Система и органы выделения в организме, их функции. Классификация нефронов.

Конечные продукты обмена выделяются из организма человека легкими (углекислый газ, летучие соединения, пары воды), кожей, кишечником (непереваренные остатки пищи) и через мочевыделительную систему. Органы мочевыделительной системы — почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.

Основной орган мочевыделительной системы — почки, которые представляют собой небольшие парные органы бобовидной формы массой 150 г, расположенные у позвоночника в поясничной области брюшной полости. Почка покрыта оболочками. На продольном разрезе у нее хорошо различимы два слоя: наружный — корковый и внутренний — мозговой. Мозговой слой слагается из отдельных участков — пирамид, разделенных столбиками коркового вещества. Основаниями пирамиды обращены к корковому слою, а верхушками — к центру почки, где расположена почечная лоханка. Ее узкий конец продолжается в мочеточник, открывающийся в мочевой пузырь, который представляет собой мышечный мешковидный орган, стенки которого могут растягиваться и утончаться. Выход из мочевого пузыря в мочеиспускательный канал закрыт двумя сильными мышечными утолщениями, которые открываются в момент мочеиспускания.

В корковом слое почки находятся около 1 млн. почечных капсул, похожих на рюмочки, стенки которых образованы однослойным эпителием. В «рюмочке»-капсуле находится капиллярный почечный клубочек, который выходит из нее в виде выносящей артерии. После фильтрации в капсуле образуется первичная моча — эта плазма без белков и клеток крови. Извитые канальцы густо оплетены сетью капилляров выносящей артерии. В этом канальце начинается обратное всасывание воды и нужных организму веществ (сахаров, белков) в капилляры. Оставшаяся жидкость, содержащая лишние соли, мочевую кислоту, мочевину и другие вредные продукты распада, а также аммиак — это вторичная моча, которая через мочеиспускательный канал рефлекторно удаляется из мочевого пузыря.

Функции почек:

Почки — биологические фильтры. Через почки из крови фильтруются и удаляются из организма лишняя вода, минеральные соли, продукты обмена, яды, лекарства.

Почки участвуют в гуморальной регуляции, поддерживают постоянство химического состава и свойств внутренних жидкостей организма.

Почки поддерживают гомеостаз — синтезируют биологически активные вещества, выделяют гормоны.

Работа почек регулируется вегетативной, нервной и гуморальной системами за счет увеличения и уменьшения кровотока через почки, что достигается уменьшением или увеличением просвета сосудов.

Строение нефрона: почечное тельце Интересно, что в зрелой почке здорового человека находится от 1 до 1,3 миллиардов нефронов. Нефрон — это функциональная и структурная единица почки, которая состоит из почечного тельца и так называемой петли Генле. Само почечное тельце состоит из мальпигиевого клубочка и капсулы Боумена – Шумлянского. Для начала стоит отметить, что клубочек на самом деле представляет собой совокупность мелких капилляров. Кровь попадает сюда через приносную артерию — здесь фильтруется плазма. Остаток крови выводится выносящей артериолой. Капсула Боумена – Шумлянского состоит из двух листков — внутреннего и внешнего. И если внешний лист представляет собой обыкновенную ткань из плоского эпителия, то строение внутреннего листа заслуживает большего внимания. Внутренняя часть капсулы покрыта подоцитами — это клетки, которые выполняют роль дополнительного фильтра. Они пропускают глюкозу, аминокислоты и прочие вещества, но препятствуют движению больших протеиновых молекул. Таким образом, в почечном тельце образуется первичная моча, которая отличается от плазмы крови лишь отсутствием крупных молекул. Нефрон: строение проксимального канальца и петли Генле

Проксимальный каналец представляет собой образование, которое соединяет почечное тельце и петлю Генле. Внутри каналец имеет ворсинки, которые увеличивают общую площадь внутреннего просвета, тем самым увеличивая показатели реабсорбции. Проксимальный каналец плавно переходит в нисходящую часть петли Генле, которая характеризируется небольшим диаметром. Петля опускается в мозговой слой, где огибает собственную ось на 180 градусов и поднимается вверх — здесь начинается восходящая часть петли Генле, которая имеет гораздо большие размеры и, соответственно, диаметр. Восходящая петля поднимается примерно до уровня клубочка. Строение нефрона: дистальные канальцы Восходящая часть петли Генле в корковом веществе переходит в так называемый дистальный извилистый каналец. Он соприкасается с клубочком и контактирует с приносной и выносной артериолами. Здесь осуществляется конечная абсорбция полезных веществ. Дистальный каналец переходит в конечный отдел нефрона, который в свою очередь впадает в собирательную трубку, несущую жидкость в почечные лоханки. Классификация нефронов В зависимости от места расположения принято выделять три основных типа нефронов: кортикальные нефроны составляют примерно 85% от количества всех структурных единиц в почке. Как правило, они расположены во внешней коре почки, о чем, собственно, и свидетельствует их название. Строение нефрона этого типа немного отличается — петля Генле здесь небольшая; юкстамедуллярные нефроны — такие структуры находятся как раз между мозговым и корковым слоем, имеют длинные петли Генле, которые глубоко проникают в мозговой слой, иногда даже достигая пирамид; субкапсулярные нефроны — структуры, которые расположены непосредственно под капсулой

Классификация нефронов

В зависимости от места расположения принято выделять три основных типа нефронов: кортикальные нефроны составляют примерно 85% от количества всех структурных единиц в почке. Как правило, они расположены во внешней коре почки, о чем, собственно, и свидетельствует их название. Строение нефрона этого типа немного отличается — петля Генле здесь небольшая; юкстамедуллярные нефроны — такие структуры находятся как раз между мозговым и корковым слоем, имеют длинные петли Генле, которые глубоко проникают в мозговой слой, иногда даже достигая пирамид; субкапсулярные нефроны — структуры, которые расположены непосредственно под капсулой

Содержание воды в организме. Водный баланс. Потребность в воде в зависимости от характера питания и функции почек. Особенности состава межклеточной (интерстициальной) и внутриклеточной жидкостей.

Человек примерно на 65% состоит из воды. С возрастом, содержание воды в организмеуменьшается. Эмбрион состоит из воды на 97%, а у взрослого человека – около 60% воды.

В здоровом организме взрослого человека наблюдается состояние водного равновесия, или водного баланса. Оно заключается в том, что количество воды, потребляемое человеком, равно количеству воды, выводимой из организма. Водный обмен является важной составной частью общего обмена веществ живых организмов, в том числе и человека. Водный обмен включает процессы всасывания воды, которая поступает в желудок при питье и с пищевыми продуктами, распределения ее в организме, выделения через почки, мочевыводящие пути, легкие, кожу и кишечник.

Следует отметить, что вода также образуется в организме вследствие окисления жиров, углеводов и белков, принятых с пищей. Такую воду называют метаболической.

Общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2-2,5 л. Благодаря водному балансу столько же воды выводится из организма. Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50-60% воды. При потере организмом человека 6-8 % влаги сверх обычной нормы повышается температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокружение, начинается головная боль. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 15-20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. В сутки сердце приходится перекачивать около 10000 л крови.

Различные ткани организма содержат различное количество воды. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза, содержащее 99% воды, самая бедная - эмаль зуба, в ней воды всего лишь 0,2 %. Много воды содержится в веществе мозга.

Потребность организма в воде зависит от характера питания. При питании преимущественно углеводной, жировой пищей и при небольшом поступлении в организм NaCl эти потребности меньше. Пища, богатая белками, а также повышенный прием соли, обусловливают большую потребность в воде, которая необходима для экскреции с большим объемом мочи осмотически активных веществ: мочевины и минеральных ионов.

Недостаточное поступление в организм воды или ее избыточная потеря приводят к дегидратации. Это сопровождается сгущением крови, ухудшением ее реологических свойств и нарушением гемодинамики. Недостаток в организме воды в объеме 20% массы тела ведет к летальному исходу. Избыточное поступление воды в организм или снижение ее объемов, выводимых из организма, приводит к водной интоксикации. Во внеклеточной жидкости осмотическая концентрация становится ниже, чем внутри клеток, они поглощают воду и набухают. В результате повышенной чувствительности нервных клеток и нервных центров к уменьшению осмолярности водная интоксикация может сопровождаться мышечными судорогами.

принято различать внеклеточную и внутриклеточную жидкости, разделенные мембранами. При патологии появляется третье водное пространство - вода полостей тела: брюшной, плевральной и т. д.

Объем внеклеточной жидкости составляет 20-25 % от массы тела и состоит из жидкой части плазмы (5 % от массы тела), интерстициальной жидкости (15 % от массы тела) и трансцеллюлярной жидкости (1-3 % от массы тела), которая состоит из секретов желудочно-кишечного тракта и спинномозговой, внутриглазной, плевральной, перитонеальной и синовиальной жидкостей. Объем трансцеллюлярной жидкости значительно увеличивается при воспалительных заболеваниях кишечника (диарее, кишечной непроходимости, плеврите и др.).

Плазма крови отделяется капиллярной стенкой от межклеточной (интерстициальной) жидкости, а последняя отделяется клеточной мембраной от внутриклеточной (интрацеллюлярной) жидкости. Благодаря сходному химическому составу плазма и интерстициальная жидкость составляют функциональное единство - экстрацеллюлярную (внеклеточную) жидкость.

Межклеточная жидкость подразделяется на мобильную, свободную часть ультрафильтрата плазмы, располагающуюся между клетками и капиллярами, и менее мобильную, находящуюся в соединительной ткани. Уменьшение с возрастом содержания внеклеточной жидкости в основном обусловлено увеличением роста клеток и уменьшением скорости роста коллагена по отношению к мышечной ткани.

Образование первичной мочи. Клубочковая фильтрация и факторы, ее определяющие. Состав и количество первичной мочи. Определение величины клубочковой фильтрации у человека.

Образование первичной мочи

В связи с тем, что в капиллярах клубочков почечного тельца давление крови велико (примерно 70 мм рт. ст.), сквозь однослойные клетки этих капилляров происходит фильтрация составных частей крови. Они проникают в щелевидную полость, находящуюся между обоими слоями капсулы. Так образуется первичная моча. Как показали исследования, ее состав очень близок к составу кровяной плазмы. В первичной моче содержится примерно 0,1% глюкозы, 0,3% ионов натрия, 0,37% ионов хлора, 0,02% ионов калия, 0,03% мочевины. Однако не все вещества, входящие в состав плазмы крови, способны проникать сквозь стенки капилляров в клубочки капсулы. Так, белков, жиров и гликогена в плазме крови 7-9%, а в первичной моче их совсем нет. Это связано с тем, что молекулы перечисленных веществ крупны и не могут проникать через стенку капилляров и капсулы.

Клубочковая фильтрация (КФ) представляет собой ультрафильтрацию воды и низкомолекулярных компонентов плазмы через клубочковый фильтр.

Фильтрация в клубочках - процесс пассивный. Он происходит под влиянием гидростатического давления, создаваемого работой сердца. Во время ультрафильтрации из капилляра в капсулу клубочка переходит жидкая часть плазмы крови с растворенными в ней низкомолекулярными веществами, а в просвете капилляра остаются белки и крупномолекулярные компоненты.

Скорость клубочковой фильтрации определяется следующими факторами:

1. коэффициентом ультрафильтрации, который зависит от проницаемости капилляров и общей фильтрующей поверхности капилляров;

2. гидростатическим давлением в почечных капиллярах, которое в значительной степени определяется величиной системного АД;

3. величиной коллоидно-осмотического (онкотического) давления, которое создается белками плазмы, не проникающими через почечный фильтр, и которое противодействует процессу фильтрации.

В физиологических условиях величина клубочковой фильтрации изменяется в зависимости от психического и физического состояния обследуемого, состава пищи, степени гидратации, времени суток и т. д

Первичная моча по своему составу представляет собой плазму, практически лишённую белков. А именно, количество креатинина, аминокислот, глюкозы, мочевины, низкомолекулярных комплексов и свободных ионов в ультрафильтрате совпадает с их количеством в плазме крови. Из-за того, что клубочковый фильтр не пропускает белки-анионы, для поддержания мембранного равновесия Доннана (произведение концентраций ионов с одной стороны мембраны равно произведению их концентраций с другой стороны) в первичной моче концентрация анионов хлора и бикарбоната становится примерно на 5 % больше и, соответственно, пропорционально меньше концентрация катионов натрия и калия, чем в плазме крови. В ультрафильтрат попадает небольшое количество одних из самых мелких молекул белка — почти 3 % гемоглобина и около 0,01 % альбуминов.

это количество первичной мочи, образующейся в сутки равно 180л в сутки.