Механизм образования мочи. Как происходит образование мочи

Процесс образования мочи состоит из 3 звеньев.

1) Клубочковая фильтрация. Ультрафильтрация из плазмы крови в капсулу почечного клубочка без белковой жидкости, ведущая к образованию первичной мочи. Фильтрационный барьер служащий для фильтрации плазмы при образовании первичной мочи обеспечивает сохранение форменных элементов и белков крови. Он представлен 3 слоями:

Эндотелий капилляров содержит крупные и мелкие форменные элементы, но не плазму

Базальная мембрана, общая для капилляров и погоцитов

Внутренний листок капсулы клубочка.

2) Канальцевая реобсобция ведет к образованию вторичной мочи, начинается в проксимальных канальцах нефрона, представляет собой обратимой всасывание из первичной мочи воды и других в-в.Реабсобция в-в в различных отделах нефрона неодинакова. Большая часть в-в адсорбируется активно, причем первичные иона натрия калия при помощи энергии АТФ, вторично- глюкозы, аминокислоты, без затраты энергии, пассивно адсорбируется вода, мочевина, хлорид. В проксимальном отдели реабсорбирутеся вода, аминокислоты, белки, витамины, микроэлементы, глюкоза, электролиты. В петле Генри и дистальных канальцах реабсорбируется вода, ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора, при чем петле Генри моча концентрируется в 4-4,5 раза, в дистальных канальцах концентрация избирательна и зависит от потребности организма. В собирательных трубочках продолжается реобсобция воды, и завершается концентрация мочи.

3) Секреция. В канальцах почек активным двумя путями:

Захват эпителиальных клеток нефрона некоторых в-в из крови и перенос их в просвет канальцев, так переносятся орг в-ва основания, ионы калия, протоны.

Синтез новых в-в в стенках канальцев и удаления их с почек.

Благодаря активной секреции из организма выделяются лекарственные средства и некоторые красители (пинециллин, фуресциллтин). Удаляются в-ва слабо и вообще не фильтрующееся и продукты белкогого обмена (мочевина, креатинин). Т.е. благодаря фильтрации, реапсопции, секреции выполняется основная задача почек- это образование мочи и удаление с ней метаболитов.

Первичная моча – это без белковая ультрафильтрация плазмы крови, объем 180 литров сутки.

Состав первичной мочи - состав плазмы крови (ультрафильтрат):

вода,белки (альбумин), аминокислоты, глюкоза,мочевая кислота,мочевина, креатинин, хлориды, фосфаты, калий, натрий, Н + и др.

Большой объем фильтрации обусловлен:

1)богатым кровоснабжением почек

2)большой фильтрацией поверхности канальцев клубочка

3)высоким давлением в капиллярах.

Скорость клубочковой фильтрации зависит от:

1)объема крови

2)фильтрационного давления

3)фильтрации поверхности

4)кол-во функциональных нефронов

Эффективность фильтрации давления обусловлено давлением 3-х сил:

1)давление крови капиллярах (способствует)

2)анкотическое давление крови (препятствует) 3)давление в капсуле(препятствует)

Оно меняется по ходу капилляров,т.к. повышается анкотческое давление.

Скорость клубочковой фильтрации регулируется нервными и гуморальными механизмами.

Казалось бы, детский вопрос: зачем человеку нужна моча? Но все гораздо сложнее. Кроме избавления от опасных и вредных продуктов метаболизма, мочевыделение необходимо для поддержки электролитного баланса, контроля над количеством жидкости в теле и регулировки давления, а также работы сердца и сосудов. Чтобы понять, как все это происходит, нужно немного разбираться в образовании мочи.

Образование первичной мочи начинается с поступления в почки крови и передвижении её по сосудам. Почка в это время играет роль фильтра, пропускающего сквозь поры все вещества, попавшие в почку. Большинство процессов образования первичной мочи происходит в мальпигиевых клубочках почки. Кровь же к почкам доставляется через почечные артерии. За 24 часа вся кровь в почках фильтруется примерно 20 раз.

При этом важно понимать, что фиброзная капсула почки состоит из трех слоев:

1. В первом слое , состоящем из капилляров, есть крупные поры, через которые и проходит вся кровь, за исключением некоторых белков и форменных частиц.
2. Во втором слое состоит из нитей коллагена и является мембраной, которая не позволяет проходить белкам.
3. И наконец, в третьем слое является эпителиальным, его клетки обладают отрицательным зарядом и не позволяют в первичную мочу проходить альбуминам крови. Вся профильтрованная кровь попадает в канальцы почек. Это и есть первичная моча.

Благодаря этому в полученной первичной моче нет белков, а почки фильтруют и восстанавливают отрицательные элементы, приводя их к нормальному состоянию. Таким образом, первичная моча является безбелковым фильтратом плазмы крови. Благодаря всем этим процессам формируется и давление в организме.

Нормальное состояние фильтрации первичного состава за сутки - почти полторы тысячи литров крови (точнее, 1400). Далее следует образование первичной жидкости (её получается до 180 л). Но такое количество мочи за 24 часа не выделяет никто.

Реабсорбция

Это образование вторичной мочи. Теперь все элементы передвигаются в кровь из канальцев. Реабсорбции подвержены все попавшие в фильтрат белки, а также прочие находящиеся в ультрафильтрате частицы и компоненты, она происходит путём дисфузии или активной транспортировки.

В результате активной транспортировки происходит очень большое потребление кислорода. Во время реабсорбции происходит возврат в кровь веществ и элементов из каналов почек. Таким образом, происходит возвращение в кровоток почти всей первичной мочи. 160 литров превращаются в 1,5 литра концентрата, именуемого вторичной мочой. В состав вторичной мочи входят:

• соли аммония;
• мочевина;
• креатинин;
• кислоты;
• другие соли.

Результатом всего этого процесса является попадание в мочевой пузырь вторичной жидкости. Она попадает сюда через мочеточники.

Сравнение вторичной и первичной мочи

Секреция

Третий и не менее важный этап образования мочи. Этот процесс похож на реабсорбцию, происходящую в противоположном направлении. Процесс секреции протекает довольно активно, параллельно с ним происходит и реабсорбция. Секреция осуществляется в почечных канальцах и в капиллярах почек. При помощи дистальных и собирательных каналов в мочу секретируются аммиак, соли и водород (все в ионах). Благодаря этом процессу из организма через мочеиспускательный канал выходят ненужные вещества, которые частично впитаны в кровь. Суточная доза мочи. Выделяемой благодаря секреции может быть от литра до двух.

Особенности образования мочи у детей

У самых маленьких к моменту рождения многие функциональные и структурные изменения почек еще не закончены, что влияет на образование мочи. Вот несколько главных особенностей:

• Вес органов у ребенка больше, чем у взрослого: так, почка весит 1 процент от всей массы тела. А вот нефронов столько же, сколько и у взрослого, но они намного меньше. Что же касается эпителиального слоя на базальной мембране клубочка, то он из себя представляет высокие цилиндрические клетки. Поверхность фильтрации у них снижена, а сопротивление сильное.
• У грудничка эпителий почек не совсем подготовлен к секреции, а канальцы короткие и узкие. Почечный аппарат (морфологическая его структура) созревает у малышей только к трем годам, а иногда и намного позже. Так что, моча маленького ребенка от взрослой отличается и составом, и количеством.
• Первые месяцы жизни ребенка в его почках фильтруются меньшие объемы жидкости, но моча (если посчитать на килограмм массы тела) образуется в больших объемах, чем у взрослых. При этом, почки пока не могут освободить тело от переизбытка жидкости.
• Годовалый ребенок выделяет 0,75 литра мочи за сутки, пятилетний - около одного литра, десятилетний почти столько же, сколько взрослые. Процессы реабсорбции у детей проходят не так слажено и совершенно, как у взрослых: чтобы вывести шлаки, ребенку нужно намного больше жидкости. Плохо развита у ребенка и секреция. Так как канальцы еще не сформировались, то они не вполне справляются с превращением в кислую соль фосфатов из первичной мочи.
• Уступает взрослым и синтез аммиака, а также реабсорбция бикарбонатов и выделение кислотных остатков, что может привести к ацидозу. Кроме того, у детей обычно низкий удельный вес мочи.

Образование мочи - процесс сложный и интенсивный. В нем принимают участие все части почки, а также мочеточники, аорты и артерии. В результате организм избавляется от ненужных веществ, а также формируется давление. Окончательно все его механизмы формируются только в шесть лет.

Человек обычно выпивает около 2,5 литров воды в сутки. К этому объему следует прибавить еще 400 мл, которые образуются в результате распада жиров, углеводов и белков. Главными органами, которые осуществляют выведение воды из организма, являются почки. Небольшая ее часть выводится легкими, кожей и калом. Многие слышали такие понятия, как первичная и вторичная моча. Но мало кто знает, что это такое. Зачастую пациенты обращаются к доктору с просьбой. "Объясните, где и как образуется первичная моча", - просят они. В статье осветим этот вопрос более подробно.

Общая информация

В почечных нефронах наблюдается две фазы образования жидкости. Она потом транспортируется почек. Давайте попытаемся доступно разъяснить процесс формирования жидкости в почках. Так мы ответим на распространенный вопрос, который больные задают в следующей форме: "Объясните, где и как образуется первичная моча". Как проходят фазы? Первичная моча образуется в тельцах нефронов. Вторая фаза проходит в канальцах нефрона. Первичная моча образуется из капсул клубочков, стенки капилляров и внутренний листок которых имеют свойство фильтрации. Капиллярная кровь в клубочках протекает под большим давлением, чем в остальных органах.

Это создается благодаря разнице в диаметре приносящих и уносящих кровь сосудов, который у первых в два раза больше. Высокое давление крови содействует ее фильтрации сквозь стенки капилляров в капсулу клубочка. Так, первичная моча образуется в результате разницы в давлении. В течение суток почки через себя пропускают кровь, которая контактирует с внутренними стенками сосудов. Их площадь в клубочках достигает 1,5-2 м². Отвечая на просьбу пациентов: "Объясните, где и как образуется первичная моча", следует привести и некоторые цифры. Так, в сутки вырабатывается порядка 180 литров жидкости, которая затем транспортируется из организма. При этом один литр ее проходит фильтрацию с 10 л протекающей крови.

Состав

Отвечая на просьбу: "Объясните, где и как образуется первичная моча", необходимо сказать и о ее составе, поскольку область формирования жидкости имеет непосредственное влияние на ее структуру. В 1-й фазе формирования содержатся практически все компоненты крови. Исключение составляют высокомолекулярные белки и форменные элементы. Также в первичной моче содержатся продукты обмена, такие как мочевина, мочевая кислота и другие. Далее она из клубочков переходит в канальцы нефронов, где осуществляется обратное всасывание в кровь аминокислот, витаминов, глюкозы, воды и солей. Такой процесс называется реабсорбцией. В том случае, если в крови большое число отдельных веществ, некоторая часть не всасывается обратно.

Свойства

К основным характеристикам первичной отнести:

1. Низкое которое происходит в связи с мембранным равновесием.
2. Образование большого объема за сутки. Он может составлять десятки литров. Учитывая, что вся кровь проходит через почки практически триста раз, в течение дня данный орган способен фильтровать до полутора тысяч литров крови. Таким образом, производится около 180 литров мочи в первой фазе.

Из мочи, образованной в первой фазе, происходит всасывание в кровь полезных для организма веществ.

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ)

Регулируется СКФ при помощи нервных и гуморальных механизмов. оказывает влияние на следующие составляющие:

Тонус клубочковых артериол, воздействующий на количество проходящей крови и уровень фильтрационного давления;

Тонус мезангиальных клеток, которые представляют собой соединительную ткань, находящуюся между капиллярами клубочка нефрона, и поверхности фильтрации;

Энергичность висцеральных эпителиальных клеток и их функционирования.

Некоторые гуморальные воздействия, к которым относятся простагландиды, адреналин, норадреналин, атриопептиды, аденозин и прочие, способны повышать или понижать скорость клубочковой фильтрации. Наиболее важную роль в ее постоянстве играет ауторегуляция коркового кровотока.

Образование вторичной мочи и ее состав

На протяжении суток вырабатывается 1,5 литра этой жидкости. Для ее формирования требуется 150-180 литров первичной. Через выводящие пути она попадает в мочевой пузырь. Из него далее она выводится из организма наружу. В канальцах происходит всасывание около 99% воды, которая содержится в первичной моче, и содержащихся в ней полезных веществ. По своему составу вторичная жидкость значительно отличается от образованной в 1-й фазе. В ней не содержится сахар, большинства солей и аминокислот. Однако наблюдается повышенный уровень концентрации сульфатов, мочевины, фосфатов и других компонентов.

Функции почек

В случае нехватки в организме поваренной соли, она не выводится с мочой. Это означает, что почки выполняют функцию нормализации уровня необходимых веществ, содержащихся в организме человека. То есть способствуют выведению лишних и задержке недостающих компонентов. В канальцах нефрона, кроме реабсорбции воды и находящихся в ней веществ, может происходить поступление в мочу компонентов, которые не в состоянии пройти почечную фильтрацию на пути из капилляров в капсулу клубочка. Такими элементами являются лекарственные препараты (в основном антибиотики), краски и другие. Моча, которая образовалась в почках, переходит в мочеточники из почечных чашек, пройдя лоханки. Благодаря ритмическим сокращениям мускулатуры транспортных каналов, жидкость поступает в пузырь. Однако там моча задерживается некоторое время до его наполнения.

Моча – физиологический продукт жизнедеятельности организма. Благодаря биологической жидкости выводятся токсические соединения и конечные продукты распада метаболизма. Урина образовывается в результате фильтрации крови почками, где и происходит ее первичное накопление. Выводится она при помощи органов мочевыделительной системы.

Механизм образования мочи возложен на почки, которые за 1 минуту очищают более 1,2 л крови, транспортирующей продукты жизнедеятельности, соли и прочие соединения. За сутки через парные органы проходит более 1500 л крови, из которой в ходе фильтрации образовывается урина равная 1/1000 объема крови.

Образование и этап секреции

Процесс очищение начинается с прохождения плазмы через нефроны, заключенные в капсулу. Это функциональная структурная почек, состоящая из тельца, которое отвечает за ультрафильтрацию и канальцев, выполняющих функцию обратного всасывания (реабсорбцию).

• Ультрафильтрация – процесс непосредственного очищения почечными нефронами крови от коллоидных частиц. В сутки гломерулы образовывают первичной мочи около 160 л. Образование первичной мочи происходит в результате высокого гидростатического давления в сосудах нефрона (около 60-70 мм. рт. ст.) и низкого натиска вокруг него (около 30 мм. рт. ст.). Перепад давления в капилляре и вокруг него составляет около 30-40 мм. рт. ст. Благодаря разнице давления плазма, несущая углерод, неорганические соединения (мочевая кислота, соли, мочевина) проходит сквозь сосуды и очищается в нефроне. Другие соединения, масса которых более 8 тыс. атомных единиц, например белые и красные кровяные тельца, тромбоциты, белковые соединения, не проникают сквозь капилляры и остаются в сосудистом русле. Если в моче появляются высокомолекулярные белки и соединения это указывает на нарушение процесса фильтрации крови гломерулами и является последствием воспалительных и иных патологических процессов в почках.
• Процесс образования вторичной мочи (реабсорбция). Процесс образования вторичной биологической жидкости носит название реабсорбция или обратное всасывание, которое бывает двух видов: активное и пассивное. Схема формирования вторичной мочи выглядит следующим образом. Биологическая жидкость, образованная при ультрафильтрации из почечного нефрона, спускается в выгнутые и прямые канальцы, где происходит ее обратное всасывание. Канальцы имеют сложное строение со значительным количеством кровеносных сосудов, что позволяет важным соединениям, которые необходимы для жизнедеятельности организма (глюкоза, аминокислоты, вода и прочее), проникать обратно в кровь. В процессе реабсорбции происходит усвоение около 95% мочи, образованной на первом этапе фильтрации. В результате этого из 160 л биологической жидкости, полученных при ультрафильтрации, получается значительно меньшее количество вторичной урины – 1,6 л, что составляет 1/100 от первичной.
• Секреция, как последний этап образования мочи. Параллельно с процессом образования вторичной биологической жидкости в почечных канальцах происходит процесс секреции, который схож с механизмом реабсорбции, однако имеет обратное направление. Благодаря секреции удается вывести вредные соединения, которые не участвуют в процессе очищения. Это могут быть медикаментозные препараты или отравляющие вещества, например, аммиак, которые при сохранении в организме приводят к интоксикации. Процесс секреции позволяет получить конечный продукт очищения крови — мочу.

Каково отличие первичной и вторичной урины

Биологическая жидкость, полученная в ходе процесса ультрафильтрации, на 99% состоит из воды, в которой растворены органические и не органические соединения. Первичная урина близка по составу с плазмой крови — в ней содержатся белки, альбумин, глобулин, глюкоза, молочная кислота. Отличие состоит в том, что в плазме в большей концентрации присутствуют гемоглобин, альбумин и протеин.

Вторичная урина более концентрирована, чем биологическая жидкость, полученная путем ультрафильтрации. На 95% состоит из воды, остальные 5% включают соли аммония, мочевину, креатинин, натрий, магний, мочевую кислоту, сульфаты хлора.

Кроме состава первичная и вторичная моча отличаются способом испускания. В первом случае урина попадает в канальцы клубочков почки, где происходит процесс ее преобразования. Во втором случае выделение физиологической жидкости происходит во внешнюю среду.

Что влияет на мочеобразование

Механизм образования первичной и вторичной урины зависит от:

• Гемостаза – это особая биологическая система, на которую возложена функция по поддержанию жидкого состояния крови, а также остановку геморрагии, в результате повреждения оболочек сосудов.
• Кровяного давления в сосудистой системе.
• Силы тока крови, которая зависит от просвета сосудов. На это влияет гормональный фон, состояние нервной системы и продукты метаболизма, которые проходят процесс фильтрации.

Продукты метаболизма

На образование вторичной и первичной мочи влияют органические и неорганические соединения, участвующие в метаболических процессах, а именно:

• Пороговые вещества, которые в процессе фильтрации не выводятся с уриной до тех пор, пока их уровень не превышает предельные границы. Это аминокислоты, витамины, сахар, ионы.
• Непороговые – соединения, выводимые почками в ходе фильтрации, которые не проходят реабсорбцию. К этой группе относятся мочевина и сульфаты.

Рост концентрации пороговых веществ во вторичной биологической жидкости свидетельствует о дисфункции клубочкового аппарата парных органов мочевыделительной системы, что привело к сбоям реасорбции.

Гормональный фон

На работу почек влияют такие гормоны, как:

• Кортизон, гидрокортизон, альдостерон, синтезируемые корой надпочечников, тироксин, производимый щитовидной железой, а также андрогены, подавляющие всасывание воды, что приводит к увеличению мочеотделения.
• Паратгормон, вазопрессин, вырабатываемый гипоталамусом, повышают реабсорбцию воды, что приводит к уменьшению диуреза. Второй гормон является антидиуретическим и, при увеличении его концентрации в крови, выводится с уриной.
• Адреналин даже в незначительном количестве приводит к сужению просвета кровеносных сосудов и повышению давления. Большая концентрация гормона может стать причиной снижения или прекращения мочеиспускания.

Нервная система

Почка – сложный орган мочевыделительной системы, который кроме разветвленной системы кровеносных сосудов обладает большим количеством волокон симпатической и парасимпатической нервной системы.

При возбуждении симпатических нервных окончаний, например при болевом синдроме, снижается количество поступаемой крови из-за спазма мускулатуры сосуда к парным органам мочевыделительной системы, что приводит к снижению давления в гломерулах. В результате таких процессов происходит ухудшение процесса образования первичной и вторичной мочи.

При возбуждении парасимпатической системы (защемление блуждающего нерва или прочее его раздражение) увеличивается секреторная функция почек, что приводит к увеличению объема отделяемой биологической жидкости.

Как выводится моча

По окончанию ультрафильтрации, реабсорбции и секреции в чашечно-лоханочной системе парных органов происходит первичное скопление биологической жидкости. После их наполнения урина опускается вниз по мочеточникам. Данный процесс регулируется спазмами – сужением и расширением просвета. По мочеточникам моча попадает в мочевой пузырь – резервуар для вторичного сбора биологической жидкости. Мочевой резервуар в месте впадения мочеточника имеет несколько складок, состоящих из поверхностных слоев органа, которые препятствуют обратному проникновению урины в мочеточник.

Процесс опорожнения мочевого пузыря происходит рефлекторно и осуществляет в несколько этапов:

• Жидкость, в переполненном мочевом резервуаре, оказывает давление на стенки органа, раздражая его рецепторы.
• Нейроны передают сигнал к крестцовому отделу спинного мозга, который ответственный за процесс мочеотделения.
• Образуется новый импульс, который несет информацию к внутреннему сфинктеру мочевого резервуара. Возникает желание помочиться.
• При позыве в ходе опорожнения подается импульс к наружному сфинктеру из мышечных волокон, который открывается, и происходит отделение порции биологической жидкости.

Особенности образования урины у ребенка

Процесс образования первичной и вторичной урины у детей разного возраста схож с ультрафильтрацией и реабсорбцией у взрослых, однако имеет некоторые отличия, а именно:

• Вес почки в процентном соотношении с массой тела ребенка больше чем у взрослого, при этом количество нефронов одинаково, но меньше по размеру.
• Почечный аппарат созревает к 3 годам, поэтому в период новорожденности и у малышей не сформирован полностью (канальцы нефронов короткие и узкие, тельце маленького размера).
• В первые месяцы жизни малыша почки пропускают через себя меньшие объемы жидкости, однако, при расчете процентного соотношения отделяемой урины и массы тела, мочи образуется больше.
• В силу несформированности клубочкового аппарата ребенку для полноценного выведения токсических соединений и шлаков из организма требуется большее количество жидкости.
• В почках не полноценно происходит и процесс секреции.

Процесс образования первичной и вторичной мочи – сложная физиологическая работа, возложенная на почки, кровеносную систему парных органов. При ультрафильтрации и реасорбции очищается кровь от токсических соединений и поддерживается баланс полезных веществ, необходимых для организма.

Моча образуется в почках - парных органах, которые находятся у задней стенки брюшной полости, на расстоянии ладони от поясничного отдела позвоночника:

Каждая почка человека весит около 150 граммов. Но, несмотря на свои малые размеры, почки обильно снабжаются кровью: за 5 минут через почки успевает пройти весь объем крови содержащийся в организме (у взрослого человека это около 5 литров). Вся жидкость крови за сутки успевает профильтроваться приблизительно 20 раз.

Кровь поступает в почки через почечную артерию. В почках она очищается от продуктов обмена веществ. Эти продукты почки выводят из организма через мочу. А очищенная кровь выходит из почки через почечную вену.

Почка покрыта снаружи прочной капсулой из соединительной ткани. На продольном срезе почки хорошо различаются два слоя, из которых состоит почка - мозговое и корковое .

Функциональной единицей почки является нефрон . В каждой почке содержится около 1 миллиона нефронов. Каждый нефрон состоит из почечного тельца и системы канальцев .

В корковом веществе находятся клубочки нефронов. В них происходит фильтрация крови: каждый клубочек нефрона под действием артериального давления пропускает жидкость с растворенными в ней веществами, но не пропускает белки и кровяные клетки - они остаются в крови. А профильтрованная жидкость поступает в систему канальцев, которые находятся в мозговом веществе почки.

Эта профильтрованная жидкость называется первичной мочой . В почке за 1 минуту образуется 130 мл первичной мочи, или 8 литров в час. Но ведь мы выводим всего 1-1,5 литра мочи в сутки - куда же девается остальная первичная моча?

В системе канальцев большая часть воды забирается обратно в кровь (этот процесс называется реабсорбцией, или обратным всасыванием). Вместе с водой всасываются обратно в кровь многие ценные вещества, которые организм не может себе позволить потерять - это глюкоза, витамины, аминокислоты и другие. В канальцах всасывается в кровь 7/8 объема жидкости, профильтрованной в клубочках!

Таким образом, почки обладают способностью концентрировать мочу, то есть забирать из нее воду и отдавать ее обратно в кровь. Это свойство особенно важно в условиях затрудненного доступа к воде, например, в пустынях.

Образованная в канальцах профильтрованная жидкость называется вторичной мочой . Она поступает в собирательные трубочки, а далее - в лоханку почки. Из лоханки моча через мочеточники поступает в мочевой пузырь, а оттуда выводится наружу.