Formarea și eliminarea urinei

Rinichiul primește permanent sânge, dar nu transformă tot acest sânge în urină. Lichidul care ajunge în nefron este modificat în mai multe etape, iar numai o mică parte va fi eliminată. Imaginea de ansamblu cuprinde filtrarea glomerulară, reabsorbția tubulară și secreția tubulară. Prima formează filtratul inițial; a doua întoarce în sânge apă și substanțe utile; a treia adaugă în lichidul tubular unele substanțe care trebuie eliminate.

Nefronul începe cu un corpuscul renal, unde capilarele sunt înconjurate de capsula Bowman. Urmează tubul nefronului, înconjurat de vase prin care au loc schimburi cu sângele. La sfârșit, lichidul devenit urină este colectat și ajunge în pelvisul renal, apoi în ureter. Vezica nu formează urina, ci o păstrează până la micțiune.

O parte din substanțele din sânge sunt prea mari pentru a trece filtrul normal, iar multe molecule mici filtrate sunt recuperate ulterior. Astfel, compoziția urinei finale diferă de cea a filtratului inițial. Pentru fiecare etapă există o lecție dedicată: Filtrarea glomerulară, Reabsorbția tubulară, Secreția tubulară și Eliminarea urinei și micțiunea. Compară-le prin direcția în care se mișcă substanțele și locul în care are loc procesul.

Formarea urinei are trei procese. Filtrarea glomerulară are loc în corpusculul renal și formează aproximativ 180 L de filtrat pe zi (aproximativ 125 mL/min). Reabsorbția tubulară readuce în sânge aproximativ 99% din filtrat: apă, glucoză, aminoacizi, ioni. Secreția tubulară adaugă în tub ioni de hidrogen, de potasiu și substanțe străine. La final, cantitatea de apă din urină depinde de ADH, iar cea de sodiu și potasiu de aldosteron.

Urina finală are un volum de 1–2 L pe zi. Ea este alcătuită din aproximativ 95% apă și 5% substanțe dizolvate: uree (aproximativ 25–30 g pe zi), acid uric, creatinină, clorură de sodiu și alte săruri. Culoarea galbenă se datorează pigmenților (urocromul). Densitatea este 1,015–1,025, iar pH-ul mediu este aproximativ 6 (între 5 și 7). În mod normal, urina nu conține glucoză, proteine, sânge sau bilirubină. Prezența lor în urină indică o boală: glucoza (glicozurie) în diabetul zaharat, proteinele (proteinurie) și sângele (hematurie) în boli ale glomerulilor sau ale căilor urinare.

Exemplu rezolvat 1: ce parte din filtrat se reabsoarbe? Se filtrează 180 L pe zi, iar se elimină 1,5 L.

1. Volumul reabsorbit: $180-1,5=178,5$ L.
2. Procentul reabsorbit: $\frac{178,5}{180}\cdot 100\approx 99,2\%$.
3. Concluzie: rinichiul recuperează mai mult de 99% din apa filtrată; o scădere cu 1% a reabsorbției (adică 1,8 L în plus) ar mări volumul urinei de peste două ori (de la 1,5 L la 3,3 L).

Exemplu rezolvat 2: interpretarea unei analize de urină. Un pacient are în urină glucoză și bacterii, dar nu are proteine.

1. Glucoza nu apare în mod normal în urină; apare când glicemia depășește pragul renal (aproximativ 180 mg/dL), caz în care reabsorbția nu mai poate recupera toată glucoza filtrată.
2. Bacteriile arată o infecție urinară.
3. Absența proteinelor arată că bariera glomerulară este probabil intactă.
4. Concluzie: diabet zaharat necontrolat, cu infecție urinară, fără leziune glomerulară evidentă.

Rinichiul își reglează funcția după nevoile organismului. Debitul de filtrare rămâne constant la variații ale tensiunii arteriale prin autoreglare, volumul urinei depinde de hormonul antidiuretic, iar eliminarea sodiului și a potasiului depinde de aldosteron. Rinichii elimină și produșii de degradare ai proteinelor (ureea, creatinina), controlează pH-ul sângelui prin secreția ionilor de hidrogen, secretă eritropoietina, care stimulează producerea eritrocitelor, și renina, care reglează tensiunea arterială, și activează vitamina D. Prin aceste funcții, rinichiul participă la homeostazie, nu doar la excreție.

Din aproximativ 180 L de filtrat formați în 24 de ore rezultă, după reabsorbție, circa 1,5 L de urină finală (1–2 L). Compară cele două volume înainte de a calcula apa reabsorbită. Urina finală conține aproximativ 95% apă, uree, acid uric, creatinină și săruri; glucoza și proteinele nu apar în mod normal, iar prezența lor indică o boală.

Reține: urina primară conține aceleași substanțe ca plasma, cu excepția proteinelor mari; urina finală este un lichid foarte diferit de plasmă. ADH reglează reabsorbția facultativă a apei, iar aldosteronul pe cea a sodiului. Volumul urinei se modifică în oligurie (sub 500 mL/zi), anurie (sub 100 mL/zi) și poliurie (peste 2,5–3 L/zi).

Caz explicat: poliuria din diabetul zaharat necontrolat.

1. Glicemia depășește pragul renal (aproximativ 180 mg/dL), deci în filtrat ajunge mai multă glucoză decât poate reabsorbi tubul proximal.
2. Glucoza rămasă în tub reține apa prin presiune osmotică, iar apa nu mai este reabsorbită.
3. Rezultatul: glicozurie și poliurie, cu sete intensă (polidipsie) prin pierderea de apă.
4. Concluzie: glucoza apare în urină nu pentru că filtrul s-a stricat, ci pentru că reabsorbția are o capacitate maximă.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre formarea urinei sunt corecte afirmațiile:

1. Filtrarea glomerulară are loc în corpusculul renal.
2. Reabsorbția facultativă a apei este controlată de ADH.
3. Urina finală conține uree, acid uric și creatinină.
4. Urina primară conține proteine plasmatice mari.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: a. Afirmația 4 este falsă, deoarece bariera glomerulară reține proteinele plasmatice mari.

Greșeli frecvente

• Greșit: Filtratul glomerular este deja urina finală.
  Corect: Filtratul este modificat prin reabsorbție și secreție înainte de a deveni urină finală.
• Greșit: Reabsorbția mută substanțe din sânge în tubul renal.
  Corect: Reabsorbția le readuce din lichidul tubular în sânge.
• Greșit: Rinichii elimină 180 L de urină pe zi.
  Corect: Cei 180 L reprezintă filtratul glomerular; urina finală are aproximativ 1,5 L, pentru că 99% din filtrat este reabsorbit.

Înainte și după