Система органов выделения, ее значение, строение и функции

Метаболические процессы, происходящие в каждой клетке, наряду с образованием полезных, нужных клетке и организму веществ, наряду с производством энергии и выполнением физиологических функций, приводят к образованию отработанных продуктов и шлаков, которые необходимо удалить из организма. В самых больших количествах в результате окислительных реакций образуются вода и углекислый газ. Поступая из работающих клеток в кровь, углекислый газ соединяется с гемоглобином либо просто растворяется в плазме и переносится с током крови к легким, где выбрасывается из организма в процессе дыхания. Небольшая часть метаболической воды также выходит из организма через легкие, поскольку выдыхаемый воздух всегда насыщен парами воды. Некоторая их часть выводится в виде пота. Большая часть выводится через почки.

Почки в организме человека являются полифункциональным органом. Они не только выводят лишнюю воду, соли, мочевину и другие ненужные вещества из организма, но также обеспечивают постоянство (гомеостаз) концентрации осмотически активных веществ (осморегуляция), объема жидких сред организма (волюморегуляция), концентрации отдельных ионов (ионорегуляция) и кислотно-щелочное равновесие. Кроме того, почки вырабатывают некоторые гормоны и другие биологически активные вещества, участвующие в регуляции обменных процессов в организме.

Основными элементами структуры почки являются:

· Почечная капсула — тонкая, но очень прочная оболочка, в которой заключено тельце почки. Составляющими почечной капсулы являются паренхима почки и система приема-выведения мочи.

· Паренхима почки – ткань, состоящая из коркового (внешняя область) и мозгового (внутренняя область) вещества. Мозговое вещество содержит 8-12 почечных пирамидок, которые, в свою очередь, образованы собирательными канальцами. В паренхиме почки находятся нефроны.

· Нефрон – фильтрующая единица почки человека.

· Лоханка почки – воронкообразная полость, принимающая мочу от нефронов.

· Мочеточник – орган, принимающий мочу из лоханки почки и доставляющий ее в мочевой пузырь.

· Почечная артерия – кровеносный сосуд, который ответвляется от аорты и приносит в почку загрязненную продуктами отходов кровь. В самой почке артерия разделяется еще на несколько ветвей. Каждую минуту в почку доставляется около 20% крови, перекачанной сердцем. Некоторые артерии питают клетки самих почек.

· Почечная вена – кровеносный сосуд, доставляющий уже отфильтрованную кровь из почек в полую вену.

Работа почек человека организована в 2 этапа: фильтрация крови и выведение мочи. Происходят они один за другим следующим образом:

§ Паренхима почки очищает кровь пусть и небольшие по размеру, почки человека являются мощным фильтром, очищающим нашу кровь от вредных веществ. Паренхима каждой почки содержит в себе около миллиона нефронов, которые выступают главными фильтрующими элементами почек человека. В нефронах находятся артериолы – маленькие кровеносные сосуды (также именуемые гломерулами), которые переплетаются с тонкими трубочками. Кровь, содержащая в себе токсины, излишки воды, электролитов и солей, направляется в паренхиму почки и поступает в артериолы. В трубочках же оседают продукты отходов, но среди них могут быть и химические вещества, которые организм еще может использовать. Такие вещества (фосфор, калий, натрий и др.) возвращаются в кровь, после чего трубочки направляют оставшиеся продукты отходов в мочеотводящую зону почек.

· Лоханка почки собирает и выводит мочу после того как в трубочках скопились только продукты отходов (моча), они направляются в лоханку почки, расположенную по центру органа. Здесь моча накапливается, а потом направляется в мочеточник, прикрепленный к лоханке почки. Пройдя по нему, моча достигает мочевого пузыря, где может находиться до 8 часов, прежде чем будет выведена из тела.

.
Механизм работы почек. К почкам — парному бобовидному органу, расположенному с двух сторон от позвоночника в поясничном отделе брюшной полости, — подходят крупные кровеносные сосуды. Кровь приносит с собой воду и растворенные в ней продукты, подлежащие удалению. В ткани почек кровеносные сосуды многократно разветвляются и превращаются в тончайшие капилляры, которые сворачиваются во множество клубочков. Каждый такой клубочек окружен специальной почечной капсулой, в которой собирается первичная моча. Из капсулы выходит извитой каналец, по которому моча продвигается от клубочка в сторону лоханки. Каналец оплетен кровеносными капиллярами, тесно соприкасающимися со стенками извитого канальца. Капилляры соединяются в более крупные сосуды (венулы) и впадают в почечную вену, которая и выносит из почек уже очищенную кровь. Капилляры вместе с капсулой и почечным канальцем представляют собой единое анатомо-физиологическое устройство, которое называется нефрон.

Кровь поступает в капиллярную сеть нефрона под большим давлением. Стенки капилляров не пропускают кровяные клетки, зато жидкая фракция крови почти полностью выходит в полость капсулы. Так образуется первичная моча, которая практически не отличается по составу от плазмы крови. За сутки ее образуется около 170 л. Очевидно, что выделение такого количества жидкости из организма невозможно. Поэтому вслед за клубочковой фильтрацией наступает другой этап работы почек — реабсорбция, т.е. возврат в кровь воды и целого ряда нужных организму веществ. Эти процессы протекают в месте плотного соприкосновения капилляров с почечным извитым канальцем. Сначала капилляры вновь набирают утерянную в процессе фильтрации воду, а потом происходит выравнивание концентраций одних солей и метаболитов и повышение концентрации других, которые подлежат выделению. Клетки почек тратят на эту работу довольно значительное количество энергии. В результате моча сильно концентрируется, и ее объем достигает 1,5—2 л в сутки. По мочеточнику готовая моча поступает в мочевой пузырь.

Мочеиспускание. Поступающая по мочеточнику моча собирается в мочевом пузыре — гладкомышечном мешковидном органе, внутренние стенки которого выстланы эпителиальной тканью, а выход из него запирается специальным кольцеобразным мышечным сфинктером. Скопившаяся в мочевом пузыре моча растягивает его стенки и раздражает расположенные там механорецепторы. Дуга мочеиспускательного рефлекса замыкается через спинномозговой центр, расположенный в крестцовом отделе. Импульсы от спинного мозга заставляют сфинктер расслабиться, а гладкую мускулатуру стенок пузыря сократиться. В результате моча выливается наружу через мочеиспускательный канал. Однако человек, умеет сознательно управлять актом мочеиспускания. Это обеспечивается контролем со стороны коры головного мозга на основе условных рефлексов. Обычно эти рефлексы у детей формируются к 2 годам настолько прочно, что спонтанное мочеиспускание не происходит ни днем, ни ночью. Однако разного рода стрессы, переутомление, переохлаждение, нарушения сна, неправильный двигательный режим, а также чрезмерные физические и психические напряжения могут приводить к ослаблению этого рефлекса даже у детей школьного возраста вплоть до полового созревания. Тогда возникает ночное недержание мочи — энурез.