Биохимия почек и мочи

Общая характеристика почек
Масса обеих почек у взрослого человека около 300 г, что составляет менее 0,5 % от массы тела;
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.

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 жидкостей организма;
регуляцию кровяного давления

Таким образом, почки, подобно крови, участвуют в поддержании постоянства внутренней среды организма, т.е. гомеостаза.

Структурно-функциональной единицей почек, ответственной за образование мочи, является нефрон;
Каждая почка содержит примерно 1 млн. нефронов;
В нефроне выделяют следующие отделы: почечное тельце (мальпигиево тельце, почечный клубочек), проксимальный извитой каналец, петлю Генле и дистальный извитой 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 капиляры 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;
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;

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.

Образование мочи в нефронах
протекает в три этапа

Первый этап образования мочи - ультрафильтрация
В процессе ультрафильтрации из кровеносных капилляров, образующих сосудистый клубочек, в полость капсулы почечного тельца переходит часть плазмы 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.

В состоянии покоя через обе почки за 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;
Поскольку в стенке капилляров и во внутреннем листке капсулы имеются поры с диаметром не более 4 нм, фильтруются все компоненты плазмы кроме белков;
По химическому составу первичная моча представляет собою безбелковую плазму крови.

Второй этап образования мочи – реабсорция (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, бикарбонатов, 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»;
Главным источником АТФ в почках является тканевое дыхание, на что указывает очень высокое потребление кислорода почками.

Третий этап образования мочи - секреция
При секреции некоторые вещества крови, в частности, ионы калия, аммония, водорода, а также чужеродные вещества (например, лекарства, токсины) поступают из 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.

Регуляция образования мочи
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.

Регуляция мочеобразования также осуществляется путем синтеза непосредственно в почках двух гормоноподобных белков - ренина и эритропоэтина

Ренин вырабатывается в почках при снижении кровяного давления;
Выделение ренина в конечном итоге приводит к стимулированию продукции корой надпочечников гормона альдостерона

Эритропоэтин синтезируется в почках, в первую очередь, при нарушении их снабжения кислородом (при анемии, кровопотере, шоке);
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.

Физико-химические свойства мочи
Объем мочи
Объем мочи (диурез) зависит от количества потребляемой жидкости и составляет в среднем 50-80 % от её объема;
Суточное количество мочи у здорового взрослого обычно колеблется от 1000 до 2000 мл.
Плотность мочи
Плотность мочи (удельный вес) может колебаться в широких пределах от 1,002 до 1,040 г/мл.

Кислотность мочи
При смешанном питании моча обычно имеет слабокислую реакцию, рН её составляет 5,5- 6,5;
Употребление преимущественно мясной пищи приводит к подкислению мочи и рН становиться меньше 5; при растительной диете моча подщелачивается и рН может быть более 7;
Выделение мочи с повышенной кислотностью (рН равняется 4-5) наблюдается после выполнения интенсивных физических нагрузок;
Причиной повышения кислотности является выделение с мочой больших количеств молочной кислоты.

Цвет мочи
В норме моча имеет соломенно-желтую (слабо желтую) окраску, которую ей придают, главным образом, пигменты, образующиеся при распаде гемоглобина.
Интенсивность окраски в значительной мере зависит от плотности мочи;
Чем выше плотность мочи, тем более насыщенная у нее окраска.
Прозрачность мочи.
Свежевыделенная моча у здоровых людей, как правило, прозрачна;
Однако при стоянии возможно помутнение мочи. Поэтому оценку прозрачности следует проводить сразу же после выделения мочи.

Химический состав мочи
В сутки с мочой из организма выделяется 50-75 г растворенных в ней веществ;
Химический состав мочи очень разнообразен, в ней обнаружено около 150 разновидностей органических и неорганических соединений.

Патологические компоненты мочи
К патологическим компонентам мочи относятся вещества, которые в норме отсутствуют или содержатся в очень малых количествах и обычными лабораторными методами не обнаруживаются;
Появляются патологические компоненты в моче при ряде заболеваний, а также при выполнении физической работы большого объема.

Белок
Появление белка в моче в большом количестве носит название протеинурия;
Основной причиной протеинурии является увеличение проницаемости «почечного фильтра», т.е. стенки капилляров сосудистого клубочка и капсулы Шумлянского-Боумена;
Наблюдается протеинурия часто при болезнях почек и сердечной недостаточности;
Физические нагрузки, свойственные современному спорту, также вызывают выраженную протеинурию.

Глюкоза
В нормальной моче глюкоза практически отсутствует;
Однако при некоторых заболеваниях, а также после выполнения тренировочных и соревновательных нагрузок с мочой выделяется повышенное количество глюкозы, даже до нескольких десятков граммов в сутки;
Это явление называется глюкозурия.

Кетоновые тела
В моче здорового человека содержание кетоновых тел очень мало;
Выделение с мочой больших количеств кетоновых тел обычно наблюдается тогда, когда в организме для получения энергии вместо углеводов усиленно используются запасы жира.

Кровь
При воспалительных процессах в мочевыделительной системе или при её травматических повреждениях в моче обнаруживаются красные клетки крови – эритроциты;
Это явление называется гематурия.

Тест 1
Структурно-функциональной единицей
почек является:
а) ацинус
б) нейрон
в) нефрон
г) саркомер

Тест 2
В обычных условиях за одну минуту через почки проходит крови:
а) 100-200 мл
б) 400-500 мл
в) 1000-1200 мл
г) 2-3 л

Тест 3
Первичная моча образуется на этапе:
а) реабсорбции б) секреции
в) ультрафильтрации

Тест 4
Реабсорбцию воды ускоряет гормон:
а) адреналин
б) вазопрессин
в) инсулин
г) тироксин

Тест 5
Плотность мочи обычно колеблется в диапазоне:
а) 0,3-0,5 г/мл
б) 0,6-0,8 г/мл
в) 1,01-1,04 г/мл
г) 1,1-1,2 г/мл

Тест 6
При обычном питании с мочой
за сутки выделяется мочевины:
а) 5-10 г
б) 25-35 г
в) 80-90 г
г) 110-130 г

Тест 7
К патологическим компонентам мочи
относится:
а) глюкоза б) креатинин
в) мочевая кислота
г) мочевина

Тест 8
Протеинурия – это появление в моче:
а) ацетона б) белка
в) глюкозы
г) крови