Основной этап образования мочи начинается с гломерулярной фильтрации. Клубочки нефрона представляют собой высокоорганизованные капиллярные сети, пронизанные пористым эндотелием и базальной мембраной, которые выполняют роль селективного фильтра. Кровь, проходя через клубочковую капиллярную сеть, подвергается гидростатическому давлению, в результате чего вода и растворённые в плазме низкомолекулярные вещества (глюкоза, аминокислоты, мочевина, ионы натрия, калия, кальция, хлора) переходят в просвет капсулы Боумена. Белки и клетки крови, благодаря размеру и заряду, фильтруются в крайне ограниченном количестве. Объём фильтрата составляет примерно 120–125 мл в минуту у здорового взрослого человека, что соответствует 180 литрам первичной мочи в сутки.
После фильтрации первичная моча поступает в проксимальный извитой каналец, где происходит интенсивная реабсорбция воды, ионов и органических веществ. Здесь возвращается в кровоток около 65–70% воды и натрия, практически вся глюкоза и аминокислоты. Реабсорбция осуществляется как активным транспортом (Na⁺, K⁺, глюкоза), так и пассивными процессами диффузии и осмоса. Секреция органических кислот и оснований, таких как креатинин и некоторые лекарства, также начинается в проксимальном отделе нефрона.
В петле Генле формируется градиент осмотического давления в мозговом веществе почки. В нисходящей части петли вода активно выходит в интерстиций благодаря высокой гиперосмолярности окружающей среды, тогда как восходящая часть, проницаемая для ионов, но непроницаемая для воды, активно транспортирует Na⁺, K⁺ и Cl⁻ в интерстиций. Этот механизм обеспечивает концентрацию мочи и создание осмотического градиента, критически важного для последующей реабсорбции воды.
В дистальном извитом канальце продолжается регулируемая реабсорбция ионов под влиянием гормонов, главным образом альдостерона, который увеличивает активный транспорт Na⁺ и выведение K⁺. Вода при этом перемещается пассивно вслед за ионами, что позволяет тонко регулировать осмолярность мочи.
Собирательные канальцы участвуют в окончательной концентрации мочи. Под действием вазопрессина (антидиуретического гормона) увеличивается проницаемость мембран для воды, что обеспечивает её избирательный выход в гиперосмолярный интерстиций мозгового вещества почки. При низкой активности вазопрессина моча становится гипотонической, при высокой – гипертонической, что позволяет поддерживать водно-солевой баланс организма.
Образование мочи регулируется множеством факторов:
Реабсорбция и секреция веществ в нефроне не только регулируют объём и осмолярность мочи, но и обеспечивают поддержание кислотно-щелочного равновесия и гомеостаза электролитов. Моча, образующаяся в конечном отделе, содержит остаточные продукты метаболизма, воду, соли, а также продукты детоксикации, например конъюгированные билирубина и лекарственные соединения.
Концентрация мочи определяется противоточным механизмом петли Генле, а также регулируемой реабсорбцией воды в собирательных канальцах под влиянием вазопрессина. Высокая концентрация мочи достигается при гиперосмолярности интерстиция мозгового вещества и низком диурезе, тогда как при избыточном водопоступлении активируется процесс разбавления мочи с минимальной осмолярностью, что позволяет сохранять водный баланс организма.
Регуляция секреции и транспорта ионов и воды позволяет поддерживать гомеостаз, обеспечивая точное соответствие между потребностью организма в воде и соли и формированием конечного состава мочи.