Все органы выделительной системы человека. Выделительная система человека: кратко и ясно

Выделение — совокупность физиологических процессов, направленных на удаление из организма конечных продуктов обмена веществ (осуществляют почки, потовые железы, легкие, желудочно-кишечный тракт и др.).

Выделение (экскреция ) — процесс освобождения организма от конечных продуктов метаболизма, избытка воды, минеральных (макро- и микроэлементов), питательных, чужеродных и токсичных веществ и тепла. Выделение происходит в организме постоянно, что обеспечивает поддержание оптимального состава и физико-химических свойств его внутренней среды и прежде всего крови.

Конечными продуктами метаболизма (обмена веществ) являются углекислый газ, вода, азотсодержащие вещества (аммиак, мочевина, креатинин, мочевая кислота). Углекислый газ и вода образуются при окислении углеводов, жиров и белков и выделяются из организма в основном в свободном виде. Небольшая часть углекислого газа выделяется в виде бикарбонатов. Азотсодержащие продукты метаболизма образуются при распаде белков и нуклеиновых кислот. Аммиак образуется при окислении белков и удаляется из организма преимущественно в виде мочевины (25-35 г/сут) после соответствующих превращений в печени и солей аммония (0,3-1,2 г/сут). В мышцах при распаде креатинфосфата образуется креатин, который после дегидратации превращается в креатинин (до 1,5 г/сут) и в такой форме удаляется из организма. При распаде нуклеиновых кислот образуется мочевая кислота.

В процессе окисления питательных веществ всегда выделяется тепло, избыток которого необходимо отводить от места его образования в организме. Эти образующиеся в результате метаболических процессов вещества должны постоянно удаляться из организма, а избыток тепла рассеиваться во внешнюю среду.

Органы выделения человека

Процесс выделения имеет важное значение для гомеостаза, он обеспечивает освобождение организма от конечных продуктов обмена, которые уже не могут быть использованы, чужеродных и токсических веществ, а также избытка воды, солей и органических соединений, поступивших с пищей или образовавшихся в результате обмена веществ. Основное значение органов выделения состоит в поддержании постоянства состава и объема жидкости внутренней среды организма, прежде всего крови.

Органы выделения:

• почки - удаляют избыток воды, неорганических и органических веществ, конечные продукты обмена;
• легкие — выводят углекислый газ, воду, некоторые летучие вещества, например пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении;
• слюнные и желудочные железы — выделяют тяжелые металлы, ряд лекарственных препаратов (морфий, хинин) и чужеродных органических соединений;
• поджелудочная железа и кишечные железы - экскретируют тяжелые металлы, лекарственные вещества;
• кожа (потовые железы) - выделяют воду, соли, некоторые органические вещества, в частности мочевину, а при напряженной работе — молочную кислоту.

Общая характеристика системы выделения

Система выделения - это совокупность органов (почки, легкие, кожа, пищеварительный тракт) и механизмов регуляции, функцией которых является экскреция различных веществ и рассеяние избытка тепла из организма в окружающую среду.

Каждый из органов системы выделения играет ведущую роль в удалении тех или иных экскретируемых веществ и рассеянии тепла. Однако эффективность системы выделения достигается за счет их совместной работы, которая обеспечивается сложными регуляторными механизмами. При этом изменение функционального состояния одного из выделительных органов (вследствие его повреждения, заболевания, исчерпания резервов) сопровождается изменением выделительной функции других, входящих в целостную систему выделения организма. Например, при избыточном выведении воды через кожу при усиленном потоотделении в условиях действия высокой внешней температуры (летом или во время работы в горячих цехах на производстве) снижается образование мочи почками и ее выведение — уменьшается диурез. При уменьшении экскреции азотистых соединений с мочой (при заболеваниях почек) увеличивается их удаление через легкие, кожу, пищеварительный тракт. Это является причиной возникновения «уремического» запаха изо рта у больных тяжелыми формами острой или хронической почечной недостаточности.

Почки играют ведущую роль в экскреции азотсодержащих веществ, воды (в нормальных условиях более половины ее объема от суточного выделения), избытка большинства минеральных веществ (натрия, калия, фосфатов и др.), избытка питательных и чужеродных веществ.

Легкие обеспечивают удаление более 90% углекислого газа, образующегося в организме, паров воды, некоторых летучих веществ, попавших или образующихся в организме (алкоголь, эфир, хлороформ, газы автотранспорта и промышленных предприятий, ацетон, мочевина, продукты деградации сурфактанта). При нарушении функций почек усиливается выделение мочевины с секретом желез дыхательных путей, разложение которой приводит к образованию аммиака, что обусловливает появление специфического запаха из рта.

Железы пищеварительного тракта (включая слюнные железы) играют ведущую роль в выделении избытка кальция, билирубина, желчных кислот, холестерола и его производных. Они могут выделять соли тяжелых металлов, лекарственные вещества (морфин, хинин, салицилаты), чужеродные органические соединения (например, красители), небольшое количество воды (100-200 мл), мочевины и мочевой кислоты. Их выделительная функция усиливается при нагрузке организма избыточным количеством различных веществ, а также при заболеваниях почек. При этом значительно возрастает выведение продуктов обмена белков с секретами пищеварительных желез.

Кожа имеет ведущее значение в процессах отдачи организмом тепла в окружающую среду. В коже есть специальные органы выделения — потовые и сальные железы. Потовые железы играют важную роль в выделении воды, особенно в условиях жаркого климата и (или) интенсивной физической работы, в том числе в горячих цехах. Выделение воды с поверхности кожи колеблется от 0,5 л/сут в покое до 10 л/сут в жаркие дни. С потом выделяются также соли натрия, калия, кальция, мочевина (5-10% от общего выводимого из организма ее количества), мочевая кислота, около 2% углекислого газа. Сальные железы секретируют особое жировое вещество — кожное сало, которое выполняет защитную функцию. Оно состоит на 2/3 из воды и 1/3 из неомыляемых соединений — холестерола, сквалена, продуктов обмена половых гормонов, кортикостероидов и др.

Функции выделительной системы

Выделение — освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, вредных продуктов, токсинов, лекарственных веществ. В результате обмена веществ в организме образуются конечные продукты, которые не могут организмом дальше использоваться и поэтому должны удаляться из него. Часть этих продуктов является токсичными для органов выделения, поэтому в организме формируются механизмы, направленные на превращение этих вредных веществ либо в безвредные, либо менее вредные для организма. Например, аммиак, образующийся в процессе обмена белков, оказывает вредное воздействие на клетки почечного эпителия, поэтому в печени аммиак превращается в мочевину, которая не оказывает вредного действия на почки. Кроме того в печени происходит обезвреживание таких токсических веществ как фенол, индол и скатол. Эти вещества соединяются с серной и глюкуроновой кислотами, образуя менее токсичные вещества. Таким образом, процессам выделения предшествуют процессы так называемого защитного синтеза, т.е. превращение вредных веществ в безвредные.

К органам выделения относятся: почки, легкие, желудочно- кишечный тракт, потовые железы. Все эти органы выполняют следующие важные функции: удаление продуктов обмена; участие в поддержании постоянства внутренней среды организма.

Участие органов выделения в поддержании водно-солевого баланса

Функции воды: вода создает среду, в которой протекают все метаболические процессы; является частью структуры всех клеток организма (связанная вода).

Организм человека на 65-70% в целом состоит из воды. В частности у человека со средним весом 70 кг в организме находится около 45 л воды. Из этого количества 32 л составляет внутриклеточная вода, которая участвует в построении структуры клеток, а 13 л — внеклеточная вода, из которой 4,5 л составляет кровь и 8,5 л межклеточная жидкость. Человеческий организм постоянно теряет воду. Через почки выводится около 1,5 л воды, которая разводит токсические вещества, уменьшая их токсическое действие. С потом теряется около 0,5 л воды в сутки. Выдыхаемый воздух насыщен водяными парами и в таком виде удаляется 0,35 л. С конечными продуктами переваривания пищи удаляется около 0,15 л воды. Таким образом, в течение суток из организма удаляется около 2,5 л воды. Для сохранения водного баланса такое же количество должно поступать в организм: с продуктами питания и питьем в организм поступает около 2 л воды и 0,5 л воды образуется в организме в результате обмена веществ (обменная вода), т.е. приход воды равен 2,5 л.

Регуляция водного баланса. Ауторегуляция

Этот процесс запускается с отклонением константы содержания воды в организме. Количество воды в организме — жесткая константа, так как при недостаточном поступлении воды очень быстро наступает сдвиг рН и осмотического давления, что приводит к глубокому нарушению обмена вешеств в клетке. О нарушении водного баланса организма сигнализирует субъективное чувство жажды. Оно возникает при недостаточном поступлении воды в организм или при избыточном ее выделении (усиленное потоотделение, диспепсии, при избыточном поступлении минеральных солей, т.е. при повышении осмотического давления).

В различных участках сосудистого русла особенно в области гипоталамуса (в супраоптическом ядре) находятся специфические клетки — осморецепторы, содержащие вакуоль (пузырек), заполненную жидкостью. Эти клетки огибает капиллярный сосуд. При повышении осмотического давления крови в силу разности осмотического давления жидкость из вакуоли будет выходить в кровь. Выход воды из вакуоли приводит к ее сморщиванию, что вызывает возбуждение клеток осморецепторов. Кроме этого, возникает ощущение сухости слизистой оболочки полости рта и глотки, при этом раздражаются рецепторы слизистой оболочки, импульсы от которых так же поступают в гипоталамус и усиливают возбуждение группы ядер, называемых центром жажды. Нервные импульсы от них поступают в кору головного мозга и там формируется субъективное чувство жажды.

При увеличении осмотического давления крови начинают формироваться реакции, которые направлены на восстановление константы. Вначале используется резервная вода из всех водных депо, она начинает переходить в кровь, кроме того раздражение осморецепторов гипоталамуса стимулирует выделение АДГ. Он синтезируется в гипоталамусе, а депонируется в задней доле гипофиза. Выделение этого гормона приводит к уменьшению диуреза за счет увеличения обратного всасывания воды в почках (особенно в собирательных трубочках). Таким образом, организм освобождается от избытка солей при минимальных потерях воды. На основе субъективного ощущения жажды (мотивации жажды) формируются поведенческие реакции, направленные на поиск и прием воды, что приводит к быстрому возвращению константы осмотического давления к нормальному уровню. Так осуществляется процесс регуляции жесткой константы.

Водное насыщение осуществляется в две фазы:

• фаза сенсорного насыщения, возникает при раздражении водой рецепторов слизистой оболочки полости рта и глотки, в кровь выходит депонированная вода;
• фаза истинного или метаболического насыщения, возникает в результате всасывания принятой воды в тонкой кишке и поступления ее в кровь.

Выделительная функция различных органов и систем

Выделительная функция пищеварительного тракта сводится не только к удалению непереваренных остатков пищи. Например, у больных нефритом удаляются азотистые шлаки. При нарушении тканевого дыхания недоокисленные продукты сложных органических веществ также появляются в слюне. При отравлениях у больных с симптомами уремии наблюдается гиперсаливация (усиленное слюноотделение), которую в определенной степени можно рассматривать как дополнительный выделительный механизм.

Через слизистую оболочку желудка выделяются некоторые красители (метиленовый синий или конгорот), что используется для диагностики заболеваний желудка при одновременной гастроскопии. Кроме того, через слизистую желудка удаляются соли тяжелых металлов, лекарственные вещества.

Поджелудочная железа и кишечные железы так же экскретируют соли тяжелых металлов, пурины и лекарственные вещества.

Выделительная функция легких

С выдыхаемым воздухом легкие удаляют углекислый газ и воду. Кроме того через альвеолы легких удаляется большинство ароматических эфиров. Через легкие удаляются так же сивушные масла (опьянение).

Выделительная функция кожи

Сальные железы при нормальном функционировании выделяют конечные продукты обмена. Секрет сальных желез служит для смазывания кожи жиром. Выделительная функция молочных желез проявляется в период лактации. Поэтому при попадании в организм матери токсических и лекарственных веществ, эфирных масел они выделяются с молоком и могут оказывать воздействие на организм ребенка.

Собственно выделительными органами кожи являются потовые железы, которые удаляют конечные продукты обмена и тем самым участвуют в поддержании многих констант внутренней среды организма. С потом из организма удаляется вода, соли, молочная и мочевая кислоты, мочевина, креатинин. В норме доля потовых желез в удалении продуктов белкового обмена невелика, но при заболеваниях почек, особенно при острой почечной недостаточности, потовые железы значительно увеличивают объем выделяемых продуктов в результате увеличения потоотделения (до 2 л и более) и значительного увеличения содержания мочевины в поте. Иногда мочевины удаляется настолько много, что она в виде кристалликов откладывается на теле и белье больного. С потом могут удаляться токсины и лекарственные вещества. Для некоторых веществ потовые железы являются единственным органом выделения (например, мышьяковистая кислота, ртуть). Эти вещества, выделяясь с потом, накапливаются в волосяных луковицах, покровах, что позволяет определить наличие данных веществ в организме даже спустя много лет после его гибели.

Выделительная функция почек

Почки являются главными органами выделения . Им принадлежит ведущая роль в поддержании постоянной внутренней среды (гомеостаза).

Функции почек весьма обширны и принимают участие:

• в регуляции объема крови и других жидкостей составляющих внутреннюю среду организма;
• регулируют постоянное осмотическое давление крови и других жидкостей организма;
• регулируют ионный состав внутренней среды;
• регулируют кислотно-щелочное равновесие;
• обеспечивают регуляцию выделения конечных продуктов азотистого обмена;
• обеспечивают экскрецию избытка органических веществ, поступающих с пищей и образовавшихся в процессе обмена веществ (например, глюкозы или аминокислоты);
• регулируют метаболизм (обмен веществ белков, жиров и углеводов);
• участвуют в регуляции АД;
• участвуют в регуляции эритропоэза;
• участвуют в регуляции свертывания крови;
• участвуют в секреции ферментов и физиологически активных веществ: ренин, брадикинин, простагландины, витамин D.

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, в нем осуществляются процесс мочеобразования. В каждой почке около 1 млн нефронов.

Образование конечной мочи является результатом трех главных процессов, происходящих в нефроне: , и секреции.

Клубочковая фильтрация

Образование мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. На пути фильтрации воды и низкомолекулярных соединений имеется три барьера: эндотелий капилляров клубочка; базальная мембрана; внутренний листок капсулы клубочка.

При нормальной скорости кровотока крупные молекулы белка образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия, препятствуя прохождению через них форменных элементов и мелкодисперсных белков. Низкомолекулярные компоненты плазмы крови мог>т свободно достигать базальной мембраны, которая является одной из важнейших составных частей фильтрующей мембраны клубочка. Поры базальной мембраны ограничивают прохождение молекул в зависимости от их размера, формы и заряда. Отрицательно заряженная стенка пор затрудняет прохождение молекул с одноименным зарядом и ограничивает прохождение молекул размером более 4-5 нм. Последним барьером на пути фильтруемых веществ является внутренний листок капсулы клубочка, который образован эпителиальными клетками — подоцитами. Подоциты имеют отростки (ножки), которыми они прикрепляются к базальной мембране. Пространство между ножками перегораживается щелевыми мембранами, которые ограничивают прохождение альбуминов и других молекул с большой молекулярной массой. Таким образом, такой многослойный фильтр обеспечивает сохранение форменных элементов и белков в крови, и образование практически безбелкового ультрафильтрата — первичной мочи.

Основной силой, обеспечивающей фильтрацию в почечных клубочках, является гидростатическое давление крови в капиллярах клубочка. Эффективное фильтрационное давление, от которого зависит скорость клубочковой фильтрации, определяется разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (70 мм рт. ст.) и противодействующими ему факторами — онкотическим давлением белков плазмы (30 мм рт. ст.) и гидростатическим давлением ультрафильтрата в капсуле клубочка (20 мм рт. ст.). Следовательно, эффективное фильтрационное давление равно 20 мм рт. ст. (70 — 30 — 20 = 20).

На величину фильтрации оказывают влияние различные внутри- почечные и внепочечные факторы.

К почечным факторам относятся: величина гидростатического давления крови в капиллярах клубочка; количество функционирующих клубочков; величина давления ультрафильтрата в капсуле клубочка; степень проницаемости капилляров клубочка.

К внепочечным факторам относятся: величина кровяного давления в магистральных сосудах (аорта, почечная артерия); скорость почечного кровотока; величина онкотического давления крови; функциональное состояние других выделительных органов; степень гидратации тканей (количество воды).

Канальцевая реабсорбция

Реабсорбция — обратное всасывание из первичной мочи в кровь воды и веществ, необходимых для организма. В почках человека за сутки образуется 150-180 л фильтрата или первичной мочи. Конечной или вторичной мочи выделяется около 1,5 л, остальная жидкая часть (т.е. 178,5 л) всасывается в канальцах и собирательных трубочках. Обратное всасывание различных веществ осуществляется за счет активного и пассивного транспорта. Если вещество реабсорбируется против концентрационного и электрохимического градиента (т.е. с затратой энергии), то такой процесс называется активным транспортом. Различают первично-активный и вторично-активный транспорт. Первично-активным транспортом называется перенос веществ против электрохимического градиента, осуществляется за счет энергии клеточного метаболизма. Пример: перенос ионов натрия, который происходит при участии фермента натрий-калий АТФазы, использующей энергию аденозинтрифосфата. Вторично-активным транспортом называется перенос веществ против концентрационного градиента, но без затраты энергии клетки. С помощью такого механизма происходит реабсорбция глюкозы и аминокислот.

Пассивный транспорт — происходит без затрат энергии и характеризуется тем, что перенос веществ происходит по электрохимическому, концентрационному и осмотическому градиенту. За счет пассивного транспорта реабсорбируются: вода, углекислый газ, мочевина, хлориды.

Реабсорбция веществ в различных отделах нефрона неодинакова. В проксимальном сегменте нефрона из ультрафильтрата в обычных условиях реабсорбируются глюкоза, аминокислоты, витамины, микроэлементы, натрий и хлор. В последующих отделах нефрона реабсорбируются только ионы и вода.

Большое значение в реабсорбции воды и ионов натрия, а также в механизмах концентрирования мочи имеет функционирование поворотно-противоточной системы. Петля нефрона имеет два колена — нисходящее и восходящее. Эпителий восходящего колена обладает способностью активно переносить ионы натрия в межклеточную жидкость, но стенка этого отдела непроницаема для воды. Эпителий нисходящего колена пропускает воду, но не имеет механизмов транспорта ионов натрия. Проходя через нисходящий отдел петли нефрона и отдавая воду, первичная моча становится более концентрированной. Реабсорбция воды происходит пассивно за счет того, что в восходящем отделе происходит активная реабсорбция ионов натрия, которые поступая в межклеточную жидкость, повышают в ней осмотическое давление и способствуют реабсорбции воды из нисходящих отделов.

Выделение - часть обмена веществ, осуществляемая путем выве­дения из организма конечных и промежуточных продуктов метабо­лизма, чужеродных и излишних веществ для обеспечения оптималь­ного состава внутренней среды и нормальной жизнедеятельности.

органы выделительной системы

Продукты выделения

В процессе жизнедеятельности в организме образуются конечные продукты метаболзма. Большинство из них нетоксичны для организма (например, углекслый газ и вода).

Однако при окислении белков и других азотсодержащих продуктов образуется аммиак - один из конечных продуктов азотистого обмена. Он токсичен для организма, поэтому быстро выводится из организма. Растворяясь в воде, аммиак превращается в низкотоксичное соединение -- мочевину .

Мочевина образуется, главным образом, в печени. Количество мочевины, выводимой с мочой в сутки, составляет примерно 50 - 60 г. Таким образом, продукты азотистого обмена практически выводятся с мочой в виде мочевины.

Часть азота выводится из организма в виде мочевой кислоты , креатина и креатинина . Эти вещества - главные азотосодержащие компоненты мочи.

мочевыделительная система

Мочевыделительная система человека - система органов, формирующих, накапливающих и выделяющих мочу.

СТРОЕНИЕ МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ:

• две почки
• два мочеточника
• мочевой пузырь
• мочеиспускательный канал

Рис. Органы мочевыделительной системы

функции почек

Роль почек в организме не ограничивается только выделением конечных продуктов азотистого обмена и избытка воды. Почки активно участвуют в поддержании гомеостаза организма.

• осморегуляция - поддержание осмотического давления в крови и других жидкостях организма;
• ионная регуляция - регуляция ионного состава внутренней среды организма;
• поддержание кислотно-щелочного баланса плазмы крови (рН = 7,4);
• регуляция артериального давления;
• эндокринная функция : синтез и выделение в кровь биологически активных веществ:
  - ренина , регулирующего артериальное давление;
  - эритропоэтина, регулирующего скорость образования эритроцитов;
• участие в обмене веществ;
• экскреторная функция : выделение из организма конечных продуктов азотистого обмена, чужеродных веществ, избытка органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др.).

Строение почек

Почки - паренхиматозные органы бобовидной формы, расположенные на спинной стороне по бокам поясничного отдела позвоночника.

Рис. Расположение почек

Размер каждой почки примерно 4 х 6 х 12 см и вес примерно 150 г.

Почка окружена тремя оболочками (капсулами):

• фиброзной капсулой - внутренней тонкой и плотной оболочкой;
  во внутренней части этой капсулы присутствуют гладкомышечные клетки, за счет незначительного сокращения которых в почке поддерживается необходимое для процессов фильтрации давление.
• жировой капсулой - средней оболочкой ;
  жировая клетчатка более развита с задней стороны почки. Функция: упругая фиксация почки в поясничной области; терморегуляция; механическая защита (амортизация). При похудании и уменьшении объема жировой клетчатки может возникнуть подвижность или опущение почек.
• почечной фасцией - наружной оболочкой, охватывающей почку с жировой капсулой и надпочечниками. Фасция удерживает почку в определенном положении.От фасции к фиброзной капсуле через жировую клетчатку проходят соединительнотканные волокна.

Паренхима почки включает:

• корковый слой (наружный слой) толщиной 5 - 7 мм;
• мозговой слой (внутренний слой);
• почечную лоханку .

Рис. Анатомия почки

Корковое вещество расположено на периферии почки и в виде столбов (колонки Бертини ) глубоко проникает в мозговое вещество. Мозговое вещество почечными столбами делится на 15 - 20 почечных пирамид , обращенных вершинами внутрь почки, а основаниями - наружу. Пирамида мозгового вещества вместе с прилегающим к ней корковым веществом образуют долю почки .

Рис. Строение почки и нефрона

Почечная лоханка - центральная полая часть почки, в которую сливается вторичная моча из всех нефронов. Стенка лоханки состоит из слизистой, гладкомышечной и соединительнотканной оболочек.

Из почечной лоханки берет начало мочеточник, несущий образующуюся мочу к мочевому пузырю.

Мочеточники

Мочеточники - полые трубки, соединяющие почки с мочевым пузырем.

Их стенка состоит из эпителиального, гладкомышечного и соединительнотканного слоя.

Благодаря сокращению гладких мышц происходит отток мочи от почек в мочевой пузырь.

мочевой пузырь

Мочевой пузырь - полый орган, способный к сильному растяжению.

Рис. Мочевой пузырь

Функция мочевого пузыря:

• накопление мочи;
• контроль количества мочи в пузыре;
• выведение мочи.

Как все полые органы мочевой пузырь имеет трехслойную стенку:

• внутренний слой из переходного эпителия;
• средний толстый гладкомышечный слой;
• наружный соедниительнотканный слой.

мочеиспускательный канал

Мочеиспускательный канал - трубка, соедняющая мочевой пузырь с внешней средой.

Стенка канала состоит из 3-х оболочек: эпителиальной, мышечной и соеднительнотканной.

Выходное отверстие мочеиспускательного канала назвается уретрой .

Два сфинктера перекрывают просвет канала в районе соединения с мочевым пузырем и в уретре.

У женщин мочеиспускательный канал короткий (около 4 см), и инфекции проще проникнуть в женскую мочеполовую систему.

У мужчин мочеиспускательный канал служит для выделения не только мочи, но и спермы.

строение нефрона

Структурно-функциональной единицей почек является нефрон .

В каждой почке человека находятся около 1 млн. нефронов.

В нефроне происходят основные процессы, определяющие разнообразные функции почек.

Структурные части нефрона:

• почечное (мальпигиево) тельце:
  - капиллярный (почечный) клубочек (+ приносящая и выносящая артерии)
  - капсула Боумена-Шумлянского (= капсула нефрона): образована двумя слоями эпителиальных клеток; просвет капсулы переходит в извитой каналец;

• извитой каналец первого порядка (проксимальный): его стенки имеют щеточную каемку --большое количество микроворсинок, обращенных в просвет канальца.
• петля Генле: опускается в мозговое вещество, а потом поворачивает на 180 градусов и возвращается в корковый слой;
• извитой каналец второго порядка (дистальный): стенки петли Генле и дистального извитого канальца без ворсинок, но имеют сильную складчатость;
• собирательная трубка.

В разных отделах нефрона протекают разные процессы, определяющие функции почек. С этим связано и расположение частей нефрона:

• клубочек, капсула и извитые канальцы расположены в корковом слое;
• петля Генле и собирательные трубки распложены в мозговом слое.

Рис. Сосуды нефрона

Начинаясь в корковом веществе почки, собирательные трубки проходят через мозговое вещество и открываются в полость почечной лоханки.

Кровеносная система почек

Кровь к почкам подходит по почечным артериям (ветви брюшной аорты). Артерии сильно ветвятся и образуют сосудистую сеть. В каждую почечную капсулу заходит приносящая артериола, там она образует капиллярную сеть - почечный клубочек - и выходит из капсулы в виде более тонкой выносящей артериолы. Таким образом создается высокое кровяное давление в капиллярах клубочка для фильтрации жидкой части крови и образования первичной мочи. Давление в капиллярах клубочка достаточно стабильно, его значение остается постоянным даже при повышении общего уровня давления. Следовательно, скорость фильтрации при этом также практически не изменяется.

После отхождения от клубочка выносящая артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг извитых канальцев. Таким образом, большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры - вначале в клубочке, затем у канальцев.

Выносится кровь из почек по почечным венам, впадающим в нижнюю полую вену.

ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ПОЧКАХ

• ультрафильтрация жидкости в почечных клубочках;
• реабсорбция (обратное всасывание);
• экскреция мочи.

УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ ЖИДКОСТИ В ПОЧЕЧНЫХ КЛУБОЧКАХ

В клубочках происходит начальный этап мочеобразования - ультрафильтрация из плазмы крови в капсулу почечного клубочка всех низкомолекулярных компонентов плазмы крови.

Кроме того, в процессе канальцевой секреции клетки эпителия нефрона захватывают некоторые вещества из крови и межклеточной жидкости и переносят их в просвет канальца.

Такм образом в сутки образуется примерно 170 л первичной мочи.

Состав первичной мочи подобен составу плазмы крови, лишенному белка:

• минеральные соли
• низкомолекулярные соединения (в т. ч. токсины, аминокислоты, глюкоза, витамины)
• НЕТ БЕЛКОВ (следовые количества)
• НЕТ ФОРМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРОВИ

РЕАБСОРБЦИЯ (ОБРАТНОЕ ВСАСЫВАНИЕ)

Второй этап связан с реабсорбцией в кровеносные капилляры всех ценных для организма веществ: воды, ионов (N a + Na+ , C l − Cl− , H C O − 3 HCO3− ), аминокислот, глюкозы, витаминов, белков, микроэлементов. Реабсорбция натрия и хлора представляет собой наиболее значительный по объему и энергозатратам процесс.

Обратное всасывание происходит во время прохождения первичной мочи через систему извитых канальцев. Для этой цели выносящая артериола вторично распадается на сеть капилляров, опутывающих канальца: через их тонкие стенки и просходит обратное всасывание нужных организму веществ.

Небольшое количество профильтровавшегося в клубочках белка реабсорбируется клетками проксимальных канальцев. Выделение белков с мочой в норме составляет не более 20 - 75 мг в сутки, а при заболеваниях почек оно может возрастать до 50 г в сутки. Увеличение выделения белков с мочой (протеинурия) может быть обусловлено нарушением их реабсорбции либо увеличением фильтрации.

В результате фильтрации, реабсорбции и секреции от 180 л первичной мочи остается только 1,5 л концентрированного раствора "ненужных" веществ -- вторичная моча.

Состав вторичной мочи:

• токсины
• продукты метаболизма (в т.ч. остатки лекарственных препаратов)

ЭКСКРЕЦИЯ ВЕЩЕСТВ

Вторичная моча через собирательные трубки поступает в почечные лоханки.

В среднем человек производит приблизительно 1,5 литра мочи в сутки.

Из почек моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь.

Вместимость мочевого пузыря в среднем 600 мл.

Обычно содержимое мочевого пузыря стерильно.

Стенка мочевого пузыря имеет мышечный слой, который, сокращаясь, обуславливает мочеиспускание.

Мочеиспускание - произвольный (контролируемый сознанием) рефлекторный акт, запускаемый рецепторами натяжения в стенке мочевого пузыря, посылающими в головной мозг сигнал о наполнении мочевого пузыря.

Поток мочи при её выделении из мочевого пузыря регулируется круговыми мышцами-сфинктерами. При начале опорожнения мочевого пузыря его сфинктер расслабляется, а мышцы стенки сокращаются, создавая поток мочи.

В процессе метаболизма белков и нуклеиновых кислот образуются различные продукты азотистого обмена: мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.

При нарушении выведения мочевой кислоты развивается подагра.

Эндокринная функция почек

В почках образуется:

• аммиак: выделяется в мочу;
• ренин, простагландины, глюкоза, синтезируемая в почке: поступают в кровь.

Аммиак поступает преимущественно в мочу. Некоторое его количество проникает в кровь, и в почечной вене аммиака оказывается больше, чем в почечной артерии.

регуляция работы почек

• Вазопрессин (= антидиуретический гормон (АДГ) - гормон гипоталамуса, который накапливается в нейрогипофизе):
  увеличивает реабсорбцию воды почкой, таким образом повышая концентрацию мочи и уменьшая её объём
• Альдостерон (гормон коркового вещества надпочечников):
  усиление реабсорбции N a + Na+

  у с и л е н и е с е к р е ц и и усилениесекреции K^+$

• Натрийуретический гормон (гормон предсердия):
  усиление секреции N a + Na+

Тематические задания

А1. Сходные по составу продукты распада удаляются через

1) кожу и легкие

2) легкие и почки

3) почки и кожу

4) пищеварительный тракт и почки

А2. Органы выделительной системы находятся

1) в грудной полости

3) вне полостей тела

2) в брюшной полости

4) в полости малого таза

А3. Целостной структурной единицей почки является

1) нейрон

2) нефрон

3) капсула

4) извитой каналец

А4. При нарушениях процесса выделения продуктов распада в организме накапливается:

1) соли серной кислоты

3) гликоген

2) избыток белков

4) мочевина или аммиак

А5. Функция капиллярного (мальпигиевого) клубочка:

1) фильтрация крови

3) всасывание воды

2) фильтрация мочи

4) фильтрация лимфы

А6. Сознательная задержка мочеиспускания связана с деятельностью:

1) продолговатого мозга

3) спинного мозга

2) среднего мозга

4) коры мозга

А7. Вторичная моча отличается от первичной тем, что во вторичной моче нет:

1) глюкозы

2) мочевины

3) солей

4) ионов К+ и Са 2+

А8. Первичная моча образуется из:

1) лимфы

2) крови

3) плазмы крови

4) тканевой жидкости

А9. Симптомом заболевания почек может служить присутствие в моче

1) сахара

2) солей калия

3) солей натрия

4) мочевины

А10. Гуморальная регуляция деятельности почек осуществляется с помощью

1) ферментов

2) витаминов

3) аминокислот

4) гормонов

В1. Выберите симптомы, по которым можно заподозрить заболевание почек

1) наличие в моче белков

2) присутствие в моче мочевой кислоты

3) повышенное содержание глюкозы во вторичной моче

4) пониженное содержание лейкоцитов

5) повышенное содержание лейкоцитов

6) повышенное суточное количество выделенной мочи

В2. Что из перечисленного относится к нефрону?

1) почечная лоханка

2) мочеточник

3) капиллярный клубочек

4) капсула

5) мочевой пузырь

6) извитой каналец

1. Через какие органы продукты обмена веществ выводятся из организма? Перечислите функции почки и дайте характеристику каждой из них.

В результате обмена веществ в организме человека образуются вредные продукты распада белков, жиров и углеводов, которые не могут использоваться и должны быть выведены во внешнюю среду. Через легкие выводится углекислый газ, через пищеварительную систему из организма выводятся непереваренные остатки пищи, а также многие лекарства и вредные вещества. Ещё одним органом, обладающим функции выделения, служит Кожа, в которой есть потовые железы. Главный орган системы выведения вещества из организма человека почки. Они позволяют удалить из организма избыток воды, солей, не попавшие в желчь лекарство и вредные вещества, а также продукты распада белков. Основная функция почек, это выведение вредных органических веществ. К ним относятся мочевина, которая образуется при расщеплении белков, лекарств и продуктов их преобразования в организме, другие ядовитые вещества. Желтую окраску в моче придают продукты распада гемоглобина, выделившегося из состарившихся эритроцитов. Вторая функция, это регуляция количества воды в организме. На долю воды приходится около 70% массы тела человека. Из них примерно 2/3 находится внутри клеток, а 1/3 внеклеточном пространстве. Внеклеточная вода распределена между кровью и тканевой жидкостью. Выводится вода через разные органы, в первую очередь через почки, количество воды в организме человека должно поддерживаться на постоянном уровне. Когда поступление воды возрастает, почки образуют больше мочи, и наоборот. Третья функция почки, регуляция концентрации соли в среде организма. Моча представляет собой водный раствор, в котором, кроме мочевины содержится соли натрия, калия и хлора. Почки регулируют концентрацию этих веществ в моче, в зависимости от того, сколько их поступает с питьем и содержится в крови. Таким образом, почки играют первостепенную роль в регуляции водно-солевого баланса организма, то есть в поддержание соответствия между поступлением и выведением из организма солей. Некоторые функции почек напрямую не связаны с выделением. Почки вырабатывают гормоны, регулирующие образование эритроцитов и обмен кальция в организме. Наконец, почки, как и печень, могут вырабатывать из жиров и аминокислот большое количество глюкозы при недостатке в крови.

2. Из каких органов состоит выделительная система человека?

Выделительная система состоит из почек и мочевыводящих путей, к которым относятся мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

3. Сколько нефронов в двух почках человека и каково их строение?

В двух почках человека около двух миллионов нефронов. Нефрон - представляет собой тонкую извитую трубочку длиной 35 - 40 мм. Стенки нефрона очень тонкие, они образованы одним слоем эпителиальных клеток. Нефрон начинается с боуменовой капсулы, которая представляет собой расширение слепозамкнутой трубочки нефрона. В капсуле находится клубочек кровеносных капилляров. От капсулы отходит тонкий каналец нефрона, его диаметр около 0,05 мм. Каналец проходит по почке по направлению к лоханке, затем поворачивает назад, к корковому веществу. Среднюю изогнутую часть нефрона, которая имеет форму шпильки, называет петля Генле. В конечном итоге каналец нефрона впадает в собирательной трубочку. Эта трубочка собирает мочу из нескольких нефронов и направляет его в почечную лоханку.

4. В чём заключаются особенности кровоснабжения почек?

Почечная артерия отходит прямо от аорты. В почках она многократно разделяется, образуя тонкие артерии, которые дают начало капиллярным клубочкам почек. Так как путь от аорты до капиллярных клубочков довольно короткий, давление в этих капиллярах в 2 раза выше, чем в капиллярах других органов. Высокое давление необходимо для фильтрации жидкости из капилляров клубочков просвет боуменовой капсулы. На выходе из клубочка капилляры собираются в мелкий кровеносный сосуд, который вскоре вновь ветвиться на капилляры. Эти капилляры образуют вторичную капиллярную сеть, оплетающие канальцы нефрона. Давление крови в капиллярах вторичной сети, напротив, ниже, чем во многих капилляров тела человека. Это способствует поступлению в них жидкости, которая попала из канальцев нефронов в ткань почки. Таким образом, две капиллярные сети кровеносного русла почек не только имеют разное строение, но и выполняют совершенно разные функции.

5. Почему заболевание почек может приводить к анемии? (Для ответа на этот вопрос повторите § 20.)

Причиной анемии при заболевании почек является отсутствие гормона эритропоэтина, который вырабатывается почками.

6. В каких ещё органах кроме почек имеются две последовательно соединённые капиллярные сети? Какое это имеет значение для функционирования этих органов?

1. Кишечник и печень. Капилляры из кишечника собираются в воротную вену печени и сразу же распадаются снова на капилляры. В печени кровь очищается от токсинов.

2. Гипоталамус и гипофиз. Капилляры гипоталамуса собираются в одну артерию, идущую сразу к гипофизу, в котором снова образуется капиллярная сеть. Так осуществляется связанная гипоталамо-гипофизарная система.

Выделительная система человека - это совокупность органов, которые выводят из нашего организма излишки воды, ядовитые вещества, конечные продукты обмена, соли, образовавшиеся в организм или поступившие в него. Можно сказать, что выделительная система - это фильтр для крови.

Органы выделительной системы человека - это почки, легкие, ЖКТ, слюнные железы, кожа. Однако ведущая роль в процессе жизнедеятельности принадлежит именно почкам, которые могут выводить из организма до 75% вредных для нас веществ.

Мочевыделительная система

Данная система состоит из:

Двух почек;

Мочевого пузыря;

Мочеточника, который соединяет между собой почку и мочевой пузырь ;

Мочеиспускательного канала или уретры.

Почки действуют как фильтры, забирая у крови, которая их омывает, все продукты обмена, а также избыточную жидкость. В течение дня вся кровь около 300 раз пропускается через почки. В результате за сутки человек выводит из организма в среднем 1,7 литров мочи. Причем в составе она имеет 3% мочевой кислоты и мочевины, 2% минеральных солей и 95% воды.

Функции выделительной системы человека

1. Основной функцией выделительной системы является удаление из организма продуктов, которые он не может усвоить. Если человека лишить почек, то в скором времени он будет отравлен разными соединениями азота (мочевой кислотой, мочевиной, креатином).

2. Выделительная система человека служит, чтобы обеспечивать водно-солевой баланс, то есть регулировать количество солей и жидкости, обеспечивая постоянство внутренней среды. Почки противостоят повышению нормы количества воды и тем самым, повышению давления.

3. Выделительная система следит за кислотно-щелочным равновесием.

4. Почки вырабатывают гормон ренин, который помогает контролировать артериальне давление. Можно сказать, что почки еще осуществляют эндокринную функцию.

5. Выделительная система человека осуществляет регулирование процесса «рождения» клеток крови.

6. Происходит регуляция уровней фосфора и кальция в организме.

Строение выделительной системы человека

Каждый человек имеет по паре почек, которые расположены в области поясницы по обеим сторонам от позвоночника. Обычно одна из почек (правая) расположена чуть ниже второй. По форме они напоминают бобы. На внутренней поверхности почки находятся ворота, через них входят нервы и артерии и выходят лимфатические сосуды, вены и мочеточник.

В строении почки выделяют мозговое и корковое вещество, почечную лоханку и почечные чашки. Нефрон - функциональная единица почек. Каждая из них имеет до 1 млн этих функциональных единиц. Они состоят из капсулы Шумлянского-Боумена, которая охватывает клубочек канальцев и капилляров, соединенных, в свою очередь, петлей Генле. Часть канальцев и капсулы нефронов располагаются в корковом веществе, а остальные канальцы и петля Генле переходят в мозговое. Нефрон имеет обильное снабжение кровью. Клубочек капилляров в капсуле образует приносящая артериола. Капилляры собираются в выносящую артериолу, распадающуюся на капиллярную сеть, оплетающую канальцы.

Мочеобразование

До того как образоваться, моча проходит 3 этапа: клубочковая фильтрация, секреция и канальцевая реабсорбция. Фильтрация проходит следующим образом: из-за разности давлений из крови человека в полость капсулы просачивается вода, а вместе с ней и большинство растворенных низкомолекулярных веществ (минеральные соли, глюкоза, аминокислоты, мочевина и другие) В результате этого процесса появляется первичная моча, имеющая слабую концентрацию. В течение суток кровь очень много раз фильтруется почками, при этом образуется около 150-180 л жидкости, которая получила название первичной мочи.

Мочевина, ряд ионов, аммиак, антибиотики и другие конечные продукты обмена дополнительно выделяются в мочу при помощи клеток, расположенных на стенках канальцев. Этот процесс назван секрецией.

Когда процесс фильтрации окончен, то почти сразу начинается реабсорбция. При этом происходит обратное всасывание воды вместе с некоторыми веществами, растворенными в ней (аминокислоты, глюкоза, многие ионы, витамины). При канальцевой реабсорбции за 24 часа образуется до 1,5 л жидкости (вторичной мочи). Причем она не должна содержать ни белков, ни глюкозы, а только токсичные для организма человека аммиак и мочевину, которые являются продуктами распада азотистых соединений.

Мочеиспускание

Моча по канальцам нефронов поступает в собирательные трубочки, по которым перемещается в почечные чашки и дальше в почечную лоханку. Затем по мочеточникам она перетекает в полый орган - мочевой пузырь, который состоит из мышц и вмещает в себя до 500 мл жидкости. Моча из мочевого пузыря через мочеиспускательный канал выводится за пределы организма.

Мочеиспускание - это рефлекторный акт. Раздражителями центра мочеиспускания, который находится в спинном мозге (крестцовый отдел), являются растяжение стенок мочевого пузыря и скорость его наполнения.

Можно сказать, что выделительная система человека представлена совокупностью многих органов, которые имеют тесную связь между собой и дополняют работу друг друга.

Органы выделения играют важную роль в сохранении постоянства внутренней среды организма за счет выведения лишних продуктов распада, излишков воды и солей. В осуществлении этой функции принимают участие легкие, органы системы пищеварения (печень, кишки), кожа, а также специализированная система мочеиспускания. Кроме того, органы выделения обеспечивают защитную (выделение жира), лактогенным (выделения молока) и феромоны (создание запахов) функции.

Легкие удаляют из организма углекислый газ, пары воды, летучие вещества (ацетон, кетоны и другие летучие вещества).

Через систему пищеварения вместе с непереваренными продуктами пищи, выводятся соли тяжелых металлов, токсичные вещества, остатки продуктов распада белков, жиров и углеводов. В кишечнике происходит окончательное всасывание упрощенных питательных веществ в кровь. Непереваренные и лишние вещества формируют каловые массы и выходят из организма вместе с кишечными газами. В кишечнике содержится большое количество бактерий, поддерживающих процессы пищеварения, поэтому нарушение микрофлоры (дисбактериоз) влечет за собой последствия разной тяжести.

На коже функцию выделения играют потовые и сальные железы, а во время кормления младенцев грудью у женщин выделительную функцию выполняют молочные железы. Потовые железы удаляют воду, соли и органические вещества. Потовыделение принимает участие в терморегуляции и выводе воды из кожи и некоторых продуктов жизнедеятельности, а также противостояние усыханию кожи. С целью сохранения природного состояния кожи создается защитная гидролипидная пленка.

До 75% выводимых из организма продуктов обмена веществ удаляются через почки. С мочой выделяется вода, соли и продукты распада белков. Благодаря системе мочевыделения из организма выводится также, аммиак, мочевина, мочевая кислота, ядовитые и токсичные вещества, остатки применяемых лекарств и т.д.

С помощью почек в организме поддерживается кислотно-щелочное равновесие (pH), постоянный, нормальный объём воды и солей, стабильное осмотическое давление.

Почки предохраняют организм человека от отравления. У каждого человека две почки, которые расположены на уровне поясницы с обеих сторон позвоночника. Через почки каждые пять минут проходит вся кровь, содержащаяся в организме. Она приносит из клеток вредные вещества; в почках кровь очищается и, поступая в вены, направляется обратно к сердцу.

Значение выделительной системы сводится к следующему : освобождению организма от конечных продуктов обмена, которые являются токсическими веществами; участию в поддержании постоянства внутренней среды организма (осмотическое давление, активная реакция крови); синтезу биологически активных веществ, регулирующих постоянство кровяного давления и количества клеток крови (ренин, эритропоэтин).

Таким образом, почки, вместе с другими органами, обеспечивают постоянство состава организма (гомеостаз). Почки, являются, основными выделительными органами.