Роль каждого из них в поддержании гомеостаза.

Процесс мочеобразования и его регуляция

Выделение – это важный процесс гомеостаза, он обеспечивает освобождение организма от конечных продуктов обмена, которые уже не могут быть использованы далее организмом. Функции выделения осуществля­ются системой выделительных органов, включающих почки, же­лудочно-кишечный тракт, легкие, кожу.

Конечные продукты обмена, выделяемые из организма, назы­ваются экскретами, а органы, их удаляющие, называются экскре­торными или выделительными.

Через почки удаляются вода, продукты азотис­того обмена (мочевина, мочевая кислота, креатинин, аммиак и др.). Через легкие выводятся из организма углекис­лота, вода и некоторые летучие вещества. Потовые и сальные железы кожи служат для выделения воды, про­дуктов белкового обмена, летучих жирных кислот, витаминов и ми­неральных веществ. Кишечник участвует в выведении из организма воды, минеральных веществ, кислых и ще­лочных продуктов, желчных кислот, пигментов, холестерина, ле­карственных веществ и солей тяжелых металлов.

Почки выполняют ряд гомеостатических функций в организме высших животных, и их роль не ограничивается только экскреци­ей конечных продуктов белкового обмена и чужеродных веществ. Они обеспечивают:

· водно-электролитный баланс организма;

· постоянство осмотического давления жидкостей внутрен­ней среды;

· кислотно-щелочной баланс;

· процессы метаболизма белков, липидов, углеводов, нуклеино­вых кислот и других органических соединений за счет удаления конечных продуктов обмена;

· поддержание необходимого объема циркулирующей крови, ар­териального давления, обмена электролитов и перемещения фи­зиологически активных веществ – регуляторов;

· регуляцию кроветворения, выделяя в кровоток эритропоэтин;

· свертывание крови, синтезируя факторы гемостаза и фибринолиза урокиназы, тромбопластина, тромбоксана и простациклина;

· выделение в кровь витамина D₃, эритропоэтина.

Таким образом, сочетая эти процессы, почки участвуют в экскреторной, гомеостатической, метаболической, эндокринной и защитных функциях организма, т. е. являются одной из главных систе­м, сохраняющей гомеостаз. Поэтому почки являются поли­функциональным органом, и их поражение может привести к со­стояниям, несовместимым с жизнью.

Легкие – способствуют выделению в окружающую среду углекислого газа, воды в виде паров и некоторых летучих веществ. Дыхание – это неотъемлемый признак жизни. В организме человека запасы кислорода ограничены. Поэтому организм нуждается в непрерывном поступлении кислорода из окружающей среды. Так же постоянно и непрерывно из организма должен удаляться углекислый газ, который всегда образуется в процессе обмена веществ и в больших количествах является токсичным соединением. Дыхание - сложный непрерывный процесс, в результате которого постоянно обновляется газовый состав крови.

Для поддержания гомеостаза внутрен­ней среды организма необходимо постоянное удаление продук­тов метаболизма из кровотока. Среди внепочечных путей выведения важная роль принадлежит желудочно-кишечному тракту. Через желудочно-кишечный тракт выделяются продукты обме­на веществ (мочевина, мочевая кислота, креатинин), вода, мине­ральные вещества (натрий, калий, кальций, магний и др.), лекарственные вещества и непереваренные остатки пищи в виде каловых масс.

Различные отделы пищеварительного тракта обладают способно­стью выделять определенные вещества. Так, со слюной выделяются калий, натрий, кальций, йод; через стенку желудка и кишечника – мочевина, мочевая кислота, креатинин, молочная кислота, хлориды; поджелудочной железой и печенью – пурины, цинк и др.

Таким образом, желудочно-кишечный тракт участвует в под­держании гомеостаза – постоянства состава и свойств внутренней среды организма.

Кожа выполняет экскреторную – функцию за счет наличия потовых, сальных и молочных желез.

Потовые железы выполняют несколько функций: выделяют конечные продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.), участвуют в процессах теплорегуляции организма (при испарении пота увеличивается теплоотдача с поверхности тела) и поддержании постоянства осмотического давления (за счет выделения воды и солей).

К поту на поверхности кожи примешивается некоторое количество сала, отделяемого сальными железами кожи. Кожное сало смягчает кожу и смазывает волосы. В момент выделения кожное сало жидкое, но быстро густеет. Под влиянием кислот пота кожное сало разлагается, образуя жирные кислоты.

Вещества, выделяемые молочными железами, являются конечными продуктами обмена веществ и имеют самостоятельное физиологическое значение, например молоко, как продукт питания для новорожденных. В женском молоке содержатся бактерицидные вещества, антитела, способствующие возникновению пассивного иммунитета. Минеральные вещества: Сa, Mg, P, Fe, белки, жиры, углеводы, витамины А, В, С, Д.

Легкие, желудочно-кишечный тракт и кожа безусловно являются очень важными частями выделительной системы организма. Но все-таки ведущую роль в поддержании гомеостаза занимают почки.

Конечным результатом деятельности почек является моча, представляющая собой сложную биологическую жидкость. В ее состав входит более 150 химических веществ органического и неорганического происхождения. Количество экскретируемой мочи зависит от количества выпитой жидкости. С мочой выделяется мочевина, мочевая кислота, креатинин, белок, натрия хлорид, натрий, калий, кальций, магний.

Функциональной (и структурной) единицей почек является нефрон, в почке человека содержится примерно 1 млн. нефронов. Процесс мочеобразования осуществляется в нефронах. Механизм образования мочи довольно сложный.

По современной теории в механизме образования мочи участвуют клубочковая фильтрация, канальцевая реабсорбция и секреция (Приложение рис. 3).

Процесс фильтрации воды и низкомолекулярных компонентов плазмы через стенки капилляров клубочка происходит только в том случае, если давление крови в капиллярах превышает сумму онкотического давления белков плазмы и давления жидкости в капсуле клубочка. Фильтрат, поступивший в капсулу Шумлянского-Боумена, составляет первичную мочу, которая по своему содержанию отличается от состава плазмы только отсутствием белков. Интенсивная фильтрация возможна только в условиях обильного кровоснабжения почек и при особом строении фильтрационной поверхности капилляров клубочка, в которых поддерживается высокое давление крови.

Канальцевая реабсорбция или обратное всасывание происходит в извитых канальцах и петле Генле, куда поступает образовавшаяся первичная моча. Из первичной мочи реабсорбируется вода. А в почечных канальцах остается небольшое количество жидкости – вторичная (конечная) моча. Через собирательные трубки, почечные лоханки и мочеточники она поступает в мочевой пузырь. Кроме воды реабсорбции подвергаются многие необходимые для организма органические (глюкоза, аминокислоты, витамины) и неорганические (ионы калия, натрия, кальция, фосфаты) вещества. Реабсорбция воды и натрия осуществляется и в дистальных отделах канальцев, однако интенсивность всасывания воды здесь зависит от потребности в ней организма. В проксимальных отделах канальцев осуществляется обязательная (облигатная), а в дистальных – факультативная (избирательная) реабсорбция воды.

Канальцевая секреция осуществляется клетками канальцев, которые также способны выводить из организма некоторые вещества. Такие вещества слабо фильтруются или совсем не проходят из плазмы крови в первичную мочу (некоторые коллоиды, органические кислоты). Механизм канальцевой секреции состоит в том, что клетки эпителия нефрона захватывают названные вещества из крови и межклеточной жидкости и переносят их в просвет канальца. Другой вариант канальцевой секреции заключается в выделении в просвет канальцев новых органических веществ, синтезированных в клетках нефрона (мочевина, мочевая кислота, уробилин и др.). Скорость каждого из этих процессов регулируется в зависимости т состояния организма и характера воздействия на него. Установлено, что путем канальцевой секреции из организма выводятся некоторые чужеродные вещества (пенициллин, краски и др.), а также вещества, образуемые в клетках канальцевого эпителия (например, аммиак), секретируются также ионы водорода и калия.

Процессы образования и выведения мочи регулируются нервной системой и гуморальными факторами. Вегетативная нервная система влияет на скорость мочеобразования и механизмы выведения мочи. Одним из факторов, регулирующих мочевыделительную систему, является увеличение или уменьшение объема крови, протекающей через почки. Это связано с изменением просвета сосудов, приносящих кровь к почкам. На процессы мочеобразования влияют биологически активные вещества. К ним относятся гормоны некоторых желез внутренней секреции, в частности гормон гипофиза – вазопрессин. На образование и выведение мочи влияют количество потребленной жидкости, соленая пища, физические нагрузки.

Выведение мочи – рефлекторный процесс. Накапливание в мочевом пузыре мочи вызывает растягивание его стенок. При этом возбуждаются находящиеся в стенках пузыря рецепторы растяжения, импульсы от которых направляются в центральную нервную систему. Далее возбуждение передается к мышцам мочевого пузыря и к сфинктерам мочеиспускательного канала. В результате мышцы мочевого пузыря сокращаются, а сфинктер мочеиспускательного канала расслабляется, и происходит опорожнение мочевого пузыря.