Органы мочевыделения
Роль выделительных процессов в жизнедеятельности организма
В процессе жизнедеятельности организма, в ходе обмена веществ образуются конечные продукты метаболизма, которые не могут быть использованы организмом, являются для него ядовитыми, избыточными и должны быть выведены.
Удаление из организма этих веществ составляет суть процесса выделения.
Выделительная функция в большой степени поддерживает постоянство внутренней среды организма, т.е. поддерживает его гомеостаз, и, как следствие, повышает приспособительные возможности организма в меняющихся условиях внешней среды.
Почки выводят из организма в составе мочи продукты распада белков: мочевину, мочевую кислоту и креатинин; кроме того, выводят избыток воды, солей, чужеродные вещества, попавшие в кровь (лекарственные вещества, йодистые соли, красители и др.).
Кроме почек выделительную функцию выполняют
кожа, кишечник, легкие
Через легкие из организма удаляются углекислый газ, вода в виде пара и некоторые летучие вещества (например, пары алкоголя). Легкие - быстрый и эффективный регулятор кислотно-щелочного равновесия в организме.
Кожа с помощью потовых желез участвует в выделении воды, солей, мочевины, мочевой кислоты, креатинина и др. Кожа в некоторой степени может компенсировать недостаточность функции почек при их заболевании. Количество воды, удаляемой кожей и легкими, в сумме составляет около 1 литра в сутки. 99% углекислого газа удаляется легкими и только 1% - кожей.
Через кишечник выводятся непереваренные остатки пищи, соли кальция и тяжелых металлов, холестерин, желчные пигменты (билирубин) и вода.
Органы мочевыделительной системы человека
Мочевыделительную систему человека составляют две железы - почки, и органы, служащие для проведения, накопления и выведения мочи:
мочеточники
мочевой пузырь
мочеиспускательный канал
Почки – экскреторные
(экскреция –выделение) органы, расположенные за брюшиной в поясничной области на задней стенке брюшной полости на уровне от XII грудного до I, II поясничных позвонков по бокам позвоночника. Правая почка лежит на 1,5 см ниже левой.
Почка имеет бобовидную форму. Поверхность ее гладкая, темно-красного цвета. Почка имеет два полюса - верхний и нижний, два края - внутренний вогнутый и внешний выпуклый, две поверхности - переднюю и заднюю. На внутреннем крае почки располагаются ворота почки, через которые проходят почечная артерия, почечная вена, лимфатические сосуды, нервы и мочеточник. Масса каждой почки взрослого человека около 150 г, длина - около 10 см.
К верхнему полюсу каждой почки прилегает эндокринная железа - надпочечник.
На продольном разрезе, проведенном через почку, видно, что почка состоит из полости и собственно почечного вещества. Почечное вещество состоит из двух слоев: коркового и мозгового. Корковое вещество занимает периферическое положение, имеет толщину около 4 мм. Мозговое вещество занимает внутреннее положение и состоит из конических образований, называемых почечными пирамидами.
Основаниями пирамиды обращены к периферии почки, а вершинами - в полость почки. Корковое вещество заходит в мозговое, образуя почечные столбы, разделяющие пирамиды.
Полость почки занята малыми и большими чашечками и почечной лоханкой. Малых чашечек 8 – 9. Каждая малая чашечка охватывает вершину пирамиды. Объединяясь по несколько, образуют большие чашечки (их обыкновенно две - верхняя и нижняя). Большие чашечки сливаются в одну почечную лоханку, которая частично выступает из ворот почки.
Микроскопическое строение почек
Почка представляет собой сложную трубчатую железу. Структурной и функциональной единицей почки является нефрон. Нефрон имеет вид тонкой трубки микроскопического диаметра длиной около 30 - 50 мм. В каждой почке около миллиона нефронов.
Нефрон начинается расширенным участком, называемым капсулой нефрона, или капсулой Шумлянского-Боумена. Капсула представляет собой двустенную чашечку или бокальчик. Стенки капсулы образованы однослойным эпителием, причем ее внутренний слой - это плоский эпителий. Капсула плотно охватывает капиллярный клубочек.
Этот клубочек начинается приносящей артериолой и заканчивается выносящей артериолой.
Диаметр приносящей артериолы больше, чем выносящей, поэтому в капиллярном клубочке создается повышенное давление.
Капиллярный клубочек вместе с капсулой, охватывающей его, образует почечное (мальпигиево) тельце.
Почечные тельца лежат в корковом слое почек и заметны невооруженным глазом в виде мелких красных точек.
От капсулы почечного тельца начинается извитой каналец первого порядка (проксимальный каналец), который продолжается в петлю Генле. За петлей следует извитой каналец второго порядка (дистальный каналец), переходящий во вставочный отдел. Петля Генле лежит в мозговом слое почки. Стенки нефрона образованы однослойным эпителием, форма клеток которого различна в разных его участках (например, стенка извитого канальца первого порядка образована мерцательным эпителием).
Кровеносные сосуды почек
Кровь в почку поступает по почечной артерии, отходящей от брюшной аорты. Около 25 % крови, выталкивающейся левым желудочком, поступает в почки, что составляет примерно 1,5 тысячи литров за сутки. Почечная артерия в почках распадается на систему мелких артерий вплоть до уровня приносящих артериол почечных телец, дающих начало капиллярному клубочку. Выносящая артериола каждого почечного тельца распадается на систему капилляров, образующих сеть вокруг нефрона. Из этой сети формируются венулы и вены, сливающиеся в итоге в почечную вену.
Таким образом, в почках имеются две системы капилляров:
капилляры почечных телец, в которых не происходит смены крови с артериальной на венозную
капилляры, охватывающие канальцы нефронов, в которых происходит смена крови с артериальной на венозную.
Первая сеть обеспечивает фильтрацию крови, вторая - обменные процессы в почках.
Искусственная почка
Удаление почек у животных или резкое нарушение их функции у человека в короткое время может привести к смерти из-за отравления конечными продуктами обмена. Для временной замены функции почек (при отравлениях, операциях на почке) создан аппарат, получивший название искусственная почка. С его помощью из крови удаляются те продукты, которые обычно выводятся почками. Работа этого аппарата основана на ультрафильтрации крови через полупроницаемую перегородку, изготовленную из целлофана. В целлофановой трубке течет кровь, а вокруг нее находится нагретый до 37,5 С солевой раствор определенного состава. Ряд веществ, растворенных в крови, переходит в солевой раствор. Таким путем за час удается извлечь из крови от 6 г до 16 г мочевины.
Подключая искусственную почку 2-3 раза в неделю, удается поддерживать жизнь больных с нарушением функции почек в течение нескольких лет или же до восстановления функции почек.
Мочеиспускание
При наполнении мочевого пузыря возникает позыв к мочеиспусканию. Непроизвольный центр мочеиспускания находится в пояснично-крестцовой части спинного мозга. Опорожнение мочевого пузыря происходит рефлекторно. Произвольная задержка мочеиспускания отсутствует у новорожденных детей. Она начинает появляться к концу первого года жизни и упрочивается к двум годам, когда вырабатывается условный рефлекс задержки мочеиспускания. Высшие корковые центры, регулирующие мочеиспускание, находятся в лобных долях головного мозга.
Мочеточник
От почки отходит мочеточник, начинающийся от почечной лоханки. Он идет вниз по задней брюшной стенке и впадает снизу в мочевой пузырь. Длина мочеточников около 30 см. В состав стенки мочеточника входит гладкая мышечная ткань, составленная продольными и кольцевыми волокнами. Перистальтические сокращения мускулатуры способствуют передвижению мочи в мочевой пузырь.
Мочевой пузырь
Мочевой пузырь - это забрюшинный орган, лежащий в брюшной полости в области малого таза и служит для накопления мочи. Средняя емкость его около 500 - 700 мл и подвержена большим индивидуальным колебаниям. Когда мочевой пузырь пуст, он лежит целиком в полости малого таза. При наполнении его верхняя часть поднимается выше лобка, доходя в случаях сильного растяжения до уровня пупка. Внутренняя поверхность мочевого пузыря покрыта слизистой оболочкой, эпителий которой имеет название уротелий. Мышечный слой образован гладкой мышечной тканью.
Мочеиспускательный канал
Начинается от дна мочевого пузыря и представляет собой трубку, мышечная стенка которой образует два сфинктера: верхний непроизвольный, образованный гладкой мышечной тканью и нижний, произвольный, образованный поперечно-полосатой мышечной тканью. У мужчин он более узкий и длинный, у женщин более короткий и широкий.
Кровоснабжение почек
Каждую минуту через почки походит около 1, 2 литра крови, что составляет до 25 % крови, поступающей в аорту. Масса почек у человека составляет 0,43% массы тела, поэтому очевиден исключительно высокий уровень кровоснабжения почек (для сравнения: в пересчете на 100 г ткани кровоток для почки составляет 430 мл/мин, коронарной системы сердца - 66, головного мозга - 53 ).
91 - 93% крови, поступающей в почки, проходит через корковое вещество. Важной особенностью почечного кровоснабжения является то, что кровоток в них остается постоянным при изменении артериального давления более чем в два раза (например, с 90 до 190 мм рт. ст.)
Поскольку почечные артерии отходят от брюшной аорты, в них высок уровень артериального давления.
Водный баланс организма
За сутки организм получает в среднем около 2500 мл воды в виде питья и с твердой пищей. Около 150 мл воды образуется в процессе метаболизма. Для постоянства количества воды в организме приход ее должен соответствовать расходу.
Главную роль в выведении воды играют почки. Суточный диурез (мочевыделение) равен в среднем 1500 мл. Остальная вода выводится легкими (около 500 мл), кожей (около 400 мл) и небольшое количество с калом.
Образование первичной мочи
Первый этап образования мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. При этом жидкая часть крови проходит через стенку капилляров в полость капсулы почечного тельца. Возможность фильтрации обеспечена рядом анатомических особенностей:
клетки эндотелия капилляров плоские, особенно они тонки по своей периферии и имеют в этих частях поры, через которые, однако, не проходят молекулы белка из-за их крупных размеров
внутренняя стенка капсулы Шумлянского - Боумена образована плоскими эпителиальными клетками, которые также не пропускают только крупные молекулы.
Основной силой, обеспечивающей возможность фильтрации в почечных клубочках, является высокое давление в них за счет: