Фильтрация плазмы крови в почках осуществляется в почечных клубочках, где кровь проходит через капиллярный клубочек (гломерулу) в Боуменовскую капсулу. Основным движущим фактором фильтрации является гидростатическое давление крови, превышающее онкотическое давление плазмы и давление жидкости в капсуле.
Фильтрат, образующийся в клубочках, содержит воду, ионы, низкомолекулярные органические вещества (глюкозу, аминокислоты, мочевину) и практически не содержит белков. Ключевым показателем фильтрационной способности почек является скорость клубочковой фильтрации (СКФ), которая отражает объём плазмы, проходящей через гломерулы за единицу времени. СКФ зависит от кровотока в почках, давления в капиллярах и состояния фильтрующего барьера.
После фильтрации формируется первичная моча, содержащая вещества в концентрациях, близких к плазменным. Основной этап переработки мочи — трубочная реабсорбция, которая происходит в почечных канальцах.
Проксимальный извитой каналец отвечает за реабсорбцию до 65–70% воды и натрия, практически всей глюкозы и аминокислот, значительной части бикарбонатов и фосфатов. Процесс сопровождается активным транспортом ионов, что создаёт осмотический градиент для пассивного перемещения воды.
Петля Генле обеспечивает концентрирование мочи через механизм противотока. Нисходящая ветвь проницаема для воды и относительно непроницаема для ионов, что приводит к выходу воды в интерстициальное пространство. Восходящая ветвь активно выводит Na⁺, K⁺ и Cl⁻, делая её непроницаемой для воды и формируя гипертоническую межклеточную жидкость.
Дистальный извитой каналец и собирательная трубка регулируют конечную концентрацию мочи под контролем гормонов. Антидиуретический гормон (АДГ) повышает проницаемость канальцев для воды, стимулируя её реабсорбцию и концентрирование мочи. Альдостерон усиливает активный транспорт Na⁺ и пассивный вывод K⁺, влияя на водно-солевой баланс.
Помимо фильтрации и реабсорбции, почки осуществляют трубочную секрецию — активный перенос ионов, органических кислот и оснований из крови в канальцы. Этот процесс важен для поддержания кислотно-основного равновесия, выведения токсинов и лекарственных веществ.
Секреция H⁺, NH₄⁺ и некоторых органических анионов позволяет регулировать pH крови, предотвращая ацидоз. Одновременно происходит выделение креатинина, лекарственных препаратов и продуктов метаболизма, что обеспечивает детоксикацию организма.
Почки способны изменять объём и осмолярность мочи в ответ на изменения гидратации и потребности организма в электролитах.
Регуляция осуществляется не только гормонально, но и через автономные механизмы почечного кровотока, включая тубуло-гломерулярную обратную связь и реакцию на давление в артериолах.
Противоточный механизм петли Генле, совместно с градиентом осмотического давления в мозговом веществе почки, позволяет создавать гипертоническую среду, благодаря которой вода может эффективно реабсорбироваться из собирательных трубок. Этот процесс обеспечивает поддержание водного гомеостаза при варьирующихся условиях внешней среды и потребления жидкости.
Образование мочи — результат комплексного взаимодействия трёх процессов:
Эта интеграция позволяет поддерживать гомеостаз и кислотно-основное равновесие, регулируя объём, состав и концентрацию конечной мочи.