Строение и функции органов выделения (почки)

 

Выделение (экскреция) – это освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, избытков воды, солей и органических соединений, поступивших с кормом или образовавшихся в процессе обмена веществ.

У сельскохозяйственных животных функцию выделения выполняют почки, легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа. У птиц и рыб в выделении могут учувствовать носовые и ректальные солевые железы и жабры.

Основной орган выделения – почки, которые выводят с мочой большую часть конечных продуктов обмена белкового происхождения: мочевину, мочевую кислоту, аммиак, креатинин, креатин.

Почки – полифункциональный орган. Помимо выделения продуктов обмена, они учувствуют в: регуляции состава жидкости, поддержании осмотического давления, поддержании ионного состава, поддержании кислотно-щелочного равновесия, метаболизме белков, жиров, углеводов и витаминов, выполняют важную функцию, образуя биологически активные вещества, регулирующие артериальное давление, эритропоэз, гомеостаз электролитов.

Строение и особенности кровоснабжения почек. Почки – парные органы, расположенные в поясничной области. У крс тип почек бороздчатые многососочковые, у свиней – тип гладкие многососчковые, у лошадей, собак, мелкого рогатого скота – гладкие однососочковые.

 

 

Рис. Строение почки

 

С наружи почка покрыта оболочкой – капсулой, неплотно соединенной с почкой. На медиальном крае почки расположено углубление, называемое воротами почки. Через них проходят кровеносные сосуды, нервы, лимфатические узлы, мочеточник. Из ворот ход ведет в расширенную полость – почечную лоханку, поверхность которой выстлана слизистой оболочкой и многослойным эпителием. На продольном разрезе видны верхний красновато-коричневый корковый мочеотделительный слой, под ним – беловато-серый – мозговой слой. Функции слоев различны. В мозговой области лежат конические структуры, называемые почечными пирамидами. Верхушки пирамид или сосочки, направлены в сторону ворот, окружены малыми чашечками, которые объединяются в большие чашечки. Последние, открываются трубочками в почечную лоханку. Выходящий из лоханки мочеточник идет через брюшную полость к мочевому пузырю. Колонки красновато-коричневой корковой ткани называются бертиниевыми колонками

Микроструктура почек

 

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон. В почке коров – 4 млн. нефронов, овец – 1 мн., свиней – 1,5 млн. Нефрон – это длинный каналец, начальный отдел которого в виде двустенной чаши, окружает капиллярный клубочек, а конечный отдел – впадает в собирательную трубку. В нефроне выделяют следующие отделы (рис**):

- почечное тельце (находится в корковом слое), состоящее из сосудистого (мальпигиевого) клубочка и окружающей его капсулы Шумлянского-Боумена;

- проксимальный сегмент канальца, включающий извитую часть (извитой каналец 1-го порядка) и прямую часть (толстый нисходящий отдел петли Генле), который находится в мозговой части почки;

- тонкий сегмент петли нефрона – петля Генле (нисходящая и восходящая части), расположены в мозговом слое;

- дистальный сегмент состоящий из прямой части (толстый нисходящий отдел петли нефрона) и извитой части (извитой каналец 2-го порядка) впадающий в собирательную трубочку, которые так же расположены в мозговом слое (рис***).

Множество собирательных трубочек, сливаясь, образуют общие выводные протоки, которые проходят через мозговой слой и впадают в почечную лоханку. Почечная лоханка открывается в мочеточник, который в свою очередь впадает в мочевой пузырь. Среди функционирующих в почке нефронов необходимо выделить юкстагломерулярные, расположены в области входа в почечный клубочек приносящей к области выхода выносящей кровь артериол. Они вырабатывают активное вещество ренин, участвующий в регуляции артериального давления, вводно-солевого обмена организма.

Кровоснабжение почек. Почки получают кровь из почечной артерии, являющейся одной из крупных ветвей аорты. Артерия в почке делится на большое число мелких сосудов – артериол, приносящих кровь к клубочкам (приносящие артериолы).

 

 

 

 

Эта капиллярная сеть, сливаясь, образует выносящую артериоллу, диаметр которой в два раза меньше диаметра приносящей. Выносящая артериолла вскоре после выхода из клубочка вновь распадается на капилляры, образуя вторую капиллярную сеть, оплетающую проксимальные и дистальные извитые канальцы. Артериальные капилляры переходят в венозные, сливаясь в вены они отдают кровь в заднюю полую вену.

Давление крови в капиллярах сосудистого мальпигиевого клубочка выше, чем во всех капиллярах тела. Оно равно 70-90 мм рт. ст., что составляет 60-70 % от давления в аорте. В капиллярах, оплетающих извитые канальцы давление - 20-40 мм рт. ст.

Около 90 % всего количества крови протекающей через почки, проходит через корковое вещество, масса которого составляет 70% массы почек.

В почках осуществляется саморегуляция почечного кровоснабжения, благодаря чему кровоток и кровяное давление в клубочковых капиллярах не меняется, несмотря на значительные изменения артериального давления. Тонус сосудов изменяется под влиянием симпатической нервной системы и ренин-ангиотензина.

Механизм образования и состав мочи. Мочеобразование – это сложный физиологический процесс, состоящий из фильтрации, реабсорбции  (обратное всасывание) и секреции. Вся циркулирующая кровь проходит через почки за несколько минут. У свиньи массой 90-100 кг в течении суток - 500 литров крови, у коров – 7-10 тонн.

Первый этап мочеобразования. В капиллярах клубочков проходит начальный этап мочеобразования – фильтрация из плазмы крови воды со всеми растворенными в ней органическими и неорганическими веществами за исключением белка через капсулу Шумлянского-Боумена. Фильтрация будет происходить, если давление крови в капиллярах клубочков (будет составлять 70-90 мм рт. ст.), т.е. превышать давление плазмы и давление жидкости в капсуле клубочка. Эта разность давления обусловлена тем, что приносящая артерия клубочков шире выносящей. Анализ первичной мочи показал, что ее состав (за исключением белка) идентичен составу плазмы крови.

Второй этап мочеобразования – реабсорбция. В почечных канальцах из первичной мочи в кровь возвращается вода, глюкоза, аминокислоты, часть солей и небольшое количество мочевины. В результате этого процесса образуется конечная или вторичная моча, которая по составу резко отличается от первичной - в ней нет глюкозы, аминокислот, некоторых солей, но резко повышенно содержание мочевины. За сутки образуется 2-2,5 л первичной мочи на 1 кг живой массы животного. У свиньи – 200-250 л, у коров 1000-2000 л, но благодаря реабсорбция ее остается не более 1 % от первичной мочи.

Реабсорбция может проходить активно и пассивно. Активная реабсорбция осуществляется при участии специальных переносчиков (Na) и с затратой энергии АТФ. Активно реабсорбируются глюкоза, аминокислоты, фосфаты, соли Nа. Они всасываются обратно из мочи в кровь, даже если их концентрация в крови равна или выше их концентрации в первичной моче. (АТФ, ионы Nа).

Пассивная реабсорбция происходит без затрат энергии – за счет диффузии и осмоса. В этом процессе большая роль принадлежит разнице онкотического и гидростатического давления в капиллярах канальцев. За счет пассивной реабсорбции осуществляется обратное всасывание воды, хлоридов, мочевины, также веществ, подлежащих выведению из организма.

Обратное всасывание веществ из мочи в кровь в различных частях нефрона неодинакова. В проксимальном отделе канальца всасывается глюкоза, частично ионы Nа ⁺  и К⁺, в дистальном – хлориды, Nа и К. Особое место в реабсорбции воды занимает петля Генле. Эпителий ее нисходящего отдела пропускает воду, а эпителий восходящего колена – непроницаем для воды, но способен активно поглощать ионы Nа ⁺  и переносить их в тканевую жидкость, а через нее - обратно в кровь

 

 

 

Секреция

 

Кроме реабсорбции в канальцах осуществляется процесс секреции. В клетках почечных канальцев синтезируются некоторые вещества, например, гиппуровая кислота, аммиак путем дезаминирования части аминокислот. В почках синтезируются многие биологичски активные вещества: гормон ренин, секреция которого усиливается при уменьшении артериального давления, эритрогенин, способствующий превращению в плазме эритропоэтиногена в эритропоэтин, кининогенин, катализирующий превращение кининогенов в кинины, медуллин (простогландин А₂), усиливающий кровоток в почках и распределение крови между корковым и мозговым веществом почки, оказывающим антигипертензивное действие, урокиназа – (фактор фибринолиза), витамин Д₃