Физкульт привет спортсмены, меня зовут Зайцев Игорь, изначально, я хотел написать материал про минеральный обмен и биохимию урины, рассказать какие её химические показатели используются в диагностике функционального состояния спортсмена, но пришёл к выводу, что кроме этой информации, хороший тренер, должен так же обладать базовыми знаниями в области строения и механизма работы почек. По этому давайте  начнём с самого начала и по порядку.

Строение и функции почек.

Почки это парный орган, они располагаются чуть выше поясницы, если быть точным: то между 3-ым поясничным и 11-ым грудным позвонками(рис. 1). Правая почка в большинстве случаев располагается ниже чем левая, связано это с расположением печени. В среднем, вес обеих почек составляет 300 грамм, но не смотря на это, они потребляют 25% крови от общего кровотока и 10% от общего кислорода. Учитывая размеры органа и его запросы, можно смело сделать вывод, что почки имеют высокую интенсивность метаболизма, т.е. они постоянно и много работают, потребляя при этом большое количество энергии.

В почках, энергия(атф) синтезируется в основном за счёт окисления жирных кислот, кетоновых тел и некоторых аминокислот. Лактат, глюкоза, глицерин, которые содержатся в крови, используются почками в меньшей степени. Получается, что основным способом производства энергии в почках, является аэробное окисление субстратов(тканевое дыхание).
Давайте теперь поговорим о самом строении почки, которое изображено на рисунке 2:

Я не буду сильно углубляться в пояснение анатомических терминов и названий, т.к. будет очень сложно адекватно объяснить в тексте и «на пальцах», и пока, что не поясняю каждый сегмент почки, более подробно всё будет описано ниже, когда речь пойдёт про механизм образования мочи. Сначала мы разберём, только структурную составляющую почек, а потом поговорим про их работу.
Давайте перейдём к нефронам — это структурно-функциональная единица почек, которая участвует в образовании мочи. Как выглядит нефрон изображено на рисунке 3:

Что бы вы лучше понимали, что такое нефрон как структурная единица, можно провести параллель с мышечной единицей: что бы выполнить определённое двигательное действие необходима работа двигательных единиц. А Д.Е. — это комплекс структур — аксон,нервные окончания, мышечные клетки и т.д. Нефрон — тоже самое, и из чего он состоит вы видите на рисунке, это не клетка почки, как я думал в школе. Повторяю, все поясния будут ниже, когда поговорим про механизм образования мочи.
На рисунке 4 изображена почка немного в другом разрезе, что бы вы визуально представляли как нефроны располагаются внутри.

Основные функции почек.
— Выведение из организма воды и конечных продуктов обмена веществ, таких как мочевина, мочевая кислота, креатинин, гиппуровая кислота и т.д. В общем экскреция — это основная функция.
— Гомеостатическая функция почек. Почки поддерживают, контролируют количество воды в организме. При увеличенном потреблении воды(гипергидратации) происходит усиленное образование и выделение гипотонической мочи. Во время дегидратации, почки задерживают воду и выводят мочу.
— Почки поддерживают гомеостаз организма. Поддержание кислотно-щелочной среды, осмотического давления, кровяного давления и т.д.
— Регуляция водно-солевого баланса.
— Секреция и участие в синтезе биологически активных веществ: ферменты, гормоны.
— Участвуют в процессах промежуточного метаболизма. Глюконеогенез, расщепление пептидов.
Механизм образования урины.
Образование мочи в организме протекает в три этапа: ультрафильтрация, реабсорбция, секреция.
Ультрафильтрация. Этот процесс протекает в сосудистых клубочках, теперь стоит уточнить само строение сосудистого клубочка,т.к. на рисунке я не показал его подробное строение. Дело в том, что он представляет собой сплетение капилляров, окруженных капсулой, которая называется — капсула Шумлянского-Боумена. В тот момент, когда ток крови идёт по капиллярам в сосудистом клубочке, часть плазмы крови переходит в капсулу(см. рис.5) — таким образом образуется первичная моча, которая по своему содержанию отличается от плазмы крови только отсутствием белков. Поры, через которые фильтруется кровь имеют небольшой диаметр, поэтому через них проходят вещества только с низкой молекулярной массой(вода, глюкоза, аминокислоты и т.д.).

Сам процесс ультрафильтрации происходит благодаря тому, что в клубочках поддерживается высокое давление, а происходит это за счёт того, что диаметр приносящей артериолы больше на 30 процентов чем выносящей. В сутки через почки человека протекает около 1500-1800 литров крови, из неё образуется 150-180 литров первичной мочи.
Реабсорбция(обратное всасывание). После ультрафильтрации в клубочке, первичная моча поступает в проксимальный каналец и далее в петлю Генле, в основном именно в этих метах протекает второй этап мочеобразования — реабсорбция, те. происходит обратное всасывание из первичной мочи в кровь важных для организма веществ: вода(из 180 литров первичной мочи реабсорбируется примерно 178 литров воды), глюкоза, аминокислоты, витамины, неорганические вещества. Схематично этот процесс показан на рисунке 6. Получается, что во время второго этапа из первичной мочи в кровь, возвращаются вещества, которые не являются «ненужными» для организма.

Реабсорбция очень энергозатратный процесс, особенно много энергии требуется на всасывание ионов натрия. И как я уже говорил выше, основной способ производства энергии в почках это — тканевое дыхание.
Секреция. Заключительный этап образования мочи, который протекает в дистальных канальцах и именно там из капиллярной сети поступают в просвет почечных канальцев такие вещества как: ионы калия, аммония, водорода, чужеродные вещества, токсины, лекарства, мочевина, мочевая кислоты и т.д. Простыми словами: в ходе этого процесса организм избавляется от метаболитов жизнедеятельности.

После всех трёх этапов, вторичная(конечная моча) поступает по собирательной трубочке в лоханку и далее в мочевой пузырь, после чего выводится из организма.
Давайте теперь весь процесс мочеобразования проговорим в двух словах: кровь поступая в сосудистые клубочки, начинает отдавать в капсулу практически все вещества кроме белков, образуя первичную мочу, далее она поступает в проксимальный каналец, где протекает этап реабсорбции, в ходе которого всасываются обратно в кровь необходимые организму вещества, далее моча попадает в дистальный каналец, где в неё из крови секретируются «ненужные» метаболиты жизни деятельности организма, образуется конечная моча, после этого она поступает по собирательной трубочке в лоханку, далее в мочевой пузырь и затем выводится из организма. Таким образом организма избавляется от ненужных веществ путём образования и выведения мочи.
Биохимический состав мочи.
Как я уже говорил вначале статьи, моча может использоваться в спортивной практике для определения состояния спортсмена. По этому давайте поговорим о веществах, которые содержатся в моче и их допустимой концентрации. В целом, в моче обнаружено около 150 разных органических и неорганических соединений, но мы разберём основные.
Мочевина. Напомню в двух словах, что это за соединение, зачем нужно и откуда берётся. Когда в организме распадается белок, конечным продуктом этого процесса является аммиак, он для нашего организма сильно токсичен, по этому один из способов его утилизации это преобразование его в мочевину. Подробней этот процесс я рассказывал в этом видео. За сутки выделяется с мочой 20-35 г мочевины, её количество тесно связано с употреблением белка(70 г белка приводит к образованию примерно 30 г мочевины), чем больше человек употребляет в пищу богатые белком продукты, тем больше её образуется. Так же рост концентрации мочевины в моче может быть связано с физической работой большого объёма, в этом случае это связано с распадом собственных мышечных белков.
Мочевая кислота. Это соединение является конечным продуктом распада нуклеиновых кислот, подробнее в этом видео. За сутки выделяется около 0,5 — 1 г мочевой кислоты, стоит отметить, что она может образовывать камни в мочевом пузыре и почках, т.к. мало растворима вводе. Стабильно повышенный уровень концентрации мочевой кислоты, является фактором риска для появления патологий мочевыделительной системы.
Креатинин. Является конечным продуктом распада креатинфосфата, напомню, что это соединение является источником энергии во время алактатного способа энергообеспечение, который необходим для работы максимальной интенсивности или мощности. Выделение креатинина за сутки примерно 1-2 г, считается, что существует взаимосвязь между количеством мускулатуры и креатинином. Хотя на мой взгляд, очень много факторов могут исказить картину. Например: приём креатина, тренировки с акцентом и без акцента на максимальную мощность, и т.д.
Аминокислоты. Содержание в моче меньше 1 г, заивист от характера питания и эффективности работы печени, так же могут содержатся производные от аминокислот(гиппуровая и др.)
Аммиак, аммоний. Как я уже говорил выше, аммиак оказывает на клетки сильное токсическое воздействие и организм всеми способами пытается его устранить, основной способ это цикл мочевины, но сама мочевина образуется в печени. Другой вариант, когда аммиак выводится из организма в составе глутамина(основной его переносчик). Содержание в моче 0,5-0,9 г, ниже изображена небольшая схема как это происходит.

Глутамин с током крови проникает в клетки почечных канальцев, где гидролизируется до глутамата с высвобождением одной молекулы аммиака(путём диффузии попадает в мочу, соединяется с протоном и выводится из организма), затем глутамат под действием фермента(глутаматдегидрогеназа) превращается в 2-оксоглутарат с высвобождением молекулы аммония, который превращается в аммиак и так же выводится из организма. 2-оксоглутарат вступает в цитратный цикл(процесс с участием аминокислот).
Неорганические соединения. В моче присутствуют практически все неорганические вещества, которые есть в крови, но больше всего в ней хлористого натрия(NaCl), его содержание составляет 8-15 г, а общее количество неорганических веществ 15-25 г в сутки, но это зависит от характера питания.
Патологические вещества в урине
Есть определенный список веществ, которые в моче здорового человека не обнаруживаются, либо содержатся в незначительных количествах и обычными лабораторными методами не проявляются. В тоже время очень большой объём работы(чаще всего запредельные нагрузки) могут вызвать появление этих веществ в моче.
Белок. Это явление в медицине называется протеинурия. Помните мы говорили про первый этап образования мочи, ультрафильтрацию, когда через стенку капилляров, сквозь маленькие поры, попадают в капсулу различные вещества небольшого размера? Так вот основная причина появления белка в моче, это нарушения этой фильтрации, т.е. когда белок проникает через поры по каким-то причинам, будь то повышенное давление или дефект самих пор. При болезнях почек и сердечно сосудистой системы наблюдается протеинурия, но её может вызвать и большие физические нагрузки.
Глюкоза. Она практически отсутствует в моче, в процессе реабсорбции у здорового человека, все молекулы глюкозы реабсорбируют в кровь. Но при некоторых заболеваниях или больших физических нагрузках, с мочой выделяется повышенное количество глюкозы, в медицине это явления называется глюкозурия.
Кетоновые тела. У здорового человека концентрация кетоновых тел в урине очень маленькое, повышение наблюдается тогда, когда в организме большая часть энергии образуется из жира. Более подробно метаболизм жирных кислот я рассмотрел в этом видео.
Кровь. В моче здорового человека не должна наблюдаться кровь, когда это происходит, в медицине это называют — гематурия. Причин появления красных клеток крови большое количество и не является темой данной статьи.
Вывод
Почки сильно нагружаемый орган человека, очень часто слышал как их называют «второе сердце», ежедневно этот орган проделывает колоссальную работу и тратит много энергии, продуктом метаболизма почек является урина, по содержании веществ в которой, спортивный врач или тренер, может оценить функциональное состояние спортсмена или эффективность тренировочной программы. В будущем возможность напишу более подробный материал по интерпретации анализов, по этому подписывайтесь на канал и добавляйтесь в группу вконтакте. В следующем выпуске поговорим про водно-минеральный обмен.
Автор статьи: Игорь Зайцев
Группа вконтакте - мне будет очень приятно если вы добавитесь.
Канал на Youtube - буду от всей души благодарен за подписку.
Список используемой литературы:
Биохимия двигательной деятельности - С.С. МихайловФизиология человека - А.С. Солодков, Е.Б. СологубАнатомия человека - М.Ф. ИваницкийНаглядная биохимия - Кольман Я., Рём К. - Г.Наглядная медицинская биохимия - Дж.Г. Солвей

Физкульт привет спортсмены, настало время поговорить про интересующий многих вопрос: что делать с целлюлитом? Но для начала давайте я расскажу как так получается, что на человеческих тушках образуется целлюлит и что это вообще такое?

Простыми словами — это дисфункция(не способность полноценно функционировать) жировой ткани, в следствии которой нарушаются циркуляция крови и лимфоотток. Что бы разобрать, максимально подробно и до всех мелочей, причины возникновения целлюлита, мне необходимо подойти к вопросу с точки зрения всего организма и объяснить всё по порядку.

1. Где находится жировая ткань? Для полного понимания вопроса, давайте разберём строение кожи:

Кожа состоит из трёх слоёв:

— Эпидермис(наружный слой)

— Дерма

— Гиподерма(внутренний слой кожи или подкожный жировой слой)

Эпидермис. Этот слой очень тонкий и даже прозрачный, толщина его от 0,3 до 4 мм. Такой разброс обусловлен тем, что там где поверхность кожи подвергается частым механическим воздействиям(подошва, ладони), толщина значительно больше. Клетки эпидермиса постепенно отслаиваются, на их место приходят новые, из глубоких слоёв, которые там непрерывно размножаются.

Дерма. Толщина от 0,5 до 5 мм, в этом слое содержаться различные коллагеновые и эластичные волокна, нервы, капилляры и лимфа. Именно благодаря многочисленным волокнам, кожа обладает эластичностью.

Гиподерма. Состоит из жировой ткани — подкожной жировой клетчатки. У взрослого человека масса жировой ткани достигает 10-15 кг.

Таким образом получается, что почти вся наша жировая ткань, жировая клетчатка находится в одном из слоёв кожи — в гиподерме, и это активная ткань, а не просто резервуар для лишней энергии.

2. Что такое и для чего нужна подкожная жировая клетчатка? И по каким причинам у женщин её больше?

Подкожная жировая клетчатка — место хранения и синтеза собственных жиров и липидов, которые выполняют огромное количество функции в организме — энергетическую, структурную, защитную, регуляторную и т.д., подробнее об этом я рассказываю вот тут. Жировые клетки называются адипоцитами и бывают двух видов: белые жировые клетки и бурые жировые клетки, давайте разберёмся в чём разница:

Белые жировые клетки. Содержат в себе большую каплю жира, которая занимает почти всё пространство внутри, ядро находится на периферии, около мембраны. Накопленный жир представлен в виде триглицеридов(три жирные кислоты соединённые между собой) и сложных эфиров холестерина, всё это является резервом, который используется в случаи необходимости. Белые жировые клетки обладают секреторными функциями, они способны выделять некоторые гормоны: резистин(управляет чувствительностью клеток к инсулину), адипонектин(регулирует энергетическое равновесие) и лептин(подавляет чувство голода, регулирует энергетический обмен). Строение белого адипоцита выглядит так:

Бурые жировые клетки. В отличии от белых адипоцитов, содержат в себе маленькие капли жира расположенные по всей клетки, в следствии чего ядро находится в центре. Содержат в себе большое количество митохондрий, в цитохромах которых, содержится железо и именно поэтому, визуально, жировая ткань приобретает бурый цвет. Основная функция бурого жира — это поддержание температуры тела, бурая жировая ткань является самой подходящей для этого, т.к. окислительная способность её митохондрий в два раз больше, чем в белой жировой ткани. На самом деле, бурый жир никак не влияет на развитие целлюлита, но для полного понимания картины я не мог про него не упомянуть. Строении клетки выглядит так:

3. Почему тело женщины, физиологические имеет больше жира? И почему целлюлитом страдают чаще женщины?

Тут всё очень просто: ответ на этот вопрос, находится в самом вопросе. Целлюлит развивается чаще у женщин только потому, что женское тело физиологически имеет больше жировой клетчатки, чем мужское, это напрямую связано с репродуктивной функцией женского организма. Во время беременности, женщина должна «кормить и греть» сразу два организма, свой и ребенка, именно по этой причине она физиологически имеет больше жировой клетчатки, ведь энергия на жизнеобеспечение обоих организм берёт именно оттуда. Такая ситуация была предусмотрена генетической эволюцией для повышения выживаемости вида.

4. Патогенез целлюлита. Как и почему всё таки появляется целлюлит?

Причин развития целлюлита на самом деле много, некоторые вы знаете, а от некоторых удивитесь. Давайте пойдём по порядку:

Место, где происходит нежелательная для нас ситуация это гиподерма кожи, там где находится жировая ткань. Основные причины появления целлюлита это то, что жировые клетки увеличиваются в размерах, происходит это по разным причинам, в результате нарушаются метаболические реакции внутри этих клеток, страдают структурные ткани и в конце концов затрудняется ход лимфы и крови. Так мы получаем огромные жирные клетки, вместе застоями и отёками. Выглядит всё вот так:

Теперь поговорим о причинах, почему жировые клетки увеличиваются, почему человек накапливает лишний жир. Конечно, во главе всего стоит питание, если будет профицит калорий, в организм будет поступать с пищей энергии больше, чем необходимо, в результате жир будет накапливаться, что приведёт в конечном итоге к целлюлиту. Но я хочу поговорить про другие причины, которые не так очевидны:

Резкий набор веса в возрасте 20 — 22 лет. Часто случается так, что в этом возрасте, и мужчина, и женщина могут поправиться на какое-то количество килограмм. Конечно, в основном это связано с питанием, но не всё так просто. Дело в том, что до полного «созревания» всех систем организма, жировая ткань не могла полностью выполнять свою функцию — резервировать энергию, т.к. организм рос и нуждался в большом количестве энергии, чаще всего все запасы или лишняя энергия с пищи уходили именно на рост. В возрасте 20 — 22 года, организм уже полностью сформировался, и не требует дополнительной энергии, жировая ткань начинает в полной мере выполнять свою функцию, она начинает интенсивно запасать энергию, что ведёт к набору веса, плюс эту ситуацию усугубляет то, что как правильно человек не следит за своим питанием, и продолжает есть так же как раньше, но раньше организм рос и требовал больше энергии, а в 22 года рост остановился, а обильное питание продолжилось, отсюда вытекают и все проблемы — лишний вес и целлюлит.

Половая жизнь и потеря девственности. Никто сейчас не будет отрицать, что и мужчины и женщины начинают вести половую жизни уже в 15-16 лет, а то и раньше. Потеря девственности для женщины, это конкретный физиологический сигнал для организма, что бы готовиться к новому периоду билогической жизни — беременность и материнство. Вся эта история запускает механизмы, которые ранее не были аквины, организм начинает готовиться, перестраиваться функционально, в том числе происходит накопление жировой ткани, а беременность не наступает. Механизмы работают, организм «ждёт», а оплодотворения всё нет, так же создают дополнительные проблемы медикаментозные способы контрацепции. В конечном итоге, с точки зрения физиологии, задержка оплодотворения не имеет весомых причин, такое состояние может длиться не один год, в итоге это приводит к торможению репродуктивных механизмов женщины,самые безобидные последствия которых и есть накопление жировой ткани и целлюлит. Т.е. организм считает, что нужно копить энергию, т.к. скоро будет материнство, а его не происходит, и так длится может очень долго, и в конечном итоге мы имеем ожирение и целлюлит. Естественно это не основная причина, есть ещё питание, образ жизни, экология и т.д. и т.п. Вывод такой: что половые акты, а особенно лишение девственности, готовят организм к материнству со всеми вытекающими последствиями.

Ещё больше ухудшает ситуацию замедления репродуктивных функций с последующим увеличением жировой ткани это прерывание беременности или аборты. Ситуация такая же как и было сказано выше, только всё уже более серьёзно и интенсивно, если девушка забеременела, внутренняя среда начинает изменятся, организм перестраиваться. Потом происходит аборт, для женщины всё прекратилось за один момент, а вся развертка организма к беременности инертна, он не может так быстро перестроится, хоть и плода больше нет. Таким образом получается, что девственность и аборты могут сильно повлиять на развитие липоидной гипертрофии и целлюлита.

Роль лимфы и метаболизм жиров. Для полного понимания почему и как увеличивается жировая ткань, и в частности, почему происходит её дисфункция(образование целлюлита), необходимо сказать пару слов про лимфу и метаболизм жиров. Лимфатическая система образует при помощи капилляров, сосудов и узлов русло, по которому протекает лимфа. Всё примерно тоже самое как и с системой крови. Самая лимфа — это бесцветная жидкость, в которой содержится большое количество лимфоцитов, её ещё называют сукровицей. Основные функции это:

— возвращение продуктов не способных проникнуть в кровь(белки, инородные частицы и т.д.);

— транспортировка пищевых веществ из просвета тонкого кишечника в воротную вену;

— иммуннозащитная;

— производство лимфоцитов и антител

Стоит отметить, что содержание жиров(некоторые причины повышения изложены были выше) в лимфе имеет очень строгое значение, и любое изменение в одну или другому сторону воспринимается организмом как нарушение гомеостаза, т.е. угроза организму. В это место сразу направляются различные иммунные тела и в первую очередь фагоциты. Сейчас я опущу научность повествования и расскажу простым языком: суть такая, у человека повышается содержание жиров в организме по каким либо причинам(выше о них писал), это влияет на концентрацию жиров в лимфе, она растёт, организм это воспринимает как угрозу жизни и отправляется туда фагоциты(ребята которые пожирают другие клетки и вещества), они начинают поедать лишний жир, растут в размерах и превращаются в ксантомы и гранулемы — это большие, многоядерные фагоциты, которые в три раза больше чем жировая клетка. В конечном итоге они там "застревают" и нарушают микроциркуляцию лимфы, образуются застои, т.к. пропускной способности лимфатической системы не хватает. По итогу получаем лимфостаз, отёки и как следствии гипотрофию жировой ткани и её внешнее проявление целлюлит. Лимфостаз — это скопление лимфы в узлах и сосудах(благодаря огромным фагоцитам), которое приводит к структурным и функциональным изменениям гиподермы.

Способы профилактики дистрофии жировой ткани. Я посмотрел конечно не все возможные источники информации по способу профилактики, но что-то посмотрел. Главная задача, которая стоит перед человеком, который хочет избавиться от этого недуга — это улучшить метаболизм и лимфоотток. Моё мнение, что самое эффективное средство это питание с небольшим дефицитом, в сочетании с физической нагрузкой и активным образом жизни. Никакие мази, крема, обертывания, массажи, липосакции не могут быть по настоящему эффективные, т.к. борются со следствием, а не причиной.

На этом я с вами прощаюсь, постарался написать статью максимально простым языком, надеюсь это у меня получилось. Спасибо за внимание.

Автор статьи: Игорь Зайцев

Группа вконтакте - мне будет очень приятно если вы добавитесь.

Канал на Youtube - буду от всей души благодарен за подписку.