Выделительная система
В ходе жизнедеятельности в организме человека образуются различные продукты метаболизма (обмена веществ), которые могут оказать негативное воздействие на организм человека, поэтому эти вещества постоянно выводятся из тела человека с помощью органов выделительной системы.
NB! Многие ошибочно полагают, что выведение вредных веществ и других продуктов метаболизма осуществляется только с мочой. Хотя с помощью мочевыделительной системы выводится основная часть продуктов обмена веществ, выделение осуществляется также с помощью кожи, кишечника и лёгких.
Через кожу выводится избыток солей и вода (пот), также с помощью кожи в малых количествах осуществляется газообмен с окружающей средой, то есть выделяется СО2 (углекислый газ), а поглощается О2 (кислород).
Лёгкие играют ключевую роль в дыхании, соответственно через них выделяется углекислый газ, а также пары воды. В некоторых случаях с помощью лёгких могут также выделяться и различные другие вещества, например, этиловый спирт (этанол).
NB! Принцип работы алкотестеров основан на том, что пары этанола хорошо выделяются через лёгкие, а, соответственно, содержатся в парах выдыхаемого воздуха. Благодаря измерению паров этанола в выдыхаемом воздухе с помощью алкотестера можно определить наличие или отсутствие алкогольного опьянения у человека.
Также наблюдается выделение продуктов метаболизма с помощью кишечника. В некоторых случаях выделение продуктов обмена веществ может происходить и с помощью других органов.
Основная часть вредных веществ выделяется из организма с мочой с помощью органов мочевыделительной системы.
Мочевыделительная система состоит из:
1. Двух почек – правой и левой
2. Двух мочеточников
3. Мочевого пузыря
4. Мочеиспускательного канала (уретры)
Рис. Схема строения мочевыделительной системы.
Основным органом мочевыделительной системы человека являются почки. Величина каждой почки соответствует кулаку взрослого человека. Почки располагаются на уровне поясницы по обе стороны от позвоночника, причём в норме правая почка всегда располагается чуть ниже, чем левая. Это связано с тем, что с правой стороны располагается печень, которая «мешает» правой почке располагаться выше.
Каждая почка состоит из двух слоёв: коркового и мозгового. Также в почке различают почечную лоханку.
Очищение крови от растворённых в ней продуктов метаболизма происходит в нефронах. Нефрон – это структурно-функциональная единица почки.
Нефрон состоит из:
1. Капсулы Боумена-Шумлянского
2. Извитого канальца
Каждый нефрон начинается капсулой Боумена-Шумлянского (её также называют боуменовой капсулой). Капсула оплетена множеством капилляров, кровь в эти капилляры поступает из почечной артерии под очень высоким давлением, поэтому через стенки капилляров происходит фильтрация вредных веществ. Диаметр артерии, по которой кровь поступает в капсулу, значительно больше, чем диаметр артерии, по которой кровь покидает капсулу, именно благодаря этому создается высокое давление в капиллярном клубочке.
Рис. Строение нефрона.
NB! Капсула Боумена-Шумлянского - это уникальная структура в организме человека: к данной структуре кровь поступает по артериальному сосуду и покидает также по артериальному сосуду, тогда как в большинстве случаев кровь поступает к какому-либо органу или его части по артериальному сосуду, а покидает по венозному.
В результате фильтрации веществ из крови в капсуле Боумена-Шумлянского образуется первичная моча. Первичная моча содержит как вредные, так и полезные для организма вещества. В норме в сутки первичной мочи образуется около 190 литров, и в ней содержится вода, сахара, растворённые соли и продукты метаболизма (в частности, мочевина).
Из капсулы Боумена-Шумлянского первичная моча поступает в извитой каналец, который изгибается, образуя петлю Генле. В петле Генле происходит реабсорбция (обратное всасывание) питательных веществ и воды, так, например, происходит обратное всасывание сахаров.
NB! В норме в моче отсутствуют сахара. Наличие сахара в моче – это тревожный сигнал, который может свидетельствовать о наличии у человека сахарного диабета. При сахарном диабете ввиду недостаточного количества инсулина в крови человека сахар не усваивается клетками, а продолжает циркулировать в крови, затем он попадает в почки и фильтруется в капсуле Боумена-Шумлянского. Однако в первичной моче его оказывается слишком много, и организму не удаётся его усвоить обратно в кровь, поэтому сахар остаётся в моче. Впрочем, сахар в моче можно обнаружить и у здорового человека, если он за один раз съест пять кусочков торта и запьёт тремя стаканами кока-колы, в таком случае сахара в крови станет очень много, и организм не сможет его весь усвоить, поэтому часть сахар выведется с мочой.
Артериальный сосуд, выходящий из капсулы Боумена-Шумлянского, снова ветвится на капилляры, которые оплетают стенки извитого канальца, в частности и петлю Генле. Именно с помощью этих капилляров и осуществляется реабсорбция. Затем капилляры извитого канальца впадают в венозный сосуд.
Вредные вещества после реабсорбции остаются в извитом канальце, в результате образуется вторичная моча. Вторичная моча из извитого канальца попадает в систему собирательных трубочек, которые в итоге открываются в почечную лоханку. Почечная лоханка представляет собой полость внутри почки, в которой накапливается вторичная (конечная) моча. В сутки в норме у человека образуется около 2 литров вторичной мочи.
NB! У здорового человека во вторичной моче отсутствуют белки, сахара и форменные элементы крови. Наличие в моче клеточных элементов крови и белков плазмы крови может указывать на то, что имеются повреждения в стенках капиллярных клубочков или других частей мочевыделительной системы, так как в норме белки и клетки крови в мочу проникать не должны. Причиной повреждения целостности капиллярных клубочков может быть физическая травма, воспалительный процесс или какие-либо иные заболевания.
Рис. Расположение в корковом и мозговом слоях почки элементов нефрона.
Помимо почечной лоханки в почке также выделяют корковый и мозговой слой. Капсулы Боумена-Шумлянского и небольшая часть канальцев располагаются в основном в корковом слое, а остальные части канальцев, петля Генле и собирательные трубочки в большинстве случаев располагаются в мозговом слое.
Из почечных лоханок моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь.
NB! Многие полагают, что мочеточники – это трубочки, по которым моча просто стекает вниз. Однако это не так. Стенки мочеточников выстланы гладкой мускулатурой, и моча по ним не стекает, а проталкивается небольшими порциями.
Моча накапливается в мочевом пузыре. Объём мочевого пузыря взрослого человека составляет около 500 мл. При наполнении мочевого пузыря его стенки расширяются, и от расположенных в них рецепторов растяжения сигнал поступает в спинной мозг. Мочеиспускание является рефлекторным актом. Мотонейроны спинного мозга посылают сигнал сфинктеру – кольцевой мышце, блокирующей выход мочи из мочевого пузыря в мочеиспускательный канал. При мочеиспускании сфинктер расслабляется – и моча покидает мочевой пузырь.
У маленького ребёнка акт мочеиспускания осуществляется за счёт рефлекторной деятельности спинного мозга, тогда как у взрослого человека данный рефлекс находится под контролем коры больших полушарий. Именно поэтому у взрослого человека акт мочеиспускания происходит сознательно, и он может «дотерпеть» до туалета.
Наиболее распространённым нарушением в функционировании почек является образование в них камней. Как правило, образование камней связано с неправильной диетой, в результате в организме накапливается избыточное количество тех или иных солей, которые, оказавшись в почках после фильтрации, спрессовываются и преобразуются в камни. Маленькие камни, как правило, выходят из организма сами. При этом нередко они травмируют мочеточник и мочеиспускательный канал (уретру) из-за чего человек испытывает сильные боли, при этом часто поднимается температура. Если образуются слишком большие камни, то их дробят на более мелкие кусочки с помощью ультразвукового излучения. В исключительных случаях применяют хирургическое вмешательство для удаления камней.
Рис. Коллекция почечных камней, их распилы.
Причиной заболевания почек также могут стать различные бактериальные инфекции, принесённые через кровеносную систему в почки. Кроме того, инфекция мочевыделительной системы также может быть вызвана попаданием болезнетворных микроорганизмов и через мочеиспускательный канал. Для предупреждения подобных инфекций необходимо соблюдать правила личной гигиены. Как правило, инфекции мочеполовой системы имеют бактериальную природу, поэтому для их лечения применяют антибиотики.
В исключительных случаях, когда почки по каким-либо причинам не справляются со своей функцией, применяют метод гемодиализа. Суть этого метода заключается в том, что человека подключают к специальному аппарату, через который пропускают кровь пациента, и при этом, проходя через специальную систему фильтров, она очищается.
Рис. Аппарат для гемодиализа.
Смотреть видео по теме "Выделительная система" || Решить тест по теме "Выделительная система" || Вернуться в раздел "Теория и практика"
