Выделительная система

Физиологическая система выделения – это совокупность органов, взаимосвязанная деятельность которых обеспечивает:

1) постоянство ионного состава;

2) удаление из организма продуктов обмена и токсичных веществ;

3) постоянство рН организма;

4) поддержание постоянства объема жидкости в организме.

Органы, выполняющие выделительные функции, называются ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫМИ, или ЭКСКРЕТОРНЫМИ. К ним относятся:

Органы дыхания: с выдыхаемым воздухом из организма выводится углекислый газ, аммиак, ацетон, этанол и вода (примерно 400 мл в сутки).

Печень и желудочно-кишечный тракт: выведение солей тяжелых металлов (слюнные железы), мочевина и мочевая кислота, лекарства, ядохимикаты (желудок), вода и конечные продукты обмена веществ, которые не подверглись всасыванию (кишечник). В печени происходит обезвреживание токсичных веществ и выведение билирубина, холестерина, желчных кислот.

Кожа: в составе пота из организма выводится вода (до 1 л в сутки при нормальных условиях), электролиты, мочевая кислота. Сальные железы выделяют также продукты обмена половых гормонов, витаминов, ферментов.

Основным органом выделения являются почки. Почки выполняют большое количество функций, и не все из них связаны непосредственно с выделением

Функции почек:

1) Выделительная функция: выведение из организма избытка воды, неорганических и органических веществ, лекарственных препаратов, продуктов азотистого обмена (мочевины).

2) Гомеостатическая функция: поддержание водного (за счет выведения воды с мочой) и солевого постоянства внутренней среды организма (осморегуляция).

3) Регуляция уровня артериального давления: за счет секреции РЕНИНА (ренин – вещество, являющееся частью ферментной системы, которая приводит к сужению кровеносных сосудов и повышению кровяного давления), изменения объёма циркулирующей крови.

4) Метаболическая функция: участие в обмене белков, жиров, углеводов.

5) Регуляция эритропоэза: в почках синтезируется эритропоэтин, гормон, стимулирующих образование эритроцитов в костном мозге.

. Если рассмотреть разрез почки, то можно различить два слоя: корковый (наружный) и мозговой (внутренний).

Основной структурной и функциональной единицей почек является НЕФРОН (примерно 1 млн. в почке).

СТРОЕНИЕ НЕФРОНА

Нефрон состоит из нескольких отделов: 1) почечное тельце, которое содержит клубок кровеносных капилляров (почечное тельце находится в корковом веществе почки), -------- 2) проксимальный (приближенный к центру тела) конец канальцев------ 3) петля Генле (нисходящая часть петли опускается в мозговое вещество почки, поворачивается и переходит в восходящую часть петли), ------ 4) дистальный конец канальцев, который соединяется с клубочком нефрона. Дистальный извитой каналец связан с собирательной трубкой, ------- 5) собирательная трубка, которая имеет светлые клетки (обеспечивают обратное всасывание воды – РЕАБСОРБЦИЮ) и темные клетки (секретируют ионы калия и водорода). Собирательные трубки опускаются в мозговое вещество почек и открываются в почечные лоханки. Почечные лоханки, в свою очередь, открываются в мочеточники, которые впадают в мочевой пузырь.

Почки обильно снабжены кровеносными сосудами. Кровоток в почках выполняет две важнейшие функции: питает сами ткани почек и участвует в процессе образования мочи.

Почки получают кровь из коротких почечных артерий, которые отходят от брюшного отдела аорты. В почке артерия делится на большое количество мелких сосудов- артериол, приносящих кровь к клубочку. Приносящая (афферентная) артериола входит в клубочек и распадается на капилляры, которые, сливаясь, образуют выносящую (эфферентную) артериолу. Диаметр приносящей артериолы почти в 2 раза больше, чем выносящей, благодаря чему из клубочка оттекает крови меньше, чем поступает, это создает условия для поддержания необходимого артериального давления (70 мм рт.ст.) в клубочке. Мышечная стенка у приносящей артериолы выражена лучше, чем у выносящей. Это дает возможность регуляции просвета приносящей артериолы. Выносящая артериола вновь распадается на сеть капилляров вокруг проксимальных и дистальных канальцев. Артериальные капилляры переходят в венозные, которые, сливаясь в вены, отдают кровь в нижнюю полую вену.

Через сосуды почки в 1 мин проходит около 1/4 объема крови, выбрасываемого сердцем в аорту.

Благодаря особенностям кровоснабжения почки давление крови в капиллярах сосудистого клубочка выше, чем в капиллярах других областей тела, что необходимо для поддержания нормального уровня клубочковой фильтрации. Процесс мочеобразования требует создания постоянных условий кровотока. Это обеспечивается механизмами ауторегуляции. При повышении давления в приносящей артериоле ее гладкие мышцы сокращаются, уменьшается количество поступающей крови в капилляры и происходит снижение в них давления. При падении системного давления приносящие артериолы, напротив, расширяются.. Благодаря указанным механизмам кровоток в почках остается постоянным при изменении системного артериального давления в пределах 100-150 мм рт. ст. Однако при ряде стрессовых ситуаций (кровопотеря, эмоциональный стресс и т.д.) кровоток в почках может уменьшаться.

МЕХАНИЗМЫ МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ:

1) Клубочковая фильтрация. Это ультрафильтрация воды и низкомолекулярных соединений из плазмы крови в почечный клубочек. Образуется т.н. первичная моча. Фильтрация в клубочках - процесс пассивный. Он происходит под влиянием гидростатического давления, создаваемого работой сердца. Во время ультрафильтрации из капилляра в капсулу клубочка переходит жидкая часть плазмы крови с растворенными в ней низкомолекулярными веществами, а в просвете капилляра остаются белки и крупномолекулярные компоненты. В физиологических (нормальных) условиях величина клубочковой фильтрации изменяется в зависимости от психического и физического состояния человека, состава пищи, времени суток и т. д. В патологических условиях скорость клубочковой фильтрации, как правило, снижается. Скорость клубочковой фильтрации – важный диагностический показатель работы почек.

2) Канальцевая реабсорбция. Канальцевая реабсорбция – способность клеток почечных канальцев к обратному всасыванию веществ из просвета нефрона в кровь. Объём первичной мочи, образующейся в течении суток – 150-180 литров, а выводится из организма – до 2 литров мочи, т.е. основной смысл реабсорбции – сохранение для организма важных веществ. Механизмы реабсорбции: пассивный транспорт (для воды, хлора), активный транспорт (ионы натрия, калия, крупномолекулярные соединения).

3) Канальцевая секреция. Это транспорт веществ из крови в просвет канальцев (мочу). Канальцевая секреция позволяет быстро выводить ионы, например калия, органические кислоты и основания, включая ряд чужеродных организму веществ, таких как антибиотики. Канальцевая секреция представляет собой преимущественно активный процесс, происходящий с затратами энергии против концентрационного или электрохимического градиентов. В эпителии канальцев существуют разные системы транспорта (переносчики) для секреции органических кислот и органических оснований.

Образовавшаяся в собирательных трубочках моча поступает в почечные лоханки, а оттуда по мочеточникам в мочевой пузырь. На стенках мочевого пузыря находятся механорецепторы, возбуждение от которых по нервным волокнам поступает в крестцовый отдел спинного мозга, где находится центр непроизвольного мочеиспускания. Корковый центр тормозит спинальный центр, а гипоталамус его стимулирует.

НЕРВНАЯ и ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ работы почек.

Симпатическая нервная система может приводить к сужению приносящих сосудов, что вызывает уменьшение фильтрации, или к сужению выносящих сосудов, что приводит к увеличению фильтрации. В нормальных условиях эти процессы в почках регулируются автоматически. Симпатическая нервная система увеличивает реабсорбцию ионов натрия и воды и уменьшает выделение мочи.

Парасимпатическая система приводит к расширению сосудов, снижает реабсорбцию натрия и воды и увеличивает мочеиспускание.

Почки могут длительное время функционировать даже в условиях полной денервации, т.е. если перерезать идущие к ним нервы.

Главная роль в регуляции работы почек принадлежит гормонам.

Антидиуретический гормон (АДГ), вазопрессин – – нейрогормон человека, вырабатываемый в гипоталамусе, поступает в гипофиз, из которого выделяется в кровь. Стимулирует обратное всасывание воды в почечных канальцах и таким образом уменьшает диурез. При избытке АДГ может произойти полное прекращение мочеиспускания. Недостаток этого гормона приводит к тяжелому заболеванию – несахарному диабету. Причинами несахарного диабета могут быть травмы, вирусные инфекции, заболевания эндокринной системы, опухоли головного мозга, наследственная природа.

Альдостерон – основной минералокортикостероидный гормон коры надпочечников у человека. Основные физиологические эффекты альдостерона заключаются в поддержании водно-солевого обмена между внешней и внутренней средой организма. Способствует задержке в организме ионов натрия (Na⁺) и выделению с мочой, слюной, потом ионов калия (К⁺). Недостаток альдостерона (например, при удалении надпочечников, аддисоновой болезни) приводящий к резкой потере Na, угрожает организму гибелью. Повышенное образование альдостерона (например, при опухолях надпочечников, некоторых заболеваниях сердца, почек) вызывает задержку воды в организме (отёки), повышение кровяного давления.

Адреналин и норадреналин – действуют подобно симпатической нервной системе. Резкое уменьшение выделения мочи может происходить при болевом раздражении, за счет того, что выделяются гормоны адреналин и вазопрессин.

НЕВЫДЕЛИТЕЛЬНЫЕ функции почек.

1) Синтез и выделение в кровоток РЕНИНА. Ренин обладает сосудосуживающим действием, повышает кровяное давление, формирует чувство жажды. Продукция ренина зависит от давления в приносящем кровотоке: когда давление возрастает – синтез ренина снижается и наоборот.

2) Регуляция ионного состава крови. Регуляция содержания ионов калия, натрия и кальция происходит за счет изменения скорости абсорбции этих ионов из плазмы крови и за счет сокращения или увеличения выведения ионов с мочой. Главную роль здесь играют гормоны (альдостерон, паратгормон).

3) Метаболическая функция почек.

Почки в условиях голодания синтезируют более половины общего количества глюкозы (она образуется из аминокислот - глюконеогенез). При повышенном содержании глюкозы в крови она извлекается из крови клетками почек, при пониженном содержании – наоборот, освобождается в кровоток.

Почки участвуют в регуляции уровня белков в крови (за счет реабсорбции белков и пептидов).

Почки регулируют уровень холестерина, т.к. поглощают из крови его предшественника – мевалонат. Также они потребляют из крови свободные жирные кислоты, т.о. регулируя липидный обмен.