Значение выделения продуктов жизнедеятельности организма, В процессе обмена веществ в клетках образуются конечные продукты. Среди них могут быть и ядовитые для клеток вещества. Так, при расщеплении аминокислот, нуклеиновых кислот и других азотсодержащих соединений образуются токсические вещества —аммиак, мочевина и мочевая кислота, которые по мере их накопления подлежат выведению из организма. Должны удаляться» кроме того, избыток воды, углекислый газ, яды, которые поступают вместе с вдыхаемым воздухом, поглощаемой пищей и водой, избыток витаминов, гормонов, лекарственные препараты и т. п. При накоплении этих веществ в организме возникает опасность нарушения постоянства состава и объема внутренней среды организма, что может отразиться на здоровье человека.
Органы выделения и их функции. Выделительную функцию выполняют многие органы. Так, легкие выводят из организма углекислый газ, пары воды, некоторые летучие вещества, например пары эфира, хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении. Потовыми железами удаляются вода и соли, небольшие количества мочевины, мочевой кислоты, а при напряженной мышечной работе — молочная кислота. Слюнные и желудочные железы выделяют некоторые тяжелые металлы, ряд лекарственных веществ, чужеродные органические соединения. Важную экскреторную функцию выполняет печень , удаляя из крови гормоны (тироксин, фолликулин), продукты расщепления гемоглобина, азотистого метаболизма и многие другие вещества. Поджелудочная железа и кишечные железы выводят соли тяжелых металлов, лекарственные вещества.
Однако основная роль в процессах выделения принадлежит специализированным органам — почкам. К важнейшим функциям почек относится участие в регуляции: 1) объема крови и других жидкостей внутренней среды, 2) постоянства осмотического давления крови и других жидкостей тела, 3) ионного состава жидкостей внутренней среды и ионного баланса организма, 4) кислотно-щелочного равновесия, 5) выведения из организма конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ. Таким образом, почки являются органом, обеспечивающим гомеостаз внутренней среды организма.
Строение органов мочевыделительной системы. Она состоит из парных почек, отходящих от них тонких трубок —мочеточников, мочевого пузыря — резервуара для временно накапливающейся мочи, и мочеиспускательного канала (рис. 13.14).
Почки — органы бобовидной формы, лежащие в задней части брюшной полости по обеим сторонам позвоночника. Правая почка обычно расположена на 2—3 см ниже левой. Вогнутый край почки имеет борозду — ворота почки, через которые проходят мочеточник, нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Снаружи каждая почка одета плотной гладкой эластичной соединительнотканной капсулой. Под капсулой выделяются два слоя: наружный, более темный — корковое вещество, и внутренний, более светлый— мозговое вещество (рис. 13.15). В мозговом веществе различают 15-16 почечных пирамид, разделенных корковым веществом. Верхушки пирамид примыкают к почечным чашкам, которые, сливаясь, образуют почечную лоханку. В нее изливается образующаяся в почке моча. Лоханка суживается и переходит вмочеточник. Сокращениями мышечной стенки мочеточника моча продвигается в мочевой пузырь — полый орган с хорошо развитым мышечным слоем в его стенке. Вместимость мочевого пузыря около 750 мл. Периодические сокращения стенок пузыря выводят мочу через мочеиспускательный канал наружу.
Рис. 13.14.Строение мочевыделительной системы: 1 — почка; 2 — ворота почки; 3 — мочеточник; 4 — мочевой пузырь; 5 — мочеиспускательный канал; 6 — надпочечники .
Рис 13.15. Строение почки: 1 — мозговой слой; 2 — корковый слой; 3 — мочеточник; 4 — почечная лоханка; 5 — вена; 6 — артерия.
Нефрон и его кровоснабжение. Основным структурным и функциональным элементом почки, в котором образуется моча, является нефрон (рис. 1 3.16). Он представляет собой тончайший эпителиальный каналец, расширенный юнец которого в виде микроскопически маленькой двустенной чашечки (капсулы Боуме-на-Шумлянского) слепо замкнут, а другой конец открыт в лоханку. Между эпителиальными стенками чашечки находится узкая полость, переходящая в просвет извитого канальца первого порядка. В мозговом веществе почки каналец выпрямляется и в середине изгибается на 180°, образуя петлю Генле. В петле две части: нисходящее и восходящее колена. Конец восходящего колена петли Генле, достигнув коркового слоя, извивается рядом с чашечкой своего же нефрона, образуя извитой каналец второго порядка, который переходит в собирательную трубочку. Собирательные трубочки от нескольких рядом расположенных не-фронов сливаются в более крупные собирательные протоки и открываются в почечную лоханку. Моча из лоханок поступает в мочеточники, а из них —в мочевой пузырь. Каждая почка имеет по 1 млн. нефронов. Длина канальцев одного нефрона достигает 35—50 мм, суммарная длина всех канальцев нефронов почек — свыше 100 км, а их поверхность — до 40—50 м 2.
Рис. 13.16. Строение нефрона: 1 —сосудистый клубочек (тельце); 2 — капсула Боумена-Шумлянского; 3 — извитые канальцы первого и второго порядка соответственно; 4 — собирательный пробок; 5 — петля Генле; приносящая (б) и выносящая (7) артериолы.
К каждой чашечке подходит приносящая артериола, которая в ее углублении распадается на капиллярную сеть, называемую сосудистым клубочком. Эти капилляры. сливаясь, образуют выносящую артериолу, диаметр которой в 2—2,5 раза меньше, чем у приносящей артериолы. После выхода из чашечки выносящая артериола, в свою очередь, распадаемся на капиллярную сеть, оплетающую извитые канальцы и петлю Генле. Таким образом, одной из важнейших особенностей кровообращения почки является наличие двойной сети капилляров. Кровь капилляров второй сети, отдав кислород и насытившись углекислотой, превращается в венозную и поступает в мелкие вены. Последние, сливаясь, образуют почечную вену, впадающую в нижнюю полую вену.
Почки имеют наиболее высокий объем проходящей через них крови; составляя всего 0,43% массы тела человека, они пропускают через себя от 1/4 до 1/5 объема крови, выбрасываемой сердцем. Вследствие отхождения почечной артерии непосредственно от аорты, а также из-за разницы в диаметре приносящей и выносящей артериол в капиллярах сосудистого клубочка достигается высокое давление крови, равное 70—80 мм рт. сг.
Образование первичной и вторичной мочи. Сосудистый клубочек функционирует как своеобразный фильтр. Благодаря большому давлению крови через стенки его капилляров в полость чашечек поступает часть плазмы крови. При этом все соли, глюкоза. аминокислоты и другие вещества с низкой молекулярной массой, содержащиеся в плазме, свободно переходят в клубочко-вый фильтрат, называемый первичной мочой. Клетки крови и белки плазмы, имеющие размеры, превышающие диаметр пор фильтра, остаются в крови. В организме человека за сутки в среднем образуется примерно 150—180 л первичной мочи. Это означает, что весь объем плазмы крови фильтруется через почки 50—60 раз в сутки.
Образующаяся первичная моча продвигается по почечным канальцам, в которых выстилающие его клетки обеспечивают всасывание (реабсорбцию) в кровь второй капиллярной системы необходимых организму веществ (воды, солей, аминокислот, глюкозы и др.), в то время как в канальцевой части нефрона остаются те из них, которые подлежат выделению (мочевина, мочевая кислота, фосфаты, сульфаты). Кроме того, клетки канальцевой части нефрона обладают способностью выделять некоторые вещества непосредственно из крови (секреция ). В результате образуется вторичная, или конечная, моча, объем которой составляет около 1—2 л в сутки и которая выводится из организма.
Таким образом, образование мочи состоит из трех фаз: 1) клу-бочковой фильтрации, 2) канальцевой реабсорбции, 3) канальцевой секреции.
Регуляция деятельности почек осуществляется нервно-рефлекторным и гуморальным механизмами. Так, возбуждение симпатических нервных волокон почки приводит к сужению почечных сосудов. Если происходит сужение приносящих артериол, то фильтрация плазмы уменьшается, если же сужаются отводящие артериолы, то фильтрация плазмы усиливается. Центр мочеотделения расположен в крестцовом отделе спинного мозга.
Гормон задней доли гипофиза — вазопрессин, или антидиуретический гормон, уменьшает мочеотделение путем усиления обратного всасывания воды. Гормон щитовидной железы тироксин усиливает мочеотделение. Противоположное тироксину действие оказывает гормон мозгового вещества надпочечников — адреналин .
Гигиена почек. Для обеспечения нормальной работы почек следует избегать их переохлаждения, не злоупотреблять острой пищей, содержащей избыток пряностей и соли, а также алкоголем. Необходимо также соблюдать правила безопасности при работе с некоторыми ядами, которые при попадании в организм человека могут разрушать почечный эпителий.
