результате обратного всасывания и активной секреции в мочевых канальцах образуется 1,5 л вторичной мочи в сутки.

Вторичная моча по собирательным трубочкам стекает в малые чашечки (calyces renales minores), которые, сливаясь, образуют боль­шие чашечки (calyces renales majores) лоханки (pelvis renalis). Ло­ханка переходит в мочеточник (ureter), который имеет форму труб­ки длиной 30-35 см. Стенка мочеточника состоит из 3-х оболочек: внутренняя - слизистая, средняя - мышечная, наружная - рыхлая соединительно-тканная (адвентиция). В мочеточнике выделяют брюш­ную (pars abdominalis), тазовую (pars pelvina) и внутристеночную (pars intramuralis) части. В мочеточнике выделяют три сужения: пер­вое образуется при переходе лоханки в мочеточник; второе - при переходе брюшной части мочеточника в тазовую, третье - в стенке мочевого пузыря. Мочеточник впадает в мочевой пузырь.

Мочевой пузырь (vesica urinaria) - непарный, полый орган, вы­полняющий функцию резервуара для мочи. Емкость мочевого пузы­ря у взрослого 250-500 мл. Стенка мочевого пузыря состоит из сли­зистой оболочки, подслизистого слоя, мышечной оболочки и отчас­ти серозной оболочки. У мочевого пузыря выделяют верхушку (apex vesicae), тело (corpus vesicae) и дно (fundus vesicae). В области дна мочевого пузыря слизистая оболочка лешина складок, образуя мо-чепузырный треугольник (trigonum vesicae) в углах основания кото­рого открываются два мочеточниковых отверстия (ostium ureteris dextrum et sinistrum), на вершине треугольника открывается внут­реннее отверстие мочеиспускательного канала (uretra). У начала мо­чеиспускательного канала мышечный циркулярный слой стенки мо­чевого.пузыря образует непроизвольный сфинктер. Через мочеис­пускательный канал моча периодически выводится из организма.

Половые органы подразделяется на мужские и женские.

Мужские половые органы (organa genitalia masculina) подразде­ляются на внутренние и наружные. К внутренним мужским поло­вым органам относятся: яички с придатками, семявыносящие прото­ки, семенные пузырьки, предстательная железа. К наружным поло­вым органам относятся половой член и мошонка.

Яичко (testis) - мужская половая железа, вырабатывающая муж­ские половые клетки - сперматозоиды. Оно имеет овоидную фор­му, покрыто соединительно-тканной белочной оболочкой, которая образует внутри яичка перегородки, разделяющие железу на 150-250 долек, содержащих извитые семенные канальца (tubuli seminiferi contorti), в которых происходит сперматогенез и образуются поло­вые гормоны. К заднему краю яичка прилежит придаток яичка (epididymis), у которого выделяют головку (caput epididymidis), тело (corpus epididymidis) и хвост (cauda epididymidis), переходящий в семявыносящий проток (ductus deferens), который входит в состав семенного канатика (funiculus spermaticus). Семенной канатик про­ходит через паховый канал в брюшную полость, опускается в по­лость малого таза, проходит позади мочевого пузыря, образуя рас­ширение (ampulla ductus deferentis), соединяется с выводным прото­ком семенного пузырька (ductus excretorius), образуя семяизвергаю-щий проток (ductus ejaculatorius), открывающийся в предстатель­ную часть мочеиспускательного канала. Семенные пузырьки (vesicula seminalis) вырабатывают семенную жидкость.

Предстательная железа (prostata) представляет собой мышеч-но-железистый орган в форме каштана выделяющий секрет, входя­щий в состав спермы. В ней выделяют боковые доли и перешеек, через который проходят семяизвергающие протоки и мочеиспуска­тельный канал. При увеличении (аденоме) перешейка наблюдается затруднение мочеиспускания.

Задумывались ли вы когда-либо, какую титаническую работу проделывают наши органы ежедневно, чтобы обеспечить Как и где образуется первичная моча и вторичная, каковы механизмы регуляции этих сложных процессов, что происходит с организмом при их нарушениях? Рассмотрим эти вопросы в данной статье подробнее.

Введение

Обмен веществ - это единственный источник энергии и питательных субстратов для всех живых организмов, в том числе и человека. А главным переносчиком их является кровь. Однако в процессе обмена веществ образуются не только необходимые нам, но и лишние, ненужные или даже токсичные метаболиты, которые необходимо выделять обратно, в окружающую среду. Путей для этого 4: с воздухом на выдохе, с кожными секретами, через кишечник и почки. Вот последний механизм мы и рассмотрим более подробно, ведь от этого зависит большая часть правильного метаболизма в нашем организме, а значит, и его обеспечение всеми необходимыми веществами.

Каково значение почек в организме?

Почки, как известно, в норме - это парный орган, располагающийся экстраперитонеально в поясничной области человека. Именно этот орган отвечает за выделение всех токсинов и метаболитов организма, которые находятся в крови и не попадают в желчь, и за электролитный баланс. Помимо этого, в них синтезируются некоторые гормоны и располагается один из основных механизмов регуляции артериального давления - ренин-ангиотензин-альдостероновая система, которая за счет специальных юкстагломерулярных клеток в приносящей артериоле почечного тельца очень чувствительно реагирует на этот показатель. Паренхима же этого органа состоит из миллионов нефронов, в капиллярных клубочках которых происходит образование первичной мочи, а в канальцах - ее концентрация до вторичной.

На чем все основано?

Этот процесс многоэтапный и основан на понятии градиента, то есть разницы между величинами. Так, градиент давления между приносящей и выносящей артериолами регулирует количество выделяемой мочи, а значит, и значение объема циркулирующей крови и артериального давления. А ионов и проницаемость для них стенок канальцев обеспечивает электролитный баланс в нашем организме. Таким образом, почки - жизненно важный орган, а также единственный правильный ответ на вопрос: «Как и где образуется первичная моча?» Если говорить подробнее о то в нем выделяют две основные части: почечное тельце (капиллярный клубочек + внешняя капсула Боумена-Шумлянского) и канальцы (нисходящие - проксимальные извитой прямой, петля Генле, восходящие - дистальные прямой и извитой). Как и где образуется первичная моча в этой сложной системе? Довольно просто, если разобраться.

Как это работает?

Итак, все процессы происходят именно в структурах нефрона путем последовательных механизмов. По сути, первичная моча - это жидкость, полученная методом фильтрации от клеточных элементов крови, и происходит это в почечном тельце. За счет того, что диаметр приносящей артериолы нефрона в два раза больше диаметра выносящей, кровь под большим давлением нагнетается в капсулу Боумена-Шумлянского, и под влиянием этой же силы поступает в капиллярный клубочек. При этом клеточные элементы и крупнодисперсные молекулы не проходят барьер стенок сосудов, и таким образом они выходят из капсулы обратно по выносящей артериоле. Вот как и где образуется первичная моча. И этот процесс повторяется постоянно, каждую секунду, ведь для поддержания жизнеспособности наших органов и тканей кровь циркулирует непрерывно, проходя также и через почки.

Несколько подробнее

Таким образом, в сутки этот орган пропускает через себя до 1700 литров крови, из которых образуется первичная моча (150-170 литров), то есть по 1 л из каждых десяти. При этом достаточно жидкости необходимо выделить из организма, ведь ежедневно человек потребляет около 2-3 л воды, плюс дополнительно около полулитра образуется в ходе процессов метаболизма. А поскольку первичная моча получается путем простейшей фильтрации крови через мембраны, то она представляет собой практически плазму, однако без крупных молекул. Но в отличие от конечной, в состав первичной мочи также включены многие ионы и глюкоза, поскольку они легко проникают через сосудистую стенку. Далее, при прохождении ее через систему канальцев, происходит реабсорбция воды, электролитов и, что важнее всего, глюкозы. Именно поэтому при обнаружении в белка и сахара врач непременно подозревает патологическое состояние организма.

Заболевания

Наиболее распространенной патологией является пиелонефрит - воспаление чашечно-лоханочной системы инфекционной природы, то есть отделов почки, которые выводят мочу уже в мочеточник. Паренхима при этом страдает незначительно, поэтому белок обнаруживается в малом количестве, зато бактерии и лейкоциты - в значительном. Помимо этого, различной природы нефриты возникают при системных патологиях организма (амилоидозе), заболеваниях сердечно-сосудистой системы (атеросклерозе, артериальной гипертонии, тромбозе), нарушениях обмена веществ. Также существуют и врожденные пороки развития Таким образом, почки крайне подвержены патологическим изменениям, а поскольку их роль в организме жизненно высока, то об их здоровье следует заботиться смолоду.