Процесс мочеобразования

Процесс мочеобразования протекает в нефронах в две фазы: первая фаза - образование первичной мочи и вторая фаза - образование вторичной, или конечной, мочи.

Первичная моча образуется путем фильтрации в почечных тельцах из крови, протекающей по капиллярам сосудистого клубочка. Через стенку сосудов клубочка и внутренний листок капсулы Шумлянского - Боумена в ее просвет переходит часть воды и других веществ, находящихся в составе крови. По своему химическому составу первичная моча соответствует плазме крови, но лишена белков. Процесс фильтрации первичной мочи в почечных тельцах возможен благодаря высокому кровяному давлению в капиллярах сосудистого клубочка. Резкое снижение кровяного давления ведет к уменьшению выделения мочи. Обычно в почках функционируют не все сосудистые клубочки, а попеременно часть из них.

Вторичной, или конечной, мочой называется моча, выводимая из организма наружу. Она образуется из первичной мочи на протяжении мочевых канальцев нефрона путем обратного всасывания в кровь (путем реабсорбции) воды и некоторых растворенных в ней веществ, не подлежащих удалению из организма. По подсчетам ученых, первичной мочи за сутки образуется около 100 л, а вторичной мочи выделяется только около 41,5 л. Первичная моча по своему составу отличается от вторичной: в первой в отличие от второй содержатся глюкоза, аминокислоты и некоторые другие вещества. Все эти вещества, а также большая часть воды при протекании первичной мочи по канальцам нефрона всасываются обратно в кровь - в кровеносные капилляры, оплетающие мочевые канальцы и являющиеся разветвлениями выносящих сосудов. Вещества, подлежащие удалению из организма, прежде всего продукты распада белков, обратно в кровь почти не всасываются. Эпителий стенок мочевых канальцев, помимо способности всасывать избирательно определенные вещества из мочевых канальцев в кровь, обладает также секреторной функцией - активно выделяет некоторые вещества из крови в мочевые канальцы (креатин и др.).

Из нефронов вторичная моча поступает в сосочковые ходы, а из них - в малые чашечки. Малые чашечки (их 8 - 12 в одной почке) открываются в 2 - 3 большие чашечки, последние - в почечную лоханку. Из лоханки моча переходит по мочеточнику в мочевой пузырь.

Важнейшей функцией почек является поддержание постоянства солевого состава крови. Различные соли и некоторые другие вещества выводятся из крови с мочой с разной интенсивностью в зависимости от процессов, происходящих в организме. Так, во время желудочного пищеварения ионы хлора из плазмы крови усиленно используются железами желудка для образования соляной кислоты, соответственно этому уменьшается выведение данных ионов с мочой. При избыточном поступлении солей в кровь увеличивается их выведение с мочой. Благодаря этому поддерживается на постоянном уровне концентрация солей в плазме крови. Одновременно сохраняется относительное постоянство уровня осмотического давления и определенное химическое равновесие между кислыми и щелочными веществами во всех тканях организма.

Регуляция мочеобразования. Работа почек регулируется нервной системой и гуморальным путем. В результате нервных и гуморальных влияний происходит сужение или расширение кровеносных сосудов почек, изменяется проницаемость стенок сосудистых клубочков и всасывательная способность клеток эпителия мочевых канальцев. Все это отражается на процессе мочеобразования. Так, например, при сужении кровеносных сосудов почек уменьшается приток крови к ним, что ведет к снижению мочеобразования. Повышение проницаемости стенок сосудистых клубочков или понижение всасывательной способности клеток мочевых канальцев сопровождается увеличением мочеобразования и даже изменением состава мочи и т. д. Значение нервной регуляции функции почек в кратком изложении сводится к следующему. К почкам подходит большое количество симпатических волокон, а также волокна из блуждающего нерва. Раздражение этих волокон в опытах на животных вызывает обычно уменьшение диуреза. Известно также, что сильные болевые раздражения, испытываемые человеком и животными, сопровождаются уменьшением или полным прекращением (анурия) мочеобразования; такое явление связывают с возбуждением симпатической системы, которая вызывает сокращение кровеносных сосудов почек. На процесс мочеобразования оказывают влияние и специальные скопления нервных клеток - ядра, находящиеся в промежуточном мозге (в гипоталамусе). Эти ядра при помощи большого количества нервных волокон связаны с гипофизом.

Исследованиями К. М. Быкова была доказана связь коры головного мозга с почками. В его лаборатории были произведены опыты с условнорефлекторным увеличением мочеотделения. Введение воды в организм животного сочеталось с действием другого раздражителя, например с ударами метронома. При этом, естественно, мочеобразование повышалось вследствие введения воды. После нескольких таких сочетаний одни удары метронома без введения воды вызывали усиленное отделение мочи, что являлось результатом выработки условного рефлекса. Доказано также, что в сосудах почек, как и других внутренних органов, имеются чувствительные нервные окончания, раздражение которых рефлекторно изменяет деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Из гуморальных факторов, влияющих на процесс мочеобразования, наибольшее значение имеют некоторые гормоны (см. главу IX. Железы внутренней секреции). Так, в задней доле гипофиза имеется антидиуретический гормон, который усиливает обратное всасывание в кровь воды в мочевых канальцах нефронов, и, таким образом, вызывает уменьшение количества конечной мочи. При временном избытке в организме воды действие антидиуретического гормона гипофиза прекращается и мочеобразование увеличивается и, наоборот, при недостатке воды это влияние гормона усиливается и количество мочи уменьшается. Одновременно повышается ее концентрация. У некоторых людей наблюдается гипофункция задней доли гипофиза, выражающаяся в уменьшении выделения антидиуретического гормона. При этом имеет место нарушение процесса обратного всасывания в мочевых канальцах и выделение большого количества мочи (несахарный диабет).

На процесс мочеобразования оказывают влияние и другие гормоны: гормон щитовидной железы тироксин, гормоны надпочечников - адреналин, кортизон и др. Так, гормон тироксин уменьшает обратное всасывание воды в мочевых канальцах, что ведет к увеличению диуреза. Действие адреналина связано с сужением приносящих сосудов клубочков. В результате давление в сосудистых клубочках понижается, что приводит к уменьшению фильтрации и также к снижению диуреза. Кортизон, в противоположность антидиуретическому гормону задней доли гипофиза, уменьшает обратное всасывание воды в почечных канальцах, в результате чего диурез увеличивается.

На деятельность почек воздействуют и продукты распада белков (мочевина и др.), вызывая усиление отделения мочи.

Влияние гуморальных факторов на процесс мочеобразования доказано в опытах с пересадкой почки у животных, когда выключалась прямая связь этого органа с нервной системой. В пересаженной почке выделение мочи начиналось сразу после восстановления в ней кровообращения.

В заключение следует отметить, что влияния нервных и гуморальных факторов на процесс мочеобразования взаимосвязаны. В частности, нервная система может оказывать такое влияние не только непосредственно через нервные волокна, идущие к почкам, но и через железы внутренней секреции, например через гипофиз.

Моча

Моча (urina) - жидкость соломенно-желтого цвета, слабокислой реакции. В среднем за сутки человек выделяет около 1,5 л мочи; удельный вес ее немного выше удельного веса воды (больше единицы) и определяется цифрами 1016 - 1020¹.

¹(Для сравнения укажем, что 1 л воды весит 1000 г, а 1 л мочи - 1015 - 1020 г.)

Состав мочи. Моча состоит из воды и растворенных в ней органических веществ. В моче здорового человека ("нормальная" моча) содержится около 95% воды и 5% других веществ. Органические вещества, выделяющиеся с мочой, являются преимущественно продуктами распада белков. К ним относятся мочевина, мочевая кислота, креатин, гиппуровая кислота и другие вещества. Большая часть из них содержит азот (азотсодержащие вещества). Из неорганических веществ в состав мочи входят поваренная соль, соли серной и фосфорной кислот, окись калия и т. д.

Всего в суточном количестве мочи содержится около 60 г органических и неорганических веществ. В наибольшем количестве с мочой выделяется мочевина (25 - 30 г) и поваренная соль (10 - 15 г). В составе мочевины выводится из организма около ⁹/₁₀ всего азота, содержащегося в продуктах распада белка. Благодаря выделению через почки поваренной и других солей поддерживается постоянный состав солей в крови.

Кроме перечисленных выше веществ, в моче здорового человека могут быть газы (углекислый и др.), единичные лейкоциты и слущившиеся клетки эпителия мочевых путей.

Количество, состав и свойства мочи подвержены значительным колебаниям в зависимости от различных условий: температуры и влажности окружающей среды, характера работы, количества и состава пищи, количества принимаемой воды и т. п. Так, например, количество мочи уменьшается при усиленном потоотделении, сухоядении, ограниченном приеме воды и др. И, наоборот, в холодную влажную погоду, при приеме жидкой пищи и большого количества воды мочеотделение усиливается. Днем моча выделяется обычно интенсивнее, чем ночью. Одновременно с изменением количества мочи меняется ее удельный вес. При снижении количества мочи, как правило, удельный вес повышается. При повышенном мочеотделении он падает. Удельный вес мочи может колебаться в пределах 1002 - 1030. Для определения удельного веса мочи пользуются специальным прибором - урометром.

Интенсивность окраски мечи также может изменяться. Окраска зависит от количества в моче специальных пигментов (уробилин, урохром), которые образуются из пигментов желчи. Следует иметь в виду, что цвет мочи может изменяться также при заболеваниях (желтуха, кровоизлияния в почках и мочевыводящих путях и др.) и после приема некоторых лекарств.

На реакцию мочи оказывает влияние состав пищи. При длительном применении растительной диеты реакция может быть не слабокислой, как при разнообразном питании, а щелочной.

Все изменения обмена веществ в организме и различные нарушения функции почек отражаются на составе мочи. Поэтому, как правило, у каждого больного производят анализ мочи. При некоторых заболеваниях изменения состава мочи очень характерны, например в моче здорового человека обычно нет белков, сахара и крови. В моче больных ("патологическая" моча) они могут присутствовать.

Появление белков в моче называется альбуминурией. Длительная альбуминурия - признак заболевания почек, сопровождающегося повышением проницаемости кровеносных капилляров этого органа. Кратковременное появление белка в моче может быть при очень тяжелой физической работе. Появление сахара в моче называется глюкозурией. Длительная глюкозурия - признак диабета (сахарное мочеизнурение). Такое заболевание развивается при недостаточном выделении гормона поджелудочной железы - инсулина (см. главу IX. Железы внутренней секреции). Кратковременное появление сахара в моче может быть обусловлено приемом большого количества углеводов.

Появление крови в моче называется гематурией. Степень гематурии различна: от наличия небольшого количества эритроцитов, обнаруживаемых только под микроскопом, до примеси крови, определяемой глазом. Гематурия указывает на поражение сосудистых клубочков почек или кровоизлияние в мочевыводящих путях.

В патологической моче можно обнаружить также склеившиеся в столбики клетки почечного эпителия - цилиндры, микробы, большое количество лейкоцитов и др.

Иногда в мочевыводящих путях, обычно в почечной лоханке, из солей, находящихся в моче, образуются почечные камни. Почечные камни могут вызывать приступы острых болей в области почек (почечная колика).

Мочеточники

Мочеточник (ureter) представляет собой трубку около 30 см длины (см. рис. 76). По выходе из ворот почки мочеточник лежит на задней брюшной стенке и спускается в полость малого таза, где прободает стенку мочевого пузыря и открывается отверстием в полость пузыря. Стенка мочеточника состоит из трех оболочек: слизистой, мышечной и соединительнотканной (адвентиции). Слизистая оболочка выстлана многослойным эпителием. Мышечная оболочка состоит из кругового и продольного слоя гладкой мышечной ткани. Благодаря ее сокращениям мочеточник совершает перистальтические движения.

Мочевой пузырь

Мочевой пузырь (vesica urinaria) является резервуаром мочи (рис. 78). Он находится в полости малого таза позади лонного сращения. Между лонным сращением и мочевым пузырем имеется слой рыхлой клетчатки. Позади мочевого пузыря располагается у мужчин прямая кишка, у женщин - матка.

Рис. 78. Мочевой пузырь и часть мочеиспускательного канала мужчины (в разрезе). 1 - верхушка мочевого пузыря; 2 - мышечная оболочка; 3 - подслизистый слой; 4 - слизистая оболочка; 5 - отверстие мочеточника; 6 - треугольник мочевого пузыря; 7 - внутреннее от- верстиё мочеиспускательного канала; 8, 16 - предстательная железа; 9 - герепончатая часть мочеиспускательного канала; 10 - бульбоуретральная железа; 11 - пещеристое тело полового члена; 12 - отверстия протоков предстательной железы; 13 - отверстие семявыбрасывающего протока; 14 - семенной бугорок; 15 - предстательная часть мочеиспускательного канала

В мочевом пузыре различают верхнюю часть - верхушку, среднюю - тело и нижнюю - дно. Стенка мочевого пузыря состоит из трех оболочек: слизистой с подслизистым слоем, мышечкой и соединительнотканной. Кроме того, сверху, частично с боков и сзади мочевой пузырь покрыт серозной оболочкой - брюшиной. Слизистая оболочка мочевого пузыря образует многочисленные складки; они отсутствуют только в области дна мочевого пузыря, где имеется гладкий участок треугольной формы - пузырный треугольник. На углах последнего открываются оба мочеточника и выходит мочеиспускательный канал. При наполнении мочевого пузыря складки слизистой оболочки сглаживаются.

Мышечная оболочка состоит из трех слоев гладких мышечных волокон, располагающихся в различных направлениях.

Емкость мочевого пузыря в среднем у взрослого 350 - 500 мл. При сильном наполнении мочевого пузыря его верхушка поднимается над верхним краем лонного сращения и прилегает к передней брюшной стенке.

Строение мочеиспускательного канала рассматривается ниже.

Акт мочеиспускания

Опорожнение мочевого пузыря (мочеиспускание) регулируется нервной системой и является рефлекторным актом. В слизистой оболочке мочевого пузыря имеются окончания чувствительных нервов - рецепторы. К мышечной оболочке подходят двигательные нервы. При наполнении мочевого пузыря моча оказывает давление на его стенку и раздражает рецепторы. В ответ на раздражение рефлекторно происходит сокращение мышечной оболочки мочевого пузыря и расслабление сфинктеров мочеиспускательного канала, вследствие чего моча выводится наружу. Этому способствует сокращение мышц брюшного пресса. Мочеиспускание обычно наступает только в том случае, если давление мочи на стенки мочевого пузыря достигает определенной силы. Центр рефлекса мочеиспускания находится в крестцовом отделе спинного мозга. Но этот акт подчинен и коре головного мозга, доказательством чего является возможность произвольной задержки мочеиспускания.

При некоторых заболеваниях нервной системы и мочевых органов наблюдаются нарушения акта мочеиспускания (непроизвольное мочеиспускание, частые позывы к мочеиспусканию, ночное недержание мочи и др.).