Механизм мочеобразования

Образование мочи — процесс жизненно важный для всего человеческого организма. Он регулирует не только кислотно-щелочной баланс, но и осмолярность крови, состав плазмы и объём вне- и внутриклеточной жидкости, что оказывает влияние на все клетки организма.

Почки здорового взрослого человека вырабатывают 1,5–2 л мочи в сутки, и этот процесс включает три основных механизма: клубочковая фильтрация, канальцевая реабсорбция и канальцевая секреция.

Клубочковая фильтрация

Представляет собой ультрафильтрацию жидкости (воды и содержащихся в ней низкомолекулярных компонентов) из крови в капсулу почечного клубочка. Благодаря этому процессу образуется первичная моча.

Объём жидкости, отфильтрованной за единицу времени во всех клубочках, можно выразить как скорость клубочковой фильтрации.  В среднем она составляет 120 мл в минуту на 1,73 м² площади поверхности тела, то есть 180 л в сутки. Однако около 99% фильтрата реабсорбируется путём всасывания первичной мочи в канальцах обратно в организм — во внеклеточную жидкость (описанный ниже процесс канальцевой реабсорбции), при этом наружу в норме выводится не более 2 л мочи.

Движение жидкости через фильтрующую мембрану контролируется и определяется соотношением гидростатического давления в капиллярах и онкотического давления белков, содержащихся в плазме крови.

Таким образом, скорость клубочковой фильтрации зависит от почечного кровотока, давления фильтрации, онкотического давления плазмы и общей площади фильтрации

Канальцевая реабсорбция

Представляет собой собственно процесс обратного всасывания жидкости из первичной мочи в организм.

Изосоматическая канальцевая реабсорбция служит для поддержания достаточного объёма жидкости и жизненно важных веществ в организме и является основной задачей почечных канальцев. Они поглощают воду, ионы (натрий, хлориды, калий, кальций, магний, бикарбонат и фосфат), мочевину, глюкозу и аминокислоты. При этом объём поглощённых веществ не зависит от объёма внеклеточной жидкости в организме.

Транспорт жидкости из канальцев в кровь может осуществляться путём пассивной диффузии (в направлении большей концентрации растворённых веществ или электрического градиента), первичного активного транспорта против градиента или вторичного активного транспорта (при этом транспортный белок использует градиент концентрации, созданный первичным активным транспортом).

Вещества (низкомолекулярные компоненты) могут транспортироваться как околоклеточными, так и трансклеточными путями. Транспорт воды всегда пассивен.

Канальцевая секреция

Представляет собой процесс транспортировки ионов и органических веществ из крови в просвет канальцев.

Этот механизм позволяет вывести из организма ионы калия, кальция и фосфата, мочевую кислоту, гуанидин, холин и всевозможные чужеродные и вредные вещества (красители, антибиотики и т. д.).

Канальцевая секреция является активным процессом и совершается с затратой энергии, которая используется для транспортировки веществ в направлении электрохимического или концентрационного градиентов.

В эпителиальных клетках канальцев осуществляются различные системы транспорта для секреции органических оснований и кислот, поэтому при снижении секреции органических кислот нарушения секреции оснований не наблюдается.

Примечательно, что механизмы канальцевой секреции обладают адаптивными свойствами: при продолжительном поступлении в кровь определённого вещества постепенно увеличивается число транспортных систем за счёт белкового синтеза.

Состав мочи

Состав мочи человека зависит от процессов мочеобразования — фильтрации, реабсорбции и секреции.

Конечная моча здорового человека является характерной прозрачной, золотисто-жёлтой жидкостью. Её удельный вес колеблется в пределах 1003–1038 кг/м³, а её рН — в пределах 4,4–8,0.

В моче содержится Na+ (100–250 ммоль/л), К+ (25–100 ммоль/л), Cl- (135 ммоль/л), Са+, креатинин, ванилмандиловая кислота (продукт разложения катехоламинов), мочевая кислота, мочевина и т.д.

Здоровые почки не пропускают значительное количество белков и глюкозы в конечную мочу, поэтому их присутствие говорит о возможном развитии в организме патологического процесса.