Физиология мочеобразования

Органы, выполняющие выделительную функцию:

Легкие: удаляют СО2, Н2О, алкоголь, газы автотранспорта. Печень удаляет из крови продукты превращения гормонов, продукты обмена гемоглобина, холестерина. Потовые железы выделяют воду, соли натрия, калия, кальция, креатинин, мочевую кислоту, мочевину. Главным выделительным органом являются почки.

Функции почек:

1. Регуляция водного баланса организма через количество мочи.

2. Регуляция ионного баланса внутренней среды путем избирательного изменения экскреции ионов с мочой.

3. Поддержание постоянного осмотического давления внутренней среды, за счет изменения количества выводимых осмотически активных веществ.

4. Поддержание постоянного кислотно – основного баланса, путем изменения экскреции анионов, нелетучих кислот и оснований.

5. Регуляция метаболизма белков за счет изменения экскреции продуктов метаболизма и собственной метаболической функции.

6. Регуляция объема циркулирующей крови и внутренней секреции гормона ренина.

7. Регуляция эритропоэза, за счет секреции эритропоэтина.

8. Регуляция гемостаза, путем образования гуморальных регуляторов свертывания крови (тромбопластин, урокиназа)

Строение нефрона: в каждой почке до 1,3 млн.нефронов. длина каждого нефрона 50-75 мм, общая длина 120 км.

Капсула Боумена – Шумлянского состоит из листков:

Висцеральный или внутренний листок. Состоит из подоцитов, клетки которого соединяются между собой по принципу сита. Размер сита 30 нм.

Париентальный или наружный.

Между двумя листками находится щель, которая переходит в проксимальный отдел канальцев.

Диаметр выносящей артериолы больше чем приносящей, петли Генли длинные и доходят до вершины сосочка пирамид. Выносящие артериолы образуют прямые сосуды параллельные петлям Генли. Роль в концентрации и разведении мочи.

В стенках приносящих артериол в участках плотного пятна располагаются особые гладкомышечные клетки, которые называются юкстагломерулярными. Они содержат гранулы ренина.

Особенности кровоснабжения почек

В почке самый большой удельный (на единицу массы) кровоток. 2 почки составляют 0,4% от общей массы тела, а количество крови составляет 25% от МОК. За 1 минуту через почки проходит 1200 мл крови. За сутки через почки проходит 1730 л крови. Удельный кровоток в почке в 60 раз больше, чем во всем теле. В клубочковых капиллярах высокое кровяное давление – около 50мм рт. ст. Это объясняется широким просветом приносящей артериолы. Диаметр выносящей артериолы значительно уже, что позволяет крови фильтроваться в капсулу Боумена – Шумлянского. Скорость фильтрации 150-180 л/сутки. Кровоток делят на корковый и мозговой. 80% - это корковый, 20% - мозговой. Корковый кровоток постоянен, так как обеспечивается миогенным механизмом. Интенсивность мозгового кровотока зависит от величины артериального давления. При его повышении интенсивность кровотока возрастает. Идет вымывание осмотически активные вещества, возрастает диурез. Имеются 2 системы капилляров в корковом слое почки: первичная – в почечных клубочках и вторичная – околоканальцевая. Клубочковые капилляры образуются в результате ветвления приносящей артериолы, затем капилляры клубочка вновь сливаются вместе и образуют выносящую артериолу почечного тельца. Последняя снова ветвится и образует вторичную сеть капилляров в корковом слое почки. Клубочковые капилляры обеспечивают образование первичной мочи, а вторичная сеть реабсорбцию веществ из первичной мочи. Гемоглобин не проходит в первичную мочу, весь запас кислорода поступает во вторичную сеть капилляров.

 Процессами, обеспечивающими этапы мочеобразования, являются:

Фильтрация – это процесс перехода веществ из крови клубочковых капилляров в капсулу Шумлянского – Боумена под действием фильтрационного давления, создаваемого деятельностью сердца.

Секреция – транспорт веществ из интерстиция клетками эпителия канальцев в их просвет – идет по всему канальцу нефрона. Его назначение – вывести токсические вещества

Реабсорбция – возврат веществ из канальцев в интестиций и в кровь – обеспечивает сохранение необходимых организму веществ.

Основные этапы мочеобразования

Клубочковая фильтрация. Она проходит через гломерулярный фильтр под влиянием физико-химических и биологических факторов.

Гломерулярный фильтр: Находится на пути выхода жидкости из просвета капилляров клубочка в полость капсулы. Состоит из 3 слоев:

Эндотелий капилляров. Он имеет отверстия до 100 нм, через которые проникает вода с растворенными ионами без форменных элементов крови. Им мешает гликокаликс.

Базальная мембрана. Это основная часть фильтра не пропускающая белки. Поры 2,9 нм. Имеет отрицательный заряд, белки тоже. Отростки подоцитов. Имеют щелевые диафрагмы д=10нм. В слое гликокаликса поры 3 нм. Отрицательный заряд.

Площадь фильтрующей мембраны 2м.

Рм – давление первичной мочи.

ФД = 20 мм.рт.ст.

Скорость клубочковой фильтрации – это объем ультрафильтрата или первичной мочи, образующейся в почках за единицу времени. Она зависит:

1. От почечного плазмотока.

2. От фильтрационного давления.

3. От фильтрационной поверхности, которая составляет 2-3% от общей поверхности капилляров клубочка и может меняться при сокращении подоцитов.

4. От массы действующих нефронов.

СКФ в норме у мужчин 125 мл/мин. У женщин 110 мл/мин.

  Реабсорбция глюкозы. Через апикальную мембрану поступает посредством симпорта с натрием. Через базальную мембрану путем облегченной диффузии.

Реабсорбция аминокислот. Также посредством симпорта с натрием. Но имеет 5-7 видов переносчика.

Реабсорбция в проксимальных канальцах называется изоосмическая, т.к. вода и натрий реабсорбируются взаимосвязано. В результате химический состав канальцевой жидкости меняется, а осмотическая концентрация не изменяется.

  Осмотическое концентрирование и разведение мочи. В этом процессе принимают участие: петля Генле, дистальный каналец, собирательная трубочка, сосуды и интерстиций мозгового вещества, которые функционируют как единая поворотно – противоточно – множительная система. Моча, продвигаясь по нисходящему колену петли Генли, начинает терять воду и на изгибе петли в сосочке достигает своего максимума (1400 мосм/л). Продвигаясь по восходящему колену реабсорбирует натрий и хлор. Этому процессу способствует вода, которая реабсорбировалась в нисходящем колене петли. В апикальной мембране транспорт натрия идет одновременно с 1 ионом калия и 2 хлора с помощью котранспортера. Через базальную мембрану натрий переносится активно. В результате происходит разбавление мочи.

Далее в дистальном канальце происходит реабсорция натрия, хлора, воды и осмотическая концентрация вновь становится 300 мосм/л. Формирование окончательной мочи будет происходить в собирательных трубочках под влиянием АДГ.

Осмомолярность интерстициальной жидкости на каждом уровне идентична этой величине в нисходящем колене и собирательных трубочках. Вокруг собирательных трубочек на каждом «этаже» мозгового вещества имеется горизонтальный осмотический градиент, созданный поворотно – противоточной системой петли Генли. Петля Генли создает в интерстиции мозгового вещества зону гиперосмии. Это и будет та сила, которая способна вытянуть воду из собирательной трубки и произвести концентрирование мочи.

Осмомолярность интерстиция создается также присутствием в нем мочевины. У нее есть свой кругооборот. Из собирательной трубочки она диффунгирует в интерстиций мозгового вещества и увеличивает его осмомолярность. Затем она диффунгирует в просвет восходящей части петли Генли и с током мочи опять поступает в собирательные трубочки.

Сосуды мозгового вещества тоже образуют поворотно – противоточную систему. Они расположены параллельно петлям Генли и в них тоже происходят изменения осмомолярности, что и в петле. Это позволяет сохранить продольный осмотический градиент в мозговом веществе, не позволяя ему вымываться.

Итак: противоточно – множительная – канальцевая система:

Представлена параллельно расположенными коленами петли Генли и собирательными трубочками. - Моча движется в противоположных направлениях, а процессы транспорта веществ в одном колене «умножаются» за счет деятельности другого колена.

Выведение мочи. Идет заполнение лоханки. Достигается порог раздражения механорецепторов. Раскрывается мочеточник. Гладкие мышцы лоханки и мочеточника способны к перистальтики и автоматии. Предел накопления в мочевом пузыре 400 мл. центры регуляции лежат в крестцовом отделе спинного мозга.

Канальцевая секреция.

Это активный перенос в мочу веществ, содержащихся в крови или образуемых в клетках канальцевого эпителия. Идет против градиента с затратами энергии.