Urina se formează în nefroni prin trei procese succesive: filtrarea glomerulară, care produce zilnic aproximativ 180 de litri de urină primară; reabsorbția tubulară, care recuperează în sânge aproape toată apa și substanțele utile; și secreția tubulară, care adaugă în tub alți produși de eliminat. Rezultă aproximativ 1,5 litri de urină finală pe zi. Iată mecanismul complet, cu ce trebuie să scrii la BAC Biologie.
Nefronul, pe scurt
Fiecare rinichi conține aproximativ un milion de nefroni, unitățile structurale și funcționale ale rinichiului. Un nefron are două părți:
- Corpusculul renal (Malpighi), format din glomerul (un ghem de capilare) și capsula Bowman, care îl înconjoară ca o cupă cu perete dublu.
- Tubul urinifer: tubul contort proximal, ansa Henle (cu un ram descendent și unul ascendent), tubul contort distal, care se varsă într-un tub colector.
Detaliul vascular care explică filtrarea: sângele intră în glomerul printr-o arteriolă aferentă și iese printr-o arteriolă eferentă mai îngustă. Această diferență menține o presiune mare în capilarele glomerulare. Arteriola eferentă formează apoi o rețea de capilare în jurul tubilor, prin care sângele primește înapoi substanțele reabsorbite.
Așezarea rinichilor, structura lor macroscopică și căile urinare sunt descrise în sistemul excretor: rinichiul, nefronul și căile urinare.
Filtrarea glomerulară
Este primul proces, care se petrece în corpusculul renal. Sub acțiunea presiunii sângelui, o parte din plasmă trece din capilarele glomerulare în capsula Bowman. Peretele capilar și foița internă a capsulei funcționează ca un filtru: lasă să treacă apa și moleculele mici, dar rețin elementele figurate și proteinele plasmatice.
Filtrarea are loc doar dacă forța care împinge lichidul afară din capilar e mai mare decât forțele care se opun:
- favorizează filtrarea: presiunea hidrostatică a sângelui din capilarele glomerulare;
- se opun filtrării: presiunea coloid-osmotică a proteinelor plasmatice (care „trag” apa înapoi în capilar) și presiunea lichidului din capsula Bowman.
Diferența lor se numește presiune efectivă de filtrare. Folosind valorile aproximative din manual: 60 mmHg − (32 mmHg + 18 mmHg) = 10 mmHg. Dacă presiunea arterială scade foarte mult, presiunea efectivă devine nulă și filtrarea se oprește.
Lichidul format se numește urină primară (filtrat glomerular). Compoziția lui seamănă cu a plasmei, dar fără proteine: conține apă, glucoză, aminoacizi, săruri minerale, uree, acid uric, creatinină. Volumul ei este de aproximativ 180 de litri pe zi.
Reabsorbția tubulară
Organismul nu își poate permite să piardă 180 de litri de apă și toată glucoza pe zi. De aceea, pe măsură ce urina primară străbate tubul, substanțele utile sunt recuperate din tub înapoi în sânge.
| Substanță | Cât se reabsoarbe | Unde și cum |
|---|---|---|
| Glucoza | complet (la glicemie normală) | tubul contort proximal, prin transport activ |
| Aminoacizii | complet | tubul contort proximal, activ |
| Na+ și alți ioni | în cea mai mare parte | de-a lungul tubului, mult prin transport activ; în tubul distal, sub controlul aldosteronului |
| Apa | aproximativ 99% | pasiv, prin osmoză, urmând substanțele reabsorbite |
| Ureea | parțial | pasiv, prin difuzie |
| Creatinina | nu se reabsoarbe | se elimină în totalitate |
Reabsorbția apei are două componente:
- reabsorbția obligatorie, în tubul contort proximal și ansa Henle, care se produce indiferent de nevoile organismului și recuperează cea mai mare parte a apei filtrate;
- reabsorbția facultativă, în tubul contort distal și tubul colector, reglată de hormonul antidiuretic (ADH), în funcție de cât de hidratat este organismul.
Glucoza are un prag renal. Transportorii din tubul proximal pot recupera doar o anumită cantitate de glucoză. Când glicemia depășește aproximativ 160–180 mg/dl, o parte din glucoză rămâne în tub și apare în urina finală (glicozurie). Acesta este motivul pentru care glicozuria este un semn al diabetului zaharat, detaliat în reglarea glicemiei.
Secreția tubulară
Secreția este „drumul invers” reabsorbției: celulele tubulare preiau substanțe din capilarele din jurul tubului și le trec activ în lumenul tubular. Se secretă:
- ioni de H+ și NH3 (amoniac), prin care rinichiul participă la menținerea echilibrului acido-bazic al sângelui;
- ioni de K+, mai ales în tubul distal, sub acțiunea aldosteronului;
- unele substanțe străine organismului, de exemplu anumite medicamente (penicilina este exemplul din manuale) și coloranți.
Secreția permite eliminarea rapidă a unor substanțe care nu au fost filtrate în cantitate suficientă în glomerul.
Reglarea hormonală: ADH și aldosteron
| Hormon | Unde se formează | Efect asupra rinichiului |
|---|---|---|
| ADH (vasopresina) | sintetizat în hipotalamus, eliberat de lobul posterior al hipofizei | crește reabsorbția apei în tubul distal și colector: urină mai puțină și mai concentrată |
| Aldosteronul | corticosuprarenală | crește reabsorbția Na+ (urmată de apă) și secreția de K+ în tubul distal |
Când bei puțină apă sau transpiri mult, secreția de ADH crește și urina devine concentrată. Când bei multă apă, secreția de ADH scade și elimini urină abundentă și diluată. Lipsa ADH produce diabetul insipid: se elimină volume foarte mari de urină diluată, dar fără glucoză. Mai multe despre acești hormoni găsești în sistemul endocrin: glande, hormoni și disfuncții.
Urina primară vs. urina finală
| Criteriu | Urina primară | Urina finală |
|---|---|---|
| Unde se formează | capsula Bowman | la capătul tubului colector |
| Volum pe zi | aproximativ 180 l | aproximativ 1,5 l |
| Glucoză | prezentă | absentă (în mod normal) |
| Proteine | absente (practic) | absente (în mod normal) |
| Concentrația ureei | ca în plasmă | mult mai mare |
Urina finală conține în principal apă, uree, acid uric, creatinină și săruri minerale. Ea trece în bazinet, apoi prin uretere ajunge în vezica urinară, de unde este eliminată prin uretră (micțiune).
- Ordinea: filtrare glomerulară → reabsorbție tubulară → secreție tubulară.
- Filtrarea reține elementele figurate și proteinele; urina primară are aproximativ 180 l/zi.
- Glucoza și aminoacizii se reabsorb complet în tubul proximal; apa, în proporție de aproximativ 99%.
- ADH controlează reabsorbția facultativă a apei; aldosteronul controlează reabsorbția Na+.
- Secreția elimină H+, K+, NH3 și unele medicamente.
Problemă și itemi rezolvați
Problemă: Rinichii unui adult formează într-o zi 180 l de urină primară și elimină 1,5 l de urină finală. Calculați: a) volumul de lichid reabsorbit într-o zi; b) procentul de lichid reabsorbit din urina primară.
a) 180 l − 1,5 l = 178,5 l reabsorbiți.
b) 178,5 × 100 : 180 = 99,17% (aproximativ 99%).
Observația pe care o poți adăuga: aproape tot lichidul filtrat se întoarce în sânge, deci rinichiul nu „scoate” doar apă, ci selectează ce păstrează și ce elimină.
Item (adevărat/fals): „În urina primară a unei persoane sănătoase lipsește glucoza.”
Rezolvare: Fals. Corectare: în urina finală a unei persoane sănătoase lipsește glucoza (în urina primară ea este prezentă).
La itemii de tip „explicați rolul reabsorbției tubulare”, baremul urmărește de obicei două idei: ce se recuperează (apă, glucoză, aminoacizi, săruri) și unde ajung substanțele recuperate (înapoi în sânge). Vezi cum se citește un barem în cum folosești baremul BAC Biologie.
Întrebări frecvente
De ce în urina normală nu există proteine?
Proteinele plasmatice sunt molecule mari, care nu trec prin filtrul glomerular. Prezența lor în urină poate indica o afectare a filtrului renal.
Care e diferența dintre reabsorbție și secreție?
Reabsorbția mută substanțe din tub înapoi în sânge (recuperare), iar secreția mută substanțe din sânge în tub (eliminare suplimentară). Au sensuri opuse.
De ce urinăm mai mult când bem multă apă?
Pentru că secreția de ADH scade, iar tubul distal și cel colector reabsorb mai puțină apă. Rezultă o cantitate mai mare de urină, mai diluată.
Ce înseamnă pragul renal al glucozei?
Este concentrația de glucoză din sânge peste care rinichiul nu mai poate reabsorbi toată glucoza filtrată. Peste acest prag, de aproximativ 160–180 mg/dl, glucoza apare în urina finală.
Exersează formarea urinei în BacBiologie
Formarea urinei este unul dintre procesele din aplicație, explicat etapă cu etapă și reconstituit apoi în mini-jocul de reordonare, iar simulările BAC cu barem conțin itemi despre nefron și reabsorbția tubulară.
Descarcă gratuit pe App Store