Содержание
Моча – продукт жизнедеятельности человека выделяемый почками, являющийся индикатором состояния его здоровья. Она играет важную роль в поддержке постоянства внутренней среды и выведении из организма токсинов и солей. При наличии любых отклонений в работе организма свойства и состав мочи могут меняться.
Что такое из себя представляет моча
Моча – это биологическая жидкость, образующаяся в выделительных органах в результате фильтрации крови и выделения из нее продуктов обмена и воды. Происходит этот процесс в нефронах – составной части почек. Нефрон состоит из клубочка, окружающей его капсулы, канальцев и трубочек.
От каждой почки отходит мочеточник, по которому моча поступает в мочевой пузырь, откуда по уретре выводится из организма.
Механизм образования первичной мочи
Моча образуется в несколько этапов:
- Фильтрация.
- Реабсорбция (обратное всасывание).
Процесс фильтрации происходит непосредственно в нефронах. Кровь с растворенными в ней веществами попадает в клубочек нефрона, где благодаря разнице в давлении фильтруется. В результате образуется первичная урина. В ее состав входит вода, минеральные соли, азотистые соединения (мочевина, креатинин), глюкоза, аминокислоты, токсины. В течение суток выделяется в среднем 180 л первичной мочи. Куда же она девается?
Благодаря реабсорбции она практически полностью всасывается обратно в кровь по канальцам нефрона. В норме никакие питательные вещества не должны выводиться с уриной.
В результате образуется вторичная урина, содержащая воду, ионы натрия, калия, водорода и аммиак. В этих компонентах организм больше не нуждается, именно они попадают в мочеточник.
Если сравнивать первичную и вторичную урину, то первая по составу похожа на плазму крови, вторая же содержит токсины и вещества, имеющиеся в крови в избытке.
Показатели нормы и состав урины
Функционирование организма оценивают определением состава мочи, который влияет на ее свойства. Выделяют физические и химические свойства урины.
Структура выделяемой жидкости
Моча на 95% состоит из воды. Остальные 5% — растворенные в ней органические и неорганические вещества. Среди органических соединений лидирует мочевина (2%), образующаяся в печени и переносящая азот. Далее идут креатинин (0,075%) и мочевая кислота (0,05%).
Из неорганических веществ в урине присутствуют ионы натрия, кальция, калия, магния, хлора, сульфаты. Их процентное соотношение зависит от особенностей питания. В норме из минеральных веществ в урине больше всего натрия – 0,35%. Процентное содержание сульфатов – 0,18%, калия и фосфатов – по 0,15%.
Чего не должно быть в моче:
| Показатель | Норма |
|---|---|
| Мочевина | 233-331 м моль/сутки |
| Креатинин | 13,2-17,6 м моль/л у мужчин7,1-13,2 м моль/л у женщин |
| Креатин | 84-1443 мкмоль/л у мужчин145-2061 мкмоль/л у женщин |
| Диастаза | до 44 мг/л |
| Молочная кислота | 178-1700 мкмоль/сутки |
| Мочевая кислота | 0,27-0,70 г/суткидо 0,43 г у вегетарианцев |
| Аммиак | 20-70 мкмоль/л |
| Желчные кислоты | 0,46-0,87 мкмоль/сутки |
| Натрий | 95-310 ммоль/сутки |
| Калий | 3,8 до 5-ти ммоль |
| Железо | 0,005–0,3 мг/г |
| Медь | 0,01–0,07 мг/г |
| Селен | 0,015–0,06 мг/г |
| Кобальт | 0,00025–0,002 мг/г |
| Марганец | 0,00075–0,003 мг/г |
| Алюминий | 0–0,04 мг/г |
| Белок | 0,033 г/л |
| Глюкоза | 2,8-3,0 ммоль/суткиу беременных 6 ммоль/сутки |
| Кетоновые тела (ацетон) | 0,17-1,7 ммоль/сутки |
| Альбумин | 1,64-34,2 мг/сут |
| Билирубин | отсутствует |
| Уробилиноген | 5-10 мг/лу детей до 2 мг |
| 17-кетостероиды | у мужчин 22,9-81,1 ммоль/суткиу женщин 22,2-62,4 ммоль/сутки |
| Эритроциты | у мужчины отсутствуюту женщин 1-3 на образец |
| Цилиндрический эпителий | 0-2 |
| Плоский эпителий | 1-3 |
| Лейкоциты | 0-1 у мужчин0-12 у женщин |
| Гемоглобин | отсутствует |
| Цилиндры | отсутствуют, могут быть только гиалиновые цилиндры, 1-2 на образец |
| Бактерии | отсутствуют |
| Грибы | отсутствуют |
| Слизь | отсутствует |
Химические показатели
На химические свойства урины влияет ее состав. Именно от него зависят следующие характеристики:
Реакция урины нейтральная, ближе к слабокислой, что обусловлено концентрацией ионов водорода. Этот показатель зависит от особенностей питания: у вегетарианцев она щелочная, а при употреблении мяса становится кислой. У детей при рождении моча кислая, через 6 дней становится щелочной.
В норме урина прозрачная независимо от цвета, но при излишке различных солей, белка, гноя, мутнеет. Осадки солей выпадают в осадок, который при нагревании либо добавлении различных реагентов исчезает.
Одно из важных свойств урины — пенистость. В норме моча не пенится, возможно образование нестойкой пены.
Плотность урины зависит от концентрации в ней солей натрия и мочевины. Этот показатель не должен быть ниже 1018 г/л. При повышении температуры внешней среды плотность снижается на 1г/мл на каждые 3 градуса.
Существует взаимосвязь между цветом и плотностью урины. Чем она светлее, тем менее плотная. Более концентрированная темная моча характеризуется высокой плотностью и чаще всего сопровождается обезвоживанием.
Основные показатели состояния мочи:
| Показатель | Норма |
|---|---|
| Суточное количество мочи (диурез) | 1,5–2 л у взрослого |
| Реакция среды | ph 5,0-7,0 |
| Плотность | 1012 – 1022 г/л |
| Пенистость | нестабильная |
| Запах | не резкий |
| Цвет | соломенно-желтый |
Физические свойства
Физические свойства помогают оценить урину по внешним признакам. К ним относят:
Урина имеет характерный запах, поскольку в ней содержится аммиак. Под воздействием кислорода аммиак окисляется и запах становится более резким.
Цвет урины в норме светло-желтый, что обусловлено наличием желчных пигментов. Чем больше человек употребляет жидкости, тем светлее становится его моча. При увеличении потоотделения, сопровождающегося уменьшением мочеиспускания, концентрация желчных пигментов возрастает, вследствие этого цвет урины становится более темным. Цвет может меняться при приеме лекарственных препаратов.
В течении суток организм человека в норме выделяет 1,5-2 л урины. Этот объем зависит от питьевого режима и погоды. Зимой у человека выделяется больше мочи, а летом часть влаги теряется в результате потоотделения. Соотношение употребляемой и выделяемой жидкости называется диурез.
Моча, также как и кровь, часто является объектом биохимических исследований, проводимых у спортсменов. По данным анализа мочи тренер может получить необходимые сведения о функциональном состоянии спортсмена, о биохимических сдвигах, возникающих в организме при выполнении физических нагрузок различного характера. Поскольку при взятии крови для анализа возможно инфицирование спортсмена (например, заражение гепатитом или СПИД-ом), то в последнее время всё предпочтительнее становится исследование мочи. Поэтому тренер или преподаватель физического воспитания должны обладать информацией о механизме образования мочи, об её физико-химических свойствах и химическом составе, об изменении показателей мочи при выполнении тренировочных и соревновательных нагрузок.
13.1. Общая характеристика почек.
Масса обеих почек у взрослого человека около 300 г, что составляет менее 0,5 % от массы тела. Однако в состоянии покоя почки потребляют 25 % всей крови (через почки за одну минуту проходит более 1 л крови) и 10 % всего поступающего в организм кислорода. Эти цифры указывают на высокую интенсивность метаболизма в почках и, в том числе, тканевого дыхания и свидетельствуют об очень большом потреблении энергии этим органом (в расчете на единицу массы).
Основной функцией почек является образование мочи. Благодаря образованию и выделению мочи почки обеспечивают:
* выделение конечных продуктов азотистого обмена
* поддержание кислотно-основного баланса
* регуляцию водно-солевого обмена
* поддержание необходимого осмотического давления
* регуляцию кровяного давления
Таким образом, почки, подобно крови, участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма, т.е. гомеостаза.
13.2. Механизм образования мочи.
Структурно-функциональной единицей почек, ответственной за образование мочи, является нефрон. Каждая почка содержит примерно 1 млн. нефронов.
В нефроне можно выделить следующие отделы: почечное тельце (мальпигиево тельце, почечный клубочек), проксимальный извитой каналец,петля Генлеи дистальныйизвитой каналец.
Мальпигиево тельце представляет собою сосудистый клубочек, окруженный капсулой Шумлянского-Боумена.
К каждому мальпигиеву тельцу подходит кровеносный сосуд (артериола). Этот сосуд разделяется на капилляры, петли которых образуют сосудистый клубочек. Далее капилляры соединяясь, формируют выносящий кровеносный сосуд (тоже артериола), по которому кровь отводится от почечного клубочка.
Капсула Шумлянского-Боумена состоит из внутреннего и внешнего листков. Внутренний листок плотно прилегает к петлям капилляров, а внешний листок капсулы окружает весь сосудистый клубочек в целом (рис.8).
Рис. 8. Схема строения нефрона
Между внутренним и внешним листками почечной капсулы имеется полость, которая затем преобразуется в просвет почечных канальцев. Непосредственно от почечного тельца отходит проксимальный извитой каналец, который далее переходит в петлю Генле и дистальный извитой каналец. Извитые канальцы и петля Генле густо оплетены капиллярной сетью, на которую распадается выходящая из сосудистого клубочка артериола. Затем из капилляров, окружающих почечные канальцы, образуются венулы, впадающие в почечную вену.
Дистальные извитые канальцы соединены с собирательными трубочками, которые, сливаясь вместе, образуют почечные протоки, открывающиеся в почечную лоханку.
Капсула Шумлянского-Боумена и почечные канальцы образованы эпителиальными клетками.
Образование мочи в нефронах протекает в три этапа.
Первый этап образования мочи – ультрафильтрация плазмы крови в почечных клубочках (образование первичной мочи). В процессе ультрафильтрации из кровеносных капилляров, образующих сосудистый клубочек, в полость капсулы почечного тельца переходит часть плазмы крови. Поскольку в стенке капилляров и во внутреннем листке капсулы имеются поры с диаметром не более 4 нм, фильтруются все компоненты плазмы кроме белков. В состоянии покоя через обе почки за 1 минуту проходит около 1200-1300 мл крови. Ультрафильтрации подвергается примерно 10% протекающей через почки крови. Следовательно, в каждую минуту в почках образуется около 125 мл ультрафильтрата или первичной мочи, а в течение суток – 180 л.
По химическому составу первичная моча представляет собою безбелковую плазму крови.
Причиной ультрафильрации является наличие в капиллярах сосудистого клубочка повышенного кровяного давления, возникающего вследствие того, что диаметр выносящей артериолы примерно на 30 % меньше, чем у приносящей.
Второй этап образования мочи – реабсорбция (обратное всасывание). Первичная моча, двигаясь по почечным канальцам (их общая длина приблизительно 120 км!), отдает бóльшую часть своих составных частей обратно в кровь, протекающую по капиллярной сети, окружающей почечные канальцы. Реабсорбция, преимущественно, происходит в проксимальных канальцах. В ходе реабсорбции обратно в кровь поступает почти вся глюкоза, 99 % воды, натрия, хлора, бикарбоната, аминокислот, 93 % калия, 45% мочевины и т.д.
Реабсорбция требует больших затрат энергии, источником которой является АТФ. Высокие энерготраты обусловлены необходимостью переноса молекул и ионов через мембраны клеток, образующих стенку почечных канальцев. Особенно много энергии расходуется на всасывание ионов натрия, на так называемый «натриевый насос». Как уже отмечалось, главным источником АТФ в почках является тканевое дыхание, на что указывает очень высокое потребление кислорода почками (см. выше).
Третий этап образования мочи – секреция. При секреции некоторые вещества крови, в частности, ионы калия, аммония, водорода, а также чужеродные вещества (например, лекарства, токсины) поступаютиз капиллярной сети нефрона в просвет почечных канальцев. В основном, секреция происходит в дистальных канальцах.
Почечная секреция, как и реабсорбция, является активным процессом, потребляющим энергию АТФ, что обусловлено транспортом секретируемых молекул и ионов через мембраны эпителия канальцев.
Реабсорбция и секреция ведут к превращению первичной мочи во вторичную или окончательную, которая выводится из организма.
13.3. Регуляция образования мочи.
Мочеобразовательная функция почек находится под контролем нервно-гормональной регуляции.
Наиболее важными гормонами, регулирующими образование мочи, являются альдостерон (гормон коры надпочечников) и вазопрессин (гормон гипоталамуса).
Альдостерон повышает скорость обратного всасывания в почечных канальцах ионов натрия. Одновременно вместе с ионами натрия ускоряется реабсорбция ионов хлора и воды. В результате такого влияния уменьшается объем мочи.
Вазопрессин (антидиуретический гормон) повышает проницаемость стенки почечных канальцев по отношению к воде, что способствует лучшему её обратному всасыванию. Действие этого гормона также приводит к уменьшению объема мочи (название этого гормона «антидиуретический» расшифровывается как «уменьшающий объем», так как термин «диурез» обозначает объем мочи).
Регуляция мочеобразования также осуществляется путем синтеза непосредственно в почках двух гормоноподобных белков – ренина и эритропоэтина.
Ренин вырабатывается в почках при снижении кровяного давления. Уменьшение давления крови отрицательно сказывается на почечной фильтрации, так как этот процесс, как уже отмечалось, протекает при наличии в капиллярах сосудистого клубочка нефрона повышенного давления крови (ультрафильтрация прекращается при снижении систолического давления крови ниже 70 мм рт. ст.). По механизму действия ренин является протеолитическим ферментом, превращающим один из белков плазмы крови в биологически активное вещество – ангиотензин. Образовавшийся ангиотензин стимулирует продукцию корой надпочечников альдостерона, что приводит к увеличению реабсорбции хлористого натрия и воды в почечных канальцах. Вследствие этого объем циркулирующей крови увеличивается, и давление крови в сосудистых клубочках возрастает.
Эритропоэтин – белок, синтезируемый почками, в первую очередь, при нарушении их снабжения кислородом (при анемии, кровопотере, шоке). Как уже неоднократно указывалось, почки нуждаются в больших количествах кислорода для обеспечения энергией реабсорбции и секреции. С током крови образовавшийся эритропоэтин поступает в красный кровяной мозг и стимулирует там процесс кроветворения (эритропоэз), что приводит к повышению кислородной емкости крови и улучшению снабжения почек кислородом.
В связи с таким стимулирующим влиянием на процесс кроветворения эритропоэтин в последнее время стали использовать в качестве допинга в тех видах спорта, где требуется проявление высокой аэробной работоспособности.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Механизм образования мочи
Механизм образования мочи – это жизненно важный процесс, реализуемый почками, включает три составляющих: фильтрацию, реабсорбцию и секрецию. Нарушения в реализации механизма образования и выведения мочи проявляются в виде тяжелых заболеваний.
Моча состоит из воды, определенных электролитов и конечных продуктов обмена веществ в клетках. Конечные продукты метаболизма из клеток поступают в кровь во время ее циркуляции по телу и выводятся почками в составе мочи. Механизм образования мочи в почках реализуется нефроном.
Нефрон – морфофункциональная единица почки, обеспечивающая механизм мочеобразования и выведения. В каждой почке насчитывается более 1 миллиона нефронов. В структуре нефрона выделяют такие части: клубочек, капсула Боумена, система канальцев. Клубочек – это сеть артериальных капилляров, погруженных в капсулу Боумена. Двойные стенки капсулы формируют полость, продолжением которой являются канальцы. Канальцы нефрона образуют петлю, отдельные части которой выполняют определенные функции в механизме образования мочи. Извитая и прямая часть канальцев, примыкающая к капсуле Боумена, называется проксимальный каналец. Далее следуют нисходящий тонкий сегмент, восходящий тонкий сегмент, дистальный прямой каналец или толстый восходящий сегмент петли Генле, дистальный извитой каналец, соединительный каналец и собирательная трубка.
Суть процесса фильтрации в следующем:
Кровь, поступающая в клубочки, под действием осмоса и диффузии фильтруется через специфическую мембрану клубочков и теряет большую часть жидкости и растворимые как полезные химические вещества, так и шлаки. Продукт фильтрации крови в клубочках поступает в капсулу Боумена. Вода, шлаки, соль, глюкоза и другие химические вещества, которые отфильтровались из крови в капсулу Боумена, называются первичная моча. Таким образом, первичная моча состоит из воды, избытка солей, глюкозы, мочевины, креатинина, аминокислот и других низкомолекулярных соединений. В норме суммарная скорость клубочковой фильтрации (СКФ, для всех нефронов обеих почек) составляет около 125 мл в минуту. Это значит, что около 125 мл воды и растворенных веществ поступают в капсулу Боумена и канальцевый аппарат почки из крови в минуту. За час реализации механизма образования первичной мочи почки фильтруют 125 мл / мин х 60мин/час = 7500 мл, за сутки соответственно 7500 мл / ч x 24 ч / сутки = 180 000 мл / сутки или 180 л / сутки!
Очевидно, что никто никогда не выделяет 180 л мочи в сутки. Почему? Потому что механизм образования мочи включает процесс канальцевой реабсорбции, при реализации которого почти весь этот объем первичной мочи возвращают в кровь.
Реабсорбция – вторая составляющая механизма образования мочи, по определению, это движение веществ из почечных канальцев обратно в капилляры крови, окружающие канальцы (так называемые перитубулярные капилляры). В механизме образования первичной мочи реализуются свойства структур эпителиальных клеток канальцев абсорбировать воду, глюкозу и другие питательные вещества, натрий (Na+) и другие ионы и секретировать их в кровь. Реабсорбция начинается в проксимальных канальцах и продолжается в петле Генле, дистальных извитых канальцах и собирательных трубочках.
При реализации сложного механизма образования вторичной мочи более 178 литров воды в день в из проксимальных канальцев возвращается в кровь.
Ни одно из ценных питательных веществ не теряется с мочой, все они подвергаются реабсорбции в том числе глюкоза. В норме вся глюкоза (сахар крови) полностью возвращается в кровь. В том случае, если содержание глюкозы в крови превышает 10 ммоль/л (печеный порог), то та часть глюкозы выделяется с мочой. Ионы натрия (Na+) и другие ионы возвращаются в кровь частично. Так, количество реабсорбируемого иона натрия во многом зависит от того, сколько соли употребляется в пищу. Чем больше соли поступает с пищей, тем меньше реабсорбируется натрия из состава первичной мочи. Чем меньше соли, тем большее количество натрия поглощается обратно в кровь, а количество соли в моче уменьшается.
Третий важный процесс в механизме образования мочи – канальцевая секреция. Канальцевая секреция – это процесс, при котором из капилляров вокруг дистальных и собирательных канальцев, в полость канальцев, т.е. в первичную мочу, путем активного транспорта и диффузии секретируются ионы водорода (Н+), ионы калия (K+), аммиак (NH3) и некоторые лекарства. В результате процессов реабсорбции и секреции в почечных канальцах первичной мочи образуется вторичная моча. Суточный объем вторичной мочи в норме составляет 1,5 – 2,0 литра.
Канальцевая секреция в почках играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного баланс организма. Таким образом, образование мочи осуществляется последовательной реализацией в нефронах почки процессов фильтрации, реабсорбции и секреции.