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:
- Низкое которое происходит в связи с мембранным равновесием.
- 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.
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.
Жизненно важным процессом в почках является процесс образования мочи. Он включает в себя несколько составляющих — фильтрация, всасывание, выделение. В случае нарушения по каким либо причинам механизма произведения и последующего выделения урины, проявляются различные тяжелые недуги.
Состав мочи включает себя воду и особенные электролиты, кроме того важной составляющей являться конечные продукты обмена в клетках. Продукты последней стадии метаболизма попадают из клеток в кровяное русло в то время, когда она циркулирует по организму и выводиться почками входя в состав урины. Реализуется механизм произведения мочи в почках функциональной единицей почки — нефроном.
Нефрон — это единица почки, которая обеспечивает образование мочи и ее дальнейшее выведение, благодаря своей многофункциональности. Каждый орган насчитывает около 1 миллиона таких единиц.
Нефрон в свою очередь делиться на:
- клубочек
- капсула Боумена — Шумлянского
- система канальцев
Клубочек — это целая сеть капилляров, которые внедрены в капсулу Боумена — Шумлянского. Капсула сформирована из двойных стенок и напоминает полость с продолжением в канальцы. Канальцы почечной единицы образовывают своеобразную петлю, части которой исполняют необходимые заложенные функции для образования урины. Части канальцев, извитые и прямые, прилегающие непосредственно к капсуле, называются проксимальными канальцами. Кроме этих основных структурных единиц нефрона, существуют еще:
- поднимающиеся и опускающиеся тонкие секции
- отдаленный прямой каналец
- толстый приносящий сегмент
- петли Генле
- отдаленный извитой каналец
- соединительный каналец
- собирательная трубка
Образование первичной мочи
Кровь, которая поступает в клубочки нефрона, под действием процессов диффузии и осмоса, через специфическую мембрану клубочков фильтруется и в этом процессе растрачивает большую часть жидкости. Отфильтрованные продукты крови, поступают в дальнейшем в капсулу Боумена — Шумлянского.
Всевозможные шлаки, глюкоза, соли, вода и различные другие биохимические вещества, отфильтрованные из крови и находящиеся в капсуле Боумена, называют первичной мочой. содержит в себе большое количество глюкозы, креатинина, аминокислот, воды и иных низкомолекулярных соединений. Отличной считается канальцах, составляющая 130 мл в минуту. Если произвести не сложные подсчеты, то получается, что нефронами, входящими в состав почек, отфильтровывается примерно 185 л за 24 часа.
Это огромное количество, ведь не известно ни одного случая выведения такого большого количества жидкости. Что же еще кроется в механизме образования мочи?
Вторичная моча и ее образование
Реабсорбция — второй составляющий фактор механизма, который обуславливает образование мочи. Этот процесс заключается в движении различных отфильтрованных веществ, обратно в капилляры и сосуды кровеносной системы. Процесс реабсорбции начинается в канальцах, прилегающих к капсуле Боумена, а имеет свое продолжение уже в петлях Генле, а также отдаленных извитых канальцах и собирательной трубочке.
Механизм образования вторичной мочи достаточно сложный и кропотливый, тем не менее, около 183 литров жидкости в день из канальцев обратно возвращается в кровяное русло.
Все ценные и питательные вещества не пропадают вместе с уриной, все они подвергаются механизму реабсорбции.
Глюкоза обязательно возвращается в кровь, при условии отсутствия нарушений в системах организма. В случае, если содержание глюкозы в кровяном русле превышает 10 ммоль\л, то тогда глюкоза начинает выделяться вместе с мочой.
Кроме того, возвращаются различные ионы, в том числе и ионы натрия. Количество, которое ресорбирует почка в сутки, напрямую зависит, от того, какое количество соленного съел пациент накануне. Чем больше ионов натрия попадает в организм с едой, тем больше всасывается из состава первичной мочи.
В здоровом состоянии организма, моча не должна содержать белка, эритроцитов, кетоновых тел, глюкозы, билирубина. Если различные вещества содержаться в выделяемой моче, это может свидетельствовать о нарушении в работе печени, желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы и многие другие.
Процесс выделения мочи из организма
Третий важный процесс — канальцевая секреция. Это механизм образования мочи. При этом процессе из капилляров рядом с отдаленными и собирательными канальцами, в углубление канальцев, а именно в первичную мочу, методом активного переноса и проникновения выделяются ионы водорода, калия, аммиака, а также некоторых лекарственных средств. В результате всасывания и выделения в почечных канальцах первичной мочи, образовывается вторичная моча, которой в норме должно быть от 1.3 до 2.3 литра.
Выделение в канальцах почек играет очень важную роль в стабилизации кислотно — щелочного баланса человеческого организма.
Накопленная моча в мочевом пузыре, приводит к повышению давления в самом пузыре. Он иннервируется вегетативной нервной системой и в свою очередь раздражение парасимпатических тазовых нервов приводи к сокращению стенок мочевого пузыря и последующему расслаблению сфинктера, что влечет за собой изгнание мочи из пузыря.
Мочеобразование во многом зависит от уровня артериального давления, кровенаполнения почек, а также величины просвета артерий и вен почек. Падение артериального давления, а также сужение просвета капилляров в почках, влечет за собой значительное сокращение отделения мочи, а расширение капилляров и соответственно, повышенное артериальное давление — увеличивают.
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.
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.