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 |
| 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 лекарственные препараты |
| поджелудочная железа | тяжелые металлы лекарственные вещества |
| кишечные железы | тяжелые металлы лекарственные вещества |
| кожа | молочная кислота мочевина мочевая кислота |
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:
- 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 (N a + Na+ , C l − Cl− , H C O − 3 HCO3− ), 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:
- 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 N a + Na+у с и л е н и е с е к р е ц и и усилениесекреции K^+$
- Натрийуретический гормон (гормон предсердия):
усиление секреции N a + Na+
уменьшение выделение калия.
Тематические задания
А1. Сходные по составу продукты распада удаляются через
1) кожу и легкие
2) легкие и почки
3) почки и кожу
4) пищеварительный тракт и почки
А2. Органы выделительной системы находятся
1) в грудной полости
3) вне полостей тела
2) в брюшной полости
4) в полости малого таза
А3. Целостной структурной единицей почки является
1) нейрон
2) нефрон
3) капсула
4) извитой каналец
А4. При нарушениях процесса выделения продуктов распада в организме накапливается:
1) соли серной кислоты
3) гликоген
2) избыток белков
4) мочевина или аммиак
А5. Функция капиллярного (мальпигиевого) клубочка:
1) фильтрация крови
3) всасывание воды
2) фильтрация мочи
4) фильтрация лимфы
А6. Сознательная задержка мочеиспускания связана с деятельностью:
1) продолговатого мозга
3) спинного мозга
2) среднего мозга
4) коры мозга
А7. Вторичная моча отличается от первичной тем, что во вторичной моче нет:
1) глюкозы
2) мочевины
3) солей
4) ионов К+ и Са 2+
А8. Первичная моча образуется из:
1) лимфы
2) крови
3) плазмы крови
4) тканевой жидкости
А9. Симптомом заболевания почек может служить присутствие в моче
1) сахара
2) солей калия
3) солей натрия
4) мочевины
А10. Гуморальная регуляция деятельности почек осуществляется с помощью
1) ферментов
2) витаминов
3) аминокислот
4) гормонов
В1. Выберите симптомы, по которым можно заподозрить заболевание почек
1) наличие в моче белков
2) присутствие в моче мочевой кислоты
3) повышенное содержание глюкозы во вторичной моче
4) пониженное содержание лейкоцитов
5) повышенное содержание лейкоцитов
6) повышенное суточное количество выделенной мочи
В2. Что из перечисленного относится к нефрону?
1) почечная лоханка
2) мочеточник
3) капиллярный клубочек
4) капсула
5) мочевой пузырь
6) извитой каналец
Образовавшиеся в процессе обмена веществ конечные продукты распада, являющиеся ядовитыми для организма, удаляются из него через почки, потовые железы, легкие, кишечник.
Основная роль в их выделении принадлежит специализированным органам выделения - почкам, выводящим, из организма 75% различных веществ: мочевину, мочевую кислоту, избыток воды, солей и чужеродные вещества, попавшие в кровь (лекарства и др.). В результате работы почек кровь очищается и сохраняет свой постоянный состав и физико-химические свойства .
Почки - парные органы, расположенные в брюшной полости с обеих сторон позвоночника. Правая почка лежит несколько ниже левой. Они имеют бобовидную форму, вогнутый край их обращен к позвоночнику и имеет выемку - ворота почек, где проходят кровеносные и лимфатические сосуды, нервы и мочеточник. Почки покрыты капсулой из соединительной ткани. На разрезе почки выделяют два слоя: наружный темно-красный - корковый , - в котором расположены почечные тельца, и внутренний более светлый - мозговой , - в котором проходят почечные канальцы. Канальцы образуют пирамиды, разделенные прослойками коркового вещества.
Расширенной частью пирамиды прилегают к корковому веществу, вершиной - к центру почки, где располагается почечная лоханка , представляющая из себя небольшую полость, из которой отходит тонкая трубочка длиной около 30 см - мочеточник . По ней моча, непрерывно образующаяся в почках, стекает в мочевой пузырь. Мочевой пузырь представляет собой вместилище емкостью около 500 мл для накопления мочи. Он лежит в полости малого таза. При сокращении его мышц моча выводится наружу через мочеиспускательный канал .
Под микроскопом в корковом слое хорошо различимы нефроны - структурные и функциональные единицы почек. В состав нефрона входят капсулы (в виде рюмочек), каждая из которых образована двумя слоями эпителиальных клеток. Между ними находится узкая полость, переходящая в извитой каналец. Стенки его образованы из одного слоя эпителиальных клеток. Сделав несколько изгибов и образовав петлю, каналец впадает в одну из трубочек, проходящих внутри пирамиды. Длина одного нефрона 35–50 мм. В каждой почке их насчитывается около 1 млн. Общая длина всех канальцев 70–100 км, а их поверхность составляет 6 м 2 .
Почки очень богато снабжены кровеносными сосудами. Мелкие веточки почечной артерии (приносящие сосуды) входят в капсулу и образуют клубочек артериальных капилляров. Из каждого клубочка выходят артериальные сосуды меньшего диаметра (по сравнению с приходящими). Каждый из них ветвится и образует капиллярную сеть вокруг канальцев. Из капилляров этой сети формируются почечные вены, впадающие в нижнюю полую вену.
Таким образом, кровеносные сосуды, ветвящиеся в почках, образуют капилляры дважды: сначала клубочки, лежащие в капсулах, а затем - сети, оплетающие петли почечных канальцев. Это имеет очень важное значение при образовании мочи.
Органы выделительной системы включают почки, которые образуют мочу, и мочевыводящие пути - мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал.
Почки
Почки - главные органы выделительной системы; их основной функцией является поддержание гомеостаза в организме, включающее: 1) удаление из организма конечных продуктов обмена и чужеродных веществ; 2) регуляцию водно-солевого обмена и кислотно-щелочного равновесия; 3) регуляцию артериального давления; 4) регуляцию эритропоэза; 5) регуляцию уровней кальция и фосфора в организме.
Почки окружены жировой тканью (жировая капсула) и покрыты тонкой фиброзной капсулой из плотной волокнистой соединительной ткани, содержащей гладкие мышечные клетки. Каждая почка состоит из расположенного снаружи коркового вещества и лежащего внутри мозгового вещества (рис. 244).
Корковое вещество почки (почечная кора) располагается сплошным слоем под капсулой органа, от него в мозговое вещество между почечными пирамидами направляются почечные столбы (Бертена). Корковое вещество представлено участками, содержащими почечные тельца и извитые почечные канальцы (образующие корковый лабиринт), которые чередуются с мозговыми лучами (см. рис. 244), содержащими прямые почечные канальцы и собирательные протоки (см. ниже).
Мозговое вещество почки состоит из 10-18 конических почечных пирамид, от основания которых в корковое вещество проникают мозговые лучи. Вершины пирамид (почечные сосочки) обращены в малые чашечки, из которых моча попадает через две или три большие чашечки в почечную лоханку - расширенную верхнюю часть мочеточника, выходящую из ворот почки. Пирамида с покрывающим ее участком коры образуют почечную долю, а мозговой луч с окружающим его корковым веществом - почечную (корковую) дольку (см. рис. 244).
Нефрон является структурно-функциональной единицей почки; в каждой почке насчитываются 1-4 миллиона нефронов (с существенными индивидуальными колебаниями). В состав нефрона (рис. 245) входят две части, различающиеся своими морфофункциональными характеристиками - почечное тельце и почечный каналец, который состоит из нескольких отделов (см. ниже).
Почечное тельце обеспечивает процесс избирательной фильтрации крови, в результате которого образуется первичная моча. Оно имеет округлую форму и состоит из сосудистого клубочка, покрытого двухслойной капсулой клубочка (Шумлянского-Боумена) (рис. 247). Почечное тельце имеет два полюса: сосудистый (в области расположения приносящей и выносящей артериол) и мочевой (в участке отхождения почечного канальца).
Клубочек образован 20-40 капиллярными петлями, между которыми находится особая соединительная ткань - мезангий.
Клубочковая капиллярная сеть образована фенестрированными эндотелиальными клетками, лежащими на базальной мембране, которая в большинстве участков является общей с клетками висцерального листка капсулы (рис. 248 и 249). Поры в цитоплазме эндотелиальных клеток занимают 20-50% их поверхности; некоторые из них закрыты диафрагмами - тонкими белково-полисахаридными пленками.
Мезангий состоит из мезангиальных клеток (мезангиоцитов) и расположенного между ними межклеточного вещества - мезангиального матрикса. Мезангий клубочка переходит в периваскулярный островок мезангия (экстрагломерулярный мезангий) (см. рис. 247).
Мезангиальные клетки - отростчатые, с плотным ядром, хорошо развитыми органеллами, большим количеством филаментов (в том числе сократительных). Они связаны друг с другом десмосомами и щелевыми соединениями. Мезангиальные клетки играют роль элементов, поддерживающих капилляры клубочка, сокращаясь, регулируют кровоток в клубочке, обладают фагоцитарными свойствами (поглощают макромолекулы, накапливающиеся при фильтрации, участвуют в обновлении базальной мембраны), вырабатывают мезангиальный матрикс, цитокины и простагландины.
Мезангиальный матрикс состоит из основного аморфного вещества и не содержит волокон. Он имеет вид трехмерной сети, по составу сходен с материалом базальной мембраны - он включает гликозаминогликаны, гликопротеины (фибронектин, ламинин, фибриллин), протеогликан перлекан, коллагены IV, V и VI типов, в нем отсутствуют образующие волокна коллагены I и III типов.
Капсула клубочка образована двумя листками капсулы (париетальным и висцеральным, разделенными щелевидной полостью капсулы (см. рис. 247).
Париетальный листок представлен однослойным плоским эпителием, который переходит в вис-
церальный листок в области сосудистого полюса тельца и в эпителий проксимального отдела - в области мочевого полюса.
Висцеральный листок, охватывающий капилляры клубочка, образован крупными отростчатыми эпителиальными клетками - подоцитами (см. рис. 247-249). От их тела, содержащего хорошо развитые органеллы и выступающего в полость капсулы, отходят длинные и широкие первичные отростки (цитотрабекулы), разветвляющиеся на вторичные, которые могут давать третичные. Все отростки образуют многочисленные выросты (цитоподии), которые интердигитируют друг с другом на поверхности капилляров, пространства между ними (фильтрационные щели) закрыты тонкими щелевыми диафрагмами с поперечной исчерченностью (по виду сходной с «застежкой-молнией») и уплотненным продольным филаментом в центре (см. рис. 248 и 249).
Базальная мембрана - очень толстая, общая для эндотелия капилляров и подоцитов, возникает в результате слияния базальных мембран эндотелиальных клеток и подоцитов. Она образована тремя пластинками (слоями): наружной и внутренней прозрачными (разреженными) и центральной плотной (см. рис. 248 и 249).
Фильтрационный барьер в клубочке представляет собой совокупность структур, через которые происходит фильтрация крови с образованием первичной мочи. Проницаемость фильтрационного барьера для конкретного вещества определяется его массой, зарядом и конфигурацией его молекул. В состав барьера входят (см. рис. 248 и 249): (1) цитоплазма фенестрированных эндотелиоцитов капилляров клубочка; (2) трехслойная базальная мембрана; (3) щелевые диафрагмы, закрывающие фильтрационные щели (между цитоподиями подоцита).
Почечный каналец включает проксимальный каналец, тонкий каналец петли нефрона, дистальный каналец.
Проксимальный каналец обеспечивает облигатную реабсорбцию в вокругканальцевые капилляры большей части (80-85%) объема первичной мочи с обратным всасыванием воды и полезных веществ и накоплением в моче конечных продуктов обмена. Осуществляет также секрецию в мочу некоторых веществ. Проксимальный каналец включает проксимальный извитой каналец (располагается в коре, имеет наибольшую длину и чаще всего выявляется на срезах коры) и проксимальный прямой каналец (нисходящую толстую часть петли); он начинается от мочевого полюса капсулы клубочка и резко переходит в тонкий сегмент петли нефрона (см. рис. 245 и 247). Имеет вид толстой трубочки, образованной однослойным кубическим эпителием. Цитоплазма
клеток - вакуолизирована, зернистая, окрашивается оксифильно и содержит хорошо развитые органеллы и многочисленные пиноцитозные пузырьки, транспортирующие макромолекулы. На апикальной поверхности эпителиальных клеток - щеточная каемка, увеличивающих площадь ее поверхности в 20-30 раз. Она состоит из несколько тысяч длинных (3-6 мкм) микроворсинок. В базальной части клеток цитоплазма образует переплетающиеся отростки (базальный лабиринт), внутри которых перпендикулярно базальной мембране располагаются удлиненные митохондрии, что создает на светооптическом уровне картину «базальной исчерченности» (см. рис. 3, 246, 250).
Тонкий каналец петли нефрона вместе с толстым (дистальным прямым канальцем) обеспечивает концентрацию мочи. Он представляет собой узкую U-образную трубочку, состоящую из тонкого нисходящего сегмента (в нефронах с короткой петлей - корковых), а также (в нефронах с длинной петлей - юкстамедуллярньх) - тонкого восходящего сегмента (см. рис. 245). Тонкий каналец образован плоскими эпителиальными клетками (чуть толще эндотелия расположенных рядом капилляров) со слабо развитыми органеллами и небольшим количеством коротких микроворсинок. Ядросодержащая часть клетки выступает в просвет (см. рис. 246 и 251).
Дистальный каналец участвует в избирательной реабсорбции веществ, осуществляет транспорт электролитов из просвета. Он включает дистальный прямой каналец (восходящую толстую часть петли), дистальный извитой каналец и связующий каналец (см. рис. 245). Дистальный каналец короче и тоньше проксимального и имеет более широкий просвет; он выстлан однослойным кубическим эпителием, клетки которого имеют светлую цитоплазму, развитые интердигитации на латеральной поверхности и базальный лабиринт (см. рис. 3, 246 и 250). Щеточная каемка отсутствует; пиноцитозные пузырьки и лизосомы немногочисленны. Дистальный прямой каналец возвращается к почечному тельцу того же нефрона и в области его сосудистого полюса видоизменяется, образуя плотное пятно - часть юкстагломерулярного комплекса (см. ниже).
Собирательные протоки (см. рис. 244-246, 250 и 251) не входят в состав нефрона, но тесно связаны с ним функционально. Они участвуют в поддержании водно-электролитного равновесия в организме, изменяя свою проницаемость для воды и ионов под влиянием альдостерона и антидиуретического гормона. Они располагаются в корковом веществе (корковые собирательные протоки) и мозговом веществе (мозговые собирательные протоки), образуя разветвленную систему. Выстланы кубическим эпи-
телием в коре и поверхностных отделах мозгового вещества и столбчатым - в его глубоких отделах (см. рис. 33, 244, 246, 250 и 251). Эпителий содержит два типа клеток: (1) главные клетки (светлые) - численно преобладают, характеризуются слабо развитыми органеллами и выпуклой апикальной поверхностью с длинной единичной ресничкой; (2) вставочные клетки (темные) - с плотной гиалоплазмой, большим количеством митохондрий, множественными микроскладками на апикальной поверхности. Самые крупные из мозговых собирательных протоков (диаметр - 200-300 мкм), известные как сосочковые протоки (Беллини), открываются сосочковыми отверстиями на почечном сосочке в решетчатой зоне. Они образованы высокими столбчатыми клетками с выпуклыми апикальными полюсами.
Типы нефронов выделяют на основании особенностей их топографии, строения, функции и кровоснабжения (см. рис. 245):
1)корковые (с короткой петлей) составляют 80- 85 % нефронов; их почечные тельца располагаются в корковом веществе, а относительно короткие петли (не содержащие тонкого восходящего сегмента) не проникают в мозговое вещество или заканчиваются в его наружном слое.
2)юкстамедуллярные (с длинной петлей) составляют 15-20 % нефронов; их почечные тельца лежат вблизи кортико-медуллярной границы и крупнее, чем в корковых нефронах. Петля - длинная (преимущественно за счет тонкой части с длинным восходящим сегментом), глубоко проникает в мозговое вещество (до вершины пирамид), обеспечивая создание гипертонический среды в его интерстиции, необходимой для концентрирования мочи.
Интерстиций - соединительнотканный компонент почки, окружающий в виде тонких прослоек нефроны, собирательные протоки, кровеносные, лимфатические сосуды и нервные волокна. Он выполняет опорную функцию, является областью взаимодействия канальцев нефрона и сосудов, участвует в выработке биологически активных веществ. Более развит в мозговом веществе (см. рис. 251), где его объем в несколько раз больше, чем в корковом веществе. Образован клетками и межклеточным веществом, в котором находятся коллагеновые волокна и фибриллы, а также основное вещество, содержащее протеогликаны и гликопротеины. К клеткам интерстиция относятся: фибробласты, гистиоциты, дендритные клетки, лимфоциты, а в мозговом веществе - особые интерстициальные клетки нескольких типов, в том числе содержащие липидные капли веретеновидные клетки, которые вырабатывают вазоактивные факторы (простагландины, брадикинин). По некоторым данным, перитубулярные интерстициальные клетки выра-
батывают эритропоэтин - гормон, стимулирующий эритропоэз.
Юкстагломерулярный комплекс - сложное структурное образование, регулирующее кровяное давление посредством ренин-ангиотензиновой системы. Находится у сосудистого полюса клубочка и включает три элемента (см. рис. 247):
Плотное пятно - участок дистального канальца, располагающийся в промежутке между приносящей и выносящей клубочковыми артериолами у сосудистого полюса почечного тельца. Состоит из специализированных высоких узких эпителиальных клеток, ядра которых лежат плотнее, чем в других частях канальца. Базальные отростки этих клеток проникают через прерывистую базальную мембрану, контактируя с юкстагломерулярными миоцитами. Клетки плотного пятна обладают осморецепторной функцией; синтезируют и выделяет оксид азота, регулируя сосудистый тонус приносящей и/или выносящей клубочковой артериолы, тем самым влияя на функцию почек.
Юкстагломерулярные миоциты (юкстагломерулоциты) - видоизмененные гладкие миоциты средней оболочки приносящей (в меньшей степени - выносящей) клубочковой артериолы у сосудистого полюса клубочка. Обладают барорецепторными свойствами и при падении давления выделяют синтезированный ими и содержащийся в крупных плотных гранулах ренин. Ренин - фермент, который отщепляет ангиотензин I от белка плазмы крови ангиотензиногена. Другой фермент (в легких) превращает ангиотензин I в ангиотензин II, который повышает давление, вызывая сужение артериол и стимулируя секрецию альдостерона клубочковой зоной коры надпочечника.
Экстрагломерулярный мезангий - скопление клеток (клеток Гурмагтига) в пространстве треугольной формы между артериолами клубочка и плотным пятном, которое переходит в мезангий клубочка. Органеллы клеток развиты слабо, а многочисленные отростки образуют сеть, контактирующую с клетками плотного пятна и юкстагломерулярными миоцитами, посредством которой, как предполагается, они передают сигналы с первых на вторые.
Кровоснабжение почек очень интенсивно, что необходимо для осуществления их функций. В воротах органа почечная артерия делится на междолевые, идущие в почечных столбах (см. рис. 245). На уровне основания пирамид от них ответвляются дуговые артерии (идут вдоль кортико-медуллярной границы), от которых радиально в корковое вещество отходят междольковые артерии. Последние проходят между соседними мозговыми лучами и дают начало приносящим клубочковым артериолам,
распадающимся на клубочковую капиллярную сеть (первичную). Кровь из сосудистого клубочка собирают выносящие артериолы; в корковых нефронах они сразу разветвляются на обширную сеть вторичных вокругканальцевых (перитубулярных) фенестрированных капилляров, а в юкстамедуллярных нефронах дают длинные тонкие прямые артериолы, идущие в мозговое вещество и сосочки, где они образуют сеть перитубулярных фенестрированных капилляров, а затем, изогнувшись в виде петли, возвращаются к кортико-медуллярной границе в виде прямых венул (с фенестрированным эндотелием).
Перитубулярные капилляры субкапсулярной области собираются в венулы, которые несут кровь в междольковые вены. Последние вливаются в дуговые вены, соединяющиеся с междолевыми венами, которые образуют почечную вену.
Мочевыводящие пути
Мочевыводящие пути частично находятся в самих почках (почечные чашечки, малые и большие, лоханка), однако преимущественно располагаются за ее пределами (мочеточники, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал). Стенки всех этих отделов мочевыводящих путей (за исключением последнего) построены сходным образом - в состав их стенки входят три оболочки (рис. 252 и 253): 1) слизистая (с подслизистой основой), 2) мышечная, 3) адвентициальная (в мочевом пузыре частично - серозная).
Слизистая оболочка образована эпителием и собственной пластинкой.
Эпителий - переходный (уротелий) - см. рис. 40, его толщина и число слоев нарастают от чашечек к мочевому пузырю и уменьшаются при растяжении органов. Обладает непроницаемостью по отношению к воде и солям и способностью изменять свою форму. Его поверхностные клетки - крупные, с полиплоидными ядрами (или дву-
ядерные), изменяющейся формой (округлой в нерастянутом состоянии и плоской - в растянутом), инвагинациями плазмолеммы и веретеновидными пузырьками в апикальной цитоплазме (резервами плазмолеммы, встраивающимися в нее при растяжении), большим числом микрофиламентов. Эпителий мочевого пузыря в области внутреннего отверстия уретры (треугольника мочевого пузыря) образует небольшие инвагинации в соединительную ткань - слизистые железы.
Собственная пластинка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью; она очень тонкая в чашечках и лоханке, более выраженная в мочеточнике и мочевом пузыре.
Подслизистая основа отсутствует в чашечках и лоханке; не имеет резкой границы с собственной пластинкой (отчего ее существование признается не всеми), однако (особенно в мочевом пузыре) она образована более рыхлой тканью с повышенным содержанием эластических волокон по сравнению с собственной пластинкой, что способствует образованию складок слизистой оболочки. Может содержать отдельные лимфоидные узелки.
Мышечная оболочка содержит два или три нерезко разграниченных слоя, образованных пучками гладких мышечных клеток, окруженными выраженными прослойками соединительной ткани. Она начинается в малых чашечках в виде двух тонких слоев - внутреннего продольного и наружного циркулярного. В лоханке и верхней части мочеточника имеются эти же слои, однако их толщина возрастает. В нижней трети мочеточника и в мочевом пузыре к описанным двум слоям добавляется наружный продольный слой. В мочевом пузыре внутреннее отверстие уретры окружено циркулярным мышечным слоем (внутренний сфинктер мочевого пузыря).
Адвентициальная оболочка - наружная, образована волокнистой соединительной тканью; на верхней поверхности мочевого пузыря замещается серозной оболочкой.
ОРГАНЫ ВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Рис. 244. Почка (общий вид)
1 - фиброзная капсула; 2 - корковое вещество: 2.1 - почечное тельце, 2.2 - проксимальный каналец, 2.3 - дистальный каналец; 3 - мозговой луч; 4 - корковая долька; 5 - междольковые сосуды; 6 - субкапсулярная вена; 7 - мозговое вещество: 7.1 - собирательный проток, 7.2 - тонкий каналец петли нефрона; 8 - дуговые сосуды: 8.1 - дуговая артерия, 8.2 - дуговая вена
Рис. 245. Схема строения нефронов, собирательных протоков и кровообращения в почке
I - юкстамедуллярный нефрон; II - корковый нефрон
1 - фиброзная капсула; 2 - корковое вещество; 3 - мозговое вещество: 3.1 - наружное мозговое вещество, 3.1.1 - наружная полоска, 3.1.2 - внутренняя полоска, 3.2 - внутреннее мозговое вещество; 4 - почечное тельце; 5 - проксимальный каналец; 6 - тонкий каналец петли нефрона; 7 - дистальный каналец; 8 - собирательный проток; 9 - междолевые артерия и вена; 10 - дуговые артерия и вена; 11 - междольковые артерия и вена; 12 - приносящая клубочковая артериола; 13 - (первичная) клубочковая капиллярная сеть; 14 - выносящая клубочковая артериола; 15 - перитубулярная (вторичная) капиллярная сеть; 16 - прямая артериола; 17 - прямая венула
Ультраструктурная организация эпителиальных клеток различных отделов нефрона и собирательного протока, отмеченных буквами А, Б, В, Г, показана на рис. 246
Рис. 246. Ультраструктурная организация эпителиальных клеток различных отделов нефрона и собирательного протока
Рисунок с ЭМФ
А - кубический микроворсинчатый (каемчатый) эпителиоцит из проксимального канальца: 1 - микроворсинчатая (щеточная) каемка, 2 - базальный лабиринт; Б - кубический эпителиоцит из дистального канальца: 1 - базальный лабиринт; В - плоский эпителиоцит из тонкого канальца петли нефрона; Г - главный эпителиоцит из собирательного протока
Расположение клеток в соответствующих отделах нефрона и собирательного протока показано стрелками на рис. 245
Рис. 247. Почечное тельце и юкстагломерулярный аппарат
Окраска: ШИК-реакция и гематоксилин
1 - сосудистый полюс почечного тельца; 2 - канальцевый (мочевой) полюс почечного тельца; 3 - приносящая артериола: 3.1 - юкстагломерулярные клетки; 4 - выносящая артериола; 5 - капилляры сосудистого клубочка; 6 - наружный (париетальный) листок капсулы клубочка (Шумлянского-Боумена); 7 - внутренний (висцеральный) листок капсулы, образованный подоцитами; 8 - полость капсулы клубочка; 9 - мезангий; 10 - клетки экстрагломерулярного мезангия; 11 - дистальный каналец нефрона: 11.1 - плотное пятно; 12 - проксимальный каналец
Рис. 248. Ультраструктура фильтрационного барьера в почечном клубочке
Рисунок с ЭМФ
1 - отростки подоцита: 1.1 - цитотрабекула, 1.2 - цитоподии; 2 - фильтрационные щели; 3 - базальная мембрана (трехслойная); 4 - фенестрированная эндотелиальная клетка: 4.1 - поры в цитоплазме эндотелиальной клетки; 5 - просвет капилляра; 6 - эритроцит; 7 - фильтрационный барьер
Рис. 249. Ультраструктура фильтрационного барьера в почечном клубочке
А - рисунок с ЭМФ; Б - участок барьера в трехмерной реконструкции
1 - подоцит: 1.1 - цитотрабекула, 1.2 - цитоподии; 2 - фильтрационные щели: 2.1 - щелевые диафрагмы; 3 - базальная мембрана (трехслойная); 4 - фенестрированная эндотелиальная клетка: 4.1 - поры в цитоплазме эндотелиальной клетки; 5 - просвет капилляра клубочка; 6 - эритроцит; 7 - фильтрационный барьер
Синяя стрелка указывает направление транспорта веществ из крови в первичную мочу при ультрафильтрации
Рис. 250. Почка. Участок коркового вещества
Окраска: ШИК-реакция и гематоксилин
1 - почечное тельце: 1.1 - сосудистый клубочек, 1.2 - капсула клубочка, 1.2.1 - наружный листок, 1.2.2 - внутренний листок, 1.3 - полость капсулы; 2 - проксимальный каналец нефрона: 2.1 - кубические эпителиоциты, 2.1.1 - базальная исчерченность, 2.1.2 - микроворсинчатая (щеточная) каемка; 3 - дистальный каналец: 3.1 - базальная исчерченность, 3.2 - плотное пятно; 4 - собирательный проток
Рис. 251. Почка. Участок мозгового вещества
Окраска: ШИК-реакция и гематоксилин
1 - собирательный проток; 2 - тонкий каналец петли нефрона; 3 - дистальный каналец (прямая часть); 4 - соединительная ткань интерстиция; 5 - кровеносный сосуд
Рис. 252. Мочеточник
Окраска: гематоксилин-эозин
1 - слизистая оболочка: 1.1 - переходный эпителий, 1.2 - собственная пластинка; 2 - мышечная оболочка: 2.1 - внутренний продольный слой, 2.2 - наружный циркулярный слой; 3 - адвентициальная оболочка
Рис. 253. Мочевой пузырь (дно)
Окраска: гематоксилин-эозин
1 - слизистая оболочка: 1.1 - переходный эпителий, 1.2 - собственная пластинка; 2 - подслизистая основа; 3 - мышечная оболочка: 3.1 - внутренний продольный слой, 3.2 - средний циркулярный слой, 3.3 - наружный продольный слой, 3.4 - соединительнотканные прослойки; 4 - серозная оболочка
1. Каково строение органов выделительной системы?
Органы мочевыделительной системы: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.
Почки — парные органы бобовидной формы, распола-гаются в поясничной области позвоночника. Поверхность почки покрыта соединительно-тканной капсулой. Под кап-сулой находятся корковое и мозговое вещество, которые проникают друг в друга. Вершины 2—3 пирамид мозгового слоя образуют сосочек, выступающий в малые почечные чашечки, из которых образуются 2—3 большие почечные чашки, из них почечная лоханка, в которую стекает моча. От почечных лоханок правой и левой почек отходят мочеточ-ники, впадающие в мочевой пузырь, из которого моча выво-дится наружу через мочеиспускательный канал.
Почки выполняют ряд функций. Они являются биоло-гическим фильтром, благодаря выделению продуктов об-мена происходит поддержание постоянства химического состава и свойств внутренних жидкостей организма (го-меостаз).
Мочеточник — трубочка с толстыми мышечными стен-ками.
Мочевой пузырь — полый мышечный орган, лежит в области таза. Имеет довольно толстую стенку, которая при наполнении пузыря сильно растягивается и утончается, ёмкость мочевого пузыря до 500 мл.
2. В чем заключается значение выделительных процессов дли организма?
Значение процессов выделения заключается в удалении из организма соединений, не нужных организму, которые образуются в результате обмена веществ. За счет удаления продуктов обмена происходит поддержание постоянства состава внутренней среды организма.
В основном продукты обмена веществ удаляются через органы выделительной системы: почки (где образуется моча), мочеточники, мочевой пузырь. Часть веществ удаляется через легкие, кожу, частично через кишечник.
3. Каково микроскопическое строение почек?
Структурной единицей почки является нефрон. В каж-дой почке около 1 млн нефронов. Он состоит из капсулы, в углублении которой располагается клубок капилляров и почечного канальца.
Капсула расположена в корковом слое, ее стенка образована однослойным эпителием. От капсулы отходит изви-той каналец 1-го порядка, при этом полость капсулы переходит в просвет канальца. Он опускается в мозговой слой, там образует петлю Генле, затем возвращается в корковый слой, образуя извитой каналец 2-го порядка, который впа-- дает в собирательную трубочку нефрона. Собирательные трубочки сливаются, образуя более крупные выводные протоки. Они проходят через мозговое вещество и откры-ваются на верхушках пирамид.
Внутри почечной капсулы в своеобразном бокале лежит капиллярный клубочек. Он образован разветвлением ка-пилляров почечной артерии. Кровь поступает в капилляр-ный клубочек по приносящим артериям, а вытекает по вы-носящим артериям. При этом диаметр приносящей артерии больше, чем выносящей. Выйдя из клубочка, сосуд снова разветвляется, образуя капилляры, которые оплета-ют канальцы того же нефрона. Канальцы получают кровь и непосредственно от приносящей артериолы, дающей боко-вую веточку. Из капилляров канальцев кровь собирается в венозное сплетение и затем снова поступает в почечную вену. То есть кровь, прошедшая через капиллярный клубочек, затем проходит через капилляры почечного канальца и лишь после этого поступает в вены.
4. Как происходит образование мочи?
Образование мочи происходит в 2 этапа: 1-й этап — образование первичной мочи, 2-й этап — образование вторичной мочи.
Образование первичной мочи. В капиллярах клубочка происходит фильтрация жидкости из крови. Фильтрации способствует относительно высокое гидростатическое давление крови, протекающей в капиллярах клубочка. В капиллярах клубочков кровь течет под более высоким давлением, чем в других органах. Созданию высокого давления в капиллярных клубочках способствует разница в диаметре сосудов, приносящих и уносящих кровь. Жидкость, образовавшаяся и путем фильтрации и попавшая в капсулу, носит название первичной мочи. За сутки образуется 150—170 л первичной мочи. Это профильтрованная плазма крови, в которой нет клеток крови и крупных молекул белков. Содержание дру-гих веществ соответствует содержанию их в плазме крови. Материал с сайта
Образование вторичной мочи. Из почечной капсулы моча поступает в почечный каналец. Там происходит ка-нальцевая реабсорбция. Тонкие стенки канальца всасыва-ют воду и некоторые растворенные вещества (сахар — пол-ностью, другие — частично, мочевина — не всасывается совсем). Обратное всасывание осуществляется за счет пас-сивной и активной диффузии. В связи с избирательной всасываемостью во вторичной моче остаются лишь те ве-щества, которые не нужны организму. Например, концен-трация мочевины во вторичной моче возрастает более чем в 60 раз. Необходимые вещества возвращаются в кровь че-рез сеть капилляров, оплетающих почечный каналец. В по-чечном канальце происходит выделение в его просвет не-которых веществ. Например, клетки эпителия выделяют в мочу аммиак, некоторые красители, лекарственные препа-раты типа пенициллина.
В сутки образуется 1,2-1,5 л вторичной мочи. Обра-зующаяся моча стекает в почечную лоханку, из нее по мо-четочнику в мочевой пузырь. Растяжение стенок мочевого пузыря (при увеличении его объема до 200-300 мл) приво-дит к рефлекторному мочеиспусканию.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском
На этой странице материал по темам:
- строение мочи
- тесты выделительная система человека тесты
- прохождение воды через выделительную систему
- строение и значение выделительной системы человека
- почки строение значение кратко
Так как с ним напрямую связано здоровье организма.
Для начала следует напомнить, что все поступающие в наш организм вещества перерабатываются: полезные усваиваются клетками, а ненужные и вредные удаляются. Этот процесс называют обменом веществ.
Основная функция выделительной системы человека заключается в том, чтобы очищать организм от продуктов распада.
Выделительная система человека
Выделительная система – это совокупность органов, выводящих из организма избыток воды, продукты обмена веществ, соли, а также ядовитые соединения, попавшие в организм извне или образовавшиеся непосредственно в нём.
Органы выделительной системы
Углекислый газ удаляется из организма человека благодаря . Значительная часть «отходов» выводится с остатками пищи. Некоторые вещества выделяются через кожу вместе с потом.
Главный орган выделительной системы
Основным органом выделительной системы являются почки. Именно поэтому состояние их здоровья так важно для человека.
Строение почки
Почки – парный орган. Они расположены в поясничной области ближе к спине и по форме напоминают бобы. Размер одной почки – приблизительно с кулак взрослого человека.
Строение выделительной системы
Кроме этого, к мочевыделительной системе относятся мочевой пузырь, мочеточники и мочеиспускательный канал.
Через почечную артерию попадает в почку, где очищается от продуктов распада с помощью фильтрующей системы – нефронов.
Нефронов насчитывается до 2 млн. В каждом нефроне находится система крошечных трубочек, общая длина которых достигает 50 км!
Нефрон состоит из фильтрующего клубочка и канальцев. Стенки капилляров фильтрующих клубочков напоминают очень частое решето. Диаметр приносящего сосуда больше, чем выносящего.
Благодаря этому создается давление и тем самым фильтруется кровь: крупные молекулы и форменные элементы (эритроциты, тромбоциты, лейкоциты) остаются в кровяном русле.
Выделенную из крови жидкость, образовавшуюся в почках после такой фильтрации, называют первичной мочой. Затем из нее удаляются питательные вещества, и получается вторичная моча, которая по мочеточникам попадает из почечной лоханки в мочевой пузырь, после чего выводится из организма человека по мочеиспускательному каналу.
Функции выделительной системы
С мочой из организма выводятся конечные продукты обмена веществ (шлаки), избыток воды и солей, а также ядовитые элементы.
Человек контролирует процесс мочеиспускания с помощью круговых мочевого пузыря – сфинктеров. Механизм их действия напоминает кран.
Активное участие в выделительной системе принимает кожа. Через потовые железы, которых насчитывают в коже человека около 2,5 млн., вместе с потом выделяются и шлаки.
Это не только излишки воды, но и 5-7 % всей мочевины, различные кислоты, соли, натрий, калий, кальций, органика и микроэлементы.
Если у человека начинают плохо работать почки, количество выделяемых через кожу веществ увеличивается. Это сигнал организма о заболевании.
Почки не могут нормально функционировать без достаточного количества воды. Поэтому рекомендуется выпивать не меньше 2 литров чистой воды в день.
Мочевой пузырь представляет собой мышечный мешок. Когда он пуст, его стенки толстые. По мере его наполнения стенки становятся тоньше, а сам орган увеличивается в размерах. В это же время в подается сигнал, что мочевой пузырь пора опорожнить.
Наши почки фильтруют всю кровь в организме примерно каждые 50 минут. За сутки они производят до 1,5 литров мочи, а за 80 лет жизни – больше 40 тысяч литров мочи.
Если вам понравилась статья про выделительную систему человека – поделитесь ею в социальных сетях. Если же вам вообще нравятся – подписывайтесь на сайт I nteresnye F akty.org . С нами всегда интересно!