Физиологические особенности

Основным органом, осуществляющим регуляцию гомеостаза и экскрецию продуктов обмена у плода, является плацента. Поэтому при отсутствии почек у плода уремия не развивается, а после рождения ребенок быстро погибает.

После рождения, несмотря на анатомическую и физиологическую незрелость, функционирование почек в каждом возрастном периоде в оптимальной степени обеспечивает физиологические потребности организма, участвуя в общей системе регуляции постоянства гомеостаза. Однако, это соответствие поддерживается условиями рационального водного и пищевого режима (идеально - материнское молоко), надлежащим уходом, обеспечивающим нормальные экстраренальные потери, нарушение которых тем быстрее, чем младше ребенок, ведут к отклонениям в его гомеостазе. Это обусловлено прежде всего тем, что вследствие преобладания у детей раннего возраста анаболических процессов, многие вещества, по­ступающие с грудным молоком, не превращаются в окончательные продукты, подлежащие удалению через почки, а полностью усваиваются организмом. При вскармливании коровьим молоком возрастает белковая нагрузка, увеличивается количество продуктов, подлежащих удалению, и почки вынуждены работать с большим напряжением. При даче ребенку коровьего молока в 4,5 раза возрастает на почки и солевая нагрузка.

Функциональное созревание почек после рождения идет очень быстро и основные процессы, протекающие в них, приближаются к показателям взрослых уже к 2-м годам. Оптимального уровня функционирования почки достигают к 10-11, максимально - к 18 годам. При оценке функциональных возможностей важно четко разграничивать основные функции почек и физиологические процессы, происходящие в нефроне, обеспечивающие выполнение этих функций.

Процессы, происходящие в почках:

Почечный кровоток. Снабжение почек кровью также велико, как и мозга. В течение первых месяцев быстро нарастает объем и скорость кровотока, повышается гидростатическое давление в капиллярах, что создает благоприятные условия для образования первичной мочи.

Клубочковая фильтрация. Фильтрация плазмы в клубочке обеспечивается разницей давления в капиллярах и капсуле. В связи с особенностями кровоснабжения почек (диаметр приносящего сосуда клубочка в 2 раза больше диаметра выносящего), и капиллярах клубочков создается высокое гидростатическое давление. При рождении клубочковая фильтрация составляет 20-40% от средней величины у старших детей, что обусловлено меньшей (в 5 раз в сравнений со взрослыми) фильтрующей поверхностью, меньшей проницаемостью мембраны, малой емкостью капсулы, высоким эпителием, более низким артериальным давлением, неустойчивостью кровотока из-за рефлекторной его регуляции в почках, ограниченными компенсаторными возможностями. Общее количество фильтрата очень быстро нарастает на первом году, особенно до б месяцев, и к двум годам достигает уровня взрослых.

Канальцевая реабсорбция протекает более медленно, и поэтому моча в раннем возрасте менее концентрирована (причина низкой плотности мочи). Это обусловлено следующими обстоятельствами: незрелость эпителия дистальных каиальцев, низкая способность почек развивать осмотический диурез, недостаточная величина градиента осмотического давления в канальцах, малая чувствительность канальцев к гормональным и нервным регуляторам водно-солевого обмена, незрелость ферментных систем механизмов концентрации. Но канальцевая реабсорбция неравнозначна для различных веществ. Так, реабсорбция воды при рождении составляет 60-80%, глюкозы - 25% от показателей у взрослых. Меньще подвергаются реабсорбции бикарбонаты, калий, аминокислоты. Процессы реабсорбции натрия на первом году, наоборот, происходят более легко. Натрий задерживаясь в организме, ведет к накоплению воды и увеличению объема внеклеточной жидкости. Поэтому дети склонны к отекам. Велика роль почек в регуляции обмена кальция. Меньшая концентрационная способность почек, а следовательно, больший процент обязательных потерь воды почками компенсируется водным режимом.

Канальцевая секреция тоже сформирована недостаточно и происходит медленнее, особенно у новорожденных. Замедлена секреция водородных ионов, аммония, титруемых кислот, фосфатов, антибиотиков. Вместе с калием у детей раннего возраста выводится и натрий. Почки не способны быстро выводить значительное количество белка и продуктов их неполноценного окисления, избыточное количество воды.

Особенности участия почек в поддержании постоянства гомеостаза (основная функция):

Регуляция водно-солевого обмена. Необходимым и постоянным условием для развития ребенка является обилие воды в тканях, содержание которой у новорожденного достигает 75-80%. Учитывая интенсивность процессов роста, внеклеточная жидкость нуждается в постоянном об­новлении. Кроме того, пища ребенка первого года жизни очень богата водой и ее избыток должен выводиться из организма. С учетом изложенного, а также в связи с большой потребностью в воде, более высоким содержанием внеклеточной жидкости, необходимостью восполнения больших экстраренальных потерь, обмен воды у детей раннего возраста протекает более энергично и выведение мочи в грудном возрасте относительно массы тела больше, чем у взрослых. В то же время, наиболее четко функциональная незрелость почек проявляется именно в неспособности выводить избыточное количество воды и экономить ее при недостаточном поступлении. Хотя на первом году жизни при вод­ной нагрузке дети способны увеличить диурез, но скорость выведения избыточно введенной жидкости невелика.

На выведение продуктов обмена, осмотически активных веществ в грудном возрасте почкам необходимо в 2-3 раза больше воды, чем у взрослых. Поэтому, регуляция водного обмена почками в раннем возрасте находится в состоянии неустойчивого равновесия и очень легко нарушается. По мере созревания почек уменьшаются диурез и экстраренальные потери.

Регуляция солевого обмена тоже несовершенна. Тем не менее, при сравнении, ионного состава крови взрослого и новорожденного не выявляется резких различий. Следовательно, в условиях сбалансированного пищевого режима ребенка почки обеспечивают поддержание солевого равновесия. К важнейшим гомеостатическим механизмам, обеспечивающим это равновесие, относятся процессы концентрации и разведения мочи, хотя почки детей раннего возраста и обладают недостаточной способностью к осмотическому концентрированию мочи. Почки новорожденных не способны продуцировать гипертоническую, по отношению к плазме, мочу. Этим обусловлена относительная полиурия и гипостенурия в раннем возрасте.

Следовательно, функция почек по регуляции объема жидкости в организме, поддержанию постоянства концентрации осмотически активных веществ в крови и других жидкостях тела, несовершенна, как в связи с анатомичес­кой незрелостью канальцев, так и из-за высоких экстраренальных потерь, ограниченной способности концентрировать мочу, экономить воду и выводить ее избыток, низкой способности развивать осмотический диурез.

Регуляция кислотно-основного состояния. Ребенок получает с пищей избыток кислот, которые, высвобождаясь в процессе обмена, должны быть нейтрализованы и выведены из организма, потому что жизненные процессы протекают в очень узком диапазоне концентрации водородных ионов в плазме крови, обеспечивающих слабощелочную реакцию.

Механизмы регуляции кислотно-основного равновесия при рождении тоже недостаточно сформированы: низкая клубочковая фильтрация, низкая реабсорбция бикарбонатов, меньшая и более медленная (в 2 раза ниже, чем у взрослых) секреция кислотных радикалов, ограниченная продукция аммиака - важнейшего механизма экономии щелочных оснований. Поэтому у детей раннего возраста, особенно у новорожденных, легко развивается ацидоз, который, вызывая гипервентиляцию, увеличивает и без того высокую потерю воды через легкие.

Выделительная функция почек тоже несовершенна: неполно выводятся остаточные продукты белкового обмена, избыток аминокислот, электролитов, органических веществ, образовавшихся в процессе метаболизма. В основном это связано с незрелостью энзимных систем, обеспечивающих обезвреживание их. Но, как правило, эта незрелость выявляется лишь при избыточной нагрузке, в связи с дефектами питания или лечения заболевшего ребенка.

Экскреторная функция почек направлена не только на выведение метаболических шлаков, они должны обеспечить и экономию необходимых веществ, что особенно важно для растущего организма. Эту уникальную способность – осуществлять экскрецию избытков и, в тоже время, экономить нужные соединения - принято называть гомеостатической функцией, назначение которой состоит в поддержании постоянства внутренней среды. В раннем возрасте эта функция почек в значительной степени обеспечивается клубочковыми механизмами, а у старших и взрослых – канальцами.

Эндокринная функция почек тоже недостаточно развита, особенно до 2-х лет. Почки в недостаточном количестве секретируют ренин, кинины, простогландины, регулирующие уровень артериального давления, эритропоэтин и фактор, активизирующий тромбопоэз. Кроме того, в почках осуществляется преобразование витамина Д в гормоноподобное соединение - 1,25дигидроксихолекальциферол, который регулирует обмен кальция и фосфора. Этот процесс тоже недостаточно активен.

Компенсаторные возможности почек ограничены, поэтому более легко наступает срыв адаптационных механизмов и в случае развития почечной недостаточности вывести ребенка из этого состояния тем труднее, чем меньше его возраст.

Итак, регуляция гомеостаза в раннем возрасте несовершенна, что в значительной степени связано с незрелостью основных регуляторных механизмов образования мочи. В этом возрасте функция почек в большей степени, чем у взрослых, зависит от температуры тела, влажности окружающего воздуха, подвижности, эмоционального тонуса, характера одежды ребенка. При рождении рецепторы почек мало чувствительны к действию гормонов, несмотря на их высокую концентрацию в крови.

Постоянство осмотической концентрации, ионного состава и объема жидкостей внутренней среды обеспечиваются осморегулирующими, ионорегулирующими механизмами. Все они при рождении недостаточно сформированы, низко чувствительны. На последующих этапах первенствующее значение приобретают гормональные факторы, опосредованно передающие на почки рефлекторные и нервные влияния.

Мочеточники - парный орган, представляют собой труб­ку, относительно шире, чем у взрослых, гипотоничны, имеют извилистый ход, более подвижны и легко смещаемы.

Основная функция мочеточника - выведение мочи из почечной лоханки в мочевой пузырь. Моча передвигается по мочеточникам благодаря ритмическим перистальтическим сокращениям его мышечной оболочки. В связи со слабым развитием мышечного слоя в первые годы жизни не наблюдается четких сократительных движений чашечно-лоханочной системы и мочеточников, что в сочетании с их гипотонией создает условия для застоя мочи даже у здоровых детей.

От почечной лоханки мочеточник идет вниз по задней брюшной стенке, подходит под острым углом ко дну мочевого пузыря, косо прободает его заднюю стенку и открывается в его полость.

Топографически в мочеточнике различают брюшную, тазовую и внутристеночную части. Последняя представляет собой небольшой участок длиной 1,5-2 см внутри стенки мочевого пузыря. Кроме того, в моче­точнике выделяют три изгиба: в поясничной, тазовой областях и перед впадением в мочевой пузырь, а также три сужения: в месте перехода ло­ханки в мочеточник, при переходе брюшной части в тазовую и перед впа­дением в мочевой пузырь.

Стенка мочеточника состоит из трех оболочек: внутренней - слизистой, средней - гладкомышечной и наружной - адвентициальной.

Мочевой пузырь - непарный полый орган для накопления мочи, которая периодически выводится из него через мочеиспускательный канал. Мочевой пузырь в раннем возрасте расположен более высоко, частично заходит в брюшную полость, что обусловливает его значительную подвижность.

Форма его меняется в зависимости от наполнения мочой: от сплющенной до яйцевидной или грушевидной. При наполнении мочевого пузыря мочой его верхушка вы­ступает и соприкасается с передней брюшной стенкой.

Стенка мочевого пузыря состоит из трех оболочек: внутренней - слизистой с хорошо развитой подслизистой основой, средней - гладкомышечной и наружной - адвентициальной и серозной (частично).

Слизистая оболочка развита хорошо, относительно толстая, нежная, складчатость и лакуны развиты слабо. Эластическая и мышечная ткань развиты недостаточно, с чем связаны низкая сократительная способность и легкая растяжимость мочевого пузыря, а небольшая емкость при большом количестве суточной мочи объясняет частое мочеиспускание

Брюшина покрывает мочевой пузырь сверху, с боков и сзади.

Мочеиспускательный канал у мужчин и женщин имеет большие морфологические половые различия, поэтому их рассмотрим отдельно каждый.

Мужской мочеиспускательный канал (urethra masculina) пред­ставляет собой мягкую эластическую трубку, служащую для выведения мочи из мочевого пузыря наружу и се­менной жидкости. У новорожденных мальчиков длина уретры составляет 5-6 см, к 16 годам он достигает 16 – 18 см; Начинается внутренним отверстием и заканчивается наружным отверстием, расположенным на головке полового члена.

Мужской мочеиспускательный канал имеет две кривизны: переднюю и заднюю. Передняя кривизна выпрямляется при поднятии полового члена, а задняя остается фиксированной. Кроме того, на своем пути мужская уретра имеет 3 сужения: в области внутреннего отверстия мочеиспускательного канала, при прохождении через мочеполовую диафрагму и у наружного отверстия. Расширения просвета канала имеются в предстатель­ной части, в луковице полового члена и в его конечном отделе - ладьевид­ной ямке. Кривизны канала, его сужения и расширения учитываются при введении катетера для удаления мочи.

Женский мочеиспускательный канал (urethra feminina) представляет собой короткую, слегка изогнутую и обращенную выпуклостью назад трубку, у новорожденных девочек её длина 1-1,5 см, в 16 лет 3,2 см.

Начинается от мочевого пузыря внутренним отверстием мочеиспускательного канала и заканчивается на­ружным отверстием, которое открывается кпереди и выше отверстия вла­галища. В месте его прохождения через мочеполовую диафрагму имеется наружный сфинктер мочеиспускательного канала, состоящий из поперечнополосатой мышечной ткани и сокращающийся произвольно.

Стенка женского мочеиспускательного канала легко растяжима. Она состоит из слизистой и мышечной оболочек.

Физиология мочевыделения

В образовании мочи участвуют все отделы нефрона. Образование мочи происходит в 2 этапа:

1) вначале в почечном тельце путем фильтрации из плазмы крови в капсулу образуется первичная моча;

2) далее в канальцах посредством обратного всасывания (реабсорбции) воды и всех нужных организму веществ, а также секреции и синтеза некоторых веществ образуется конечная моча.

Следовательно, образование мочи в почках - результат четырех процессов: фильтрации реабсорбации секреции и синтеза. В почечных тельцах происходит фильтрация (ультрафильтрация) плазмы крови из капилляров клубочков в полость капсулы нефрона. Фильтрация - это про­цесс прохождения воды и растворенных в ней веществ под действием раз­ности давления по обе стороны внутренней стенки капсулы. Однако этот своеобразный процесс заключается не только в проталкивании жидкости через почечный фильтр в полость капсулы, но и в расщеплении плазмы, в отделении растворенных коллоидных белковых материалов от растворите­ля (воды).

Образующийся клубочковый фильтрат, сходный по химическому составу с плазмой крови, но не содержащий белков, называется первичной мочой. Процессу фильтрации первичной мочи способствует высокое гидростатическое давление в капиллярах клубочков.

За сутки в почках образуется 150-180 л первичной мочи. Первичная моча из капсулы поступает в почечные канальцы

Образование вторичной, или конечной, мочи является результатом обратного всасывания (реабсорбции) воды и солей в канальцах, секреции и синтеза эпителием канальцев некоторых веществ. Из первичной мочи в проксимальных канальцах всасываются обратно в кровь так называемые пороговые вещества: глюкоза, аминокислоты, витамины, ионы натрия, калия, кальция, хлора и т.д. Они выводятся с мочой только в том случае, если их концентрация в крови выше константных для организма значений. Например, глюкоза выделяется с мочой в виде следов при уровне сахара в крови 8,34-10 ммоль/л.

Непороговые вещества выделяются с мочой при любой концентрации их в крови. Попадая из крови в первичную мочу, они не подвергаются реабсорбции (мочевина, креатинин, сульфаты, аммиак и др.). Благодаря обратному всасыванию в канальцах воды и пороговых веществ за сутки в почках из 150-180 л первичной мочи образуется 1,5 л конечной мочи (примерно 1 мл в ми­нуту). При этом содержание непороговых веществ (т.е. продуктов обмена) в конечной моче достигает больших величин. Так, например, мочевины в ко­нечной моче больше, чем в крови, в 65 раз, креатинина - в 75 раз, сульфатов -в 90 раз.

Таким образом, мочеобразование - сложный процесс, в котором наря­ду с явлениями фильтрации и реабсорбции большую роль играют процес­сы активной секреции и синтеза. Если процесс фильтрации протекает в основном за счет артериального давления, т.е. за счет функционирования сердечно-сосудистой системы, то процессы реабсорбции, секреции и син­теза являются результатом активной деятельности эпителия канальцев и требуют затраты энергии. С этим связана большая потребность почек в кислороде. Они используют кислорода в 6-7 раз больше, чем мышцы (на единицу массы).

Моча человека представляет собой прозрачную, соломенно-желтого цвета жидкость, с которой из организма выводятся наружу вода и растворенные конечные продукты обмена (в частности, азотсодержащие вещества), минеральные соли, ядовитые продукты (фенолы, амины), продукты распада гормонов, биологически активные вещества, витамины, ферменты, лекарственные соединения и т.д. В целом всего с мочой выделяется около 150 различных веществ. За сутки человек выделяет в сред­нем от 1 до 1,5 л мочи, преимущественно слабокислой реакции; рН ее ко­леблется от 5 до 7. Реакция мочи непостоянная и зависит от питания. При мясной и богатой белками пище реакция мочи кислая, при растительной пище - нейтральная или даже щелочная. Удельный вес (относительная плотность) мочи зависит от количества принятой жидкости. В норме в те­чение суток удельный вес мочи у детей старшего возраста находится в диапазоне 1,010-1,025, у дошкольников 1,008 – 1,016.. За су­тки с мочой выделяется в среднем 60 г плотных веществ (4%). Из них ор­ганических веществ выделяется в пределах 35-45 г/сутки, неорганических - 15-25 г/сутки. Из органических веществ почки удаляют с мочой больше всего мочевины: 25-35 г/сутки (2%), из неорганических - поваренной соли (хлористого натрия) - 10-15 г/сутки. Кроме названных главных компонен­тов, за сутки почки удаляют с мочой такие органические вещества, как креатинин - 1,5 г, мочевую, гиппуровую кислоты - по 0,7 г, неорганиче­ские вещества: сульфаты и фосфаты - по 2,5 г, окись калия - 3,3 г, окись кальция и окись магния - по 0,8 г, аммиак - 0,7 г и т.д.

Образующаяся в почках конечная моча поступает из канальцев в собирательные трубки, далее в почечную лоханку, а из нее - в мочеточник и мочевой пузырь.

Мочеиспускание представляет собой сложный рефлекторный акт, заключающийся в одновременном сокращении стенки мочевого пузыря и рас­слаблении его сфинктера. Непроизвольный рефлекторный центр мочеиспус­кания находится в крестцовом отделе спинного мозга.

Регуляция деятельности почек осуществляется нервным и гуморальным путями. Прямая нервная регуляция работы почек выражена слабее, чем гуморальная. Как правило, оба вида регуляции осуществляются параллельно гипоталамусом или корой. Однако выключение, высших корковых и подкорковых центров регуляции не приводит к пре­кращению мочеобразования. Нервная регуляция мочеобразования больше всего влияет на процессы фильтрации, а гуморальная - на процессы реабсорбции.

Нервная система может влиять на работу почек как условнорефлекторным, так и безусловнорефлекторным путями. Большое значение для реф­лекторной регуляции деятельности почек имеют следующие рецепторы:

1) осморецепторы - возбуждаются при дегидратации (обезвожива­нии) организма;

2) волюмрецепторы - возбуждаются при изменении объема разных отделов сердечно-сосудистой системы;

3) болевые - при раздражении кожи;

4) хеморецепторы - возбуждаются при поступлении химических веществ в кровь.

Безусловнорефлекторный подкорковый механизм управления мочеотделением (диурезом) осуществляется центрами симпатических и блу­ждающих нервов, условнорефлекторный - корой.

Кора большого мозга влияет на работу почек как непосредственно через вегетативные нервы, так и гуморально через гипоталамус, нейросекреторные ядра которого являются эндокринными и вырабатывают анти­диуретический гормон (АДГ) - вазопрессин. Этот гормон по аксонам ней­ронов гипоталамуса транспортируется в заднюю долю гипофиза, где он накапливается, превращается в активную форму и в зависимости от внутренней среды организма поступает в большем или меньшем количестве в кровь, регулируя образование мочи.

У детей грудного возраста акт мочеиспускания непроизвольный, и только с возрастом он начинает регулироваться сознанием и волевыми усилиями. При наполнении мочевого пузыря происходит повышение давления на его стенки, что вызывает сокращение мышечной оболочки пузыря и расслабление сжимателей (сфинктеров). Формирование условного рефлекса и навыков опрятности можно начинать с 5—б мес. детей 8—9 мес уже сажают на горшок (через 10— 15 мин после очередного приема пищи и сразу после сна). К концу 1-го года жизни в периоды бодрствования ребенок должен проситься на горшок Устойчивый навык пользоваться горшком закрепляется обычно на 2—З-м году жизни.
При правильном воспитании здоровые дети к концу 1-го — началу 2-го года жизни просятся на горшок, однако во время сна, увлекательных игр, волнения непроизвольное мочеиспускание может наблюдаться у детей до трехлетнего возраста.