Выделение представляет собой удаление из организма токсинов, образованных в результате обмена веществ. Этот процесс является необходимым условием поддержания постоянства его внутренней среды — гомеостаза. Названия органов выделения животных разнообразны — специализированные трубочки, метанефридии. У человека для осуществления этого процесса есть целый механизм.
Обменные процессы достаточно сложны и происходят на всех уровнях — от молекулярного до организменного. Поэтому для их осуществления необходима целая система. Органы выделения человека выводят различные вещества.
Излишки воды удаляются из организма при помощи легких, кожи, кишечника и почек. Соли тяжелых металлов выделяют печень и кишечник.
Легкие — органы дыхания, суть которого заключается в поступлении в организм кислорода и удалении из него углекислого газа. Этот процесс имеет глобальное значение. Ведь выделяемый животными углекислый газ растения используют для фотосинтеза. При наличии воды и света в зеленых частях растения, которые содержат пигмент хлорофилл, они образуют углевод глюкозу и кислород. Вот такой круговорот веществ в природе получается. Через легкие также непрерывно удаляется излишек воды.
Кишечник выводит наружу непереваренные остатки пищи, а вместе с ними и вредные продукты метаболизма, которые могут вызвать отравление организма.
Пищеварительная железа печень — настоящий фильтр для организма человека. В ней из крови отбираются ядовитые вещества. Печень выделяет особый фермент — желчь, который обезораживает токсины и выводит их из организма, в том числе яды алкоголя, наркотических веществ и лекарственных препаратов.
Все органы выделения незаменимы. Ведь при нарушении их функционирования в организме будут накапливаться ядовитые вещества — токсины. Особое значение в осуществлении этого процесса играет самый большой орган человека — кожа. Одна из ее важнейших функций — это осуществление терморегуляции. Во время интенсивной работы организм выделяет много тепла. Накапливаясь, оно может вызвать перегревание.
Кожа регулирует интенсивность отдачи тепла, сохраняя только его необходимое количество. Вместе с потом, кроме воды, из организма удаляются минеральные соли, мочевина и аммиак.
Человек является теплокровным существом. Это значит, что температура его тела не зависит от климатическиз условий, в которых он проживает или временно находится. Органические вещества, которые поступают с пищей: белки, жиры, углеводы — в пищеварительном тракте расщепляются до их составляющих. Они называются мономерами. В ходе этого процесса выделяется большое количество тепловой энергии. Поскольку температура окружающей среды чаще всего ниже температуры тела (36,6 градусов), согласно законам физики, организм отдает избыток тепла в окружающую среду, т.е. в том направлении, где его меньше. Так сохраняется температурное равновесие. Процесс отдачи и образования тепла организмом и называется терморегуляцией.
Когда человек потеет наиболее интенсивно? Когда на улице жарко. А в холодное время года пот практически не выделяется. Это происходит потому, что организму не выгодно терять тепло, когда его и так не очень много.
На процесс терморегуляции влияет и нервная система. Например, когда на экзамене потеют ладошки, это значит, что в состоянии волнения сосуды расширяются и теплоотдача увеличивается.
Важную роль в процессах выделения продуктов обмена играет система органов мочевыделения. Она состоит из парных почек, мочеточников, мочевого пузыря, который открывается наружу мочеиспускательным каналом. Расположенный ниже рисунок (схема "Органы выделения") иллюстрирует расположение названных органов.
Органы выделения человека начинаются парные органы бобовидной формы. Располагаются они в брюшной полости с обеих сторон позвоночника, к которому повернуты вогнутой стороной.
Снаружи каждая из них покрыта оболочкой. Через специальное углубление, которое называется почечные ворота, в орган входят кровеносные сосуды, нервные волокна и мочеточники.
Внутренний слой образован двумя видами веществ: корковым (темным) и мозговым (светлым). В почке образуется моча, которая собирается в особой емкости — лоханке, поступая из нее в мочеточник.
В частности почка, состоят из элементарных единиц строения. Именно в них обменные процессы происходят на клеточном уровне. Каждая почка состоит из миллиона нефронов - структурно-функциональных единиц.
Каждый из них образован почечным тельцем, которое, в свою очередь, окружает бокаловидная капсула с клубком кровеносных сосудов. Моча первоначально собирается именно здесь. От каждой капсулы отходят извитые канальцы первого и второго канальцев, открывающиеся собирательными трубочками.
Моча образуется из крови в результате двух процессов: фильтрации и реабсорбции. Первый из этих процессов происходит в тельцах нефрона. В результате фильтрации из плазмы крови выделяются все компоненты, кроме белков. Таким образом, в моче не должно быть этого вещества. А его наличие свидетельствует о нарушении обменных процессов. В результате фильтрации образуется жидкость, которая называется первичной мочой. Ее количество — 150 л в сутки.
После наступает следующий этап — реабсорбция. Его суть заключается в том, что из первичной мочи в кровь назад всасываются все полезные для организма вещества: минеральные соли, аминокислоты, глюкоза, большое количество воды. В результате образуется вторичная моча — 1,5 л в сутки. В этом веществе у здорового человека не должно быть моносахарида глюкозы.
Вторичная моча на 96 % состоит из воды. Также в ее состав входят ионы натрия, калия и хлора, мочевина и мочевая кислота.
Из каждого нефрона вторичная моча поступает в почечную лоханку, из которой по мочеточнику стекает в мочевой пузырь. Он представляет собой мышечный непарный орган. Объем мочевого пузыря увеличивается с возрастом и у взрослого человека достигает 0,75 л. Наружу пузырь открывается мочеиспускательным каналом. На выходе он ограничен двумя сфинктерами — круговыми мышцами.
Чтобы возникли позывы к процессу мочеиспускания, в пузыре должно накопиться около 0,3 л жидкости. Когда это происходит, рецепторы стенок раздражаются. Мышцы сокращаются, а сфинктеры расслабляются. Мочеиспускание происходит произвольно, т.е. взрослый человек в состоянии контролировать этот процесс. Регулируется мочеиспускание при помощи нервной системы, его центр находится в крестцовом отделе спинного мозга.
Почки выполняют важную роль в процессе выведения конечных продуктов обмена из организма, регулируют водно-солевой обмен и поддерживают постоянство жидкой среды тела.
Органы выделения очищают организм от токсинов, поддерживая стабильный уровень содержания веществ, необходимых для нормального полноценного функционирования тела человека.
Значение выделения . В результате биологического окисления в тканях образуются продукты распада: углекислый газ, вода, соли азота, фосфора и некоторые другие вещества. Пары воды и углекислый газ удаляются из организма лёгкими. Жидкие продукты распада, содержащие атомы азота, серы, фосфора и некоторые другие, выводятся из организма почками и частично потовыми железами. Избытки этих веществ вредны для организма, их содержание в плазме крови может колебаться лишь в небольших пределах.
Основная функция органов выделения – поддержание постоянства внутренней среды организма, и прежде всего плазмы крови.
Органы мочевыделения – это почки, мочевые пути – мочеточники , мочевой пузырь и мочеиспускательный канал (рисунок 24). Кровь приходит в почки по почечным артериям. В почках она очищается от ненужных веществ и по почечным венам поступает обратно в кровоток. Ненужные вещества отфильтровываются почками и в виде мочи по мочеточникам попадают в мочевой пузырь. Выход из него в мочеиспускательный канал закрыт сфинктером – круговой мышцей, которая расслабляется лишь в момент мочеиспускания. При этом стенки мочевого пузыря сокращаются и выталкивают мочу наружу.
Строение и работа почек . Почка представляет собой парный бобовидный орган (рисунок 25). Вогнутая часть обращена к позвоночнику и называется воротами почки . В ворота каждой почки входит мощная почечная артерия, несущая неочищенную кровь, а выходят из них парные почечные вены и мочеточник. Вены несут очищенную от жидких продуктов распада кровь в нижнюю полую вену, а мочеточник – вещества, подлежащие удалению, в мочевой пузырь. В каждой почке различают наружное корковое вещество и внутреннее мозговое вещество почки . Последнее состоит из почечных пирамид . Их основания примыкают к корковому веществу почки, а вершины направлены в почечную лоханку – резервуар, где собирается моча перед поступлением в мочеточник.
Рисунок 24 – Система органов мочевыделения: Рисунок 25 – Строение почки:
1 - почки; 2 - мочеточники; 1- корковое вещество;
3 - мочевой пузырь; 2 - мозговое вещество;
4 - мочеиспускательный канал ; 3 - почечная лоханка;
кровеносные сосуды: 4 - мочеточник;
5 - почечная артерия; 5 - почечная вена;
6 - почечная вена 6 - почечная артерия;
7 - почечная пирамида
Нефроны . В каждой почке насчитывается около миллиона микроскопи-ческих единиц, в которых происходит фильтрация плазмы крови. Они называются нефронами . Нефрон состоит из капсулы, которая переходит в тонкий и длинный извитой каналец. Капсула нефрона напоминает бокал с двумя стенками. Щель между ними сообщается с канальцем.
В капсуле происходит фильтрация крови: часть плазмы крови проходит через стенку кровеносного сосуда в щель капсулы. В артериолах остаются форменные элементы и белки. В каналец нефрона попадают вода, продукты распада – мочевина, соли мочевой, фосфорной и щавелевой кислот, карбонаты, а также питательные вещества – глюкоза, аминокислоты, витамины. Все эти вещества составляют первичную мочу , которая по своему составу мало отличается от плазмы крови. Первичная моча продвигается вдоль канальца, здесь из нее обратно в кровь всасываются все нужные организму вещества, в том числе и большая часть воды. В канальце остаётся то, что организму не нужно. Все это составляет вторичную , или конечную , мочу . Из извитых канальцев моча поступает в собирательные канальцы , которые объединяются и выносят мочу в почечную лоханку.
Почечные капсулы и часть извитых канальцев находятся в корковом веществе почки. Остальная их часть – в мозговом веществе почки. Там извитые канальцы впадают в собирательные канальцы, которые несут конечную мочу к верхушкам почечных пирамид. Каждая из них имеет несколько точечных отверстий, через которые моча попадает в почечную лоханку.
Чтобы образовался 1 л конечной мочи, через почечные канальцы должно пройти до 125 л первичной мочи (124 л всасывается обратно). Моча представляет собой концентрированный раствор солей мочевой, щавелевой, фосфорной и других кислот, а также мочевины.
Предупреждение почечных заболеваний . Нарушение работы почек приводит к изменению состава внутренней среды организма, а это влечёт за собой значительные нарушения обмена веществ и работы органов. Поэтому заболевание почек опасно для жизни.
При повреждении почечных капсул в канальцы попадают белки и форменные элементы крови. Они не могут всосаться обратно в кровь и удаляются вместе с мочой. При повреждении канальцев нарушается обратное всасывание необходимых организму веществ и они в избыточном количестве выводятся из организма и в крови возникает их недостаток. Задержка фильтрации воды приводит к отёкам.
Следует помнить, что через почки многократно проходит вся имеющаяся в организме кровь. Поэтому любые вредные вещества, даже если они находятся в крови в небольшом количестве, действуют на клетки нефронов, нарушая их работу. К такого рода веществам относятся алкоголь, вещества, содержащиеся в острой и пряной пище (например, уксус, перец, горчица), избыток поваренной соли.
Поскольку через нефроны проходит вся кровь организма, в почки могут попадать и болезнетворные микроорганизмы – кариозных зубов, из миндалин при хроническом тонзиллите. Инфекция может распространяться и вверх по мочевым путям – от мочеиспускательного канала к мочевому пузырю, а затем по мочеточникам – к почкам. Этому способствуют пренебрежение правилами личной гигиены и охлаждение нижней части тела.
Нарушение обмена веществ или избыточное потребление пищи, содержащей соли щавелевой, мочевой и фосфорной кислот, также как и задержка мочеиспускания может привести к появлению камней в почечной лоханке или мочевом пузыре, что может стать причиной мочекаменной болезни.
………………………………………………………………………………………
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.
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:
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.
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.
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.
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:
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.
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).
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.
Почки являются главными органами выделения . Им принадлежит ведущая роль в поддержании постоянной внутренней среды (гомеостаза).
Функции почек весьма обширны и принимают участие:
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.
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).
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.
В процессе жизнедеятельности в организме человека постепенно накапливаются некоторые вредные вещества, главным образом конечные продукты обмена веществ. Они выводятся из организма с помощью специальных органов выделения. Такими органами являются почки. Обе почки расположены на задней брюшной стенке за брюшиной, по обе стороны от верхних поясничных позвонков. Они имеют форму бобов, вогнутый край которых находится с внутренней стороны (рис. 1). В вогнутом крае почки
находятся маленькие полости - чашечки, которые соединяются в почечную лоханку, куда собирается моча. От лоханки начинается мочеточник – тонкая трубочка, стенка которой состоит из гладких мышц. По мочеточнику моча направляется в мочевой пузырь, который занимает передний отдел тазовой полости. Стенки мочевого пузыря построены тоже из гладких мышц, обладающих способностью сильно растягиваться. В нижней части мочевого пузыря начинается мочеиспускательный канал, через наружное отверстие которого моча выводится наружу.
Моча образуется в мельчайших почечных канальцах, которыми пронизана вся почечная ткань. Эти канальцы окружены сетью капилляров, отходящих от крупной почечной артерии, приносящей кровь в почку. Составные части мочи образуются из веществ, поступающих из крови капилляров, и попадают в просвет мочевых канальцев, которые соединяются друг с другом, образуя более крупные трубки. По ним моча поступает в почечные чашечки и лоханку.
Рис. 1. Мочевыделительные органы.
1 - почка; 2 - почка в разрезе; 3 - брюшная горта и вена; 4 - корковое вещество; 5 - мозговое вещество пирамиды; 6 - сосочки и почечная лоханка; 7 - мочеточники; 8 - мочевой пузырь; 9 - слизистая в полости мочевого пузыря; 10 - надпочечник.
В сутки организм человека выделяет около 1,5 л мочи. В этом количестве мочи содержится около 30 г мочевины и мочевой кислоты, являющихся конечными продуктами расщепления белков. Поваренной соли в суточной порции мочи содержится около 15 г, кроме того, имеется некоторое количество других солей. Остальное приходится на воду. Белков и сахара в моче здорового человека не содержится; появление их в моче указывает на заболевание почек или других внутренних органов.
Состав мочи и концентрация ее составных частей зависят. от состояния организма, его обмена веществ: при усиленной работе количество продуктов распада белка увеличивается, моча становится более насыщенной мочевиной При приеме внутрь больших количеств жидкостей моча менее концентрирована. Различные изменения внешней среды тоже сказываются на работе почек. Регуляция деятельности почек осуществляется нервной системой.
Прекращение работы почек ведет к тяжелому отравлению организма продуктами обмена веществ и быстро влечет за собой смерть. Поэтому нормальная работа почек имеет громадное значение.
Кожа человека также принимает участие в выведении из организма ненужных и вредных веществ путем выделения пота. Пот образуется в мелких потовых железах, расположенных в толще кожи, и по выводным протокам поступает на поверхность ее. За сутки кожа человека выделяет в среднем около 1 л пота, содержащего те же вещества, что и моча, но в гораздо меньшей концентрации.
Жизнедеятельность нашего организма обеспечивает слаженная работа систем органов.
Немаловажную роль в регуляции и выполнении всех функций играют органы выделения человека.
Природа наградила нас специальными органами, которые способствуют выведению из организма продуктов метаболизма.
Какие же органы выделения есть у человека?
Система органов человека состоит из:
В данной статей мы подробно рассмотрим органы выделения человека и их строение и функции.
Эти парные органы располагаются на задней стенке брюшной полости, по обеим сторонам позвоночника. Почка – парный орган.
Внешне она имеет бобовидную форму, а внутри – паренхиматозную структуру . Длина одной почки не более 12 см, а ширина – от 5 до 6 см. В норме масса почки не превышает 150-200 г.
Оболочка, которая покрывает почку снаружи, называется фиброзной капсулой
. На саггитальном разрезе можно увидеть два различных слоя вещества. Тот, который расположен ближе к поверхности, называется корковым
, а вещество, занимающее центральное положение – мозговое
.
Они имеют не только внешнее различие, но и функциональное. Со стороны вогнутой части располагаются ворота почки и лоханка , а также мочеточник .
Через почечные ворота почка сообщается с остальным организмом посредством входящей почечной артерии и нервов, а также выходящих лимфатических сосудов, почечной вены и мочеточника.
Совокупность этих сосудов называется почечной ножкой . Внутри почки различают почечные доли. В каждой почке имеется 5 штук. Почечные доли отделены друг от друга кровеносными сосудами.
Чтобы достаточно ясно понимать выполняемые функции почек, необходимо знать и их микроскопическое строение .
Главной структурно-функциональной единицей почек является нефрон .
Количество нефронов в почке достигает 1 млн. Нефрон состоит из почечного тельца , которое расположено в корковом веществе, и системы канальцев , которые в конечном итоге впадают в собирательную трубку.
В нефроне также выделяют 3 сегмента :
Сегменты вместе с восходящими и нисходящими коленами петли Генле залегают в мозговом веществе почки .
Функции
Наряду с главной выделительной функцией , почки также обеспечивают и выполняют:
Орган, который накапливают мочу, поступающую по мочеточникам и выводящий ее через уретру, называется мочевым пузырем . Это полый орган, который располагается внизу живота, сразу за лобком.
Мочевой пузырь округлой формы, в котором различают
Последняя сужается, переходя, таким образом, в мочеиспускательный канал. При наполнении стенки органа растягиваются, давая сигнал о необходимости опорожниться.
Когда мочевой пузырь пустой, его стенки утолщаются, при этом слизистая оболочка собирается в складки. Но есть место, которое остается не сморщенным – это треугольный участок между отверстием мочеточника и отверстием мочеиспускательного канала.
Мочевой пузырь выполняет функции:
Мочеточники – это тонкие протоки, которые соединяют между собой почку и мочевой пузырь
. Их длина
составляет не более 30 см, а диаметр
от 4 до 7 мм.
Стенка трубки имеет 3 слоя :
Одна часть мочеточника располагается в брюшной полости, а другая в полости малого таза. Если существуют затруднения оттока мочи (камни), то мочеточник может расширяться в некоторой области до 8 см.
Главная функция мочеточника – отток мочи , накопившейся в мочевом пузыре. Благодаря сокращениям мышечной оболочки, моча продвигается по мочеточнику в мочевой пузырь.
У женщин и мужчин мочеиспускательный канал отличается по своему строению. Это обусловлено различием половых органов.
Сам канал состоит из 3-х оболочек, как и мочеточник. Поскольку у женщин мочеиспускательный канал 
короче, чем у мужчин, то женщины чаще подвергаются различным заболеваниям и воспалениям урогенительного тракта.
Процесс образования мочи включает три взаимосвязанных этапа :
Первый этап – клубочковая фильтрация представляет собой процесс перехода жидкой части плазмы из капилляров клубочка в просвет капсулы. В просвете капсулы находится фильтрационный барьер, который содержит в своем строении поры, избирательно пропускающие продукты диссимиляции и аминокислоты, а также препятствующие прохождению большинства белков.
В ходе клубочковой фильтрации образуется ультрафильтрат , представляющий собой первичную мочу . Она похожа на плазму крови, но содержит мало белков.
За сутки у человека образуется от 150 до 170 л именно первичной мочи, но только лишь 1,5-2 л превращается во вторичную мочу, которая выводится из организма.
Остальные 99% возвращаются в кровь.
Механизм образования вторичной мочи
заключается в прохождение ультрафильтрата через сегменты 
нефрона и почечные канальцы. Стенки канальцев состоят из эпителиальных клеток, которые поэтапно всасывают обратно не только большое количество воды, но и все необходимые организму вещества.
Обратное всасывание белков объясняется большими их размерами. Все токсичные и вредные для нашего организма вещества остаются в канальцах, а дальше экскретируются с мочой. Эта конечная моча и называется вторичной. Весь этот процесс называется канальцевой реабсорбцией.
Канальцевой секрецией называется совокупность процессов, благодаря которым в просвет канальцев нефрона секретируются вещества подлежащие выведению из организма. То есть, это секреция не что иное, как запасной процесс мочеобразования.
