Как происходит образование мочи в органах выделения. Первичная моча. Моча и ее свойства

1) механизм образования первичной мочи

2) механизм образования конечной мочи

1. Состав и свойства мочи
2. Выведение мочи
3. Регуляция мочеобразования

Выделение – это освобождение от экскретов, избытка воды, солей, чужеродных веществ, поступающих с пищей.

Этапы процесса выделения:

· Образование экскретов и поступление их из тканей в кровь

· Транспорт экскретов кровью к органам, обезвреживающим их, к органам выделения, в депо питательных веществ

· Выведение экскретов из организма, чужеродных веществ, попавших в кровь (пенициллин, йодиды, краски и т.д.)

Процесс образования и выделения мочи называется диурезом. Моча образуется из плазмы крови, протекающей через почки. Процесс образования мочи протекает в 3 фазы:

· клубочковая фильтрация

· канальцевая реабсорбция

· канальцевая секреция

Клубочковая фильтрация

Фильтрация крови происходит в капсуле Боумена-Шумлянского, куда по приносящей артериоле в капилляры мальпигиева клубочка поступает артериальная кровь. В капиллярах клубочка создаётся высокое давление крови за счёт разности диаметров приносящей и выносящей артериол. Кроме того, кровь сюда поступает уже под давлением, которое обеспечивает сердце. Благодаря высокому давлению и благодаря высокой проницаемости стенок капсулы в просвет капсулы поступает плазма крови, лишённая белка. Образуется первичная моча. За сутки её образуется 150-170 л. Первичная моча, кроме продуктов обмена содержит и необходимые для организма питательные вещества: аминокислоты, глюкозу, витамины, соли. Обязательным условием фильтрации первичной мочи является высокое гидростатическое давление крови в капиллярах клубочков – 70-90 мм рт.ст. Ему противодействуют онкотическое давление крови = 25-30 мм рт.ст. и давление жидкости, находящейся в полости капсулы нефрона, равное 10-15 мм рт.ст. Величина разности кровяного давления, обеспечивающая клубочковую фильтрацию, равна 30 мм рт.ст., т.е. 75 мм рт.ст. – (30 мм рт.ст.+15 мм рт.ст.) = 30 мм рт.ст. Фильтрация мочи прекращается, если АД клубочков ниже 30 мм.рт.ст.

Конечной мочи же за сутки образуется 1,5 л. Значит, нефрон должен обеспечить обратное всасывание этих веществ. Этот процесс называется канальцевой реабсорбцией.

Канальцевая реабсорбция

Канальцевая реабсорбция – это процесс транспорта веществ из первичной мочи в кровь. Первичная моча, пройдя через систему мочевых канальцев, изменяет свой состав. Обратно в кровь всасываются Н 2 О, глюкоза, аминокислоты, витамины, ионы Na + , K + , Ca +2 ? CI¯. Последние выводятся с мочой только в том случае, если их концентрация в крови выше нормы. Продукты обмена веществ (мочевина, креатинин, сульфаты и др.) выделяются с мочой при любой концентрации их в крови и реабсорбции не подвергаются. Реабсорбция происходит активно и пассивно. Активная реабсорбция происходит за счёт деятельности почечного эпителия канальцев при участии ферментов и затратой энергии. Активно всасываются глюкоза, аминокислоты, фосфаты, соли натрия. Они полностью всасываются в канальцах и в конечной моче отсутствуют. Пассивная реабсорбция происходит за счёт диффузии и осмоса без затрат энергии. Обратно всасываются Н 2 О, хлориды и др. Особое место в механизме реабсорбции воды и ионов натрия из первичной мочи занимает петля Генле нефрона за счёт поворотно-противоточной системы. Петля Генле имеет 2 колена: нисходящее и восходящее. Эпителий нисходящей части пропускает воду, а эпителий восходящей части непроницаем для воды, но активно всасывает Na + обратно в кровь. Проходя через нисходящую часть петли Генле, моча отдаёт воду, сгущается, становится более концентрированной. Отдача воды происходит пассивно, так как в восходящей части петли Генле активно обратно всасываются ионы Na + . Поступая в тканевую жидкость, ионы Na + повышают в ней осмотическое давление и тем самым способствуют притягиванию воды в тканевую жидкость из нисходящей части петли Генле. Таким образом, в петле Генле происходит реабсорбция большого количества воды и ионов Na + .

Канальцевая секреция

Секреция – активный транспорт эпителиальными клетками некоторых веществ с затратой энергии АТФ.

Благодаря секреции из организма выделяются вещества, которые не поддаются клубочковой фильтрации или содержатся в крови в больших количествах: ксенобиотики (красители, антибиотики и др. лекарства), органические кислоты и основания, аммиак, ионы К + , Н + .

СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ МОЧИ

1. Первичная моча образуется из плазмы крови, однако от плазмы отличается - в ней отсутствуют белки и клетки крови.

2. Она содержит продукты распада: мочевину, мочевую кислоту, креатин, креатинин, аммиак.

3. Однако есть в ее составе и питательные вещества: аминокислоты, глюкоза, витамины, и минеральные вещества (калий, натрий и др).

4. Каждую минуту в почках образуется примерно 125 миллилитров первичной мочи, однако 124 миллилитра тут же всасывается обратно, в итоге остается всего 1 миллилитр вторичной.

Вторичная моча

1. Несоизмеримо беднее по составу, чем первичная. Не содержит питательных веществ, в ней имеются только вода и продукты обмена.

2. Концентрация мочевины, образованной в печени из аммиака, во вторичной моче в 60–65 раз больше, чем в первичной.

3. Концентрация мочевой кислоты увеличивается в 12 раз.

4. Присутствуют креатин и креатинин, концентрация ионов калия выше в 7 раз.

Образование первичной мочи. Фильтрация

1. Первым делом происходит фильтрация - то есть перемещение жидкости с растворенными соединениями из крови в полость почечной капсулы в результате разницы давлений. Эта жидкость далее станет первичной мочой.

2. Фильтрация происходит пассивно, для нее не требуется затрат энергии. Какими двумя процессами она обеспечивается?

3. Во-первых, фильтрация обусловлена гидростатическим давлением крови в клубочке. По сути, вода и растворенные в ней небольшие молекулы «выдавливаются» из капилляра и проходят через эпителий почечной капсулы в ее просвет.

4. Во-вторых, фильтрация усилена тем, что приносящая артериола шире выносящей артериолы.

5. В связи с высоким давлением крови и большей шириной приносящей артериолы в капиллярный клубочек приходит очень много крови. Кровь не успевает вся профильтроваться, остается ее излишек, который уйдет по выносящей артериоле.

6. Выносящая артериола переходит в околоканальцевые капилляры, оплетающие почечный каналец.

Образование первичной мочи. Секреция

1. Канальцевая секреция - выделение некоторых веществ из крови в полость канала нефрона.

2. Секреция - активный процесс, идущий с большими затратами энергии.

3. В каналец секретируются лекарства, ионы калия, парааминогиппуровая кислота (кстати, она подвержена как фильтрации, так и секреции), аммиак, красители.

4. Проходят ли клетки крови и белки через стенки капилляров и почечной капсулы? Нет, стенки капилляров и капсулы - это фильтры, не пропускающие из крови клетки крови и белки.

Образование вторичной мочи. Обратное всасывание (реабсорбция)

1. Первичная моча проходит в почечный каналец.

2. Через его стенку в околоканальцевые капилляры, то есть обратно в кровь, всасываются вода, растворенные в ней питательные вещества - аминокислоты, глюкоза, витамины, некоторые минеральные вещества.

3. Обратное всасывание - также активный процесс, идущий с затратами энергии. Например, сахара почти полностью всасываются, мочевина же вообще не всасывается.

4. Итак, во вторичной моче остаются лишь те вещества, которые не нужны организму и подлежат выведению. Необходимые организму вещества он возвращает через сеть околоканальцевых капилляров.

5. Иногда через почки удаляется и избыток глюкозы - так почки способствую поддержанию постоянства химического состава крови.

6. В обычных условиях, при комфортной температуре, отсутствии тяжелой работы и нормальном питании вторичной мочи в сутки образуется 1,2–1,5 литра.

Мочевыделение

1. Мускулатура мочеточников ритмично сокращается, что способствует проталкиванию мочи в мочевой пузырь.

2. Пузырь, стенки которого построены из гладкомышечной ткани, постепенно растягивается. Когда объем содержимого становится больше 150 миллилитров, а давление на стенки высоким, включается рефлекс мочеиспускания.

3. Центр мочеиспускания лежит в крестцовом отделе спинного мозга, под контролем коры больших полушарий.

4. Человек может сознательно задерживать мочеиспускание - влияние коры позволяет регулировать этот акт.

5. На выходе из канала стоят кольцевые мышечные утолщения, сфинктеры, которые, словно стражники, приоткрывают «ворота» в момент мочеиспускания. Первый, внутренний, сфинктер создан из той же гладкомышечной ткани, что и стенки пузыря. Второй, наружный - из поперечно-полосатых мышц. Человек может отдать приказ открыться только наружному сфинктеру.

6. Когда стенки мочевого пузыря сокращены, а стражники-сфинктеры приоткрыты - происходит мочеиспускание.

7. У большинства детей произвольное мочеиспускание устанавливается в 1–1,5 года.

Предупреждение почечных заболеваний

1. Последствия нарушения работы выделительной системы - это отравление организма продуктами обмена, либо выведение с мочой большого количества полезных для организма веществ.

2. Клетки почечных канальцев чувствительны к ядам и инфекции. Если эти клетки поражаются, вторичная моча перестает образовываться - организм теряет с мочой воду, глюкозу и другие полезные вещества.

3. При физических нагрузках или повышении кровяного давления мочи выделяется больше.

4. Признаки заболевания почек - белки и сахар в моче, повышенное количество лейкоцитов или эритроцитов.

5. Острая пища нарушает работу почек. Алкоголь разрушает эпителий почек, нарушает образование мочи или вовсе прекращает его, организм отравляется.

6. При патологических нарушениях работы почек возможна их пересадка.

Нейрогуморальная регуляция работы почек

1. Нервная регуляция . В сосудах есть осмо- и хеморецепторы, которые шлют сигналы в гипоталамус по проводящим путям вегетативной нервной системы о кровяном давлении и составе жидкости. Такая информация важна, чтобы организм «понимал», стоит ли выделять больше воды с мочой или надо ее экономить. В этом случае гипоталамус «принимает решение» и может выделить гормон вазопрессин (АДГ), уменьшающий количество мочи.

2. Симпатическая нервная система уменьшает мочевыделение (диурез), парасимпатическая увеличивает.

3. В связи с тем, что наружный сфинктер мочевого пузыря содержит поперечнополосатую мускулатуру, кора полушарий контролирует работу мочевого пузыря, но не почек в целом.

4. Гуморальная регуляция . Гормон гипоталамуса вазопрессин, или АДГ - антидиуретический гормон (поступает в гипофиз из гипоталамуса) и гормон надпочечников адреналин снижают диурез. Тироксин повышает его.

Жидкость, образованная почками после фильтрации веществ крови от белков и ферментов, носит название – первичная моча.

Процесс диуреза происходит благодаря . Органы снабжаются постоянным током крови, благодаря почечным артериям, которые разделяются на мелкие сосуды и питают структурные единицы почек в виде клубочков.

Образуется моча благодаря работе нефронов, в структуру которых входят: клубочки, капсула и система извитых канальцев.

Почечный клубочек представлен сеточкой капилляров, которые погружены в капсулу, где благодаря высокому давлению поступающая кровь фильтруется и образует первую жидкость.

Первичную мочу называют клубочковым ультрафильтратом. Она формирует свой состав после отделения веществ крови от элементов и белков, за исключением 3 % гемоглобина и 0,01 % альбуминов, затем концентрируется и удаляет полезные элементы, а оставшийся остаток переводит во .

Образование первичной мочи представлено несколькими этапами:

1. Фильтрация. Благодаря высокому давлению жидкость с глюкозой, аминокислотами, микроэлементами и водой из кровяного русла проходит через мембрану капсулы, которая своей внутренней стенкой плотно срослась с капиллярами клубочка и сформировала мембранный просвет, с образованием мельчайшей решетки.

Кровь через капилляры проходит медленно, поэтому происходит интенсивное отделение компонентов крови сквозь просвет капсулы и решетку, с образованием первичной жидкости, не содержащую белки и схожую по составу с плазмой.

1. Реабсорбция. Из капсулы отфильтрованная жидкость поступает в проксимальные каналы нефрона, где в процессе происходит накопление ценных питательных веществ, включая глюкозу, и их всасывание.
2. Секреция. Жидкость после всасывания образует за 24 часа до 180 л первичного вещества, а оставшаяся урина переходит в конечную (вторичную).

Вторичная моча – это жидкость, имеющая такой состав: много воды (95%) и сухой остаток – мочевина, Na, Cl, K, сульфаты, мочевая кислота, NH3. Последнее вещество (аммиак) определяет резкий запах урины.

Вторичная моча поступает в собирательные трубочки, по ним – в почечные чашки, лоханку и мочевой пузырь, а затем через мочеиспускательный канал выходит наружу до 2 л за 24 часа.

Из мочевых путей удаляются продукты белкового обмена, не фильтрующиеся вещества, шлаки, не всосавшиеся компоненты лекарственных препаратов и пищевые красители.

Отличие первичной мочи от вторичной

Первичная и вторичная моча – образования одного процесса, который взаимосвязан и состоит в плавном переходе одного образования жидкой части в другую.

Первичный процесс является результатом преобразований плазмы крови с формированием вторичных остатков, которые затем накапливаются в мочевом пузыре. Состав первичной и вторичной мочи различается по содержанию элементов, веществ, и имеет ряд отличий даже по объему (180 л и 2).

Первичная моча отличается от вторичной также тем, что ее основная часть всасывается обратно, а у второй полностью выводится. Первичная моча является продолжением плазмы, только без белков, и содержит кроме полезных, обменные продукты и низкомолекулярные комплексы, полностью совпадающие с их количеством в кровяном русле.

Вторичная урина состоит из не усвоенных веществ в процессе реабсорбции. Состав вторичной мочи представлен малым количеством минеральных соединений (сухим остатком). Сама жидкость вся выводится наружу, имеет слабокислую среду и пигмент уробилин, определяющий ее окраску.

Свойства первичной урины

Жидкость, полученная ультрафильтрацией клеточных элементов крови в почках, определяет такой состав первичной мочи: присутствие воды, аминокислот, хлоридов, фосфатов, полезной глюкозы и т.д.

Насыщение урины происходит благодаря большой фильтрации почек из-за:

• постоянного питания кровью;
• хорошей фильтрации поверхности клубочков;
• достаточным давлением в мелких сосудах.

Первичная моча характеризуется такими свойствами:

1. Образуется в структурных единицах почек (клубочках) и обратно всасывается.
2. Характеризуется пониженным давлением осмоса, благодаря мембранному равновесию, способствующему лучшей фильтрации.
3. Контролирует поступление жидкости.

Образование объема первичной урины и ее качественный состав непостоянны и зависят от множества факторов: суточного времени, температуры окружающей среды, состава принимаемой пищи и жидкости, потовых выделений, физической активности, АД и др.

Любые нарушения в механизме образования и выведения мочи проявляются в организме тяжелыми болезнями почек.

Ежесуточно организм человека принимает до 2,5 л воды вместе с пищей и питьем, еще до 150 мл воды в организм поступает в результате метаболизма. Чтобы в организме поддерживался водный баланс, приход воды должен равняться ее расходу. Основную роль в процессе выведении из организма воды играют почки. За счет суточного диуреза (мочевыделения) выходит до 1500 мл жидкости. Часть воды выводят легкие (до 500 мл), кожные покровы (до 400 мл), незначительное ее количество выходит с калом.

Ежеминутно через сосуды почек проходит до 1,2 л крови , при этом масса почек составляет всего 0,43% от массы тела человека, что подтверждает очень высокий уровень почечного кровоснабжения. Если его пересчитать на 100 г ткани, то кровоток почек составляет 430, сердечной системы — 66, головного мозга — 53 мл/мин. Важно, что на кровоток в почках не влияет даже двукратное повышение артериального давления (к примеру, с 90 до 190 мм рт. ст.) Почечные артерии связаны с брюшной аортой, поэтому в них постоянно поддерживается необходимый высокий уровень артериального давления.

Как образуется первичная и вторичная моча

Мочеполовая система выполняет основную функцию по выделению с организма продуктов обмена веществ. Процесс образование мочи — это весьма сложный механизм, состоящий из двух этапов. В процессе первого этапа образуется первичная моча путем фильтрации в капсуле нефронов. Затем она проходит через извитые канальцы и петлю Генле, где из нее обратно в кровь всасывается до 99 % воды с содержащимися в ней аминокислотами, сахарами и некоторыми минеральными солями.

Чем отличаются между собой первичная и вторичная моча

Первичную мочу продуцирует почечный клубочек , состоящий из огромного количества капилляров. Проходящая по ним кровь фильтруется, а выделенная жидкость направляется в капсулу Шумлянского-Боумена . Это и будет первичная моча. В ней не содержатся клетки крови и молекулы сложных белков, так как их не пропускают стенки капилляров, однако через них свободно проходят молекулы аминокислот, сахаров, жиров и др. Первичная моча содержит также воду, которая, проходя через извилистые канальцы нефрона, всасывается благодаря повышенному осмотическому давлению на стенки канальцев (так называемая реабсорбация).

Ежесуточно в организме образуется 150–180 л первичной мочи . Все имеющиеся в ней полезные соединения не пропадают, так как снова поступают в организм в процессе диффузии и транспортной функции стенок канальцев. Вещества, что остались после процесса диффузии и будут вторичной мочой. Она поступает вначале в собирательные трубочки, далее в малые и большие почечные чашки, затем собирается в почечной лоханке, из которой через мочеточники моча выводится в мочевой пузырь, а, после его наполнения, выходит через уретру из организма.

Вторичная моча более концентрирована, в ней, помимо воды, содержится мочевина, мочевая кислота, соли натрия, хлора, калия, сульфаты и аммиак. Именно они и придают моче характерный запах. Организм человека ежесуточно вырабатывает до 1,5 л вторичной мочи, которая затем выделяется при мочеиспускании. Именно в особенностях образования мочи и содержится ответ на вопрос, чем отличаются между собой первичная и вторичная моча.

Так как первичная моча является жидкостью, которая образовалась в начале мочеобразовательного процесса, она идентична плазме крови и содержит только полезные микроэлементы. Вторичная моча содержит остатки первичной жидкости, которые в результате реабсорбации не были усвоены организмом.

Выводы

Как первичная, так и вторичная моча являются стадиями единого процесса, они тесно взаимосвязаны между собой и их образование происходит путем постепенного перетекания одной в другую. Если первичную жидкость продуцирует почечный клубочек, то вторичная моча образуется в капиллярах, которые оплетают мочевыводящие канальцы. Если большая часть первичной мочи обратно организмом всасывается, то вторичная моча полностью выходит из организма.

Казалось бы, детский вопрос: зачем человеку нужна моча? Но все гораздо сложнее. Кроме избавления от опасных и вредных продуктов метаболизма, мочевыделение необходимо для поддержки электролитного баланса, контроля над количеством жидкости в теле и регулировки давления, а также работы сердца и сосудов. Чтобы понять, как все это происходит, нужно немного разбираться в образовании мочи.

Образование первичной мочи начинается с поступления в почки крови и передвижении её по сосудам. Почка в это время играет роль фильтра, пропускающего сквозь поры все вещества, попавшие в почку. Большинство процессов образования первичной мочи происходит в мальпигиевых клубочках почки. Кровь же к почкам доставляется через почечные артерии. За 24 часа вся кровь в почках фильтруется примерно 20 раз.

При этом важно понимать, что фиброзная капсула почки состоит из трех слоев:

1. В первом слое , состоящем из капилляров, есть крупные поры, через которые и проходит вся кровь, за исключением некоторых белков и форменных частиц.
2. Во втором слое состоит из нитей коллагена и является мембраной, которая не позволяет проходить белкам.
3. И наконец, в третьем слое является эпителиальным, его клетки обладают отрицательным зарядом и не позволяют в первичную мочу проходить альбуминам крови. Вся профильтрованная кровь попадает в канальцы почек. Это и есть первичная моча.

Благодаря этому в полученной первичной моче нет белков, а почки фильтруют и восстанавливают отрицательные элементы, приводя их к нормальному состоянию. Таким образом, первичная моча является безбелковым фильтратом плазмы крови. Благодаря всем этим процессам формируется и давление в организме.

Нормальное состояние фильтрации первичного состава за сутки - почти полторы тысячи литров крови (точнее, 1400). Далее следует образование первичной жидкости (её получается до 180 л). Но такое количество мочи за 24 часа не выделяет никто.

Реабсорбция

Это образование вторичной мочи. Теперь все элементы передвигаются в кровь из канальцев. Реабсорбции подвержены все попавшие в фильтрат белки, а также прочие находящиеся в ультрафильтрате частицы и компоненты, она происходит путём дисфузии или активной транспортировки.

В результате активной транспортировки происходит очень большое потребление кислорода. Во время реабсорбции происходит возврат в кровь веществ и элементов из каналов почек. Таким образом, происходит возвращение в кровоток почти всей первичной мочи. 160 литров превращаются в 1,5 литра концентрата, именуемого вторичной мочой. В состав вторичной мочи входят:

• соли аммония;
• мочевина;
• креатинин;
• кислоты;
• другие соли.

Результатом всего этого процесса является попадание в мочевой пузырь вторичной жидкости. Она попадает сюда через мочеточники.

Сравнение вторичной и первичной мочи

Секреция

Третий и не менее важный этап образования мочи. Этот процесс похож на реабсорбцию, происходящую в противоположном направлении. Процесс секреции протекает довольно активно, параллельно с ним происходит и реабсорбция. Секреция осуществляется в почечных канальцах и в капиллярах почек. При помощи дистальных и собирательных каналов в мочу секретируются аммиак, соли и водород (все в ионах). Благодаря этом процессу из организма через мочеиспускательный канал выходят ненужные вещества, которые частично впитаны в кровь. Суточная доза мочи. Выделяемой благодаря секреции может быть от литра до двух.

Особенности образования мочи у детей

У самых маленьких к моменту рождения многие функциональные и структурные изменения почек еще не закончены, что влияет на образование мочи. Вот несколько главных особенностей:

• Вес органов у ребенка больше, чем у взрослого: так, почка весит 1 процент от всей массы тела. А вот нефронов столько же, сколько и у взрослого, но они намного меньше. Что же касается эпителиального слоя на базальной мембране клубочка, то он из себя представляет высокие цилиндрические клетки. Поверхность фильтрации у них снижена, а сопротивление сильное.
• У грудничка эпителий почек не совсем подготовлен к секреции, а канальцы короткие и узкие. Почечный аппарат (морфологическая его структура) созревает у малышей только к трем годам, а иногда и намного позже. Так что, моча маленького ребенка от взрослой отличается и составом, и количеством.
• Первые месяцы жизни ребенка в его почках фильтруются меньшие объемы жидкости, но моча (если посчитать на килограмм массы тела) образуется в больших объемах, чем у взрослых. При этом, почки пока не могут освободить тело от переизбытка жидкости.
• Годовалый ребенок выделяет 0,75 литра мочи за сутки, пятилетний - около одного литра, десятилетний почти столько же, сколько взрослые. Процессы реабсорбции у детей проходят не так слажено и совершенно, как у взрослых: чтобы вывести шлаки, ребенку нужно намного больше жидкости. Плохо развита у ребенка и секреция. Так как канальцы еще не сформировались, то они не вполне справляются с превращением в кислую соль фосфатов из первичной мочи.
• Уступает взрослым и синтез аммиака, а также реабсорбция бикарбонатов и выделение кислотных остатков, что может привести к ацидозу. Кроме того, у детей обычно низкий удельный вес мочи.

Образование мочи - процесс сложный и интенсивный. В нем принимают участие все части почки, а также мочеточники, аорты и артерии. В результате организм избавляется от ненужных веществ, а также формируется давление. Окончательно все его механизмы формируются только в шесть лет.

Также вы можете посмотреть этот видеоролик, который рассказывает о процессе образования мочи.