§ 41. Строение нефрона. Образование мочи

Определения и обозначения

Нефрон — структурно-функциональная единица почки. В каждом нефроне кровь фильтруется, а состав жидкости затем изменяется в канальцах. Поэтому работа нефронов позволяет почке удалять продукты обмена и поддерживать постоянство внутренней среды.

Почечное тельце — начальная часть нефрона, состоящая из капсулы и расположенного внутри неё капиллярного клубочка. Именно здесь начинается образование мочи: часть плазмы крови проходит через фильтрационный барьер в капсулу. Далее капсула переходит в канальцы нефрона.

Первичная моча — фильтрат плазмы крови, который собирается в капсуле нефрона. В него входят вода и растворённые небольшие вещества: например, глюкоза, соли и продукты обмена. Клетки крови и крупные белки обычно остаются в капиллярах, поэтому первичная моча не является просто всей кровью.

Реабсорбция — обратное всасывание воды и нужных организму веществ из канальцев нефрона в кровь. Этот процесс возвращает вещества, которые не следует терять при выведении мочи. Благодаря реабсорбции состав жидкости в канальцах постепенно меняется.

Как это устроено

Кровь поступает в капиллярный клубочек почечного тельца по приносящему сосуду, а уходит по выносящему. Между капиллярами клубочка и капсулой находится фильтрационный барьер. Давление крови способствует переходу воды и небольших растворённых веществ через этот барьер. Капсула связана с канальцем, поэтому собранный фильтрат сразу направляется дальше по нефрону.

В клубочке плазма крови фильтруется в полость капсулы, и там образуется первичная моча. Через фильтрационный барьер проходят вода, глюкоза, соли и небольшие молекулы продуктов обмена. Клетки крови слишком велики, чтобы пройти через барьер, а крупные белки задерживаются им. Поэтому эти компоненты в норме остаются в крови, а не попадают в фильтрат.

Из капсулы первичная моча поступает в канальцы нефрона и движется по ним, омывая их стенки. Рядом с канальцами расположены кровеносные капилляры, куда могут переходить вещества из жидкости. При реабсорбции вода и необходимые организму вещества всасываются обратно в кровь. Например, глюкоза в норме возвращается в кровь, а вода и соли — в количествах, нужных организму.

По мере продвижения по канальцам состав первичной мочи меняется: часть её содержимого возвращается в кровоток. Оставшаяся жидкость проходит дальше по канальцам, а затем поступает в собирательные трубочки. В них продолжается формирование конечного состава мочи, в том числе меняется количество воды. Так образуется вторичная моча, которая затем направляется к выводящим путям почки.

Фильтрация и реабсорбция вместе определяют, сколько жидкости и каких веществ организм потеряет. Реабсорбция сохраняет в крови нужные вещества и большую часть воды, а в моче остаются избыток воды и продукты обмена. Поэтому объём конечной мочи намного меньше объёма первичной. Такой процесс помогает не только выводить ненужное, но и поддерживать устойчивый состав внутренней среды.

Этапы образования мочи в нефроне

Читайте таблицу сверху вниз: этапы показывают последовательность превращений жидкости в нефроне. Сопоставляйте, откуда и куда перемещаются вещества, чтобы не путать фильтрацию с реабсорбцией. В последнем столбце указано, что получается после каждого процесса.

Разбор задач

1. Где образуется первичная моча и куда она поступает дальше?

Нужно восстановить путь фильтрата по частям нефрона. Образование мочи начинается не в канальцах, а в почечном тельце. После этого жидкость движется дальше по связанным с ним отделам.

1. Кровь проходит через капиллярный клубочек.
2. В результате фильтрации плазмы первичная моча собирается в капсуле клубочка.
3. Из капсулы она поступает в канальцы нефрона.

Ответ: первичная моча образуется в капсуле почечного тельца и затем поступает в канальцы нефрона. В клубочке фильтруется кровь, а капсула собирает образовавшийся фильтрат. Эта последовательность помогает отличить место образования первичной мочи от дальнейшего пути её движения.

2. Какие вещества из первичной мочи могут вернуться в кровь и где это происходит?

В фильтрате перечислены вода, глюкоза, соли и продукты обмена. Следует определить, какие вещества организм может сохранить, и назвать процесс их возвращения. Он проходит там, где жидкость соприкасается со стенками канальцев и окружающими их капиллярами.

1. Вспомним, что первичная моча содержит воду и небольшие растворённые вещества.
2. При реабсорбции вода, глюкоза и необходимые организму соли переходят из канальцев в кровь.
3. В канальцевой жидкости остаются продукты обмена и избыток веществ, которые будут выведены.

Ответ: вода, глюкоза и нужные организму соли могут возвращаться в кровь при реабсорбции в канальцах нефрона. Количество возвращаемой воды и солей зависит от потребностей организма. Продукты обмена остаются в жидкости и входят в состав конечной мочи.

3. Почему из 150 л первичной мочи выделяется около 1,5 л конечной?

Сравним указанные объёмы: конечной мочи значительно меньше, чем первичной. Значит, большая часть жидкости не выводится, а возвращается в организм. Нужно назвать процесс, который обеспечивает это обратное перемещение.

1. Первичная моча проходит из капсулы по канальцам нефрона.
2. В ходе реабсорбции большая часть воды переходит из канальцев в окружающие капилляры.
3. В кровь также возвращаются необходимые организму вещества, а оставшаяся жидкость становится вторичной мочой.

Ответ: объёмы различаются главным образом из-за реабсорбции воды и нужных веществ из канальцев обратно в кровь. Поэтому из примерно 150 л первичной мочи выделяется около 1,5 л конечной. Небольшой объём мочи не означает, что первичной мочи образовалось мало.

Типичные ошибки

Считать первичную мочу уже конечной — ошибка, потому что после фильтрации жидкость ещё проходит по канальцам и меняет состав. Так думают, если представляют образование мочи одним действием. Проверь себя: первичная моча образуется в капсуле, а вторичная — после дальнейших изменений в нефроне.

Утверждать, что клетки крови и крупные белки свободно проходят в капсулу, неверно: фильтрационный барьер обычно задерживает их. Ошибка возникает, когда фильтрацию понимают как переход в капсулу всего содержимого крови. Для проверки сравни размеры компонентов: в норме в фильтрат проходят вода и небольшие молекулы, а не клетки и крупные белки.

Путать фильтрацию с реабсорбцией нельзя: при фильтрации вещества переходят из крови в капсулу, а при реабсорбции — из канальцев обратно в кровь. Оба процесса связаны с перемещением веществ, поэтому их направление легко перепутать. Проверь себя, назвав начальную точку и направление: клубочек — капсула при фильтрации, канальцы — кровь при реабсорбции.

Считать, что вся вода и все полезные вещества удаляются с мочой, тоже неверно. Так можно решить, если не учитывать обратное всасывание в канальцах. Значительная часть воды и нужных веществ возвращается в кровь, поэтому конечный объём мочи гораздо меньше первичного. Проверка проста: спроси, куда переходит вещество при реабсорбции.

Связь с другими темами

Для понимания работы нефрона нужны знания о строении почки: нефроны находятся в её ткани и выполняют основную работу по образованию мочи. Также важно знать состав крови и роль капилляров, через стенки которых возможен обмен веществ. Эта тема связана с работой выделительной системы и поддержанием постоянства внутренней среды. Она поможет понять, почему состав мочи может изменяться при нарушениях в организме.

Что запомнить

• Нефрон — структурно-функциональная единица почки.
• Почечное тельце состоит из капиллярного клубочка и капсулы.
• Первичная моча образуется в капсуле в результате фильтрации плазмы крови.
• В канальцах нефрона происходит реабсорбция воды и необходимых организму веществ.
• После изменений в канальцах образуется вторичная моча.
• Образование мочи помогает выводить продукты обмена и поддерживать постоянство внутренней среды.