Органы мочевыделительной системы
К органам мочевыделительной системы относятся:
·Почки , в которых образуется моча
·Мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал – мочевыводящиеорганы , которые служат для накопления и выведения мочи.
Почки: расположение, строение
Почка – парный орган массой 120-200 г, образующий и выводящий мочу. Почки расположены на задней стенке брюшной полости , по бокам от позвоночника, на уровне от 12 грудного до 2 поясничного позвонков. Правая почка расположена ниже левой почки. Почка имеет бобовидную форму, в ней различают:
·два полюса – верхний и нижний. Верхний полюс соприкасается с надпочечником
·два края – латеральный и медиальный. Латеральный край выпуклый, медиальный – вогнутый, на нём находятся ворота почки , через которые проходят почечная артерия и вена, нервы и мочеточник.
Почки покрыты несколькими оболочками: фиброзной капсулой , жировой капсулой , спереди – брюшиной , сзади – почечной фасцией . Оболочки обеспечивают определённое положение почек в брюшной полости, поэтому их называют фиксирующим аппаратом почки.
На фронтальном разрезе видно, что каждая почка она состоит из почечного вещества и почечной пазухи .
В почечном веществе образуется моча. В его паренхиме различают:
·наружное, более светлое корковое вещество
·внутреннее, более темное мозговое вещество , состоящее из почечных пирамид . Вершины пирамид образуют сосочки , охватывающие малые чашки.
Полость внутри почки, в которой моча накапливается, называется почечной пазухой . Почечная пазуха образована:
· системой трубочек, называемых малыми и большими чашками
·почечной лоханкой , переходящей в мочеточник.
Строение нефрона. Кровоснабжение почки и нефронов.
Корковое и мозговое вещество почки образовано нефронами . В каждой почке более одного миллиона нефронов. Нефрон является структурной и функциональной единицей почек. Он состоит из почечного тельца , в котором образуется первичная моча и извитых канальцев и петли Генле , в которых образуется конечная моча .
Почечное тельце – это начало нефрона. Оно представлено капсулой Шумлянского-Боумена, имеющей вид чаши и клубочком кровеносных капилляров , лежащих внутри капсулы. Из полости капсулы первичная моча поступает в извитые канальцы и петлю , протекая по которым становится конечной мочой.
Отток мочи из нефронов.
Из нефронов конечная моча оттекает сначала в собирательные трубочки , проходящие в почечных пирамидах. Затем, через отверстия сосочков пирамид, конечная моча поступает сначала в малые чашки, затем в большие чашки, а из них в почечную лоханку . Лоханка переходит в мочеточник .
Кровоснабжение почки и нефронов.
Артериальную кровь в почку приносит почечная артерия. Она распадается на многочисленные артерии, от которых отходят приносящие артериолы . Одна приносящая артериола входит внутрь капсулы нефрона и распадается на клубочек капилляров . Из клубочка капилляров выходит выносящая артериола , меньшая по диаметру , чем приносящая артериола. Выйдя из клубочка, выносящая артериола разветвляется на капилляры, из которых образуется капиллярная сеть , оплетающая извитые канальцы и петлю. Из капиллярной сети формируются вены, которые, сливаясь в более крупные вены, формируют почечную вену. Почечная вена выходит из ворот почки и впадает в нижнюю полую вену.
Образование и состав мочи. Регуляция мочеобразования .
(С. , с. 220-223; рис. 58; Л. , рис. 121; К. , рис. 205Б)
Образование мочи идет в две фазы.
Первая фаза – ультрафильтрация , в ходе которой образуется первичная моча . В связи с тем, что просвет приносящей артериолы шире, чем просвет выносящей, в клубочке капилляров, который находится между этими сосудами, создается высокое давление. Из крови, которая находится в клубочке, в полость капсулы фильтруется (выдавливается) плазма и содержащиеся в ней вещества. Продукт ультрафильтрации называют первичной мочой . По составу она представляет собой плазму крови без белков (наличие белков и клеток крови в моче свидетельствует о заболевании почек и мочевыводящих путей). Через почки за сутки проходит 1500-1800 л крови, из которой образуется 150-180 л первичной мочи. Из капсулы первичная моча поступает в извитые канальцы нефрона и петлю Генле. Начинается образование конечной мочи.
Вторая фаза – реабсорбция или обратное всасывание , в ходе которого образуется конечная моча . Из первичной мочи, протекающей по извитым канальцам и петле, обратно в кровь всасываются – возвращаются в организм – вода, многие соли, глюкоза (наличие глюкозы, т.е. сахара, в моче свидетельствует о патологических процессах), аминокислоты, витамины и другие необходимые организму вещества. Обратно в кровь не всасываются ядовитые продукты обмена: мочевина, мочевая кислота, сульфаты, креатинин (продукт обмена фосфора в мышцах). Концентрация этих веществ в моче по ходу канальцев увеличивается.
Помимо обратного всасывания веществ в кровь, из крови капиллярной сети в извитые канальцы и петлю выделяются – секретируются – антибиотики, красители и другие соединения.
В результате обратного всасывания и секреции в извитых канальцах и петле, образуется конечная ( вторичная) моча , которая затем выводится из организма человека.
Состав конечной мочи.
Суточное количество мочи (диурез ) у взрослого человека в норме составляет 1,2-1,8 л и зависит от количества воды, солей и сахара, поступивших в организм, от окружающей температуры, наличия заболеваний и других факторов. Цвет нормальной мочи соломенно-желтый, реакция слабокислая, плотность 1,010-1,025.
Состав: 95% воды, мочевина, мочевая кислота, креатинин, соли, лекарства, красители и другие вещества. В норме в моче отсутствуют белки, клетки крови и обнаруживаются только следы глюкозы.
Регуляция мочеобразования.
Регуляция мочеобразования осуществляется нервно-гуморальным путем. Нервная система и гормоны способствуют нормальному мочеобразованию, регулируют просвет почечных сосудов, поддерживают артериальное давление.
Количество отделяющейся мочи зависит от потребностей организма в воде. Если человек испытывает жажду :
·вегетативные нервы уменьшают мочеотделение
·гормон гипофиза вазопрессин (антидиуретический гормон), усиливает обратное всасывание воды в почках и объем конечной мочи уменьшается
·гормон надпочечников адреналин снижает мочеобразование.
При избытке воды в организме:
·вегетативные нервы увеличивают мочеотделение
· гормон щитовидной железы тироксин усиливает мочеобразование.
Функции почек
·Образуют и выводят мочу.
·Участвуют в поддержании гомеостаза : избирательно удаляя из организма воду и соли, поддерживают постоянство состава крови и кислотно-щелочное равновесие (рН), регулируют артериальное давление .
· Удаляют из организма ядовитые вещества (мочевину и др.) и чужеродные вещества (лекарства и др.).
· Вырабатывают вещества, стимулирующие образование клеток крови в красном костном мозге.
Выведение мочи из организма человека. Мочевыводящие органы
(С. , с. 217-219, 222-223; Л. , рис. 122; К. , рис. 202)
Из лоханок почек конечная моча поступает сначала в мочеточники, затем в мочевой пузырь и мочеиспускательный канал .
Мочеточник – парный орган, представляющий собой трубку длиной 30-35 см. Он проходит по задней стенке брюшной полости и впадает в мочевой пузырь . Моча передвигается по мочеточникам благодаря ритмичным перистальтическим сокращениям его гладких мышц.
Мочевой пузырь – непарный полый орган, в котором накапливается моча. Ёмкость мочевого пузыря 500-700 мл. Мочевой пузырь лежит на дне малого таза. Впереди пузыря находится лобковый симфиз. У мочевого пузыря выделяют верхушку , тело и дно . Верхушка прикрепляется к лобковому симфизу с помощью связки, а в области дна находятся три отверстия: два отверстия мочеточников и внутреннее отверстие мочеиспускательного канала. У мужчин под дном мочевого пузыря расположена предстательная железа.
Стенка мочевого пузыря образована тремя оболочками:
·Внутренняя – слизистая оболочка – защищает мочевой пузырь. Она непроницаема для мочи и предохраняет организм от её всасывания
· Средняя – мышечная оболочка – образована мощным слоем гладких мышц. В области внутреннего отверстия мочеиспускательного канала, круговые гладкие мышцы образуют утолщение – непроизвольный внутренний сфинктер мочеиспускательного канала.
· Наружная – адвентиция.
Мочевой пузырь также частично покрыт брюшиной. (Наполненный мочевой пузырь выступает выше лобка, листки брюшины раздвигаются и можно делать прокол пузыря).
Мочеиспускательный канал (uretra) женщины представляет собой прямую короткую трубку длиной 3-6 см. Его наружное отверстие находится в преддверии влагалища. Мочеиспускательный канал окружен скелетными мышцами промежности, которые образуют произвольный наружный сфинктер канала.
Регуляция мочеиспускания .
Акт мочеиспускания происходит периодически. При накоплении в мочевом пузыре мочи в количестве до 200-300 мл, она начинает давить на стенки пузыря и появляется позыв к мочеиспусканию.
Непроизвольная регуляция : рецепторы мочевого пузыря раздражаются (1 звено рефлекторной дуги). Возникшие в них нервные импульсы по чувствительным нервам (2 звено) направляются в центр мочеиспускания (3 звено), расположенный в крестцовом отделе спинного мозга. Из этого центра по двигательным нервам (4 звено) поступают импульсы, вызывающие сокращение мышц стенок мочевого пузыря и раскрытие сфинктеров мочеиспускательного канала (5 звено).
Произвольную регуляцию обеспечивают высшие центры мочеиспускания, расположенные в головном мозге. Эти центры регулируют процесс мочеиспускания. Они также влияют на скелетные мышца промежности (произвольного наружного сфинктера), поэтому человек может сознательно на некоторое время задерживать позыв к мочеиспусканию.
Моча – это продукт, вырабатывающийся в результате жизнедеятельности человека. Она образуется в почках мельчайшими нефронами. Человеческий фильтрующий орган содержит, как правило, не менее одного миллиона данных структурно-функциональных единиц. Мочеотделение является естественным физиологическим процессом, происходящим с момента пребывания в материнской утробе до смерти. При его нарушении значительно ухудшается самочувствие человека, и страдают органы и системы организма.
Физиология
В норме человеческие почки ежедневно фильтруют кровь. Примерно за 3 минуты через парный орган проходит весь объем сосудистой системы. Основной задачей почек является фильтрация. В ходе очищения крови из нее удаляются вещества, образующиеся в результате обменных процессов. Перерабатываясь нефронами, они преобразуются в экскременты – мочу, которая у здоровых людей выходит из организма без проблем. С возраста 3-5 лет человек может контролировать процесс мочевыделения. Если показатели состояния здоровья оставляют желать лучшего, то нарушается не только функция парного органа, но и искажаются физико-химические свойства мочи.
После очищения крови в почках от продуктов метаболизма образуется биологическая жидкость. Далее, она попадает в лоханки, которые поставляют ее в мочеточники – полые органы в форме трубок, соединяющие фильтрующую часть с накапливающим пузырем. Стекая по каналам, моча человека собирается в специальном мешке – мочевом пузыре. Пока он не наполнится, у человека не возникает позывов к опорожнению. Сфинктер надежно удерживает биологическую жидкость, а его работа контролируется спинным и головным мозгом.
Когда человек испытывает желание помочиться, гладкая мускулатура стенок мочевого пузыря сокращается, а сфинктер, напротив, расслабляется. В результате открывается мочеиспускательный канал, по которому отходы жизнедеятельности вытекают наружу.
Показатели мочи
В норме биологическая жидкость, формирующаяся почечными нефронами, обладает желтоватым цветом. В зависимости от вида питания и образа жизни оттенок может меняться. Химический состав мочи отличается у разных людей. По нему можно определить работу жизненно важных органов и выявить некоторые заболевания. Состав мочи является важным показателем функционирования организма. Трудно найти человека, который бы ни разу не сдавал общий или биохимический анализ. Определение физических и химических показателей становится непростой задачей для лаборантов.
Объем урины
Вместе с мочой из организма человека устраняются вредные вещества, отравляющие организм. Поэтому важно, чтобы суточный диурез имел нормальные показатели. На него влияют следующие факторы:
- количество потребляемой жидкости (сюда входит не только простая вода, но и другие напитки, в том числе алкогольные);
- режим питания (количество приемов пищи, качество еды);
- температурные показатели воздуха и тела человека;
- артериальное давление;
- физические нагрузки;
- другие показатели состояния здоровья органов и систем.
У взрослого человека, не имеющего отклонений, моча вырабатывается в объеме от полутора до двух литров в сутки. Вариабельность показателей заметна при смене рациона, типа питания, уменьшении или увеличении потребляемой жидкости в течение дня. Повлиять на объем урины может физическая активность. Есть ряд патологических процессов, которые определяется показателями объемов вырабатываемой жидкости и частотой позывов к мочеиспусканию. Заподозрить отклонение от нормы можно самостоятельно, а подтвердить только лабораторными исследованиями. На основании жалоб пациента можно предположить такие диагнозы:
- полиурия – состояние, при котором суточный диурез превышает 2 литра, при условии умеренного питьевого режима;
- анурия – патология, при которой у человека вырабатывается не более 50 мл биологической жидкости;
- олигурия – умеренное снижение диуреза, при котором объем мочи составляет до полулитра;
- поллакиурия – частые позывы к опорожнению мочевого пузыря;
- олакизурия – редкие позывы, которые могут быть вариантом физиологической нормы при определенных состояниях (например, после родов или хирургического вмешательства);
- никтурия – состояние, при котором у человека количество ночных позывов больше, чем дневных;
- дизурия – боль, возникающая при мочеиспускании;
- энурез – неподконтрольное выделение урины во время ночного сна без предварительного пробуждения.
Цвет
По определению моча имеет желтый оттенок. Он может незначительно меняться в зависимости от количества содержащихся в урине пигментов, именуемых урохромами. На цвет влияют приемы яркой пищи (свеклы, моркови) и объем потребляемой жидкости. Спровоцировать изменение цвета может также употребление определенных лекарственных средств. Чтобы самостоятельно осветлить мочу, человеку достаточно увеличить объем питьевой воды. Если этот прием не помогает, то изменение цвета может быть связано с патологическими процессами, протекающими в фильтрующем органе и других системах организма:
- насыщенный красный говорит о присутствии частиц крови;
- бурый является показателем нарушений в работе печени;
- черный становится признаком распада белка или наследственного расстройства обменных процессов гормонального фона;
- белый сообщает о присутствии в урине жировых эмульсий или гноя;
- оранжевый является признаком обезвоживания организма и может появляться в результате использования лекарств;
- зеленый бывает при гиперкальцемии или от употребления красящих веществ;
- темный коричневый становится первым симптомом инфекционно-воспалительных процессов в мочевыделительной системе.
Запах
Если человек не имеет проблем со здоровьем, то в составе вырабатываемой мочи не содержатся примеси, а также отсутствует едкий запах. Урина пахнет специфически, но не резко. После долгого контакта с кислородом содержащиеся вещества в моче начинают вырабатывать аммиак. В результате появляется характерный неприятный запах.
Если урина пахнет необычно, то это также может говорить о различных отклонениях и заболеваниях. При появлении запаха ацетона или фруктов возникает подозрение на сахарный диабет. При этом химические свойства изменяются, а в составе мочи обнаруживаются кетоновые тела. Инфекции мочевыделительной системы нередко сопровождаются появлением зловонного и гнилостного запаха. У человека это может ассоциироваться с пахнущими ногами, фекалиями, тухлой капустой. Если такое состояние не является однократным и наблюдается регулярно, то следует обеспокоиться состоянием своего здоровья.
Физические показатели
Немаловажное значение при исследовании урины придается плотности и кислотности. Визуально их определить нельзя, в отличие от цвета, прозрачности и запаха. Кислотность мочи нормальная находится в диапазоне от 5 до 7 рН.
Следует иметь представление о том, что означают эти показатели. РН 1 – это едкая кислота, а рН 14 – щелочь. Чистая вода имеет показатель кислотности 7.
На кислотность урины могут влиять продукты питания. При потреблении чрезмерного количества белковой пищи моча становится кислой. Когда человек ест цитрусовые в большом объеме, биологическая жидкость принимает щелочную среду.
Плотность урины определяется из соотношения ее веса к объему. Моча, как правило, в большей степени состоит из воды. Также в ней присутствуют растворенные компоненты и вещества. Нормальная плотность варьируется в диапазоне 1005-1030 г/л. Во время общего анализа данный показатель рассчитывается по формуле: вес делится на объем. При нарушениях работы почек эти показатели могут снижаться.
Состав
Мало, кто знает, из чего состоит урина. Большинство людей предполагают, что в моче присутствует переработанная вода. Однако тут есть и другие химические элементы. Таблица наглядно показывает нормальное содержание компонентов и состояния, при которых происходит изменение данных показателей.
| Показатель | Количество в норме | Состояния, приводящие к изменению показателя |
|---|---|---|
| Вода | 99% | Рвота, гипертермия, ожоги, обезвоживание организма. |
| Мочевина | до 35 гр | Онкология, гипертермия, диета, болезни щитовидной железы, после операции. |
| Аминокислоты | до 3 гр | Заболевания сердца, нервной системы, опорно-двигательного аппарата, дета, сахарный диабет. |
| Креатинин | до 1,5 гр | Сахарный диабет, заболевания эндокринного аппарата, физические нагрузки, патологии почек. |
| Мочевая кислота | до 5 гр | Диета, физические нагрузки, вредные привычки, патологии почек, синдром Дауна, лейкоз, гепатиты. |
| Белок | до 0,15 гр | Воспаление почек. |
| Глюкоза | до 0,16 гр | Сахарный диабет, физиологическое состояние организма. |
Использование урины
Моча, выступая конечным звеном обменных процессов в организме, становится важным элементом в круговороте азота и фосфора. Составляющие урины после попадания в окружающую среду прекрасно усваиваются корневищами растений. Тут содержатся: ионы аммония, кальция, калия, фосфора, магния. По этой причине моча рекомендуется к использованию в качестве удобрения. Важно знать, что такое вещество применяется только после ферментации.
Урина человека и животных применяется в фармакологии для приготовления многих лечебных и диагностических веществ. Есть люди, практикующие уринотерапию. Врачи ставят под сомнение эффективность данного метода лечения, но не высказываются о его вреде для организма. Моча здорового человек стерильна и не может нанести вреда даже при пероральном употреблении.
Свежая урина применяется для изготовления симпатических пишущих устройств. После нанесения на поверхность она высыхает и не оставляет никакого следа. Увидеть надпись можно будет после нагревания. В таком случае символы приобретут уже не желтую окраску, а темно-коричневую.
Для диагностики работы организма осуществляются диагностические манипуляции с мочой. Самым распространенным и показательным считается общий анализ и биохимический. При отклонении от нормы пациенту назначают исследование по Нечипоренко, Зимницкому, Амбурже.
Количество мочи. В среднем за сутки человек выделяет около 1,5 л мочи. Однако эта цифра непостоянна и колеблется в довольно широких пределах. Так, например, объем выделяемой мочи возрастает после питья большого количества жидкости, употребления значительных количеств белка, продукты распада которого усиливают деятельность почек. И наоборот, мочеобразование уменьшается, когда человек потребляет мало жидкости, когда в еде содержится мало белка или когда происходит усиленное потение и значительное количество воды теряется с потом.
Интенсивность мочеобразования меняется в течение суток. Днем моча образуется интенсивней, чем ночью, даже если ночью человек выпьет столько же воды, сколько днем.
Наименьшее количество мочи образуется в промежуток от 2 до 4 часов ночи. Уменьшение мочеобразования ночью связано со снижением деятельности органов во время сна и с некоторым падением давления крови, в связи с чем понижается также давление в почках и уменьшается фильтрация.
На образование мочи влияет также физическая работа. При длительной физической работе количество выделяемой мочи уменьшается, во-первых, потому, что капиллярная сеть мышц раскрывается и кровь приливает к мышцам, а тем самым уменьшается снабжение кровью почек, а во-вторых, потому, что физическая работа обычно сопровождается потоотделением, что также ведет к уменьшению мочеобразования.
Диурез также возрастает при приеме большого количества жидкости и пищи, повышающей мочеотделение, и уменьшается при потоотделении, поносе и рвоте.
Полиурия - повышенное выделение мочи (свыше 2000 мл в сутки) - отмечается при таких заболеваниях почек, как хронические нефриты и пиелонефриты, при сахарном диабете, алиментарной дистрофии и т. д.
Олигурия - пониженное мочеотделение (не ниже 800 мл в сутки) наблюдается при таких заболеваниях почек, как острые диффузные нефриты, недостаточность кровообращения, повышенная гидрофильность тканей, задержка натрия в тканях и т. д.
Анурия - суточное выделение мочи от 200 мл и ниже является, как правило, следствием тяжелого поражения почек (паренхимы). Длительная анурия ведет к уремии, отравлению организма мочой.
Цвет мочи. Моча представляет собой прозрачную жидкость светло-желтого цвета. При стоянии выпадает в осадок. Образовавшаяся муть состоит из солей и слизи.
Цвет мочи может колебаться от светло-желтого до насыщенно-желтого. Это в норме зависит от содержания пигментов, и прежде всего урохрома, уроэретрина, уророзеина, уробелина и др. Степень окраски меняется в зависимости от удельного веса и количества выделенной мочи. Интенсивный желтый цвет - высокий удельный вес. Бледная моча чаще имеет низкий удельный вес. В патологии цвет мочи может меняться, что нашло свое отражение в табл. 2.
Реакция мочи (рН мочи). При обычной смешанной пище моча здорового человека имеет слабокислую реакцию (рН в пределах 5,0-7,0). Реакция мочи меняется в зависимости от питания.
При употреблении преимущественно мясной пищи и других богатых белками веществ реакция мочи становится кислой; растительная же пища вызывает некоторое защелачивание, и реакция мочи делается нейтральной или даже щелочной.
Резко кислая реакция отмечается при лихорадочных состояниях, диабете, голодании, недостаточности почек и т. д. Щелочная реакция мочи наблюдается при циститах , пиелитах, гематурии , после рвоты и поноса, при рассасывании экссудатов, при приеме соды, минеральной воды. Реакцию следует определять только у нативной, т. е. свежей мочи.
Таблица 1. Цвет мочи в норме и при заболеваниях (визуальная характеристика мочи)
Цвет |
Норма или патологическое состояние |
Причины |
Соломенно-желтый |
||
Темно-желтый |
Застойная почка, отеки, ожоги, рвота, понос |
Большая концентрация красящих веществ |
Бледный, водянистый |
Сахарный диабет, несахарный диабет |
Малая концентрация красящих веществ |
Темно-бурый |
Гемолитические анемии |
Уробилиногенурия |
Темный (почти черный) |
Острая гемолитическая почка |
Гемоглобинурия |
Темный (почти черный) |
Алкантонурия |
Гомогентизиновая кислота |
Темный (почти черный) |
Меланосаркома |
|
Почечная колика, инфаркт почки |
Гематурия (свежая кровь) |
|
Вид “мясных помоев” |
Острый нефрит |
Гематурия (измененная кровь) |
Цвет "пива" (зеленовато-бурый) |
Паренхиматозная желтуха |
Билирубинурия, уробилиногенурия |
Зеленовато-желтый |
Механическая желтуха |
Билирубинурия |
Беловатый |
Жировое перерождение и распад почечной ткани |
|
Молочный |
Лимфостаз почек |
Удельный вес мочи. Удельный вес мочи колеблется в зависимости от количества принятой жидкости. Большое количество потребленной воды вызывает падение удельного веса; наоборот, при ограничении поступления в организм воды удельный вес мочи повышается. В среднем, удельный вес равен 1015-1020 г/см3.
Для нормальных почек отмечается широкое колебание удельного веса в течение суток, что определено приемом пищи, воды, потоотделением, дыханием. Низкие цифры удельного веса (1,005-1,012), гипоизостенурия - указывают на нарушение концентрационных функций почек, например хронический нефрит , сморщенная почка. Как временное явление низкий удельный вес отмечается при алиментарной дистрофии, после обильного питья, при уменьшении отеков. Высокий удельный вес мочи (более 120) наблюдается при остром нефрите, образовании внутриполостных экссудатов. Интересно, что в случае сахарного диабета отмечается высокий удельный вес мочи, даже при наличии полиурий.
Рис. 1. Кристаллы солей, входящих в состав нормальной мочи. 1- фосфорнокислый кальций; 2 - кислый мочекислый аммоний; 3 - углекислый кальций; 4 - мочевая кислота; 5 - щавелевокислый кальций.
Состав мочи. В состав мочи входят вода, продукты распада белка: азотсодержащие вещества, соли и некоторые другие вещества. В среднем за сутки с мочой выделяется около 60 г солей.
Азот выделяется преимущественно в составе мочевины, на долю которой приходится примерно 90% азота, образующегося в результате распада белка.
В нормальной моче белок не содержится, так как, будучи коллоидом, он не может проходить через стенки капилляров. Появление белка в моче говорит о заболевании почек. Белок может появиться в моче либо в результате патологического изменения проницаемости стенок капилляров, когда они начинают пропускать белок в мочу, либо при воспалительных процессах в почках.
Однако при большом физическим напряжении белок на короткое время может появиться в моче и у здорового человека. Это особенно характерно для бегунов. Появление белка в моче в этом случае является результатом изменения проницаемости сосудистой системы почек, что связано с их усиленной работой. Вскоре после снятия тяжелой физической нагрузки белок в моче у этих людей исчезает, и нормальная работа почек восстанавливается. Появление белка в моче называется альбуминурией. Сахар в моче может появиться как у больных, так и у здоровых людей.
У больных людей выделение сахара с мочой наблюдается при заболевании диабетом. В случае появления кетоновых тел в моче больных диабетом отмечается «плодовый» или «яблочный» запах.
У здоровых же людей сахар появляется в моче после употребления большого количества сахара или других веществ со значительным содержанием сахара (варенье, шоколад и т. д.). Выведение сахара с мочой называется глюкозурией.
Нормальной составной частью мочи являются пигменты - уробилин и урохром, придающие моче характерный цвет. Пигменты мочи образуются в кишечнике и почках из пигментов желчи, которые в свою очередь образуются из продуктов распада гемоглобина.
Появление крови в моче, или гематурия, наблюдается; при кровоизлияниях в область почек или мочевыводящих органов.
Обнаруженные в моче эритроциты могут быть неизмененные (то есть содержащие гемоглобин) и измененные, свободные от гемоглобина, имеющие вид одноконтурных или двухконтурных колес. В нормальной моче взрослых и детей может отмечаться незначительное количество эритроцитов. Если же моча красная, то это состояние определяется как макрогематурия. При микрогематурии эритроциты обнаруживаются только микроскопически. Почечные гематурии связаны с органическим поражением почек - это острые и хронические нефриты, геморагический диатез, злокачественные новообразования. Почечная гематурия может быть при тяжелых физических нагрузках. Внепочечная гематурия развивается при заболеваниях мочевого пузыря, лоханок, мочеточников и травмах.
Увеличение количества лейкоцитов в моче свидетельствует о воспалительных процессах в почках или мочевыводящих путях (туберкулез почки, пиелиты, циститы, пиелонефриты и т. д.).
Клетки почечного эпителия в нормальной моче не обнаруживаются, они появляются при нефритах, нефрозах, интоксикациях, лихорадочных состояниях и инфекционных заболеваниях.
Цилиндры, которые обнаруживают в моче, представляют собой белковые клеточные образования канальцевого происхождения, имеющие форму цилиндров. Различают гиалиновые, зернистые, восковидные, эпителиальные, эритроцитарные, пигментные, лейкоцитарные цилиндры. Появление большого количества различных цилиндров (цилиндрурия) наблюдается при органических поражениях почек (нефриты, нефрозы), при инфекционных болезнях, застойной почке, при ацидозе.
Мочевыделительная система поддерживает в организме человека гомеостаз жидкостей и химических веществ. Происходит это путем перекачки крови через почечные фильтры и последующего образования мочи, которая затем выводится вместе с лишними продуктами обмена. В течение суток почки прокачивают более 1700 литров крови, а мочи вырабатывается в объеме 1,5 л.
Строение мочевыделительной системы
Выделительный тракт включает ряд мочеобразующих и мочевыводящих органов, среди которых:
- две почки;
- парные мочеточники;
- мочевой пузырь;
- уретра.
Почки представляют собой бобовидный парный орган. Находятся они в поясничном отделе и состоят из двухслойной паренхимы и системы накопления урины. Масса органа достигает 200 граммов, в длину они могут быть около 12 см, в ширину примерно 5 см. В некоторых случаях у человека присутствует только одна почка. Такое возможно, если орган удаляется по медицинским показаниям, либо когда его отсутствие – это результат генетической патологии. Система накопления мочи состоит из почечных чашечек. Сливаюсь, они создают лоханку, переходящую в мочеточник.
Мочеточники – две трубки, состоящие из соединительнотканного слоя и мускулатуры. Их главная функция заключается в транспортировке жидкости из почек в мочевой пузырь, где происходит накопление урины. Располагается мочевик в малом тазу и при правильном функционировании способен вмещать в себя порцию размером до 700 мл. Уретра представляет собой длинную трубку, по которой спускается жидкость из мочевого пузыря. Управляют ее выведением из организма внутренний и внешний сфинктеры, расположенные в начале мочеиспускательного канала.
Функции мочевой системы
Главные функции мочевыделительной системы заключаются в выведении продуктов обмена веществ, регуляции pH крови, поддержании водно-солевого баланса, а также необходимого уровня гормонов. Важно отметить, что каждая из вышеперечисленных функций жизненно необходима для человека любого возраста.
Если говорить о свойствах отдельных органов, то почки фильтруют кровь, следят за содержанием ионов в плазме, выводят из организма отходы метаболизма, лишнюю воду, натрий, лекарственные препараты и патологические компоненты. Функции и строение мочеиспускательного канала у парней и девушек отличаются. Мужская уретра длинная (около 18 см), используется для вывода как мочи, так и эякулята во время полового акта. Длина женского канала редко превышает 5 см, кроме того, он более широкий в диаметре. По нему у женщин выходит только ранее накопленная моча.
Механизм работы органов мочевыделения
Процесс образования мочи регулируется эндокринными механизмами. Через почечные артерии, отходящие от аорты, обеспечивается кровоснабжение почек. Работа выделительной системы включает в себя несколько этапов:
- образование мочи сначала первичной, потом вторичной;
- выведение ее из лоханки в мочеточники;
- накопление в мочевом пузыре;
- процесс мочеиспускания.
Фильтрация, мочеобразование, всасывание и отдача веществ производится в нефронах почек. Данный этап начинается с того, что кровь, поступившая в капиллярные клубочки, процеживается в канальцевую систему, при этом в капиллярах задерживаются молекулы белков и иные элементы. Происходит все это действие под давлением. Канальцы объединяются в сосочковые протоки, по которым моча и выводится в почечные чашечки. Затем через лоханки урина попадает в мочеточники, накапливается в мочевом пузыре и выводится из организма по уретре.
Любой сбой в механизмах мочевыведения может привести к серьезным последствиям: дегидратации, нарушению мочеиспускания, пиелонефриту, гломерулонефриту и т.д.
Мочеобразование и состав урины
Интенсивность мочеобразования колеблется в зависимости от времени суток: ночью этот процесс существенно замедляется. Суточный диурез в среднем достигает 1,5–2 литра, состав мочи во многом зависит от выпитой ранее жидкости.
Первичная моча
Образование первичной мочи происходит при фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. Данный процесс называют первым фильтрационным этапом. В состав первичной мочи входит мочевина, глюкоза, шлаки, фосфаты, натрий, витамины, а также большое количество воды.
Чтобы все необходимые организму вещества не выводились наружу, далее следует вторая фаза – этап реабсорбции. В процессе образования первичной мочи благодаря миллиону капиллярных клубочков, которые содержатся в нефронах, из 2000 л крови получается до 150 литров выработанной жидкости. В норме состав первичной мочи не включает в себя белковые структуры, не должны попадать в него и клеточные элементы.
Вторичная моча
Состав вторичной мочи имеет отличия от первичной, включает в себя более 95% воды, оставшиеся 5% – это натрий, хлор, магний. В ней могут также содержаться ионы хлора, калия и сульфаты. На этой стадии моча имеет желтый цвет за счет содержания желчных пигментов. К тому же вторичная урина обладает характерным запахом.
Реабсорбционный этап образования мочи проходит в системе канальцев, заключается в процессе обратного всасывания необходимых для питания организма веществ. Реабсорбция позволяет возвратить в кровяной поток воду, электролиты, глюкозу, пр. В итоге образуется конечная моча, в ней остается креатин, мочевая кислота, мочевина. Далее следует фаза оттока биологической жидкости через выделительные пути.
Механизм мочеиспускания
Согласно физиологии, желание сходить в туалет «по-маленькому» человек начинает испытывать, когда давление в пузыре достигает около 15 см вод. ст., то есть когда мышечный орган наполняется примерно на 200-250 мл. При этом происходит раздражение нервных рецепторов, что и становится причиной дискомфорта, испытываемого при позыве к опорожнению. У здорового человека желание сходить в туалет возникает только в том случае, если сфинктер уретры закрыт. Стоит отметить, что из-за особенностей строения организма у мужчин желание помочиться появляется гораздо реже, нежели у женщин. Последовательность процесса мочеиспускания содержит в себе два этапа: накопление жидкости, а затем ее выведение.
Процесс накопления
Данная функция в организме осуществляется мочевым пузырем. При накоплении жидкости эластичные стенки полого органа растягиваются, вследствие чего постепенно увеличивается давление. Когда пузырь будет заполнен примерно на 150-200 мл, по волокнам тазовых нервов в спинной мозг направляются импульсы, которые затем передаются в головной мозг. У детей эта цифра существенно ниже. В возрасте 2–4 лет – это около 50 мл урины, до 10 лет – примерно 100 мл. И чем больше будет наполняться пузырь, тем сильнее человек будет чувствовать позывы к испусканию мочи.
Процесс мочеиспускания
Данный процесс здоровый человек способен регулировать сознательно. Однако порой возрастные особенности не позволяют этого делать, из-за чего у пациента наблюдается непроизвольное выделение мочи. Это характерно для младенцев и людей пожилого возраста. Регуляция выведения жидкости контролируется соматической и центральной нервной системой. При получении сигнала к мочевыделению мозг инициирует сокращение и расслабление мышц мочевого пузыря и сфинктеров. После опорожнения пузырь вновь готов к накоплению содержимого. В конце мочеиспускания, когда урина перестает выделяться из организма, уретра благодаря работе мышц становится полностью пустой.
Состав мочи очень разнообразен, он напрямую зависит от потребления и производства различных веществ, состояния организма в целом, функции мочевыводящих путей. Основной неорганический состав представлен химическими компонентами и азотосодержащими соединениями.
Вода и вещества, растворимые в воде, выводятся из тела с мочой. Объем мочи и ее состав зависит от состава рациона, веса тела, возраста, половой принадлежности, физической активности и таких условий, как, например, влажность и температура. Взрослый человек ежедневно производит от 0,5 до 2 л мочи, из которых около 95% представлены водой. Организм средне здорового человека выводит 1,5 л мочи в сутки. Она помимо воды содержит много других веществ. Химический состав мочи включает следующие компоненты:
- мочевина,
- креатинин,
- креатин,
- аммиак,
- урата,
- аминокислоты.
Белки попадают в урину при высокой нагрузке патологических белков на гломерулы (например, в случае парапротеинемии), при нарушении мембраны гломерулов, при заболеваниях канальцев почек и мочевыводящих путей. Углеводы в моче присутствуют свободно, в виде гликопротеинов, мукополисахаридов и гликопептидов.
Из липидов могут присутствовать жирные кислоты, триглицериды, фосфолипиды и холестерин; экскреция липидов увеличивается при нефротическом синдроме.
Органические составляющие
Наиболее важные физиологические составляющие представлены органическими азотсодержащими соединениями. К ним относятся следующие вещества:
- Мочевина (уреа) синтезируется в печени в мочевиновом цикле NH3, который исходит от деградации аминокислот. Секретируемый объем мочевины зависит от количества метаболизируемых белков, например, вследствие деградации 70 г белка образуется 30 г мочевины в день.
- Мочевая кислота представляет собой конечный продукт пуринового катаболизма. В проксимальных канальцах почек практически вся профильтрованная поглощается, снова возвращается в урину посредством активной канальцевой секреции, а впоследствии ее часть снова активно резорбируется. Эти действия в дистальных канальцах могут зависеть от ряда анионов и лекарственных препаратов (конкурирует с мочевой кислотой в отношении транспортировки). Только 6-12% профильтрованной мочевой кислоты окончательно выводится с мочой.
- Креатинин - это продукт мышечного метаболизма, самопроизвольно и необратимо образуется из креатина. Креатинин при прохождении через почки в большинстве (90%) объема фильтруется в ультрафильтрат, и только 10% его секретируется в канальцы мочи и, как правило, повторно резорбируется. Количество выделяемого креатинина в день индивидуально и зависит непосредственно от веса мышечной массы и функции отдельных гломерулов - таким образом, он может быть использован в качестве эталона для количественного определения других компонентов.
Объем секретируемых аминокислот в большой степени зависит от качества питания и производительности печени. Модифицированные аминокислоты, которые присутствуют в белках со специализированными функциями, например, гидроксипролин и 3-метилгистидин, могут служить в качестве индикаторов деградации этих белков.
Некоторые метаболиты могут быть конъюгированы с H2SO4 → сульфатами, глицином и другими полярными соединениями. Эти конъюгаты синтезируются в реакции биотрансформации в печени, и в качестве растворимых в воде соединений выводятся из организма с мочой.
Другие компоненты
Метаболиты гормонов (катехоламины, стероиды, серотонин) тоже появляются в моче. Анализ на содержание метаболитов этих гормонов может предоставить информацию о производстве указанных гормонов, например, определение ванилилминдальной кислоты, 5-оксииндола и т.д.
Другим примером может служить человеческий хорионический гонадотропин (ХГЧ, Mr = 36000). ХГЧ является протеогормоном, который производится на ранней стадии беременности; он циркулирует в крови и, потому что имеет небольшую молекулу, присутствует и в моче. Иммунологическое обнаружение ХГЧ в урине является основой для большинства тестов на беременность.
Частью мочи является так же небольшое количество уробилиногена, который вырабатывается в кишечнике из билирубина. Вследствие окисления уробилиногена образуется уробилин (желчный пигмент).
Патологические показатели
На протеинурию указывают патологические количества белка (в частности, альбумина) (т.е. больше, чем 0,15 г/24 часа). Протеинурия является одним из симптомов заболевания почек, который указывает на повреждение клубочков (гломерул). Повреждение может быть вызвано механическими или посторонними веществами или организмами (токсины, бактериальные инфекции).
Глюкозурия - это термин, выражающийся возникновением глюкозы (Glc) в моче. Glc фильтруется в первичной моче при любом уровне глюкозы в крови (даже, если присутствует гипогликемия). Обратное поглощение возрастает совместно с повышением глюкозы, но только до определенных значений (содержание глюкозы в крови около 10 ммоль/л). Выше этой «почечной границы» уже резорбция не возрастает, потому что уже заняты все рецепторные белки для Glc. Присутствие Glc (глюкозурия) повышает диурез (например, при сахарном диабете).
Термин кетонурия относится к состоянию, при котором в моче появляются кетоновые тела (обнаруживается ацетоуксусная кислота). Повышенные значений кетоновых тел возникает при чрезмерной деградации жирных кислот (например, во время голодания или сахарного диабета).
Неорганические компоненты и мочевой осадок
В состав мочи человека входит значительное количество катионов: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4+ и анионы: Cl-, SO4-2, HCO3- и HPO4-2 и следовые количества других ионов. Секреция ионов в большинстве случаев регулируется гормонами. Ряд различных неорганических компонентов обусловливается составом питания.
Перепоглощение вышеуказанных ионов происходит в трубчатой части нефрона. Проксимальные канальцы являются местом поглощения большинства ионов (Na+, K+, Cl-, НСО3 и т.д). Буферные системы представлены фосфатами и аммиаком.
Мочевой осадок представляет собой термин, относящийся к микроскопическому . Речь идет о стандартной экспертизе, проводимой одновременно с химическим исследованием. Для исследования осадка используется моча не старше 2 часов после сбора (по истечении этого времени элементы распадаются). Осадок оценивается на присутствие кровяных и эпителиальных клеток, бактерий; кроме того, определяется наличие и количество различных кристаллов - их присутствие, в основном, связано с недостаточной гидратацией.
Состав мочевого осадка может быть органического и неорганического происхождения. Органическая часть состоит из клеток, имеющих 2 источника:
- кровяные клетки,
- клетки самой почки или выводящих мочевых путей.
В моче могут присутствовать практически все кровяные клетки: эозинофилы, эритроциты, нейтрофилы, макрофаги и лимфоциты (редко). Клетки почечного происхождения в осадке являются отшелушенными эпителиальными клетками, которые выстилают мочевыводящие пути (тубулярный, переходный и плоскоклеточный эпителий). Мочевой осадок может содержать различные другие клетки: трихомонады, дрожжи, эпителиальные клетки кишечника или опухолевые клетки.
В осадке могут присутствовать образования, известные как цилиндры. Они образуются из гликопротеина, который защищает поверхность канальца. Гликопротеин может связывать эпителиальные клетки, лейкоциты, эритроциты и бактерии. Цилиндры, обнаруженные в мочевом осадке, всегда означают серьезное повреждение почек.
Элементы неорганического происхождения представлены солевыми кристаллами, например, оксалатами, уратами, фосфатами. Они имеют патологическое значение в случае их обнаружения у людей, в настоящее время или ранее лечащих мочекаменную болезнь. Второй группой кристаллов являются кристаллы мелких аминокислот - цистина, лейцина, тирозина.
Таким образом, в составе мочи содержатся органические и неорганические соединения, кровяные клетки и другие элементы.
