Лекция 9. выделительная система человека

Анатомия и структура

Нормальным состоянием считается присутствие в теле человека двух почек. Органы расположены симметрично по отношению к позвоночнику в районе грудинно-поясничного отдела и отвечают за множество процессов. Случаются аномальные ситуации, когда с рождения ребенок не имеет одного органа или же, наоборот, рождается с тремя. Жизнь больного, у которого только левая или правая почка может быть вполне полноценной, при условии, что второй орган здоров и полноценно выполняет функции. Если отсутствует способность полноценной работы одной, пациенту выполняют пересадку от здорового донора. Часто встречаются сложности, из-за проблем совместимости органов и стоимости процедуры. Случается так, что люди умирают, так и не дождавшись подходящего донора.

Почки у человека представлены в форме бобов, внешний слой которых покрыт капсулой из соединительной ткани. Корковое вещество занимает сравнительно небольшой объем. Внутренняя часть называется «мозговым веществом» и включает паренхиматозную ткань, слоя которой состоят из огромного скопления сосудов и нервных волокон. Базовой функциональной единицей почки считается нефрон, который представляет большое значение и отвечает за происходящие процессы.

Регуляция мочевыделения.

Нервная регуляция связана с деятельностью автономной нервной системы. Симпатическое влияние приводит к сужению почечных сосудов и усилению реабсорбции — уменьшению мочевыделения, парасимпатическое — наоборот.

При избытке солей в крови происходит повышенное образование гипоталамусом вазопрессина, нейрогипофиз выделяет его в кровь. Происходит усиленная реабсорбция воды и уменьшение мочевыделения. При понижении осмотического давления крови уменьшается секреция вазопрессина и увеличивается диурез. Если выделение АДГ по каким-то причинам прекращается, то резко возрастает диурез (до 20-25 л в сутки). Заболевание называется несахарный диабет.

Гуморальная регуляция связана с деятельность нейрогипофиза и надпочечников. Нейрогипофиз уменьшает мочеобразование с помощью секреции избыточного количества вазопрессина, гормон мозгового вещества надпочечников адреналин так же уменьшает мочевыделение. Кроме этого, поддержание стабильной концентрации ионов натрия в крови контролируется гормоном альдостероном, вырабатываемым корой надпочечников. Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия из канальцев, сохраняя его в организме. При этом происходит уменьшение мочевыделения.

Жировой обмен

Жиры составляют 10-20% от массы тела. Состоят из глицерина и жирных кислот. Жирные кислоты могут быть насыщенными (в твердых, животных жирах) и ненасыщенными (в маслах). Последние не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Взрослому организму необходимо около 100 г в сутки. Под действием желчи эмульгируются, под действием липаз гидролизуются, в клетках кишечного эпителия синтезируются транспортные формы жиров, которые поступают в лимфу.

При пластическом обмене фосфолипиды образуют мембраны клеток, жиры входят в состав медиаторов, гормонов, ферментов. Избыток жиров запасается в жировых клетках сальника, подкожной жировой клетчатки. При катаболизме обеспечивают организм энергией, при окислении 1 г жира до углекислого газа и воды выделяется 38,9 кДж энергии.

Главные функции: структурная — входят в состав мембран, энергетическая, источник метаболической воды (100 г жира при окислении образуют 107 г воды), теплоизоляционная, жиры образуют миелиновые оболочки нервных клеток.

В регуляции жирового обмена большую роль играют гормоны аденогипофиза, щитовидной железы, надпочечников. Жиры способны превращаться в углеводы. Синтез жиров может осуществляться из углеводов и белков.

Витамины

В пище содержатся также витамины — органические вещества, которые в организме человека или не синтезируются вовсе, или синтезируются в недостаточных количествах. Впервые их наличие было предположено русским ученым Н.И.Луниным в 1880 году. Их принято обозначать буквами латинского алфавита и делить на жирорастворимые А, D, E, K и водорастворимые. В настоящее время известно около 50 витаминов. Интересно, что вещество, являющееся витамином для одного организма, для других видов витамином не является. Например, витамин С необходим человеку, всем приматам, а большинство других млекопитающих его могут синтезировать.

Витамины входят в состав ферментов. Соединяясь с белками, образуют ферменты; необходимы для нормального обмена веществ. Общее количество витаминов, необходимое человеку незначительно, отсутствие какого-либо витамина в пище приводит к авитаминозу. Избыток витамина приводит к гипервитаминозам и различным нарушениям обмена веществ. Содержатся витамины в растительной пище и животной пище.

Количество витаминов в пище колеблется в зависимости от времени хранения овощей и фруктов, от приготовления пищи. Например, витамин А теряется при длительном хранении и сушке, при варке разрушается часть витаминов группы В и часть витамина С. Витамин С разрушается при контакте с воздухом и металлом.

Важнейшие витамины, их источники и значение.

Общая характеристика обмена веществ

Обмен веществ (метаболизм) — одно из основных свойств живого организма. Суть его в постоянном поступлении и выведении из организма различных веществ. В организм человека поступает кислород, вода, органические и неорганические вещества. Сложные органические вещества, поступающие в организм, расщепляются до простых веществ, всасываются и поступают в клетки, где часть подвергается распаду и окислению до воды углекислого газа, аммиака, мочевины, молочной кислоты, обеспечивая организм энергией — реакции диссимиляции, или энергетического обмена (катаболизма).

Другая часть поступивших веществ является строительным материалом для реакций ассимиляции, или пластического обмена (анаболизма). Из организма удаляются углекислый газ, продукты обмена, выделяется энергия.

Реакции ассимиляции и диссимиляции протекают одновременно и взаимосвязано. Синтез веществ требует энергии, которая образуется в реакциях энергетического обмена, а для реакций энергетического обмена нужны ферменты, синтезируемы в результате ассимиляции.

Обмен веществ зависит от выполняемой работы, от возраста, от состояния человека. В период роста преобладают реакции пластического обмена, в период старения реакции катаболизма. Регуляция осуществляется с помощью нервной системы и желез внутренней секреции.

Строение и функции.

Конечными продуктами расщепления жиров и углеводов являются вода и углекислый газ. При распаде белков, кроме того, выделяется еще и аммиак. В печени аммиак превращается в мочевину. Все эти вещества попадают в кровь и переносятся к почкам и легким, через которые и происходит их удаление из организма.

В выведении продуктов обмена принимает участие и кожа: удаляется часть углекислого газа; потовые железы кожи выводят воду, соли, около 1% мочевины. В кишечник из секретируются желчные пигменты и соли тяжелых металлов.

Главной системой, отвечающей за выведение продуктов метаболизма, является мочевыделительная система. Почки выполняет ряд функций: удаляют ненужные продукты обмена (аммиак, мочевину); выводят из организма «чужеродные» вещества (ядовитые вещества, всосавшиеся в кишечнике, лекарственные препараты); регулируют водно-солевой обмен и pH крови; синтезируют биологически активные вещества, регулирующие кроветворение и кровяное давление, выводят избыток глюкозы из организма.

Выделительная система представлена почками, мочеточниками, мочевым пузырем, мочеиспускательным каналом.

Почки на задней стенке брюшной полости, правая ниже левой на 1 — 1,5 см. Покрыты фиброзной капсулой, в области ворот (место входа в почку сосудов и мочеточника) и на задней стенке жировая ткань.

Рис. 218. Расположение органов выделения

Расположены почки в задней части брюшной полости (рис. 218), правая ниже левой на 1-1,5 см, так как над ней находится печень.

Рис. 219. Строение почки:
1 — почечная артерия; 2 — почечная вена; 3 — мочеточник; 4 — корковое вещество; 5 — пирамидки мозгового вещества; 6 — почечная лоханка.

В почке (рис. 219) снаружи расположено корковое вещество толщиной около 4 мм, содержащее почечные тельца нефронов, под ним мозговое вещество, образующее пирамидки, верхушки которых называются сосочками (в среднем 12).

Рис. 220. Микроскопическое строение почки:
1 — фиброзная капсула; 2 — жировая ткань; 3 — корковый слой; 4 — мозговой слой; 5 — сосочек; 6 — малая чашка.

В сосочках собирательные трубочки открываются в малые чашки (8-9 штук), затем вторичная моча попадает в две большие чашки и затем в полость — почечную лоханку (рис. 220).

Кровь попадает в почки из брюшной аорты через почечную артерию, очищенная выводится через почечную вену в нижнюю полую вену.

Основной структурной и функциональной единицей почки является нефрон, в почке около 1 млн. нефронов. В нефроне различают капсулу Боумена-Шумлянского, в которой находится капиллярный клубочек. Капсула продолжается в извитой каналец, впадающий через собирательную трубочку в почечную лоханку (рис. 221). За сутки вся кровь проходит через почки около 300 раз.

В капиллярном клубочке (мальпигиевом тельце) высокое кровяное давление, так как приносящая артериола клубочка почти в два раза больше по диаметру, чем выносящая. Выносящая артериола вновь разветвляется, оплетая капиллярами извитой каналец, затем венозные капилляры собираются в почечную вену.

Водно-солевой обмен

Вода составляет около 60% от массы тела. В мышцах до 80%, в костях до 20%. В сутки в среднем потребляется 2,5 л: 1,2 л в виде жидкостей, 1 л с пищей, 0,3 л образуется метаболической воды. Выводится почками, кишечником, кожей и легкими. Избыток и недостаток воды приводят к отравлению организма. Содержание воды в организме регулируется нейрогипофизом, выделяющим вазопрессин, а также корой надпочечников, секретирующей гормон альдостерон. Оба этих гормона регулируют работу почек. Например, если в крови солей больше нормы, нейрогипофиз выделяет больше вазопрессина. Антидиуретический гормон уменьшает мочеобразование и мочевыделение, сохраняя воду в организме.

Функции: вода необходима для нормально течения многих физиологических процессов: является растворителем, принимает участие в образовании структуры органических молекул, выполняет транспортные функции, участвует в регуляции температуры, участвует в реакциях гидролиза различных веществ.

Водный обмен тесно связан с минеральным обменом. Минеральные вещества необходимы организму для самых различных функций: обуславливают осмотическое давление, участвуют в проведении нервного возбуждения, в мышечных сокращениях, свертывании крови. Составляют около 4% от массы организма.

• Na и К. Участвуют в процессах возбуждения клетки, проведении нервных импульсов, в поддержании осмотического давления, Рh среды.
• Са. В составе зубов и костей. Необходим для свертывания крови, мышечных сокращений, синаптической передачи.
• Р. В составе костей и зубов. Входит в состав АТФ, ДНК, РНК, в состав клеточных мембран.
• Cl. Участвует в образовании Ph желудочного сока, обеспечивает наряду с другими ионами возбуждение и торможение в нервных клетках.
• Fe. Входит в состав гемоглобина крови, в состав цитохромов, принимающих участие в окислительном фосфорилировании.
• J. Входит в состав гормонов щитовидной железы.
• S. Входит в состав аминокислот, белков и витаминов.
• Cо. В состав витамина В12.
• Mg. Входит в состав многих ферментов в качестве кофермента. Необходим для нормального функционирования мышечной, нервной и костной тканей.
• F. Структурный компонент зубной эмали.

Недостаток минеральных веществ приводит к различным нарушениям, обмена веществ, у детей сказывается на их развитии и росте.

Образование мочи.

Мочеобразование складывается из трех процессов: фильтрации, реабсорбции, канальцевой секреции. Фильтрация происходит из-за высокого давления в капиллярах мальпигиевых телец. Кровяная плазма без белков попадает в просвет капсулы. Состав фильтрата тот же, что и состав плазмы, за исключение высокомолекулярных белков. За сутки у человека образуется до 180 л фильтрата (первичной мочи).

Рис. 221. Строение нефрона:
1 — приносящая артериола; 2 — выносящая артериола; 3 — капсула Боумена-Шумлянского; 4 — мальпигиево тельце; 5 — проксимальная часть извитого канальца; 6 — петля Генле; 7 — дистальная часть извитого канальца; 8 — собирательная трубочка; 9 — капиллярная сеть.

Реабсорбция происходит в почечных канальцах (рис. 222)… Длина канальца может достигать 50 мм, общая длина канальцев почки около 100 км. В норме в канальцах реабсорбируются практически вся глюкоза, все аминокислоты, витамины и гормоны, вода и хлористый натрий. Жидкость, образовавшаяся после реабсорбции, поступает в собирательные трубочки и направляется в почечную лоханку. Под влиянием вазопрессина (антидиуретического гормона) проницаемость собирательных трубочек увеличивается, вода выходит из них, вторичной мочи образуется меньше. Из первичной мочи в сутки образуется только 1 — 1,5 л вторичной мочи, которая выводится из организма.

Рис. 222. Образование вторичной мочи: реабсорбция и секреция.

Секреция. До того, как фильтрат покинет нефрон в виде мочи, в него могут секретироваться различные вещества, например ионы К+, Н+, NH4+ могут выделяться в просвет клеток извитых канальцев и выводиться из организма.

Нарушения функций

Сбои в работе почек приводят к такому патологическому состоянию, как почечная недостаточность.

Многие заболевания в организме человека происходят по причине негативного функционального состояния почек. Тубулярные клетки реагируют на возбудителя по-разному, от этого зависит тяжесть заболевания и сбой в выполнении функций. Огромное количество связанных между собой функций делают почки незаменимым органом для всех систем. К подобным проблемам приводят заболевания ОПН, гломерулонефрит, пиелонефрит, но если вовремя определить симптомы, риски осложнений сокращаются.

Иногда люди могут жить и не подозревать, что причина заболеваний органов кровеносной или мочеполовой системы кроется именно в нарушении органа. Так или иначе, недостаточная активность почек сказывается на работе здоровых органов. Когда нарушается выделительная функция почек, всю следующую жизнь человек обречен на постоянный гемодиализ. Связано это с тем, что регуляция функции фильтрации не происходит без этих органов. Если нарушена хотя бы одна функция почек у детей — это существенно влияет на общее развитие молодого организма.