Их функции включают удаление из организма ненужных продуктов обмена и чужеродных веществ, регуляцию химического состава жидкостей тела путем удаления веществ, количество которых превышает текущие потребности, регуляцию содержания воды в жидкостях тела (и тем самым их объема) и регуляцию рН жидкостей тела .
Почки обильно снабжаются кровью и гомеостатически регулируют состав крови . Благодаря этому поддерживается оптимальный состав тканевой жидкости , и, следовательно, внутриклеточной жидкости омываемых ею клеток, что обеспечивает их эффективную работу.
Почки приспосабливают свою деятельность к изменениям, происходящим в организме. При этом только в двух последних отделах нефрона - в дистальном извитом канальце почки и собирательной трубке почки - изменяется функциональная активность с целью регуляции состава жидкостей тела . Остальная часть нефрона вплоть до дистального канальца функционирует при всех физиологических состояниях одинаково.
Конечным продуктом деятельности почек является моча , объем и состав которой варьирует в зависимости от физиологического состояния организма.
Каждая почка содержит около одного миллиона структурно-функциональных единиц (нефронов). Схема нефрона показана на Рис. № 1
Рисунок № 1. Строение почечного клубочка и нефрона с кровеносными сосудами:
1-приносящая артерия; 2-выносящая артерия; 3-клубочковая капиллярная сеть; 4-капсула Боумена; 5-проксимальный каналец; 6-дистальный каналец; 7.собирательные трубочки; 8-капиллярная сеть коркового и мозгового вещества почек.
Попавшая в почки плазма крови (около 20 % общего сердечного выброса) подвергается ультрафильтрации в клубочках. Каждый клубочек содержит почечные капилляры, окруженные капсулой Боумена. Движущая сила, обеспечивающая ультрафильтрацию – градиент между давлением крови и гидростатическим давлением гломерулярного пространства, составляющей около 8 кПа. Противодействует ультрафильтрации онкотическое давление, составляющее около 3,3 кПа, создаваемое растворенными белками плазмы, которые сами практически не подвергаются ультрафильтрации (Рис. № 2).
Рисунок № 2. Силы, обеспечивающие фильтрацию плазмы в клубочках почек
|
|
Рисунок № 3. Мочевые органы |
|
кора почек мозговое вещество |
|
|
почечные чашечки |
|
|
почечная лоханка |
|
|
мочеточник |
|
|
мочевой пузырь |
|
|
Мочеиспускательный канал |
Процесс образования мочи проходит в два этапа. Первый проходит в капсулах наружного слоя почек (почечном клубочке). Вся жидкая часть крови, которая поступает в клубочки почек, фильтруется и попадает в капсулы. Так образуется первичная моча, которая представляет собой практически плазму крови.
В первичной моче содержатся наряду с продуктами диссимиляции и аминокислоты, и глюкоза, и многие другие соединения, необходимые организму. Нет в первичной моче только белков из кровяной плазмы. Это и понятно: ведь белки не фильтруются.
Второй этап образования мочи заключается в том, что первичная моча проходит по сложной системе канальцев, где последовательно всасываются нужные для организма вещества и вода. Все вредное для жизнедеятельности организма остается в канальцах и в виде мочи выводится из почек по мочеточникам в мочевой пузырь. Эта конечная моча и называется вторичной.
Как же совершается этот процесс?
Первичная моча непрерывно проходит через извитые почечные канальцы. Эпителиальные клетки, из которых состоят их стенки, совершают огромную работу. Они активно всасывают из первичной мочи большое количество воды и все вещества, необходимые организму. Из эпителиальных клеток они возвращаются в кровь, текущую по сети капилляров, которая оплетает почечные канальцы.
Насколько велика работа, совершаемая почечным эпителием, можно судить, например, по тому, что его клетки всасывают из первичной мочи около 96% содержащейся в ней воды. На свою работу клетки почечного эпителия затрачивают огромное количество энергии. Поэтому обмен веществ происходит в них очень интенсивно. Это подтверждается тем, что почки, которые составляют всего 1/160 веса нашего тела, потребляют примерно 1 / 11 поступающего в него кислорода. Образовавшаяся моча течет по трубочкам пирамидок к сосочкам и просачивается через находящиеся в них отверстия в почечные лоханки. Оттуда она стекает по мочеточникам в мочевой пузырь и удаляется наружу (Рис. № 3).
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.
Моча – продукт жизнедеятельности человека выделяемый почками, являющийся индикатором состояния его здоровья. Она играет важную роль в поддержке постоянства внутренней среды и выведении из организма токсинов и солей. При наличии любых отклонений в работе организма свойства и состав мочи могут меняться.
Что такое из себя представляет моча
Моча – это биологическая жидкость, образующаяся в выделительных органах в результате фильтрации крови и выделения из нее продуктов обмена и воды. Происходит этот процесс в нефронах – составной части почек. состоит из клубочка, окружающей его капсулы, канальцев и трубочек.
От каждой почки отходит мочеточник, по которому моча поступает в мочевой пузырь, откуда по уретре выводится из организма.
Механизм образования первичной мочи
Моча образуется в несколько этапов:
- Фильтрация.
- Реабсорбция (обратное всасывание).
Процесс фильтрации происходит непосредственно в нефронах. Кровь с растворенными в ней веществами попадает в клубочек нефрона, где благодаря разнице в давлении фильтруется. В результате образуется первичная урина. В ее состав входит вода, минеральные соли, азотистые соединения (мочевина, ), глюкоза, аминокислоты, токсины. В течение суток выделяется в среднем 180 л первичной мочи. Куда же она девается?
Благодаря реабсорбции она практически полностью всасывается обратно в кровь по канальцам нефрона. В норме никакие питательные вещества не должны выводиться с уриной.
В результате образуется вторичная урина, содержащая воду, ионы натрия, калия, водорода и . В этих компонентах организм больше не нуждается, именно они попадают в мочеточник.
Если сравнивать первичную и вторичную урину, то первая по составу похожа на плазму крови, вторая же содержит токсины и вещества, имеющиеся в крови в избытке.
Показатели нормы и состав урины
Функционирование организма оценивают определением состава мочи, который влияет на ее свойства. Выделяют физические и химические свойства урины.
Структура выделяемой жидкости
На заметку! Так же моча имеет формулу: (NH2)2CO
Из неорганических веществ в урине присутствуют ионы натрия, кальция, калия, магния, хлора, сульфаты. Их процентное соотношение зависит от особенностей питания. В норме из минеральных веществ в урине больше всего натрия – 0,35%. Процентное содержание сульфатов – 0,18%, калия и фосфатов – по 0,15%.
Чего не должно быть в моче:
- эритроцитов;
- белка;
- сахара;
- ацетона;
- слизи;
- микроорганизмов.
Состава мочи:
| Показатель | Норма |
|---|---|
| Мочевина | 233-331 м моль/сутки |
| Креатинин | 13,2-17,6 м моль/л у мужчин7,1-13,2 м моль/л у женщин |
| Креатин | 84-1443 мкмоль/л у мужчин145-2061 мкмоль/л у женщин |
| Диастаза | до 44 мг/л |
| Молочная кислота | 178-1700 мкмоль/сутки |
| Мочевая кислота | 0,27-0,70 г/суткидо 0,43 г у вегетарианцев |
| Аммиак | 20-70 мкмоль/л |
| Желчные кислоты | 0,46-0,87 мкмоль/сутки |
| Натрий | 95-310 ммоль/сутки |
| Калий | 3,8 до 5-ти ммоль |
| Железо | 0,005–0,3 мг/г |
| Медь | 0,01–0,07 мг/г |
| Селен | 0,015–0,06 мг/г |
| Кобальт | 0,00025–0,002 мг/г |
| Марганец | 0,00075–0,003 мг/г |
| Алюминий | 0–0,04 мг/г |
| Белок | 0,033 г/л |
| Глюкоза | 2,8-3,0 ммоль/суткиу беременных 6 ммоль/сутки |
| Кетоновые тела (ацетон) | 0,17-1,7 ммоль/сутки |
| Альбумин | 1,64-34,2 мг/сут |
| Билирубин | отсутствует |
| Уробилиноген | 5-10 мг/лу детей до 2 мг |
| 17-кетостероиды | у мужчин 22,9-81,1 ммоль/суткиу женщин 22,2-62,4 ммоль/сутки |
| Эритроциты | у мужчины отсутствуюту женщин 1-3 на образец |
| Цилиндрический эпителий | 0-2 |
| 1-3 | |
| Лейкоциты | 0-1 у мужчин0-12 у женщин |
| Гемоглобин | отсутствует |
| Цилиндры | отсутствуют, могут быть только гиалиновые цилиндры, 1-2 на образец |
| Бактерии | отсутствуют |
| Грибы | отсутствуют |
| Слизь | отсутствует |
Химические показатели
На химические свойства урины влияет ее состав. Именно от него зависят следующие характеристики:
- реакция среды;
- прозрачность;
- плотность.
Реакция урины нейтральная, ближе к слабокислой, что обусловлено концентрацией ионов водорода. Этот показатель зависит от особенностей питания: у вегетарианцев она щелочная, а при употреблении мяса становится кислой. У детей при рождении моча кислая, через 6 дней становится щелочной.
В норме урина прозрачная независимо от цвета, но при излишке различных солей, белка, гноя, . Осадки солей выпадают в осадок, который при нагревании либо добавлении различных реагентов исчезает.
Одно из важных свойств урины — пенистость. моча не пенится, возможно образование нестойкой пены.
Плотность урины зависит от концентрации в ней солей натрия и мочевины. Этот показатель не должен быть ниже 1018 г/л. При повышении температуры внешней среды плотность снижается на 1г/мл на каждые 3 градуса.
Существует взаимосвязь между цветом и плотностью урины. Чем она светлее, тем менее плотная. Более концентрированная характеризуется высокой плотностью и чаще всего сопровождается обезвоживанием.
Основные показатели состояния мочи:
Физические свойства
Физические свойства помогают оценить урину по внешним признакам. К ним относят:
- запах;
- цвет;
- объем.
Урина имеет , поскольку в ней содержится аммиак. Под воздействием кислорода аммиак окисляется и запах становится более резким.
Цвет урины в норме светло-желтый, что обусловлено наличием желчных пигментов. Чем больше человек употребляет жидкости, тем светлее становится его моча. При увеличении потоотделения, сопровождающегося уменьшением мочеиспускания, концентрация желчных пигментов возрастает, вследствие этого цвет урины становится более темным. Цвет может меняться при приеме лекарственных препаратов.
В течении суток организм человека в норме выделяет 1,5-2 л урины. Этот объем зависит от питьевого режима и погоды. Зимой у человека выделяется больше мочи, а летом часть влаги теряется в результате потоотделения. Соотношение употребляемой и выделяемой жидкости называется диурез.
Нефрон - это структурная единица почки, где происходит фильтрация крови и образование мочи.
В каждой почке примерно 1 млн нефронов.
Строение нефрона
В корковом слое почки находится почечная капсула (капсула нефрона) , внутри которой находится капиллярный клубочек извитого канальца .
В мозговом (пирамидальном) слое находятся извитые канальцы . Канальцы образуют общие собирательные трубочки , впадающие в почечную лоханку.
От почечной лоханки каждой почки отходит мочеточник , соединяющий почку с мочевым пузырём.
От капсулы отходит извитой каналец первого порядка (проксимальный извитой каналец) , который в мозговом слое почки образует петлю (петля Генле), затем он снова поднимается в корковый слой, где переходит в извитой каналец второго порядка (дистальный извитой каналец) . Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона. Все собирательные трубочки образуют выводные протоки , открывающиеся на верхушках пирамид в мозговом веществе почки.
Приносящая почечная артерия распадается на артериолы и затем на капилляры, образуя клубочек почечной капсулы .
Капилляры собираются в выносящую артериолу , которая снова распадается на сеть капилляров, оплетающих извитые канальцы .
Затем капилляры образуют вены, по которым кровь поступает в почечную вену .
Образование мочи
Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. Образование мочи проходит в два этапа - фильтрации и обратного всасывания (реабсорбция) .
На первом этапе плазма крови фильтруется через капилляры мальпигиева клубочка в полость капсулы нефрона .
За счёт высокого давления крови в капиллярах клубочков вода и небольшие молекулы различных веществ, содержащиеся в плазме крови, поступают в щелевидное пространство капсулы, от которой начинается почечный канал. Так образуется первичная моча , близкая по составу к плазме крови (отличающаяся от плазмы крови отсутствием белков) и содержащая мочевину, мочевую кислоту, аминокислоты, глюкозу, витамины.
В извитых канальцах происходит обратное всасывание в кровь первичной мочи и образование вторичной (конечной) мочи . Вновь всасываются в кровь вода, аминокислоты, углеводы, витамины, некоторые соли.
Во вторичной моче увеличивается в несколько десятков раз, по сравнению с первичной мочой, содержание мочевины (в 65 раз) и мочевой кислоты (в 12 раз). Увеличивается в 7 раз концентрация ионов калия. Количество натрия практически не изменяется.
За сутки образуется около 150 л первичной мочи, и около 1,5 л в сутки, вторичной мочи, что составляет примерно 10% объёма первичной мочи. Таким образом необходимые организму вещества возвращаются в кровь, а ненужные выводятся.
Вторичная моча поступает из канальцев в почечную лоханку, а затем по мочеточникам стекает в мочевой пузырь и по мочеиспускательному каналу выводится наружу.
Регуляция работы почек
Деятельность почек регулируется нейрогуморальным механизмом.
Нервная регуляция
. В кровеносных сосудах находятся осмо- и хеморецепторы, передающие информацию о давлении крови и составе жидкости в гипоталамус по проводящим путям вегетативной нервной системы.
Гуморальная регуляция
деятельности почек осуществляется гормонами гипофиза, коры надпочечников, паращитовидных желёз.
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.