Powstawanie moczu

Mocz (łac. urina) to powstały w wyniku filtracji krwi płyn zawierający produkty przemiany materii. Przebiegający etapowo proces powstawania moczu odbywa się w nerkach.

Etapy powstawania moczu

Mechanizm powstawania moczu polega na serii zachodzących kolejno po sobie procesów, określanych jako filtracja, resorpcja zwrotna (wchłanianie zwrotne) oraz sekrecja. Celem wymienionych procesów jest zatrzymanie w organizmie niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania substancji oraz usunięcie z niego nadmiaru wody i zbędnych produktów przemiany materii.

Filtracja

Pierwszy etap powstawania moczu, określany mianem filtracji, zachodzi w kłębuszku nerkowym. Tworzące kłębuszek nerkowy tętniczki doprowadzające mają większą średnicę niż tętniczki odprowadzające, dzięki czemu w kłębuszku utrzymuje się wysokie ciśnienie, które powoduje, że nagromadzona w nim krew napiera na ściany naczyń. To z kolei skutkuje przesączeniem się płynnych składników krwi i substancji drobnocząsteczkowych do światła torebki Bowmana.

Powstały w wyniku filtracji ultraprzesącz, zwany moczem pierwotnym, składa się w większości z wody. Pozostałą zaś jego część stanowią węglowodany, sole mineralne, mocznik i aminokwasy. Do moczu pierwotnego nie przenikają elementy morfotyczne krwi i większość białek osocza, które ze względu na duże rozmiary nie są w stanie przeniknąć do światła torebki Bowmana.

Resorpcja zwrotna (wchłanianie zwrotne)

Gdyby cały mocz pierwotny został wydalony, doszłoby do utraty dużych ilości wody i substancji, które organizm mógłby jeszcze wykorzystać (np. glukozy, aminokwasów, związków mineralnych). Dlatego też w kolejnym etapie powstawania moczu potrzebne związki zwracane są do krwi, natomiast zbędne pozostają w przesączu. Proces ten nazywany resporpcją jest możliwy dzięki obecności gęstej sieci naczyń krwionośnych oplatających kanaliki I i II rzędu i pętlę Henlego.

W kanaliku krętym I rzędu zachodzi proces wchłaniania zwrotnego, określany jako resorpcja zwrotna obowiązkowa (obligatoryjna). Podczas tego procesu wchłaniane zwrotnie do krwi na drodze transportu aktywnegotransport aktywnytransportu aktywnego są: glukoza, aminokwasy, jony NaIndeks górny +⁺, KIndeks górny +⁺, a na drodze transportu biernegotransport biernytransportu biernego: woda, jony ClIndeks górny -^-i HCOIndeks dolny 3₃Indeks górny -  Indeks górny koniec^- i inne substancje. Po przejściu przez kanalik kręty I rzędu, mocz pierwotny traci około 90% wody, jednak pomimo tak znacznej utraty wody pozostaje płynem izotonicznymroztwór izotonicznyizotonicznym w stosunku do osocza krwi.

Z kolei w ramieniu zstępującym pętli Henlego (bliższym kanalikowi I rzędu) zachodzi intensywne wchłanianie zwrotne wody, prowadzące do znacznego zagęszczanie moczu. W ramieniu wstępującym pętli Henlego (bliższym kanalikowi II rzędu) resorpcji podlegają głównie jony NaIndeks górny +⁺.

W kanaliku krętym II rzędu, w zależności od aktualnego zapotrzebowania organizmu (w sytuacji występowania niedoborów), zachodzi proces resorpcji zwrotnej nieobowiązkowej (fakultatywnej), w wyniku którego do krwi wchłaniana jest dodatkowa ilość wody oraz jonów NaIndeks górny +  Indeks górny koniec⁺ i HCOIndeks dolny 3₃Indeks górny -^-. Proces ten jest regulowany przez hormony.

Sekrecja

Poza resporpcją, w obrębie nefronu obserwowany jest proces odwrotny polegający na wydzielaniu (sekrecji) różnych substancji przez komórki nabłonkowe kanalików nerkowych do ich światła. Podobnie jak w przypadku wchłaniania zwrotnego sekrecja może mieć charakter bierny lub aktywny. Do związków wydzielanych biernie do światła kanalików nerkowych należą sole amonowe i słabe kwasy (np. kwas salicylowy). Związki te wydzielane są w celu przeciwdziałania nadmiernym zmianom pH moczu pierwotnego. Z kolei aktywnie wydzielane są do światła kanalików jony KIndeks górny +⁺ i HIndeks górny +⁺, hormony steroidowe oraz niektóre leki (penicylina, sulfonamidy).

Porównanie składu moczu pierwotnego i ostatecznego

W ciągu doby organizm wytwarza 150–180 l moczu pierwotnego, z którego powstaje ostatecznie 1,5‑2,0 l moczu ostatecznego (wtórnego). Dzieje się tak, ponieważ 99% moczu pierwotnego ulega resorpcji zwrotnej w dalszej części nefronu.

Zapoznaj się z filmem, a następnie wykonaj polecenia.

R13QZLVHPKQ72

Film pod tytułem "Fizjologia powstawania moczu".

Film pod tytułem "Fizjologia powstawania moczu".

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R13QZLVHPKQ72

Film pod tytułem "Fizjologia powstawania moczu".

Regulacja hormonalna wydzielania moczu

Najważniejszym hormonemhormonhormonem wpływającym na ilość produkowanego przez nerki moczu jest wazopresyna (ADH, hormon antydiuretyczny), wytwarzana przez podwzgórze i wydzielana przez tylny płat przysadki mózgowejprzysadka mózgowaprzysadki mózgowej. Docierając wraz z krwią do nerek łączy się z właściwymi receptorami i wywołuje zwiększenie wchłaniania wody z moczu pierwotnego. Skutkiem tego jest produkcja bardziej zagęszczonego moczu oraz ograniczenie odwodnienia organizmu przez wzrost objętości krwi.

Istnieje kilka bodźców, które prowadzą do wzmożonego uwalniania wazopresyny. Głównym jest wzrost osmolarności osoczaosmolarność osoczaosmolarności osocza krwi, występujący m.in. w czasie odwodnienia, hiperglikemiihiperglikemiahiperglikemii, czy w przebiegu niektórych chorób.  Innym bodźcem do wydzielania wazopresyny jest obecność we krwi angiotensyny -  białka, które powoduje obkurczanie naczyń krwionośnych (co wywołuje wzrost ciśnienia krwi). Więcej wazopresyny wydzielane jest również podczas snu. Przy wystarczającym nawodnieniu organizmu wazopresyna nie jest wydzielana do krwi, przez co ściany kanalików nerkowych zmniejszają swoją przepuszczalność dla wody. Powstaje wtedy więcej rozcieńczonego moczu ostatecznego.

Innymi hormonami mającymi wpływ na proces wytwarzania moczu ostatecznego w kanalikach nerkowych są: wydzielany przez korę nadnerczy aldosteron (zwiększający wchłanianie jonów sodowych i wydalanie jonów potasowych) oraz wydzielany przez przytarczyce parathormon (zwiększający wchłanianie jonów wapniowych).

Podsumowanie

• Mocz powstaje w nerkach w trzech etapach: filtracji, resorpcji zwrotnej i sekrecji.

• Filtracja – w kłębuszkach nerkowych z krwi przesączają się woda i małe cząsteczki, tworząc mocz pierwotny.

• Mocz pierwotny – powstaje w wyniku filtracji krwi w kłębuszkach nerkowych; zawiera wodę, sole mineralne, glukozę, aminokwasy i produkty przemiany materii; w ciągu doby powstaje go ok. 150–180 litrów.

• Resorpcja zwrotna (wchłanianie zwrotne) – w kanalikach nerkowych z moczu pierwotnego do krwi wracają woda i potrzebne substancje; objętość moczu maleje, a jego skład się zmienia.

• Sekrecja (wydzielanie) – niektóre substancje są wydzielane z krwi do kanalików, aby mogły zostać usunięte z organizmu.

• Mocz ostateczny (wtórny) – powstaje po resorpcja zwrotna i sekrecji w kanalikach nerkowych; jest znacznie bardziej zagęszczony niż mocz pierwotny, zawiera głównie wodę, mocznik i sole mineralne; jego ilość wynosi ok. 1,5–2 litry na dobę.

• Ilość i skład moczu regulują hormony:
  - Wazopresyna – zwiększa wchłanianie wody i zagęszcza mocz.
  - Aldosteron – reguluje poziom sodu i potasu.
  - Parathormon – wpływa na ilość wapnia we krwi i moczu.

Ćwiczenia utrwalające