Как вода из желудка попадает в мочевой пузырь
Рассмотрение метаболических путей нормально функционирующего организма невозможно без описания обмена низкомолекулярных соединений – минеральных солей и воды. Как известно, вода у взрослого человека составляет 60% от массы тела, то есть 40 – 45 литров. Биологическое значение воды, содержащейся в организме человека, трудно переоценить. Вода и растворенные в ней вещества создают внутреннюю среду организма. Вода обеспечивает транспорт веществ и тепловой энергии по организму. Значительная часть химических реакций организма протекает в водной фазе. Вода участвует в реакциях гидролиза, гидратации, дегидратации. Определяет пространственное строение и свойства гидрофобных и гидрофильных молекул. Поскольку вода является средой, в которой осуществляются процессы обмена веществ в клетках, органах и тканях, непрерывное поступление воды в организм является одним из основных условий поддержания его жизнедеятельности. Основная масса (около 71 %) всей воды в организме входит в состав протоплазмы клеток, составляя так называемую внутриклеточную воду. Внеклеточная вода входит в состав межклеточной, или интерстициалъной, жидкости (около 21%) и воды плазмы крови (около 8%). Содержание воды в организме варьирует в зависимости от органов и тканей. В головном мозге содержится 70-84% воды от всей массы органа, в почках – 82%, в сердце и легких – 79%, в мышцах – 76%, в коже – 72%, в печени – 70%, в костной ткани – 10%. Вода, которая поступает алиментарным путем называется экзогенной, а образовавшаяся в качестве продукта биохимических превращений – эндогенной. Кроме того, различают свободную воду, связанную воду и конституционную воду. Связанная вода удерживается коллоидными системами в виде так называемой воды набухания, Конституционная или внутримолекулярная вода входит в состав молекул белков, жиров и углеводов и освобождается при их окислении. Разные ткани характеризуются различным соотношением свободной, связанной и конституционной воды. Вся вода организма обновляется примерно через месяц, а внеклеточное водное пространство – за неделю.
Водный баланс организма складывается из отребления и выделения воды. С пищей человек получает в сутки около 1100 мл воды, в виде напитков и чистой воды – около 1200 мл. Около 300 мл воды образуется в процессе метаболизма при окислении белков, углеводов и жиров. При испарении с поверхности кожи и альвеол легких в сутки выделяется около 900 мл воды. 1500 мл воды необходимо для растворения экскретируемых почкой осмотически активных веществ при максимальной осмолярности мочи. Секреция воды в пищеварительную трубку составляет 8200 мл, реабсорбция – 8100 мл. 100 мл воды выводится с фекалиями. Простые подсчеты показывают. что средняя суточная потребность человека в воде составляет около 2500 мл.
Водный баланс организма человека.
Средние величины параметров водного баланса организма человека (мл/сут) | |||
Потребление и образование воды | Выделение воды | ||
Питье и жидкая пища | 1200 | С мочой | 1500 |
Твердая пища | 1100 | С потом | 500 |
Эндогенная «вода окисления» | 300 | С выдыхаемым воздухом | 400 |
С калом | 100 | ||
Итого Поступление | 2500 | Итого Выделение | 2500 |
Внутренний цикл жидкостей желудочно-кишечного тракта (мл/сут) | |||
Секреция | Реабсорбция | ||
Слюна | 1500 | ||
Желудочный сок | 2500 | ||
Желчь | 500 | ||
Сок pancreas | 700 | ||
Кишечный сок | 3000 | ||
Итого | 8200 | 8100 | |
Итого 8200 – 8100 = вода в кале 100 мл | |||
Очевидно, что обмен воды неразрывно связан в организме с обменом электролитов. Системы регуляции водно-солевого обмена обеспечивают поддержание общей концентрации ионов натрия, калия, кальция, магния, хлора в плазме крови, во внутриклеточной и внеклеточной жидкости на одном и том же уровне. В плазме крови человека концентрация ионов поддерживается с высокой степенью постоянства и составляет (в ммоль/л): натрия – 130-156, калия – 3, 4-5, 3, кальция – 2, 3-2, 75 (в т. ч. ионизированного, не связанного с белками – 1, 13), магния – 0, 7-1, 2, хлора – 97-108, бикарбонатного иона – 27, сульфатного иона – 1, 0, неорганического фосфата – 1-2. По сравнению с плазмой крови и межклеточной жидкостью клетки отличаются более высоким содержанием ионов калия, магния, фосфатов и низкой концентрацией ионов натрия, кальция, хлора и ионов бикарбоната. Различия в солевом составе плазмы крови и тканевой жидкости обусловлены низкой проницаемостью капиллярной стенки для белков. Точная регуляция водно-солевого обмена у здорового человека позволяет поддерживать не только постоянный состав, но и постоянный объем жидкостей тела, сохраняя практически одну и ту же концентрацию осмотически активных веществ и кислотно-щелочное равновесие.
Минеральные вещества поступают в организм в свободном или связанном виде. Ионы всасываются уже в желудке, основная часть минеральных веществ – в кишечнике путем активного транспорта при участии белков-переносчиков. Из желудочно-кишечного тракта минеральные вещества поступают в кровь и лимфу, где связываются со специфическими транспортными белками. Выделяются минеральные вещества главным образом в виде солей и ионов. С мочой выделяются натрий, калий, кальций, магний, хлор, кобальт, йод, бром, фтор. С калом выделяются железо, кальций, медь, цинк, марганец, молибден, и тяжелые металлы.
Наиболее важное значение в водно-электролитном гомеостазе имеют ионы натрия, калия, кальция, хлора. Натрий (Na+) является основным катионом внеклеточных жидкостей. Его содержание во внеклеточной среде в 6-12 раз превышает содержание в клетках. Натрий в количестве 3-6 г в сутки поступает в организм в виде NaCl и всасывается преимущественно в тонком отделе кишечника. Натрий участвует в поддержании равновесия кислотно-основного состояния, осмотического давления внеклеточных и внутриклеточных жидкостей, принимает участие в формировании потенциала действия, оказывает влияние на деятельность практически всех систем организма. Баланс натрия в организме в основном поддерживается деятельностью почек.
Калий (К+) является основным катионом внутриклеточной жидкости. В клетках содержится 98% калия. Суточная потребность человека в калии составляет 2-3 г. Основным источником калия в пище являются продукты растительного происхождения. Особое значение калий имеет благодаря своей потенциалобразующей роли как на уровне поддержания мембранного потенциала, так и в генерации потенциала действия. Мембранный потенциал покоя, т. е. разность потенциалов между клеточным содержимым и внеклеточной средой, сознается благодаря способности клетки активно с затратой энергии поглощать ионы К+ из внешней среды в обмен на ионы Na+ (так называемый К+, Na+-насос) и вследствие более высокой проницаемости клеточной мембраны для ионов К+ чем для ионов Na+. Из-за высокой проницаемости неточной мембраны для ионов К+ дает небольшие сдвиги в содержании калия в клетках (в норме это величина постоянная) и плазму крови ведут к изменению величины мембранного потенциала и возбудимости нервной и мышечной ткани. Калий принимает также участие в регуляции кислотно-основного состояния на конкурентных взаимодействиях между ионами К+ и Na+, а также К+ и Н+ и является фактором поддержания осмотического давления в клетках. Регуляция его выведения осуществляется преимущественно почками.
Кальций (Са2+) обладает высокой биологической активностью. Он является основным структурным компонентом костей скелета, где содержится около 99% всего Са2+. В сутки взрослый человек должен получать с пищей 800-1000 мг кальция. Всасывается кальций преимущественно в двенадцатиперстной кишке в виде одноосновных солей фосфорной кислоты. Примерно 3/4 кальция выводится пищеварительным трактом, куда эндогенный кальций поступает с секретами пищеварительных желез, остальная часть выводится почками. Кальций принимает участие в генерации потенциала действия, в инициации мышечного сокращения, является необходимым компонентом свертывающей системы крови, повышает рефлекторную возбудимость спинного мозга и обладает симпатикотропным действием.
Магний (Mg2+) по содержанию в организме занимает четвертое место среди катионов организма и второе место среди внутриклеточных катионов. Количество общего магния, содержащегося в организме взрослого, составляет 20-28 г. Около 1 % магния находится во внеклеточной жидкости, приблизительно 60 % – в костях, 20% – в мышцах. Остальные 20% приходятся на другие ткани организма, причем большая часть сосредоточена в клетках печени. В плазме крови концентрация магния составляет 0, 75-1, 25 ммоль/л. Из этого количества 55-60 % магния плазмы ионизировано, 15 % связано с органическими и неорганическими кислотами. Биологически активным является только ионизированный магний, концентрация которого в плазме составляет 0, 45-0, 75 ммоль/л. Магний выполняет следующие физиологические функции: входит в состав костей, является антагонистом кальция, влияет на проницаемость биологических мембран, активирует фибринолиз, участвует в функционировании многих ферментов, связанных с обменом АТФ, в качестве кофактора.
Содержание хлора (Cl-) в организме составляет около 100 г. В плазме (сыворотке) крови его концентрация достигает 97-108 ммоль/л. Его физиологическая функция связана с участием в формировании трансмембранного потенциала. Являясь основным анионом внеклеточной жидкости, ион хлора активно участвует в обеспечение электронейтральности. Благодаря наличию в мембранах клеток и митохондрий специальных хлорных каналов, хлорид ионы регулируют объем жидкости, трансэпителиальный транспорт ионов, что создает и стабилизирует мембранный потенциал Механизмы регуляции хлора связаны с процессами, стабилизирующими содержание натрия. В связи с тем, что хлорид-ионы способны проникать через мембрану клеток, они вместе с ионами натрия и калия поддерживают осмотическое давление и регулируют водно-солевой обмен. Хлор является составной частью соляной кислоты желудочного сока, денатурирующей белки и активирующей пепсиноген. создают благоприятную среду в желудке для действия протеолитических ферментов желудочного сока. Кроме того, ионы хлора участвуют в создании и поддержании рН в клетках и биологических жидкостях организма.
Фосфор (Р) относится к структурным (тканеобразующим) макроэлементам, его содержание в организме взрослого человека составляет около 700 г.
Большая часть фосфора (85-90%) находится в костной ткани и в зубах, остальное – в мягких тканях и жидкостях. Около 70% общего фосфора в плазме крови входит в органические фосфолипиды, около 30% – представлено неорганическими соединениями (10% соединения с белком, 5% комплексы с кальцием или магнием, остальное – анионы ортофосфата). Биологическая роль фосфора в организме сводится к следующему. Фосфор входит в состав многих веществ организма (фосфолипиды, фосфопротеиды, нуклеотиды, коферменты, ферменты). Фосфолипиды являются основным компонентом мембран всех клеток в организме человека. В костях фосфор находится в виде гидроксилапатита, в зубах в виде фторапатит, выполняя структурную функцию. Остатки фосфорной кислоты входят в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов, а также в состав аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата. Остатки фосфорной кислоты входят в состав буферной системы крови, регулируя ее рН.
Статья добавлена 31 мая 2016 г.
Источник
В процессе жизнедеятельности человека образуются продукты обмена веществ, коотрые уже не могут использоваться организмом и должны быть выведены из него. Выделительные функции осуществляются почками, легкими, кожей и пищеварительным трактом.
На долю почек приходится почти 75% выводимых из организма веществ: это продукты распада белков (мочевина, мочевая кислота и креатин), избыток воды, солей и чужеродные вещества, попавшие в кровь (например, лекарства, краски, соли йода и др.). В результате работы почек кровь очищается, сохраняются ее постоянный состав, осмотическое давление, кислотно-щелочное равновесие, а в организме поддерживается постоянный объем крови и других жидкостей. Кроме того, в почках вырабатываются билологически активные вещества, которые участвуют в регуляции артериального давления, свертывании крови и образовании эритроцитов.
Продуктом деятельности почек является моча – прозрачная жидкость светло-желтого цвета, на 95% состоящая из воды. Она содержит мочевину (2%), мочевую кислоту (0,05%), креатини (0,075%), соли натрия и калия. За сутки вырабатывается в среднем 1500 мл мочи, с корой выводится 25-30 г мочевины и 25-30 г неорганических солей. Реакция мочи завичит от потребляемой пищи: при мясном рационе реакция мочи слабокислая или нейтральная, при растительном – слабощелочная. Желтый цвет мочи обесловлен наличием пигмента урохрома – продукта расщепления гемоглобина.
Помимо почек, в которых происходит образование мочи, к органам мочевой системы относятчя мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал, функции которых – накопление и выведение мочи из организма (рис. 1). Ниже рассмотрено строение органов мочевой системы.
Почка – парный орган, расположенный в поясничной области на задней стенке брюшной полости, справа и слева от позвоночного стоба на уровне от 11-го грудного до 2-го поясничного позвонка. Правая почка лежит несколько ниже левой и граничит с печенью и двенадцатиперстной кишкой, левая прилежит к желудку, селезенке и поджелудочной железе.
Почка весит около 150 г, имеет боловидную форму, длину около 10 см, ширину примерно 6 см и тощину 3-4 см. К верхнкму, более тостому, концу каждой почки прилежит надпочечник (делеза внутренней секреции). В области внутреннего, вогнутого края почки находятся ее ворота, через которые проходят почечные сосуды и мочеточник. Ворота почки открываются в углубление, вдающееся в вещество почки – почечную пазуху.
Почка покрыты плотной оболочкой, прилегающей к ее веществу (рис. 2). Кнаружи от этой оболочки расположено скопление жировых отложений, а поверх них находится еще одна оболочка, фиксирующая почку к позвоночному столбу. Оболочки почки и ее сосуды, а также внутрибрюшное давление, создаваемое мышцами брюшного пресса, в значительной мере обеспечивают сохранение нормального положения почки. При резком похудании или других изменениях фиксирующего аппарата почки возможно ее опущение (нефроптоз). У женщин оно встречается чаще, чем у мужчин, что иногда может быть связано с нарушением тонуса мышц живота вследствие беременности и родов.
В веществе почки различают два слоя: наружнй слой тощиной 4-5 мм – корковое вещество и расположенное внутри мозговое вещество. Последнее состоит из 10-15 образований конической формы – почечных пирамид. Корковое вещество проникает между пирамидами в виде почечных стобов. В корковом веществе находятся почечные тельца (рис. 4), где образуется так называемая первичная моча. Мозговое вещество построено преимущественно из канальцев, в которых формируется окончательная моча, оттекающая в мочевыводящие пути.
Верхушки почечных пирамид обращены к почечной пазухе; они имеют вид возвышений – сосочков – с многочисленными отверстиями, через которые окончательная моча из канальцев и протоков выделяется в почечные чашки. Почечные чашки сливаются между собой и образуют широкую почечную лоханку. Почечные чашки охватывают верхушки пирамид (сосочки) и действуют как своеобразный “доильный аппарат”: их стенки могут сокращаться и расслабляться, обеспечивая отток мочи из отверстий сосочкой и ее продвижение в почесную лоханку. Почечные чашки и лоханка являются мочевыводящими путями почки и расположены в ее пазухе. Почечная лоханка, судиваясь, переходит в мочеточник, по которому моча из почки оттекает в мочевой пузырь.
Мельчайшей структурой вещества почки, в которой происходит образование мочи, является нефрон (рис. 3). В каждой почке имеется около 1-1,2 млн нефронов. В нефроне различают почечное тельце и канальцы разного диаметра.
Почечное тельце состоит из клубочка кровеносных капилляров и окружабщей его касулы – расширенного и слепо замкнутого конца канальца нефрона. Стенка капсулы построена из одного слоя плоских клеток, вплотную прилежащих к стенке кровеносных капилляров. Через стенку капилляров в полость капсулы фильтруется почти вся плазма крови, за исключением белков. Фильтрации способствует высокое кровяное давление в капиллярах клубочка (60-70 мм рт.ст.), которое создается благодаря тому, что сосуд, приносязий кровь к клубочку, почти в 2 раза шире сосуда, выносящего кровь.
Из капсулы образовавшаяся первичная моча поступает в каналец нефрона, начальный и конечный отделы которого расширены и извиты, а средняя часть имеет вид петли. Каналец нефрона густо оплетен кровеносными капиллярами. Через стенку канальца осуществляется реабсорбция (возвращение в кровь) из первичной мочи глюкозы, аминокислот, витаминов, коды и большей части солей. Глюкоза и аминокислоты всасываются в кровь капилляров в начальной части канальца, вода – в петле. В результате процесса реабсорбции образуется окончальная моча с высокой концентрацией веществ, подлежащий удалению из организма. Так, мочевины в окончательной моче больше, чем в крови, в 67 раз, креатина – в 75 раз, сульфатов – в 90 раз. Окончательная моча из канальца нефрона по собирательным трубочкам поступает в сосочковые протоки, которые заканчиваются отверстиями на верхушке пирамид.
Почка богата кровеносными сосудами. Артериальная кровь поступает в нее по короткой широкой почечной артерии, которая отходит от брюшной части аорты. Внутри почки почечная артерия делится на более мелкие сосуды, разветвляющиеся, в свою очередь, на еще более мелкие приносящие сосуды, которые образуют капиллярные клубочки в почечных тельцах. После фильтрации кровь из капилляров клубочка собирается в выносящие сосуды, которые вновь образуют капиллярную сеть вокруг канальцев нефрона. В эти капилляры осуществляется реабсорбция веществ из первичной мочи, находящеймся в канальцах нефрона. Такая двойная сеть капилляров в почках получила название “чудесной артериальной сети”. Оттекающая из почки кровь собирается в почечную вену, которая впадает в нижнюю полую вену. Таким образом, путь крови в почке отличается от ее пути во всех других оршанах: для того чтобы попасть из почечной артерии в почечную вену, она должна пройти две системы капилляров. Только благодаря этому почка способна выделять мочу и регулировать состав крови.
Каждую минуту через почки проходит 1200 мл кроки, за сутки вся кровь прозодит через почки более 200 руз. В результате фильтрации плазмы крови в почечных тельцах нефронов за сутки вырабатывается до 120-150 л первичной мочи. В канальцах нефрона после процесса реабсорбции из первичной мочи образуется около 1,5 л окончательной мочи.
Количество выводимой почками воды, то есть диурез, регулирвуется антидиуретическим гормоном, который вырабатывается задней долей гипофиза. Этот гормон усиливает реабсорбцию воды и уменьшает диурез. Обратное явление отмечается после обильного питья: выработка гормона уменьшается, а диурез увеличивается. Так, если было выпито много поды или пива, то обратно в кровь всасывается меньше воды и выделяется обильная неконцентрированная моча. Если же потребление воды ограничено, то реабсорбируется максимальное количество воды, которая сохраняется для организма, а мочи выделяется немного, и она концентрированная. Так почки регулируют содержание воды в организме.
Постоянство содержания солей в организме регулируется гормоном коры надпочечников альдостероном. Этот гормон изменяет реабсорбцию солей натрия и калия в канальцах нефрона. Когда пища черезчур соленая, почкам приходтся выделять больше солей, чтобы сохранить осмотическое давление крови на должном уровне, и поэтоиу объем мочи увеличивается. Для выделения больших количеств растворенных в моче солей требуется и больше воды, поэтому, поев соленого, человек испытывает жажду.
Некоторые вещества, присутствующие в моце (мочевая кислота и фосфат кальция), плохо растворимы. Если количество этих веществ в моче повышено, они могут выпадать в мочевых путях в осадок, образуя почечные камни. Иногда камни становятся настолько крупными, что препятствуют прохождению мочи.
Любые изменения состава крови, сопровождающие многие заболевания, отражаются на составе мочи, что используется в медицине для диагностических целей.
Для проведения почи из почки в мочевой пузырь служит мочеточник.
Мочеточников, как и почек, два, и располагаются они на задней стенке брюшной полости. Каждый мочеточник представляет собой трубку длиной около 30 см, диаметром 7-9 мм. Начинается мочеточник от почечной лоханки, идет вниз к дну мочевого пузыря, где косо прободает его стенку. Мочеточник совершает волнообразные перистальтические движения, способствующие продвижению мочи в мочевой пузырь. В начале мочеточника и в месте его впадения в мочевой пузырь имеются сужения и изгибы, где могут задерживаться почечные капни.
Мочевой пузырь – полый мышечный орган, который предназначен для накопления мочи и периодического выведения ее из организма через мочеиспускательный канал. Форма и величина мочевого пузыря зависят от степени его наполнения, средняя вместимость 500 мл. Лежит мочевой пузырь в полости малого таза, прилегая к его передней стенке. Позади мочевого пузыря у мужчин расположены коченые отделы семявыносящих протоков, семенные пузырьки и прямая кишка, у женщин – матка и влагалище. Мочевой пузырь растягивается по мере наполнения мочой. Моча не выходит в мочеиспускательный канал, так как этому препятствуют два сфинктера: внутренний (непроизвольный) сфинктер мочевого пузыря и наружный (произвольный) сфинктер мочеиспускательного канала. Опорожнение мочевого пузыря происходит рефлекторно. Непроизвольный центр мочеиспускания находится в крестцовом отделе спинного мозга. Высший корковый (произвольный) центр, регулирующий мочеиспускание, находится в болных долях полушарий головного мозга. Условный рефлекс задержки мочеиспускания появляется у ребенка на втором году жизни.
Мужской мочеиспускательный канал имеет длину около 18-22 см. Он начинается внутренним отверствием в тенке дня мочевого пузыря и оканчивается наружным отверствием на головке полового члена. Служит для выведения мочи и спермы. Начальный отдел мочеиспускательного канала проходит через предстательную железу. На задней стенке этого отдела находятся отверстия семявыбрасывающих протоков, через которые в мочеиспускательный канал поступает сперма.
Женский мочеиспускательный канал имеет длину 3-3,5 см. Он начинается от дна мочевого пузыря, а заканчивается в преддверии влагалища (кпереди от отверстия влагалища). Женский мочеиспускательный канал служит только для выведения мочи.
Источник: О. Гурова. Качество жизни. Профилактика. № 5 Сентябрь – Октябрь 2003
Источник