Регуляция мочеиспускания
Как управляется мочеиспускание — сфинктеры и нервный контроль.
Что такое регуляция мочеиспускания
Мочеиспускание — это контролируемый процесс опорожнения мочевого пузыря. У него двойная природа: с одной стороны, это рефлекс, который запускается автоматически, когда пузырь наполнен; с другой — навык, который человек учится контролировать в детстве и может удерживать сознательно. Эта двойственность возможна потому, что мочеиспускание управляется одновременно непроизвольной (автономной) и произвольной (сознательной) ветвями нервной системы.
Физиология процесса разобрана в разделах Мочевыводящие пути и Нервная система. Здесь же — о том, как именно организм управляет выходом мочи и почему это работает и у младенцев, и у взрослых, хотя по-разному.
Две фазы: накопление и опорожнение
Работу мочевого пузыря удобно разделить на две фазы, каждая из которых требует согласованной работы мышц и нервов.
Пузырь наполняется, его стенка растягивается, но давление внутри остаётся низким. Мышца стенки — детрузор — расслаблена. Сфинктеры (мышечные замыкатели на выходе) закрыты, моча удерживается. Эта фаза занимает большую часть времени между походами в туалет.
Детрузор сокращается, сфинктеры расслабляются, моча выходит. Этот процесс должен быть быстрым и полным: неполное опорожнение оставляет остаточную мочу, которая становится средой для инфекций. Здоровое мочеиспускание длится несколько секунд.
Эти две фазы взаимоисключающие: либо пузырь наполняется и удерживает, либо опорожняется. Переключение между ними происходит резко и управляется нервной системой — именно в этом переключении и заключается регуляция.
Два сфинктера: автоматический и произвольный
Выход из мочевого пузыря закрывают два мышечных кольца-замыкателя, расположенных одно за другим. Они работают на разных уровнях контроля.
- Внутренний сфинктер находится прямо на выходе из пузыря, у его шейки. Он сделан из гладких мышц — тех, которыми мы не управляем сознательно. Работает автоматически: сокращается, когда пузырь наполняется, и расслабляется, когда приходит время мочиться. Контролируется автономной нервной системой — той, что управляет сердцем, кишечником и другими «автоматическими» процессами.
- Наружный сфинктер расположен ниже, в мочеиспускательном канале. Он сделан из поперечнополосатых мышц — тех же, что и скелетные мышцы рук и ног. Мы можем управлять им сознательно: удерживать мочу усилием воли или расслабить, чтобы опорожниться. Контролируется соматической нервной системой — той, что управляет произвольными движениями.
Именно наличие двух сфинктеров и делает возможным сознательный контроль. Даже если внутренний сфинктер открылся автоматически, наружный можно удерживать закрытым усилием воли — и этим мы пользуемся каждый день.
Нервная система: три уровня управления
Мочеиспускание управляется на трёх уровнях нервной системы, от простого к сложному. Каждый уровень вносит свою часть в общий механизм.
В крестцовом отделе спинного мозга (в нижней части спины) находится центр мочеиспускания — группа нейронов, которая запускает рефлекс опорожнения. Когда рецепторы в стенке пузыря сообщают, что он наполнен, этот центр посылает команду: детрузору — сократиться, внутреннему сфинктеру — расслабиться. У младенцев этот уровень работает сам по себе, без контроля сверху.
В стволе мозга (в его части, называемой мост) есть координирующий центр, который синхронизирует работу детрузора и сфинктеров: он следит, чтобы они не сокращались одновременно. Этот центр работает автоматически, но уже учитывает сигналы сверху — от коры.
Лобные доли коры головного мозга дают нам сознательный контроль. Именно отсюда исходит команда «удержать» или «можно расслабиться». Кора тормозит рефлекс мочеиспускания, пока мы не окажемся в подходящем месте. Этот уровень созревает постепенно — именно поэтому маленькие дети не могут контролировать мочеиспускание: связь между корой и нижними центрами ещё формируется.
Когда пузырь наполняется, сигнал идёт вверх по спинному мозгу в ствол и кору. Кора решает: «пока рано» — и посылает тормозной сигнал вниз, который удерживает наружный сфинктер закрытым. Когда человек решает опорожниться, кора снимает торможение, ствол мозга координирует процесс, а спинной мозг запускает рефлекс. Всё происходит за доли секунды.
Рецепторы растяжения: датчики наполнения
В стенке мочевого пузыря встроены рецепторы растяжения — нервные окончания, чувствительные к натяжению ткани. Когда пузырь наполняется, его стенка растягивается, и рецепторы это фиксируют. Сигнал от них идёт по нервам в спинной мозг, а оттуда — выше, в ствол и кору.
Чувствительность этих рецепторов различается. Первые сигналы начинают поступать, когда пузырь наполнен примерно на треть — это лёгкое ощущение «пора бы». По мере дальнейшего наполнения сигнал усиливается, и мы чувствуем нарастающий позыв. Если пузырь переполнен, сигнал становится императивным — организм буквально требует опорожнения, и удерживать его становится трудно или невозможно.
Это не просто неприятное ощущение — это защитный механизм: переполненный пузырь может повредиться или дать застой мочи, который создаёт риск инфекции. Подробнее об инфекциях — в разделе Мочевыводящие пути.
Два отдела автономной нервной системы
Автоматический уровень регуляции — тот, что работает без нашего участия, — управляется двумя ветвями автономной нервной системы. Они всегда работают в противовес друг другу, создавая баланс.
- Симпатическая нервная система (от греч. «сочувствие», «согласие») активна в фазе накопления. Она расслабляет детрузор и сокращает внутренний сфинктер — то есть помогает удерживать мочу. Этот отдел связан с состоянием бодрствования и активности: когда мы заняты делами, симпатическая система работает, и пузырь спокойно наполняется, не отвлекая нас.
- Парасимпатическая нервная система (от греч. «около», «рядом с») активна в фазе опорожнения. Она сокращает детрузор и расслабляет внутренний сфинктер — то есть запускает мочеиспускание. Этот отдел связан с отдыхом и восстановлением: именно поэтому в расслабленном состоянии (например, дома, в безопасной обстановке) мочеиспускание происходит легче.
Переключение между этими отделами происходит автоматически, но на него влияет общее состояние организма. Стресс, например, усиливает симпатическую активность — и мочеиспускание затрудняется или откладывается. Подробнее об автономной нервной системе — в разделе Вегетативная нервная система.
Как формируется контроль в детстве
Новорождённый не контролирует мочеиспускание: рефлекс запускается автоматически, как только пузырь наполняется до определённого объёма. Связь между корой и нижними центрами ещё не сформирована — сигналы просто не доходят до сознания, и ребёнок не чувствует позыва заранее.
Постепенно, к 1,5–2 годам, созревают нервные пути между спинным мозгом и корой больших полушарий. Ребёнок начинает чувствовать, что пузырь наполнен, — это первый шаг. Затем, к 2–3 годам, созревает способность произвольно сокращать наружный сфинктер и удерживать мочу. Это навык, который требует тренировки: мозг учится посылать тормозные сигналы вниз и удерживать рефлекс.
К 4–5 годам большинство детей полностью контролируют мочеиспускание днём, а к 5–7 годам — и ночью. Ночной контроль формируется позже потому, что требует более глубокой интеграции сигналов: ребёнок должен научиться просыпаться от сигнала наполненного пузыря или удерживать мочу всю ночь.
Что происходит при нарушениях
Поскольку регуляция мочеиспускания зависит от согласованной работы нервной системы и мышц, нарушения могут возникать на разных уровнях. Вот типичные примеры.
Нарушение работы пузыря из-за повреждения нервов или спинного мозга. Может проявляться по-разному: либо пузырь не опорожняется полностью (детрузор не сокращается), либо, наоборот, мочеиспускание становится непроизвольным (кора не контролирует рефлекс). Бывает после травм, при рассеянном склерозе, диабетической нейропатии.
Детрузор сокращается слишком часто и сильно, даже при небольшом наполнении пузыря. Человек чувствует императивный (внезапный, непреодолимый) позыв, мочится часто, иногда не успевает дойти до туалета. Причина — повышенная чувствительность рецепторов или нарушение торможения со стороны коры.
Моча подтекает при кашле, чихании, смехе, физической нагрузке — то есть при повышении давления в животе. Причина — слабость мышц тазового дна и сфинктеров, которые не выдерживают нагрузки. Чаще встречается у женщин после родов или в менопаузе.
Невозможность полностью опорожнить пузырь. Может быть острой (внезапная полная блокада) или хронической (остаточная моча после каждого мочеиспускания). Причины — механическая преграда (например, увеличенная предстательная железа у мужчин) или нарушение сокращения детрузора.
Общее правило: если мочеиспускание стало слишком частым, слишком редким, болезненным или непроизвольным — это сигнал, что что-то нарушено, и стоит разобраться. Многие из этих состояний поддаются коррекции, если понять, на каком уровне сбой.
Связи с другими системами
- Выделительная система: мочеиспускание — финальный этап работы всей системы, и его регуляция определяет, как эффективно организм выводит мочу. Подробнее — в разделе Выделительная система.
- Мочевыводящие пути: пузырь и сфинктеры — анатомическая основа мочеиспускания; их работа управляется нервной системой. Подробнее — в разделе Мочевыводящие пути.
- Нервная система: регуляция мочеиспускания — яркий пример многоуровневого контроля: спинной мозг, ствол, кора, автономная и соматическая ветви работают вместе. Подробнее — в разделе Нервная система.
- Автономная нервная система: симпатический и парасимпатический отделы переключают пузырь между фазами накопления и опорожнения. Подробнее — в разделе Вегетативная нервная система.
- Опорно-двигательная система: мышцы тазового дна поддерживают пузырь и участвуют в работе наружного сфинктера. Слабость этих мышц ведёт к недержанию. Подробнее — в разделе Опорно-двигательная система.
- Эндокринная система: вазопрессин (АДГ) влияет на объём мочи и её концентрацию, особенно ночью; его недостаток может вести к энурезу. Подробнее — в разделе Эндокринная система.
Таким образом, регуляция мочеиспускания — это двойной механизм: с одной стороны, автоматический рефлекс, управляемый спинным мозгом и автономной нервной системой, с другой — произвольный контроль со стороны коры больших полушарий. Процесс делится на две фазы: накопление (детрузор расслаблен, сфинктеры закрыты) и опорожнение (детрузор сокращён, сфинктеры открыты). Выход из пузыря закрывают два сфинктера: внутренний (непроизвольный, гладкомышечный) и наружный (произвольный, поперечнополосатый). Управление происходит на трёх уровнях: спинной мозг (базовый рефлекс), ствол мозга (координация), кора (сознательное торможение или разрешение). Рецепторы растяжения в стенке пузыря сигнализируют о наполнении, а симпатический и парасимпатический отделы переключают фазы. Контроль формируется в детстве по мере созревания нервных путей — к 4–5 годам днём, к 5–7 годам ночью. Нарушения регуляции — нейрогенный пузырь, гиперактивный пузырь, недержание, задержка мочи — связаны либо с повреждением нервов, либо со слабостью мышц, и требуют разбора на конкретном уровне сбоя.