Приложение 1
Мочевыделительная система человеческого организма
Конечные продукты обмена веществ, избыток солей и воды, ненужные и вредные для организма вещества выделяются из крови человека главным образом через органы мочевыделительной системы.
В мочевыделительную систему входят:
• почки, в которых образуется моча;
• мочеточники, соединяющие почки с мочевым пузырем;
• мочевой пузырь, являющийся резервуаром для сбора и накопления мочи;
• мочеиспускательный канал (уретра), предназначенный для выведения мочи из мочевого пузыря.
Приложение 2
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 году. 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 проходит 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 рт. ст.
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 почка живой лягушки помещалась под микроскоп и в капсулу вводилась специальная микропипетка. Извитой каналец зажимался, в результате чего в капсуле накапливалась первичная моча, которая извлекалась микропипеткой и подвергалась анализу. Анализ показал, что в первичной моче содержатся те же вещества, что и в плазме, и в той же концентрации, как и в плазме; отсутствуют только белки, которые, будучи коллоидами, не проходят через стенки сосудов. Таким образом, в результате 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 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 она 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 отфильтроваться 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.
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? Возможно, и вот почему.
Почки обильно снабжаются кровью: через сосуды почек, которые весят всего 300 г, за 24 часа проходит 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.
Приложение 3
Характеристика мочи
Заболевания почек иногда протекают совершенно незаметно для больного, однако изменения в почках или мочевыводящих путях почти всегда вызывают соответствующие изменения со стороны мочи. По ее составу можно судить не только о характере, но и о тяжести заболевания. Таким образом, нетрудно понять, почему исследование мочи имеет большое значение для постановки правильного диагноза и назначения соответствующего лечения. Чем раньше определено заболевание почек, чем раньше приняты соответствующие меры, тем успешнее будет лечение.
Количество мочи. Как мы уже говорили, 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, или 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, из-за чего понижается 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 возрастает при приеме большого количества жидкости и пищи, повышающей мочеотделение, и уменьшается при потоотделении, поносе и рвоте.
В норме человек мочится 5–6 раз в сутки, причем преимущественно днем. Расстройство мочеотделения называется дизурией. Частые позывы на мочеиспускание, обычно небольшими порциями, вызванные воспалением мочевых путей или неврогенного происхождения, называются поллакиурией.
Полиурия — повышенное выделение мочи (свыше 2000 мл в сутки) — отмечается при таких заболеваниях почек, как хронические нефриты и пиелонефриты, а также при сахарном диабете, алиментарной дистрофии и т. д.
Олигурия — пониженное мочеотделение (не выше 800 мл в сутки) наблюдается при таких заболеваниях, как острые диффузные нефриты, недостаточность кровообращения, повышенная гидрофильность тканей, задержка натрия в тканях и т. д.
Анурия — суточное выделение мочи 200 мл и ниже является, как правило, следствием тяжелого поражения почек. Длительная анурия ведет к уремии — отравлению организма мочой.
Цвет, прозрачность и запах мочи. Нормальная моча имеет соломенно-желтый цвет вследствие наличия в ней различных пигментов, главным образом урохрома. Окраска мочи зависит также и от ее концентрации: при обильном выделении и низкой концентрации моча может быть бледно-желтой, почти бесцветной, когда же она выделяется в небольшом количестве, например при лихорадочных состояниях, то становится красновато-желтой. От большого количества мочекислых солей — уратов — моча приобретает кирпичный цвет, который иногда принимают за красный, ошибочно предполагая наличие в ней крови. От примеси крови моча становится либо розового, либо красного цвета, иногда напоминающего цвет мясных помоев. Желчные пигменты, выделяясь из крови с мочой, окрашивают ее в шафранно-желтый или зеленовато-бурый цвет, из-за чего при желтухе пена мочи приобретает характерный желтый цвет. Цвет мочи также может изменяться под влиянием содержащихся в ней различных лекарственных веществ, например, от сантонина моча становится зеленоватой, от антипирина — желто-красной, от метиленового синего — синей и т. п.
Свежевыпущенная моча в норме прозрачна, и только при отстаивании в ней выделяется полупрозрачное облачко, которое постепенно осаждается на дно. Мутной моча бывает главным образом от выпадения в осадок уратов и фосфатов — мочекислых и фосфорнокислых солей, а также от примеси гнойных клеток — лейкоцитов и большого количества бактерий. При отстаивании мочи соли обычно полностью осаждаются на дно, с гнойными же клетками и бактериями этого не происходит. Поэтому моча, содержащая соли, при отстаивании постепенно становится прозрачной, а на дне ее образуется осадок, тогда как гнойная моча остается мутной.
Запах мочи здорового человека своеобразен и напоминает запах мяса. При щелочном брожении из-за появления аммиака в результате разложения мочевины моча приобретает резкий, неприятный запах. У больных с тяжелой формой сахарного диабета моча пахнет гнилыми плодами из-за присутствия в ней ацетона и ацетоуксусной кислоты. Гнилостный запах мочи наблюдается при разложении находящихся в ней гноя и крови.
Из сказанного следует, что изменения со стороны мочи наблюдаются не только при заболеваниях органов мочевыделительной системы, но и при других самых разнообразных болезнях. К примеру, желчные пигменты выделяются при болезнях печени, сахар — при диабете, мочевая кислота — при подагре, поэтому каждому больному в первую очередь назначают исследование мочи.
Реакция мочи (pH мочи). При обычной смешанной пище моча здорового человека имеет слабокислую реакцию (pH в пределах 5–7). Реакция мочи меняется в зависимости от питания. При употреблении преимущественно мясной пищи и других богатых белками веществ реакция мочи становится кислой; растительная пища вызывает некоторое защелачивание, и реакция мочи делается нейтральной или даже щелочной.
Резко-кислая реакция мочи отмечается при лихорадочных состояниях, диабете, голодании, почечной недостаточности и т. д. Щелочная реакция наблюдается при циститах, пиелитах, гематурии, после рвоты и поноса, при рассасывании экссудатов, при приеме соды, минеральной воды. Реакцию следует определять только у свежей мочи.
Удельный вес мочи. Удельный вес мочи колеблется в зависимости от объема принятой жидкости. Большое количество потребленной воды вызывает падение удельного веса, и наоборот, при ограничении поступления в организм воды удельный вес мочи повышается. В среднем удельный вес равен 1,015–1,020 г/см3.
При нормальной работе почек удельный вес мочи в течение суток колеблется в широких пределах, что определено приемом пищи, воды, потоотделением, дыханием.
Низкие цифры удельного веса (1,005–1,012 г/см3) — гипоизостенурия — указывают на нарушение концентрационных функций почек, например на хронический нефрит, сморщенную почку. Как временное явление низкий удельный вес мочи отмечается при алиментарной дистрофии, после обильного питья, при уменьшении отеков.
Высокий удельный вес мочи (более 1,020 г/см3) наблюдается при остром нефрите, образовании внутриполостных экссудатов. Интересно, что в случае сахарного диабета удельный вес мочи высокий даже при наличии полиурии.
Состав мочи. В состав мочи входят вода, продукты распада белка — азотсодержащие вещества, соли и некоторые другие вещества (см. Приложение 4). 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.
Белок в нормальной моче не содержится, так как, будучи коллоидом, он не может проходить через стенки капилляров. Наличие белка в моче называется альбуминурией и 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 физическом напряжении белок на короткое время может появиться и в моче здорового человека. Это является результатом изменения проницаемости сосудистой системы почек, что связано с их усиленной работой. Вскоре после снятия тяжелой физической нагрузки белок в моче исчезает и нормальная работа почек восстанавливается. Особенно характерно такое явление для бегунов.
Сахар в моче может появиться как у больных, так и у здоровых людей. Выделение сахара с мочой наблюдается при диабете. У здоровых же людей сахар появляется в моче после употребления в больших количествах его или других веществ со значительным содержанием сахара (варенье, шоколад и т. д.). Выведение сахара с мочой называется глюкозурией.
Нормальной составной частью мочи являются уробилин и урохром — пигменты, придающие характерный цвет моче. Пигменты мочи образуются в кишечнике и почках из пигментов желчи, которые в свою очередь формируются 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 неизмененными (то есть содержащими гемоглобин) и измененными, свободными от гемоглобина и имеющими вид одноконтурных или двухконтурных колес. В нормальной моче взрослых и детей может отмечаться незначительное количество эритроцитов. Если же моча красная, то есть наличие крови видно невооруженным глазом, то это состояние определяется как макрогематурия. При микрогематурии эритроциты обнаруживаются только микроскопически.
Почечные гематурии связаны с органическим поражением почек — это острые и хронические нефриты, геморрагический диатез, злокачественные новообразования. Почечная гематурия может возникнуть при тяжелых физических нагрузках. Внепочечная гематурия развивается при заболеваниях мочевого пузыря, лоханок, мочеточников и при 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.
В моче могут обнаруживаться цилиндры — белковые клеточные образования цилиндрической формы. Они имеют канальцевое происхождение и бывают гиалиновыми, зернистыми, восковидными, эпителиальными, эритроцитарными, пигментными, лейкоцитарными. Появление большого количества различных цилиндров — цилиндрурия — наблюдается при органических поражениях почек (нефриты, нефрозы), инфекционных болезнях, застойной почке, состоянии ацидоза.
С неорганизованным осадком мочи — солями, выпавшими в осадок в виде кристаллов или аморфных тел, и причинами их возникновения можно ознакомиться в следующем приложении.
Приложение 4
Неорганизованный осадок мочи и причина его образования
Мочевая кислота мочи в норме составляет 350–600 мг/24 часа. При подагре в 25–30 % случаев отмечается повышение ее содержания за счет повышенного синтеза мочевой кислоты. Повышение также характерно при миелопролиферативных заболеваниях. Снижение содержания мочевой кислоты наблюдается при почечной недостаточности, при обменных нарушениях, которые сопровождаются накоплением мочевой кислоты в крови.
Ураты (мочекислые соли) наблюдаются при гиповолемии (поносы, рвота), тяжелой патологии дыхательной системы, лейкозах и приеме цитостатиков.
Оксалаты (щавелевокислая известь) обнаруживаются в кислой моче при нарушении минерального обмена, мочекаменной болезни, а также при употреблении большого количества помидоров, щавеля, винограда, апельсинов.
Кислый мочекислый аммоний появляется при воспалении мочевыводящих путей (пиелонефрит, цистит и т. д.).
Фосфат кальция характерен для ревматизма, анемии.
Сульфат кальция — вариант нормы; имеет место при употреблении сернистых минеральных вод.
Гиппуровая кислота появляется при сахарном диабете, употреблении брусники, черники, приеме салициловой и бензойной кислот.
Аммиакмагнезии фосфат говорит о преобладании в рационе растительной пищи, цистите.
Магния фосфат нейтральный образуется при повторных рвотах, частых промываниях желудка.
Цистин наблюдается при наследственном цистинозе.
Лейцин — продукт разложения белков. Обнаруживается при заболевании печени, В12-дефицитной анемии, лейкозах.
Ксантин — продукт расщепления пуриновых оснований, способствует камнеобразованию.
Холестерин образуется при амилоидозе, туберкулезе почек, цистите.
Билирубин. Гипербилирубинемия наблюдается при обтурационных паренхиматозных желтухах: гепатитах, циррозах.
Гематоидин свидетельствует о кровотечении из мочевыводящих путей.
Жирные кислоты наблюдаются при жировой дистрофии органов.
Сульфаниламидные кристаллы выпадают при лечении сульфаниламидами.