Органы выделения. Схема органов выделения. Строение и функции органов выделения человека
Конечные продукты обмена выделяются из организма человека легкими (углекислый газ, летучие соединения, пары воды), кожей, кишечником (непереваренные останки пищи) и, в основном, через мочевыделительную систему . Выделительные процессы являются непременной частью обмена веществ. Они направлены на поддержание постоянства организма. Органы мочевыделительной системы – почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.
Основной орган мочевыделительной системы – почки. Это небольшие парные органы бобовидной формы массой 150 г., расположенные у позвоночника в поясничной области брюшной полости. Почка покрыта оболочками. На продольном разрезе у нее хорошо различимы два слоя: наружный – корковый и внутренний – мозговой. Мозговой слой слагается из отдельных участков – пирамид, разделенных столбиками коркового вещества. Основаниями пирамиды обращены к корковому слою, а верхушками к центру почки, где расположена почечная лоханка. Ее узкий конец продолжается в мочеточник, открывающийся в мочевой пузырь, который представляет собой мышечный мешковидный орган, стенки которого могут растягиваться и утончаться. Выход из мочевого пузыря в мочеиспускательный канал закрыт двумя сильными мышечными утолщениями, которые открываются в момент мочеиспускания. У человека через почки протекает в 1 мин. 1000–1200 мл. крови. Это почти четверть объема крови, выбрасываемой за тоже время сердцем. Снабжение почек кровью отличается от снабжения кровью других органов тела тем, что поступающая в почки кровь последовательно проходит две расположенные одна за другой сети капилляров: капиллярных клубочков и капилляров, оплетающих почечные канальцы. Такое обильное кровоснабжение и особое устройство капиллярной сети почек позволяют организму быстро избавляться от ненужных продуктов распада и приносимых с кровью веществ.
Моча образуется из плазмы крови. Однако состав мочи существенно отличается от состава плазмы крови. Значит, почки вырабатывают мочу, изменяя протекающую через них кровь. Этот процесс происходит в два этапа. Вначале образуется первичная моча, а затем – вторичная, или конечная моча.
В корковом слое почки находятся около 1 млн. почечных капсул, похожих на рюмочки, стенки которых образованы однослойным эпителием. В «рюмочке» – капсуле находится капиллярный почечный клубочек, который выходит из нее в виде выносящей . После фильтрации в капсуле образуется первичная моча – эта плазма без белков и клеток крови. Извитые канальцы густо оплетены сетью капилляров выносящей артерии. В этом канальце начинается обратное всасывание воды и нужных организму веществ (сахаров, белков) в капилляры. Оставшаяся жидкость, содержащая лишние соли, мочевую кислоту, мочевину и другие вредные продукты распада, а также аммиак – это вторичная моча, которая через мочеиспускательный канал рефлекторно удаляется из мочевого пузыря.
Функции почек:
Почки – биологические фильтры. Через почки из крови фильтруются и удаляются из организма лишняя вода, минеральные соли, продукты обмена, яды, лекарства.
Поддерживают гомеостаз – почки синтезируют биологически активные вещества, выделяют гормоны.
Работа почек регулируется вегетативной, нервной и гуморальной системами за счет увеличения и уменьшения кровотока через почки, что достигается уменьшением или увеличением просвета сосудов. Центр рефлекса мочеиспускания располагается в спинном мозге. Он находится под контролем высшего отдела центральной нервной системы – коры больших полушарий мозга. Поэтому человек способен сознательно задерживать мочеиспускание.
Почки являются жизненно важными органами нашего тела. Нарушение или прекращение их функции неминуемо ведет к отравлению организма теми веществами, которые обычно выводятся с мочой.
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
- мочево
Выделение
Эволюция выделительной системы
В процессе эволюции продукты выделения и механизмы их выведения из организма сильно изменялись. С усложнением организации и переходом в новые среды обитания наряду с кожей и почками появлялись и другие органы выделения или выделительную функцию начинали вторично выполнять уже имеющиеся органы. Выделительные процессы у животных связаны с активизацией их обмена веществ, а также гораздо более сложными процессами жизнедеятельности.
Простейшие освобождаются путём диффузии их через мембрану. Для удаления излишка воды простейшие имеют сократительные вакуоли. Губки и кишечнополостные — продукты обмена удаляют тоже путём диффузии. Первые выделительные органы самого простого строения появляются у плоских червей и немертин. Они носят название протонефридиев, или пламенные клетки. У кольчатых червей в каждом сегменте тела имеется по паре специализированных выделительных органов — метанефридиев. Органами выделения ракообразных являются зелёные железы, расположенные у основания антенн. Моча накапливается в мочевом пузыре, а затем изливается наружу. У насекомых имеются мальпигиевы трубочки, открывающиеся в пищеварительный тракт. Выделительная система у всех позвоночных в основных чертах одинакова: она состоит из почечных телец — нефронов, с помощью которых из крови удаляются продукты метаболизма. У птиц и млекопитающих в процессе эволюции выработалась почка третьего типа — метанефрос, канальцы которой имеют два сильно извитых участка (как у человека) и длинную петлю Генле. В длинных участках почечного канальца происходит обратное всасывание воды, что позволяет животным успешно приспособиться к жизни на суше и экономно расходовать воду.
Таким образом, в различных группах живых организмов можно наблюдать различные органы выделения, адаптирующие данные организмы к выбранной ими среде обитания. Различное строение органов выделения ведёт к появлению различий в количестве и виде выделяемых продуктов обмена веществ. Наиболее общими продуктами выделения для всех организмов являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Далеко не все продукты обмена выводятся из организма. Многие из них являются полезными и входят в состав клеток этого организма.
Пути выделения продуктов обмена веществ
В результате обмена веществ образуются более простые конечные продукты: вода, углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др. они, а также избыток минеральных солей удаляются из организма. Углекислый газ и некоторое количество воды в виде пара выводится через лёгкие. Основное количество воды (около 2 литров) с растворёнными в ней мочевиной, хлористым натрием и другими неорганическими солями выводится через почки и в меньшем количестве через потовые железы кожи. Функцию выделения до некоторой степени выполняет и печень. Соли тяжёлых металлов (меди, свинца), которые случайно попали с пищей в кишечник и являются сильными ядами, а также продукты гниения всасываются из кишечника в кровь и поступают в печень. Здесь они обезвреживаются — соединяются с органическими веществами, теряя при этом токсичность и способность всасываться в кровь, — и с желчью выводятся через кишечник, лёгких и кожи из организма удаляются конечные продукты диссимиляции, вредные вещества, избыток воды и неорганических веществ и поддерживается постоянство внутренней среды.
Органы выделения
Образующиеся в процессе обмена вещества вредные продукты распада (аммиак, мочевая кислота, мочевина и др.) должны быть удалены из организма. Это необходимое условие жизнедеятельности, поскольку накопление их вызывает самоотравление организма и гибель. В выведении ненужных организму веществ участвуют многие органы. Все нерастворимые в воде и, следовательно, не всасывающиеся в кишечнике вещества выводятся с калом. Углекислый газ, вода (частично), удаляются через лёгкие, а вода, соли, некоторые органические соединения — с потом через кожу. Однако большая часть продуктов распада выделяется в составе мочи через мочевыделительную систему. У высших позвоночных животных и у человека выделительная система состоит из двух почек с их выводными протоками — мочеточниками, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, по которому моча выводится наружу при сокращении мускулатуры стенок мочевого пузыря.
Почки — главный орган выделения, так как в них происходит процесс образования мочи.
Строение и работа почек
Почки — парный орган бобовидной формы — расположены на внутренней поверхности задней стенки брюшной полости на уровне поясницы. К почкам подходят почечные артерии и нервы, а отходят от них мочеточники и вены. Вещество почки состоит из двух слоёв: наружный (корковый) более тёмный, и внутренний (мозговой) светлый.
Мозговое вещество представлено многочисленными извитыми канальцами, идущими от капсул нефронов и возвращающимися в кору почек. Светлый внутренний слой состоит из собирательных трубок, образующих пирамидки, обращённые вершинами внутрь и заканчивающиеся отверстиями. По извитым почечным канальцами, густо оплетёнными капиллярами, из капсулы проходит первичная моча. Из первичной мочи в капилляры возвращается (реабсорбируется) часть воды, глюкоза. Оставшаяся более концентрированная вторичная моча поступает в пирамидки.
Почечная лоханка имеет форму воронки, широкой стороной обращённой к пирамидкам, узкой — к воротам почки. К ней примыкают две большие чаши. По трубочкам пирамидок, через сосочки, вторичная моча просачивается сначала в малые чашечки (их 8-9 штук), затем в две большие чашечки, а из них в почечную лоханку, где собирается и проводится в мочеточник.
Ворота почки — вогнутая сторона почки, от которой отходит мочеточник. Здесь же в почку входит почечная артерия и отсюда же выходит почечная вена. По мочеточнику вторичная моча постоянно стекает в мочевой пузырь. По почечной артерии непрерывно приносится кровь, подлежащая очистке от конечных продуктов жизнедеятельности. После прохождения через сосудистую систему почки кровь из артериальной становится венозной и выносится в почечную вену.
Мочеточники. Парные трубки 30–35 см длиной, состоят из гладкой мускулатуры, выстланы эпителием, снаружи покрыты соединительной тканью. Соединяют почечную лоханку с мочевым пузырём.
Мочевой пузырь. Мешок, стенки которого состоят из гладкой мускулатуры, выстланной переходным эпителием. У мочевого пузыря выделяют верхушку, тело и дно. В области дна к нему под острым углом подходят мочеточники. От дна же — шейки — начинается мочеиспускательный канал. Стенка мочевого пузыря состоит из трёх слоёв: слизистой оболочки, мышечного слоя и соединительнотканной оболочки. Слизистая оболочка выстлана переходным эпителием, способным собираться в складки и растягиваться. В области шейки мочевого пузыря имеется сфинктер (мышечный сжиматель). Функция мочевого пузыря заключается в накапливании мочи и при сокращении стенок выделять мочу наружу через (3 — 3,5 часа).
Мочеиспускательный канал. Трубка, стенки которой состоят из гладкой мускулатуры, выстланной эпителием (многорядным и цилиндрическим). У выходного отверстия канала имеется сфинктер. Выводит мочу во внешнюю среду.
Каждая почка состоит из огромного количества (около миллиона) сложных образований — нефронов. Нефрон — функциональная единица почки. Капсулы расположены в корковом слое почки, тогда как канальцы — преимущественно в мозговом. Капсула нефрона напоминает шар, верхняя часть которого вдавлена в нижнюю, так что между его стенками образуется щель — полость капсулы.
От неё отходит тоненькая и длинная извитая трубочка — каналец. Стенки канальца, как и каждая из двух стенок капсулы, образованы одним слоем эпителиальных клеток.
Почечная артерия, войдя в почку, делится на большое количество веточек. Тонкий сосуд, называющийся переносящей артерией, заходит во вдавленную часть капсулы, образуя там клубочек капилляров. Капилляры собираются в сосуд, который выходит из капсулы, — выносящую артерию. Последняя подходит к извилистому канальцу и снова распадается на капилляры, оплетающие его. Эти капилляры собираются в вены, которые, сливаясь, образуют почечную вену и выносят кровь из почки.
Нефроны
Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, который состоит из капсулы клубочка, имеющей форму двустенного бокала, и канальцев. Капсула охватывает клубочковую капиллярную сеть, в результате формируется почечное (мальпигиево) тельце.
Капсула клубочка продолжается в проксимальный извитый каналец. За ним следует петля нефрона, состоящая из нисходящей и восходящей частей. Петля нефрона переходит в дистальный извитый каналец, впадающий в собирательную трубочку. Собирательные трубочки продолжаются в сосочковые протоки. На всём протяжении канальцы нефрона окружены прилегающими к ним кровеносными капиллярами.
Образование мочи
Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. В основе мочеобразования лежат два процесса — фильтрация и реабсорбция.
Фильтрация происходит в капсулах. Диаметр приносящей артерии больше, чем выносящей, поэтому давление крови в капиллярах клубочка достаточно высокое (70–80 мм рт.ст.). благодаря такому высокому давлению плазма крови вместе с растворёнными в ней неорганическими и органическими веществами проталкивается сквозь тонкую стенку капилляра и внутреннюю стенку капсулы. При этом профильтровываются все вещества с относительно малым диаметром молекул. Вещества с крупными молекулами (белки), а также форменные элементы крови остаются в крови. Таким образом, в результате фильтрации образуется первичная моча, в состав которой входят все компоненты плазмы крови (соли, аминокислоты, глюкоза и другие вещества) за исключением белков и жиров. Концентрация этих веществ в первичной моче такая же, как ив плазме крови.
Образовавшаяся в результате фильтрации в капсулах первичная моча поступает в канальцы. По мере её прохождения по канальцам эпителиальные клетки их стенок отбирают обратно, возвращают в кровь значительное количество воды и необходимые организму вещества. Этот процесс называется реабсорбцией. В отличие от фильтрации он протекает за счёт активной деятельности клеток канальцевого эпителия с затратами энергии и поглощением кислорода. Некоторые вещества (глюкоза, аминокислоты) реабсорбируют полностью, так что во вторичной моче, которая поступает в мочевой пузырь, их нет. Другие вещества (минеральные соли) всасываются из канальцев в кровь в необходимых организму количествах, а остальное количество выводится наружу.
Большая суммарная поверхность почечных канальцев (до 40–50 м2) и активная деятельность их клеток способствуют тому, что из 150 литров суточной первичной мочи образуется только 1,5–2,0 литра вторичной (конечной). У человека за час образуется до 7200 мл первичной мочи, а выделяется 60–120 мл вторичной. Это значит, что 98–99% её всасывается обратно. Вторичная моча отличается от первичной отсутствием сахара, аминокислот и повышенной концентрацией мочевины (почти в 70 раз).
Непрерывно образующаяся моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь (резервуар мочи), из которого по мочеиспускательному каналу периодически выводится из организма.
Регуляция деятельности почек
Деятельность почек, как и деятельность других выделительных систем, регулируется нервной системой и железами внутренней секреции — главным образом.
гипофизом. Прекращение работы почек неминуемо ведёт к смерти, наступающей в результате отравления организма вредными продуктами обмена веществ.
Функции почек
Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме множество различных функций.
| Функция | |
| Выделительная | Почки удаляют из организма избыток воды, органических и неорганических веществ, продукты азотного обмена. |
| Регуляция водного баланса | Позволяет контролировать объём крови, лимфы и внутриклеточной жидкости за счёт изменения объёма выводимой с мочой воды. |
| Регуляция постоянства осмотического давления жидкостей (осморегуляция) | Происходит за счёт изменения количества выводимых осмотически активных веществ. |
| Регуляция ионного состава жидкостей | Обусловлена возможностью избирательного изменения интенсивности экскреции различных ионов с мочой. Влияет также и на кислотноосновное состояние путём экскреции водородных ионов. |
| Образование и выделение в кровоток физиологически активных веществ | Гормоны, витамины, ферменты. |
| Регуляция | Регуляция артериального давления путём изменения объёма циркулирующей в организме крови. |
| Регуляция эритропоэза | Выделяющийся гормон эритропоэтин влияет на активность деления стволовых клеток красного костного мозга, изменяя тем самым количество форменный элементов (эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) в крови. |
| Образование гуморальных факторов | Свёртывание крови (тромбобластина, тромбоксана), а также участие в обмене физиологического антикоагулянта гепарина. |
| Метаболистическая | Принимают участие в обмене белков, липидов и углеводов. |
| Защитная | Обеспечивают выделение из организма различных токсичных соединений. |
Выделение у растений
Растения, в отличие от животных, выделяют лишь небольшие количества азотистых продуктов, которые выводятся в виде аммиака путём диффузии. Водные растения выделяют продукты метаболизма путём диффузии в окружающую среду. Наземные же растения накапливают ненужные вещества (соли и органические вещества — кислоты) в листьях — и освобождаются от них при листопаде или же накапливают их в стеблях и листьях, которые осенью отмирают. За счёт изменения тургорного давления в клетках растения могут переносить даже значительные сдвиги в осмотической концентрации окружающей жидкости до тех пор, пока она остаётся ниже осмотической концентрации внутри клеток. Если же концентрация растворённых веществ в окружающей жидкости выше, чем внутри клеток, то происходит плазмолиз и гибель клеток.
5.1.4. Строение и функции выделительной системы
Выделение – процесс, обеспечивающий выведение из организма продуктов обмена веществ, которые не могут быть использованы организмом.
Система органов выделения:
Почки
Мочеточники
Мочевой пузырь
Функцию выделения выполняют и другие органы:
Кожа
Легкие
желудочно-кишечный тракт — (через эти органы выводятся пот, газы, соли тяжелых металлов и т.д.)
Основным органом выделения являются почки. Это парные органы бобовидной формы. Они расположены в брюшной полости. Вес почки около 150 г. К верхнему полюсу почки прилегают надпочечники. Почка покрыта соединительно-тканной и жировой оболочками. В почке различают наружный – корковый и внутренний – мозговой слои. Структурной единицей почки является нефрон – состоит из:
почечной капсулы, внутри которой находится капиллярный клубочек
извитого канальца.
Капсулы с клубочками находятся в корковом слое почки. В мозговом (пирамидальном) слое находятся извитые канальцы, расположение которых напоминает пирамиды. Между пирамидами находится слой коркового вещества почки. Канальцы образуют общие собирательные трубочки, впадающие в почечную лоханку. От капсулы отходит извитой каналец первого порядка, который в мозговом слое почки образует петлю, затем он снова поднимается в корковый слой, где переходит в извитой каналец второго порядка . Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона. Все собирательные трубочки образуют выводные протоки, открывающиеся на верхушках пирамид в мозговом веществе почки.
Почечная артерия распадается на артериолы и затем на капилляры, образуя мальпигиев клубочек почечной капсулы. Капилляры собираются в выносящую артериолу, которая снова распадается на сеть капилляров, оплетающих извитые канальцы. Затем капилляры образуют вены, по которым кровь поступает в почечную вену.
Процесс образования мочи включает две фазы.
1-я фаза — фильтрация. Через почки, составляющие 1/200 массы тела, за минуту протекает 1200 мл крови, т. е. около 1/4 общего ее количества, поступающего из сердца в кровеносную систему за это время. Вся кровь организма человека (около 5 л) проходит через почки за каждые 4—5 мин, а за сутки более 300 раз. В сутки через почки проходит до 1500—1700 л крови и образуется 150—170 л первичной мочи.
Таким интенсивным кровоснабжением почек, превышающим во много раз кровоснабжение других органов, обеспечиваются условия для очищения крови от непрерывно поступающих в нее из клеток веществ, подлежащих удалению из организма с мочой.
В капсуле мальпигиевых клубочков фильтруются вещества, приносимые кровью, через стенки капилляров в полость капсулы. Фильтрация жидкой части крови со всеми растворенными веществами, за исключением крупных молекул белка, которые не могут пройти через стенки капилляров и мембрану капсулы, происходит в результате значительной разности давлений крови в капиллярах и капсуле (давление в клубочке около 70 мм рт. ст., а в полости капсулы около 30 мм рт. ст.).
Высокое кровяное давление в капиллярах создается тем, что диаметр приносящего сосуда больше, чем выносящего. Это обеспечивает фильтрацию растворенных в плазме веществ в капсулу: неорганических солей, мочевины, мочевой кислоты, глюкозы, аминокислот.
Жидкость, поступающая в просвет капсулы — первичная моча — безбелковая плазма крови, содержащая минеральные соли, глюкозу, гормоны, витамины, аминокислоты и другие соединения, необходимые организму наряду с продуктами распада, подлежащими удалению. По составу она близка плазме крови, но отличается от нее отсутствием белков. Из организма же выводится всего лишь около 1 — 1,5 л так называемой вторичной, или конечной, мочи, образующейся во второй фазе мочеобразования.
2-я фаза — обратное всасывание. В почках после фильтрации эпителиальными клетками канальцев осуществляется процесс обратного всасывания, при котором в кровь возвращаются необходимые организму вещества. В почечных канальцах происходит обратное всасывание воды и некоторых веществ (Сахаров, аминокислот). Излишки веществ (например, глюкозы, если ее содержание в крови превышает 150 мг%) и ненужные организму продукты обмена удаляются наружу в небольшом объеме вторичной (конечной) мочи. В моче меньше концентрация хлористого натрия, чем в крови, а концентрация мочевины увеличена почти в 60— 70 раз, т. е. до 2% (в плазме ее 0,03%).
Из почек моча выводится через мочеточники — трубки длиной до 30 см и шириной 3—6 мм, соединяющие почечную лоханку с мочевым пузырем.
Мочевой пузырь лежит в полости таза и представляет собой резервуар емкостью до 750 мл.
Функции почек регулируются импульсами парасимпатического (блуждающего) нерва — расширяет кровеносные сосуды и симпатического нерва — сужает сосуды. Это отражается на скорости образования первичной мочи, обратного всасывания воды и натрия из вторичной мочи.
Всасывание воды из первичной мочи усиливается антидиуретическим гормоном гипофиза (вазопрессином), а гормон надпочечников адреналин вызывает уменьшение образования мочи, так как сужает почечные сосуды.
Обратное всасывание солей натрия и калия в канальцах нефронов регулируется гормоном коры надпочечников — альдостероном.
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 Са2+
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
Выделительная система. Система органов выделения, ее строение и функции
Выделение представляет собой удаление из организма токсинов, образованных в результате обмена веществ. Этот процесс является необходимым условием поддержания постоянства его внутренней среды — гомеостаза. Названия органов выделения животных разнообразны — специализированные трубочки, метанефридии. У человека для осуществления этого процесса есть целый механизм.
Система органов выделения
Обменные процессы достаточно сложны и происходят на всех уровнях — от молекулярного до организменного. Поэтому для их осуществления необходима целая система. Органы выделения человека выводят различные вещества.
Излишки воды удаляются из организма при помощи легких, кожи, кишечника и почек. Соли тяжелых металлов выделяют печень и кишечник.
Легкие — органы дыхания, суть которого заключается в поступлении в организм кислорода и удалении из него углекислого газа. Этот процесс имеет глобальное значение. Ведь выделяемый животными углекислый газ растения используют для фотосинтеза. При наличии воды и света в зеленых частях растения, которые содержат пигмент хлорофилл, они образуют углевод глюкозу и кислород. Вот такой круговорот веществ в природе получается. Через легкие также непрерывно удаляется излишек воды.
Кишечник выводит наружу непереваренные остатки пищи, а вместе с ними и вредные продукты метаболизма, которые могут вызвать отравление организма.
Пищеварительная железа печень — настоящий фильтр для организма человека. В ней из крови отбираются ядовитые вещества. Печень выделяет особый фермент — желчь, который обезораживает токсины и выводит их из организма, в том числе яды алкоголя, наркотических веществ и лекарственных препаратов.
Роль кожи в процессах выделения
Все органы выделения незаменимы. Ведь при нарушении их функционирования в организме будут накапливаться ядовитые вещества — токсины. Особое значение в осуществлении этого процесса играет самый большой орган человека — кожа. Одна из ее важнейших функций — это осуществление терморегуляции. Во время интенсивной работы организм выделяет много тепла. Накапливаясь, оно может вызвать перегревание.
Кожа регулирует интенсивность отдачи тепла, сохраняя только его необходимое количество. Вместе с потом, кроме воды, из организма удаляются минеральные соли, мочевина и аммиак.
Как происх
Выделительная система | СПАДИЛО.РУ 👈
Теория для подготовки к блоку №4 ОГЭ/ №5 ЕГЭ по биологии: человек и его здоровье
Выделительная система обеспечивает выведение из организма ненужных веществ, которые поступают извне или образуются при метаболизме сложных соединений. При расщеплении белков, жиров и углеводов образуются углекислый газ и вода. Также при окислении белков образуется мочевина, которая токсична даже в малых концентрациях.
Через легкие наужу выводится углекислый газ, кожные железы с потом выводят воду, соли, мочевину, аммиак (вклад потовых желез в выделение около 1%). В просвет кишечника секретируются пигменты желчи, соли тяжелых металлов. Таким образом, все эти органы формально можно отнести к выделительной системе. Однако центральным звеном выделительной системы являются почки.
Строение и функции почек
Почки – парный орган бобовидной формы, они расположены у задней стенки брюшной полости на уровне перехода грудного отдела позвоночника в поясничный. Правая почка расположена под печенью, поэтому она обычно ниже левой на 1-1,5 см.
К каждой почке подходит купная почечная артерия, отходит почечная вена и мочеточник. По мочеточнику образовавшаяся моча оттекает к мочевому пузырю, где накапливается. От мочевого пузыря ведет мочеиспускательный канал. У верхнего полюса почки находится надпочечник – железа внутренней секреции.
Часть крови большого круга кровообращения непрерывно фильтруется в почках, после чего возвращается назад.
На срезе видно, что снаружи в почке находится более светлое корковое вещество, его толщина около 4 мм. В корковом веществе лежат тельца нефронов. Внутри расположено более темное мозговое вещество, которое образует пирамидки. Вершины пирамидок обращены внутрь и называются почечными сосочками. Обычно каждая почка содержит 12-16 пирамидок.
Почечные сосочки направлены в лоханку, куда открываются протоки пирамидок. Моча стекается в лоханку и оттуда идет в мочеточник.
Строение почек
Структурно-функциональной единицей строения почки является нефрон. Именно нефрон фильтрует кровь и производит мочу. Всего в каждой почке около миллиона нефронов, при этом почка может в полной мере выполнять свои функции, если работают всего 30% от всех нефронов.
Нефрон состоит из капсулы Боумена-Шумлянского, извитых канальцев и петли Генли. От почечной артерии к каждому нефрону отходят приносящие артериолы, которые разветвляются, образуя клубок капилляров. Капсула Боумена-Шумлянского имеет двойные стенки и полость между ними, она окружает капиллярный клубок. Внутренний слой капсулы густо оплетен капиллярами.
Система фильтрации крови чрез нефрон
Кровь из почечного клубочка оттекает по уносящим артериолам, причем их диаметр меньше, чем диаметр приносящих. За счет этого образуется повышенное давление в капиллярах клубочков и кровь фильтруется в полость капсулы, появляется первичная моча. Форменные элементы и крупные молекулы не проходят через стенку капсулы. В первичной моче много воды, соли крови, могут быть глюкоза и небольшие молекулы.
В сутки образуется около 100-150 л первичной мочи. Если бы первичная моча сразу выводилась наружу, человек терял бы много воды и питательных веществ. Задача нефрона – удалить из первичной мочи полезные вещества и сконцентрировать ее, чтобы вернуть в кровяное русло воду.
В проксимальном извитом канальце (участок нефрона между капсулой и петлей Генле) происходит обратное всасывание в кровь некоторых питательных веществ, реабсорбция. Все канальцы почек оплетены капиллярами, кровь по ним движется в обратном току мочи направлении. За счет разности концентраций солей в моче и крови, в петле Генле происходит концентрирование мочи, мочевина и избыток минеральных веществ выводятся из крови, образуется вторичная моча. Такая система называется противоточно-множительной.
Другим механизмом реабсорбции является активный транспорт молекул и ионов, который осуществляется специфическими переносчиками с затратой энергии.
Вторичная моча по дистальным извитым канальцам идет к собирательным трубкам и собирается в почечной лоханке. За сутки всего выделяется 0,8-1,5 л вторичной мочи.
Суммарная концентрация всех растворенных в жидкости частиц называется осмолярностью. Сильнее всего на осмолярность в организме влияют соли. Осмолярность крови равняется 300 осмоль/л, вторичной мочи – около 100 осмоль/л, то есть кровь в норме более соленая, чем моча.
Если в организм поступает много жидкости, почки должны выводить больше воды, моча становится менее концентрированной. Если же в организм поступает слишком мало жидкости, моча концентрируется.
Большая часть клубочков в почке человека находится в корковом веществе и только около 15% на границе коркового и мозгового. Мозговое вещество образовано канальцами петель нефронов. Закономерно, что у животных, которые вынуждены экономить воду, доля мозгового вещества больше, чем у водных животных.
Мочевой пузырь
Мочевой пузырь находится в брюшной полости, он необходим для накопления мочи. У некоторых животных мочевого пузыря нет и мочевыводящие пути открываются прямо в клоаку. Не все животные с мочевым пузырем могут контролировать акт мочеиспускания (как это делает человек), у многих он происходит непроизвольно при достаточном наполнении пузыря.
Мочевой пузырь человека вмещает около 500-700 мл жидкости. Он представляет собой полый мышечный орган с толстыми стенками, которые способны быстро и сильно сокращаться, выталкивая мочу.
Акт мочеиспускания запускается рецепторами натяжения в стенке мочевого пузыря. Поэтому, например, при беременности мочеиспускание учащается, так как плод постоянно давит на пузырь.
Гемодиализ
Почки способны сохранять свои фильтрующие свойства даже если работает всего 30% нефронов, люди могут полноценно жить с одной почкой. Но при резком поражении почек человек может умереть за несколько дней от интоксикации.
Определить нарушение в работе почек можно по анализу мочи: она не должна содержать клеток крови, белки и глюкозу. Так как почки работают по принципу фильтра, их можно заменить аппаратами. В настоящее время людям с почечной недостаточностью регулярно проводят гемодиализ. Кровь из организма поступает в наружный фильтр, где проходит через полупроницаемую мембрану. При этом крупные молекулы и форменные элементы остаются в крови и возвращаются обратно в кровоток. Вместе с кровью пациенту вводят солевой раствор, чтобы поддерживать электролитный состав. Отфильтрованный диализат с продуктами обмена остается снаружи.
Процедура гемодиализа длится около от 2 до 5 часов, проводят ее 3-4 раза в неделю. Необходимо постоянно контролировать электролитный состав крови, чтобы вовремя выявить отклонения.
Скачать PDF
РаспечататьВыделительная система
Тема лекции: Выделительная система.
План:
Общая характеристика органов выделения.
Строение почки.
Строение нефрона.
Юкстагломерулярный аппарат.
Мочеотводящие пути.
В результате переработки пищи в организме образуется энергия и пластические вещества для построения и обновления тканей, но при этом образуются и конечные, ненужные организму, продукты обмена, подлежащие удалению.
Углекислота удаляется легкими. Выведение же продуктов, образующихся в результате обмена белков осуществляется почками, через которые каждую минуту проходит более 1/5 всей крови.
При этом кровь направляется в капилляры, а через их стенки вода и вещества в виде простых растворов, выводятся в начальные отделы длинных трубочек (почечных канальцев). Некоторые из растворенных веществ нужны организму, другие являются конечными продуктами обмена в-в и подлежат удалению. Большая часть воды и все необходимые для организма вещества всасываются обратно (реабсорбируются в другие кровеносные капилляры, пройдя через стенку канальцев). Конечные продукты обмена, напровит остаются в растворе в просвете канальцев и в конце концов выводятся почками в составе мочи. Последняя отводится по трубке- мочеточнику в мочевой пузырь.
Функции выделительной системы:
Обеспечивает выведение из организма конечных продуктов обмена веществ.
Регулируя водно- солевой обмен, поддерживает кислотно- щелочное равновесие между кровью и тканями.
Участвует в эндокринной функции, продуцируя и выделяя в кровь вещества: ренин, регулирующие кровяное давление и эритропоэтин, регулирующий кроветворение.
Выделительная система делится на два отдела:
Почки- образующие мочу и отводящий отдел- собирательные трубки, почечные чашки, почечные лоханки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал.
Развитие. У позвоночных выделительная система достигает большой сложности. В развитии почек позвоночных различают три этапа:
Предпочка- развивается из сегментных почек или нефротомов, соединяющих у зародыша вентральную мезодерму с сомитами.
Первичная почка- или Вольфово тело- возникает на смену предпочки. Функционирует в первую половину эмбриогенеза. Первичная почка настолько тесно связана своими канальцами с артериальной капиллярной сетью, что обрастая клубочек капилляров, стенка мочевого канальца образует двухслойную капсулу, принимающую в свою полость продукты фильтрации плазмы крови. Клубочек капилляров и капсула образуют почечное тельце.
Окончательная почка. Развивается из двух источников: её мозговое вещество образуется из выпячивания мезонефрального протока из которого также развивается мочеточник и почечная лоханка. Корковое вещество постоянной почки образуется из нефрогенной ткани.
Мочевой пузырь развивается в результате слияния аллантоиса с вентральным отделом клоаки.
Почки— парные органы, в которых непрерывно образуется моча. Расположены они под поясницей на внутренней поверхности брюшной стенки.
Различают:
1. Множественные почки (у медведя и некоторых млекопитающих). Они состоят из множества меленьких почек, соединенных выводящими трубочками и соединительной тканью.
2. Бороздчатые многососочковые (у КРС). Отдельные почки срастаются своими средними участками. На поверхности видны отдельные дольки, разделенные бороздами, на разрезе многочисленные пирамиды, заканчивающиеся сосочками.
Гладкие многососочковые почки. У свиньи и человека. Характеризуется полным слиянием корковой зоны, вследствии чего поверхность гладкая, а на разрезе видны почечные сосочки.
Гладкие однососочковые почки. Лошадь, олень, собака, кошка, кролик, овца, коза. В них слиты не только корковые, но и мозговые зоны. У них один общий сосочек, погруженный в почечную лоханку. Эту особенность строения связывают с более интенсивным обменом веществ.
Строение.
Поска покрыта плотной фиброзной капсулой и серозной оболочкой. На почке имеются углубления- ворота почек, через которые в почку входят сосуды, нервы и выходит мочеточник. В глубине ворот находится почечная лоханка.
Основой почечной паренхимы служат почечные канальцы со сложным ходом ветвления, имеющем определенные закономерности. Так, в глубоких слоях почки они в основном прямые и следуют в радиальном направлении к почечной лоханке. В поверхностных частях они сливаются.
В соответствии с этим ткань почки разделяется на поверхностное или корковое и мозговое (глубокое) вещество.
Корковое вещество обильно снабжено кровеносными сосудами и поэтому более темного цвета.
Корковое вещество отделяется от мозгового темноокрашенной полоской, где расположены дуговые сосуды, отдающие в корковую зону радиальные артерии.
В гладких многососочковых почках (свинья) часть мозгового вещества, которая суживаясь заканчивается в виде пирамиды, именуется сосочком. Сосочек вместе с расположеным над ним корковым веществом называется почечной долей. У крыс, лошади, вся почка состоит из одной доли. Внутри долей находятся дольки.
Долька— это часть нефронов, открывающихся в одну собирательную трубку, которая также входит в дольку.
Мозговое вещество, которое входит в корковое вещество, называется мозговым лучом.
Характерными структурами коркового вещества являются почечные тельца, состоящие из капсулы, клубочка капилляров и извитых канальцев.
Мозговое вещество построено из прямых канальцев нефронов и собирательных трубок. Структурной функциональной единицей почки является нефрон.
В нефроне различают четыре основных отдела:
Почечное тельце.
Проксимальный отдел.
Петля Шумлянского- Генле ( с нисходящей и восходящей частями).
Дистальный отдел.
Нефроны условно подразделяют на корковые (80%, которые почти целиком располагаются в корковом веществе) и юкстамедулярные (20%, околомозговые, их почечные тельца, проксимальные и дистальные отделы лежат в корковом веществе, на границе с мозговым, тогда как петли глубоко уходят в мозговое вещество).
Количество нефронов зависит от величины и вида животного. У КРС их насчитывается около 8 млн., у овец и свиней- 1,5 млн. Длина нефрона колеблется от 18 до 80 мм, а всех нефронов от 100 до 150 км. Общая фильтрационная площадь нефронов составляет 1-2 м2.
Нефрон начинается почечным тельцем, представленным сосудистым клубочком и его капсулой.
Сосудистый клубочек начинается из приносящей клубочковой артелиолы, разветвляющейся надклубочковой капиллярной сетью, и выносящей клубочковой артериолы, т.е. внутри тельца формируется чудесная сеть.
Нефрон имеет капсулу клубочка, в которой различают наружный листок, представляющий собой однослойный плоский эпителий, и внутренний листок, состоящий из подоцитов (эпителиальных клеток).
Клетки внутреннего листка- подоциты проникают между капиллярами сосудистого клубочка и охватывают их почти во всех сторон.
На стороне, обращенной к капилляру, они имеют большие выросты цитоплазмы цитотрабекулы, от которых отходят маленькие выросты- цитоподии, прикрепляющиеся к трехслойной базальной мембране. Между цитоподиями находятся фильнрационные щели, сообщающиеся через промежутки между телами подоцитов с полостью капсулы.
Все три названных компонента- стенка финестрированных капилляров клубочка, внутренний листок капсулы с фильтрационными щелями и общая для них трехслойная мембрана- составляют биологический ьарьер, через который из крови в полость капсулы фильтруются составные части плазмы крови, образующие первичную мочу. За сутки и КРС образуется первичной мочи свыше 200 л.
Почечный фильтр обладает избирательной проницаемостью, задерживая все то, что больше размеров ячеек в среднем слое базальной мембраны.
В норме через него не проходят форменные элементы крови и некоторые белки плазмы крови с наиболее крупными молекулами (имунные тела, фибриноген и другие).
При повреждении фильтра (при нефритах) они могут обнаруживаться в моче больных. Считают также, что подоциты и расположенные между капиллярами клубочка клетки мезангиоциты синтезируют вещества, регулирующие просвет капилляров клубочка и участвуют в иммуновоспалительных реакциях.
Наружный листок капсулы представлен одним слоем низких кубических эпителиальных клеток, расположенных на базальной мембране. Эпителий наружного листка капсулы переходит в эпителий проксимального отдела нефрона.
Проксимальный отдел имеет вид извитого и короткого канальца с наружным диаметром 60 мкм. Стенки их выстланы кубическим каемчатым (щеточным) эпителием. Основания этих клеток имеют базальную исчерченность, образованную митохондриями, упорядоченно расположенными между складками базальной плахмолеммы. Микроворсинки апикальной и складки базальной плазмолеммы увеличивают поверхность всасывания, а митохондрии обеспечивают энергией, необходимой для реабсорбции.
Клетки эпителия осуществляют реабсорбцию, т.е. обратное всасывание в кровь из первичной мочи ряда содержащихся в ней веществ- белков, глюкозы, электролитов, воды. Белки под влиянием лизосомальных ферментов эпителиоцитов расщепляются до аминокислот, которые транспортируются в кровь.
Клетки проксимального отдела канальцев выполняют также экскреторные функции- экскретируют отдельные продукты обмена, красители, лекарства.
В результате реабсорбции в проксимальных отделах первичная моча претерпевает значительные качественные изменения: так, из нее полностью исчезают сахар и белок. За проксимальным прямым канальцем следует тонкий каналец, или петля Генле, в которой различают нисходящую и восходящую ветви.
Диаметр тонкого канальца около 15 мкм. Стенки состоят из однослойного плоского эпителия. Щеточная каемка отсутствует- имеются лишь отдельные микроворсинки. В нисходящих тонких канальцах происходит пассивная реаброрбция воды из просвета канальца на основе разности осмотического давления. С помощью ферментов в восходящей части тонкого канальца реабсорбируются электролиты. Тонкий каналец переходит в дистальный прямой каналец, диаметр которого 30 мкм. Продолжением дистального прямого канальца является дистальный извитой каналец с диаметром до 50 мкм.
Прямая и извитая часть дистального отдела почти непроницаема для воды, но активно осуществляется реабсорбция электролитов под влиянием гормона алдостерона надпочечников. В результате реабсорбции из канальцев электролитов и задержки воды в восходящих тонких и прямых дистальных канальцах моча становится слабоконцентрированной, тогда как в окружающих тканях повышается осмотическое давление, что вызывает пассивный транспорт воды из мочи в нисходящих тонких канальцах и в собирательных трубках в окружающие ткани (интерстиций), а затем в кровь. Дистальный извитой каналец переходит в собирательные (почечные) трубочки.
Собирательные трубки в верхней корковой части выстланы однослойным кубическим эпителием, а в нижней мозговой части однослойным низким цилиндрическим эпителием. В эпителии различают темные и светлые клетки. Светлые клетки завершаю пассивное всасывание из мочи в кровь части воды, а темные выделяют в просвет трубочек ионы водорода и подкисляют мочу.
Эндокринная функция почек.
Эта система участвует в регуляции кровообращения и мочеобразования в почках и оказывает влияние на обменную гемодинамику и водно- солевой обмен в организме.
Для обеспечения образования первичной мочи необходимо поддержание фильтрационного давления на уровне 70-90 мм рт. Ст. Если оно снижается, то нарушается фильтрация, что угрожает отравлением организма продуктами азотистого обмена. Поэтому давление в почечных сосудах регулируется, причем не только в почках, но и в организме. Механизмы регуляции нейроэндокринные и среди них наибольшее значение имеет деятельность юкстагломерулярного комплекса, находящегося в почках.
Юкстагломерулярный комплекс (ЮГА) (околоклубочковый) секретирует в кровь ренин- активное вещество. Он стимулирует (или катализирует) образование в организме ангиотензинов— оказывающих сильное сосудосуживающее влияние, а также стимулирует продукцию гормона клубочковой зоны надпочечников альдостерона, минералокортикоидного гормона, контролирующего содержание Na в организме. Кроме того ЮГА играет важную роль в выработке эритропоэтинов.
В состав ЮГА входят юкстагломерулярные клетки в стенках артериол, плотное пятно в стенке дистального канальца нефрона и клетки Гурмагтига (юкставаскулярные клетки. Располагающиеся группой или островком между двумя артериолами.
Юкстагломерулярные клетки имеют в цитоплазме крупные секреторные рениновые гранулы.
Плотное пятно- участок стенки дистального отдела нефрона в том числе, где он проходит рядом с почечным тельцем между артериолами. Эпителиальные клетки плотного тела более высокие, почти лишены базальной складчатости. Считают, что плотное пятно улавливает содержание Na в моче и воздействует на клетки, секретирующие ренин.
Юкставаскулярные клетки (Гурмагтига)- лежат в треугольном пространстве между приносящими и выносящими артериолами и плотным пятном.
Клетки овальной формы с отростками и контактируют с клетками (мезангия) клубочка. Предполагают, что клетки Гурмагтика и мезангия тоже продуцируют ренин, при истощении юкстагломерулярных клеток.
В почках имеются еще интерстициальные клетки, располагающиеся в строме мозговых пирамид. Их отростки оплетают канальцы петли нефронов и кровеносные капилляры. Они продуцируют вещества, снижающие кровяное давление.
Таким образом, в почках существует эндокринный комплекс, участвующий в регуляции общего и почечного кровообращения, а через него оказывающий влияние на мочеобразование.
На функцию нефронов воздействует альдостерон (надпочечники) и вазопрессин (гипоталамус). Под влиянием первого усиливается реабсорбция Na в дистальных отделах нефронов, а под влиянием второго- реабсорбция воды в остальных канальцах нефронов и собирательных трубках.
Мочевыводящие пути.
Почечные чашечки, мочеточники, мочевой пузырь имеют много общего в своем строении. Все они выстланы переходным эпителием. Все имеют слизистую оболочку в которой отсутствует мышечная пластинка. Далее у них следует подслизистая основа, мышечная оболочка и адвентициальная оболочка, которая в некоторых отделах стенки мочевого пузыря сменяется серозной оболочкой.
Мышечная оболочка верхней части мочеточника состоит из внутреннего продольного и наружного циркуляционного слоев. В нижней части может присутствовать третий слой мышечной оболочки- наружный продольный.
В мышечной оболочке мочевого пузыря три слоя: внутренний и наружный продольные, средний циркуляционный.