Механизм мочеобразования в почке
В процессе образования мочи выделяют две фазы. В тельце нефрона происходит фильтрация, в канальцах происходит реабсорбция.
Фильтрация.
Благодаря высокому давлению крови в сосудистом клубочке (60-70 -мм рт. ст.) через стенки капилляров фильтруется в полость капсулы Шумлянского - Боумена плазма крови со всеми растворенными в ней кристаллоидами (соли, глюкоза и др.). Этот фильтрат, поступающий в Боуменовскую капсулу и переходящий затем в мочевые канальцы, называют первичной мочой. Но крупные коллоидные частицы (белки), как и форменные элементы крови, не фильтруются через стенки капилляров клубочков. Поэтому первичная моча представляет собой плазму крови без белка и без клеток крови.
В сутки у человека образуется до 150-180 л первичной мочи. Такая интенсивная фильтрация возможна только в условиях обильного кровоснабжения почки и при особом строении фильтрационной поверхности капилляров клубочка, в которых поддерживается высокое давление крови. При снижении этого давления до 30-35 мм рт. ст. фильтрация полностью прекращается, так как оно становится равным осмотическому давлению коллоидов крови. В сутки через почки протекает до 1700-1800 л крови, и из каждых 10 л проходящей крови образуется примерно 1 л первичной мочи.
Реабсорбция в мочевых канальцах. Вся образующаяся первичная моча поступает в извитые канальцы и петлю Генле, где происходит обратное всасывание - реабсорбцuя. Из 150-180 л первичной мочи реабсорбируется около 148-178,5 л воды. Вследствие этого количество конечной .мочи, т. е. той, которая из мочевых канальцев и собирательных трубок переходит в почечные лоханки и затем поступает в мочевой пузырь, составляет всего около 1,5 л в сутки. Такое значительное обратное всасывание объясняется тем, что общая суммарная поверхность канальцев почек человека равна 40-50 м2.
Обратному всасыванию подвергается также много других органических и неорганических веществ первичной мочи. Некоторые вещества не реабсорбируются и целиком выводятся из организма с мочой.
Все вещества, всасывающиеся в кровь из первичной мочи, называются пороговыми. К ним относится ряд органических (глюкоза, и др.) и неорганических (соли Na, К. Са, фосфаты и др.) веществ. Они выводятся из организма с конечной мочой только при относительно высокой концентрации их в крови.
Величина концентрации вещества в крови, при которой оно реабсорбируется не полностью и начинает выводиться из организма с конечной мочой, называется порогом выведения. Таким образом, обратное всасывание веществ из первичной мочи находится в определенной зависимости от концентрации их в крови. Например, если концентрация глюкозы в плазме крови не превышает 150-180 мг%, то она в мочевых канальцах полностью подвергается обратному всасыванию. При более высоком содержании глюкозы в крови часть ее не реабсорбируется и поступает в конечную мочу. Такое явление получило название глюкозурии, т. е. выделения глюкозы с мочой. Глюкозурия может возникать при чрезмерном поступлении глюкозы с пищей, при возникновении эмоциональных состояний, в том числе в процессе выполнения физической работы. То же самое наблюдается и в отношении ряда других веществ. Так, при недостатке в организме поваренной соли она полностью реабсорбируется. Если же в крови находится избыточное количество этой соли, то часть ее выводится с конечной мочой.
Не пороговые веЩества. Вещества, которые не подвергаются обратному всасыванию и полностью выводятся с конечной мочой, называются неnороговыми. К ним относятся конечные продукты белкового обмена веществ (мочевина, креатинин) , сульфаты, некоторые лекарственные вещества и др.
Реабсорбция - процесс очень сложный, осуществляющийся за счет активного и пассивного переноса веществ через мембрану (см. гл. 1, § 4) извитых канальцев и петли Генле.
Нисходящее и восходящее колена петли Генле образуют так называемую поворотно-противоточную систему. Тесно соприкасаясь друг с другом, нисходящее и восходящее колена функционируют как единый механизм. Сущность такой совместной работы заключается в том, что из полости нисходящего колена в тканевую жидкость почки обильно поступает вода. Это приводит в данном колене к «сгущению», т. е к повышению концентрации различных веществ мочи. Из восходящего же колена в тканевую жидкость активно выводятся ионы Na, но не выводится вода.
Повышение концентрации ионов Na в тканевой жидкости способствует повышению ее осмотического давления, а следовательно, и усилению «отсасывания» воды из нисходящего колена. Это вызывает еще большее «сгущение» мочи в петле Генле. Здесь, как и везде в живых системах, вновь проявляет себя феномен саморегуляции. Выход воды из нисходящего колена способствует выходу из восходящего ионов Na, а Na, в свою очередь, обусловливает выход воды. Таким образом, петля Генле работает как концентрационный механизм. «Сгущение» мочи продолжается и далее в собирательных трубочках.
Клетки канальцев способны также выводить из организма многие вещества путем секреции. В первую очередь это имеет отношение к веществам, которые слабо фильтруются или совсем не переходят в первичную мочу (некоторые коллоиды, органические кислоты, аминокислоты и др.). Ряд поступающих в мочу веществ почки синтезируют сами (мочевину, мочевую кислоту, уробилин и др.).
В результате столь сложной фильтрационно-реабсорбционной, секреторной и синтезирующей работы нефрона образуется конечная Моча. По своему составу она существенно отличается от первичной мочи.