Социальные сети:

Физиология мочевыделительной системы


Физиология мочевыделительной системы: Механизм образования и выведения мочи. Регуляция деятельности почек : Farmf

Механизм мочеобразования и выведения мочи

В течение суток человек потребляет около 2,5 л воды, в том числе 1,5 л в жидком виде и около 650 мл с твердой пищей. В организме, в процессе распада белков, жиров и углеводов, образуется еще около 400 мл воды. Из организма вода выводится главным образом через почки: 1,5 л в сутки; а также через легкие, кожу и частично с калом.

Механизмы мочеобразования

Мочеобразование осуществляется за счет 3 последовательных процессов:

1. клубочковой фильтрации (ультрафильтрации) воды и низкомолекулярных компонентов из плазмы крови в капсулу почечного клубочка с образованием первичной мочи;
2. канальцевой реабсорбции – процесса обратного всасывания профильтровавшихся веществ и воды из первичной мочи в кровь;
3. канальцевой секреции – процесса переноса из крови в просвет канальцев ионов и органических веществ:
– лекарств
– креатинина
– протонов водорода.

Клубочковая фильтрация.

Механизм образования первичной мочи.

В почечных тельцах (клубочек с капсулой) происходит фильтрация плазмы крови из капилляров клубочков в полость капсулы нефрона.

Фильтрация – это процесс прохождения воды и растворенных в ней веществ под действием разности давления по обе стороны мембраны. За сутки образуется 150 – 180 л первичной мочи.

Кроме продуктов распада (мочевина, мочевая кислота) имеются все составные части плазмы крови за исключением белков: аминокислоты, глюкоза, витамины, соли.

Состав первичной мочи впервые был исследован Ричардсом, который получил мочу непосредственно из капсулы почечного тельца, путем введения микропипетки в полость капсулы и установил, что первичная моча – это плазма, лишенная белка.

Фильтрация воды и низкомолекулярных компонентов из плазмы крови 1 в полость капсулы проходит через клубочковый (гломерулярный) фильтр.

Гломерулярный фильтр имеет 3 слоя:
1. эндотелиальные клетки капилляров
2. базальная мембрана
3. эпителий висцерального листка капсулы, или подоциты.

Эндотелий капилляров имеет поры диаметром 50-100 мл, что ограничивает прохождение форменных элементов крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов). Основным барьером для фильтрации является базальная мембрана. Поры в ней составляют 3-7,5 нм и изнутри содержат отрицательные молекулы, что препятствует проникновению отрицательно заряженных частиц, в том числе белков. Третий слой фильтра образован отростками подоцитов, между которыми имеются щелевые диафрагмы – они ограничивают прохождение альбуминов и других молекул с большой молекулярной массой, эта часть фильтра также несет отрицательный заряд.

Таким образом, состав первичной мочи образован свойствами гломерулярного фильтра. В норме вместе с водой фильтруются все низкомолекулярные вещества, за исключением большей части белков и форменных элементов крови. В остальном состав ультрафильтрата близок к плазме крови.

Основным фактором, способствующим процессу фильтрации, является гидростатическое давление крови в капиллярах клубочков.

К факторам, препятствующим фильтрации, относятся:
– окотическое давление белков плазмы крови
– давление жидкости в полости капсулы, клубочка, т.е. первичной мочи.

Следовательно, эффективное фильтрационные давленые представляет разность между гидростатическим давлением крови в капиллярах и суммой онкотического давления плазмы крови и внутрипочечного давления.

Рфильтр. = Ргидр. – (Ронк + Рмочи)
Таким образом, фильтрационное давление составляет: 70 – (30+20) = 20 мм рт ст.

Количественной характеристикой процесса фильтрации является скорость клубочковой фильтрации, которая определяется путем сравнения концентрации определенного вещества в плазме крови и моче. Для этого используются вещества, обладающие следующими свойствами:
– физиологически нетоксичные,
– инертные
– не связываются с белками в плазме крови
– не реабсорбируются в почечных канальцах
– выделяются с мочой только путем фильтрации.

Например, таким веществом является полимер фруктозы инулин, который не образуется в организме и его вводят внутривенно для измерения скорости клубочковой фильтрации. Измеренная с помощью инулина скорость клубочковой фильтрации называется также коэффициентом очищения от инулина (клиренсом инулина).
Син = Мин · V/ Пин, где
Син – клиренс инсулина,
Мин – концентрация инулина в конечной моче
V – объем мочи в 1 мин
Пин – концентрация инулина в плазме.

Клиренс показывает, какой объем плазмы (в мл) очистился целиком от данного вещества за 1 мин. При сравнении клиренса других веществ с клиренсом инулина можно определить процессы, участвующие в выделении этих веществ с мочой. Если клиренс вещества равен клиренсу инулина, следовательно, это вещество только фильтруется. Если клиренс вещества больше клиренса инулина, значит это вещество выделяется не только за счет фильтрации, но и секреции. Если клиренс вещества меньше клиренса инулина, то вещество после фильтрации реабсорбируется.

В клинической практике для определения скорости клубочковой фильтрации используют эндогенный метаболит креатинам, концентрация которого в крови довольно стабильна. Креатинин удаляется из крови в основном путем клубочковой фильтрации, но в очень малых количествах он секретируется, поэтому его клиренс – менее точный показатель, чем клиренс инулина. Широкое использование в клинике креатинина определяется тем, что для его измерения не требуется внутривенное введение.

В норме скорость клубочковой фильтрации составляет:

у мужчин 125 мл/мин; у женщин – 110 мл/мин.

В результате фильтрации за сутки образуется около 150-180 л первичней мочи. Большой объем ультрафильтрата является результатом:
– наличия фильтрационного давления, обильного кровоснабжения почек;
– обширной (до 2 кв. м) фильтрационной поверхности капилляров клубочков.       .

Канальцевая реабсорбция

Механизм образования вторичной (конечной) мочи.

Первичная моча из капсулы поступает в почечные канальцы. По мере, ее прохождения через канальцы происходит реабсорбция – обратное всасывание в кровь:
– глюкозы
– аминокислот
– микроэлементов
– ионов натрия, хлора, гидрокарбоната
– витаминов
– воды
– солей.

Из 150 л первичной мочи образуется 1,5 л конечной.

Обратное всасывание различных веществ в канальцах может происходить активно и пассивно. Пассивный транспорт происходит без затраты энергии по электрохимическому, концентрационному или осмотическому градиентам. С помощью пассивного транспорта осуществляется реабсорбции:
– воды
– хлора
– мочевины.

Активным транспортом называется перенос вещества против электрохимического и концентрационного градиентов.

Различают:
1. первично-активный
2. вторично-активный транспорт.

Первично-активный транспорт происходит с затратой энергии клетки. Например, перенос ионов натрия с помощью фермента натрий-калиевой АТФ-азы, который использует энергию АТФ.

Вторично-активный транспорт – перенос вещества осуществляется за счет энергии транспорта другого вещества. Механизмом вторично-активного транспорта реабсорбируется глюкоза и аминокислоты.

Большое значение в механизмах реабсорбции воды и ионов натрия, а также концентрирования мочи имеет работа поворотно-противоточной множительной системы.

Реабсорбция воды и электролитов в петле нефрона.

Концентрация первичной мочи в извитом канальце первого порядка изотонична крови почечной артерии. В нисходящем колене петли нефрона осмотическая концентрация мочи нарастает, достигая максимума в месте поворота петли: здесь она более чем в 7 раз превышает осмотическую концентрацию крови почечной артерии. По мере продвижения мочи по восходящему колену петли нефрона в направлении от почечного сосочка к корковому слою осмотическая концентрация мочи вновь снижается. В месте перехода петли в дистальный извитой каналец она в 3 раза меньше осмотической концентрации крови.

Спускаясь затем по дистальному канальцу и особенно по собирательной трубке к почечному сосочку, моча вновь приобретает высокую осмотическую концентрацию. Осмотическая концентрация крови, содержащейся в капиллярах, оплетающих почечные канальцы, и межклеточной жидкости, непостоянна и на всех уровнях нефрона соответствует осмотической концентрации мочи, а градиент концентрации имеется только вдоль петли нефрона и собирательной трубки.

Осмотическая концентрация мочи повышается по мере ее продвижения от коркового слоя к сосочковому и снижается в. обратном направлении. Осмотическая концентрация крови и тканевой жидкости вокруг канальцев нефрона изоосмотична моче, которая находится в канальце данного участка.

Почка – единственный орган, не имеющий постоянства осмотического давления. Осмотическая концентрация в почке возрастает в направлении от коркового слоя к мозговому и достигает максимума у сосочков лоханки. Эти факты послужили основанием для создания поворотно-противоточной, теории, которая объясняет процесс реабсорбции воды и веществ.

В механизме образования мочи и поддержания осмотического гомеостаза важная роль принадлежит осмотической концентрации и разведению мочи, которые осуществляются по принципу поворотно-противоточной системы.

Поворотно-противоточная система представлена параллельно расположенными коленами петли Генле и собирательной трубочкой, по которым жидкость движется в разных направлениях (противоточно).

Противоточный механизм состоит в том, что движение канальцевой жидкости в нисходящем и восходящем отделах петли Генле, а также в прямых артериальных и венозных сосудах юкстамедуллярных нефронов происходит в противоположном направлении. Поворотный механизм осуществляется в самом колене петли Генле, где движение канальцевой жидкости получает обратное направление (рис. 7).

В основе функционирования поворотно-противоточной системы лежат особенности расположения восходящих и нисходящих частей в непосредственной близости друг от друга, параллельно в глубь мозгового вещества проходят собирательные и кровеносные капилляры.

Рисунок 7. Схема функционирования противоточно-поворотной системы почек. а – активная реабсорбция натрия и мочевины; б – реабсорбция воды в соответствии с концентрационным градиентом; в-окончательная концентрация мочи (реабсорбция воды) в дистальных канальцах и собирательных трубках. 1 и 2 — глубокая и наружная зоны мозгового вещества; 3 – корковое вещество; 4 – почечная капсула; 5 – тонкий нисходящий сегмент петли Гейле; б – тонкий восходящий сегмент петли Геняе; 7 – восходящий толстый сегмент петли Геняо; В – дистальный извитой Каналец; 9 – собирательная трубка; 10 – концентрационный градиент осмотически активных веществ, 11 — мочевина

Принцип функционирования поворотно-противоточного механизма включает следующие физиологические характеристики почек:

1. Эпителий тонкого нисходящего, отдела имеет щелевидные пространства шириной до 7 км.
2. Чем дальше в мозговое вещество спускается петля, тем выше становится осмотическое давление окружающей межклеточной жидкости (с 300 мосм/л в коре до 1200- 1400 мосм/л на верхушке сосочка).
3. Восходящее колено почти непроницаемо для воды.
4. Эпителий восходящего отдела активно, с помощью транспортных систем выкачивает натрий и хлор.

В почечном поворотно-противоточном механизме движущей силой является активная реабсорбция натрия на всем  протяжении восходящего колена петли Генле, в результате чего и достигается столь большая осмотическая разница вдоль канальцев нефрона при отсутствии на любом уровне поперечного градиента: в этом участке нефрона натрий активно реабсорбируется, а вода не пропускается.

При прохождении мочи через нисходящий отдел петли Генле она постепенно концентрируется вследствие перехода воды в тканевую жидкость по осмотическому градиенту, который создается выходом натрия из рядом расположенной восходящей части петли Генле. Переход натрия из дистального отдела петли Генле повышает осмотическое давление тканевой жидкости, которое компенсируется встречным током воды. Процессы выхода воды и натрия сопряжены.

В результате выхода натрия гипертоничная у вершины петли моча становится затем изотоничной и даже гипотоничной (по отношению к плазме крови) в конце восходящего канальца петли Генле. Осмотическое давление мочи в нисходящем канальце в результате всасывания воды постепенно повышается, а осмотическое давление мочи в восходящем колене вследствие реабсорбции натрия столь же постепенно снижается.

Таким образом, между двумя соседними участками канальца разница в давлении невелика, а по ходу петли эти небольшие перепады в каждом участке канальца суммируются, что приводит к очень большому градиенту давления между началом, концом и вершиной петли Генле. Петля Генле работает как концентрирующий механизм и благодаря своему строению обладает высокой способностью к концентрированию при минимальной затрате энергии.

В результате действия поворотно-противоточной системы осмотическое давление возрастает в направлении от пограничной зоны (280-300 моем моль/л) к вершинам пирамид (1200-1500 мосм моль/л), создавая так называемый вертикальный концентрационный градиент, который обеспечивается:

1. активной реабсорбцией натрия в толстом восходящем колене петли Генле, происходящей без эквивалентного всасывания воды, так как стенки этого отдела непроницаемы для воды; что приводит к повышению концентрации ионов натрия в наружной зоне мозгового вещества.

2. активной реабсорбцией мочевины в собирательных трубках, что увеличивает концентрацию осмотически активных веществ в глубокой зоне мозгового вещества.

В начальный отдел нисходящего участка поступает фильтрат, имеющий более низкое осмотическое давление, чем у окружающего вещества. По мере опускания по нисходящему отделу фильтрат, отдавая воду, постоянно имеет осмотический градиент с межклеточной жидкостью, поэтому вода покидает фильтрат на всем протяжении нисходящего колена, что обеспечивает здесь реабсорбщда около 15% ее объема от первичной мочи.

Под влиянием концентрационного градиента происходит пассивная реабсорбция воды из канальцев в интерстициальную ткань по всему нисходящему колену петли Генле, что приводит к нарастанию концентрации канальцевой жидкости от начала нисходящего отдела петли Генле до ее поворота в восходящий отдел.

Затем канальцевая жидкость попадает в восходящий тонкий сегмент петли нефрона, который также проницаем только для воды, и движется по направлению к наружной зоне мозгового вещества, где концентрация осмотически активных веществ ниже, чем у поворота петли. Поэтому вода поступает здесь из интерстициальной ткани почки в просвет канальца.

Восходящий толстый отдел петли Генле непроницаем для воды и проницаем для ионов натрия, здесь снова продолжается реабсорбция ионов натрия, но уже без эквивалентного количества воды, как в проксимальном канальце, поэтому концентрация канальцевой жидкости снижается, происходит ее разведение.

На базальной мембране эпителиальных клеток имеются системы активного выкачивания натрия и хлора. В результате концентрация этих ионов в проходящем здесь фильтрате может снижаться до 30-40 ммоль/л. Здесь реабсорбируется до 25% натрия. Активное выкачивание, хлорида натрия из эпителия восходящего отдела петли Гейле создает повышенное осмотическое давление межклеточной жидкости, благодаря этому из предшествующего, нисходящего отдела в интерстиций диффундирует вода.

В дистальном извитом канальце и собирательных трубках происходит дальнейшая факультативная реабсорбция воды, и концентрация канальцевой жидкости увеличивается; причем степень такой концентрации зависит от потребностей организма и регулируется АДГ, а реабсорбция натрия – альдостероном.

Окончательное концентрирование мочи происходил в собирательных трубках. Интенсивность такой концентрации зависит от 2 факторов:

1. способности почек создавать в интерстициальной ткани мозгового вещества концентрационной градиент осмотически активных веществ, т.е. от концентрационной способности почек;
2. потребности организма в жидкости и осмотически активных веществ.

В отличие от наружной зоны мозгового вещества почки, где повышение осмолярной концентрации основано главным образом на транспорте ионов натрия и хлора, во внутреннем мозговом веществе почки это повышение обусловлено, участием ряда веществ, среди которых важнейшее значение имеет мочевина – для нее стенки проксимального канальца проницаемы.

В проксимальном канальце реабсорбируется до 50% профильтровавшейся мочевины, однако в начале дистального канальца количество мочевины несколько больше, чем количество мочевины, поступившей с фильтратом.

Имеется система внутрипочечного кругооборота мочевины, которая участвует в осмотическом концентрировании мочи. При антидиурезе АДГ увеличивает проницаемость собирательных трубок мозгового вещества почки не только для воды, но и мочевины. В просвете собирательных трубок вследствие реабсорбции воды повышается концентрация мочевины.

Когда проницаемость канальцевой стенки для мочевины увеличивается, она диффундирует в мозговое вещество ночки. Мочевина проникает в просвет прямого сосуда и тонкого отдела петли нефрона. Поднимаясь по направлению к корковому веществу почки по прямому сосуду, мочевина непрерывно участвует в противоточном обмене, диффундирует в нисходящий отдел прямого сосуда и нисходящую часть петли нефрона.

Постоянное поступление во внутреннее мозговое вещество мочевины, ионов натрия и хлора, реабсорбируемых клетками тонкого восходящего отдела петли нефрона и собирательных трубок; удержание этих веществ благодаря деятельности противоточной системы прямых сосудов и петель нефрона обеспечивает повышение концентрации осмотически активных веществ во внеклеточной жидкости во внутреннем мозговом веществе почки.

Вслед за увеличением осмолярной концентрации интерстициальной жидкости, окружающей собирательную трубку, возрастает реабсорбция воды и повышается эффективность осморегулирующей функции почки. Эти данные об изменении проницаемости канальцевой стенки для мочевины объясняют, почему очищение от мочевины уменьшается при снижении мочеотделения.

В связи с выходом воды осмотическое давление мочи постепенно повышается, достигая максимума в области поворота петли. Гиперосмотическая моча поднимается по восходящему колену, где теряет ионы натрия и хлора, которые выводятся активной работой транспортных систем, поэтому в дистальные канальцы фильтрат поступает даже гипоосмотическим (около. 100-200 мосм/л). Таким образом, в нисходящем колене происходит процесс концентрации мочи, а в восходящем – ее разведение, но без поступления сюда воды.

Немаловажное значение в этом процессе имеют и кровеносные капилляры, которые как бы дублируют ход петли Генле. Прямые сосуды мозгового вещества почки, подобно канальцам петли нефрона, образуют сосудистую противоточную систему: из нисходящей части капилляра в паренхиму вода может поступать, а в восходящий отдел она возвращается; одновременно с этим в капилляры поступают ионы и другие соединения, а из них в паренхиму могут выходить дополнительно субстраты для выделения.            Ускорение кровотока в этих капиллярах обеспечивает активное «вымывание» из интерстиция осмотически активных веществ.

Благодаря такому расположению прямых сосудов обеспечивается эффективное кровоснабжение мозгового вещества почки, но не происходит «вымывание» из крови осмотически активных веществ, так как при прохождении крови по прямым сосудам наблюдаются такие же изменения ее осмотической концентрации, как и в тонком нисходящем отделе петли нефрона.

При движении крови по направлению к вершине мозгового вещества концентрация осмотически активных веществ в ней постепенно возрастает, а во время обратного движения крови к корковому веществу соли и другие вещества, диффундирующие через сосудистую стенку, переходят в интерстициальную ткань. Тем самым сохраняется градиент концентрации осмотически активных веществ внутри почки, и прямые сосуды функционируют как противоточная система. Скорость движения крови по прямым сосудам определяет количество удаляемых их мозгового вещества солей и мочевины и отток реабсорбируемой воды.

Отличительные особенности нефронов, расположенных в различных отделах почек, особенно сказываются на активности реабсорбции в петле Генле, Чем длиннее петля Генле (юкстамедуллярные нефроны), тем более выражены в них процессы концентрации мочи.

Канальцевая секреция.
Эпителий канальцев выполняет не только всасывающую функцию, но и секреторную.

Канальцевом секреция – это транспорт веществ из крови в просвет канальцев (мочу). Канальцевая секреция позволяет экскретировать некоторые ионы, например, калия, органические кислоты (мочевая кислота) и основания (холин, гуанидин). А также ряд чужеродных для организма веществ, таких как антибиотики (пенициллин), рентгеноконтрастные вещества (диодраст), красители (феноловый красный).

Канальцевая секреция представляет собой преимущественно активный процесс, происходящий с затратами энергии для транспорта веществ против концентрационного или электрохимического градиентов. В эпителии канальцев существуют разные системы транспорта (переносчики) для секреции органических кислот и органических оснований. Это подтверждается тем, что при угнетении секреции органических кислот пробенецидом, секреция оснований не нарушается.

Транспортные секретирующие механизмы обладают свойством адаптации, т.е. при длительном поступлении вещества в кровоток количество транспортных систем за счет белкового синтеза постепенно увеличивается. Это учитывают при лечении пенициллином. Так как очищение крови от него постепенно возрастает, необходимо увеличение дозировки для поддержания необходимой терапевтической концентрации.

Канальцевый эпителий синтезирует и секретирует вещества, образующиеся в самих клетках эпителия: аммиак, гиппуровую кислоту, которые выделяются с мочой; ренин, простагландины, глюкозу почек, поступающие в кровь.
Таким образом, состав конечной мочи зависит от процессов фильтрации, реабсорбции и секреции.

Количество, состав и свойства мочи

За сутки человек выделяет в среднем около 1,5 л мочи. При обильном питье, потреблении белковой пищи диурез возрастает. При потреблении небольшого количества воды, при усиленном потоотделении диурез снижается. Интенсивность мочеобразования колеблется в течение суток: ночью мочеобразование меньше, чем днем.
Моча представляет собой прозрачную жидкость светло-желтого цвета с относительной плотностью 1005-1025, которая зависит от количества принятой жидкости.

Состав мочи:
вода – 95%;
твердые вещества – 5%;
мочевина – 2%;
мочевая кислота 0,05%;
креатинин 0,075%;
соли натрия и калия.

За сутки с мочой выводится 25-30 г. мочевины, 15-25 г. неорганических солей.

Реакция мочи здорового человека обычно слабо-кислая. Однако pH ее колеблется от 5,0 до 7,0 в зависимости от характера питания. Если человек использует в рационе преимущественно мясную, белковую пищу – реакция мочи слабо-кислая, нейтральная; если растительную пищу – реакция мочи нейтральная или слабо щелочная.

В моче здорового человека белок отсутствует или определяются его следы. Среди органических соединений небелкового происхождения в моче встречаются соли щавелевой кислоты, молочной кислоты, кетоновые тела.

Глюкозы в моче в обычных условиях быть не должно. Эритроциты появляются в моче (гематурия) при заболеваниях почек и мочевыводящих органов. В моче содержатся пигменты уробилин, урохром. которые определяют цвет мочи. С мочой выделяются электролиты: ионы натрия, калия, магния, хлора, кальция, сульфаты и др. В моче содержатся гормоны и их метаболиты, ферменты, витамины.

Выведение мочи

Образовавшаяся моча из собирательных трубочек поступает в почечные лоханки. По мере заполнения лоханки мочой до определенного предела, который контролируется барорецепторами, происходит рефлекторное сокращение мускулатуры лоханки, раскрытие мочеточника и поступление мочи в мочевой пузырь.

Поступающая в мочевой пузырь моча постепенно приводит к растяжению его стенок. При наполнении до 250 мл раздражаются механорецепторы мочевого пузыря и импульсы передаются по афферентным волокнам тазового нерва в крестцовый отдел спинного мозга, где расположен центр непроизвольного мочеиспускания.

Импульсы от центра по парасимпатическим волокнам достигают мочевого пузыря и мочеиспускательного канала и вызывают сокращение гладкой мышцы стенки мочевого пузыря и расслабление сфинктера пузыря и сфинктера мочеиспускательного канала, что приводит к опорожнению мочевого пузыря. Ведущим механизмом раздражения рецепторов мочевого пузыря является его растяжение, а не рост давления.

Важное значение имеет скорость наполнения мочевого пузыря. При быстром его наполнении импульсация резко увеличивается. Спинальный центр находится под регулирующим влиянием вышележащих отделов: кора больших полушарий и средний мозг тормозят его, а передние отделы варолиева моста и задний отдел гипоталамуса стимулируют. Устойчивый корковый контроль мочеиспускания развивается на втором году жизни.

Нейрогуморальная регуляция деятельности почек

Нервная регуляция

Нервная система регулирует:
– гемодинамику почки
– работу юкстагломерулярного аппарата
– фильтрацию
– реабсорбцию
– секрецию.

Раздражение симпатических нервов (являются преимущественно ветвями чревных нервов), иннервирующих почку, приводит к сужению ее кровеносных сосудов. При сужении приносящих артериол уменьшаются фильтрационное давление и фильтрация. Сужение выносящих артериол сопровождается повышением фильтрационного давления и ростом фильтрации.

Стимуляция симпатических эфферентных волокон приводит к увеличению реабсорбции натрия, воды. Раздражение парасимпатических волокон, идущих в составе блуждающих нервов, вызывает усиление реабсорбции глюкозы и секреции органических кислот.

При болевых раздражениях диурез рефлекторно уменьшается вплоть до полного прекращения (болевая анурия). Механизм этого явления заключается в сужении почечных сосудов в результате возбуждения симпатической нервной системы, усилении секреции катехоламинов надпочечниками и увеличении продукции антидиуретического гормона (вазопрессина).

Уменьшение и увеличение диуреза может быть вызвано условно- рефлекторным путем, что свидетельствует о выраженном влиянии высших отделов ЦНС на работу почек. ЦНС регулирует работу почек или непосредственно через вегетативные нервы, или через нейроны гипоталамуса, изменяя секрецию гормонов. В этом проявляется единство нервной ж гуморальной регуляции.

Гуморальная регуляция

Ведущую роль в регуляции деятельности почек принадлежит гуморальной системе. На работу ночек оказывают влияние многие гормоны, главными из которых являются антидиуретический гормон (АДГ) или вазопрессин, и альдостерон.

Антидиуретический гормон (АДГ) или вазопрессин способствует реабсорбции воды в дистальных отделах нефрона путем увеличения проницаемости для воды стенок дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек.

Рисунок 8. Роль гипофиза и надпочечников в регуляции диуреза – процессы, происходящие под влиянием гормонов (по А.В. Коробкову, С.А. Чесноковой 1986).

Механизм действия АДГ заключается в активации фермента аденилатциклазы, который участвует в образовании цАМФ из АТФ. Кроме того, АДГ активирует фермент гиалуронидазу, которая деполимеризирует гиалуроновую кислоту межклеточного вещества, что обеспечивает пассивный межклеточный транспорт воды по осмотическому градиенту.

При избытке АДГ может наступить полное прекращение мочеобразования. Уменьшение секреции АДГ вызывает развитие несахарного диабета, при котором выделяется большое количество светлой мочи с незначительной относительной плотностью.

АДГ имеет важное значение в поддержании осмотического давления крови, волюморегуляции.

Рисунок 9. Участие юкстагломерулярного аппарата почек (ЮГА) в регуляции уровня артериального давления, УО – ударный объем; РААС – ренин-ангиотензин- альдостероновая система; ОЦК – объем циркулирующей крови (по Г.Е. Ройтберг, А.В. Струтынский, Лабораторная и инструментальная диагностика заболеваний внутренних органов, 1999)

Альдостерон увеличивает реабсорбцию ионов натрия и секрецию ионов калия и водорода клетками почечных канальцев. Одновременно возрастает реабсорбция воды, которая всасывается пассивно по осмотическому градиенту, создаваемому ионами натрия, что приводит к уменьшению диуреза. Гормон уменьшает реабсорбцию кальция и магния в проксимальных отделах канальцев.

Натрийуретический гормон усиливает выведение ионов натрия с мочой.

Паратгормон стимулирует реабсорбцию кальция и тормозит реабсорбцию фосфатов, что приводит к повышению концентрации ионов кальция в плазме крови и усилению выведения фосфатов с мочой. Кроме того, паратгормон угнетает реабсорбцию ионов натрия и НСОЗ в проксимальных канальцах и активирует реабсорбцию магния в восходящем колене петли Генле.

Кальцитонин тормозит реабсорбцию кальция и фосфата.

Адреналин в малых дозах суживает просвет выносящих артериол, в результате чего повышается гидростатическое давление, увеличиваются фильтрация и диурез. В больших дозах он вызывает сужение как выносящих, так и приносящих артериол, что приводит к уменьшению диуреза- вплоть до анурии.

Инсулин. Недостаток этого гормона приводит к гипергликемии, глюкозурин, увеличению осмотического давления мочи и увеличению диуреза.

Тироксин усиливает обменные процессы, в результате чего в моче возрастает количество осмотически активных веществ, в частности, азотистых, что приводит к увеличению диуреза.

Простагландины угнетают реабсорбцию натрия, стимулируют кровоток в мозговом веществе ночки, увеличивают диурез.

Соматотропин и андрогены увеличивают секрецию некоторых веществ, например, парааминогиппуровой кислоты,

Ренин-ангиотензин-альдостероновая система участвует в регуляции почечного и системного кровообращения, объема циркулирующей крови, электролитного баланса организма.

ФИЗИОЛОГИЯ МОЧЕВЫДЕЛЕНИЯ — Студопедия

В образовании мочи участвуют все отделы нефрона. Образование мочи происходит в 2 этапа:

1) вначале в почечном тельце путем фильтрации из плазмы крови в капсулу образуется первичная моча;

2) далее в канальцах посредством обратного всасывания (реабсорбции) воды и всех нужных организму веществ, а также секреции и синтеза некоторых веществ образуется конечная моча.

Следовательно, образование мочи в почках - результат четырех процессов: фильтрации реабсорбации секреции и синтеза. В почечных тельцах происходит фильтрация (ультрафильтрация) плазмы крови из капилляров клубочков в полость капсулы нефрона. Мысль о фильтрации воды и растворенных веществ как первом этапе мочеообразования была высказана в 1842 г. немецким физиологом Карлом Людвигом. Фильтрация - это про­цесс прохождения воды и растворенных в ней веществ под действием раз­ности давления по обе стороны внутренней стенки капсулы. Однако этот своеобразный процесс заключается не только в проталкивании жидкости через почечный фильтр в полость капсулы, но и в расщеплении плазмы, в отделении растворенных коллоидных белковых материалов от растворите­ля (воды). Такой процесс называется ультрафильтрацией. Поэтому пра­вильнее было бы говорить о первом этапе образования первичной мочи как об ультрафильтрации, а не просто фильтрации. Фильтрующая мембра­на, через которую проходит жидкость из просвета капилляра в полость капсулы клубочка, состоит из трех слоев: эндотелиальных клеток, базальной мембраны и эпителиальных клеток - подоцитов. Клетки эндотелия очень истончены, в них имеются круглые или овальные отверстия, зани­мающие до 30% поверхности клетки. При нормальном кровотоке наиболее крупные белковые молекулы образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия, препятствуя прохождению через них форменных элемен­тов и мелкодисперсных белков. Остальные компоненты плазмы крови и вода могут свободно достигать базальной мембраны, являющейся наибо­лее важной составной частью почечного фильтра. Эта мембрана состоит из трех слоев: центрального и двух периферических. Центральный, более плотный слой имеет сеточку с диаметром ячеек 5-7 нм. Аналогичные ще­левые мембраны имеются между ножками подоцитов. Эти эпителиальные клетки обращены в просвет капсулы почечного тельца, они имеют отрост­ки - ножки, которыми прикрепляются к базальной мембране. Базальная мембрана и щелевые мембраны между этими ножками также ограничива­ют фильтрацию веществ диаметром более 7 им.


Образующийся клубочковый фильтрат, сходный по химическому со­ставу с плазмой крови, но не содержащий белков, называется первичной мочой. Состав первичной мочи экспериментально был исследован в 1924 году американским физиологом А.Н.Ричардсом, которому удалось извлечь первичную мочу микропипеткой непосредственно из капсулы почечного тельца. Анализ полученной жидкости показал, что первичная моча представляет собой плазму, лишенную белка. Процессу фильтрации первичной мочи способствует высокое гидростатическое давление в капиллярах клубочков, равное 70-90 мм рт.ст. Ему противодействуют онкотическое давление крови, равное 25-30 мм рт.ст., и давление жидкости, находящейся в полости капсулы нефрона (почечного тельца), равное 10-15 мм рт.ст., поэтому критическая величина разности кровяного давления, обеспечивающая клубочковую фильтрацию, равна в среднем:


75мм рт.ст. - (30 мм рт.ст. + 15 мм рт.ст.) = 30 мм рт.ст.

Фильтрация мочи прекращается, если артериальное давление в капиллярах клубочков ниже 30 мм рт.ст.

За сутки в почках образуется 150-180 л первичной мочи. Первичная моча из капсулы поступает в почечные канальцы. Стенка извитого канальца I порядка (проксимального) образована однослойным кубическим каемчатым эпителием, петли Ф.Генле - плоским, извитого канальца II порядка (дистального) - низким призматическим эпителием, лишенным щеточной каймы, собирательной трубки - однослойным кубическим и низким цилиндрическим эпителием.

Образование вторичной, или конечной, мочи является результатом обратного всасывания (реабсорбции) воды и солей в канальцах, секреции и синтеза эпителием канальцев некоторых веществ. Из первичной мочи в проксимальных канальцах всасываются обратно в кровь так называемые пороговые вещества: глюкоза, аминокислоты, витамины, ионы натрия, калия, кальция, хлора и т.д. Они выводятся с мочой только в том случае, если их концентрация в крови выше константных для организма значений. Например, глюкоза выделяется с мочой в виде следов при уровне сахара в крови 8,34-10 ммоль/л (150-180 мг%). При уровне сахара в крови 6,67-7,78 ммоль/л (120-140 мг%) в моче сахар будет отсутствовать, при уровне 10-11,12 ммоль/л (180-200 мг%) в моче появится небольшое количество сахара, а при уровне 27,8-44,48 ммоль/л (500-800 мг%) - высокое содержа­ние сахара в моче. Таким образом, величина 8,34-10 ммоль/л (150-180 мг%) и будет характеризовать порог выведения глюкозы почками.

Непороговые вещества выделяются с мочой при любой концентрации их в крови. Попадая из крови в первичную мочу, они не подвергаются реабсорбции (мочевина, креатинин, сульфаты, аммиак и др.). Благодаря обратному всасыванию в канальцах воды и пороговых веществ за сутки в почках из 150-180 л первичной мочи образуется 1,5 л конечной мочи (примерно 1 мл в ми­нуту). При этом содержание непороговых веществ (т.е. продуктов обмена) в конечной моче достигает больших величин. Так, например, мочевины в ко­нечной моче больше, чем в крови, в 65 раз, креатинина - в 75 раз, сульфатов -в 90 раз.

Обратное всасывание веществ из первичной мочи в кровь в раз­личных частях нефрона неодинаково. Так, например, в проксимальных извитых канальцах реабсорбция ионов натрия, калия является постоянной, мало зависящей от их концентрации в крови (обязательная реабсорбция). В дистальных извитых канальцах величина обратного всасывания указан­ных ионов изменчива и зависит от их уровня в крови (факультативная реабсорбция). Следовательно, дистальные извитые канальцы регулируют и поддерживают постоянство концентрации ионов натрия и калия в орга­низме.

Нисходящее и восходящее колена петли Ф.Генле образуют так называемую поворотно-противоточную систему. Тесно соприкасаясь друг с другом, нисходящее и восходящее колена функционируют как единый механизм. Сущность такой совместной работы заключается в том, что из полости нисходящего колена в тканевую жидкость почки обильно посту­пает вода. Это приводит к сгущению в данном колене, т.е. к повышению концентрации различных веществ мочи. Из восходящего же колена в тка­невую жидкость активно выводятся ионы натрия, но не выводится вода. Повышение концентрации ионов натрия в тканевой жидкости способству­ет повышению ее осмотического давления, а следовательно, и усилению отсасывания воды из нисходящего колена. Это вызывает еще большее сгущение мочи в петле Ф.Генле. Здесь, как и везде в живых системах, вновь проявляет себя феномен саморегуляции. Выход воды из нисходяще­го колена способствует выходу из восходящего колена ионов натрия, а натрий в свою очередь обусловливает выход воды. Таким образом, петля Ф.Генле работает как концентрирующий мочу механизм. Сгущение мочи продолжается и далее в собирательных трубках.

Процесс обратного всасывания глюкозы, аминокислот, солей натрия, фосфатов и других веществ осуществляется за счет затрат химической энергии эпителия канальцев и носит название активного транспорта. При этом в почках потребляется большое количество кислорода, что указывает на высокий обмен веществ. Всасывание же воды и хлоридов осуществля­ется пассивно, т.е. на основе диффузии и осмоса. Эпителию канальцев свойственна не только всасывающая, но и секреторная функция. Благодаря секреторной функции канальцев из крови удаляются вещества, которые не проходят через почечный фильтр в клубочках или содержатся в крови в большом количестве. Активной канальцевой секреции подвергаются креатинин, парааминогиппуровая кислота, мочевина (при высоком ее содержа­нии в крови), некоторые краски, диодраст, многие лекарственные вещест­ва, например, пенициллин. Клетки почечных канальцев способны не толь­ко секретировать, но и синтезировать некоторые вещества из различных органических и неорганических продуктов. Так, например, они синте­зируют гиппуровую кислоту из бензойной кислоты.

Таким образом, мочеобразование - сложный процесс, в котором наря­ду с явлениями фильтрации и реабсорбции большую роль играют процес­сы активной секреции и синтеза. Если процесс фильтрации протекает в основном за счет артериального давления, т.е. за счет функционирования сердечно-сосудистой системы, то процессы реабсорбции, секреции и син­теза являются результатом активной деятельности эпителия канальцев и требуют затраты энергии. С этим связана большая потребность почек в кислороде. Они используют кислорода в 6-7 раз больше, чем мышцы (на единицу массы).

Моча человека представляет собой прозрачную, соломенно-желтого цвета жидкость, с которой из организма выводятся наружу вода и растворенные конечные продукты обмена (в частности, азотсодержащие вещества), минеральные соли, ядовитые продукты (фенолы, амины), про­дукты распада гормонов, биологически активные вещества, витамины, ферменты, лекарственные соединения и т.д. В целом всего с мочой выде­ляется около 150 различных веществ. За сутки человек выделяет в сред­нем от 1 до 1,5 л мочи, преимущественно слабокислой реакции; рН ее ко­леблется от 5 до 7. Реакция мочи непостоянная и зависит от питания. При мясной и богатой белками пище реакция мочи кислая, при растительной пище - нейтральная или даже щелочная. Удельный вес (относительная плотность) мочи зависит от количества принятой жидкости. В норме в те­чение суток удельный вес мочи находится в диапазоне 1,010-1,025. За су­тки с мочой выделяется в среднем 60 г плотных веществ (4%). Из них ор­ганических веществ выделяется в пределах 35-45 г/сутки, неорганических - 15-25 г/сутки. Из органических веществ почки удаляют с мочой больше всего мочевины: 25-35 г/сутки (2%), из неорганических - поваренной соли (хлористого натрия) - 10-15 г/сутки. Кроме названных главных компонен­тов, за сутки почки удаляют с мочой такие органические вещества, как креатинин - 1,5 г, мочевую, гиппуровую кислоты - по 0,7 г, неорганиче­ские вещества: сульфаты и фосфаты - по 2,5 г, окись калия - 3,3 г, окись кальция и окись магния - по 0,8 г, аммиак - 0,7 г и т.д.

В условиях патологии в моче обнаруживаются вещества, обычно в ней не выявляемые: белок, сахар, ацетоновые тела и др., но об этом мы подробно расскажем на следующей лекции "Патология мочевой системы".

Образующаяся в почках конечная моча поступает из канальцев в собирательные трубки, далее в почечную лоханку, а из нее - в мочеточник и мочевой пузырь. Мочевой пузырь иннервируется симпатическим (подчревным) и парасимпатическим (тазовым) нервами. При возбуждении симпатического нерва перистальтика мочеточников усиливается, мышеч­ная стенка мочевого пузыря расслабляется, сжатие сфинктера мочевого пузыря усиливается, т.е. происходит накопление мочи. Возбуждение парасимпатического нерва вызывает противоположное действие: мышечная стенка мочевого пузыря сокращается, сфинктер мочевого пузыря расслабляется и моча изгоняется из мочевого пузыря.

Мочеиспускание представляет собой сложный рефлекторный акт, заключающийся в одновременном сокращении стенки мочевого пузыря и рас­слаблении его сфинктера. Непроизвольный рефлекторный центр мочеиспус­кания находится в крестцовом отделе спинного мозга.

Первые позывы к мо­чеиспусканию появляются у взрослых при увеличении объема мочевого пу­зыря до 150 мл. Усиленный поток импульсов от механорецепторов мочевого пузыря поступает при увеличении его объема до 200-300 мл. Афферентные импульсы поступают в спинной мозг (11-IV сегменты крестцового отдела) к центру мочеиспускания. Отсюда по парасимпатическому (тазовому) нерву импульсы идут к мышце мочевого пузыря и его сфинктеру. Происходит реф­лекторное сокращение мышечной стенки и расслабление сфинктера. Одно­временно от спинального центра мочеиспускания возбуждение передается в кору большого мозга, где возникает ощущение позыва к мочеиспусканию. Импульсы от коры большого мозга через спинной мозг поступают к сфинкте­ру мочеиспускательного канала. Происходит мочеиспускание. Влияние коры большого мозга на рефлекторный акт мочеиспускания проявляется в его за­держке, усилении или даже произвольном вызывании. Произвольная задержка мочеиспускания отсутствует у новорожденных. Она появляется только к кон­цу первого года. Прочный условный рефлекс задержки мочеиспускания выра­батывается у детей к концу второго года. В результате воспитания у ребенка вырабатывается условнорефлекторная задержка позыва и условный обстано­вочный рефлекс: мочеиспускание при появлении определенных условий для его осуществления.

Регуляция деятельности почек осуществляется нервным и гу­моральным путями. Прямая нервная регуляция работы почек выражена слабее, чем гуморальная. Как правило, оба вида регуляции осу­ществляются параллельно гипоталамусом или корой. Однако выключение, высших корковых и подкорковых центров регуляции не приводит к пре­кращению мочеобразования. Нервная регуляция мочеобразования больше всего влияет на процессы фильтрации, а гуморальная - на процессы реабсорбции.

Нервная система может влиять на работу почек как условнорефлекторным, так и безусловнорефлекторным путями. Большое значение для реф­лекторной регуляции деятельности почек имеют следующие рецепторы:

1) осморецепторы - возбуждаются при дегидратации (обезвожива­нии) организма;

2) волюмрецепторы - возбуждаются при изменении объема разных отделов сердечно-сосудистой системы;

3) болевые - при раздражении кожи;

4) хеморецепторы - возбуждаются при поступлении химических ве­ществ в кровь.

Безусловнорефлекторный подкорковый механизм управления мочеотделением (диурезом) осуществляется центрами симпатических и блу­ждающих нервов, условнорефлекторный - корой. Высшим подкорковым центром регуляции мочеобразования является гипоталамус. При раздражении симпатических нервов фильтрация мочи, как правило, уменьшается вследствие сужения почечных сосудов, приносящих кровь к клубочкам. При болевых раздражениях наблюдается рефлекторное уменьшение моче­образования, вплоть до полного прекращения (болевая анурия). Сужение почечных сосудов в этом случае происходит не только в результате возбу­ждения симпатических нервов, но и за счет увеличения секреции гормонов вазопрессина и адреналина, обладающих сосудосуживающим действием. При раздражении блуждающих нервов увеличивается выведение с мочой хлоридов за счет уменьшения их обратного всасывания в канальцах почек.

Кора большого мозга влияет на работу почек как непосредственно через вегетативные нервы, так и гуморально через гипоталамус, нейросекреторные ядра которого являются эндокринными и вырабатывают анти­диуретический гормон (АДГ) - вазопрессин. Этот гормон по аксонам ней­ронов гипоталамуса транспортируется в заднюю долю гипофиза, где он накапливается, превращается в активную форму и в зависимости от внутренней среды организма поступает в большем или меньшем количестве в кровь, регулируя образование мочи.

Ведущая роль вазопрессина в гуморальной регуляции деятельности по чек доказана экспериментами. Если денервировать здоровую почку животного и пересадить ее в область шеи с кровоснабжением из сонной артерии и кровооттоком в яремную вену, то пересаженная почка будет выделять дли тельное время мочу, как обычная почка. При болевых раздражениях изолированная почка уменьшает мочеобразование вплоть до полного его прекраще ния так же, как и нормально иннервированная почка. Это объясняется тем, что при болевых раздражениях происходит возбуждение гипоталамуса и повышенная выработка вазопрессина. Последний, поступая в кровь, усиливает об ратное всасывание воды из канальцев почек и тем самым уменьшает диурез (мочеотделение). Как установлено, вазопрессин стимулирует образование фермента гиалуронидазы, которая усиливает распад гиалуроновой кислоты т.е. уплотняющего вещества дистальных извитых канальцев почек и собира­тельных трубок. В результате этого канальцы теряют водонепроницаемость, г вода всасывается в кровь. При избытке вазопрессина может наступить полное прекращение мочеобразования. При недостатке вазопрессина развивается тяжелое заболевание - несахарный диабет, или несахарное мочеизнурение. В этих случаях вода перестает реабсорбироваться в собирательных трубках вследствие чего за сутки может выделяться 20-40 л светлой мочи с низкой плотностью, в которой отсутствует сахар.

Другой стероидный гормон коры надпочечников из группы минерал-кортикоидов - альдостерон действует на клетки восходящего колена петли Ф.Генле. Под влиянием этого гормона усиливается процесс обратного всасывания ионов натрия и одновременно уменьшается реабсорбция ионов калия. В результате этого уменьшается выделение натрия с мочой и увели­чивается выведение калия, что приводит к повышению концентрации ио­нов натрия в крови и тканевой жидкости и увеличению осмотического давления. При недостатке альдостерона и других минералкортикоидов организм теряет столь большое количество натрия, что это ведет к измене­ниям внутренней среды, несовместимым с жизнью. Поэтому минералкортикоиды называют образно гормонами, сохраняющими жизнь.

строение, функции у мужчин и женщин

В мочевыделительную систему у человека входят органы, отвечающие за формирование, накапливание и выведение урины из организма.

Система предназначена для очищения организма от шлаков, опасных веществ при сохранении нужного водно-солевого баланса.

Рассмотрим ее более подробно.

Содержание статьи

Строение мочевой системы человека

В структуру системы мочевыделения входят:

Основа — почки

Основной орган мочевыделения. Состоят из почечной ткани, предназначенной для очищения крови с выделением мочи, а также чашечно-лоханочной системы для сбора и выведения урины.

Почки выполняют множество функций:

  1. Экскреторная. Заключается в выведении продуктов обмена, избытка жидкости, солей. Ведущее значение для правильной работы организма имеет вывод мочевины, мочевой кислоты. При превышении их концентрации в крови происходит интоксикация организма.
  2. Контроль водного баланса.
  3. Контроль артериального давления. Орган продуцирует ренин – фермент, характеризующийся сосудосуживающими свойствами. Также здесь вырабатывается ряд ферментов, имеющих сосудорасширяющие свойства, например, простагландины.
  4. Кроветворение. Орган продуцирует гормон эритропоэтин, благодаря которому осуществляется регуляция уровня эритроцитов – клеток крови, отвечающих за насыщение тканей кислородом.
  5. Регуляция уровня белков в крови.
  6. Регулирование обмена воды и солей, а также кислотно-щелочного баланса. Почки выводят избыток кислот и щелочи, регулируют осмотическое давление крови.
  7. Участие в обменных процессах Са, фосфора, витамина Д.

Почки обильно снабжены кровеносными сосудами, которые транспортируют к органу огромный объем крови – около 1700 л в сутки. Вся кровь в организме человека (около 5 л) фильтруется органом в течение суток порядка 350 раз.

Функционирование органа устроено таким образом, что через обе почки проходит одинаковый объем крови. Однако при удалении одной из них организм приспособится к новым условиям. Необходимо обратить внимание на то, что при повышенной нагрузке на одну почку растут и риски развития связанных с этим заболеваний.

Почки – не единственный орган выделения. Эту же задачу выполняют легкие, кожные покровы, кишечник, слюнные железы. Но даже в совокупности все эти органы не могут справиться с очищением организма в той же степени, как почки.

Нормально функционирующие почки поддерживают гомеостаз – постоянство внутренней среды, регулируя объем выводимой из него жидкости.

Например, при нормальном уровне глюкозы весь ее объем всасывается обратно. При повышении ее концентрации, часть сахара остается в канальцах и выводится вместе с уриной.

Мочеточный канал

Этот орган представляет собой мышечный канал, длина которого составляет 25-30 см. Он является промежуточным участком между почечной лоханкой и пузырем. Ширина просвета канала варьируется на протяжении его длины и может составлять от 0,3 до 1,2 см.

Мочеточники предназначены для движения мочи из почек в мочевой пузырь. Движение жидкости обеспечивается сокращениями стенок органа. Мочеточники и мочевой разделены клапаном, который для выведения урины открывается, затем возвращается в исходное положение.

Мочевой пузырь

Функция пузыря заключается в скоплении урины. При отсутствии мочи орган напоминает небольшой мешок со складками, который по мере накопления жидкости увеличивается в размерах.
Он пронизан нервными окончаниями.

Накопление в нем мочи в объеме 0, 25-0,3 л приводит к подаче в мозг нервного импульса, который проявляется как позыв к мочеиспусканию. В процессе опорожнения пузыря происходит одновременное расслабление двух сфинктеров, задействуются мышечные волокна промежности и пресса.

Объем выделяемой жидкости в сутки варьируется и зависит от множества факторов: температуры окружающей среды, объема выпитой воды, еды, потоотделения.

Мочеточники и мочевой пузырь состоят из 3 слоев. Первый слой – слизистая оболочка. Она выстилает органы изнутри, защищая эпителий от воздействия солей. Следующий слой – мышечные волокна, которые, сжимаясь, продвигают жидкость.

Они оснащены рецепторами, которые реагируют на сигналы почек о продвижении мочи или закрытии клапана. Последний – стенка органа, прикрепляющая его к клетчатке.

Структура уретры

Представляет собой трубчатый орган, выводящий мочу наружу. У мужчин и женщин есть свои особенности в функционировании этой части мочевыделительной системы.

Функции всей системы

Основная задача мочевыделительной системы – выведение токсических веществ. Начинается фильтрация крови в клубочках нефронов. Результатом фильтрации становится отбор крупных белковых молекул, возвращаемых в кровоток.

Жидкость, очищенная от белка, поступает в канальцы нефрона.
Почки тщательно и безошибочно отбирают все полезные и необходимые организму вещества и возвращают их в кровь.

Точно также они отфильтровывают ядовитые элементы, которые необходимо вывести наружу. Это важнейшая работа, без которой организм бы погиб.

Большинство процессов в человеческом организме протекает автоматически, без контроля человека. Однако мочевыделение – процесс, контролируемый сознанием, и при отсутствии заболеваний непроизвольно не происходит.

Однако к врожденным способностям этот контроль не относится. Он вырабатывается с возрастом в течение первых лет жизни. При этом у девочек формируется быстрее.

У сильного пола

В функционировании органов в мужском организме есть свои нюансы. Отличие касается работы мочеиспускательного канала, осуществляющего выброс не только мочи, но и спермы. С уретрой у мужчин соединены протоки, идущие от

мочевого пузыря и яичек. Однако урина и сперма не смешиваются.
В структуру мочеиспускательного канала у мужчин входят 2 отдела: передний и задний. Основная функция переднего отдела заключается в предупреждении проникновения инфекций в дальний отдел и последующего ее распространения.

Ширина уретры у мужчин составляет около 8 мм, а длина – 20-40 см. У мужчин канал подразделяется на несколько частей: губчатую, перепончатую и предстательную.

У женского населения

Отличия в выделительной системе присутствуют только в функционировании уретры.
В женском организме она выполняет одну функцию – выведение мочи. Уретра – короткая и широкая трубка, диаметр

которой составляет 10-15 мм, а длина – 30-40 мм. В связи с анатомическими особенностями, женщины чаще сталкиваются с заболеваниями мочевого пузыря, так как инфекции проще попасть внутрь.

Локализована уретра у женщин под симфизом и имеет изогнутую форму.
У представителей обоих полов учащение позывов к мочеиспусканию, возникновение болезненных ощущений, задержка или недержание урины свидетельствую о развитии заболеваний органов мочевыделения или расположенных рядом с ними.

В детском возрасте

Процесс созревания почек не завершается к моменту рождения. Фильтрующая поверхность органа у ребенка составляет всего 30% от этой величины у взрослых людей. Канальцы нефрона более узкие и короткие.

У детей первых лет жизни орган имеет дольчатое строение, наблюдается недоразвитие коркового слоя.
Для очищения организма от шлаков детям необходимо большее количество воды, чем взрослым. Нужно отметить пользу грудного вскармливания с этой точки зрения.

Поступающее в детский организм грудное молоко усваивается полностью, поэтому необходимость в выведении продуктов жизнедеятельность мала. Однако при замене материнского молока другими продуктами питания наблюдается рост нагрузки на орган.

Есть отличия и в работе других органов. Мочеточники у детей шире и более извилисты. Уретра у маленьких девочек (в возрасте до 1 года) полностью открыта, однако это не приводит к развитию воспалительных процессов.

Заключение

Мочевыделительная система объединяет в себе множество органов. Нарушения в их работе могут приводить к серьезным нарушениям в организме. При скоплении вредных веществ появляются признаки интоксикации – отравления, которое распространяется на весь организм.

При этом заболевания мочевыделительной системы могут быть разной природы: инфекционные, воспалительные, токсические, вызванные нарушением кровообращения. Своевременное обращение к врачу при возникновении симптоматики, указывающей на заболевание, поможет избежать тяжелых последствий.

Мочевыделительная система, подготовка к ЕГЭ по биологии

Выделение

Выделение - удаление конечных продуктов обмена веществ, которые не могут быть повторно использованы организмом, а так вредных, чужеродных веществ, попавших в организм (яды, лекарства).

К органам, выполняющим функции выделения, относятся: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательный канал, а также легкие, желудочно-кишечный тракт, кожа.

Небольшая часть мочевины и мочевой кислоты, а также лекарства выводятся вместе с секретом желез желудочно-кишечного тракта. Потовые железы кожи выделяют мочевую кислоту, соли, воду, мочевину. В процессе дыхания из легких улетучивается углекислый газ, вода, алкоголь, эфиры.

Почкам принадлежит первое место в этом списке: они - главное звено системы мочеотделения, однако при различных болезнях почек (почечной недостаточности) их функция страдает, и компенсаторно возрастает выделение через другие органы (ЖКТ, легкие, кожа). В этом случае у пациента может появляться неприятный запах мочевины от кожи, изо рта, что доставляет неудобства самим пациентам и их окружению.

Почки

Представляют собой парные бобовидные образования, которые лежат на задней стенке брюшной полости по бокам от позвоночника. Вес каждой почки около 150 грамм. Снаружи покрыты соединительнотканной и жировой капсулами. Через ворота в почку входит мочеточник, почечная артерия, вена, лимфатические сосуды и нервы.

На поперечном срезе почки хорошо различаются корковое и мозговое вещество. На периферии почки располагается слой коркового вещества, под ним глубже лежат пирамиды, образующие мозговое вещество. Между пирамидами хорошо различимы почечные столбы - участки коркового вещества, вдающиеся вглубь почки. Пирамида вместе с почечным столбом образует почечную долю.

Верхушка почечной пирамиды, обращенная внутрь, называется сосочек. Каждый сосочек усеян мелкими отверстиями, из которых выделяется моча и поступает в самые начальные участки мочевых путей - малые почечные чашечки. Сливаясь между собой, малые почечные чашечки образуют большие, которые сливаются в одну большую лоханку, переходящую в мочеточник.

Выходя из ворот почек, мочеточники направляются вниз к мочевому пузырю - резервуару мочи. В мочевом пузыре моча накапливается, его вместимость составляет около 500 мл. Далее моча направляется в мочеиспускательный канал (уретру), который открывается во внешнюю среду наружным отверстием.

Функции почек

Вам уже известна основная функция почек - выделительная, скоро мы приступим к ее углубленному изучению, но сейчас коснемся других функций почек. Рекомендую вернуться еще раз к функциям почек по прочтении статьи.

  • Удаление из организма конечных продуктов
  • Из организма удаляется мочевина, мочевая кислота, соли аммиака. Напомню, что мочевина образуется не в почках, а в печени, поэтому почки в данном случае играют роль фильтра.

  • Регуляция артериального давления
  • Осуществляют регуляцию артериального давления за счет выделения биологически активного вещества - ренина (мы поговорим об этом, изучая нефрон)

  • Регуляция эритроцитопоэза
  • Регулируют число эритроцитов, вырабатывая гормон эритропоэтин, который стимулирует образование эритроцитов в красном костном мозге.

  • Обеспечение гомеостаза
  • Поддерживают гомеостаз организма - постоянство внутренней среды.

    • Участие в водно-солевом балансе
    • Выделяя кислые или щелочные продукты, способствуют постоянству pH крови (водородный показатель)

Выделительная и кровеносная системы очень тесно взаимосвязаны, в чем мы убедимся по ходу изучения выделительной системы.

Нефрон

Нефрон (от гр. nephros - почка) - структурно-функциональная единица почки, состоящая из почечного тельца и канальцев. В составе почечного тельца различают сосудистый клубочек (капиллярный, мальпигиев), и покрывающую его капсулу Боумена-Шумлянского.

Обращаю ваше особое внимание на разницу диаметра приносящей и выносящей артериол. Диаметр приносящей артериолы крупнее, чем у выносящей, благодаря чему в сосудистом клубочке создается повышенное давление и осуществляется важнейший процесс - фильтрация. Чем выше артериальное давление в сосудистом клубочке и капиллярной сети, тем интенсивнее идут процессы фильтрации и реабсорбции, с которыми вы скоро познакомитесь.

Запомните, что в основе мочеобразования лежат три процесса: фильтрация, реабсорбция (вторичное всасывание) и секреция. Изучая их, мы поймем, как функционирует нефрон, и разберем его строение.

  • Фильтрация
  • Лучше всего ассоциировать этот процесс с ситом, которое пропускает мелкие частички, а крупные не пропускает. Точно также и кровь содержит мелкие молекулы - вода, глюкоза, мочевина и крупные компоненты - фибриноген, форменные элементы крови.

    В результате процесса фильтрации получается первичная моча, не содержащая крупных белков и форменных элементов крови (эритро- , лейко- , тромбоцитов), близкая по составу к плазме крови. В день у человека образуется 150-180 литров первичной мочи, представляете, если бы мы столько выделяли?

    Не могу ни акцентировать ваше внимание на том факте, что в первичной моче оказывается очень много нужного и полезного нашему организму. Вдумайтесь: через фильтр профильтровывается не только мочевина, но и глюкоза, вода, витамины, минеральные соли. Потерять такие ценные вещества для организма было бы большой оплошностью, и следующий этап исправляет допущенную организмом "ошибку" при фильтрации.

  • Реабсорбция (лат. re - обратное + лат. absorptio - всасывание)
  • После прохождения капсулы Боумены-Шумлянского первичная моча попадает в проксимальные (от лат. proximus — ближний) и дистальные (от лат. distare - отстоять, далеко находиться) канальцы нефрона. Эти канальцы оплетает густая сеть капилляров, образованная разветвленной выносящей артериолой.

    Все нужные организму вещества: вода, глюкоза, соли, аминокислоты, витамины, гормоны - всасываются из просвета канальца нефрона обратно в кровеносную систему (в капилляры, оплетающие канальцы нефрона). Таким образом, организм "исправляет ошибку" допущенную на этапе фильтрации.

    Мочевина, мочевая кислота, креатинин - побочные продукты обмена веществ - обратно не всасываются, продолжая продвигаться по канальцам нефрона.

    Процесс реабсорбции активно идет в изогнутой части канальцев нефрона - петле Генле, из которой в ткани мозгового вещества почки активно выходят ионы Na+, создавая высокое осмотическое давление. Это, в свою очередь, способствует перемещению воды из просвета канальцев нефрона в кровеносную систему, то есть ее всасыванию (реабсорбции).

  • Секреция (лат. secretio - отделение)
  • Мы добрались до третьего финального этапа мочеобразования. На этапе секреции происходит транспорт веществ из крови (капилляров, оплетающих канальцы нефрона) в просвет канальцев нефрона.

    Секреции подвергаются лекарственные вещества, излишки ионов K+ и Na+. Их секреция в канальцы нефрона необходима для поддержания постоянства внутренней среды - гомеостаза.

    В результате реабсорбции и секреции из первичной мочи образуется вторичная, объем которой составляет 1-1,5 литра в сутки.

Вторичная моча через дистальные канальцы поступает в собирательные трубочки, куда таким же путем открываются дистальные канальцы многих других нефронов. Собирательные трубочки открываются на верхушках почечных пирамид, из низ выделяется моча и поступает в малые, затем в большие почечные чашечки, лоханку и далее в мочеточник.

Регуляция эритроцитопоэза и артериального давления

Эритроцитопоэз (от греч. «erythro — «красный» и poiesis — «делать») - процесс образования эритроцитов в красном костном мозге. Оказывается, почки принимают в нем непосредственно участие, секретируя в кровь гормон эритропоэтин, который способствует образованию эритроцитов в красном костном мозге.

При многих болезнях почек эритропоэтин в виде лекарственного препарата применяют, чтобы добиться увеличения числа эритроцитов и устранить анемию (малокровие).

Почки регулируют уровень артериального давления, выделяя ренин (от лат. ren — почка). В конечном итоге это способствует сужению кровеносных сосудов и росту артериального давления, которое играет ключевую роль в фильтрации - процессе мочеобразования.

Регуляция работы почек

На активность почек оказывают влияние симпатические и парасимпатические нервные волокна. Симпатические нервы способствуют сужению почечных сосудов и повышению реабсорбции (количество мочи уменьшается), парасимпатические - расширению почечных сосудов и уменьшению реабсорбции (количество мочи увеличивается).

Также регуляция работы почек происходит гуморальным путем: с помощью гормонов гипофиза, надпочечников, паращитовидных желез. Гипоталамус, тесно связанный с гипофизом, активирует высвобождение последним антидиуретического гормона (АДГ) - вазопрессина, которые сужает почечные сосуды, тем самым повышая реабсорбцию.

Заболевания

Хорошо зная три основных процесса: фильтрацию, реабсорбцию и секрецию, вы легко сможете предположить, на каком из этих этапов возникло нарушение работы почек. Эффективность работы почек и их состояние можно легко оценить по анализу мочи. Сейчас вам следует ненадолго представить себя врачом нефрологом ;)

Приходит заключение из лаборатории. В моче пациента найдены белок, кровь (эритроциты), гной (лейкоциты). Вам известно, что форменные элементы крови и крупные белки в норме не проходят через "сито" на этапе фильтрации и не должны обнаруживаться в моче. Таким образом, патология локализуется в почечном тельце.

Следующее заключение, которое вам предстоит изучить, выглядит по-другому. Гноя, крови и белков в моче не обнаружено, однако присутствует глюкоза (сахар). Такая находка может быть признаком сахарного диабета.

Зная, что глюкоза в норме профильтровывается на первом этапе - фильтрации, вы понимаете, что с фильтрацией все в порядке. Нарушение возникло на следующей стадии - реабсорбции, ведь глюкоза в норме должна всасываться обратно в кровь: ее не должно обнаруживаться в моче.

На схеме ниже вы можете наглядно увидеть симптомы, которые сопровождают сахарный диабет. Этиологию (причины) и патогенез (механизм развития) сахарного диабета мы изучим, когда будем говорить об эндокринной системе.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ МОЧЕПОЛОВОЙ СИСТЕМЫ

АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ МОЧЕПОЛОВОЙ СИСТЕМЫ

Органы мочеполовой системы

Термин «мочеполовая» объясняет, что данная система состоит из двух компонентов: мочевыделительной и половой. Объединение этих двух подсистем в одну говорит о тесной взаимосвязи между органами этой системы, причем в мужском организме эта взаимосвязь проявляется более тесно, чем в женском, поскольку мужской мочеиспускательный канал (уретра) выполняет двойную функцию: выведение мочи и семяизвержение. Поэтому уролог занимается патологией мужской мочеполовой системы и женской мочевыделительной системы.

К мочевой системе относятся: почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспускательные канал.

Почки

Это парный орган, который находится забрюшинном пространстве. По своей форме почки напоминают фасоль (или бобы). Средний размер почек у взрослого человека 10 х 6 см. Правая почка обычно расположена несколько ниже левой, поскольку расположена под печенью. Почки окружены жировой тканью, которая вместе с окружающими мышцами и связками поддерживает их на своем месте. Это объясняет, почему у худых людей, а также вследствие резкого похудения может возникнуть такое заболевание, как нефроптоз – опущение почки.

Почки состоят из двух слоев. Поверхностный – корковый, и более глубокий – мозговой. На разрезе почки можно увидеть, мозговой слой представляет собой систему трубочек (канальцев). Функция канальцев – сбор и отведение мочи ее в лоханку. Лоханка представляет собой объединенный коллектор всех канальцев почки. Она открывается в ворота почки, в которых кроме лоханки есть еще артерия и вена.

Основной составляющей единицей почки является нефрон. Это такой клубочек, состоит из самого начального «чашеобразного» конца канальца, который опутывают капилляры, по которым непрерывно циркулирует кровь. В силу артериального давления и мембранных свойств стенок капилляров, из крови в клубочек фильтруется плазма – то есть жидкая часть крови без эритроцитов, лейкоцитов и других клеток крови, которые, в норме, через мембрану не проходят, также, как и некоторые вещества (сахар, белок и др.) Но при определенных заболеваниях эти компоненты крови фильтруются через мембрану клубочка и обнаруживаются в моче.

Итак, основная функция почек – это «фильтрация» крови. Почки – главный орган, который очищает кровь от всех шлаков и продуктов обмена. При их заболевании эта фильтрующая функция нарушается, что приводит к накоплению в крови и отравлению организма собственными продуктами обмена веществ. Стоит отметить, что через почки из организма выделяются некоторые лекарственные средства и продукты их обмена.

Мочеточники
Мочеточники представляют собой продолжение лоханки вниз и являются трубочкой длиной около 30 см. Просвет мочеточника составляет 5 – 6 мм. Но эта ширина не постоянна и просвет мочеточника сужается в трех местах – так называемых физиологических сужениях. Значимость этих сужений заключается в том, что в них могут застревать мелкие почечные камни. Мочеточники впадают в мочевой пузырь.

 

Мочевой пузырь
Мочевой пузырь представляет собой растяжимый резервуар, стенка которого содержит мышечной слой, а изнутри выстлан слизистой оболочкой.В мочевой пузырь впадают мочеточники. В среднем емкость мочевого пузыря составляет от 300 до 600 мл.

 

 

Уретра (мочеиспускательный канал)
Уретра представляет собой полую трубку, которая служит для выведения мочи из мочевого пузыря. Уретра у мужчин и женщин отличается: у мужчин она длинная и узкая (длиной 30 см, шириной около 8 мм), а у женщин — короткая и широкая (длиной 3-4 см, шириной 1-1,5 см). Эти особенности строения уретры у женщин служат основной причиной того, что у них чаще возникают воспалительные заболевания мочевого пузыря – циститы, так как инфекция легко попадает по короткой женской уретре в мочевой пузырь. Просвет уретры покрыт слизистой оболочкой. Воспаление этой оболочки – уретрит – возникает вследствие попадания инфекции, как неспецифической (условно-патогенной), так и специфической (гонорея, хламидиоз, трихомоноз и т.д.).

 

Половая система. Мужские половые органы: 

Внутренние мужские половые органы 
Семявыносящие протоки 
Семенные канатики
Семенные пузырьки
Предстательная железа
Бульбоуретральная железа

Наружные мужские половые органы 
Мужской мочеиспускательный канал
Мошонка
Яички
Брюшина полости малого таза мужчины

 

Простата (предстательная железа)
Простата – расположена непосредственно под мочевым пузырем у его шейки и охватывает своей толщей уретру, т.е. уретра проходит сквозь неё. Это так называемый простатический отдел уретры. В него открываются как протоки простаты, так и протоки семенных пузырьков. Простата представляет собой железистый орган, то есть большая часть его ткани является железистой. По форме, а также размерами, простата напоминает каштан.
Главной функцией простаты является выработка особой прозрачной жидкости – простатического секрета (сок простаты), который входит в состав спермы.Состав спермы достаточно сложен. Сперма представляет собой смесь секретов ряда желез. В частности, помимо сперматозоидов, в сперме содер-жатся секреты предстательной железы, семенных пузырьков и желез Литтре и Купера.
Присоединяющиеся к семени выделения предстательной же-лезы имеют щелочную реакцию и опалесцирующий вид, содержат лицитиновые зерна, простатические тельца, эпителиальные, зер-нистые клетки и спермин, что придает семени полупрозрачный млечный вид и специфический запах. Отделяемое семенных пузырьков лишено запаха, липко, бес-цветно, состоит из эпителиальных клеток, единичных лейкоцитов и образований, похожих на саговые зерна.
Секреты простаты и семенных пузырьков разжижают густое семя, обеспечивают жизнеспособность сперматозоидов и придают им необходимую подвижность.
Сперма имеет вид мутной, студенистой, тянущейся жидкости, причем белый цвет обусловлен наличием в ней сперматозоидов. Секрет яичек состоит из сперматозоидов и кристаллов фосфатов.

Семенные пузырьки
Семенные пузырьки представляют собой своеобразные извитые мешочки по заднебоковой поверхности сочевого пузыря. Основная функция семенных пузырьков – это резервуар семенной жидкости. В семенных пузырьках семенная жидкость претерпевает также некоторые изменения, чтобы стать полноценной спермой. При половом акте, во время эякуляции из семенных пузырьков семенная жидкость выбрасывается через протоки в уретру, и, смешиваясь с соком простаты и секретом других желез извергается через наружное отверстие уретры.

Семявыносящие протоки
Семявыносящие протоки представляют собой тонкие трубочки, которые идут от яичек и впадают в семенные пузырьки. По ним семенная жидкость из яичек попадает в семенные пузырьки.

Яички
Яички представляют собой парный орган. Они располагаются в мошонке. В них происходит образование и созревание сперматозоидов. Кроме того, яички – это главный орган, в котором вырабатывается основной мужской половой гормон – тестостерон. Следует отметить такой интересный факт, что обычно левое яичко располагается несколько ниже правого.

Как уже отмечено, главная функция яичек – продукция сперматозоидов. Сперматозоиды вырабатываются в них особыми клетками — клетками Сертолли. Кроме этих клеток, в яичках есть и клетки Лейдига, это гормон-активные клетки, вырабатывающие тестостерон.

Каждое яичко состоит из долек, заполненных извитыми семенными канальцами. На каждом яичке сверху расположен придаток, который переходит в семявыносящий проток. Функции яичка находятся под контролем передней доли гипофиза. Стоит отметить такой факт, что такое расположение яичек – главных, с точки зрения размножения, половых органов – связано с особым температурным режимом, который необходим для созревания сперматозоидов в них. Т.е. для нормального созревания сперматозоидов необходима температура на несколько градусов ниже температуры тела. Поэтому такой важный, с точки зрения хранения и передачи генетической информации вида, орган находится в не очень надежном месте – снаружи. Однако, у многих животных имеется мышца, которая, в случае опасности, поднимает яичко и втягивает его в брюшную полость. У человека она слаборазвита.

Каждое яичко в своей половине мошонки покрыто оболочками. Всего их семь. Иногда, в случае скопления между листками оболочек яичка возникает водянка (гидроцеле).

Половой член

Мужской половой член служит для совершения полового акта и делает возможным оплодотворение, а также в толще его губчатого тела проходит уретра, по которой выделятся моча или сперма. Т.е. половой член играет двойную функцию: мочевыведение и продолжение рода. Половой член имеет сложное строение. В верхней части его имеются два пещеристых тела, а под ними — губчатое тело. Пещеристые тела покрыты соединительно-тканной белочной оболочкой.

Свое название пещеристые тела получили за свое особое ячеистое строение, что по виду напоминает пещеру. Такое строение необходимо для обеспечения эрекции и осуществления полового акта. Исследования показывают, что эрекция возникает в результате расширения артерий, приносящих кровь к половому члену, спазма вен, по которым эта кровь отходит от члена, и расслабления ячеек кавернозных тел полового члена. Артерии, вены и ячейки кавернозных тел состоят из гладких мышц. На эти мышцы воздействуют так называемые нейромедиаторы – вещества, которые выделяются при стимуляции нервов, контролирующих процесс эрекции.

После соответствующей сексуальной стимуляции эти вещества приводят к расслаблению (релаксации) гладкой мускулатуры кавернозных тел полового члена, расширению их ячеек артерий, что проявляется мощным увеличением притока крови к половому члену. Затем ячейки наполняются кровью, расширяются и сдавливают вены, по которым отходит кровь, что ведет к дальнейшему нарастанию внутрипещеристого давления, вызывая, тем самым, эрекцию.

 

 

Похожие статьи

Физиология мочевыделения — Студопедия

В образовании мочи участвуют все отделы нефрона. Образование мочи происходит в 2 этапа:

1) вначале в почечном тельце путем фильтрации из плазмы крови в капсулу образуется первичная моча;

2) далее в канальцах посредством обратного всасывания (реабсорбции) воды и всех нужных организму веществ, а также секреции и синтеза некоторых веществ образуется конечная моча.

Следовательно, образование мочи в почках - результат четырех процессов: фильтрации реабсорбации секреции и синтеза. В почечных тельцах происходит фильтрация (ультрафильтрация) плазмы крови из капилляров клубочков в полость капсулы нефрона. Мысль о фильтрации воды и растворенных веществ как первом этапе мочеообразования была высказана в 1842 г. немецким физиологом Карлом Людвигом. Фильтрация - это про­цесс прохождения воды и растворенных в ней веществ под действием раз­ности давления по обе стороны внутренней стенки капсулы. Однако этот своеобразный процесс заключается не только в проталкивании жидкости через почечный фильтр в полость капсулы, но и в расщеплении плазмы, в отделении растворенных коллоидных белковых материалов от растворите­ля (воды). Такой процесс называется ультрафильтрацией. Поэтому пра­вильнее было бы говорить о первом этапе образования первичной мочи как об ультрафильтрации, а не просто фильтрации. Фильтрующая мембра­на, через которую проходит жидкость из просвета капилляра в полость капсулы клубочка, состоит из трех слоев: эндотелиальных клеток, базальной мембраны и эпителиальных клеток - подоцитов. Клетки эндотелия очень истончены, в них имеются круглые или овальные отверстия, зани­мающие до 30% поверхности клетки. При нормальном кровотоке наиболее крупные белковые молекулы образуют барьерный слой на поверхности пор эндотелия, препятствуя прохождению через них форменных элемен­тов и мелкодисперсных белков. Остальные компоненты плазмы крови и вода могут свободно достигать базальной мембраны, являющейся наибо­лее важной составной частью почечного фильтра. Эта мембрана состоит из трех слоев: центрального и двух периферических. Центральный, более плотный слой имеет сеточку с диаметром ячеек 5-7 нм. Аналогичные ще­левые мембраны имеются между ножками подоцитов. Эти эпителиальные клетки обращены в просвет капсулы почечного тельца, они имеют отрост­ки - ножки, которыми прикрепляются к базальной мембране. Базальная мембрана и щелевые мембраны между этими ножками также ограничива­ют фильтрацию веществ диаметром более 7 им.


Образующийся клубочковый фильтрат, сходный по химическому составу с плазмой крови, но не содержащий белков, называется первичной мочой. Состав первичной мочи экспериментально был исследован в 1924 году американским физиологом А.Н.Ричардсом, которому удалось извлечь первичную мочу микропипеткой непосредственно из капсулы почечного тельца. Анализ полученной жидкости показал, что первичная моча представляет собой плазму, лишенную белка. Процессу фильтрации первичной мочи способствует высокое гидростатическое давление в капиллярах клубочков, равное 70-90 мм рт.ст. Ему противодействуют онкотическое давление крови, равное 25-30 мм рт.ст., и давление жидкости, находящейся в полости капсулы нефрона (почечного тельца), равное 10-15 мм рт.ст., поэтому критическая величина разности кровяного давления, обеспечивающая клубочковую фильтрацию, равна в среднем:


75мм рт.ст. - (30 мм рт.ст. + 15 мм рт.ст.) = 30 мм рт.ст.

Фильтрация мочи прекращается, если артериальное давление в капиллярах клубочков ниже 30 мм рт.ст.

За сутки в почках образуется 150-180 л первичной мочи. Первичная моча из капсулы поступает в почечные канальцы. Стенка извитого канальца I порядка (проксимального) образована однослойным кубическим каемчатым эпителием, петли Ф.Генле - плоским, извитого канальца II порядка (дистального) - низким призматическим эпителием, лишенным щеточной каймы, собирательной трубки - однослойным кубическим и низким цилиндрическим эпителием.

Образование вторичной, или конечной, мочи является результатом обратного всасывания (реабсорбции) воды и солей в канальцах, секреции и синтеза эпителием канальцев некоторых веществ. Из первичной мочи в проксимальных канальцах всасываются обратно в кровь так называемые пороговые вещества: глюкоза, аминокислоты, витамины, ионы натрия, калия, кальция, хлора и т.д. Они выводятся с мочой только в том случае, если их концентрация в крови выше константных для организма значений. Например, глюкоза выделяется с мочой в виде следов при уровне сахара в крови 8,34-10 ммоль/л (150-180 мг%). При уровне сахара в крови 6,67-7,78 ммоль/л (120-140 мг%) в моче сахар будет отсутствовать, при уровне 10-11,12 ммоль/л (180-200 мг%) в моче появится небольшое количество сахара, а при уровне 27,8-44,48 ммоль/л (500-800 мг%) - высокое содержание сахара в моче. Таким образом, величина 8,34-10 ммоль/л (150-180 мг%) и будет характеризовать порог выведения глюкозы почками.

Непороговые вещества выделяются с мочой при любой концентрации их в крови. Попадая из крови в первичную мочу, они не подвергаются реабсорбции (мочевина, креатинин, сульфаты, аммиак и др.). Благодаря обратному всасыванию в канальцах воды и пороговых веществ за сутки в почках из 150-180 л первичной мочи образуется 1,5 л конечной мочи (примерно 1 мл в ми­нуту). При этом содержание непороговых веществ (т.е. продуктов обмена) в конечной моче достигает больших величин. Так, например, мочевины в ко­нечной моче больше, чем в крови, в 65 раз, креатинина - в 75 раз, сульфатов -в 90 раз.

Обратное всасывание веществ из первичной мочи в кровь в раз­личных частях нефрона неодинаково. Так, например, в проксимальных извитых канальцах реабсорбция ионов натрия, калия является постоянной, мало зависящей от их концентрации в крови (обязательная реабсорбция). В дистальных извитых канальцах величина обратного всасывания указан­ных ионов изменчива и зависит от их уровня в крови (факультативная реабсорбция). Следовательно, дистальные извитые канальцы регулируют и поддерживают постоянство концентрации ионов натрия и калия в организме.

Нисходящее и восходящее колена петли Ф.Генле образуют так называемую поворотно-противоточную систему. Тесно соприкасаясь друг с другом, нисходящее и восходящее колена функционируют как единый механизм. Сущность такой совместной работы заключается в том, что из полости нисходящего колена в тканевую жидкость почки обильно поступает вода. Это приводит к сгущению в данном колене, т.е. к повышению концентрации различных веществ мочи. Из восходящего же колена в тка­невую жидкость активно выводятся ионы натрия, но не выводится вода. Повышение концентрации ионов натрия в тканевой жидкости способствует повышению ее осмотического давления, а, следовательно, и усилению отсасывания воды из нисходящего колена. Это вызывает еще большее сгущение мочи в петле Ф.Генле. Здесь, как и везде в живых системах, вновь проявляет себя феномен саморегуляции. Выход воды из нисходяще­го колена способствует выходу из восходящего колена ионов натрия, а натрий в свою очередь обусловливает выход воды. Таким образом, петля Ф.Генле работает как концентрирующий мочу механизм. Сгущение мочи продолжается и далее в собирательных трубках.

Процесс обратного всасывания глюкозы, аминокислот, солей натрия, фосфатов и других веществ осуществляется за счет затрат химической энергии эпителия канальцев и носит название активного транспорта. При этом в почках потребляется большое количество кислорода, что указывает на высокий обмен веществ. Всасывание же воды и хлоридов осуществляется пассивно, т.е. на основе диффузии и осмоса. Эпителию канальцев свойственна не только всасывающая, но и секреторная функция. Благодаря секреторной функции канальцев из крови удаляются вещества, которые не проходят через почечный фильтр в клубочках или содержатся в крови в большом количестве. Активной канальцевой секреции подвергаются креатинин, парааминогиппуровая кислота, мочевина (при высоком ее содержа­нии в крови), некоторые краски, диодраст, многие лекарственные вещест­ва, например, пенициллин. Клетки почечных канальцев способны не толь­ко секретировать, но и синтезировать некоторые вещества из различных органических и неорганических продуктов. Так, например, они синте­зируют гиппуровую кислоту из бензойной кислоты.

Таким образом, мочеобразование - сложный процесс, в котором наря­ду с явлениями фильтрации и реабсорбции большую роль играют процес­сы активной секреции и синтеза. Если процесс фильтрации протекает в основном за счет артериального давления, т.е. за счет функционирования сердечно-сосудистой системы, то процессы реабсорбции, секреции и син­теза являются результатом активной деятельности эпителия канальцев и требуют затраты энергии. С этим связана большая потребность почек в кислороде. Они используют кислорода в 6-7 раз больше, чем мышцы (на единицу массы).

Моча человека представляет собой прозрачную, соломенно-желтого цвета жидкость, с которой из организма выводятся наружу вода и растворенные конечные продукты обмена (в частности, азотсодержащие вещества), минеральные соли, ядовитые продукты (фенолы, амины), продукты распада гормонов, биологически активные вещества, витамины, ферменты, лекарственные соединения и т.д. В целом всего с мочой выделяется около 150 различных веществ. За сутки человек выделяет в сред­нем от 1 до 1,5 л мочи, преимущественно слабокислой реакции; рН ее ко­леблется от 5 до 7. Реакция мочи непостоянная и зависит от питания. При мясной и богатой белками пище реакция мочи кислая, при растительной пище - нейтральная или даже щелочная. Удельный вес (относительная плотность) мочи зависит от количества принятой жидкости. В норме в те­чение суток удельный вес мочи находится в диапазоне 1,010-1,025. За су­тки с мочой выделяется в среднем 60 г плотных веществ (4%). Из них ор­ганических веществ выделяется в пределах 35-45 г/сутки, неорганических - 15-25 г/сутки. Из органических веществ почки удаляют с мочой больше всего мочевины: 25-35 г/сутки (2%), из неорганических - поваренной соли (хлористого натрия) - 10-15 г/сутки. Кроме названных главных компонен­тов, за сутки почки удаляют с мочой такие органические вещества, как креатинин - 1,5 г, мочевую, гиппуровую кислоты - по 0,7 г, неорганиче­ские вещества: сульфаты и фосфаты - по 2,5 г, окись калия - 3,3 г, окись кальция и окись магния - по 0,8 г, аммиак - 0,7 г и т.д.

В условиях патологии в моче обнаруживаются вещества, обычно в ней не выявляемые: белок, сахар, ацетоновые тела и др., но об этом мы подробно расскажем на следующей лекции "Патология мочевой системы".

Образующаяся в почках конечная моча поступает из канальцев в собирательные трубки, далее в почечную лоханку, а из нее - в мочеточник и мочевой пузырь. Мочевой пузырь иннервируется симпатическим (подчревным) и парасимпатическим (тазовым) нервами. При возбуждении симпатического нерва перистальтика мочеточников усиливается, мышечная стенка мочевого пузыря расслабляется, сжатие сфинктера мочевого пузыря усиливается, т.е. происходит накопление мочи. Возбуждение парасимпатического нерва вызывает противоположное действие: мышечная стенка мочевого пузыря сокращается, сфинктер мочевого пузыря расслабляется и моча изгоняется из мочевого пузыря.

Мочеиспускание представляет собой сложный рефлекторный акт, заключающийся в одновременном сокращении стенки мочевого пузыря и рас­слаблении его сфинктера. Непроизвольный рефлекторный центр мочеиспус­кания находится в крестцовом отделе спинного мозга.

Первые позывы к мо­чеиспусканию появляются у взрослых при увеличении объема мочевого пу­зыря до 150 мл. Усиленный поток импульсов от механорецепторов мочевого пузыря поступает при увеличении его объема до 200-300 мл. Афферентные импульсы поступают в спинной мозг (11-IV сегменты крестцового отдела) к центру мочеиспускания. Отсюда по парасимпатическому (тазовому) нерву импульсы идут к мышце мочевого пузыря и его сфинктеру. Происходит реф­лекторное сокращение мышечной стенки и расслабление сфинктера. Одно­временно от спинального центра мочеиспускания возбуждение передается в кору большого мозга, где возникает ощущение позыва к мочеиспусканию. Импульсы от коры большого мозга через спинной мозг поступают к сфинкте­ру мочеиспускательного канала. Происходит мочеиспускание. Влияние коры большого мозга на рефлекторный акт мочеиспускания проявляется в его за­держке, усилении или даже произвольном вызывании. Произвольная задержка мочеиспускания отсутствует у новорожденных. Она появляется только к кон­цу первого года. Прочный условный рефлекс задержки мочеиспускания вырабатывается у детей к концу второго года. В результате воспитания у ребенка вырабатывается условнорефлекторная задержка позыва и условный обстано­вочный рефлекс: мочеиспускание при появлении определенных условий для его осуществления.

Регуляция деятельности почек осуществляется нервным и гуморальным путями. Прямая нервная регуляция работы почек выражена слабее, чем гуморальная. Как правило, оба вида регуляции осуществляются параллельно гипоталамусом или корой. Однако выключение, высших корковых и подкорковых центров регуляции не приводит к пре­кращению мочеобразования. Нервная регуляция мочеобразования больше всего влияет на процессы фильтрации, а гуморальная - на процессы реабсорбции.

Нервная система может влиять на работу почек как условнорефлекторным, так и безусловнорефлекторным путями. Большое значение для реф­лекторной регуляции деятельности почек имеют следующие рецепторы:

1) осморецепторы - возбуждаются при дегидратации (обезвожива­нии) организма;

2) волюмрецепторы - возбуждаются при изменении объема разных отделов сердечно-сосудистой системы;

3) болевые - при раздражении кожи;

4) хеморецепторы - возбуждаются при поступлении химических веществ в кровь.

Безусловнорефлекторный подкорковый механизм управления мочеотделением (диурезом) осуществляется центрами симпатических и блу­ждающих нервов, условнорефлекторный - корой. Высшим подкорковым центром регуляции мочеобразования является гипоталамус. При раздражении симпатических нервов фильтрация мочи, как правило, уменьшается вследствие сужения почечных сосудов, приносящих кровь к клубочкам. При болевых раздражениях наблюдается рефлекторное уменьшение моче­образования, вплоть до полного прекращения (болевая анурия). Сужение почечных сосудов в этом случае происходит не только в результате возбу­ждения симпатических нервов, но и за счет увеличения секреции гормонов вазопрессина и адреналина, обладающих сосудосуживающим действием. При раздражении блуждающих нервов увеличивается выведение с мочой хлоридов за счет уменьшения их обратного всасывания в канальцах почек.

Кора большого мозга влияет на работу почек как непосредственно через вегетативные нервы, так и гуморально через гипоталамус, нейросекреторные ядра которого являются эндокринными и вырабатывают анти­диуретический гормон (АДГ) - вазопрессин. Этот гормон по аксонам ней­ронов гипоталамуса транспортируется в заднюю долю гипофиза, где он накапливается, превращается в активную форму и в зависимости от внутренней среды организма поступает в большем или меньшем количестве в кровь, регулируя образование мочи.

Ведущая роль вазопрессина в гуморальной регуляции деятельности почек доказана экспериментами. Если денервировать здоровую почку животного и пересадить ее в область шеи с кровоснабжением из сонной артерии и кровооттоком в яремную вену, то пересаженная почка будет выделять дли тельное время мочу, как обычная почка. При болевых раздражениях изолированная почка уменьшает мочеобразование вплоть до полного его прекращения так же, как и нормально иннервированная почка. Это объясняется тем, что при болевых раздражениях происходит возбуждение гипоталамуса и повышенная выработка вазопрессина. Последний, поступая в кровь, усиливает об ратное всасывание воды из канальцев почек и тем самым уменьшает диурез (мочеотделение). Как установлено, вазопрессин стимулирует образование фермента гиалуронидазы, которая усиливает распад гиалуроновой кислоты т.е. уплотняющего вещества дистальных извитых канальцев почек и собирательных трубок. В результате этого канальцы теряют водонепроницаемость, г вода всасывается в кровь. При избытке вазопрессина может наступить полное прекращение мочеобразования. При недостатке вазопрессина развивается тяжелое заболевание - несахарный диабет, или несахарное мочеизнурение. В этих случаях вода перестает реабсорбироваться в собирательных трубках вследствие чего за сутки может выделяться 20-40 л светлой мочи с низкой плотностью, в которой отсутствует сахар.

Другой стероидный гормон коры надпочечников из группы минерал-кортикоидов - альдостерон действует на клетки восходящего колена петли Ф.Генле. Под влиянием этого гормона усиливается процесс обратного всасывания ионов натрия и одновременно уменьшается реабсорбция ионов калия. В результате этого уменьшается выделение натрия с мочой и увели­чивается выведение калия, что приводит к повышению концентрации ио­нов натрия в крови и тканевой жидкости и увеличению осмотического давления. При недостатке альдостерона и других минералкортикоидов организм теряет столь большое количество натрия, что это ведет к измене­ниям внутренней среды, несовместимым с жизнью. Поэтому минералкортикоиды называют образно гормонами, сохраняющими жизнь.

ГИГИЕНА ОРГАНОВ МОЧЕВЫДЕЛЕНИЯ. ГИГИЕНА ПОЛОВЫХ ОРГАНОВ
Функциональная деятельность почек у детей протекает более интенсивно, чем у взрослых (табл. 19).

Таблица 19

Анатомия мочевыделительной системы

Как работает мочевыводящая система?

Функция мочевыделительной системы - фильтровать кровь и выделять мочу как побочный продукт жизнедеятельности. Органы мочевыделительной системы включают почки, почечную лоханку, мочеточники, мочевой пузырь и уретру.

Организм извлекает питательные вещества из пищи и превращает их в энергию. После того, как организм принял необходимые ему пищевые компоненты, продукты жизнедеятельности остаются в кишечнике и в крови.

Почки и мочевыводящие пути помогают организму выводить жидкие отходы, называемые мочевиной, и поддерживать баланс химических веществ, таких как калий и натрий, и воды. Мочевина образуется при расщеплении в организме продуктов, содержащих белок, таких как мясо, птица и некоторые овощи. Мочевина попадает с кровотоком в почки, откуда выводится вместе с водой и другими отходами в виде мочи.

Другие важные функции почек включают регулирование артериального давления и выработку эритропоэтина, который контролирует выработку красных кровяных телец в костном мозге.Почки также регулируют кислотно-щелочной баланс и сохраняют жидкость.

Почки и мочевыводящие органы и их функции

Почки удаляют мочевину из крови через крошечные фильтрующие элементы, называемые нефронами. Каждый нефрон состоит из шара, образованного небольшими кровеносными капиллярами, называемыми клубочками, и небольшой трубкой, называемой почечными канальцами. Мочевина вместе с водой и другими отходами образует мочу, проходя через нефроны и вниз по почечным канальцам.

  • Два мочеточника. Эти узкие трубки переносят мочу из почек в мочевой пузырь. Мышцы стенок мочеточника постоянно напрягаются и расслабляются, заставляя мочу опускаться вниз, в сторону от почек. Если моча собирается или остается неподвижной, может развиться инфекция почек. Примерно каждые 10-15 секунд небольшое количество мочи выходит в мочевой пузырь из мочеточников.

  • Мочевой пузырь. Этот полый орган треугольной формы расположен в нижней части живота.Он удерживается на месте связками, которые прикреплены к другим органам и костям таза. Стенки мочевого пузыря расслабляются и расширяются, чтобы накапливать мочу, а также сокращаются и сужаются, чтобы моча выводилась через уретру. Типичный мочевой пузырь здорового взрослого человека может хранить до двух чашек мочи в течение двух-пяти часов.

    При осмотре используются определенные «ориентиры» для описания местоположения любых неровностей мочевого пузыря. Это:

    • Треугольник: область треугольной формы около соединения уретры и мочевого пузыря

    • Правая и левая боковые стенки: стенки по обе стороны от треугольника

    • Задняя стенка: задняя стенка

    • Купол: крыша мочевого пузыря

  • Две мышцы сфинктера. Эти круговые мышцы помогают удерживать мочу от вытекания, плотно закрывая отверстие мочевого пузыря, как резинка.

  • Нервы мочевого пузыря. Нервы предупреждают человека, когда пора помочиться или опорожнить мочевой пузырь.

  • Уретра. Эта трубка позволяет моче выходить за пределы тела. Мозг подает сигнал мышцам мочевого пузыря, чтобы они напряглись, что выдавливает мочу из мочевого пузыря. В то же время мозг сигнализирует мышцам сфинктера расслабиться, чтобы моча вышла из мочевого пузыря через уретру.Когда все сигналы происходят в правильном порядке, происходит нормальное мочеиспускание.

Факты о моче

  • Нормальная здоровая моча бледно-соломенного или прозрачно-желтого цвета.

  • Моча темного желтого или медового цвета означает, что вам нужно больше воды.

  • Более темный коричневатый цвет может указывать на проблему с печенью или сильное обезвоживание.

  • Розоватая или красная моча может означать кровь в моче.

.

Физиология человека / мочевыделительная система - Викиучебники, открытые книги для открытого мира

Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира

Перейти к навигации Перейти к поиску
Найдите Физиология человека / мочевыделительная система в одном из родственных проектов Викиучебника: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием.

Другие причины, по которым это сообщение может отображаться:

  • Если страница была создана здесь недавно, она может еще не отображаться из-за задержки обновления базы данных; подождите несколько минут и попробуйте функцию очистки.
  • Заголовки в Викиучебниках чувствительны к регистру , кроме первого символа; пожалуйста, проверьте альтернативные заглавные буквы и подумайте о добавлении перенаправления здесь к правильному заголовку.
  • Если страница была удалена, проверьте журнал удалений и просмотрите политику удаления.
.

Физиология мочевыделительной системы

Вы в долгой поездке на автобусе или сидите на собрании, и внезапно у вас появляется желание пописать. Мы все были там. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как ваше тело подсказывает вам, что пришло время для перерыва в ванной? Давайте исследуем физиологию мочевыделительной системы.

Мочевыводящая система, также известная как мочевыводящие пути, состоит из органов, специализирующихся на производстве и хранении мочи и ее выведении из организма. К ним относятся почки, мочеточники, мочевой пузырь и уретра, все они указаны ниже.

Части мужской мочевыделительной системы с маркировкой

Эта система помогает выводить из организма такие продукты жизнедеятельности, как мочевина, регулировать концентрацию электролитов, кровяное давление и уровни pH.

Почки играют центральную роль в производстве мочи и удалении продуктов жизнедеятельности 🗑️ и токсинов из крови с помощью трех основных физиологических механизмов: клубочковой фильтрации, избирательной реабсорбции и канальцевой секреции. Это происходит в нефроне, который является функциональной единицей почек (ознакомьтесь с нашей моделью микроанатомии «доля почки» в разделе «Полная анатомия»!)

Почки производят мочу со скоростью до 1 мл / кг массы тела в час, и когда все токсины и продукты жизнедеятельности отфильтрованы, моча проходит через мочеточники в мочевой пузырь, где она хранится.

У здорового взрослого мочевой пузырь имеет объем около 300-500 мл. Однако при объеме мочи около 400 мл сенсорные нервные волокна вокруг мочевого пузыря сигнализируют мозгу о запуске процесса мочеиспускания, известного как мочеиспускание where, когда моча выходит из мочевого пузыря через уретру.

Каждый компонент мочевыделительной системы уникальным образом способствует оттоку мочи. Если какой-либо из компонентов не работает должным образом, поток мочи может значительно уменьшиться (состояние, известное как застой мочи), увеличивая риск инфекции, особенно инфекции мочевыводящих путей (ИМП).

Исследуйте 12 систем тела в потрясающих деталях с помощью Complete Anatomy. Изучите анатомические отношения и физиологию, стоящую за ними, используя доказанные преимущества 3D для обучения. Попробуйте БЕСПЛАТНО сегодня.

.

Анатомия и физиология животных / мочевыделительная система

Из Wikibooks, открытые книги для открытого мира

Перейти к навигации Перейти к поиску
Найдите Анатомия и физиология животных / мочевыделительная система в одном из родственных проектов Викиучебника: Викиучебник не имеет страницы с таким точным названием.

Другие причины, по которым это сообщение может отображаться:

  • Если страница была создана здесь недавно, она может еще не отображаться из-за задержки обновления базы данных; подождите несколько минут и попробуйте функцию очистки.
  • Заголовки в Викиучебниках чувствительны к регистру , кроме первого символа; пожалуйста, проверьте альтернативные заглавные буквы и подумайте о добавлении перенаправления здесь к правильному заголовку.
  • Если страница была удалена, проверьте журнал удалений и просмотрите политику удаления.
.

Смотрите также