Ультрафильтрация или образование первичной мочи.
Через стенки капилляров клубочка в полость капсулы Шумлянского-Боумена фильтруется плазма крови (без белков). Возможность фильтрации обеспечена рядом анатомических особенностей:
1. Клетки эндотелия капилляров плоские, особенно они тонки по своей периферии и имеют в этих частях поры, через которые, однако, не проходят молекулы белка из-за их крупных размеров, висцеральная стенка капсулы Шумлянского - Боумена образована плоскими эпителиальными клетками, которые также не пропускают только крупные молекулы.
2. Основной силой, обеспечивающей возможность фильтрации в почечных клубочках, является высокое кровяное давление в них за счет разности диаметра приносящей и выносящей артериол почечного тельца и высокого давления в почечной артерии. Давление в капиллярах тельца около 60 - 70 мм рт. ст., а в капиллярах других тканей оно равно 15-30 мм рт. ст. Профильтровавшаяся плазма легко поступает в капсулу нефрона, так как в капсуле давление фильтрата низкое - около 30 мм рт. ст.
Фильтрация происходит только в том случае, если давление крови в капиллярах клубочков превышает сумму онкотического давления белков в плазме и давления жидкости в капсуле клубочка. В норме скорость клубочковой фильтрации составляет 100-120 мл/мин, т. е. приблизительно 20% от величины почечного плазмотока ежеминутно подвергается процессу ультрафильтрации в почечных клубочках. Через почки за 1 мин проходит примерно 1200 мл крови, а за сутки вся кровь организма проходит через почки около 200 раз.
В полость капсулы из капилляров фильтруется вода и все растворенные в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений. Неорганические соли (натрия, калия, магния; фосфаты, сульфаты) а также органические соединения, такие, как мочевина, мочевая кислота, аммиак, глюкоза, аминокислоты и др. свободно проходят в полость капсулы. Белки с высокой молекулярной массой в норме не проходят в полость капсулы и остаются в крови. В результате фильтрации образуется первичная моча, которая по составу сходна с плазмой крови, но в ней отсутствуют макромолекулы и содержатся продукты диссимиляции и необходимые организму вещества – глюкоза, аминокислоты, минеральные моли. Почки человека за сутки образуют 150 - 180 литров первичной мочи. При ряде патологических состояний проницаемость мембраны почечного фильтра повышается, что ведет к изменению состава ультрафильтрата. Повышение проницаемости является главной причиной протеинурии, прежде всего альбуминурии.
Реабсорбция или образование вторичной мочи
Второй этап образования мочи – это обратное всасывание (реабсорбция), протекает в извитых канальцах и петле Генле. Первичная моча, проходя по ним, подвергается процессу обратного всасывания (реабсорбции). Значение этого процесса состоит в том, чтобы вернуть в кровь все жизненно важные вещества и в необходимых количествах и вывести конечные продукты обмена, токсические и чужеродные вещества. Результатом процесса реабсорбции является концентрация первичной мочи. Такие вредные вещества, как мочевина, аммиак, соли мочевой кислоты, креатинин, подвергаются реабсорбции в меньшей степени и в больших количествах выводятся из организма, а в организм возвращаются все полезные вещества, которые были потеряны в ходе фильтрации. Вследствие реабсорбции концентрация аммиака увеличивается в 40 раз, мочевины - в 60 раз, сульфатов - в 90 раз. Реабсорбция осуществляется пассивно по принципу осмоса и диффузии и активно самим клетками стенки нефрона. В начальном участке нефрона всасываются органические вещества: аминокислоты, глюкоза, низкомолекулярные белки, витамины, ионы Na + , K + , Ca ++ , Mg ++ , вода и многие другие вещества. В последующих участках нефрона всасываются только вода и ионы. Первичная моча во время движения по почечным канальцам отдает большую часть своих составных частей, особенно воду, обратно в кровь. Лишь 1 % жидкости, профильтрованной клубочками, превращается в мочу.
В канальцах реабсорбируется 99% воды, натрия, хлора, гидрокарбоната, аминокислот, 93% калия, 45% мочевины и т.д. Из первичной мочи в результате реабсорбции образуется вторичная, или окончательная, моча, которая затем поступает в почечные чашки, лоханку и по мочеточникам попадает в мочевой пузырь.
По способности к реабсорбции все вещества первичной мочи делятся на три группы:
1. Пороговые. В норме они реабсорбируются полностью. Это глюкоза, аминокислоты.
2. Низкопороговые. Реабсорбируются частично. Например мочевина.
3. Непороговые. Они не реабсорбируются. Креатинин, сульфаты. Последние 2 группы создают осмотическое давление и обеспечивают канальцевый диурез, т.е. сохранение определенного количества мочи в канальцах.
Функциональное значение отдельных почечных канальцев в процессе мочеобразования неодинаково. Клетки проксимального сегмента нефрона реабсорбируют попавшие в фильтрат глюкозу, аминокислоты, витамины, электролиты; 6/7 жидкости, составляющей первичную мочу, подвергается реабсорбции также в проксимальных канальцах. Вода первичной мочи частично (парциально) реабсорбируется в дистальных канальцах. В этих же канальцах происходит дополнительная реабсорбция натрия, могут секретироваться в просвет нефрона ионы калия, аммония, водорода и др.