Процесс образования мочи в почках. Образование первичной мочи. Схема образования 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

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;
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.
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

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.
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.

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.

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 в продуцируется непрерывно. Этот процесс в два этапа: сначала образуется первичная моча, а затем — вторичная, или концентрированная, моча. Образование первичной мочи. В отличие от обычных капилляров, клубочковые капилляры пропускают жидкость только в одном направлении — наружу.

Диаметр приводной артериолы больше, чем отводной, поэтому в капиллярах клубочка создается высокое давление. Под давлением сквозь стенки капилляров и почечной капсулы в ее полости фильтруется жидкость, подобная плазмы крови. В ней отсутствуют только форменные элементы крови и большие по размеру молекулы белков, которые не проходят через поры стенок капилляров клубочка. Эту жидкость называют первичной мочой, а процесс ее образования — фильтрацией. За сутки в почках образуется 170-180 л первичной мочи.

С почечной капсулы первичная моча поступает в первый извилистого канальца. Здесь начинается реабсорбция — из первичной мочи до капилляров возвращаются вещества, жизненно необходимые организму. В отличие от фильтрации, реабсорбция некоторых веществ происходит со значительными затратами энергии: перемещение определенных молекул и ионов из нефрона до капилляров требует участия молекул-переносчиков (см. § 31).

С первого канальца к капиллярам возвращается часть воды, глюкоза, аминокислоты, из петли нефрона — вода, ионы натрия, хлора и т.д.. Ко второму канальца вещества из крови активно транспортируются: к нему поступают ионы калия, водорода, составляющие лекарств и т.д.. Этот процесс называют секрецией. Вторичная моча поступает в уборочную трубку нефрона. Результатом происходящих в не самом-Фроне, является образование вторичной мочи и восстановление гомеостаза крови. В норме в моче отсутствуют эритроциты, белки, аминокислоты, глюкоза. Вообще не поворачивается из первичной мочи в кровь мочевая кислота, лекарства, ионы тяжелых металлов, а частично — мочевина.

Анализ мочи

Анализ мочи , делают в клиниках, дает врачу важную информацию о работе почек, и о процессах обмена веществ, протекающих в других органах.

Роль почек в поддержании водно-солевого баланса в организме. Важным показателем гомеостаза является концентрация в крови ионов, в частности натрия и хлора. Как поддерживается она постоянной, ведь мы иногда употребляем в пищу очень соленые продукты?

Этот процесс регулируется нервной системой и гуморального. Повышение концентрации соли в крови регистрируют нейроны, большинство которых расположено в головном мозге (в гипоталамусе). В ответ на их раздражение гипоталамус производит антидиуретический гормон (вазопрессин), который действует на нефрон, усиливая реабсорбцию воды. Концентрация ионов натрия и хлора в крови уменьшается, и гомеостаз восстанавливается. Соответственно, в моче концентрация соли увеличивается, организм избавляется от ее

Человеческий организм обеспечивается в среднем 2500 миллилитрами воды. Около 150 миллилитров появляется в процессе метаболизма. Для равномерного распределения воды в организме ее приходящее и уходящее количество должны соответствовать друг другу.

Основную роль в выводе воды играют почки. Диурез (мочевыделение) за сутки равен в среднем 1500 миллилитрам. Остальная вода выводится посредством легких (около 500 миллилитров), кожи (около 400 миллилитров) и небольшое количество уходит с каловыми массами.

Механизм образования мочи является жизненно важным процессом, реализуемым почками, он состоит из трех этапов: фильтрации, реабсорбции и секреции.

Нефрон является морфофункциональной единицей почки, обеспечивающей механизм мочеобразования и выведения. В его структуре имеются клубочек, система канальцев, капсула Боумена.

В данной статье рассмотрим процесс образования мочи.

Снабжение почек кровью

Ежеминутно сквозь почки проходит около 1,2 литра крови, что равняется 25 % всей крови, поступающей в аорту. У человека почки по своей массе составляют 0,43 % массы тела. Из этого можно сделать вывод, что кровоснабжение почек проходит на высоком уровне (в качестве сравнения: в пересчете на 100 г тканей ток крови для почки составляет 430 миллилитров в минуту, коронарной системы сердца - 660, головного мозга - 53). Что такое первичная и вторичная моча? Об этом далее.

Важной характеристикой почечного кровоснабжения является то, что ток крови в них остается неизменным при меняющемся артериальном давлении более чем в 2 раза. Так как артерии почек отходят от аорты брюшины, то в них всегда высокий уровень давления.

Первичная моча и ее образование (клубочковая фильтрация)

Первая ступень образования мочи в почках берет начало с процесса фильтрации плазмы крови, который происходит в почечных клубочках. Жидкая часть крови следует сквозь стенку капилляров в углубление капсулы почечного тела.

Фильтрация становится возможной благодаря ряду особенностей, которые связаны с анатомией:

уплощенные клетки эндотелия, по краям они особенно тонкие и имеют поры, через которые не могут проходить молекулы белка из-за их крупного размера;
внутренняя стенка емкости Шумлянского-Боумена образуется приплюснутыми эпителиальными клетками, которые также не дают проходить крупным молекулам.

Где образуется вторичная моча? Об этом ниже.

Что этому способствует?

Главной силой, которая обеспечивает возможность фильтрации в почках, становятся:

высокое давление в почечной артерии;
не одинаковый диаметр приносящей артериолы почечного тела и выносящей.

Давление в капиллярах - около 60-70 миллиметров ртутного столба, а в капиллярах других тканей оно равняется 15 миллиметрам ртутного столба. Отфильтрованная плазма легко наполняет капсулу нефрона, так как в ней низкое давление - около 30 миллиметров ртутного столба. Первичная и вторичная моча - уникальное явление.

Из капилляров в углубление капсулы фильтруются вода и вещества, растворенные в плазме, за исключением крупных молекулярных соединений. Соли, относящиеся к неорганическим, так же, как и органические соединения (мочевая кислота, мочевина, аминокислоты, глюкоза), без сопротивления заходят в полость капсулы. Высокомолекулярные белки в норме не идут в ее углубление и сохраняются в крови. Жидкость, которая профильтровалась в углубление капсулы, имеет название первичной мочи. Почки человека в течение суток образуют 150-180 литров первичной мочи.

Вторичная моча и ее образование

Второй стадией образования мочи называют возвратное всасывание (реабсорбцию), которое протекает в извитых каналах и петле Генле. Процесс проходит в пассивной форме по принципу толчка и диффузии, и в активной, посредством самих клеток стенки нефрона. Цель этого действия состоит в том, чтобы вернуть в кровь все важные и жизненно необходимые вещества в нужном количестве и вывести конечные элементы обмена, чужеродные и токсические вещества.

Третьим этапом является секреция. Кроме обратного всасывания, в каналах нефрона проходит активный процесс секреции, то есть выделение из крови веществ, которое выполняется клетками стенок нефрона. В ходе секреции в мочу из крови идет креатинин, а также терапевтические вещества.

В ходе протекающего процесса обратного всасывания и выделения образуется вторичная моча, которая довольно сильно отличается от первичной мочи по своему составу. Во вторичной моче высокая концентрация мочевой кислоты, мочевины, магния, ионов хлора, калия, натрия, сульфатов, фосфатов, креатинина. Около 95 процентов вторичной мочи составляет вода, в остальных веществ только пять процентов. В сутки образуется около полутора литров вторичной мочи. Большую нагрузку испытывают почки и мочевой пузырь.

Регуляция мочеобразования

Работа почек саморегулируется, так как они являются крайне важным органом. Почки снабжены большим количеством волокон симпатической нервной системы и парасимпатической (окончаниями блуждающего нерва). При раздражениях симпатических нервов падает количество приходящей к почкам крови и давление в клубочках идет вниз, а следствием этого является замедление процесса образования мочи. Оно становится скудным при болевых раздражениях из-за резкого сосудистого сокращения.

Когда блуждающий нерв раздражен, то это приводит к усилению мочеобразования. Также при абсолютном пересечении всех нервов, которые подходят к почке, она продолжает нормальную работу, что говорит о высокой способности к саморегуляции. Это проявляется в выработке активных веществ - эритропоэтина, ренина, простагландинов. Данные элементы контролируют кровоток в почках, а также процессы, связанные с фильтрацией и всасыванием.

Какие гормоны это регулируют?

Ряд гормонов регулирует работу почек:

вазопрессин, который вырабатывает отдел мозга гипоталамус, усиливает возвратное поглощение воды в каналах нефронов;
альдостерон, который является гормоном коры надпочечников, отвечает за усиление всасывание ионов Na + и К + ;
тироксин, который является гормоном щитовидной железы, усиливает мочеобразование;
адреналин вырабатывается надпочечниками и вызывает уменьшение образования мочи.