Нефрон - это структурная единица почки, где происходит фильтрация крови и образование мочи.

В каждой почке примерно 1 млн нефронов.

Строение нефрона

В корковом слое почки находится почечная капсула (капсула нефрона) , внутри которой находится капиллярный клубочек извитого канальца .

В мозговом (пирамидальном) слое находятся извитые канальцы . Канальцы образуют общие собирательные трубочки , впадающие в почечную лоханку.

От почечной лоханки каждой почки отходит мочеточник , соединяющий почку с мочевым пузырём.

От капсулы отходит извитой каналец первого порядка (проксимальный извитой каналец) , который в мозговом слое почки образует петлю (петля Генле), затем он снова поднимается в корковый слой, где переходит в извитой каналец второго порядка (дистальный извитой каналец) . Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона. Все собирательные трубочки образуют выводные протоки , открывающиеся на верхушках пирамид в мозговом веществе почки.

Приносящая почечная артерия распадается на артериолы и затем на капилляры, образуя клубочек почечной капсулы .

Капилляры собираются в выносящую артериолу , которая снова распадается на сеть капилляров, оплетающих извитые канальцы .

Затем капилляры образуют вены, по которым кровь поступает в почечную вену .

Образование мочи

Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. Образование мочи проходит в два этапа - фильтрации и обратного всасывания (реабсорбции) .

На первом этапе плазма крови фильтруется через капилляры мальпигиева клубочка в полость капсулы нефрона .

За счёт высокого давления крови в капиллярах клубочков вода и небольшие молекулы различных веществ, содержащиеся в плазме крови, поступают в щелевидное пространство капсулы, от которой начинается почечный каналец. Так образуется первичная моча , близкая по составу к плазме крови (отличающаяся от плазмы крови отсутствием белков) и содержащая мочевину, мочевую кислоту, аминокислоты, глюкозу, витамины.

В извитых канальцах происходит обратное всасывание в кровь первичной мочи и образование вторичной (конечной) мочи . Вновь всасываются в кровь вода, аминокислоты, углеводы, витамины, некоторые соли.

Во вторичной моче увеличивается в несколько десятков раз, по сравнению с первичной мочой, содержание мочевины (в 65 раз) и мочевой кислоты (в 12 раз). Увеличивается в 7 раз концентрация ионов калия. Количество натрия практически не изменяется.

За сутки образуется около 150 л первичной мочи, и около 1,5 л в сутки вторичной мочи, что составляет примерно 10% объёма первичной мочи. Таким образом необходимые организму вещества возвращаются в кровь, а ненужные выводятся.

Вторичная моча поступает из канальцев в почечную лоханку, а затем по мочеточникам стекает в мочевой пузырь и по мочеиспускательному каналу выводится наружу.

Регуляция работы почек

Деятельность почек регулируется нейрогуморальным механизмом.

Нервная регуляция . В кровеносных сосудах находятся осмо- и хеморецепторы, передающие информацию о давлении крови и составе жидкости в гипоталамус по проводящим путям вегетативной нервной системы.
Гуморальная регуляция деятельности почек осуществляется гормонами гипофиза, коры надпочечников, паращитовидных желёз.

Казалось бы, детский вопрос: зачем человеку нужна моча? Но все гораздо сложнее. Кроме избавления от опасных и вредных продуктов метаболизма, мочевыделение необходимо для поддержки электролитного баланса, контроля над количеством жидкости в теле и регулировки давления, а также работы сердца и сосудов. Чтобы понять, как все это происходит, нужно немного разбираться в образовании мочи.

Образование первичной мочи начинается с поступления в почки крови и передвижении её по сосудам. Почка в это время играет роль фильтра, пропускающего сквозь поры все вещества, попавшие в почку. Большинство процессов образования первичной мочи происходит в мальпигиевых клубочках почки. Кровь же к почкам доставляется через почечные артерии. За 24 часа вся кровь в почках фильтруется примерно 20 раз.

При этом важно понимать, что фиброзная капсула почки состоит из трех слоев:

1. В первом слое , состоящем из капилляров, есть крупные поры, через которые и проходит вся кровь, за исключением некоторых белков и форменных частиц.
2. Во втором слое состоит из нитей коллагена и является мембраной, которая не позволяет проходить белкам.
3. И наконец, в третьем слое является эпителиальным, его клетки обладают отрицательным зарядом и не позволяют в первичную мочу проходить альбуминам крови. Вся профильтрованная кровь попадает в канальцы почек. Это и есть первичная моча.

Благодаря этому в полученной первичной моче нет белков, а почки фильтруют и восстанавливают отрицательные элементы, приводя их к нормальному состоянию. Таким образом, первичная моча является безбелковым фильтратом плазмы крови. Благодаря всем этим процессам формируется и давление в организме.

Нормальное состояние фильтрации первичного состава за сутки - почти полторы тысячи литров крови (точнее, 1400). Далее следует образование первичной жидкости (её получается до 180 л). Но такое количество мочи за 24 часа не выделяет никто.

Реабсорбция

Это образование вторичной мочи. Теперь все элементы передвигаются в кровь из канальцев. Реабсорбции подвержены все попавшие в фильтрат белки, а также прочие находящиеся в ультрафильтрате частицы и компоненты, она происходит путём дисфузии или активной транспортировки.

В результате активной транспортировки происходит очень большое потребление кислорода. Во время реабсорбции происходит возврат в кровь веществ и элементов из каналов почек. Таким образом, происходит возвращение в кровоток почти всей первичной мочи. 160 литров превращаются в 1,5 литра концентрата, именуемого вторичной мочой. В состав вторичной мочи входят:

• соли аммония;
• мочевина;
• креатинин;
• кислоты;
• другие соли.

Результатом всего этого процесса является попадание в мочевой пузырь вторичной жидкости. Она попадает сюда через мочеточники.

Сравнение вторичной и первичной мочи

Секреция

Третий и не менее важный этап образования мочи. Этот процесс похож на реабсорбцию, происходящую в противоположном направлении. Процесс секреции протекает довольно активно, параллельно с ним происходит и реабсорбция. Секреция осуществляется в почечных канальцах и в капиллярах почек. При помощи дистальных и собирательных каналов в мочу секретируются аммиак, соли и водород (все в ионах). Благодаря этом процессу из организма через мочеиспускательный канал выходят ненужные вещества, которые частично впитаны в кровь. Суточная доза мочи. Выделяемой благодаря секреции может быть от литра до двух.

Особенности образования мочи у детей

У самых маленьких к моменту рождения многие функциональные и структурные изменения почек еще не закончены, что влияет на образование мочи. Вот несколько главных особенностей:

• Вес органов у ребенка больше, чем у взрослого: так, почка весит 1 процент от всей массы тела. А вот нефронов столько же, сколько и у взрослого, но они намного меньше. Что же касается эпителиального слоя на базальной мембране клубочка, то он из себя представляет высокие цилиндрические клетки. Поверхность фильтрации у них снижена, а сопротивление сильное.
• У грудничка эпителий почек не совсем подготовлен к секреции, а канальцы короткие и узкие. Почечный аппарат (морфологическая его структура) созревает у малышей только к трем годам, а иногда и намного позже. Так что, моча маленького ребенка от взрослой отличается и составом, и количеством.
• Первые месяцы жизни ребенка в его почках фильтруются меньшие объемы жидкости, но моча (если посчитать на килограмм массы тела) образуется в больших объемах, чем у взрослых. При этом, почки пока не могут освободить тело от переизбытка жидкости.
• Годовалый ребенок выделяет 0,75 литра мочи за сутки, пятилетний - около одного литра, десятилетний почти столько же, сколько взрослые. Процессы реабсорбции у детей проходят не так слажено и совершенно, как у взрослых: чтобы вывести шлаки, ребенку нужно намного больше жидкости. Плохо развита у ребенка и секреция. Так как канальцы еще не сформировались, то они не вполне справляются с превращением в кислую соль фосфатов из первичной мочи.
• Уступает взрослым и синтез аммиака, а также реабсорбция бикарбонатов и выделение кислотных остатков, что может привести к ацидозу. Кроме того, у детей обычно низкий удельный вес мочи.

Образование мочи - процесс сложный и интенсивный. В нем принимают участие все части почки, а также мочеточники, аорты и артерии. В результате организм избавляется от ненужных веществ, а также формируется давление. Окончательно все его механизмы формируются только в шесть лет.

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

Почки являются главным органом, который регулирует процессы гомеостаза в организме человека путем выделения лишней воды, ненужных для функционирования веществ, определения уровня оптимальной концентрации необходимого состава крови.

Это означает, что образование мочи заключается не просто в выделении излишков жидкости, но в очень тонком механизме взаимодействия со всеми органами и системами, учете потребностей и условий жизнеобеспечения.

Кроме того, заболевания сопровождаются разрывом установленных связей, значит, на почки ложится «ответственность» за компенсацию и сохранение необходимого сырьевого баланса для работы неповрежденных органов и восстановления больных.

Какие проблемы «решают» почки с помощью формирования состава мочи?

Почки соединены с кровотоком и реагируют на концентрацию определенных веществ в крови. Их задачи:

• удалить из крови переработанные шлаки, продукты распада тканей, старых клеток;
• вывести из организма чужеродные вещества;
• развести водой или наоборот повысить концентрацию биологически важных компонентов, содержащих необходимые вещества для текущих потребностей;
• регулировать содержание электролитов, солей и воды в тканях как внутри клеток, так и во внеклеточном пространстве;
• поддерживать оптимальный уровень кислотно-щелочного равновесия, при котором идут все биохимические процессы.

Образование мочи - физиологический процесс, нарушение которого говорит о развитии патологии

Какие структуры почки вырабатывают мочу?

В организме работают парные органы (почки), в каждом из которых имеется по миллиону нефронов. Эти структурные единицы состоят из:

• капиллярных клубочков, куда поступает кровь из артерий;
• капсулы, окружающей клубочки (Боумена);
• двух видов канальцев (проксимальных и дистальных, называемых по отношению к центру нефрона);
• собирательных трубочек для вывода мочи в чашечки.

Важно, что регулировать состав поступающей жидкости могут только дистальные канальцы и собирательные трубки. Остальные отделы нефрона работают постоянно в одном режиме при разных физиологических состояниях человека.

Как проходит процесс фильтрации?

Попадая в клубочки, плазма крови подвергается фильтрации на уровне клеточной мембраны. Поэтому ее называют ультрафильтрацией. Различают 3 этапа образования мочи.

Начальный или первый этап – заключается в формировании первичной мочи. Местом, где происходит образование первичной мочи является клубочек из капилляров. Процесс диффузии происходит под действием выталкивающей силы крови с высокой концентрацией растворенных веществ.

Максимальную роль играют белки плазмы, которые сами через мембрану в норме не проходят из-за своих больших молекулярных размеров

Профильтрованная жидкость скапливается между листками капсулы Боумена. Так образуется первичная моча. В ней находятся:

• вода;
• растворенные соли;
• азотистые вещества (мочевина, креатинин);
• шлаки;
• аминокислоты;
• глюкоза;
• некоторые прочие низкомолекулярные соединения.

Обе почки за минуту фильтруют в среднем 125 мл мочи. У мужчин немного больше, чем у женщин. Если ограничиться только этим этапом (фазой фильтрации), то в мочевой пузырь должно поступить за час до 7,5 л мочи. Практически этого не происходит, потому что включается следующий этап, продолжающий процесс образования мочи.

Участие канальцев в процессе реабсорбции

Вторым этапом – является канальцевая реабсорбция, в результате которой почти вся первичная моча возвращается в кровоток. Дальнейший механизм образования мочи переходит в систему канальцев.

Местом образования последовательно являются:

• часть, вплотную подходящая к капсуле Боумена, представленная извитым и прямым отделами, называется проксимальным канальцем;
• нисходящий и восходящий тонкие сегменты, образующие петлю Генле;
• толстый дистальный участок с прямым направлением, называемый дистальным прямым канальцем;
• дистальный извитой каналец.

Образование вторичной мочи начинается с обратного перемещения растворенных веществ и воды из канальцев в окружающие их капилляры (перитубулярные).

Процесс определяется возможностями эпителиальных клеток канальцев переводить воду и нужные вещества (глюкозу, электролиты) обратно в кровь. Реабсорбция осуществляется:

• в проксимальных канальцах;
• петле Генле;
• дистальных извитых канальцах;
• заканчивается в собирательных трубочках.

Обратному всасыванию подвергается 96% воды

Здоровые почки не теряют полезных веществ, все необходимое полностью возвращается в кровь. Образовавшаяся жидкость может содержать глюкозу только в случае превышения концентрацией в крови порогового уровня.

Как проходит секреция в почечных канальцах?

Третьим этапом в образовании мочи является секреция канальцев. Мы упоминали о влиянии почек на поддержку кислотно-щелочного баланса. Это значит, что должно быть место, где образуются кислоты или щелочи.

Такой функцией обладают клетки эпителия почечных канальцев. В зависимости от отклонения химического состава пришедшей жидкости они способны накапливать кислотные атомы водорода, ионы калия или остатки щелочных соединений из аммиака. Эти вещества при необходимости транспортируются в мочу сквозь окружающие канальцевые капилляры. Соответственно в крови их становится меньше и баланс поддерживается на нужном уровне.

Во вторичной моче происходит перераспределение ионов натрия и других электролитов. Они частично возвращаются в кровь. Например, количество натрия зависит от употребления в пищу соли. Если соли употребляется недостаточно, то натрий больше задерживается из мочи.

Первичная и вторичная моча значительно отличаются по составу: если содержание растворенных веществ в первичной порции практически соответствует плазме крови, то во вторичной – остаются только шлаки и часть компонентов, превышающих в текущей ситуации пороговые значения, в которых организм не нуждается.

Через специальный соединительный каналец вторичная моча поступает в собирательную трубку, чашечку, почечную лоханку и выводится через мочеточник в мочевой пузырь. Нормальный объем суточной мочи составляет до 2 л. Недостаток выделяемой мочи предполагает нарушение функционирования канальцевой системы или наличие препятствия в виде объемного образования в почках.

Какую работу выполняют почки в процессе образования мочи?

Теперь мы знаем, как образуется моча в нефронах. Учитывая необходимость безостановочных процессов фильтрации, обратного всасывания и секреции, возникает вопрос, откуда берется энергия для обеспечения работоспособности почечных механизмов? Какой же мощностью должен обладать «насос», перекачивающий такой громадный объем жидкости?

О важности функции почек говорит такое сравнение: по массе они составляют всего 1/200 долю тела человека, а по потреблению кислорода – поглощают десятую часть от всех поступлений.

Приведенный факт подчеркивает интенсивность биохимических реакций в клетках почек. Они должны для обеспечения своей правильной работы постоянно получать питание и кислород из крови. Только таким образом синтезируется достаточное количество энергии.

С каждым сердечным выбросом до почек доходит 1/5 часть кровотока

Особенности образования мочи в детском возрасте

Все особенности детей связаны с незаконченными структурными и функциональными изменениями в почках к моменту рождения. По массе органы сравнительно больше, чем у взрослых - 1/100 часть общей массы тела. Количество нефронов одинаковое. Но они по величине значительно меньше.

Эпителиальный слой на базальной мембране клубочков представлен высокими цилиндрическими клетками. У этого вида значительно снижена поверхность фильтрации, увеличено сопротивление.

Канальцы у грудничков узкие и короткие, а подготовка эпителия к секретирующей работе пока незавершена. Считается, что вся морфологическая структура почечного аппарата созревает к трехлетнему возрасту, а у некоторых – к 6 годам. Соответственно моча у детей отличается по количеству и составу.

В первые месяцы почки грудничков фильтруют меньший объем жидкости, хотя в пересчете на кг массы тела мочи образуется больше, чем у взрослых. Но от избытка воды почки освободить организм пока неспособны.

В возрасте 1 год ребенок выделяет 750 мл мочи, к пяти годам – литр, в 10 лет практически соответствует по объему взрослому человеку – до 1,5 л. По способности к реабсорбции и концентрированию мочи дети значительно отстают от взрослых. Если сравнить по объему жидкость для выведения равного количества шлаковых веществ, то детскому организму потребуется значительно больше воды.

Особенности касаются приспособления детей к виду вскармливания:

• при кормлении грудным молоком почки не нуждаются в концентрировании мочи, поскольку получаемые с питанием вещества почти полностью усваиваются организмом;
• у «искусственников» рано начинается нагрузка чужеродными белками, кислотно-щелочной баланс крови легко переходит в сторону ацидоза (более кислого состояния), следовательно, имеется потребность в удалении шлаков.

Какими бы свойствами не обладал искусственный корм, для малыша нет ничего полезнее материнского молока

Секретирующая функция у детей развита слабо. Эпителий канальцев в раннем возрасте не справляется с превращением щелочных фосфатов первичной мочи в кислые соли. Кроме того, значительно ограничен синтез аммиака, страдает процесс реабсорбции щелочных солей (бикарбонатов).

Выделяется в 2 раза меньше кислотных остатков, поэтому и наблюдается склонность к ацидозу при разных физиологических состояниях и заболеваниях. Подобное состояние называют «канальцевым ацидозом». Существенную роль играет и метаболический ацидоз, вызванный недостаточной фильтрацией. увеличивается при кормлении белковой пищей.

Эпителий нефронов у детей слабо реагирует на «приказы» антидиуретического гормона и альдостерона. Поэтому удельный вес мочи у детей имеет низкие значения. Изучение процессов образования важно для выяснения механизма патологических изменений и диагностики заболеваний по показателям выделяемой мочи. Указания на нарушение одного из этапов формирования позволяет подобрать правильное лечение и избавить человека от многих проблем.

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.