Мочевыделительная система человека представлена почками, отходящими от них мочеточниками, мочевым пузырем, являющимся резервуаром для накапливающейся мочи, уретрой (рис. 1.1).
Почки относятся к важным органам, благодаря деятельности которых осуществляются выведение конечных продуктов обмена веществ, регуляция водного и электролитного баланса, осмотического давления, кислотности, уровней глюкозы, гормонов, витаминов, ряда лекарственных веществ, а также регуляция объема жидкостей, артериального давления, температуры тела и эритропоэза в нормальных границах. Все это определяет место почек как центрального органа поддержания гомеостаза.
Почки — парные органы бобовидной формы, расположенные по обеим сторонам позвоночника в боковых отделах забрюшинного пространства (рис. 1.2). Кпереди почка отделена от брюшной полости листками забрюшинной фасции и париетальной брюшиной.
Рис. 1.1. Строение мочевыделительной системы человека. А — юкстамедуллярнй нефрон; Б — корковый нефрон. 1 — почечное тельце; 2 — проксимальный извитой каналец; 3 — тонкая нисходящая и тонкая восходящая части петли; 4 — плотное пятно (macula densa); 7 — собирательная трубочка коркового, наружного и внутреннего мозгового вещества. ГМК — гладкие мышечные клетки
Мочеточник представляет собой узкую полую трубку длиной 28–30 см. Диаметр его просвета в среднем равен 5 мм. По ходу мочеточника имеется три физиологических сужения. В местах сужения диаметр мочеточника уменьшается до 2–3 мм. В связи с этим создаются благоприятные условия для задержки в этих областях конкрементов при их миграции из лоханки. Сокращениями мышечной стенки мочеточника моча продвигается в мочевой пузырь — полый орган с хорошо развитым мышечным слоем в его стенке. Вместимость мочевого пузыря около 750 мл.
Рис. 1.2. Строение почки
Периодические сокращения стенок пузыря выводят мочу через мочеиспускательный канал наружу. Согласно цистоидной теории Фукса (1931), почечные чашки, лоханки и мочеточники опорожняются путем поочередного синхронного сокращения отдельных сегментов — секций, каждая из которых функционирует по сфинктерно-детрузорному принципу, характерному для мочевого пузыря.
Основным структурным и функциональным элементом почки, в котором образуется моча, является нефрон (рис. 1.3). Он представляет собой тончайший эпителиальный каналец, расширенный конец которого в виде микроскопически маленькой двустенной чашечки (капсулы, которая впервые была описана в 1782 г. российским ученым А.М. Шумлянским, а затем в 1842 г. Боуменом, поэтому носит название капсулы Шумлянского–Боумена) слепо замкнут, а другой открыт в лоханку. Между эпителиальными стенками чашечки находится узкая полость, переходящая в просвет извитого канальца первого порядка. В мозговом веществе почки каналец выпрямляется и в середине изгибается на 180°, образуя петлю Генле. В петле выделяют две части: нисходящее и восходящее колена. Конец восходящего колена петли Генле, достигнув коркового слоя, извивается рядом с чашечкой своего же нефрона, образуя извитой каналец второго порядка, который переходит в собирательную трубочку. Собирательные трубочки от нескольких рядом расположенных нефронов сливаются в более крупные собирательные протоки и открываются в почечную лоханку. Моча из лоханок поступает в мочеточники, а из них — в мочевой пузырь.
Рис. 1.3. Строение нефрона (А) и мальпигиева клубочка (Б)
К каждой чашечке подходит приносящая артериола, которая в ее углублении распадается на капиллярную сеть, называемую сосудистым, или мальпигиевым клубочком. Эти капилляры, сливаясь, образуют выносящую артериолу, диаметр которой в 2–2,5 раза меньше, чем у приносящей. После выхода из чашечки выносящая артериола, в свою очередь, распадается на капиллярную сеть, оплетающую извитые канальцы и петлю Генле.
Таким образом, одной из важнейших особенностей кровообращения почки является наличие двойной сети капилляров. Кровь капилляров второй сети, отдав кислород и обогатившись углекислотой, превращается в венозную и поступает в мелкие вены. Последние, сливаясь, образуют почечную вену, впадающую в нижнюю полую вену.
Гомеостатические функции почки обеспечиваются ультрафильтрацией в клубочках, реабсорбцией и секрецией веществ в канальцах, синтезом в почке новых веществ, а также своеобразной гемодинамикой, являющейся основой функционирования органа.
Одним из основных процессов мочеобразования является клубочковая фильтрация, вследствие которой из плазмы крови в сосудистом клубочке образуется первичная моча. Благодаря большому давлению крови через стенки его капилляров, имеющих фильтрационную поверхность, в полость чашечек поступает часть плазмы крови. При этом все соли, глюкоза, аминокислоты и другие вещества с низкой молекулярной массой, содержащиеся в плазме, свободно переходят в клубочковый фильтрат, называемый первичной мочой. Клетки крови и белки плазмы, имеющие размеры, превышающие диаметр пор фильтра, остаются в крови. В организме человека за сутки в среднем образуется примерно 150–180 л первичной мочи. Это означает, что весь объем плазмы крови фильтруется через почки 50–60 раз в сутки.
Первичная моча — ультрафильтрат, образующийся из плазмы крови. Он претерпевает значительные изменения, как в количественном, так и в качественном составе, и резко отличается от пузырной мочи. Сложный процесс образования окончательной мочи складывается из активной канальцевой реабсорбции, простой диффузии, а также канальцевой экскреции и секреции.
Образующаяся первичная моча продвигается по почечным канальцам, в которых выстилающие их клетки обеспечивают всасывание (процесс реабсорбции) в кровь второй капиллярной системы веществ, необходимых организму (воды, солей, аминокислот, глюкозы и др.). При этом в канальцевой части нефрона остаются вещества, которые подлежат экскреции (мочевина, мочевая кислота, фосфаты, сульфаты). Кроме того, клетки канальцевой части нефрона обладают способностью выделять некоторые вещества непосредственно из крови (процесс секреции). В результате образуется и выводится из организма вторичная, или конечная, моча, объем которой составляет около 1–2 л/сут.