Система и функции органов выделения человека. 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.

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.

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.

………………………………………………………………………………………

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.

Органы выделительной системы включают почки, которые образуют мочу, и мочевыводящие пути - мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Почки

Почки - главные органы выделительной системы; их основной функцией является поддержание гомеостаза в организме, включающее: 1) удаление из организма конечных продуктов обмена и чужеродных веществ; 2) регуляцию водно-солевого обмена и кислотно-щелочного равновесия; 3) регуляцию артериального давления; 4) регуляцию эритропоэза; 5) регуляцию уровней кальция и фосфора в организме.

Почки окружены жировой тканью (жировая капсула) и покрыты тонкой фиброзной капсулой из плотной волокнистой соединительной ткани, содержащей гладкие мышечные клетки. Каждая почка состоит из расположенного снаружи коркового вещества и лежащего внутри мозгового вещества (рис. 244).

Корковое вещество почки (почечная кора) располагается сплошным слоем под капсулой органа, от него в мозговое вещество между почечными пирамидами направляются почечные столбы (Бертена). Корковое вещество представлено участками, содержащими почечные тельца и извитые почечные канальцы (образующие корковый лабиринт), которые чередуются с мозговыми лучами (см. рис. 244), содержащими прямые почечные канальцы и собирательные протоки (см. ниже).

Мозговое вещество почки состоит из 10-18 конических почечных пирамид, от основания которых в корковое вещество проникают мозговые лучи. Вершины пирамид (почечные сосочки) обращены в малые чашечки, из которых моча попадает через две или три большие чашечки в почечную лоханку - расширенную верхнюю часть мочеточника, выходящую из ворот почки. Пирамида с покрывающим ее участком коры образуют почечную долю, а мозговой луч с окружающим его корковым веществом - почечную (корковую) дольку (см. рис. 244).

Нефрон является структурно-функциональной единицей почки; в каждой почке насчитываются 1-4 миллиона нефронов (с существенными индивидуальными колебаниями). В состав нефрона (рис. 245) входят две части, различающиеся своими морфофункциональными характеристиками - почечное тельце и почечный каналец, который состоит из нескольких отделов (см. ниже).

Почечное тельце обеспечивает процесс избирательной фильтрации крови, в результате которого образуется первичная моча. Оно имеет округлую форму и состоит из сосудистого клубочка, покрытого двухслойной капсулой клубочка (Шумлянского-Боумена) (рис. 247). Почечное тельце имеет два полюса: сосудистый (в области расположения приносящей и выносящей артериол) и мочевой (в участке отхождения почечного канальца).

Клубочек образован 20-40 капиллярными петлями, между которыми находится особая соединительная ткань - мезангий.

Клубочковая капиллярная сеть образована фенестрированными эндотелиальными клетками, лежащими на базальной мембране, которая в большинстве участков является общей с клетками висцерального листка капсулы (рис. 248 и 249). Поры в цитоплазме эндотелиальных клеток занимают 20-50% их поверхности; некоторые из них закрыты диафрагмами - тонкими белково-полисахаридными пленками.

Мезангий состоит из мезангиальных клеток (мезангиоцитов) и расположенного между ними межклеточного вещества - мезангиального матрикса. Мезангий клубочка переходит в периваскулярный островок мезангия (экстрагломерулярный мезангий) (см. рис. 247).

Мезангиальные клетки - отростчатые, с плотным ядром, хорошо развитыми органеллами, большим количеством филаментов (в том числе сократительных). Они связаны друг с другом десмосомами и щелевыми соединениями. Мезангиальные клетки играют роль элементов, поддерживающих капилляры клубочка, сокращаясь, регулируют кровоток в клубочке, обладают фагоцитарными свойствами (поглощают макромолекулы, накапливающиеся при фильтрации, участвуют в обновлении базальной мембраны), вырабатывают мезангиальный матрикс, цитокины и простагландины.

Мезангиальный матрикс состоит из основного аморфного вещества и не содержит волокон. Он имеет вид трехмерной сети, по составу сходен с материалом базальной мембраны - он включает гликозаминогликаны, гликопротеины (фибронектин, ламинин, фибриллин), протеогликан перлекан, коллагены IV, V и VI типов, в нем отсутствуют образующие волокна коллагены I и III типов.

Капсула клубочка образована двумя листками капсулы (париетальным и висцеральным, разделенными щелевидной полостью капсулы (см. рис. 247).

Париетальный листок представлен однослойным плоским эпителием, который переходит в вис-

церальный листок в области сосудистого полюса тельца и в эпителий проксимального отдела - в области мочевого полюса.

Висцеральный листок, охватывающий капилляры клубочка, образован крупными отростчатыми эпителиальными клетками - подоцитами (см. рис. 247-249). От их тела, содержащего хорошо развитые органеллы и выступающего в полость капсулы, отходят длинные и широкие первичные отростки (цитотрабекулы), разветвляющиеся на вторичные, которые могут давать третичные. Все отростки образуют многочисленные выросты (цитоподии), которые интердигитируют друг с другом на поверхности капилляров, пространства между ними (фильтрационные щели) закрыты тонкими щелевыми диафрагмами с поперечной исчерченностью (по виду сходной с «застежкой-молнией») и уплотненным продольным филаментом в центре (см. рис. 248 и 249).

Базальная мембрана - очень толстая, общая для эндотелия капилляров и подоцитов, возникает в результате слияния базальных мембран эндотелиальных клеток и подоцитов. Она образована тремя пластинками (слоями): наружной и внутренней прозрачными (разреженными) и центральной плотной (см. рис. 248 и 249).

Фильтрационный барьер в клубочке представляет собой совокупность структур, через которые происходит фильтрация крови с образованием первичной мочи. Проницаемость фильтрационного барьера для конкретного вещества определяется его массой, зарядом и конфигурацией его молекул. В состав барьера входят (см. рис. 248 и 249): (1) цитоплазма фенестрированных эндотелиоцитов капилляров клубочка; (2) трехслойная базальная мембрана; (3) щелевые диафрагмы, закрывающие фильтрационные щели (между цитоподиями подоцита).

Почечный каналец включает проксимальный каналец, тонкий каналец петли нефрона, дистальный каналец.

Проксимальный каналец обеспечивает облигатную реабсорбцию в вокругканальцевые капилляры большей части (80-85%) объема первичной мочи с обратным всасыванием воды и полезных веществ и накоплением в моче конечных продуктов обмена. Осуществляет также секрецию в мочу некоторых веществ. Проксимальный каналец включает проксимальный извитой каналец (располагается в коре, имеет наибольшую длину и чаще всего выявляется на срезах коры) и проксимальный прямой каналец (нисходящую толстую часть петли); он начинается от мочевого полюса капсулы клубочка и резко переходит в тонкий сегмент петли нефрона (см. рис. 245 и 247). Имеет вид толстой трубочки, образованной однослойным кубическим эпителием. Цитоплазма

клеток - вакуолизирована, зернистая, окрашивается оксифильно и содержит хорошо развитые органеллы и многочисленные пиноцитозные пузырьки, транспортирующие макромолекулы. На апикальной поверхности эпителиальных клеток - щеточная каемка, увеличивающих площадь ее поверхности в 20-30 раз. Она состоит из несколько тысяч длинных (3-6 мкм) микроворсинок. В базальной части клеток цитоплазма образует переплетающиеся отростки (базальный лабиринт), внутри которых перпендикулярно базальной мембране располагаются удлиненные митохондрии, что создает на светооптическом уровне картину «базальной исчерченности» (см. рис. 3, 246, 250).

Тонкий каналец петли нефрона вместе с толстым (дистальным прямым канальцем) обеспечивает концентрацию мочи. Он представляет собой узкую U-образную трубочку, состоящую из тонкого нисходящего сегмента (в нефронах с короткой петлей - корковых), а также (в нефронах с длинной петлей - юкстамедуллярньх) - тонкого восходящего сегмента (см. рис. 245). Тонкий каналец образован плоскими эпителиальными клетками (чуть толще эндотелия расположенных рядом капилляров) со слабо развитыми органеллами и небольшим количеством коротких микроворсинок. Ядросодержащая часть клетки выступает в просвет (см. рис. 246 и 251).

Дистальный каналец участвует в избирательной реабсорбции веществ, осуществляет транспорт электролитов из просвета. Он включает дистальный прямой каналец (восходящую толстую часть петли), дистальный извитой каналец и связующий каналец (см. рис. 245). Дистальный каналец короче и тоньше проксимального и имеет более широкий просвет; он выстлан однослойным кубическим эпителием, клетки которого имеют светлую цитоплазму, развитые интердигитации на латеральной поверхности и базальный лабиринт (см. рис. 3, 246 и 250). Щеточная каемка отсутствует; пиноцитозные пузырьки и лизосомы немногочисленны. Дистальный прямой каналец возвращается к почечному тельцу того же нефрона и в области его сосудистого полюса видоизменяется, образуя плотное пятно - часть юкстагломерулярного комплекса (см. ниже).

Собирательные протоки (см. рис. 244-246, 250 и 251) не входят в состав нефрона, но тесно связаны с ним функционально. Они участвуют в поддержании водно-электролитного равновесия в организме, изменяя свою проницаемость для воды и ионов под влиянием альдостерона и антидиуретического гормона. Они располагаются в корковом веществе (корковые собирательные протоки) и мозговом веществе (мозговые собирательные протоки), образуя разветвленную систему. Выстланы кубическим эпи-

телием в коре и поверхностных отделах мозгового вещества и столбчатым - в его глубоких отделах (см. рис. 33, 244, 246, 250 и 251). Эпителий содержит два типа клеток: (1) главные клетки (светлые) - численно преобладают, характеризуются слабо развитыми органеллами и выпуклой апикальной поверхностью с длинной единичной ресничкой; (2) вставочные клетки (темные) - с плотной гиалоплазмой, большим количеством митохондрий, множественными микроскладками на апикальной поверхности. Самые крупные из мозговых собирательных протоков (диаметр - 200-300 мкм), известные как сосочковые протоки (Беллини), открываются сосочковыми отверстиями на почечном сосочке в решетчатой зоне. Они образованы высокими столбчатыми клетками с выпуклыми апикальными полюсами.

Типы нефронов выделяют на основании особенностей их топографии, строения, функции и кровоснабжения (см. рис. 245):

1)корковые (с короткой петлей) составляют 80- 85 % нефронов; их почечные тельца располагаются в корковом веществе, а относительно короткие петли (не содержащие тонкого восходящего сегмента) не проникают в мозговое вещество или заканчиваются в его наружном слое.

2)юкстамедуллярные (с длинной петлей) составляют 15-20 % нефронов; их почечные тельца лежат вблизи кортико-медуллярной границы и крупнее, чем в корковых нефронах. Петля - длинная (преимущественно за счет тонкой части с длинным восходящим сегментом), глубоко проникает в мозговое вещество (до вершины пирамид), обеспечивая создание гипертонический среды в его интерстиции, необходимой для концентрирования мочи.

Интерстиций - соединительнотканный компонент почки, окружающий в виде тонких прослоек нефроны, собирательные протоки, кровеносные, лимфатические сосуды и нервные волокна. Он выполняет опорную функцию, является областью взаимодействия канальцев нефрона и сосудов, участвует в выработке биологически активных веществ. Более развит в мозговом веществе (см. рис. 251), где его объем в несколько раз больше, чем в корковом веществе. Образован клетками и межклеточным веществом, в котором находятся коллагеновые волокна и фибриллы, а также основное вещество, содержащее протеогликаны и гликопротеины. К клеткам интерстиция относятся: фибробласты, гистиоциты, дендритные клетки, лимфоциты, а в мозговом веществе - особые интерстициальные клетки нескольких типов, в том числе содержащие липидные капли веретеновидные клетки, которые вырабатывают вазоактивные факторы (простагландины, брадикинин). По некоторым данным, перитубулярные интерстициальные клетки выра-

батывают эритропоэтин - гормон, стимулирующий эритропоэз.

Юкстагломерулярный комплекс - сложное структурное образование, регулирующее кровяное давление посредством ренин-ангиотензиновой системы. Находится у сосудистого полюса клубочка и включает три элемента (см. рис. 247):

Плотное пятно - участок дистального канальца, располагающийся в промежутке между приносящей и выносящей клубочковыми артериолами у сосудистого полюса почечного тельца. Состоит из специализированных высоких узких эпителиальных клеток, ядра которых лежат плотнее, чем в других частях канальца. Базальные отростки этих клеток проникают через прерывистую базальную мембрану, контактируя с юкстагломерулярными миоцитами. Клетки плотного пятна обладают осморецепторной функцией; синтезируют и выделяет оксид азота, регулируя сосудистый тонус приносящей и/или выносящей клубочковой артериолы, тем самым влияя на функцию почек.

Юкстагломерулярные миоциты (юкстагломерулоциты) - видоизмененные гладкие миоциты средней оболочки приносящей (в меньшей степени - выносящей) клубочковой артериолы у сосудистого полюса клубочка. Обладают барорецепторными свойствами и при падении давления выделяют синтезированный ими и содержащийся в крупных плотных гранулах ренин. Ренин - фермент, который отщепляет ангиотензин I от белка плазмы крови ангиотензиногена. Другой фермент (в легких) превращает ангиотензин I в ангиотензин II, который повышает давление, вызывая сужение артериол и стимулируя секрецию альдостерона клубочковой зоной коры надпочечника.

Экстрагломерулярный мезангий - скопление клеток (клеток Гурмагтига) в пространстве треугольной формы между артериолами клубочка и плотным пятном, которое переходит в мезангий клубочка. Органеллы клеток развиты слабо, а многочисленные отростки образуют сеть, контактирующую с клетками плотного пятна и юкстагломерулярными миоцитами, посредством которой, как предполагается, они передают сигналы с первых на вторые.

Кровоснабжение почек очень интенсивно, что необходимо для осуществления их функций. В воротах органа почечная артерия делится на междолевые, идущие в почечных столбах (см. рис. 245). На уровне основания пирамид от них ответвляются дуговые артерии (идут вдоль кортико-медуллярной границы), от которых радиально в корковое вещество отходят междольковые артерии. Последние проходят между соседними мозговыми лучами и дают начало приносящим клубочковым артериолам,

распадающимся на клубочковую капиллярную сеть (первичную). Кровь из сосудистого клубочка собирают выносящие артериолы; в корковых нефронах они сразу разветвляются на обширную сеть вторичных вокругканальцевых (перитубулярных) фенестрированных капилляров, а в юкстамедуллярных нефронах дают длинные тонкие прямые артериолы, идущие в мозговое вещество и сосочки, где они образуют сеть перитубулярных фенестрированных капилляров, а затем, изогнувшись в виде петли, возвращаются к кортико-медуллярной границе в виде прямых венул (с фенестрированным эндотелием).

Перитубулярные капилляры субкапсулярной области собираются в венулы, которые несут кровь в междольковые вены. Последние вливаются в дуговые вены, соединяющиеся с междолевыми венами, которые образуют почечную вену.

Мочевыводящие пути

Мочевыводящие пути частично находятся в самих почках (почечные чашечки, малые и большие, лоханка), однако преимущественно располагаются за ее пределами (мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал). Стенки всех этих отделов мочевыводящих путей (за исключением последнего) построены сходным образом - в состав их стенки входят три оболочки (рис. 252 и 253): 1) слизистая (с подслизистой основой), 2) мышечная, 3) адвентициальная (в мочевом пузыре частично - серозная).

Слизистая оболочка образована эпителием и собственной пластинкой.

Эпителий - переходный (уротелий) - см. рис. 40, его толщина и число слоев нарастают от чашечек к мочевому пузырю и уменьшаются при растяжении органов. Обладает непроницаемостью по отношению к воде и солям и способностью изменять свою форму. Его поверхностные клетки - крупные, с полиплоидными ядрами (или дву-

ядерные), изменяющейся формой (округлой в нерастянутом состоянии и плоской - в растянутом), инвагинациями плазмолеммы и веретеновидными пузырьками в апикальной цитоплазме (резервами плазмолеммы, встраивающимися в нее при растяжении), большим числом микрофиламентов. Эпителий мочевого пузыря в области внутреннего отверстия уретры (треугольника мочевого пузыря) образует небольшие инвагинации в соединительную ткань - слизистые железы.

Собственная пластинка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью; она очень тонкая в чашечках и лоханке, более выраженная в мочеточнике и мочевом пузыре.

Подслизистая основа отсутствует в чашечках и лоханке; не имеет резкой границы с собственной пластинкой (отчего ее существование признается не всеми), однако (особенно в мочевом пузыре) она образована более рыхлой тканью с повышенным содержанием эластических волокон по сравнению с собственной пластинкой, что способствует образованию складок слизистой оболочки. Может содержать отдельные лимфоидные узелки.

Мышечная оболочка содержит два или три нерезко разграниченных слоя, образованных пучками гладких мышечных клеток, окруженными выраженными прослойками соединительной ткани. Она начинается в малых чашечках в виде двух тонких слоев - внутреннего продольного и наружного циркулярного. В лоханке и верхней части мочеточника имеются эти же слои, однако их толщина возрастает. В нижней трети мочеточника и в мочевом пузыре к описанным двум слоям добавляется наружный продольный слой. В мочевом пузыре внутреннее отверстие уретры окружено циркулярным мышечным слоем (внутренний сфинктер мочевого пузыря).

Адвентициальная оболочка - наружная, образована волокнистой соединительной тканью; на верхней поверхности мочевого пузыря замещается серозной оболочкой.

ОРГАНЫ ВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Рис. 244. Почка (общий вид)

1 - фиброзная капсула; 2 - корковое вещество: 2.1 - почечное тельце, 2.2 - проксимальный каналец, 2.3 - дистальный каналец; 3 - мозговой луч; 4 - корковая долька; 5 - междольковые сосуды; 6 - субкапсулярная вена; 7 - мозговое вещество: 7.1 - собирательный проток, 7.2 - тонкий каналец петли нефрона; 8 - дуговые сосуды: 8.1 - дуговая артерия, 8.2 - дуговая вена

Рис. 245. Схема строения нефронов, собирательных протоков и кровообращения в почке

I - юкстамедуллярный нефрон; II - корковый нефрон

1 - фиброзная капсула; 2 - корковое вещество; 3 - мозговое вещество: 3.1 - наружное мозговое вещество, 3.1.1 - наружная полоска, 3.1.2 - внутренняя полоска, 3.2 - внутреннее мозговое вещество; 4 - почечное тельце; 5 - проксимальный каналец; 6 - тонкий каналец петли нефрона; 7 - дистальный каналец; 8 - собирательный проток; 9 - междолевые артерия и вена; 10 - дуговые артерия и вена; 11 - междольковые артерия и вена; 12 - приносящая клубочковая артериола; 13 - (первичная) клубочковая капиллярная сеть; 14 - выносящая клубочковая артериола; 15 - перитубулярная (вторичная) капиллярная сеть; 16 - прямая артериола; 17 - прямая венула

Ультраструктурная организация эпителиальных клеток различных отделов нефрона и собирательного протока, отмеченных буквами А, Б, В, Г, показана на рис. 246

Рис. 246. Ультраструктурная организация эпителиальных клеток различных отделов нефрона и собирательного протока

Рисунок с ЭМФ

А - кубический микроворсинчатый (каемчатый) эпителиоцит из проксимального канальца: 1 - микроворсинчатая (щеточная) каемка, 2 - базальный лабиринт; Б - кубический эпителиоцит из дистального канальца: 1 - базальный лабиринт; В - плоский эпителиоцит из тонкого канальца петли нефрона; Г - главный эпителиоцит из собирательного протока

Расположение клеток в соответствующих отделах нефрона и собирательного протока показано стрелками на рис. 245

Рис. 247. Почечное тельце и юкстагломерулярный аппарат

Окраска: ШИК-реакция и гематоксилин

1 - сосудистый полюс почечного тельца; 2 - канальцевый (мочевой) полюс почечного тельца; 3 - приносящая артериола: 3.1 - юкстагломерулярные клетки; 4 - выносящая артериола; 5 - капилляры сосудистого клубочка; 6 - наружный (париетальный) листок капсулы клубочка (Шумлянского-Боумена); 7 - внутренний (висцеральный) листок капсулы, образованный подоцитами; 8 - полость капсулы клубочка; 9 - мезангий; 10 - клетки экстрагломерулярного мезангия; 11 - дистальный каналец нефрона: 11.1 - плотное пятно; 12 - проксимальный каналец

Рис. 248. Ультраструктура фильтрационного барьера в почечном клубочке

Рисунок с ЭМФ

1 - отростки подоцита: 1.1 - цитотрабекула, 1.2 - цитоподии; 2 - фильтрационные щели; 3 - базальная мембрана (трехслойная); 4 - фенестрированная эндотелиальная клетка: 4.1 - поры в цитоплазме эндотелиальной клетки; 5 - просвет капилляра; 6 - эритроцит; 7 - фильтрационный барьер

Рис. 249. Ультраструктура фильтрационного барьера в почечном клубочке

А - рисунок с ЭМФ; Б - участок барьера в трехмерной реконструкции

1 - подоцит: 1.1 - цитотрабекула, 1.2 - цитоподии; 2 - фильтрационные щели: 2.1 - щелевые диафрагмы; 3 - базальная мембрана (трехслойная); 4 - фенестрированная эндотелиальная клетка: 4.1 - поры в цитоплазме эндотелиальной клетки; 5 - просвет капилляра клубочка; 6 - эритроцит; 7 - фильтрационный барьер

Синяя стрелка указывает направление транспорта веществ из крови в первичную мочу при ультрафильтрации

Рис. 250. Почка. Участок коркового вещества

Окраска: ШИК-реакция и гематоксилин

1 - почечное тельце: 1.1 - сосудистый клубочек, 1.2 - капсула клубочка, 1.2.1 - наружный листок, 1.2.2 - внутренний листок, 1.3 - полость капсулы; 2 - проксимальный каналец нефрона: 2.1 - кубические эпителиоциты, 2.1.1 - базальная исчерченность, 2.1.2 - микроворсинчатая (щеточная) каемка; 3 - дистальный каналец: 3.1 - базальная исчерченность, 3.2 - плотное пятно; 4 - собирательный проток

Рис. 251. Почка. Участок мозгового вещества

Окраска: ШИК-реакция и гематоксилин

1 - собирательный проток; 2 - тонкий каналец петли нефрона; 3 - дистальный каналец (прямая часть); 4 - соединительная ткань интерстиция; 5 - кровеносный сосуд

Рис. 252. Мочеточник

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - слизистая оболочка: 1.1 - переходный эпителий, 1.2 - собственная пластинка; 2 - мышечная оболочка: 2.1 - внутренний продольный слой, 2.2 - наружный циркулярный слой; 3 - адвентициальная оболочка

Рис. 253. Мочевой пузырь (дно)

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - слизистая оболочка: 1.1 - переходный эпителий, 1.2 - собственная пластинка; 2 - подслизистая основа; 3 - мышечная оболочка: 3.1 - внутренний продольный слой, 3.2 - средний циркулярный слой, 3.3 - наружный продольный слой, 3.4 - соединительнотканные прослойки; 4 - серозная оболочка

text_fields

text_fields

arrow_upward

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 .

Процессы выделения являются неотъемлемым признаком жизни, поэтому их нарушение неизбежно приводит к нарушениям гомеостазиса, обмена веществ и функций организма, вплоть до его ги­бели. Выделение неразрывно связано с обменом воды, поскольку основная часть предназначенных для выведения из организма ве­ществ выделяется растворенными в воде. Основным органом выделения являются почки, образующие и выделяющие мочу и вместе с ней подлежащие удалению из организма вещества. Почки являются также основным органом обеспечения водно-солевого обмена, поэ­тому в этой главе и рассматриваются функции почек, выделение и водно-солевой обмен.

Органы выполняющие функции выделения

text_fields

text_fields

arrow_upward

Функцию выделения веществ из внутренней среды организма осуществляют:

1. Почки,
2. Печень и Пищеварительный тракт,
3. Легкие,
4. Ко­жа и Слизистые оболочки,
5. Слюнные железы.

Реализуемые ими процессы выделения находятся в координированной взаимосвя­зи и поэтому функционально эти органы могут быть объединены понятием «выделительная система организма».

Между органами вы­деления существуют функциональные и регуляторные взаимосвязи, в результате чего сдвиг функционального состояния одного из органов выделения меняет активность другого в пределах единой выдели­тельной системы. Так, например, при избыточном выведении жид­кости через кожу путем потоотделения при высокой температуре - снижается объем мочеобразования, при уменьшении экскреции азо­тистых соединений с мочой - увеличивается их выведение через желудочно-кишечный тракт, легкие и кожу.

Выделительная функция кожи

text_fields

text_fields

arrow_upward

Выделительная функция кожи преимущественно обеспечивается деятельностью потовых желез и, в меньшей степени, сальных желез.

Потовые железа

В среднем у человека за сутки выделяется от 300 до 1000 мл пота. Количество пота зависит от температуры окружающей среды и интенсивности энергетического метаболизма. В условиях большой физической нагрузки и высокой температуры воздуха потоотделение может возрастать до 10 л в сутки. Составы пота и плазмы крови отличаются, следовательно, пот является не простым фильтратом плазмы, а секретом потовых желез. С потом из организма выводится в покое до 1/3 общего количества экскретируемой воды, 5-10% всей мочевины, мочевая кислота, креатин, хлориды, натрий, калий, кальций, органические вещества, липиды, микроэлементы. Через кожу может выделяться даже больше кальция, чем выводится с мочой. При недостаточности функции почек или печени возрастает выделение через кожу ве­ществ, обычно экскретируемых с мочой - мочевины, ацетона, желчных пигментов и др. С потом выделяются пепсиноген, амилаза и щелочная фосфатаза, отражая тем самым функциональное состо­яние органов пищеварения.

Регуляция потоотделения осуществляется нейрогенно симпатичес­кими холинергическими влияниями, а также гормонами -вазопрессином, алъдостероном, гормонами щитовидной железы и половыми стероидами.

Сальные железа

Секрет сальных желез на 2/3 состоит из воды, а 1/3 составляют неомыляемые соединения - холестерин, сквален (алифатический углеводород), аналоги казеина, продукты обмена половых гормонов, кортикостероидов, витаминов и ферментов. В выделительной систе­ме сальные железы не имеют большой значимости, т.к. за сутки выделяется всего лишь около 20 г секрета. Регуляция сальных желез обеспечивается в основном половыми и надпочечниковыми стеро­идами.

Выделительная функция печени

text_fields

text_fields

arrow_upward

Вы­делительная функция печени реализуется за счет образования в ней секреции желчи. За сутки печень секретирует от 500 до 2000 мл желчи, но большая часть ее объема затем реабсорбируется в желч­ном пузыре и кишечнике. С желчью из организма экскретируются конечные продукты обмена гемоглобина и других порфиринов в виде желчных пигментов, конечные продукты обмена холестерина - в виде желчных кислот.

Несмотря на обратное всасывание в ки­шечнике, часть этих веществ покидает организм с фекальными массами. В составе желчи из организма выделяются тироксин, мо­чевина, кальций и фосфор, а также вещества, поступающие в ор­ганизм: лекарственные препараты, ядохимикаты и др.

В желчном пузыре происходит обратное всасывание в кровь части воды и рас­творенных в ней веществ, прежде всего электролитов. Этот процесс приводит к концентрированию желчи к регулируется гормоном вазопрессином, повышающим проницаемость стенки желчного пузыря.

Выделительная функция желудка

text_fields

text_fields

arrow_upward

Выделительная функция желудка обеспечивает выведение в соста­ве желудочного сока продуктов метаболизма (мочевины, мочевой кислоты), лекарственных и ядовитых веществ (ртуть, иод, салицилаты, хинин).

Выделительная функция кишечника

text_fields

text_fields

arrow_upward

Выделительная функция кишечника состоит:

Во-первых , в выде­лении продуктов распада пищевых веществ, не подвергшихся всасыванию в кровь, и представляющих излишние или вредные для ор­ганизма соединения.

Во-вторых , кишечник экскретирует вещества, поступившие в его просвет с пищеварительными соками (желудоч­ным, поджелудочным) и желчью. При этом многие из них в ки­шечнике подвергаются метаболизму и с калом выделяются не сами вещества, а их метаболиты, например, метаболиты билирубина жел­чи.

В третьих , стенка кишечника способна экскретировать из крови ряд веществ, среди которых особое значение имеет экскреция плаз­менных белков. При чрезмерности этого процесса возникает избы­точная потеря организмом белка, ведущая к патологии. Из крови кишечный эпителий экскретирует соли тяжелых металлов, магний, почти половину всего выделяемого организмом кальция. Вместе с экскрементами выделяется и некоторое количество воды (в среднем около 100 мл/сут).

Выделительная функция легких

text_fields

text_fields

arrow_upward

Выделительная функция легких и верхних дыхательных путей.

Процессы газообмена, происходящие в легких, обеспечивают удале­ние из внутренней среды организма летучих метаболитов и экзоген­ных веществ - углекислого газа, аммиака, ацетона, этанола, метил-меркаптана и др. Кроме того, за счет мерцательного эпителия уда­ляются продукты обмена веществ самой легочной ткани и эпителия воздухоносных путей, например, продукты деградации сурфактанта.

Легкие выделяют небольшие количества белка, в том числе гамма-глобулинов, обладающих сродством к легочной ткани, а также вхо­дящих в состав секрета желез бронхиального дерева. Через слизис­тую оболочку дыхательных путей испаряется значительное количе­ство воды (от 400 мл в покое до 1 л при усиленном дыхании), а при повышении проницаемости аэрогематического барьера из крови могут в избытке выделяться пурины, аденозин- и гуанозинмонофосфаты. Гиперсекреция желез слизистой оболочки верхних дыхательных путей имеет место при нарушениях выделительной функции почек, в этом случае через слизистую оболочку выделяется много мочевины, которая разлагаясь образует аммиак, определяющий со­ответствующих запах изо рта.