Работа почек и мочевого пузыря
Выделение – часть обмена веществ, осуществляемая путем выведения из организма конечных и промежуточных продуктов метаболизма, чужеродных и излишних веществ для обеспечения оптимального состава внутренней среды и нормальной жизнедеятельности.
органы выделительной системы
| орган | выделяемое вещество |
| почки | избыток воды неорганические и органические вещества конечные продукты обмена токсины |
| легкие | углекислый газ пары воды некоторые летучие вещества (например, пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении) |
| слюнные железы | тяжелые металлы лекарственные вещества (например, морфий и хинин) чужеродные органические соединения |
| печень | продукты азотистого обмена (мочевина) гормоны (например, тироксин) продукты распада гемоглобина токсины лекарственные препараты |
| поджелудочная железа | тяжелые металлы лекарственные вещества |
| кишечные железы | тяжелые металлы лекарственные вещества |
| кожа | вода соли молочная кислота мочевина мочевая кислота токсины |
Продукты выделения
В процессе жизнедеятельности в организме образуются конечные продукты метаболзма. Большинство из них нетоксичны для организма (например, углекслый газ и вода).
Однако при окислении белков и других азотсодержащих продуктов образуется аммиак – один из конечных продуктов азотистого обмена. Он токсичен для организма, поэтому быстро выводится из организма. Растворяясь в воде, аммиак превращается в низкотоксичное соединение — мочевину.
Мочевина образуется, главным образом, в печени. Количество мочевины, выводимой с мочой в сутки, составляет примерно 50 – 60 г. Таким образом, продукты азотистого обмена практически выводятся с мочой в виде мочевины.
Часть азота выводится из организма в виде мочевой кислоты, креатина и креатинина. Эти вещества – главные азотосодержащие компоненты мочи.
мочевыделительная система
Мочевыделительная система человека – система органов, формирующих, накапливающих и выделяющих мочу.
Строение мочевыделительной системы:
две почки
два мочеточника
мочевой пузырь
мочеиспускательный канал
Рис. Органы мочевыделительной системы
функции почек
Роль почек в организме не ограничивается только выделением конечных продуктов азотистого обмена и избытка воды. Почки активно участвуют в поддержании гомеостаза организма.
осморегуляция – поддержание осмотического давления в крови и других жидкостях организма;
ионная регуляция – регуляция ионного состава внутренней среды организма;
поддержание кислотно-щелочного баланса плазмы крови (рН = 7,4);
регуляция артериального давления;
эндокринная функция: синтез и выделение в кровь биологически активных веществ:
– ренина, регулирующего артериальное давление;
– эритропоэтина, регулирующего скорость образования эритроцитов;
участие в обмене веществ;
экскреторная функция: выделение из организма конечных продуктов азотистого обмена, чужеродных веществ, избытка органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др.).
Строение почек
Почки – паренхиматозные органы бобовидной формы, расположенные на спинной стороне по бокам поясничного отдела позвоночника.
Рис. Расположение почек
Размер каждой почки примерно 4 х 6 х 12 см и вес примерно 150 г.
Почка окружена тремя оболочками (капсулами):
фиброзной капсулой – внутренней тонкой и плотной оболочкой;
во внутренней части этой капсулы присутствуют гладкомышечные клетки, за счет незначительного сокращения которых в почке поддерживается необходимое для процессов фильтрации давление.
жировой капсулой – средней оболочкой;
жировая клетчатка более развита с задней стороны почки. Функция: упругая фиксация почки в поясничной области; терморегуляция; механическая защита (амортизация). При похудании и уменьшении объема жировой клетчатки может возникнуть подвижность или опущение почек.
почечной фасцией – наружной оболочкой, охватывающей почку с жировой капсулой и надпочечниками. Фасция удерживает почку в определенном положении.От фасции к фиброзной капсуле через жировую клетчатку проходят соединительнотканные волокна.
Паренхима почки включает:
корковый слой (наружный слой) толщиной 5 – 7 мм;
мозговой слой (внутренний слой);
почечную лоханку.
Рис. Анатомия почки
Корковое вещество расположено на периферии почки и в виде столбов (колонки Бертини) глубоко проникает в мозговое вещество. Мозговое вещество почечными столбами делится на 15 – 20 почечных пирамид, обращенных вершинами внутрь почки, а основаниями – наружу. Пирамида мозгового вещества вместе с прилегающим к ней корковым веществом образуют долю почки.
Рис. Строение почки и нефрона
Почечная лоханка – центральная полая часть почки, в которую сливается вторичная моча из всех нефронов. Стенка лоханки состоит из слизистой, гладкомышечной и соединительнотканной оболочек.
Из почечной лоханки берет начало мочеточник, несущий образующуюся мочу к мочевому пузырю.
Мочеточники
Мочеточники – полые трубки, соединяющие почки с мочевым пузырем.
Их стенка состоит из эпителиального, гладкомышечного и соединительнотканного слоя.
Благодаря сокращению гладких мышц происходит отток мочи от почек в мочевой пузырь.
мочевой пузырь
Мочевой пузырь – полый орган, способный к сильному растяжению.
Рис. Мочевой пузырь
Функция мочевого пузыря:
накопление мочи;
контроль количества мочи в пузыре;
выведение мочи.
Как все полые органы мочевой пузырь имеет трехслойную стенку:
внутренний слой из переходного эпителия;
средний толстый гладкомышечный слой;
наружный соедниительнотканный слой.
мочеиспускательный канал
Мочеиспускательный канал – трубка, соедняющая мочевой пузырь с внешней средой.
Стенка канала состоит из 3-х оболочек: эпителиальной, мышечной и соеднительнотканной.
Выходное отверстие мочеиспускательного канала назвается уретрой.
Два сфинктера перекрывают просвет канала в районе соединения с мочевым пузырем и в уретре.
У женщин мочеиспускательный канал короткий (около 4 см), и инфекции проще проникнуть в женскую мочеполовую систему.
У мужчин мочеиспускательный канал служит для выделения не только мочи, но и спермы.
строение нефрона
Структурно-функциональной единицей почек является нефрон.
В каждой почке человека находятся около 1 млн. нефронов.
В нефроне происходят основные процессы, определяющие разнообразные функции почек.
Структурные части нефрона:
почечное (мальпигиево) тельце:
– капиллярный (почечный) клубочек (+ приносящая и выносящая артерии)
– капсула Боумена-Шумлянского (= капсула нефрона): образована двумя слоями эпителиальных клеток; просвет капсулы переходит в извитой каналец;
извитой каналец первого порядка (проксимальный): его стенки имеют щеточную каемку –большое количество микроворсинок, обращенных в просвет канальца.
петля Генле: опускается в мозговое вещество, а потом поворачивает на 180 градусов и возвращается в корковый слой;
извитой каналец второго порядка (дистальный): стенки петли Генле и дистального извитого канальца без ворсинок, но имеют сильную складчатость;
собирательная трубка.
В разных отделах нефрона протекают разные процессы, определяющие функции почек. С этим связано и расположение частей нефрона:
клубочек, капсула и извитые канальцы расположены в корковом слое;
петля Генле и собирательные трубки распложены в мозговом слое.
Рис. Сосуды нефрона
Начинаясь в корковом веществе почки, собирательные трубки проходят через мозговое вещество и открываются в полость почечной лоханки.
Кровеносная система почек
Кровь к почкам подходит по почечным артериям (ветви брюшной аорты). Артерии сильно ветвятся и образуют сосудистую сеть. В каждую почечную капсулу заходит приносящая артериола, там она образует капиллярную сеть – почечный клубочек – и выходит из капсулы в виде более тонкой выносящей артериолы. Таким образом создается высокое кровяное давление в капиллярах клубочка для фильтрации жидкой части крови и образования первичной мочи. Давление в капиллярах клубочка достаточно стабильно, его значение остается постоянным даже при повышении общего уровня давления. Следовательно, скорость фильтрации при этом также практически не изменяется.
После отхождения от клубочка выносящая артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг извитых канальцев. Таким образом, большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры – вначале в клубочке, затем у канальцев.
Выносится кровь из почек по почечным венам, впадающим в нижнюю полую вену.
ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ПОЧКАХ
ультрафильтрация жидкости в почечных клубочках;
реабсорбция (обратное всасывание);
экскреция мочи.
ультрафильтрация жидкости в почечных клубочках
В клубочках происходит начальный этап мочеобразования – ультрафильтрация из плазмы крови в капсулу почечного клубочка всех низкомолекулярных компонентов плазмы крови.
Кроме того, в процессе канальцевой секреции клетки эпителия нефрона захватывают некоторые вещества из крови и межклеточной жидкости и переносят их в просвет канальца.
Такм образом в сутки образуется примерно 170 л первичной мочи.
Состав первичной мочи подобен составу плазмы крови, лишенному белка:
вода
минеральные соли
низкомолекулярные соединения (в т. ч. токсины, аминокислоты, глюкоза, витамины)
НЕТ БЕЛКОВ (следовые количества)
НЕТ ФОРМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРОВИ
реабсорбция (обратное всасывание)
Второй этап связан с реабсорбцией в кровеносные капилляры всех ценных для организма веществ: воды, ионов ( , , ), аминокислот, глюкозы, витаминов, белков, микроэлементов. Реабсорбция натрия и хлора представляет собой наиболее значительный по объему и энергозатратам процесс.
Обратное всасывание происходит во время прохождения первичной мочи через систему извитых канальцев. Для этой цели выносящая артериола вторично распадается на сеть капилляров, опутывающих канальца: через их тонкие стенки и просходит обратное всасывание нужных организму веществ.
Небольшое количество профильтровавшегося в клубочках белка реабсорбируется клетками проксимальных канальцев. Выделение белков с мочой в норме составляет не более 20 – 75 мг в сутки, а при заболеваниях почек оно может возрастать до 50 г в сутки. Увеличение выделения белков с мочой (протеинурия) может быть обусловлено нарушением их реабсорбции либо увеличением фильтрации.
В результате фильтрации, реабсорбции и секреции от 180 л первичной мочи остается только 1,5 л концентрированного раствора “ненужных” веществ — вторичная моча.
Состав вторичной мочи:
вода
соли
токсины
продукты метаболизма (в т.ч. остатки лекарственных препаратов)
экскреция веществ
Вторичная моча через собирательные трубки поступает в почечные лоханки.
В среднем человек производит приблизительно 1,5 литра мочи в сутки.
Из почек моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь.
Вместимость мочевого пузыря в среднем 600 мл.
Обычно содержимое мочевого пузыря стерильно.
Стенка мочевого пузыря имеет мышечный слой, который, сокращаясь, обуславливает мочеиспускание.
Мочеиспускание – произвольный (контролируемый сознанием) рефлекторный акт, запускаемый рецепторами натяжения в стенке мочевого пузыря, посылающими в головной мозг сигнал о наполнении мочевого пузыря.
Поток мочи при её выделении из мочевого пузыря регулируется круговыми мышцами-сфинктерами. При начале опорожнения мочевого пузыря его сфинктер расслабляется, а мышцы стенки сокращаются, создавая поток мочи.
В процессе метаболизма белков и нуклеиновых кислот образуются различные продукты азотистого обмена: мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.
При нарушении выведения мочевой кислоты развивается подагра.
Эндокринная функция почек
В почках образуется:
аммиак: выделяется в мочу;
ренин, простагландины, глюкоза, синтезируемая в почке: поступают в кровь.
Аммиак поступает преимущественно в мочу. Некоторое его количество проникает в кровь, и в почечной вене аммиака оказывается больше, чем в почечной артерии.
регуляция работы почек
Вазопрессин (= антидиуретический гормон (АДГ) – гормон гипоталамуса, который накапливается в нейрогипофизе):
увеличивает реабсорбцию воды почкой, таким образом повышая концентрацию мочи и уменьшая её объём
Альдостерон (гормон коркового вещества надпочечников):
усиление реабсорбции
$
усиление секреции
Натрийуретический гормон (гормон предсердия):
усиление секреции
Инсулин:
уменьшение выделение калия.
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