Выделение. Физиология мочевыделительной системы
Обмен веществ внутри организма человека приводит к образованию продуктов распада и токсинов, которые, находясь в кровеносной системе в повышенной концентрации, могут привести к отравлению и снижению жизненно важных функций. Чтобы этого не произошло, природа предусмотрела органы выделения, выводящие продукты обмена из организма с мочой и калом.
К органам выделения относятся:
- почки;
- кожа;
- легкие;
- слюнные и желудочные железы.
Почки избавляют человека от излишней воды, накопившихся солей, токсинов, образовавшихся вследствие потребления слишком жирной пищи, токсинов и алкоголя. Они играют весомую роль в выведение продуктов распада лекарственных препаратов. Благодаря работе почек, человек не страдает от переизбытка различных минералов и азотистых веществ.
Легкие – поддерживают кислородный баланс и являются фильтром как внутренним, так и внешним. Они способствуют эффективному выведению углекислого газа и вредных летучих веществ, образовавшихся внутри организма, помогают избавиться от паров жидкости.
Желудочные и слюнные железы - помогают вывести избыток желчных кислот, кальция, натрия, билирубина, холестерина, а также непереваренные остатки пищи и продукты метаболизма. Органы ЖКТ избавляют организм от тяжелых солей металла, примесей лекарственных средств, ядовитых веществ. Если почки не справляются со своей задачей, нагрузка на данный орган существенно возрастает, что может повлиять на эффективность его работы и привести к сбоям.
Кожа осуществляет обменную функцию через сальные и потовые железы. В процессе потения удаляются излишки воды, солей, мочевины и мочевой кислоты, а также около двух процентов углекислого газа. Сальные железы играют существенную роль в выполнении защитных функций организма, выделяя кожное сало, состоящее из воды и ряда неомыляемых соединений. Оно не дает проникать через поры вредным соединениям. Кожа эффективно регулирует теплоотдачу, оберегая человека от перегрева.
Мочевыделительная система
Главную роль среди органов выделения человека занимает почки и мочевыделительная система, к которым относятся:
- мочевой пузырь;
- мочеточник;
- мочеиспускательный канал.
Почки представляют собой парный орган, имеющий форму бобовых, длиной около 10-12 см. Важный орган выделения находится в поясничном отделе человека, защищен плотной жировой прослойкой и несколько подвижен. Вот почему, он мало подвержен травмам, но чувствителен к внутренним изменениям внутри организма, питанию человека и негативным факторам.
Каждая из почек у взрослого человека весит порядка 0,2 кг и состоит из лоханки и основного сосудисто-нервного пучка, соединяющий орган с выделительной системой человека. Лоханка служит для связи с мочеточником, а тот с мочевым пузырем. Такое строение органов выделения мочи позволяет полностью замкнуть цикл кровообращения и эффективно выполнять все возложенные функции.
Структура обоих почек представляет собой два соединенных между собой слоя:
- корковый – состоит из клубочков нефронов, служит основой для функции почек;
- мозговой – содержит в себе сплетение кровеносных сосудов, снабжает орган необходимыми веществами.
Почки перегоняют через себя всю кровь человека за 3 минуты, в связи с чем являются основным фильтром. Если фильтр повреждается, появляется воспалительный процесс или почечная недостаточность, продукты обмена не попадают через мочеточник в мочеиспускательный канал, а продолжают свое движение по организму. Токсины частично выводятся с потом, с продуктами метаболизма через кишечник, а также через легкие. Однако, полностью покинуть организм не могут, в связи с чем развивается острая интоксикация, которая несет угрозу жизни человека.
Функции мочевыделительной системы
Основные функции органов выделения заключаются в выведении из организма шлаков и избытка минеральных солей. Так как основную роль выделительной системы человека выполняют почки, важно понимать, как именно они очищают кровь и что может помешать их нормальной работе.
Когда кровь попадает в почки, она попадает в их корковый слой, где за счет клубочков нефрона происходит грубая фильтрация. Крупные белковые фракции и соединения возвращаются в кровеносное русло человека, снабжая его всеми необходимыми веществами. Мелкий мусор отправляется в мочеточник, чтобы вместе с мочой покинуть организм.
Здесь проявляет себя канальцевая реабсорбция, в ходе которой происходит обратное всасывание полезных веществ из первичной мочи в кровь человека. Некоторые вещества подвергаются реабсорбции с рядом особенностей. В случае переизбытка глюкозы в крови, что часто возникает при развитии сахарного диабета, почки не могут справиться со всем объемом. Некоторое выделяемое количество глюкозы может появиться в моче, что сигнализирует о развитии грозного заболевания.
При переработке аминокислот случается, что одновременно в крови могут находиться несколько подвидов, переносимых одинаковыми переносчиками. В этом случае реабсорбация может тормозиться и нагружать орган. Белок в норме не должен проявляться в моче, но при некоторых физиологических состояниях (высокая температура, тяжелая физическая работа) может быть обнаружен на выходе в небольших количествах. Такое состояние требует наблюдения и контроля.
Таким образом, почки в несколько этапов полностью фильтруют кровь, не оставляя вредных веществ. Однако, из-за переизбытка токсинов в организме, работа одного из процессов в мочевыделительной системе может быть нарушена. Это не является патологией, но требует консультации специалиста, так как при постоянных перегрузках орган быстро выходит из строя, нанося серьезный урон здоровью человека.
Кроме фильтрации, мочевыводительная система:
- регулирует баланс жидкости в организме человека;
- поддерживает кислотно-щелочной баланс;
- принимает участие во всех обменных процессах;
- регулирует артериальное давление;
- вырабатывает необходимые ферменты;
- обеспечивает нормальный гормональный фон;
- способствует улучшению всасывания в организм витаминов и минеральных веществ.
Если почки перестают работать, вредные фракции продолжают блуждать по сосудистому руслу, увеличивая концентрацию и приводя к медленному отравлению человека продуктами обмена. Потому, так важно поддерживать их нормальную работу.
Профилактические меры
Чтобы вся система выделения работала слаженно, необходимо тщательно следить за работой каждого из органов, относящихся к ней, и при малейшем сбое обращаться к специалисту. Для полноценной работы почек необходима гигиена органов выделения мочевыводительной системы. Лучшая профилактика в этом случае – минимальное количество вредных веществ, потребляемых организмом. Необходимо внимательно следить за питанием: не употреблять алкоголь в больших количествах, снизить содержание в рационе соленых, копченых, жаренных продуктов, а также продуктов, перенасыщенных консервантами.
Другие органы выделения человека также нуждаются в гигиене. Если говорить о легких, то необходимо ограничить нахождение в запыленных помещениях, местах скопления ядохимикатов, замкнутых пространствах с повышенным содержанием аллергенов в воздухе. Также следует не допускать болезней легких, раз в год проводить флюорографическое исследование, вовремя устранять очаги воспаления.
Не менее важно поддерживать нормальную работу желудочно-кишечного тракта. Из-за недостаточной выработки желчи или наличие воспалительных процессов в кишечнике или желудке, возможно возникновение бродильных процессов с выделением продуктов гниения. Попадая в кровь, они вызывают проявления интоксикации и могут привести к необратимым последствиям.
Что касается кожных покровов, то здесь все просто. Следует регулярно очищать их от различных загрязнений и бактерий. Однако, нельзя переусердствовать. Излишнее использование мыла и других моющих средств может нарушить работу сальных желез и привести ко снижению естественной защитной функции эпидермиса.
Органы выделения точно распознают, клетки каких веществ необходимы для поддержания всех жизненных систем, а какие могут нанести вред. Все лишнее они отсекают и выводят с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом. Если система перестает работать, человек умирает. Потому, важно следить за работой каждого органа и при ухудшении самочувствия незамедлительно обращаться к специалисту для обследования.
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.
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 участвуют легкие, органы системы пищеварения (печень, кишки), кожа, а также специализированная система мочеотделение. Кроме того, органы выделения обеспечивают защитную (выделение жира), лактогенный (выделение молока) и феромонные (создание запахов) функции.
Почек в организме две и каждая из них имеет массу приблизительно 120 г. Расположены почки в вне брюшном пространстве по обе стороны позвоночника в поясничной области. Почки имеют выпуклую форму фасолины, изогнутая часть которой называется «ворота почек» (рис. 32). В месте ворот каждой из почек входит почечная артерия, а выходят почечная вена и мочеиспускательный канал.
Почки способны организму вещества и вместе с излишками воды выводить их во внешнюю среду.
Функциональной единицей почек является нефрон , тело которого состоит из клубочка кровеносных капилляров (мальпигиивих клубочков), окруженного капсулой Шумлянского-Боумена, переходящей в подробный канал ец нефрона.
Капсулы (тела) нефронов находятся в верхней (корковом) части почки, а каналец нефрона пронизывает корковое и мозговое слои почки в виде петли (петли Генле), восходящий конец которой на уровне клубочка переходит в дистальный отдел канальца нефрона. Дистальные отделы ка-нальцив от многих нефронов впадают в собирательные трубки, которые далее впадают в почечные малые и дальше большие чашки, соединенные с почечной миской.
имеют сложную систему кровообращения. Приносящих артериола каждого нефрона образует капиллярный клубочек и далее переходит в выносящих артериол по диаметру меньшее, чем входное, то обусловливает местное увеличение давления крови на уровне клубочка нефрона и, как следствие, выход (адсорбцию) воды и растворенных в ней веществ из крови в полость капсулы нефрона. Эта жидкость по своему химическому составу приближается к составу мочой. За сутки через клубочки обеих почек проходит до 1800 литров крови и образуется около 170 литров первичной мочи. Первичная моча из капсулы попадает в канадец нефрона, протяженность которого составляет до 50 мм. Стенки ка-нальцю каждого нефрона оплетены густой сетью кровеносных капилляров, которые начинаются от выносной артерии клубочка. Только от этих капилляров наконец начинаются венулы, вены и обратная кровообращение. Такое двойное разветвление артериол на капилляры называется волшебная сеть и встречается только в почках. Однослойный эпителий стенок канальцев и сети капилляров обусловливают интенсивную реадсорбции (всасывание) воды и растворенных в ней полезных веществ из . Как результат, в конце канальцы образуется окончательная моча, которая попадает сначала в миску почки далее по мочеточнику направляется в мочевой пузырь, а с него, через мочеиспускательный канал, периодически выводится наружу. Обе почки содержат около 2 млн. нефронов и до 130 км канальцев образующих примерно 1,5 л концентрированной (окончательной) мочи со скоростью до 50 мл. в час. Таким образом, образование мочи осуществляется в два этапа : на первом из них происходит процесс фильтрации (адсорбции) с образованием первичной мочи, на втором — процесс реадсорбции, что заканчивается образованием концентрированной вторичной или окончательной мочи, которая и выводится из организма.
Выделительная система человека - это фильтр для организма.
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.
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 артериальное 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
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.
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.
………………………………………………………………………………………