Урок Получить доступ за 75 баллов Выделительная система

Выделение- это 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.

Эволюция системы выделения шла в направлении создания специализированных органов, обеспечивающих выведение из организма, образующихся в процессе жизнедеятельности, опасных, а иногда просто ядовитых веществ.

Простейшие выделяют продукты жизнедеятельности через клеточную мембрану.

У пресноводных простейших (инфузория туфелька) имеются сократительные вакуоли.

Кишечнополостные (гидры, коралловые полипы, медузы) не имеют специализированных органов или систем выделения.

Удаление продуктов обмена происходит через всю поверхность тела диффузно в кишечную полость, а оттуда вымывается водой.

У плоских и круглых червей появляются протонефридии, представленные звездчатыми клетками, от которых отходят тонкие извитые трубочки- канальцы, образующие поры на поверхности тела.

Некоторые круглые черви могут накапливать продукты обмена в теле.

Кольчатые черви в процессе эволюции приобрели метанефридии - воронки, покрытые ресничками, от них отходят трубочки, открывающиеся наружу выделительными порами.

Трубочки оплетены кровеносными сосудами, в них происходит обратное всасывание жидкости (воды).

Представители типа Моллюски имеют почки (1- 2, реже 3- 4), которые лежат под сердцем.

Они похожи по строению на метанефридии: проводящие канальцы и выделительные поры.

Ракообразные обитатели водной среды имеют специальные зеленые железы, открывающиеся у основания усиков.

Паукообразные и Насекомые используют для выделения мальпигиевы сосуды, открывающиеся передним концом в прямую кишку.

В полости тела располагаются слепо оканчивающиеся канальцы этих сосудов.

Рыбы имеют две лентовидные красно- бурые туловищные почки, лежащие сверху полости тела, под позвоночником.

Последовательность органов выделения рыб: почки, мочеточники, мочевой пузырь (у большинства костных рыб), мочевое отверстие.

Основной продукт обмена- аммиак, выведение которого сопряжено с большими потерями воды.

Амфибии приобрели в процессе эволюции две туловищные почки, которые открываются воронками в полость тела.

Выделение у амфибий происходит через почки. Затем мочеточники впадают в мочевой пузырь, который открывается в клоаку или клоачное отверстие.

Основной продукт обмена веществ- мочевина, растворимая в воде.

Рептилии и птицы имеют схожие тазовые почки и, соответственно, органы выделения: почки, мочеточники, мочевой пузырь, клоака.

Моча пресмыкающихся состоит из мочевой кислоты, плохо растворимой в воде.

Она похожа на мелкие кристаллики, которые накапливаются в мочевом пузыре.

У птиц отсутствует мочевой пузырь, чтобы облегчить массу тела в полете.

Продукты обмена выделяются в виде кашицеобразной мочевой кислоты наружу сразу, как образуются.

Млекопитающие имеют две тазовые почки.

Последовательность органов выделения у млекопитающих следующая:

почки → мочеточники → мочевой пузырь → мочеиспускательный канал.

Основной продукт обмена- мочевина.

Организм человека приспособился выделять продукты жизнедеятельности не только через почки, но и через другие, менее специализированные органы.

В нашей таблице представлен список органов и выделяемых через них веществ:

Токсичный конечный продукт азотистого обмена, аммиак, превращается в воде в мочевину (50- 60 грамм в сутки).

Часть азота выводится в виде мочевой кислоты, креатина и креатинина.

Центральный орган мочевыделительной системы- это почки.

Почки занимаются фильтрацией крови и созданием мочи.

Почки-  паренхиматозные органы бобовидной формы, расположенные на спинной стороне по бокам поясничного отдела позвоночника.

Размер каждой почки примерно 4х6х12 см и вес примерно 150 грамм.

Почка окружена тремя оболочками (капсулами):

• Фиброзная капсула представлена внутренней тонкой и плотной оболочкой. Во внутренней части этой капсулы есть гладкомышечные клетки, за счет незначительного сокращения которых в почке поддерживается необходимое для процессов фильтрации давление
• Жировая капсула (средняя оболочка) представлена жировой клетчаткой, которая более развита с задней стороны почки. Эта оболочка обеспечивает упругую фиксацию почки в поясничной области, терморегуляцию и механическую защиту (амортизация). При похудении и уменьшении объема жировой клетчатки может возникнуть подвижность или опущение почек
• Почечная фасция (наружная оболочка) окружает 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 в себя:

• Корковое вещество, которое расположено на периферии почки в виде столбов (колонки Бертини) и глубоко проникает в мозговое вещество. Это наружный слой, толщина 5- 7 мм
• Мозговой слой почечными столбами делится на 15- 20 почечных пирамид, обращенных вершинами внутрь почки, а основаниями- наружу. Это наружный слой. Пирамида мозгового вещества вместе с прилегающим к ней корковым веществом образуют долю почки
• Почечную лоханку- центральную полую часть почки, в которую сливается вторичная моча из всех нефронов. Стенка лоханки состоят из слизистой, гладкомышечной и соединительнотканной оболочек. Из почечной лоханки берет начало мочеточник, несущий образующуюся мочу к мочевому пузырю

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- полый орган, способный к сильному растяжению.

Ежедневно накапливает 1,5 литра мочи и больше в зависимости от количества выпитой жидкости.

Функция мочевого пузыря:

• накопление мочи
• контроль количества мочи в пузыре
• выведение мочи

Как все полые органы, мочевой пузырь имеет трехслойную стенку:

• внутренний- слой из эпителия
• средний- толстый гладкомышечный слой
• наружный- соединительнотканный слой

Мочеиспускательный канал- трубка, соединяющая мочевой пузырь с внешней средой.

Стенка канала состоит из 3- х оболочек: эпителиальной, мышечной и соединительнотканной.

Выходное отверстие мочеиспускательного канала называется уретрой.

Два сфинктера перекрывают просвет канала в районе соединения с мочевым пузырем и в уретре.

У женщин мочеиспускательный канал более 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.

Сейчас мы познакомимся с нефроном - структурной единицей почки.

Количество нефронов достигает 2 миллионов в каждой почке.

Нефроны не могут восстанавливаться при повреждениях!

Каждый нефрон состоит из:

• капсулы- 2 слоя эпителиальных клеток
• извитого канальца 1 порядка (проксимальный каналец, имеет много ворсинок)
• извитого канальца 2 порядка (дистальный каналец, без ворсинок, но есть складки)
• петли Генле (уходит в мозговой слой почки)
• собирательной трубки (в нее стекает моча от всех нефронов)

Весь процесс формирования мочи можно условно поделить на 3 этапа:

• ультрафильтрация жидкости в почечных клубочках (образование первичной мочи)
• реабсорбция- обратное всасывание (образование вторичной мочи)
• экскреция (вывод через собирательные трубочки в почечные лоханки)

На первом этапе происходит отделение крови от эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и белков плазмы.

Каждый нефрон в своих почечных клубочках производит ультрафильтрацию крови, после этого образуется первичная моча.

Первичная моча- это та же самая кровь, за исключением белков плазмы и форменных элементов.

Состав первичной мочи: вода, минеральные соли, токсины, аминокислоты, глюкоза, витамины.

Каждый день человек выделяет около 170 литров первичной мочи.

Наш организм устроен уникальным образом и живет по принципу экономии.

Выводя продукты жизнедеятельности во внешнюю среду организм стремится сэкономить воду и питательные вещества, поэтому первичная моча подвергается реабсорбции или процессу обратного всасывания воды и полезных веществ.

На этапе формирования вторичной мочи, обратно в кровь всасываются ионы натрия и хлора, аминокислоты, глюкоза, витамины и микроэлементы.

Во вторичной моче остаются лишь вода, соли, токсины и продукты метаболизма.

Затем вторичная моча собирается в почечную лоханку и по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, где ждет удобного момента выделения из организма наружу.

Роль почек в организме не ограничивается только выделением конечных продуктов азотистого обмена и избытка воды.

Почки также активно участвуют в поддержании процессов гомеостаза:

• 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 почек заключается в синтезе и выделении в кровь биологически активных веществ: ренина, регулирующего артериальное давление, и эритропоэтина, регулирующего скорость образования эритроцитов

Почки принимают участие в обмене веществ.

И самая главная, экскреторная функция- это выделение из организма конечных продуктов азотистого обмена, чужеродных веществ, избытка органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др.).

Организм человека управляет работой почек посредством гормонов:

• вазопрессин (антидиуретический гормон) вырабатывается гипоталамусом и увеличивает реабсорбцию воды почкой, таким образом повышая концентрацию мочи и уменьшая ее объем
• альдостерон вырабатывается корковым веществом надпочечников, увеличивает реадсорбцию ионов натрия и повышает секрецию ионов калия
• натрийуретический гормон (гормон предсердия) повышает выделение ионов натрия

Клубочки и извитые канальцы снабжены веточками симпатического и блуждающего нервов.

При раздражении чревного нерва симпатической системы уменьшается выделение мочи ввиду сужения кровеносных сосудов, приносящих кровь.

Раздражение блуждающего нерва также уменьшает количество мочи за счет повышения абсорбции воды и ионов натрия.

Раздражение парасимпатических волокон, идущих в составе блуждающих нервов, вызывает усиление реабсорбции глюкозы и секреции органических кислот.

Самое известное заболевание органов мочевыделения- мочекаменная болезнь.

Вызывается нарушением обмена веществ, когда моча перенасыщена солями или в ней не хватает тех веществ, которые препятствуют образованию камней.

Чаще всего камни состоят из солей кальция.

Камни затрудняют отток мочи из почек, их острые края раздражают слизистые оболочки мочевыводящих путей, вызывая сильную боль.

Камни сильно различаются по величине и могут быть как совсем маленькими (песок), так и очень большими, заполняющими всю почечную лоханку.

Крупные камни приходится извлекать хирургическим путем или дробить ультразвуковыми волнами.

Для предупреждения мочекаменной болезни необходимо уменьшить содержание в крови веществ, из которых образуются камни, с помощью лечебной диеты или применением лекарственных препаратов.

Если в почки проникают болезнетворные бактерии, они могут вызвать воспалительное заболевание- пиелонефрит.

При воспалительном процессе в почках может разрушиться однослойный эпителий капсул нефронов и из крови в мочу начинают проникать крупные молекулы и клетки крови (в моче появляются белки, эритроциты, лейкоциты)- появляется кровь в моче.

В то же время при повреждении стенок почечных канальцев, ухудшается обратное всасывание в кровь необходимых веществ, в частности солей (эти вещества выводятся с мочой, что вызывает их нехватку в организме).

Цистит- это воспаление мочевого пузыря.

У здорового человека моча стерильна, но бактерии могут попадать в мочевой пузырь по мочеиспускательному каналу и вызывать инфекционный процесс.

У женщин цистит возникает чаще ввиду более короткого мочеиспускательного канала.

В 70- 80% случаев микробом, вызывающим цистит, становится кишечная палочка- условно- патогенная бактерия, постоянно имеющаяся в кишечнике.

При несоблюдении правил гигиены половых органов кишечные палочки проникают в мочевыводящие пути.

Также воспалительным процессам и распространению микробов способствует общее переохлаждение организма, простуда.

Цистит, как и пиелонефрит, лечат антибиотиками.

Очень опасна для жизни человека острая почечная недостаточность- быстрое снижение способности почек очищать кровь от продуктов обмена.

Причиной острой почечной недостаточности могут быть повреждения почек, нарушение их кровоснабжения, почечные камни, отравления, рак почки.

Если вылечить болезнь почек невозможно, то приходится прибегать к пересадке донорской почки.

Донорских почек для пересадки недостаточно и пациенты дожидаются своей очереди, проводя не менее 3 раз в неделю очистку крови (гемодиализ).

Гемодиализ- это метод очищения крови, во время которого удаляют из организма токсические вещества, нормализуют нарушения водного и электролитного балансов.

Это осуществляют путем фильтрации плазмы крови через полупроницаемую мембрану аппарата «искусственная почка».

Иными словами функции почек выполняет аппарат гемодиализа, выкачивая порциями кровь из организма, очищая ее, а затем кровь вливают обратно пациенту.

Почки, особенно у детей, чувствительны к различным ядовитым веществам, в том числе лекарственным препаратам, применяемых в больших дозах (сульфаниламиды, антибиотики).

Эти вещества поступающие в кровь выводятся через почки, вызывая нарушения их работы.

Предупреждение почечных заболеваний требует соблюдения гигиенических правил:

• правильного питания
• своевременного лечения зубов и заболеваний горла
• закаливания
• осторожного обращения с лекарствами и ядами
• соблюдения личной гигиены