Процесс в результате которого образуется вторичная моча. Первичная и вторичная моча: что это, состав и этапы образования. Этапы и механизм образования

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.

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.

Выделение – конечный этап обмена веществ, обеспечивающий постоянство в. с. о. путём удаления из организма продуктов метаболизма, излишка воды и солей. Функция выделения осуществляется почками, желудочно-кишечным трактом, кожей, лёгкими, печенью, слюнными железами. Между ними существуют взаимосвязи. Но главная роль в процессах выделения принадлежит мочевыделительной системе, которая представлена почками, мочеточниками, мочевым пузырём и мочеиспускательным каналом.

Почки – парный орган бобовидной формы; располагаются они по обе стороны позвоночника в верхней части брюшной полости. В процессе мочеобразования почки

− освобождают организм от ненужных веществ; − поддерживают постоянство в. с. о.;

− выполняют гуморальную функцию (ренин);

− участвуют в регуляции объёма крови, лимфы, тканевой жидкости; в обмене белков и углеводов.

После выключения функции обеих почек в течение нескольких дней развивается состояние, которое называется уремией . В крови возрастает концентрация продуктов азотистого обмена, развивается слабость, наступает расстройство дыхания и смерть.

На разрезе в почке различают два слоя: наружный – корковый и внутренний – мозговой. В мозговом веществе чётко видны пирамидки, вершины которых направлены к центру почки, где расположена почечная лоханка. На вершинах пирамидок открываются просветы почечных протоков, по которым моча стекает в почечную лоханку.

Структурной и функциональной единицей почки является нефрон ; в каждой почке их около 1 млн. Нефрон образован сосудистым клубочком, окружённым капсулой, переходящей в систему извитых канальцев. В полость капсулы входит приносящий артериальный сосуд; он разветвляется на капилляры, образующие клубочек. Его капилляры сливаются в выносящую артерию, просвет которой меньше приносящей, поэтому давление крови в почечном клубочке повышенное. Это способствует фильтрации плазмы крови из капилляров в полость капсулы. Выносящая артерия оплетает почечные канальцы. Таким образом, в почке кровь проходит через двойную систему канальцев и после этого попадает в почечную вену.

Отфильтрованная в капсулу плазма крови содержит большое количество воды, солей, некоторых органических веществ и представляет собой первичную мочу (150-180л), которая, проходя по системе почечных канальцев, постепенно преобразуется во вторичную . При этом путём реабсорбции обратно в кровь всасываются аминокислоты, глюкоза, ионы К + , Na + и большая часть воды. Моча становится более концентрированной, насыщенной мочевиной и другими вредными продуктами обмена. Вторичной мочи образуется в сутки примерно 1,5 л. Из канальцев она собирается в почечную лоханку, затем по мочеточникам – в мочевой пузырь.

По сравнению со взрослыми у детей способность к концентрированию мочи ограничена. Количество мочи на 1м 2 у детей больше, чем у взрослых, за счёт интенсивного обмена веществ и большего количества воды в пище. На количество мочи влияют температура, влажность воздуха, одежда, подвижность ребёнка.

У детей мочевой пузырь расположен выше, чем у взрослых, лишь к 2-м годам он спускается в полость малого таза. В течение первого года жизни у детей мочеиспускание непроизвольное. Но по мере созревания нервных регуляторных механизмов и воспитания оно становится произвольным.

Деятельность почек регулируется нейрогуморальными факторами.

У некоторых детей может наблюдаться ночное недержание мочи – энурез . Причины: недостаточное созревание центра мочеиспускания в головном мозге, повышенное торможение его нейронов, воспалительные процессы почек и мочевого пузыря, неврозы, острая еда, большое количество жидкости, выпитой перед сном, психические травмы, физическое переутомление, переохлаждение, нарушение сна. Чаще эти нарушения проявляются у мальчиков, но к 8 годам проходят. Дети с энурезом должны быть обследованы врачами – урологом и невропатологом.

Почки являются главным органом, который регулирует процессы гомеостаза в организме человека путем выделения лишней воды, ненужных для функционирования веществ, определения уровня оптимальной концентрации необходимого состава крови.

Это означает, что образование мочи заключается не просто в выделении излишков жидкости, но в очень тонком механизме взаимодействия со всеми органами и системами, учете потребностей и условий жизнеобеспечения.

Кроме того, заболевания сопровождаются разрывом установленных связей, значит, на почки ложится «ответственность» за компенсацию и сохранение необходимого сырьевого баланса для работы неповрежденных органов и восстановления больных.

Какие проблемы «решают» почки с помощью формирования состава мочи?

Почки соединены с кровотоком и реагируют на концентрацию определенных веществ в крови. Их задачи:

удалить из крови переработанные шлаки, продукты распада тканей, старых клеток;
вывести из организма чужеродные вещества;
развести водой или наоборот повысить концентрацию биологически важных компонентов, содержащих необходимые вещества для текущих потребностей;
регулировать содержание электролитов, солей и воды в тканях как внутри клеток, так и во внеклеточном пространстве;
поддерживать оптимальный уровень кислотно-щелочного равновесия, при котором идут все биохимические процессы.

Образование мочи - физиологический процесс, нарушение которого говорит о развитии патологии

Какие структуры почки вырабатывают мочу?

В организме работают парные органы (почки), в каждом из которых имеется по миллиону нефронов. Эти структурные единицы состоят из:

капиллярных клубочков, куда поступает кровь из артерий;
капсулы, окружающей клубочки (Боумена);
двух видов канальцев (проксимальных и дистальных, называемых по отношению к центру нефрона);
собирательных трубочек для вывода мочи в чашечки.

Важно, что регулировать состав поступающей жидкости могут только дистальные канальцы и собирательные трубки. Остальные отделы нефрона работают постоянно в одном режиме при разных физиологических состояниях человека.

Как проходит процесс фильтрации?

Попадая в клубочки, плазма крови подвергается фильтрации на уровне клеточной мембраны. Поэтому ее называют ультрафильтрацией. Различают 3 этапа образования мочи.

Начальный или первый этап – заключается в формировании первичной мочи. Местом, где происходит образование первичной мочи является клубочек из капилляров. Процесс диффузии происходит под действием выталкивающей силы крови с высокой концентрацией растворенных веществ.

Максимальную роль играют белки плазмы, которые сами через мембрану в норме не проходят из-за своих больших молекулярных размеров

Профильтрованная жидкость скапливается между листками капсулы Боумена. Так образуется первичная моча. В ней находятся:

вода;
растворенные соли;
азотистые вещества (мочевина, креатинин);
шлаки;
аминокислоты;
глюкоза;
некоторые прочие низкомолекулярные соединения.

Обе почки за минуту фильтруют в среднем 125 мл мочи. У мужчин немного больше, чем у женщин. Если ограничиться только этим этапом (фазой фильтрации), то в мочевой пузырь должно поступить за час до 7,5 л мочи. Практически этого не происходит, потому что включается следующий этап, продолжающий процесс образования мочи.

Участие канальцев в процессе реабсорбции

Вторым этапом – является канальцевая реабсорбция, в результате которой почти вся первичная моча возвращается в кровоток. Дальнейший механизм образования мочи переходит в систему канальцев.

Местом образования последовательно являются:

часть, вплотную подходящая к капсуле Боумена, представленная извитым и прямым отделами, называется проксимальным канальцем;
нисходящий и восходящий тонкие сегменты, образующие петлю Генле;
толстый дистальный участок с прямым направлением, называемый дистальным прямым канальцем;
дистальный извитой каналец.

Образование вторичной мочи начинается с обратного перемещения растворенных веществ и воды из канальцев в окружающие их капилляры (перитубулярные).

Процесс определяется возможностями эпителиальных клеток канальцев переводить воду и нужные вещества (глюкозу, электролиты) обратно в кровь. Реабсорбция осуществляется:

в проксимальных канальцах;
петле Генле;
дистальных извитых канальцах;
заканчивается в собирательных трубочках.

Обратному всасыванию подвергается 96% воды

Здоровые почки не теряют полезных веществ, все необходимое полностью возвращается в кровь. Образовавшаяся жидкость может содержать глюкозу только в случае превышения концентрацией в крови порогового уровня.

Как проходит секреция в почечных канальцах?

Третьим этапом в образовании мочи является секреция канальцев. Мы упоминали о влиянии почек на поддержку кислотно-щелочного баланса. Это значит, что должно быть место, где образуются кислоты или щелочи.

Такой функцией обладают клетки эпителия почечных канальцев. В зависимости от отклонения химического состава пришедшей жидкости они способны накапливать кислотные атомы водорода, ионы калия или остатки щелочных соединений из аммиака. Эти вещества при необходимости транспортируются в мочу сквозь окружающие канальцевые капилляры. Соответственно в крови их становится меньше и баланс поддерживается на нужном уровне.

Во вторичной моче происходит перераспределение ионов натрия и других электролитов. Они частично возвращаются в кровь. Например, количество натрия зависит от употребления в пищу соли. Если соли употребляется недостаточно, то натрий больше задерживается из мочи.

Первичная и вторичная моча значительно отличаются по составу: если содержание растворенных веществ в первичной порции практически соответствует плазме крови, то во вторичной – остаются только шлаки и часть компонентов, превышающих в текущей ситуации пороговые значения, в которых организм не нуждается.

Через специальный соединительный каналец вторичная моча поступает в собирательную трубку, чашечку, почечную лоханку и выводится через мочеточник в мочевой пузырь. Нормальный объем суточной мочи составляет до 2 л. Недостаток выделяемой мочи предполагает нарушение функционирования канальцевой системы или наличие препятствия в виде объемного образования в почках.

Какую работу выполняют почки в процессе образования мочи?

Теперь мы знаем, как образуется моча в нефронах. Учитывая необходимость безостановочных процессов фильтрации, обратного всасывания и секреции, возникает вопрос, откуда берется энергия для обеспечения работоспособности почечных механизмов? Какой же мощностью должен обладать «насос», перекачивающий такой громадный объем жидкости?

О важности функции почек говорит такое сравнение: по массе они составляют всего 1/200 долю тела человека, а по потреблению кислорода – поглощают десятую часть от всех поступлений.

Приведенный факт подчеркивает интенсивность биохимических реакций в клетках почек. Они должны для обеспечения своей правильной работы постоянно получать питание и кислород из крови. Только таким образом синтезируется достаточное количество энергии.

С каждым сердечным выбросом до почек доходит 1/5 часть кровотока

Особенности образования мочи в детском возрасте

Все особенности детей связаны с незаконченными структурными и функциональными изменениями в почках к моменту рождения. По массе органы сравнительно больше, чем у взрослых - 1/100 часть общей массы тела. Количество нефронов одинаковое. Но они по величине значительно меньше.

Эпителиальный слой на базальной мембране клубочков представлен высокими цилиндрическими клетками. У этого вида значительно снижена поверхность фильтрации, увеличено сопротивление.

Канальцы у грудничков узкие и короткие, а подготовка эпителия к секретирующей работе пока незавершена. Считается, что вся морфологическая структура почечного аппарата созревает к трехлетнему возрасту, а у некоторых – к 6 годам. Соответственно моча у детей отличается по количеству и составу.

В первые месяцы почки грудничков фильтруют меньший объем жидкости, хотя в пересчете на кг массы тела мочи образуется больше, чем у взрослых. Но от избытка воды почки освободить организм пока неспособны.

В возрасте 1 год ребенок выделяет 750 мл мочи, к пяти годам – литр, в 10 лет практически соответствует по объему взрослому человеку – до 1,5 л. По способности к реабсорбции и концентрированию мочи дети значительно отстают от взрослых. Если сравнить по объему жидкость для выведения равного количества шлаковых веществ, то детскому организму потребуется значительно больше воды.

Особенности касаются приспособления детей к виду вскармливания:

при кормлении грудным молоком почки не нуждаются в концентрировании мочи, поскольку получаемые с питанием вещества почти полностью усваиваются организмом;
у «искусственников» рано начинается нагрузка чужеродными белками, кислотно-щелочной баланс крови легко переходит в сторону ацидоза (более кислого состояния), следовательно, имеется потребность в удалении шлаков.

Какими бы свойствами не обладал искусственный корм, для малыша нет ничего полезнее материнского молока

Секретирующая функция у детей развита слабо. Эпителий канальцев в раннем возрасте не справляется с превращением щелочных фосфатов первичной мочи в кислые соли. Кроме того, значительно ограничен синтез аммиака, страдает процесс реабсорбции щелочных солей (бикарбонатов).

Выделяется в 2 раза меньше кислотных остатков, поэтому и наблюдается склонность к ацидозу при разных физиологических состояниях и заболеваниях. Подобное состояние называют «канальцевым ацидозом». Существенную роль играет и метаболический ацидоз, вызванный недостаточной фильтрацией. Кислотность мочи увеличивается при кормлении белковой пищей.

Эпителий нефронов у детей слабо реагирует на «приказы» антидиуретического гормона и альдостерона. Поэтому удельный вес мочи у детей имеет низкие значения. Изучение процессов образования важно для выяснения механизма патологических изменений и диагностики заболеваний по показателям выделяемой мочи. Указания на нарушение одного из этапов формирования позволяет подобрать правильное лечение и избавить человека от многих проблем.

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