Как вырабатывается моча. Как образуется моча

Мочевыделительная система поддерживает в организме человека гомеостаз жидкостей и химических веществ. Происходит это путем перекачки крови через почечные фильтры и последующего образования мочи, которая затем выводится вместе с лишними продуктами обмена. В течение суток почки прокачивают более 1700 литров крови, а мочи вырабатывается в объеме 1,5 л.

Строение мочевыделительной системы

Выделительный тракт включает ряд мочеобразующих и мочевыводящих органов, среди которых:

• две почки;
• парные мочеточники;
• мочевой пузырь;
• уретра.

Почки представляют собой бобовидный парный орган. Находятся они в поясничном отделе и состоят из двухслойной паренхимы и системы накопления урины. Масса органа достигает 200 граммов, в длину они могут быть около 12 см, в ширину примерно 5 см. В некоторых случаях у человека присутствует только одна почка. Такое возможно, если орган удаляется по медицинским показаниям, либо когда его отсутствие – это результат генетической патологии. Система накопления мочи состоит из почечных чашечек. Сливаюсь, они создают лоханку, переходящую в мочеточник.

Мочеточники – две трубки, состоящие из соединительнотканного слоя и мускулатуры. Их главная функция заключается в транспортировке жидкости из почек в мочевой пузырь, где происходит накопление урины. Располагается мочевик в малом тазу и при правильном функционировании способен вмещать в себя порцию размером до 700 мл. Уретра представляет собой длинную трубку, по которой спускается жидкость из мочевого пузыря. Управляют ее выведением из организма внутренний и внешний сфинктеры, расположенные в начале мочеиспускательного канала.

Функции мочевой системы

Главные функции мочевыделительной системы заключаются в выведении продуктов обмена веществ, регуляции pH крови, поддержании водно-солевого баланса, а также необходимого уровня гормонов. Важно отметить, что каждая из вышеперечисленных функций жизненно необходима для человека любого возраста.

Если говорить о свойствах отдельных органов, то почки фильтруют кровь, следят за содержанием ионов в плазме, выводят из организма отходы метаболизма, лишнюю воду, натрий, лекарственные препараты и патологические компоненты. Функции и строение мочеиспускательного канала у парней и девушек отличаются. Мужская уретра длинная (около 18 см), используется для вывода как мочи, так и эякулята во время полового акта. Длина женского канала редко превышает 5 см, кроме того, он более широкий в диаметре. По нему у женщин выходит только ранее накопленная моча.

Механизм работы органов мочевыделения

Процесс образования мочи регулируется эндокринными механизмами. Через почечные артерии, отходящие от аорты, обеспечивается кровоснабжение почек. Работа выделительной системы включает в себя несколько этапов:

• образование мочи сначала первичной, потом вторичной;
• выведение ее из лоханки в мочеточники;
• накопление в мочевом пузыре;
• процесс мочеиспускания.

Фильтрация, мочеобразование, всасывание и отдача веществ производится в нефронах почек. Данный этап начинается с того, что кровь, поступившая в капиллярные клубочки, процеживается в канальцевую систему, при этом в капиллярах задерживаются молекулы белков и иные элементы. Происходит все это действие под давлением. Канальцы объединяются в сосочковые протоки, по которым моча и выводится в почечные чашечки. Затем через лоханки урина попадает в мочеточники, накапливается в мочевом пузыре и выводится из организма по уретре.

Любой сбой в механизмах мочевыведения может привести к серьезным последствиям: дегидратации, нарушению мочеиспускания, пиелонефриту, гломерулонефриту и т.д.

Мочеобразование и состав урины

Интенсивность мочеобразования колеблется в зависимости от времени суток: ночью этот процесс существенно замедляется. Суточный диурез в среднем достигает 1,5–2 литра, состав мочи во многом зависит от выпитой ранее жидкости.

Первичная моча

Образование первичной мочи происходит при фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. Данный процесс называют первым фильтрационным этапом. В состав первичной мочи входит мочевина, глюкоза, шлаки, фосфаты, натрий, витамины, а также большое количество воды. Чтобы все необходимые организму вещества не выводились наружу, далее следует вторая фаза – этап реабсорбции. В процессе образования первичной мочи благодаря миллиону капиллярных клубочков, которые содержатся в нефронах, из 2000 л крови получается до 150 литров выработанной жидкости. В норме состав первичной мочи не включает в себя белковые структуры, не должны попадать в него и клеточные элементы.

Вторичная моча

Состав вторичной мочи имеет отличия от первичной, включает в себя более 95% воды, оставшиеся 5% – это натрий, хлор, магний. В ней могут также содержаться ионы хлора, калия и сульфаты. На этой стадии моча имеет желтый цвет за счет содержания желчных пигментов. К тому же вторичная урина обладает характерным запахом.

Реабсорбционный этап образования мочи проходит в системе канальцев, заключается в процессе обратного всасывания необходимых для питания организма веществ. Реабсорбция позволяет возвратить в кровяной поток воду, электролиты, глюкозу, пр. В итоге образуется конечная моча, в ней остается креатин, мочевая кислота, мочевина. Далее следует фаза оттока биологической жидкости через выделительные пути.

Механизм мочеиспускания

Согласно физиологии, желание сходить в туалет «по-маленькому» человек начинает испытывать, когда давление в пузыре достигает около 15 см вод. ст., то есть когда мышечный орган наполняется примерно на 200-250 мл. При этом происходит раздражение нервных рецепторов, что и становится причиной дискомфорта, испытываемого при позыве к опорожнению. У здорового человека желание сходить в туалет возникает только в том случае, если сфинктер уретры закрыт. Стоит отметить, что из-за особенностей строения организма у мужчин желание помочиться появляется гораздо реже, нежели у женщин. Последовательность процесса мочеиспускания содержит в себе два этапа: накопление жидкости, а затем ее выведение.

Процесс накопления

Данная функция в организме осуществляется мочевым пузырем. При накоплении жидкости эластичные стенки полого органа растягиваются, вследствие чего постепенно увеличивается давление. Когда пузырь будет заполнен примерно на 150-200 мл, по волокнам тазовых нервов в спинной мозг направляются импульсы, которые затем передаются в головной мозг. У детей эта цифра существенно ниже. В возрасте 2–4 лет – это около 50 мл урины, до 10 лет – примерно 100 мл. И чем больше будет наполняться пузырь, тем сильнее человек будет чувствовать позывы к испусканию мочи.

Процесс мочеиспускания

Данный процесс здоровый человек способен регулировать сознательно. Однако порой возрастные особенности не позволяют этого делать, из-за чего у пациента наблюдается непроизвольное выделение мочи. Это характерно для младенцев и людей пожилого возраста. Регуляция выведения жидкости контролируется соматической и центральной нервной системой. При получении сигнала к мочевыделению мозг инициирует сокращение и расслабление мышц мочевого пузыря и сфинктеров. После опорожнения пузырь вновь готов к накоплению содержимого. В конце мочеиспускания, когда урина перестает выделяться из организма, уретра благодаря работе мышц становится полностью пустой.

Образование мочи идет в две фазы. Первая фаза - фильтрацион­ная. Вещества, приносимые кровью в капиллярные клубочки, фильт­руются в полость капсулы Шумлянского-Боумена. В связи с тем, что просвет приносящего сосуда шире, чем у выносящего, давление в капиллярном клубочке высокое (до 70 мм рт.ст.), а давление в полос­ти капсулы Шумлянского-Боумена низкое (до 30 мм рт.ст.). За счет разности давления и происходит фильтрация веществ, находящихся в крови, в полость капсулы и называется первичной мочой. По со­ставу она представляет собой плазму крови без белков. Через почки в сутки проходит 1500-1800 л крови, из которой образуется 150-170 л первичной мочи. Во вторую фазу - реабсорбции - из первичной мочи, протекающей по извитым канальцам, обратно в кровь всасы­ваются вода, многие соли, глюкоза, аминокислоты и другие органи­ческие вещества. Мочевина, мочевая кислота обратно не всасывают­ся, поэтому их концентрация в моче по ходу канальцев увеличивает­ся. Помимо реабсорбции в канальцах происходит и активный про­цесс секреции, т.е. выделение в просвет канальцев некоторых краси­телей и лекарств, которые не могут профильтроваться из капилляр­ного клубочка в полость капсулы нефрона. В результате обратного всасывания и активной секреции в мочевых канальцах образуется 1,5 л вторичной мочи в сутки.

Вторичная моча по собирательным трубочкам стекает в малые чашечки (calyces renales minores), которые, сливаясь, образуют боль­шие чашечки (calyces renales majores) лоханки (pelvis renalis). Ло­ханка переходит в мочеточник (ureter), который имеет форму труб­ки длиной 30-35 см. Стенка мочеточника состоит из 3-х оболочек: внутренняя - слизистая, средняя - мышечная, наружная - рыхлая соединительно-тканная (адвентиция). В мочеточнике выделяют брюш­ную (pars abdominalis), тазовую (pars pelvina) и внутристеночную (pars intramuralis) части. В мочеточнике выделяют три сужения: пер­вое образуется при переходе лоханки в мочеточник; второе - при переходе брюшной части мочеточника в тазовую, третье - в стенке мочевого пузыря. Мочеточник впадает в мочевой пузырь.

Мочевой пузырь (vesica urinaria) - непарный, полый орган, вы­полняющий функцию резервуара для мочи. Емкость мочевого пузы­ря у взрослого 250-500 мл. Стенка мочевого пузыря состоит из сли­зистой оболочки, подслизистого слоя, мышечной оболочки и отчас­ти серозной оболочки. У мочевого пузыря выделяют верхушку (apex vesicae), тело (corpus vesicae) и дно (fundus vesicae). В области дна мочевого пузыря слизистая оболочка лешина складок, образуя мо-чепузырный треугольник (trigonum vesicae) в углах основания кото­рого открываются два мочеточниковых отверстия (ostium ureteris dextrum et sinistrum), на вершине треугольника открывается внут­реннее отверстие мочеиспускательного канала (uretra). У начала мо­чеиспускательного канала мышечный циркулярный слой стенки мо­чевого.пузыря образует непроизвольный сфинктер. Через мочеис­пускательный канал моча периодически выводится из организма.

Половые органы подразделяется на мужские и женские.

Мужские половые органы (organa genitalia masculina) подразде­ляются на внутренние и наружные. К внутренним мужским поло­вым органам относятся: яички с придатками, семявыносящие прото­ки, семенные пузырьки, предстательная железа. К наружным поло­вым органам относятся половой член и мошонка.

Яичко (testis) - мужская половая железа, вырабатывающая муж­ские половые клетки - сперматозоиды. Оно имеет овоидную фор­му, покрыто соединительно-тканной белочной оболочкой, которая образует внутри яичка перегородки, разделяющие железу на 150-250 долек, содержащих извитые семенные канальца (tubuli seminiferi contorti), в которых происходит сперматогенез и образуются поло­вые гормоны. К заднему краю яичка прилежит придаток яичка (epididymis), у которого выделяют головку (caput epididymidis), тело (corpus epididymidis) и хвост (cauda epididymidis), переходящий в семявыносящий проток (ductus deferens), который входит в состав семенного канатика (funiculus spermaticus). Семенной канатик про­ходит через паховый канал в брюшную полость, опускается в по­лость малого таза, проходит позади мочевого пузыря, образуя рас­ширение (ampulla ductus deferentis), соединяется с выводным прото­ком семенного пузырька (ductus excretorius), образуя семяизвергаю-щий проток (ductus ejaculatorius), открывающийся в предстатель­ную часть мочеиспускательного канала. Семенные пузырьки (vesicula seminalis) вырабатывают семенную жидкость.

Предстательная железа (prostata) представляет собой мышеч-но-железистый орган в форме каштана выделяющий секрет, входя­щий в состав спермы. В ней выделяют боковые доли и перешеек, через который проходят семяизвергающие протоки и мочеиспуска­тельный канал. При увеличении (аденоме) перешейка наблюдается затруднение мочеиспускания.

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.

Почки призваны выводить излишки жидкости из организма, а также регулировать процессы гемостаза. Моча образуется непросто из воды, употребляемой человеком. Образование мочи первичной и вторичной состав – это сложный и тонкий механизм взаимодействия почек со всеми системами и органами для жизнеобеспечения и поддержания организма в норме.

Если же установленные связи нарушаются и разрываются, происходит развитие всякого рода заболевания. Почки перестают нормально функционировать, для лечения этой патологии необходимо знать, где образуется первичная и вторичная моча, что влияет на ее состав?

Состав и норма в сутки

По химическим показателям образование первичной мочи происходит за счет более 150 неорганических и органических составляющих:

• сахар;
• белковые соединения;
• билирубин;
• ацетоуксусная кислота.

Состав первичной мочи иногда видоизменяется, влияние оказывают следующие факторы:

• некоторые продукты;
• время года;
• возраст человека;
• физические нагрузки;
• количество выпиваемой жидкости в сутки.

В норме, когда моча образовывается и отходит в количестве не более 2 литров в день. При отклонениях показателей в составе следует говорить о развитии:

• или почечной недостаточности – при появлении отечности, нервных расстройств;
• – при отхождении мочи менее 2 литров в день;
• , нефрита, мочекаменной болезни, спазм в мочевыводящих путях – в случае появления редкого и болезненного отхождения мочи, лечение нужно начинать незамедлительно.

Зависимость состава мочи от внешних факторов

Состав мочи напрямую зависит от следующих факторов:

• Цвета (в норме соломенно-желтого), но при приеме ряда продуктов или лекарств моча окрашивается в оранжевый цвет, это не считается отклонением от нормы. При появлении же красного оттенка и цвета мясных помоев следует заподозрить гемолитический криз или гломерулонефрит. При появлении черного оттенка – алкаптонурию, черно-бурого – желтуху, гепатит, а зеленоватого оттенка – воспалительный процесс в кишечнике.
• Запаха – в норме моча не пахнет. А вот при появлении , следует задуматься о появлении слизи в моче, нагноение в мочевыводящих полостях или развитии цистита. При появлении запаха разлагающейся рыбы развивается триметиламинурия, запаха пота – свищ, нагноение в путях мочевыделения.
• Белка – в норме его не врачи не наблюдают и моча отходит . При превышении допустимого количества , а при присоединении бактериальной инфекции – становится и отходит с осадком.

Дополнительные факторы, влияющие на состояние мочи:

• Кислотность – в норме составляет 5–7 pH. При понижении показателей развивается диарея, молочнокислый ацидоз, кетоацидоз. При повышении показателей свыше 7 – пиелонефрит, цистит, гиперкалиемия, гиперфункция щитовидной железы, иные заболевания почек.
• Белок – норма составляет 33 мг/л мочи. У детей и грудничков до 300 мг/л. При свыше 30 мг/л следует говорить о микроальбуминурии или поражение почек. Хотя для беременных количество, не превышающее 300 мг/л, не свидетельствует о развитии почечных заболеваний.
• и эритроциты: в составе жидкости находится в виде 13 мм/г мочи. При малом количестве развивается , при повышении от нормы – макрогематурия. Лейкоциты в норме у женщин 10 мг в одном образце, у мужчин – 12 мг. При превышении 60 мг/л моча становится , отходит с гнилостным запахом. В нормальной моче не должны присутствовать частицы эпителия. В противном случае это указывает на развитие уретрита или воспалительного процесса в урине.
• – в основную порцию мочи входят неорганические соли, выпадающие в осадок. Но в норме их количество обязано не превышать 5 мг/л мочи. При излишнем скоплении следует заподозрить подагру при появлении розовато-кирпичного осадка. При появлении оксалатов – воспалительный процесс, развитие колита, пиелонефрита, сахарного диабета.
• Сахар – не присутствует в нормальной моче, но и патология не считается выявление сахара до 3 ммоль/л в суточной дозе. Отклонение от нормы свидетельствует о сахарном диабете, заболеваниях печени, поджелудочной железы и почек. При этом для беременных женщин – 60 ммоль/л не считается отклонением от нормы.
• Билирубин – допустимое значение в составе жидкости обязано быть незначительным. Отклонения свидетельствуют о заболеваниях желчного пузыря, развитии цирроза печени, желтухи гепатита B, когда начинает отходить пенистая моча бурого окраса.

Как образуется первичная моча?

Первичная моча образуется в процессе синтеза, когда почечные клубочки начинают очищать плазму крови от коллоидных частиц. При этом уже за сутки вырабатывается до 160 литров первичной жидкости. Для образования первичной мочи жидкость, отфильтрованная из крови, в составе с эритроцитами, тромбоцитами и лейкоцитами начинает под высоким давлением в капиллярных клубочках стекать в капсулу и накапливаться до 170 литров в сутки. Таким образом, происходит фильтрация растворенных в плазме веществ в полосной капсуле.

В ее состав входят органические и неорганические соли, глюкоза и аминокислоты с высокой молекулярной массой. Но они не выходят при этом за пределы капсульной полости и остаются в составе крови.

Как образуется вторичная моча?

Образование вторичной мочи приводит к или обратному всасыванию, стеканию по извилистым канальцам и петлям мочеточника назад – в кровь. Подобная клубочковая инфильтрация необходима для возврата важных веществ в нужном количестве, при этом на последнем этапе образования мочи конечные продукты распада и токсические чужеродные вещества в итоге почками будут выведены наружу.

Для активации своей деятельности почки нуждаются в большом количестве кислорода. Вторичная фаза наблюдается при вхождении инфильтрата в прямые и изогнутые канальцы нефрона, обратном всасывании в кровеносное русло и реабсорбции инфильтрата практически до 95% всех веществ в составе. Получается, что моча образуется всего до 1,5 литра в течение суток в концентрированном виде, причем 95% в составе из воды и 5% из сухого остатка.

Ее образование происходит за счет секреции или процесса, происходящего параллельно всасыванию, благодаря чему и выходят наружу нефильтрованные вещества, накопленные с избытком в плазме крови.

Отличие первичной и вторичной мочи

Первичная жидкость сильно отличается от второй. В состав вторичной мочи входит повышенная концентрация таких веществ:

• натрий;
• магний;
• калий;
• креатинин;
• мочевая кислота;
• мочевина.

В такой способ происходит процесс образования мочи в нефронах.

Особенности фильтрации

Процесс фильтрации происходит безостановочно, а схема образования и накопления жидкости – циклична. Почечный механизм образования мочи довольно сложный. Он как насос перекачивает внушительные объемы жидкости в сутки.

При сборе в почках после первого образования моча поступает в почечные чаши, затем – в мочеточник и лоханки. Транспортный канал при ответе на вопрос, как образуется моча, начинает сокращаться, благодаря чему конечный путь поступления жидкости – мочевой пузырь.

Почки будут выводить и токсины, не давая им накапливаться в крови. Но некоторые провоцирующие факторы (злоупотребление алкоголем или соленой, острой пищей) тормозят процессы выведения жидкости наружу, выработке первичной и вторичной мочи в полном объеме.

Почки перестают справляться со своей задачей, жидкость начинает отходить с трудом и перестает выводиться мочевым пузырем, а на лице у людей появляются припухлости, отеки.

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