Главная Сварка

Какие органы входят в выделительную систему человека. Выделительная система человека: кратко и ясно. Главный орган выделительной системы

Выделение – процесс, обеспечивающий выведение из организма продуктов обмена веществ, которые не могут быть использованы организмом.

Система органов выделения:

Почки

Мочеточники

Мочевой пузырь

Функцию выделения выполняют и другие органы :

Кожа

Легкие

желудочно-кишечный тракт - (через эти органы выводятся пот, газы, соли тяжелых металлов и т.д.)

Основным органом выделения являются почки . Это парные органы бобовидной формы. Они расположены в брюшной полости. Вес почки около 150 г. К верхнему полюсу почки прилегают надпочечники. Почка покрыта соединительно-тканной и жировой оболочками. В почке различают наружный – корковый и внутренний – мозговой слои. Структурной единицей почки является нефрон – состоит из:

почечной капсулы, внутри которой находится капиллярный клубочек

извитого канальца.

Капсулы с клубочками находятся в корковом слое почки. В мозговом (пирамидальном) слое находятся извитые канальцы , расположение которых напоминает пирамиды . Между пирамидами находится слой коркового вещества почки. Канальцы образуют общие собирательные трубочки, впадающие в почечную лоханку. От капсулы отходит извитой каналец первого порядка , который в мозговом слое почки образует петлю, затем он снова поднимается в корковый слой, где переходит в извитой каналец второго порядка . Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона. Все собирательные трубочки образуют выводные протоки, открывающиеся на верхушках пирамид в мозговом веществе почки.

Почечная артерия распадается на артериолы и затем на капилляры, образуя мальпигиев клубочек почечной капсулы. Капилляры собираются в выносящую артериолу, которая снова распадается на сеть капилляров, оплетающих извитые канальцы. Затем капилляры образуют вены, по которым кровь поступает в почечную вену.

Процесс образования мочи включает две фазы.

1-я фаза - фильтрация . Через почки, составляющие 1/200 массы тела, за минуту протекает 1200 мл крови, т. е. около 1/4 общего ее количества, поступающего из сердца в кровеносную систему за это время. Вся кровь организма человека (около 5 л) проходит через почки за каждые 4-5 мин, а за сутки более 300 раз. В сутки через почки проходит до 1500-1700 л крови и образуется 150-170 л первичной мочи.

Таким интенсивным кровоснабжением почек, превышающим во много раз кровоснабжение других органов, обеспечиваются условия для очищения крови от непрерывно поступающих в нее из клеток веществ, подлежащих удалению из организма с мочой.

В капсуле мальпигиевых клубочков фильтруются вещества, приносимые кровью, через стенки капилляров в полость капсулы. Фильтрация жидкой части крови со всеми растворенными веществами, за исключением крупных молекул белка, которые не могут пройти через стенки капилляров и мембрану капсулы, происходит в результате значительной разности давлений крови в капиллярах и капсуле (давление в клубочке около 70 мм рт. ст., а в полости капсулы около 30 мм рт. ст.).

Высокое кровяное давление в капиллярах создается тем, что диаметр приносящего сосуда больше, чем выносящего. Это обеспечивает фильтрацию растворенных в плазме веществ в капсулу: неорганических солей, мочевины, мочевой кислоты, глюкозы, аминокислот.

Жидкость, поступающая в просвет капсулы - первичная моча - безбелковая плазма крови, содержащая минеральные соли, глюкозу, гормоны, витамины, аминокислоты и другие соединения, необходимые организму наряду с продуктами распада, подлежащими удалению. По составу она близка плазме крови, но отличается от нее отсутствием белков. Из организма же выводится всего лишь около 1 - 1,5 л так называемой вторичной, или конечной, мочи, образующейся во второй фазе мочеобразования.

2-я фаза - обратное всасывание. В почках после фильтрации эпителиальными клетками канальцев осуществляется процесс обратного всасывания, при котором в кровь возвращаются необходимые организму вещества. В почечных канальцах происходит обратное всасывание воды и некоторых веществ (Сахаров, аминокислот). Излишки веществ (например, глюкозы, если ее содержание в крови превышает 150 мг%) и ненужные организму продукты обмена удаляются наружу в небольшом объеме вторичной (конечной) мочи. В моче меньше концентрация хлористого натрия, чем в крови, а концентрация мочевины увеличена почти в 60- 70 раз, т. е. до 2% (в плазме ее 0,03%).

Из почек моча выводится через мочеточники - трубки длиной до 30 см и шириной 3-6 мм, соединяющие почечную лоханку с мочевым пузырем.

Мочевой пузырь лежит в полости таза и представляет собой резервуар емкостью до 750 мл.

Функции почек регулируются импульсами парасимпатического (блуждающего) нерва - расширяет кровеносные сосуды и симпатического нерва - сужает сосуды. Это отражается на скорости образования первичной мочи, обратного всасывания воды и натрия из вторичной мочи.

Всасывание воды из первичной мочи усиливается антидиуретическим гормоном гипофиза (вазопрессином), а гормон надпочечников адреналин вызывает уменьшение образования мочи, так как сужает почечные сосуды.

Обратное всасывание солей натрия и калия в канальцах нефронов регулируется гормоном коры надпочечников - альдостероном.

Тематические задания

А1. Сходные по составу продукты распада удаляются через

1) кожу и легкие

2) легкие и почки

3) почки и кожу

4) пищеварительный тракт и почки

А2. Органы выделительной системы находятся

1) в грудной полости

3) вне полостей тела

2) в брюшной полости

4) в полости малого таза

А3. Целостной структурной единицей почки является

3) капсула

4) извитой каналец

А4. При нарушениях процесса выделения продуктов распада в организме накапливается:

1) соли серной кислоты

3) гликоген

2) избыток белков

4) мочевина или аммиак

А5. Функция капиллярного (мальпигиевого) клубочка:

1) фильтрация крови

3) всасывание воды

2) фильтрация мочи

4) фильтрация лимфы

А6. Сознательная задержка мочеиспускания связана с деятельностью:

1) продолговатого мозга

3) спинного мозга

2) среднего мозга

4) коры мозга

А7. Вторичная моча отличается от первичной тем, что во вторичной моче нет:

1) глюкозы

2) мочевины

4) ионов К+ и Са 2+

А8. Первичная моча образуется из:

3) плазмы крови

4) тканевой жидкости

А9. Симптомом заболевания почек может служить присутствие в моче

2) солей калия

3) солей натрия

4) мочевины

А10. Гуморальная регуляция деятельности почек осуществляется с помощью

1) ферментов

2) витаминов

3) аминокислот

4) гормонов

В1. Выберите симптомы, по которым можно заподозрить заболевание почек

1) наличие в моче белков

2) присутствие в моче мочевой кислоты

3) повышенное содержание глюкозы во вторичной моче

4) пониженное содержание лейкоцитов

5) повышенное содержание лейкоцитов

6) повышенное суточное количество выделенной мочи

В2. Что из перечисленного относится к нефрону?

1) почечная лоханка

2) мочеточник

3) капиллярный клубочек

4) капсула

5) мочевой пузырь

6) извитой каналец

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.

1. Через какие органы продукты обмена веществ выводятся из организма? Перечислите функции почки и дайте характеристику каждой из них.

В результате обмена веществ в организме человека образуются вредные продукты распада белков, жиров и углеводов, которые не могут использоваться и должны быть выведены во внешнюю среду. Через легкие выводится углекислый газ, через пищеварительную систему из организма выводятся непереваренные остатки пищи, а также многие лекарства и вредные вещества. Ещё одним органом, обладающим функции выделения, служит Кожа, в которой есть потовые железы. Главный орган системы выведения вещества из организма человека почки. Они позволяют удалить из организма избыток воды, солей, не попавшие в желчь лекарство и вредные вещества, а также продукты распада белков. Основная функция почек, это выведение вредных органических веществ. К ним относятся мочевина, которая образуется при расщеплении белков, лекарств и продуктов их преобразования в организме, другие ядовитые вещества. Желтую окраску в моче придают продукты распада гемоглобина, выделившегося из состарившихся эритроцитов. Вторая функция, это регуляция количества воды в организме. На долю воды приходится около 70% массы тела человека. Из них примерно 2/3 находится внутри клеток, а 1/3 внеклеточном пространстве. Внеклеточная вода распределена между кровью и тканевой жидкостью. Выводится вода через разные органы, в первую очередь через почки, количество воды в организме человека должно поддерживаться на постоянном уровне. Когда поступление воды возрастает, почки образуют больше мочи, и наоборот. Третья функция почки, регуляция концентрации соли в среде организма. Моча представляет собой водный раствор, в котором, кроме мочевины содержится соли натрия, калия и хлора. Почки регулируют концентрацию этих веществ в моче, в зависимости от того, сколько их поступает с питьем и содержится в крови. Таким образом, почки играют первостепенную роль в регуляции водно-солевого баланса организма, то есть в поддержание соответствия между поступлением и выведением из организма солей. Некоторые функции почек напрямую не связаны с выделением. Почки вырабатывают гормоны, регулирующие образование эритроцитов и обмен кальция в организме. Наконец, почки, как и печень, могут вырабатывать из жиров и аминокислот большое количество глюкозы при недостатке в крови.

2. Из каких органов состоит выделительная система человека?

Выделительная система состоит из почек и мочевыводящих путей, к которым относятся мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

3. Сколько нефронов в двух почках человека и каково их строение?

В двух почках человека около двух миллионов нефронов. Нефрон - представляет собой тонкую извитую трубочку длиной 35 - 40 мм. Стенки нефрона очень тонкие, они образованы одним слоем эпителиальных клеток. Нефрон начинается с боуменовой капсулы, которая представляет собой расширение слепозамкнутой трубочки нефрона. В капсуле находится клубочек кровеносных капилляров. От капсулы отходит тонкий каналец нефрона, его диаметр около 0,05 мм. Каналец проходит по почке по направлению к лоханке, затем поворачивает назад, к корковому веществу. Среднюю изогнутую часть нефрона, которая имеет форму шпильки, называет петля Генле. В конечном итоге каналец нефрона впадает в собирательной трубочку. Эта трубочка собирает мочу из нескольких нефронов и направляет его в почечную лоханку.

4. В чём заключаются особенности кровоснабжения почек?

Почечная артерия отходит прямо от аорты. В почках она многократно разделяется, образуя тонкие артерии, которые дают начало капиллярным клубочкам почек. Так как путь от аорты до капиллярных клубочков довольно короткий, давление в этих капиллярах в 2 раза выше, чем в капиллярах других органов. Высокое давление необходимо для фильтрации жидкости из капилляров клубочков просвет боуменовой капсулы. На выходе из клубочка капилляры собираются в мелкий кровеносный сосуд, который вскоре вновь ветвиться на капилляры. Эти капилляры образуют вторичную капиллярную сеть, оплетающие канальцы нефрона. Давление крови в капиллярах вторичной сети, напротив, ниже, чем во многих капилляров тела человека. Это способствует поступлению в них жидкости, которая попала из канальцев нефронов в ткань почки. Таким образом, две капиллярные сети кровеносного русла почек не только имеют разное строение, но и выполняют совершенно разные функции.

5. Почему заболевание почек может приводить к анемии? (Для ответа на этот вопрос повторите § 20.)

Причиной анемии при заболевании почек является отсутствие гормона эритропоэтина, который вырабатывается почками.

6. В каких ещё органах кроме почек имеются две последовательно соединённые капиллярные сети? Какое это имеет значение для функционирования этих органов?

1. Кишечник и печень. Капилляры из кишечника собираются в воротную вену печени и сразу же распадаются снова на капилляры. В печени кровь очищается от токсинов.

2. Гипоталамус и гипофиз. Капилляры гипоталамуса собираются в одну артерию, идущую сразу к гипофизу, в котором снова образуется капиллярная сеть. Так осуществляется связанная гипоталамо-гипофизарная система.

В процессе жизнедеятельности организма в тканях происходит распад белков, жиров и углеводов с выделением энергии. Выделительная система человека избавляет организм от конечных продуктов распада - воды, углекислого газа, аммиака, мочевины, мочевой кислоты, фосфорнокислых солей и других соединений.

Из тканей эти продукты диссимиляции переходят в кровь, кровью приносятся к органам выделения и через них выводятся из организма. В выведении этих веществ участвуют легкие, кожа, пищеварительный аппарат и органы мочевыделительной системы.

Большая часть продуктов распада выделяется через систему мочевыделительных органов. В эту систему входят почки, мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.

Функции почек человека

Благодаря своей деятельности в организме человека почки участвуют:

В поддержании постоянства объема жидкостей тела, их осмотического давления и ионного состава;
регуляции кислотно-щелочного равновесия;
выделении продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ;
экономии или экскреции различных органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др.) в зависимости от состава внутренней среды;
метаболизме углеводов и белков;
секреции биологически активных веществ (гормон ренин);
кроветворении.

Почки имеют широкие пределы функциональной адаптации к потребностям организма в поддержании гомеостаза, так как они способны в значительной степени варьировать качественный состав мочи, ее объем, осмотическое давление и pH.

Почки правая и левая, каждая около 150г, находятся в брюшном пространстве по бокам позвоночного столба на уровне поясничных позвонков. Снаружи почки покрыты плотной оболочкой. На внутренней вогнутой стороне располагаются «ворота» почки, через которые проходят мочеточник, почечные артерии и вены, лимфатические сосуды и нервы. На разрезе почки видно, что она состоит из двух слоев:

Наружный слой, более темный - корковое вещество;
внутренний - мозговое вещество.

Строение почки человека. Строение нефрона

Почка имеет сложное строение и состоит примерно из 1 млн. структурных и функциональных единиц - нефронов, пространство между которыми заполнено соединительной тканью.

Нефроны - это сложные микроскопические образования, начинающиеся двустенной капсулой клубочка (капсулой Шумлянского-Боумена), внутри которой находится почечное тельце (мальпигиево тельце). Между слоями капсулы находится полость, переходящая в извитой (первичный) мочевой каналец. Он доходит до границы коркового и мозгового слоев почки. На границе каналец суживается, выпрямляется.

В мозговом слое почки он образует петлю и возвращается в корковый слой почки. Здесь он вновь становится извитым (вторичный) и открывается в собирательную трубку. Собирательные трубки, сливаясь, образуют общие выводные протоки, которые проходят через мозговой слой почки к верхушкам сосочков, выступающих в полость лоханки. Лоханка переходит в мочеточник.

Образование мочи

Как же образуется моча в нефронах? В упрощенном виде это происходит следующим образом.

Первичная моча

Когда кровь проходит через капилляры клубочков, то из ее плазмы через стенку капилляра в полость капсулы фильтруется вода и растворенные в ней вещества, за исключением крупномолекулярных соединений и форменных элементов крови. Следовательно, в фильтрат не попадают белки с большой молекулярной массой. Зато сюда поступают такие продукты обмена, как мочевина, мочевая кислота, ионы неорганических веществ, глюкоза и аминокислоты. Такую фильтрованную жидкость называют первичной мочой .

Фильтрация осуществляется благодаря высокому давлению в капиллярах клубочков - 60-70 мм рт. ст., что в два или более раз выше, чем в капиллярах других тканей. Оно создается за счет разной величины просветов приносящего (широкого) и выносящего (узкого) сосудов.

В течение суток образуется огромное количество первичной мочи - 150-180л. Такая интенсивная фильтрация возможна благодаря:

Большому количеству крови, которая протекает в течение суток через почки - 1500-1800л;
большой поверхности стенок капилляров клубочков - 1,5м 2 ;
высокому давлению в них крови, что создает фильтрующую силу, и другим факторам.

Из капсулы клубочка первичная моча поступает в первичный каналец, который густо оплетен вторично разветвеленными кровеносными капиллярами. В этой части канальца происходит всасывание (реабсорбция) в кровь большей части воды и ряда веществ: глюкозы, аминокислот, низкомолекулярных белков, витаминов, ионов натрия, калия, кальция, хлора.

Вторичная моча

Та часть первичной мочи, которая остается к концу продвижения по канальцам, называется вторичной.

Следовательно, во вторичной моче, при нормальной работе почек, отсутствуют белки и сахар. Их появление там свидетельствует о нарушении работы почек, хотя при избыточном потреблении простых углеводов (свыше 100г в сутки) возможно появление сахаров в моче и при здоровых почках.

Вторичной мочи образуется немного - около 1,5л в сутки. Вся остальная жидкость первичной мочи из общего количества 150-180л всасывается в кровь через клетки стенок мочевых канальцев. Общая поверхность их составляет 40-50м 2 .

Почки совершают большую работу безостановочно. Поэтому при сравнительно небольших размерах они потребляют много кислорода, питательных веществ, что свидетельствует о больших энергетических тратах при образовании мочи. Так, в них расходуется 8-10% всего кислорода, поглощаемого человеком в покое. На единицу массы в почках расходуется больше энергии, чем в любом другом органе.

Моча собирается в мочевом пузыре. По мере накопления происходит растяжение его стенок. Это сопровождается раздражением нервных окончаний, находящихся в стенках мочевого пузыря. Сигналы поступают в центральную нервную систему и человек ощущает позывы к мочеиспусканию. Оно осуществляется через мочеиспускательный канал и находится под контролем нервной системы.

Выделение — совокупность физиологических процессов, направленных на удаление из организма конечных продуктов обмена веществ (осуществляют почки, потовые железы, легкие, желудочно-кишечный тракт и др.).

Выделение (экскреция ) — процесс освобождения организма от конечных продуктов метаболизма, избытка воды, минеральных (макро- и микроэлементов), питательных, чужеродных и токсичных веществ и тепла. Выделение происходит в организме постоянно, что обеспечивает поддержание оптимального состава и физико-химических свойств его внутренней среды и прежде всего крови.

Конечными продуктами метаболизма (обмена веществ) являются углекислый газ, вода, азотсодержащие вещества (аммиак, мочевина, креатинин, мочевая кислота). Углекислый газ и вода образуются при окислении углеводов, жиров и белков и выделяются из организма в основном в свободном виде. Небольшая часть углекислого газа выделяется в виде бикарбонатов. Азотсодержащие продукты метаболизма образуются при распаде белков и нуклеиновых кислот. Аммиак образуется при окислении белков и удаляется из организма преимущественно в виде мочевины (25-35 г/сут) после соответствующих превращений в печени и солей аммония (0,3-1,2 г/сут). В мышцах при распаде креатинфосфата образуется креатин, который после дегидратации превращается в креатинин (до 1,5 г/сут) и в такой форме удаляется из организма. При распаде нуклеиновых кислот образуется мочевая кислота.

В процессе окисления питательных веществ всегда выделяется тепло, избыток которого необходимо отводить от места его образования в организме. Эти образующиеся в результате метаболических процессов вещества должны постоянно удаляться из организма, а избыток тепла рассеиваться во внешнюю среду.

Органы выделения человека

Процесс выделения имеет важное значение для гомеостаза, он обеспечивает освобождение организма от конечных продуктов обмена, которые уже не могут быть использованы, чужеродных и токсических веществ, а также избытка воды, солей и органических соединений, поступивших с пищей или образовавшихся в результате обмена веществ. Основное значение органов выделения состоит в поддержании постоянства состава и объема жидкости внутренней среды организма, прежде всего крови.

Органы выделения:

почки - удаляют избыток воды, неорганических и органических веществ, конечные продукты обмена;
легкие — выводят углекислый газ, воду, некоторые летучие вещества, например пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении;
слюнные и желудочные железы — выделяют тяжелые металлы, ряд лекарственных препаратов (морфий, хинин) и чужеродных органических соединений;
поджелудочная железа и кишечные железы - экскретируют тяжелые металлы, лекарственные вещества;
кожа (потовые железы) - выделяют воду, соли, некоторые органические вещества, в частности мочевину, а при напряженной работе — молочную кислоту.

Общая характеристика системы выделения

Система выделения - это совокупность органов (почки, легкие, кожа, пищеварительный тракт) и механизмов регуляции, функцией которых является экскреция различных веществ и рассеяние избытка тепла из организма в окружающую среду.

Каждый из органов системы выделения играет ведущую роль в удалении тех или иных экскретируемых веществ и рассеянии тепла. Однако эффективность системы выделения достигается за счет их совместной работы, которая обеспечивается сложными регуляторными механизмами. При этом изменение функционального состояния одного из выделительных органов (вследствие его повреждения, заболевания, исчерпания резервов) сопровождается изменением выделительной функции других, входящих в целостную систему выделения организма. Например, при избыточном выведении воды через кожу при усиленном потоотделении в условиях действия высокой внешней температуры (летом или во время работы в горячих цехах на производстве) снижается образование мочи почками и ее выведение — уменьшается диурез. При уменьшении экскреции азотистых соединений с мочой (при заболеваниях почек) увеличивается их удаление через легкие, кожу, пищеварительный тракт. Это является причиной возникновения «уремического» запаха изо рта у больных тяжелыми формами острой или хронической почечной недостаточности.

Почки играют ведущую роль в экскреции азотсодержащих веществ, воды (в нормальных условиях более половины ее объема от суточного выделения), избытка большинства минеральных веществ (натрия, калия, фосфатов и др.), избытка питательных и чужеродных веществ.

Легкие обеспечивают удаление более 90% углекислого газа, образующегося в организме, паров воды, некоторых летучих веществ, попавших или образующихся в организме (алкоголь, эфир, хлороформ, газы автотранспорта и промышленных предприятий, ацетон, мочевина, продукты деградации сурфактанта). При нарушении функций почек усиливается выделение мочевины с секретом желез дыхательных путей, разложение которой приводит к образованию аммиака, что обусловливает появление специфического запаха из рта.

Железы пищеварительного тракта (включая слюнные железы) играют ведущую роль в выделении избытка кальция, билирубина, желчных кислот, холестерола и его производных. Они могут выделять соли тяжелых металлов, лекарственные вещества (морфин, хинин, салицилаты), чужеродные органические соединения (например, красители), небольшое количество воды (100-200 мл), мочевины и мочевой кислоты. Их выделительная функция усиливается при нагрузке организма избыточным количеством различных веществ, а также при заболеваниях почек. При этом значительно возрастает выведение продуктов обмена белков с секретами пищеварительных желез.

Кожа имеет ведущее значение в процессах отдачи организмом тепла в окружающую среду. В коже есть специальные органы выделения — потовые и сальные железы. Потовые железы играют важную роль в выделении воды, особенно в условиях жаркого климата и (или) интенсивной физической работы, в том числе в горячих цехах. Выделение воды с поверхности кожи колеблется от 0,5 л/сут в покое до 10 л/сут в жаркие дни. С потом выделяются также соли натрия, калия, кальция, мочевина (5-10% от общего выводимого из организма ее количества), мочевая кислота, около 2% углекислого газа. Сальные железы секретируют особое жировое вещество — кожное сало, которое выполняет защитную функцию. Оно состоит на 2/3 из воды и 1/3 из неомыляемых соединений — холестерола, сквалена, продуктов обмена половых гормонов, кортикостероидов и др.

Функции выделительной системы

Выделение — освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, вредных продуктов, токсинов, лекарственных веществ. В результате обмена веществ в организме образуются конечные продукты, которые не могут организмом дальше использоваться и поэтому должны удаляться из него. Часть этих продуктов является токсичными для органов выделения, поэтому в организме формируются механизмы, направленные на превращение этих вредных веществ либо в безвредные, либо менее вредные для организма. Например, аммиак, образующийся в процессе обмена белков, оказывает вредное воздействие на клетки почечного эпителия, поэтому в печени аммиак превращается в мочевину, которая не оказывает вредного действия на почки. Кроме того в печени происходит обезвреживание таких токсических веществ как фенол, индол и скатол. Эти вещества соединяются с серной и глюкуроновой кислотами, образуя менее токсичные вещества. Таким образом, процессам выделения предшествуют процессы так называемого защитного синтеза, т.е. превращение вредных веществ в безвредные.

К органам выделения относятся: почки, легкие, желудочно- кишечный тракт, потовые железы. Все эти органы выполняют следующие важные функции: удаление продуктов обмена; участие в поддержании постоянства внутренней среды организма.

Участие органов выделения в поддержании водно-солевого баланса

Функции воды: вода создает среду, в которой протекают все метаболические процессы; является частью структуры всех клеток организма (связанная вода).

Организм человека на 65-70% в целом состоит из воды. В частности у человека со средним весом 70 кг в организме находится около 45 л воды. Из этого количества 32 л составляет внутриклеточная вода, которая участвует в построении структуры клеток, а 13 л — внеклеточная вода, из которой 4,5 л составляет кровь и 8,5 л межклеточная жидкость. Человеческий организм постоянно теряет воду. Через почки выводится около 1,5 л воды, которая разводит токсические вещества, уменьшая их токсическое действие. С потом теряется около 0,5 л воды в сутки. Выдыхаемый воздух насыщен водяными парами и в таком виде удаляется 0,35 л. С конечными продуктами переваривания пищи удаляется около 0,15 л воды. Таким образом, в течение суток из организма удаляется около 2,5 л воды. Для сохранения водного баланса такое же количество должно поступать в организм: с продуктами питания и питьем в организм поступает около 2 л воды и 0,5 л воды образуется в организме в результате обмена веществ (обменная вода), т.е. приход воды равен 2,5 л.

Регуляция водного баланса. Ауторегуляция

Этот процесс запускается с отклонением константы содержания воды в организме. Количество воды в организме — жесткая константа, так как при недостаточном поступлении воды очень быстро наступает сдвиг рН и осмотического давления, что приводит к глубокому нарушению обмена вешеств в клетке. О нарушении водного баланса организма сигнализирует субъективное чувство жажды. Оно возникает при недостаточном поступлении воды в организм или при избыточном ее выделении (усиленное потоотделение, диспепсии, при избыточном поступлении минеральных солей, т.е. при повышении осмотического давления).

В различных участках сосудистого русла особенно в области гипоталамуса (в супраоптическом ядре) находятся специфические клетки — осморецепторы, содержащие вакуоль (пузырек), заполненную жидкостью. Эти клетки огибает капиллярный сосуд. При повышении осмотического давления крови в силу разности осмотического давления жидкость из вакуоли будет выходить в кровь. Выход воды из вакуоли приводит к ее сморщиванию, что вызывает возбуждение клеток осморецепторов. Кроме этого, возникает ощущение сухости слизистой оболочки полости рта и глотки, при этом раздражаются рецепторы слизистой оболочки, импульсы от которых так же поступают в гипоталамус и усиливают возбуждение группы ядер, называемых центром жажды. Нервные импульсы от них поступают в кору головного мозга и там формируется субъективное чувство жажды.

При увеличении осмотического давления крови начинают формироваться реакции, которые направлены на восстановление константы. Вначале используется резервная вода из всех водных депо, она начинает переходить в кровь, кроме того раздражение осморецепторов гипоталамуса стимулирует выделение АДГ. Он синтезируется в гипоталамусе, а депонируется в задней доле гипофиза. Выделение этого гормона приводит к уменьшению диуреза за счет увеличения обратного всасывания воды в почках (особенно в собирательных трубочках). Таким образом, организм освобождается от избытка солей при минимальных потерях воды. На основе субъективного ощущения жажды (мотивации жажды) формируются поведенческие реакции, направленные на поиск и прием воды, что приводит к быстрому возвращению константы осмотического давления к нормальному уровню. Так осуществляется процесс регуляции жесткой константы.

Водное насыщение осуществляется в две фазы:

фаза сенсорного насыщения, возникает при раздражении водой рецепторов слизистой оболочки полости рта и глотки, в кровь выходит депонированная вода;
фаза истинного или метаболического насыщения, возникает в результате всасывания принятой воды в тонкой кишке и поступления ее в кровь.

Выделительная функция различных органов и систем

Выделительная функция пищеварительного тракта сводится не только к удалению непереваренных остатков пищи. Например, у больных нефритом удаляются азотистые шлаки. При нарушении тканевого дыхания недоокисленные продукты сложных органических веществ также появляются в слюне. При отравлениях у больных с симптомами уремии наблюдается гиперсаливация (усиленное слюноотделение), которую в определенной степени можно рассматривать как дополнительный выделительный механизм.

Через слизистую оболочку желудка выделяются некоторые красители (метиленовый синий или конгорот), что используется для диагностики заболеваний желудка при одновременной гастроскопии. Кроме того, через слизистую желудка удаляются соли тяжелых металлов, лекарственные вещества.

Поджелудочная железа и кишечные железы так же экскретируют соли тяжелых металлов, пурины и лекарственные вещества.

Выделительная функция легких

С выдыхаемым воздухом легкие удаляют углекислый газ и воду. Кроме того через альвеолы легких удаляется большинство ароматических эфиров. Через легкие удаляются так же сивушные масла (опьянение).

Выделительная функция кожи

Сальные железы при нормальном функционировании выделяют конечные продукты обмена. Секрет сальных желез служит для смазывания кожи жиром. Выделительная функция молочных желез проявляется в период лактации. Поэтому при попадании в организм матери токсических и лекарственных веществ, эфирных масел они выделяются с молоком и могут оказывать воздействие на организм ребенка.

Собственно выделительными органами кожи являются потовые железы, которые удаляют конечные продукты обмена и тем самым участвуют в поддержании многих констант внутренней среды организма. С потом из организма удаляется вода, соли, молочная и мочевая кислоты, мочевина, креатинин. В норме доля потовых желез в удалении продуктов белкового обмена невелика, но при заболеваниях почек, особенно при острой почечной недостаточности, потовые железы значительно увеличивают объем выделяемых продуктов в результате увеличения потоотделения (до 2 л и более) и значительного увеличения содержания мочевины в поте. Иногда мочевины удаляется настолько много, что она в виде кристалликов откладывается на теле и белье больного. С потом могут удаляться токсины и лекарственные вещества. Для некоторых веществ потовые железы являются единственным органом выделения (например, мышьяковистая кислота, ртуть). Эти вещества, выделяясь с потом, накапливаются в волосяных луковицах, покровах, что позволяет определить наличие данных веществ в организме даже спустя много лет после его гибели.

Выделительная функция почек

Почки являются главными органами выделения . Им принадлежит ведущая роль в поддержании постоянной внутренней среды (гомеостаза).

Функции почек весьма обширны и принимают участие:

в регуляции объема крови и других жидкостей составляющих внутреннюю среду организма;
регулируют постоянное осмотическое давление крови и других жидкостей организма;
регулируют ионный состав внутренней среды;
регулируют кислотно-щелочное равновесие;
обеспечивают регуляцию выделения конечных продуктов азотистого обмена;
обеспечивают экскрецию избытка органических веществ, поступающих с пищей и образовавшихся в процессе обмена веществ (например, глюкозы или аминокислоты);
регулируют метаболизм (обмен веществ белков, жиров и углеводов);
участвуют в регуляции АД;
участвуют в регуляции эритропоэза;
участвуют в регуляции свертывания крови;
участвуют в секреции ферментов и физиологически активных веществ: ренин, брадикинин, простагландины, витамин D.

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, в нем осуществляются процесс мочеобразования. В каждой почке около 1 млн нефронов.

Образование конечной мочи является результатом трех главных процессов, происходящих в нефроне: , и секреции.

Клубочковая фильтрация

Образование мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. На пути фильтрации воды и низкомолекулярных соединений имеется три барьера: эндотелий капилляров клубочка; базальная мембрана; внутренний листок капсулы клубочка.

При нормальной скорости кровотока крупные молекулы белка образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия, препятствуя прохождению через них форменных элементов и мелкодисперсных белков. Низкомолекулярные компоненты плазмы крови мог>т свободно достигать базальной мембраны, которая является одной из важнейших составных частей фильтрующей мембраны клубочка. Поры базальной мембраны ограничивают прохождение молекул в зависимости от их размера, формы и заряда. Отрицательно заряженная стенка пор затрудняет прохождение молекул с одноименным зарядом и ограничивает прохождение молекул размером более 4-5 нм. Последним барьером на пути фильтруемых веществ является внутренний листок капсулы клубочка, который образован эпителиальными клетками — подоцитами. Подоциты имеют отростки (ножки), которыми они прикрепляются к базальной мембране. Пространство между ножками перегораживается щелевыми мембранами, которые ограничивают прохождение альбуминов и других молекул с большой молекулярной массой. Таким образом, такой многослойный фильтр обеспечивает сохранение форменных элементов и белков в крови, и образование практически безбелкового ультрафильтрата — первичной мочи.

Основной силой, обеспечивающей фильтрацию в почечных клубочках, является гидростатическое давление крови в капиллярах клубочка. Эффективное фильтрационное давление, от которого зависит скорость клубочковой фильтрации, определяется разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (70 мм рт. ст.) и противодействующими ему факторами — онкотическим давлением белков плазмы (30 мм рт. ст.) и гидростатическим давлением ультрафильтрата в капсуле клубочка (20 мм рт. ст.). Следовательно, эффективное фильтрационное давление равно 20 мм рт. ст. (70 — 30 — 20 = 20).

На величину фильтрации оказывают влияние различные внутри- почечные и внепочечные факторы.

К почечным факторам относятся: величина гидростатического давления крови в капиллярах клубочка; количество функционирующих клубочков; величина давления ультрафильтрата в капсуле клубочка; степень проницаемости капилляров клубочка.

К внепочечным факторам относятся: величина кровяного давления в магистральных сосудах (аорта, почечная артерия); скорость почечного кровотока; величина онкотического давления крови; функциональное состояние других выделительных органов; степень гидратации тканей (количество воды).

Канальцевая реабсорбция

Реабсорбция — обратное всасывание из первичной мочи в кровь воды и веществ, необходимых для организма. В почках человека за сутки образуется 150-180 л фильтрата или первичной мочи. Конечной или вторичной мочи выделяется около 1,5 л, остальная жидкая часть (т.е. 178,5 л) всасывается в канальцах и собирательных трубочках. Обратное всасывание различных веществ осуществляется за счет активного и пассивного транспорта. Если вещество реабсорбируется против концентрационного и электрохимического градиента (т.е. с затратой энергии), то такой процесс называется активным транспортом. Различают первично-активный и вторично-активный транспорт. Первично-активным транспортом называется перенос веществ против электрохимического градиента, осуществляется за счет энергии клеточного метаболизма. Пример: перенос ионов натрия, который происходит при участии фермента натрий-калий АТФазы, использующей энергию аденозинтрифосфата. Вторично-активным транспортом называется перенос веществ против концентрационного градиента, но без затраты энергии клетки. С помощью такого механизма происходит реабсорбция глюкозы и аминокислот.

Пассивный транспорт — происходит без затрат энергии и характеризуется тем, что перенос веществ происходит по электрохимическому, концентрационному и осмотическому градиенту. За счет пассивного транспорта реабсорбируются: вода, углекислый газ, мочевина, хлориды.

Реабсорбция веществ в различных отделах нефрона неодинакова. В проксимальном сегменте нефрона из ультрафильтрата в обычных условиях реабсорбируются глюкоза, аминокислоты, витамины, микроэлементы, натрий и хлор. В последующих отделах нефрона реабсорбируются только ионы и вода.

Большое значение в реабсорбции воды и ионов натрия, а также в механизмах концентрирования мочи имеет функционирование поворотно-противоточной системы. Петля нефрона имеет два колена — нисходящее и восходящее. Эпителий восходящего колена обладает способностью активно переносить ионы натрия в межклеточную жидкость, но стенка этого отдела непроницаема для воды. Эпителий нисходящего колена пропускает воду, но не имеет механизмов транспорта ионов натрия. Проходя через нисходящий отдел петли нефрона и отдавая воду, первичная моча становится более концентрированной. Реабсорбция воды происходит пассивно за счет того, что в восходящем отделе происходит активная реабсорбция ионов натрия, которые поступая в межклеточную жидкость, повышают в ней осмотическое давление и способствуют реабсорбции воды из нисходящих отделов.