Гомеостатическая функция почек

ВЫДЕЛЕНИЕ

13.1. Общая характеристика выделительных процессов. Механизм мочеобразования.

Под выделение понимают освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, вредных продуктов, токсинов, лекарственных веществ и др. Процессам выделения предшествуют процессы так называемого защитного синтеза - превращение вредных веществ в безвредные.

К органам выделения относятся: почки, легкие, желудочно-кишечный тракт, потовые железы, дыхательная система. Выделительные органы выполняют следующие функции:

1. удаление продуктов обмена;

2. участие в поддержании постоянства внутренней среды организма;

3. участие органов выделения в поддержании водно-солевого баланса

Часть веществ, подлежащих выделению, удаляется из организма в газообразной форме преимущественно с помощью системы дыхания.

Удалением других веществ занята система выделения - совокупность взаимодействующих структур организма, ее главной целью является экскреция, выведение из организма негазообразных конечных продуктов метаболизма, которые не используются организмом, чужеродных и токсических веществ, избытка воды и минеральных компонентов плазмы в соответствии с возможными потребностями организма.

Одной из главных проблем, решаемой с помощью этой системы, является выведение воды. Почки в сутки выводят около 1,5 л воды, вместе с которой в растворенном виде удаляются токсичные вещества и некоторые другие продукты метаболизма. С потоотделением воды теряется около 0,5 л в сутки. Выдыхаемый воздух насыщен водяными парами и летучими продуктами метаболизма, при этом удаляется около 0,35 л воды. С конечными продуктами переваривания пищи удаляется около 0,15 л воды. Таким образом, всего за сутки удаляется около 2,5 л воды (в зависимости от условий деятельности организма и внешней температуры).

Выделительная функция пищеварительного тракта сводится не только к удалению непереваренных остатков пищи, но и активной экскрекции. Через слизистую оболочку желудка выделяются некоторые красители, удаляются соли тяжелых металлов, лекарственные и другие вещества.

Легкиевместе воздухом удаляют углекислый газ, большинство ароматических эфиров, различные спирты, кетоны и альдегиды.

Выделительная функция кожи

Сальные железы при нормальном функционировании организма не выделяют конечных продуктов обмена. Секрет сальных желез служит для смазывания кожи жиром. Выделительная функция молочных желез проявляется в период лактации. Поэтому при попадании в организм матери токсических и лекарственных веществ, эфирных масел и т. д. они выделяются с молоком и могут оказывать воздействие на организм ребенка.

Собственно выделительными органами кожи являются потовые железы, которые удаляют конечные продукты обмена и тем самым участвуют в поддержании многих констант внутренней среды организма. С потом из организма удаляется вода, соли, молочная и мочевая кислоты, мочевина, креатинин, могут выделяться токсины и лекарственные вещества.

Потовые железы иннервируются по сегментарному признаку (определенный сегмент спинного мозга иннервирует ближние участки кожи с потовыми железами). Секреторными волокнами по отношению к потовым железам являются симпатические волокна вегетативной нервной системы. Медиатором в этих нервах является ацетилхолин (для других структур медиатор в постганглионарных симпатических волокнах - норадреналин).

Выделительная функция почек

Почки являются главными выделительными органами. Им принадлежит ведущая роль и в поддержании гомеостаза.

Функции почек многообразны. Они принимают участие в регуляции:

• объема крови и других жидкостей внутренней среды;

• постоянства осмотического давления крови и других жидкостей организма;

• ионного состава жидкостей внутренней среды;

• кислотно-основного равновесия;

• экскреции конечных продуктов азотистого обмена;

• экскреции избытка органических веществ, поступающих с пищей или образовавшихся в процессе метаболизма (например, глюкозы, аминокислот);

• метаболизма белков, жиров и углеводов;

• артериального давления;

• эритропоэза;

• свертывания крови;

• секреции ферментов и физиологически активных веществ (ренина, брадикинина, простагландинов, витамина D3 и др.).

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, так как в нем осуществляются все процессы мочеобразования (рис. 19).

Гомеостатическая функция почек - student2.ru

Рис. 13.1. Схема строения нефрона.1 — капсула клубочка (Шумлянского — Боумена), 2 — клубочек почечного тельца, 3 — просвет капсулы клубочка, 4 — проксимальная часть канальца нефрона, 5 — кровеносные капилляры, 6 - собирательная трубочка, 7 - петля нефрона, 8 дистальная часть канальца нефрона. 9 — артерия. 10 — вена, 11 — приносящая клубочковая артериола. 12 — выносящей клубочковая артериола. (http://homotomia.narod.ru/book/anatomia/moce-polovaia/moce-polovaia.htm)

Нефрон начинается двустенной капсулой Шумлянского-Боумена, внутри которой находится сосудистый клубочек – Мальпигиево тельце (сеть капилляров приносящей артериолы, соединенных между собой анастомозами). Капсула состоит из двух листков, полость между которыми переходит в просвет проксимального канальца. Он состоит из проксимального извитого и проксимального прямого канальцев, составляющих проксимальный отдел нефрона. Следующий его отдел - петля нефрона (петля Генле), в которой выделяют тонкую нисходящую часть, могущую глубоко спускаться в мозговое вещество и образующую петлю, которая поворачивает на 180о в сторону коркового вещества почки в виде восходящей тонкой части петли нефрона, переходящей в толстую. Восходящий отдел петли нефрона поднимается до уровня своего же клубочка. Там начинается дистальный извитой каналец, переходящий в короткий связующий канадец, соединяющий нефрон с собирательными трубками. Собирательные трубки начинаются в корковом веществе почки, они сливаются в более крупные выводные протоки, проходящие через мозговое вещество и впадающие в полость почечной чашки, открывающейся в почечную лоханку.

По локализации различают несколько типов нефронов: поверхностные (суперфициальные), интракортикальные (лежащие внутри коркового слоя) и юкстамедулярные (их клубочки расположены у границы коркового и мозгового слоев).

Кровоснабжение почки. В обычных условиях через почки проходит около 1/4 объема крови, выбрасываемого сердцем. В корковом веществе почки кровоток достигает 4-5 мл/мин на 1г ткани - это самый высокий уровень органного кровотока. Особенностью почечного кровотока является то, что кровоток почки остается постоянным при изменении в широких пределах системного артериального давления. Это обеспечивается специальными механизмами саморегуляции кровообращения в почке.

Короткие почечные артерии отходят от аорты, в почке они разветвляются на более мелкие сосуды. В почечный клубочек входит приносящая (афферентная) артериола, распадающаяся в нем на капилляры. Они при слиянии образуют выносящую (эфферентную) артериолу, осуществляющую отток крови от клубочка. После отхождения от клубочка выносящая артериола вновь распадается на капилляры, образуя сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Особенностью кровоснабжения юкстамедулярного нефрона является то, что эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, которые спускаются в мозговое вещество почки.

Процесс мочеобразования

Образование конечной мочи является результатом трех процессов: фильтрации, реабсорбции и секреции.

Клубочковая фильтрация. Образование мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. На пути фильтрации воды и низкомолекулярных компонентов плазмы имеют место три барьера:

• эндотелий капилляров клубочка;

• базальная мембрана;

• внутренний листок капсулы клубочка.

Такой многослойный фильтр обеспечивает сохранение форменных элементов и белков в крови, и образование практически безбелкового ультрафильтрата - первичной мочи.

Основной силой, обеспечивающей фильтрацию в почечных клубочках, является гидростатическое давление крови в капиллярах клубочка. Эффективное фильтрационное давление, от которого зависит скорость клубочковой фильтрации, определяется разностью между гидростатическим давлением крови в капиллярах клубочка (70 мм рт.ст.) и противодействующими ему факторами - онкотическим давлением белков плазмы (30 мм рт.ст.) и гидростатическим давлением ультрафильтрата в капсуле клубочка (20 мм рт.ст.). Следовательно, эффективное фильтрационное давление равно 20 мм рт.ст. (70-30-20).

На величину фильтрации оказывают влияние различные внутрипочечные и внепочечные факторы.

К почечным факторам относятся:

• величина гидростатического давления крови в капиллярах клубочка;

• количество функционирующих клубочков (почечные клубочки подчиняются общему закону резервации);

• величина давления ультрафильтрата в капсуле клубочка;

• степень проницаемости капилляров клубочка (при некоторых заболеваниях проницаемость капилляров настолько повышается, что через клубочковый фильтр проходит белок и форменные элементы крови).

К внепочечным факторам относятся:

• величина кровяного давления в магистральных сосудах (аорта, почечная артерия);

• скорость почечного кровотока;

• величина онкотического давления крови;

• функциональное состояние других выделительных органов;

• степень гидратации тканей (количество воды в тканях).

Канальцевая реабсорбция. Под реабсорбцией понимают обратное всасывание из первичной мочи в кровь воды и некоторых веществ, необходимых для организма. В почках человека за сутки образуется 150-180 л фильтрата или первичной мочи. Конечной или вторичной мочи выделяется 1,0-1,5 л, остальная жидкая часть всасывается в канальцах и собирательных трубках. Обратное всасывание различных веществ осуществляется за счет активного и пассивного транспорта. Если вещество реабсорбируется против концентрационного и электрохимического градиента (т. е. с затратой энергии), то такой процесс называется активным транспортом. Различают первично-активный (перенос веществ против электрохимического градиента, который осуществляется за счет энергии клеточного метаболизма, например: перенос ионов натрия) и вторично-активный транспорт (перенос веществ против концентрационного градиента, но без затраты на него энергии клетки с помощью специального переносчика – перенос глюкозы и аминокислот).

Пассивный транспорт веществ осуществляется без непосредственной (прямой) затраты энергии и характеризуется тем, что перенос веществ происходит но электрохимическому, концентрационному и осмотическому градиенту. За счет пассивного транспорта реабсорбируются: вода, углекислый газ, мочевина, хлориды.

Реабсорбция веществ в различных отделах нефрона неодинакова. В проксимальном сегменте нефрона из ультрафильтрата в обычных условиях полностью реабсорбируются глюкоза, аминокислоты, витамины, белки, микроэлементы, значительное количество натрия и хлора и многие другие вещества (рис. 13.2.

Большое значение в реабсорбции воды и ионов натрия, а также в механизмах концентрирования мочи имеет функционирование поворотно-противоточной системы, главным функциональным элементом которой является петля нефрона. Петля нефрона имеет два колена - нисходящее и восходящее. Проходя через нисходящий отдел петли нефрона и отдавая воду, первичная моча становится более концентрированной, что облегчает переход ионов натрия в межклеточную жидкость в восходящем колене петли Генле. Таким образом, в петле нефрона происходит реабсорбция большого количества воды и ионов натрия.

Рис. 13.2. Гомеостатическая функция почек - student2.ru Основные процессы мочеобразования в нефроне. 13 — приносящая артериола; 14 — выносящая артериола; 15 — почечный клубочек; 16 — прямые артерии и вены; 17 — проксимальный извитой каналец; 19 — тонкий нисходящий отдел петли Генле; 20 — тонкий восходящий отдел петли Генле; 22 — дистальный извитой каналец; 23 — собирательная трубка; 24 — выводной проток; 25 — направление движения жидкости по канальцу. Тонкая черная стрелка (26) обозначает реабсорбцию вещества из просвета канальца в кровь; двойная стрелка (27) — секрецию вещества в просвет канальца из околоканальцевой жидкости; толстая короткая чёрная стрелка (28) — секрецию вещества из клетки в просвет канальца; заштрихованная стрелка (29) — диффузию вещества из крови в просвет канальца и из просвета канальца в кровь; полая стрелка (30) — всасывание воды по осмотическому градиенту; длинная чёрная утолщающаяся стрелка (31) — увеличение осмотической концентрации в мозговом веществе почки - нарастание интенсивности окраски (По "Процессы мочеобразования в нефроне" в Большой Советской Энциклопедии,

http://bse.sci-lib.com/particle022500.html).

В дистальных отделах канальцев осуществляется дальнейшее всасывание воды, ионов натрия, калия и других веществ.

Для характеристики реабсорбции различных веществ в почечных канальцах имеет значение представление о пороге выведения, т. е. той концентрации вещества в крови, при которой оно не может быть полностью реабсорбировано и появляется в конечной моче. Практически все вещества, имеющие важное значение для организма, имеют порог выведения. Эти вещества называются пороговыми. Примером порогового вещества является глюкоза, она полностью реабсорбируется если ее концентрация в плазме крови меньше или равна 10 ммоль/л. При увеличении концентрации глюкозы в крови сверх указанной величины определенная ее часть выделяется с мочой, наступает глюкозурия - появление глюкозы в моче.

Непороговые вещества полностью выделяются с мочой при любой их концентрации в крови. Примером непороговых веществ является полисахарид инулин и сульфаты.

Канальцевая секреция. Канальцевая секреция выражается прежде всего в том, что эпителиальные клетки нефрона захватывают некоторые вещества из крови и интерстициальной жидкости и переносят их в просвет канальцев. Секреция позволяет быстро экскретировать органические кислоты, основания и ионы, например, ионы калия, секреция которых происходит в дистальных отделах канальцев и в собирательных трубках.

Другой вариант канальцевой секреции заключается в выделении в просвет канальца новых веществ, синтезированных в клетках нефрона - гиппуровая кислота, аммиак. В почках образуются некоторые вещества, поступающие в кровь - ренин, простагландины, глюкоза, образующаяся при глюконеогенезе в почке и др.

Вопросы для самоконтроля

Адаптация и компенсация

Рис. 14.1. Схема «Механизм долговременной компенсации клеток»

Компенсаторные процессы на уровне ткани и органа могут быть сведены к следующим основным типам:

1) компенсация процессов межклеточного взаимодействия;

2) изменение ритмики актив­ности функционирующих клеток;

3) изменение структурного и метаболи­ческого обеспечения функции;

4) компенсация нарушений функции во­влечением в нее других видов клеток с «резервной» функцией;

5) компен­сация функции за счет повышенной регенерации клеток ткани;

6) компен­сация нарушенных функций за счет изменения характера и уровня внутри-органных или внутрисистемных ауторегуляторных процессов.

Границы физиологических реакций закреплены в рамках определенного диапазона приспособительных колебаний.

Одним из механизмов компенсации является процесс вовлечения в нару­шенную или утраченную функцию тех клеток, для которых эта функция не являлась основной, а была «резервной». Такая взаимозаменяемость клеток наиболее широко представлена в центральной нервной системе, в которой пластичность мозга является ведущим фактором. Для мозга, где нейроны обладают лишь способностью к внутриклеточной регенерации, подобный механизм компенсации является ведущим. Однако и в других органах явле­ния «резервирования» функции или «дублирования» ее имеют место.

Дубли­рование наиболее выражено не в пределах одного органа, а на системном уровне. Так, в пределах эндокринной системы гипергликемический эффект может быть достигнут за счет подавления секреции инсулина, активации секреции глюкагона, адреналина, глюкокортикоидов и др.; функция удален­ных участков кишечника может быть компенсирована сохранившимися от­делами; кальций-регулирующие гормоны могут секретироваться и за преде­лами щитовидной и околощитовидных желез; инсулиноподобное вещество секретируется подчелюстными слюнными железами; функция экскреции азотистых шлаков, присущая почкам, дублируется потовыми, слюнными, желудочными и кишечными железами и т. п.; регуляция экскреции натрия почками осуществляется не только альдостероном, но и рядом других гор­монов, в том числе и атриопептидом, образующимся клетками миокарда, основной функцией которых является сокращение.

Важной компенсаторной тканевой реакцией является клеточная регене­рация и гиперплазия ткани.

Помимо влияющих на рост клеток классических гормонов эндокринных желез, таких как инсу­лин, соматотропин, тиреоидные гормоны и др., клеточная регенерация и гиперплазия регулируются полипептидными ростовыми факторами клеточ­ного происхождения нескольких видов:

· фактором роста эпидермиса,

· тромбоцитарным фактором роста,

· фактором роста фибробластов,

· инсулиноподобными факторами роста,

· фактором poста нервов,

· трансформирующим фактором роста.

Компенсаторные реакции в рамках анатомо-физиологической системы формируются благодаря следующим основным механизмам внутрисистемной саморегуляции:

1) Нарушенная деятельность одних элементов системы (органов, тканей) меняет внешние условия и функцию других ее элементов, вследствие чего сохраняется гомеостатический уровень интегрального параметра, характеризующего деятельность системы в целом. Например, снижение общего сосудистого сопротивления ведет к возрастанию венозного возврата крови, что способствует повышению минутного объема, и в итоге интегральный показатель сердечно-сосудистой системы, артериальное давление, сохра­няется на оптимальном уровне. Повышение фильтрационной загрузки ка­нальцев почек натрием ведет к усилению реабсорбации катиона, что пре­дотвращает его потери организмом.

2) При нарушении функции одного из элементов системы изменившиеся условия деятельности другого элемента обеспечивают устранение первичного дефекта с помощью специально выделяемых гуморальных факторов. Примером может служить образование в миокарде предсердий гормона атриопептида в условиях сердечно-сосудистой недостаточности, когда избыточный объем крови влечет рост нагрузки на входе сердца. Атриопептид, обла­дающий вазодилатирующим действием, уменьшает периферическое сосуди­стое сопротивление и внешнюю работу сердца. На межсистемном уровне этот же механизм компенсации (атриопептид) вызывает избыточный диурез и натриурез, уменьшая объем циркулирующей крови и нагрузку на входе сердца.

3) Собственные внутрисистемные компенсаторные реакций реализуются за счет местных рефлексов с помощью нервных элементов самих органов. Примерами являются компенсаторные реакции миокарда, реализуемые внутрисердечной нервной системой или реакции кишечника, обусловленные интрамуральными нервными элементами.

Следует подчеркнуть, что в целостном организме практически не существует изолированных компенсаторных процессов на рассматриваемых уров­нях организации, внутрисистемные механизмы компенсации находятся в интегративной взаимосвязи и объединены межсистемными компенсатор­ными реакциями.

Организм представляет собой единую гомеостатичеокую систему. При повреждении той или иной части гомеостатически организованной системы происходит перераспределение актив­ности между ее неповрежденными компонентами, то есть имеет место стрем­ление сохранить гомеостазис организма и компенсировать функциональный дефект поврежденных структур.

Переход на режим функционирования, мобилизующий функциональные возможности всего организма, в том числе компенсаторные, осуществляется благодаря включению стресс-реализующей системы (прежде всего гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и адреналовой).

Стресс-реакция явля­ется неспецифическим адаптивным ответом организма не только на повреждение, но и на действие сильных раздражителей разной природы (стрессо­ров). Чрезмерно выраженная и слишком продолжительная стресс-реакция сама по себе приводит к поломке систем организма и развитию патологии.

Организм располагает также системами, препятствующими развитию избыточно выраженной повреждающей стресс-реакции. Они получили название стресс-лимитирующих

Стресс-реакция представляет собой неспецифический компонент сложной приспособительной реакции организма, возникающей в ответ на нарушение гомеостаза повреждающим фактором среды.

Стресс-реакция способствует осуществлению специфических компонентов компенсаторного процесса. Но если она становится чрезмерно выраженной или чрез­мерно длительной, то ее адаптивный эффект сменяется повреждающим.

Взаимодействие стресс-реализующей системы со стресс-лимитирующими обеспечивает адаптивный характер стресс-реакции и пре­дотвращает ее повреждающее влияние. Обе системы запускаются одним и тем же стресс-фактором. Но по мере развития стресс-реакции усиливается влияние стресс-лимитирующих систем, которые мобилизуются по меха­низму обратной связи в ответ на избыточное выделение медиаторов стресс-реализующей системы.

В течении компенсаторного процесса выделяют четыре стадии.

В первую стадию осуществляется срочная компенсация структурно-функ­ционального дефекта, вызванного повреждающим фактором. В эту стадию организм осуществляет перераспределение функциональной активности между системами. Стадия срочной компенсации осуществляется на фоне катаболической фазы стресс-реакции, мобилизующей функциональные возможности всего организма.

Вторая стадия является переходной. К функционирующим механизмам срочной компенсации подключаются механизмы долговременной компен­сации. Этому про­цессу способствует проявление анаболической фазы стресс-реакции, кото­рая характеризуется снижением концентрации в крови катаболических гор­монов — кортикостероидов и катехоламинов и возрастанием содержания анаболических - тирокальцитонина, соматотропина, трийодтиронина, тетрайодтиронина и инсулина.

В третью стадию (устойчивой, долговременной компенсации) достигается устранение структурно-функциональных нарушений. Поврежденная система обретает способность выполнять свои функции. Однако полного восстановления исходного морфо-функционального состояния органа после значительного повреждения не происходит.

Четвертая стадия - стадия функциональной недостаточности. В эту ста­дию состояние компенсации нарушенных функций переходит в состояние декомпенсации. Функциональная недостаточность развивается постепенно. Возникновению декомпенсации противостоят межсистемные адаптивные перестройки в организме. Так, например, при повреждении миокарда различного генеза, с одной стороны, тормозится основной обмен и двигательная актив­ность организма, а с другой - усиливается эритропоэз, увеличивается ки­слородная емкость крови и способность тканей полнее поглощать кислород из крови.

Особенности компенсаторного процесса, осуществляющегося в условиях целостного организма заключаются в следующем:

-благодаря включению межсистемных механизмов стресс-реализующей системы, компенсаторные реакции, возникающие в ответ на повреждение в клетке, органе и физиологической системе, интегрируются в единый многокомпонентный ответ на организменном уровне;

-общие адаптивные реакции организма имеют различный диапазон резервных возможностей в зависимости от того, находится ли организм в стационарном состоянии или подвергается стрессорному воздействию, формирование стресс-реакции сопровождается значительным расширением адаптивных возможностей организма по отношению к действию лю­бых, в том числе и повреждающих, факторов среды;

-компенсаторные ре­акции в стационарном состоянии организма отсутствуют, их формирова­ние начинается после повреждения структур и нарушения функций в орга­низме;

-диапазон возможных компенсаторных реакций организма, являю­щихся частным вариантом общих адаптивных реакций, находится в опре­деленной зависимости от резервных возможностей адаптации организма вообще.

Вопросы для самоконтроля

ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

Вопросы для самоконтроля

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Безруких М.М. Возрастная физиология: (Физиология развития ребёнка): Учеб. пособие для студ. пед. учеб. заведений/ М.М. Безруких, В.Д. Сонькин, Д.А. Фабер. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 416 с.

2. Горбанёва Е.П. Терморегуляция: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Волгоград: ВГАФК, 2005. – 17 с.

3. Горбанёва Е.П. Энергообмен: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Волгоград: ВГАФК, 2005. – 28 с.

4. Горбанёва Е.П. Физиологические механизмы компенсации нарушенных функций организма: Учебно-методическое пособие. - Волгоград.: ВГАФК, 2005. – 63 с.

5. Захарьева Н.Н. Возрастная физиология: Учебное пособие. – Волгоград: ВГАФК, 2005. – 175 с.

6. Камчатников А.Г. Физиология крови. Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Волгоград: ВГАФК, 2004. – 23 с.

7. Камчатников А.Г. Физиология желёз внутренней секреции. Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Волгоград: ВГАФК, 2004. – 35 с.

8. Камчатников А.Г. Физиология сенсорных систем. Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Волгоград: ВГАФК, 2005. – 33 с.

9. Любимова З.В., Маринова К.В., Никитина А.А. Возрастная физиология: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений: В 2 ч. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003. – Ч. 1.- 304 с.

10. Нормальная физиология. / Под ред. А.В. Коробкова. М. 1980. – 560с.

11. Основы физиологии человека / Под ред. В.И.Ткаченко. Учебник для вузов. Т. 3. М, «Литера», 1998. – 474 с.

12. Практикум по физиологии / Москва: Медицина.- 1970. – 367 с.

13. Сентябрев Н.Н.,Солопов И.Н Физиология центральной нервной системы. Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. - Волгоград: ВГАФК, 2004. – 32 с.

14. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная / Учебник для высших учебных заведений физической культуры. – М.: Тера-Спорт, Олимпия Пресс, 2001. – 520 с.

15. Тхоревский В.И. Физиология человека. Учебник для вузов физ. культуры и факультетов физ. воспитания педагогических вузов под общ. ред. акад.. М.: Физкультура, образование и наука, 2001. – 492 с.

16. Физиология человека: В 3-х т. Пер. с англ./ Под ред. Р.Ф. Шмидта и Г.Тевса. М., 1996.

17. Физиология человека / Под ред. Г.И.Косицкого.- Москва: Медицина.- 1985.- 544 с.

СОЛОПОВ Игорь Николаевич

Горбанёва Елена Петровна

физиология человека

С МУЛЬТИМЕДИЙНЫМ сОПровождением

Учебно-методическое пособие

(для самостоятельной работы)

Учебное издание

Ответственный за выпуск:

Подписано в печать 13.04.2011 г.
Формат 60x84 1/16. Усл. печ. листов 10,2 п.л

Тираж 500 экз. Заказ № 327

Отпечатано на множительной технике.

_____________________________________________________________________

Издательство

ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная академия физической культуры»

400005, г. Волгоград, пр. Ленина,78 Гомеостатическая функция почек - student2.ru

ВЫДЕЛЕНИЕ

13.1. Общая характеристика выделительных процессов. Механизм мочеобразования.

Под выделение понимают освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, вредных продуктов, токсинов, лекарственных веществ и др. Процессам выделения предшествуют процессы так называемого защитного синтеза - превращение вредных веществ в безвредные.

К органам выделения относятся: почки, легкие, желудочно-кишечный тракт, потовые железы, дыхательная система. Выделительные органы выполняют следующие функции:

1. удаление продуктов обмена;

2. участие в поддержании постоянства внутренней среды организма;

3. участие органов выделения в поддержании водно-солевого баланса

Часть веществ, подлежащих выделению, удаляется из организма в газообразной форме преимущественно с помощью системы дыхания.

Удалением других веществ занята система выделения - совокупность взаимодействующих структур организма, ее главной целью является экскреция, выведение из организма негазообразных конечных продуктов метаболизма, которые не используются организмом, чужеродных и токсических веществ, избытка воды и минеральных компонентов плазмы в соответствии с возможными потребностями организма.

Одной из главных проблем, решаемой с помощью этой системы, является выведение воды. Почки в сутки выводят около 1,5 л воды, вместе с которой в растворенном виде удаляются токсичные вещества и некоторые другие продукты метаболизма. С потоотделением воды теряется около 0,5 л в сутки. Выдыхаемый воздух насыщен водяными парами и летучими продуктами метаболизма, при этом удаляется около 0,35 л воды. С конечными продуктами переваривания пищи удаляется около 0,15 л воды. Таким образом, всего за сутки удаляется около 2,5 л воды (в зависимости от условий деятельности организма и внешней температуры).

Выделительная функция пищеварительного тракта сводится не только к удалению непереваренных остатков пищи, но и активной экскрекции. Через слизистую оболочку желудка выделяются некоторые красители, удаляются соли тяжелых металлов, лекарственные и другие вещества.

Легкиевместе воздухом удаляют углекислый газ, большинство ароматических эфиров, различные спирты, кетоны и альдегиды.

Выделительная функция кожи

Сальные железы при нормальном функционировании организма не выделяют конечных продуктов обмена. Секрет сальных желез служит для смазывания кожи жиром. Выделительная функция молочных желез проявляется в период лактации. Поэтому при попадании в организм матери токсических и лекарственных веществ, эфирных масел и т. д. они выделяются с молоком и могут оказывать воздействие на организм ребенка.

Собственно выделительными органами кожи являются потовые железы, которые удаляют конечные продукты обмена и тем самым участвуют в поддержании многих констант внутренней среды организма. С потом из организма удаляется вода, соли, молочная и мочевая кислоты, мочевина, креатинин, могут выделяться токсины и лекарственные вещества.

Потовые железы иннервируются по сегментарному признаку (определенный сегмент спинного мозга иннервирует ближние участки кожи с потовыми железами). Секреторными волокнами по отношению к потовым железам являются симпатические волокна вегетативной нервной системы. Медиатором в этих нервах является ацетилхолин (для других структур медиатор в постганглионарных симпатических волокнах - норадреналин).

Выделительная функция почек

Почки являются главными выделительными органами. Им принадлежит ведущая роль и в поддержании гомеостаза.

Функции почек многообразны. Они принимают участие в регуляции:

• объема крови и других жидкостей внутренней среды;

• постоянства осмотического давления крови и других жидкостей организма;

• ионного состава жидкостей внутренней среды;

• кислотно-основного равновесия;

• экскреции конечных продуктов азотистого обмена;

• экскреции избытка органических веществ, поступающих с пищей или образовавшихся в процессе метаболизма (например, глюкозы, аминокислот);

• метаболизма белков, жиров и углеводов;

• артериального давления;

• эритропоэза;

• свертывания крови;

• секреции ферментов и физиологически активных веществ (ренина, брадикинина, простагландинов, витамина D3 и др.).

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, так как в нем осуществляются все процессы мочеобразования (рис. 19).

Гомеостатическая функция почек - student2.ru

Рис. 13.1. Схема строения нефрона.1 — капсула клубочка (Шумлянского — Боумена), 2 — клубочек почечного тельца, 3 — просвет капсулы клубочка, 4 — проксимальная часть канальца нефрона, 5 — кровеносные капилляры, 6 - собирательная трубочка, 7 - петля нефрона, 8 дистальная часть канальца нефрона. 9 — артерия. 10 — вена, 11 — приносящая клубочковая артериола. 12 — выносящей клубочковая артериола. (http://homotomia.narod.ru/book/anatomia/moce-polovaia/moce-polovaia.htm)

Нефрон начинается двустенной капсулой Шумлянского-Боумена, внутри которой находится сосудистый клубочек – Мальпигиево тельце (сеть капилляров приносящей артериолы, соединенных между собой анастомозами). Капсула состоит из двух листков, полость между которыми переходит в просвет проксимального канальца. Он состоит из проксимального извитого и проксимального прямого канальцев, составляющих проксимальный отдел нефрона. Следующий его отдел - петля нефрона (петля Генле), в которой выделяют тонкую нисходящую часть, могущую глубоко спускаться в мозговое вещество и образующую петлю, которая поворачивает на 180о в сторону коркового вещества почки в виде восходящей тонкой части петли нефрона, переходящей в толстую. Восходящий отдел петли нефрона поднимается до уровня своего же клубочка. Там начинается дистальный извитой каналец, переходящий в короткий связующий канадец, соединяющий нефрон с собирательными трубками. Собирательные трубки начинаются в корковом веществе почки, они сливаются в более крупные выводные протоки, проходящие через мозговое вещество и впадающие в полость почечной чашки, открывающейся в почечную лоханку.

По локализации различают несколько типов нефронов: поверхностные (суперфициальные), интракортикальные (лежащие внутри коркового слоя) и юкстамедулярные (их клубочки расположены у границы коркового и мозгового слоев).

Кровоснабжение почки. В обычных условиях через почки проходит около 1/4 объема крови, выбрасываемого сердцем. В корковом веществе почки кровоток достигает 4-5 мл/мин на 1г ткани - это самый высокий уровень органного кровотока. Особенностью почечного кровотока является то, что кровоток почки остается постоянным при изменении в широких пределах системного артериального давления. Это обеспечивается специальными механизмами саморегуляции кровообращения в почке.

Короткие почечные артерии отходят от аорты, в почке они разветвляются на более мелкие сосуды. В почечный клубочек входит приносящая (афферентная) артериола, распадающаяся в нем на капилляры. Они при слиянии образуют выносящую (эфферентную) артериолу, осуществляющую отток крови от клубочка. После отхождения от клубочка выносящая артериола вновь распадается на капилляры, образуя сеть вокруг проксимальных и дистальных извитых канальцев. Особенностью кровоснабжения юкстамедулярного нефрона является то, что эфферентная артериола не распадается на околоканальцевую капиллярную сеть, а образует прямые сосуды, которые спускаются в мозговое вещество почки.

Процесс мочеобразования

Образование конечной мочи является результатом трех процессов: фильтрации, реабсорбции и секреции.

Клубочковая фильтрация. Образование мочи в почках начинается с фильтрации плазмы крови в почечных клубочках. На пути фильтрации в

Наши рекомендации