Механизм образования мочи

О механизме мочеобразования был высказан ряд мнений и создано несколько теорий.

Большое значение в изучении вопросов, связанных с деятельностью почек, имела работа И. П. Павлова, проделанная им еще в 1883 г. Он произвел на собаке операцию вшивания в брюшную стенку устьев обоих мочеточников, вырезанных из мочевого пузыря с кусочком задней стенки. Эта операция в дальнейшем была усовершенствована, что дало возможность раздельно собирать мочу из каждого мочеточника.

Было установлено, что мочеобразование протекает в две фазы.

Первая фаза — фильтрационная. Она протекает в капсуле и заключается в образовании первичной мочи. Как предполагается, первичная моча фильтруется из капилляров мальпигиева клубочка в полость капсулы. Для того чтобы была возможна фильтрация, необходима значительная разность давления в сосудах и капсуле. Такое сравнительно высокое давление в мальпигиевом клубочке обеспечивается тем, что почечные артерии отходят непосредственно от брюшной аорты и кровь поступает в эти сосуды под большим давлением. Измерения показали, что давление крови в мальпигиевом клубочке равно 60-70 мм ртутного столба.

Такое высокое давление в сосудах и особое строение капсулы подтверждают, что первичная моча фильтруется из крови.

Так как через стенки сосудов не могут пройти форменные элементы крови и белок, находящийся в ней, то первичная моча представляет собой плазму крови без белков.

Опыты подтвердили это предположение. В этих опытах почку живой лягушки помещали под микроскоп и в капсулу вводили специальную микропипетку. Извитой каналец зажимали, в результате чего в капсуле накапливалась первичная моча, которую извлекали микропипеткой и подвергали анализу. Анализ показал, что в первичной моче содержатся те же вещества, что и в плазме, и в такой же концентрации, как и в плазме; отсутствуют только белки, которые, будучи коллоидами, не проходят через стенки сосудов. Таким образом, путем прямого опыта была доказана правильность предположения о том, что первичная моча образуется путем фильтрации.

В отличие от первичной мочи, образующейся в капсулах, моча, выводимая из организма, называется конечной мочой. Конечная моча по своему составу резко отличается от первичной: в ней уже нет сахара, аминокислот и других солей, но резко повышена концентрация вредных для организма веществ, например мочевины.

Этим изменениям моча подвергается во второй фазе образования, когда происходит всасывание воды и некоторых составных частей первичной мочи из извитых канальцев обратно в кровь.

По мере протекания мочи через извитые канальцы первого и второго порядка клетки, выстилающие стенки этих канальцев, активно всасывают обратно воду, сахар, аминокислоты и некоторые соли. Отсюда усвоенные из первичной мочи вещества переходят в венозную часть капилляров, оплетающих извитые канальцы. Мочевина, креатин, сульфаты обратно не всасываются.

Помимо обратного всасывания, в канальцах происходит секретирование, то есть выделение в просвет канальцев определенного рода веществ.

Как уже было сказано, состав конечной мочи резко отличается от состава первичной. В конечной моче отсутствуют сахар, аминокислоты, уменьшается концентрация поваренной соли и т. д. Концентрация же мочевины увеличивается почти в 70 раз. Если в плазме концентрация мочевины равна 0,03, то в конечной моче ее концентрация составляет 2 %.

Конечная моча из лоханки по мочеточникам поступает в мочевой пузырь и затем удаляется из организма. В течение дня человек выделяет 1,5 л мочи. Если взять за основу концентрацию мочевины в конечной моче и считать, что ее концентрация увеличивается в среднем в 70 раз и она не всасывается обратно в кровь, то простой подсчет показывает, что через капсулу должно отфильтро-ваться и пройти сквозь извитые канальцы 70 л первичной мочи. Тогда в результате обратного всасывания 69 л в оставшемся 1 л конечной мочи концентрация мочевины будет в 70 раз выше ее концентрации в крови.

Таблица 1. Содержание некоторых веществ в плазме крови и моче

Но так как конечной мочи образуется 1,5 л, то первичной мочи должно отфильтроваться 100 л, и из них 98,5 л должно всосаться обратно в кровь. Возможно ли это?

Возможность фильтрации такого большого количества мочи в капсуле подтверждается также измерениями приносящего и выносящего сосуда. Просвет выносящего сосуда на 1/6-1/10 уже приносящего; следовательно, 1/6-1/10 крови покидает кровяное русло и отфильтровывается в капсулу.

Почки являются органом, обильно снабжающимся кровью: через сосуды почек, которые весят всего 300 г, за 24 часа проходят 800-900 л крови, то есть столько же, сколько через нижние конечности. Если считать, что фильтруется примерно 1/6-1/10 протекающей крови, то, действительно, первичной мочи должно образоваться 100 л.