Образование мочи
Образование мочи — это последовательная обработка плазмы крови в нефронах. В процессе участвуют три основных механизма: фильтрация, реабсорбция и секреция; вместе они формируют состав и объём конечной мочи.
Где и зачем образуется моча
Моча образуется в нефронах — структурно-функциональных единицах почки. Строение нефрона важно для понимания процесса: в его начале находятся почечное тельце, состоящее из капиллярного клубочка и капсулы, а затем система канальцев. По канальцам жидкость движется к собирательной трубочке и далее в почечную лоханку.
Главная задача образования мочи — удалить из крови конечные продукты обмена, избыток воды и минеральных солей, а также сохранить необходимые организму вещества. В норме с мочой выводятся мочевина, мочевая кислота, креатинин, избыток ионов и воды. Белки плазмы, клетки крови и большинство крупных молекул в первичную мочу не проходят.
Первичная моча — фильтрат плазмы крови, образующийся в капсуле нефрона. Вторичная, или конечная, моча — жидкость после реабсорбции и секреции, поступающая в собирательные трубочки. За сутки образуется примерно 150–180 л первичной мочи, а конечной мочи обычно выделяется около 1–2 л.
Клубочковая фильтрация
Клубочковая фильтрация происходит в почечном тельце. Кровь поступает в капиллярный клубочек по приносящей артериоле. Давление крови проталкивает воду и растворённые небольшие вещества через фильтрационный барьер в полость капсулы нефрона.
Фильтрационный барьер пропускает воду, глюкозу, аминокислоты, мочевину и ионы. Он задерживает форменные элементы крови и крупные белковые молекулы. Поэтому состав первичной мочи близок к составу плазмы без белков и клеток, но это ещё не конечная моча.
Чем выше гидростатическое давление крови в капиллярах клубочка и чем проницаемее фильтрационный барьер, тем интенсивнее образуется первичная моча. Повреждение барьера может привести к появлению белка или клеток крови в моче.
Скорость клубочковой фильтрации у взрослого человека в среднем составляет около 120–125 мл/мин. Величина зависит от давления крови, состояния сосудов и площади фильтрации. При сильном снижении давления фильтрация уменьшается, поэтому образование мочи также нарушается.
Канальцевая реабсорбция
После фильтрации первичная моча проходит по канальцам. Здесь происходит канальцевая реабсорбция — обратное всасывание веществ из просвета канальца в кровь капилляров, окружающих нефрон.
Реабсорбция необходима, потому что фильтрация удаляет не только ненужные вещества, но и полезные. В норме почти полностью возвращаются в кровь глюкоза и аминокислоты; активно возвращаются ионы натрия, хлора и гидрокарбоната. Вода следует за растворёнными веществами по осмотическому градиенту.
| Вещество | Что происходит в канальцах | Значение |
|---|---|---|
| Глюкоза | Почти полностью реабсорбируется | Сохраняется как источник энергии |
| Аминокислоты | Почти полностью реабсорбируются | Сохраняются для синтеза белков |
| Вода | Реабсорбируется в значительном объёме | Поддерживается водный баланс |
| Ионы натрия и хлора | Реабсорбируются частично или активно | Регулируются объём крови и давление |
| Мочевина | Часть возвращается, часть выводится | Удаляется конечный продукт обмена |
Объём жидкости резко уменьшается именно благодаря реабсорбции. Из примерно 150–180 л первичной мочи остаётся около 1–2 л конечной. Интенсивность возвращения воды регулируется, в частности, антидиуретическим гормоном: при его действии стенки собирательных трубочек становятся более проницаемыми для воды.
Какое вещество в норме практически полностью возвращается из первичной мочи в кровь?
Канальцевая секреция и состав конечной мочи
Канальцевая секреция — это перенос некоторых веществ из крови в просвет канальца. Она дополняет фильтрацию и помогает быстрее удалять ненужные соединения. Секретироваться могут ионы водорода и калия, аммоний, некоторые лекарства и чужеродные вещества.
Секреция участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия: выделение ионов водорода помогает регулировать реакцию внутренней среды. Выделение ионов калия помогает поддерживать постоянство его концентрации в крови. Таким образом, конечная моча образуется не только из отфильтрованных веществ, но и из соединений, дополнительно поступивших в канальцы.
Фильтрация — переход воды и небольших растворённых веществ из крови в капсулу нефрона. Реабсорбция — возвращение нужных веществ из канальцев в кровь. Секреция — переход некоторых веществ из крови в просвет канальцев.
| Процесс | Направление движения | Основной результат |
|---|---|---|
| Фильтрация | Кровь → капсула нефрона | Образуется первичная моча |
| Реабсорбция | Каналец → кровь | Возвращаются вода и полезные вещества |
| Секреция | Кровь → каналец | Дополнительно удаляются ионы и чужеродные вещества |
Разбор расчётной задачи
Рассмотрим типичную задачу. Скорость фильтрации равна 125 мл/мин. Определим, какой объём первичной мочи образуется за сутки, и сравним его с объёмом конечной мочи 1,5 л.
За сутки образуется примерно 180 л первичной мочи, но выделяется около 1,5 л конечной. Значит, примерно 99% отфильтрованной воды и растворённых веществ возвращается в кровь благодаря реабсорбции. Величина 0,83% — доля первичной мочи, которая остаётся конечной мочой.
1. Нельзя считать первичную мочу конечной: состав и объём изменяются в канальцах. 2. Фильтрация происходит из крови в капсулу, а реабсорбция — из канальца в кровь. 3. Секреция не равна реабсорбции: при секреции вещество добавляется в просвет канальца. 4. В ответе обязательно переводите часы в минуты, если скорость дана в мл/мин. 5. Белок и клетки крови не должны проходить через нормальный фильтрационный барьер.
Как регулируется образование мочи
Почки постоянно изменяют объём и концентрацию мочи в зависимости от состояния организма. При недостатке воды усиливается действие антидиуретического гормона, повышается реабсорбция воды и моча становится более концентрированной. При избытке воды гормональная стимуляция слабее, вода возвращается в кровь в меньшем количестве, а объём более разбавленной мочи увеличивается.
На состав мочи влияют также кровяное давление, концентрация солей в крови и работа гормонов. Взаимодействие почек с другими органами рассматривается в теме функций почек. Путь мочи после образования описан в материале о мочевыделительной системе.
Проверь себя
Главное
- Образование мочи происходит в нефронах и включает фильтрацию, реабсорбцию и секрецию.
- При фильтрации образуется первичная моча; клетки крови и крупные белки в норме не проходят через барьер.
- При реабсорбции в кровь возвращаются вода, глюкоза, аминокислоты и нужные ионы.
- При секреции из крови в канальцы поступают ионы, аммоний, лекарства и другие вещества.
- Из 150–180 л первичной мочи образуется примерно 1–2 л конечной благодаря возвращению около 99% фильтрата.