23. Органы выделения и их физиологическое значение. Строение нефрона и методы изучения работы почек

Ответ. Организм получает питательные вещества из окружающей среды, перерабатывает их в процессе метаболизма и выделяет конечные продукты обмена наружу. Органы выделения должны избирательно извлекать эти конечные продукты, сохраняя вещества, необходимые организму. Выделение веществ осуществляется почками, желудочно-кишечным трактом, легкими, кожей и слизистыми оболочками, слюнными железами. Все это вместе составляет, между отдельными частями которой существует тесная взаимосвязь. Например, при избыточном потоотделении, высокой температуре снижается объем мочи; при уменьшении выведения азотистых соединений с мочой увеличивается их выведение через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожу. Почки находятся рядом с брюшной аортой, поэтому через них проходит большой объем крови (20–25 % всего минутного объема кровотока), благодаря чему почки способны эффективно очищать кровь от токсичных продуктов метаболизма. Нефрон является структурно-функциональной единицей почки. В каждой почке содержится примерно 1 млн. нефронов. Он начинается с почечного тельца, представляющего собой заключенный в капсулу Шумлянского-Боумена сосудистый клубочек (20–50 капиллярных петель), который образуется путем разветвления приносящей артериолы на капилляры и заканчивается их объединением в выносящую артериолу. Диаметр приносящей артериолы почти в 1,5 раза больше, чем выносящей, что обеспечивает высокий уровень гидростатического давления крови в капиллярах клубочка. Капсула Шумлянского-Боумена переходит в проксимальный извитой каналец, за которым следует петля Генле, включающая нисходящее и восходящее колено, имеющие в своем составе тонкую и широкую части. Последняя переходит в дистальный извитой каналец, впадающий в собирательную трубку, которая открывается на вершине сосочка мозгового вещества в малой почечной чашке. Выносящая артериола выходит из клубочка и распадается на множество капилляров, оплетающих всю канальцевую систему и собирающихся затем в почечную венулу и далее в вену.

24. Мочеобразование и его регуляция

Ответ. Процесс мочеобразования состоит из трех фаз: клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции, канальцевой секреции. Клубочковая фильтрация – начальная фаза образования мочи, происходящая в почечном тельце. Фильтруется плазма крови, которая протекает в сосудистом клубочке. Клубочковый фильтр включает три слоя: стенка капилляра, базальная мембрана и эпителий внутреннего листка капсулы Шумлянского-Боумена, состоящий из клетокподоцитов. В результате фильтрации в капсуле Шумлянского-Боумена собирается первичная моча, представляющая собой плазму крови, почти лишенную белков. При повреждении клубочкового фильтра и увеличении размеров пор белки могут проходить в капсулу Шумлянского-Боумена и выделяться с мочой. В сутки образуется 150–180 л первичной мочи, а за 25 мин фильтруется 3 л плазмы крови, т.е. весь циркулирующий ее объем. Следовательно, за сутки вся плазма фильтруется 50–60 раз. Так как объем конечной мочи равен 1,5 (1–2) л/сутки, то за это время из канальцев обратно в кровь всасывается примерно 178,5 л. Канальцевая реабсорбция обеспечивает концентрирование мочи и возвращение в кровь полезных для организма веществ. В результате реабсорбции или обратного всасывания объем конечной мочи уменьшается до 1–2 л в сутки. В конечной моче отсутствуют белки, глюкоза, аминокислоты; осмотическое давление конечной мочи превышает осмотическое давление крови. Реабсорбция протекает в проксимальных и дистальных извитых канальцах и в петле Генле. Канальцевая секреция – это активный транспорт в мочу веществ, содержащихся в крови или образующихся в самих клетках канальцев, например, аммиака. С помощью канальцевой секреции в мочу из крови выделяются ионы (калия, водорода), органические кислоты и основания, аммиак, некоторые лекарства. Секреция идет только в проксимальных и дистальных канальцах. Причем в первых секретируются органические кислоты (гиппуровая кислота), а во–вторых – ионы калия (в обмен на Na+) и водорода. В результате канальцевой реабсорбции и канальцевой секреции образуется вторичная моча. Осмотическое давление крови является важным показателем гомеостазиса. Реабсорбция воды увеличивается при действии антидиуретического гормона – АДГ (вазопрессина), который выделяется из гипофиза в ответ на понижение осмотического давления крови. Содержание вазопрессина в крови зависит и от суточного ритма, т. е. днем у человека его вырабатывается меньше, чем ночью (у ночных животных – наоборот). При нарушениях регуляции образования АДГ может наблюдаться никтурия – ночное выделение больших количеств мочи. При угнетении выделения вазопрессина резко возрастает диурез (более 10–20 л конечной мочи), и полиурия. При снижении уровня ионов натрия в крови повышается продукция гормона альдостерона (в том числе за счет ренин-ангиотензиновой системы), который повышает активность натрий-калиевого насоса в почечных канальцах и способствует повышению реабсорбции натрия из первичной мочи. При слишком высоком уровне ионов натрия в крови повышается продукция натрийуретического гормона (атриопептина) в гипоталамусе и в предсердиях, который, наоборот, уменьшает реабсорбцию натрия в почечных канальцах и увеличивает его выделение с мочой.