Тема № 2 «Физиология мочеобразования»

I. Краткие сведения о строении почек и мочевыводящих путей.

Почки - парный орган. Расположены почки за брюшиной по обеим сторонам позвоночника на уровне 12 грудного и I-II поясничных позвонков. Имеют бобовидную форму, покрыты капсулой и толстым слоем жира - это предохраняет почки от смещения, охлаждения и сотрясения. На разрезе почки состоят из наружного коркового слоя и внутреннего мозгового. В мозговом слое располагаются почечные пирамиды (8-18), из сосочков которых вытекает моча в малые и большие чашечки, почечные лоханки и мочевой пузырь. Почечные лоханки переходят в мочеточники, мочеточники впадают в мочевой пузырь, расположенный в малом тазу, из мочевого пузыря выходит мочеиспускательный канал. Строма почки представлена рыхлой соединительной тканью. Паренхима состоит из почечных телец и почечных канальцев.

II. Строение нефрона.

Нефроны расположены в ткани почки. В почке от 1000000-2000000 нефронов. Каждый нефрон начинается с бокаловидного расширения, которое называется капсулой Шумлянского-Боумена. Капсулы располагаются на поверхности коркового слоя почки, и состоит из двух листков внутреннего и внешнего, между которых образуется узкое щелевидное пространство. К каждой капсуле подходит небольшая артерия, которая называется приносящей, она ветвится на капилляры, которые образуют сосудистый клубочек. Этот клубочек заполняет полости бокаловидного расширения капсулы. Капсула Шумлянского-Боумена и расположенный в ней клубочек из капилляров называется почечным мальпигиевым тельцем. Из щелевидной полости капсулы Шумлянского-Боумена, со дна её начинается узкий почечный каналец, который в своём начале имеет извитую форму и называется извитым канальцем первого порядка или проксимальным канальцем. Извиваясь, он опускается в мозговой слой почки, образуя петлю Генле, а затем возвращается обратно. Подходя к корковому слою, почечный каналец вновь извивается, образуя извитой каналец второго порядка - дистальный каналец, который входит в собирательную трубочку. Каждая такая трубочка принимает большое количество канальцев. Таким образом: 1) почечное мальпигиевое тельце (представленное капсулой Шумлянского-Боумена и расположенным в ней сосудистым клубочком) и 2) канальцы (проксимальный, петля Генле с прямыми трубочками и дистальный каналец) составляют структурно-функциональную единицу почки, называемую нефроном.

III. Физиология мочеобразования.

Моча - продукт жизнедеятельности организма, образующийся и выделяющийся мочевыделительной системой. Образование мочи происходит в почках. Начальный этап мочеобразования - клубочковая фильтрация, начинается в почечном мальпигиевом тельце из плазмы крови, воды и низкомолекулярных водорастворимых веществ. Под воздействием кровяного давления через полупроницаемую клубочковую мембрану кровь фильтруется и попадает в пространство капсулы Шумлянского-Боумена. Образовавшаяся жидкость называется первичной мочой (провизорной, капсулярной, клубочковой).

Фильтрация первичной мочи зависит от состояния базальной мембраны клубочка, числа функционирующих клубочков, общей поверхности капилляров клубочка, тонуса капиллярной сети. Первичная моча имеет качественный и количественный состав крови (кроме форменных элементов и белков). Это фильтрат плазмы, содержащий воду, незначительное количество белка альбуминовой природы, ферменты, аминокислоты, лёгкие цепи иммуноглобулинов, глюкозу, фосфаты, мочевину, мочевую кислоту, креатинин, относительную плотность 1010, рН - 7,4. Процесс фильтрации зависит от эффективного фильтрационного давления (ЭФД). Фильтрация уменьшается при снижении гидростатического давления в капиллярах при повышении внутрипочечного давления, онкотического давления, при коллапсе, шоке, сильном кровотечении. Анурия (прекращение выделения мочи) наступает при снижении гидростатического давления в капиллярной сети ниже 50 мм рт. ст. Фильтрация увеличивается при повышении давления в капиллярах, при усиленном выбросе ренина, вазопрессина, усиленном притоке крови к почечному клубочку.

Вторым этапом мочеобразования является канальцевая реабсорбция - обратное всасывание необходимых организму веществ в кровь (глюкоза, соли, вода, аминокислоты). Благодаря реабсорбции обеспечивается сохранение необходимых веществ для организма, стабильность концентрации электролитов, постоянное соотношение анионов и катионов, динамическое равновесие осмотического давления в жидкостях организма. Обратное всасывание способствует сохранению воды, белков, углеводов в организме. За сутки у взрослого человека образуется 180 л первичной мочи, реабсорбируется 178-179 л и выводится только 1,5-2 л окончательной мочи. В одну минуту к почечному тельцу приходит около 1200 мл крови, фильтруется 120 мл первичной мочи в капсуле Шумлянского-Боумена, 119 мл всасывается и выводится 1 мл окончательной мочи. Реабсорбция осуществляется в виде пассивной диффузии и благодаря активному транспорту при участии ферментов. В результате активного транспорта осуществляется реабсорбция глюкозы. Аминокислоты, белки обратно всасываются (реабсорбируются) полностью путём пиноцитоза в проксимальном канальце. На 100% всасываются фосфаты и калий. Вода возвращается обязательно в кровь на 75% в проксимальном канальце, всасываясь пассивно за натрием и глюкозой. В дистальном канальце и собирательных трубочках вода возвращается в кровь факультативно под действием вазопрессина - гормона задней доли гипофиза. Нарушение реабсорбции может быть первичным при отсутствии ферментов-переносчиков (у больных отмечается тирозинурия, глицинурия, фосфатный диабет при нарушении всасывания неорганического фосфора) и вторичным при наличии воспалительного процесса в канальцах, венозного застоя, ишемии, гипотонии нефрона, при блокировании ферментов-переносчиков в результате отравления тяжёлыми металлами при различных тубулопатиях.

Третий этап процесса мочеобразования - секреция. В результате секреции осуществляется перенос некоторых веществ из крови перитубулярных капилляров в просвет канальца через эпителиальные клетки. Путём канальцевой секреции в дистальном канальце выводятся из организма ионы водорода, калия, аммиака, некоторые анионы и катионы органических веществ, глюкуроновая кислота, парааминогиппуровая кислота, сульфаниламидные препараты, антибиотики. В проксимальном канальце - лекарства, красители, введённые в организм.

Процесс секреции способствует выведению из организма всех ненужных веществ. Образованных в результате обменных процессов. Перенос секретируемых веществ из крови осуществляется за счёт использования энергии фосфорных соединений. Нарушение процессов секреции водородных ионов приводит к изменению кислотно-основного состояния (КОС) реакции мочи и может вызвать появление резко кислой мочи. Уменьшение выделения аммиака способствует усилению кислотности мочи. При хронической почечной недостаточности (ХПН) снижается секреция NH₃ (аммиака), моча становится резко кислой, выпадает много мочевой кислоты, которая видна в осадке. При усиленной секреции калия почечным эпителием тормозится экскреция (выделение) водородных ионов. Альдостерон стимулирует выведение калия, аммония, тормозит секрецию водородных ионов. При нарушении факультативной реабсорбции воды, когда не хватает вазопрессина, будет наблюдаться полиурия. При тубулопатиях, воспалительных процессах усиленно секретируется гиалин, что приводит к значительной цилиндрурии.

В результате реабсорбционных и секреторных процессов образуется окончательная (вторичная) моча, которая выделяется человеческим организмом. При приёме пищи, содержащей больше твёрдых составных частей, чем жидкостей, преобладают процессы в нисходящем участке, поэтому окончательная Вторичная) моча более концентрирована, чем первичная и её уд. вес > 1010 (концентрационная способность почек). При приёме больших количеств жидкостей преобладают процессы в восходящем участке узкого отдела, поэтому вторичная (окончательная) моча менее концентрированна, чем первичная и уд. вес < 1010 (разводящая способность почки). Ввиду того, что в пище человека чаще преобладают твёрдые составные части, вторичная (окончательная) моча обыкновенно более концентрирована, чем первичная в результате процессов протекающих в петле Генле. Следовательно, она отвечает за процессы разведения и концентрации мочи.

Процесс мочеобразования зависит от нервно-гуморальной регуляции под общим контролем коры головного мозга. Диурез зависит от состояния промежуточного мозга и задней доли гипофиза. Задняя доля гипофиза выделяет гормон вазопрессин, который стимулирует факультативную реабсорбцию воды в дистальных канальцах и собирательных трубочках. Под действием вазопрессина увеличивается секреция гиалуронидазы эндотелиальными клетками. При некоторых заболеваниях почек активность фермента резко возрастает, что вызывает деполимеризацию гиалуроновой кислоты и изменяет проницаемость капилляров, уменьшая диурез. Задержка натрия соединительной тканью приводит к развитию отёков. Гипоальбуминемия и падение онкотического давления способствует образованию отёков. Гормон надпочечников альдостерон реабсорбирует натрий в дистальном канальце, а за натрием следует вода и диурез уменьшается. АКТГ (адренокортикотропный гормон) усиливает выделение альдостерона и косвенно влияет на образование мочи, увеличивая реабсорбцию воды в дистальных канальцах и собирательных трубочках, снижая суточный диурез.