Выделение Системные механизмы мочеобразования

Процессы выделения из организма различных веществ осуществляются через почки, потовые железы, желудочно–кишечный тракт и легкие. Они направлены на поддержание многих жизненно важных констант организма: осмотического давления, pH, парциального давления дыхательных газов, уровня питательных веществ и, в частности, глюкозы, температуры, артериального давления. Однако ведущая роль выделительных процессов заключается в выведении из организма продуктов тканевого метаболизма. Известно, что окисление жиров и углеводов в клетках организма заканчивается образованием СО₂ и Н₂О, которые могут быть удалены через легкие, желудочно–кишечный тракт и потовые железы. Белковый обмен заканчивается образованием ряда азотистых продуктов, таких как мочевина и мочевая кислота, высокая концентрация которых обладает токсическим действием на метаболические процессы в организме. Количество продуктов белкового обмена в крови определяется по величине остаточного азота, которую определяют после осаждения белков плазмы крови. Остаточный азот в норме равняется 200-400 мг/л. Он состоит из азота мочевины (наибольшая часть, приблизительно 70 %), азота креатинина, креатина, мочевой кислоты, аминокислот, аммиака, индикана и других веществ.

Комплекс физиологических процессов, направленных на поддержание низкой концентрации продуктов белкового обмена в крови представляет собой функциональную систему, работающую по принципу саморегуляции.

Увеличение концентрации продуктов белкового обмена крови приводит к активации нервных и гуморальных механизмов, усиливающих процессы выделения. Основная роль в выделительных процессах принадлежит мочеобразованию и мочевыделению.

Кроме продуктов белкового метаболизма, из организма удаляются вода и соли, которые постоянно замещаются на новые молекулы, поступающие при приеме пищи и воды.

Поэтому, процессы выделения из организма воды и солей играют важную роль в регуляции осмотического давления крови. Удаление воды и солей из организма осуществляется главным образом с помощью мочеобразования. Большое значение имеет потоотделение и выделение воды и солей через желудочно–кишечный тракт. Кроме того, вода испаряется при дыхании через легкие.

Функционально значимые этапы мочевыделения

Процесс образования мочи из крови не может происходить сразу, так как уловить в крови невысокие концентрации продуктов метаболизма и выделить их из крови в ходе какого-то одного процесса не представляется для организма возможным. Поэтому процесс образования мочи представляет собой непрерывный конвейер, состоящий из нескольких этапов.

Единицами строения почек являются нефроны, начинающиеся капсулой, продолжающиеся извитыми канальцами и заканчивающиеся впадением в собирательную трубочку. В каждой почке свыше 1 млн. нефронов. На каждом участке нефрона происходит определенный этап мочеобразования.

Процесс образования мочи начинается клубочковой фильтрацией, результатом которой является разделение крови на форменные элементы и белки с одной стороны и жидкую часть плазмы – с другой. Форменные элементы и белки плазмы крови, а также не профильтровавшаяся в нефрон жидкая часть плазмы уходят от нефрона по венам. Профильтровавшаяся из первичных капилляров в нефрон жидкая часть плазмы называется первичной мочой. У человека за сутки образуется в обеих почках 180 л первичной мочи.

Далее происходит уменьшение количества мочи и сгущение её. Осуществляется это за счет реабсорбции – обратного всасывания во вторичные капилляры воды и большинства растворенных в ней веществ. При этом продукты метаболизма остаются в моче. Сначала происходит обязательная (облигатная) реабсорбция в дистальных извитых канальцах нефрона. В ходе ее обратно в кровь поступает до 70 % воды и ионов, а полезные для организма вещества всасываются полностью. Затем происходит осмотическое сгущение мочи в петле нефрона. Результатом этого является повышение концентрации ионов Na⁺ в месте поворота петли нефрона, что необходимо для происходящего затем окончательного концентрирования мочи в собирательной трубочке. Из петли нефрона реабсорбируется около 15 % воды и ионов Na⁺. В проксимальных извитых канальцах происходит факультативная (необязательная) реабсорбция, в ходе которой обратно всасывается в кровь в среднем 10 % воды и ионов Na⁺ .

Если в проксимальных извитых канальцах величина реабсорбции практически ни от чего не зависит и никогда не меняется, то в дистальных извитых канальцах реабсорбция может увеличиваться или уменьшаться, в зависимости от потребности организма. Гормоны, которые изменяют интенсивность мочеобразования, действуют именно на механизмы факультативной реабсорбции.

В собирательной трубочке происходит окончательное концентрирование мочи, в ходе которого факультативной реабсорбции подвергается около 4% воды. Факультативная и обязательная реабсорбции сочетаются с выделением (секрецией) из крови в мочу дополнительных и некоторых новых продуктов метаболизма.

В результате реабсорбции и секреции количество первичной мочи уменьшается в 100 раз. Образуется 1,8 л концентрированной вторичной мочи, которая затем по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, где и накапливается. Удаление мочи из мочевого пузыря происходит во время мочеиспускания.