ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Физиология мочевыделительной системы

Лекция № 8

ВЫДЕЛЕНИЕ

План лекции

1. Понятие о функциях процесса выделения. Роль ЖКТ, лёгких и кожи в этом процессе.

2. Функция почек.

3. Строение почек.

4. Механизм мочеобразования и состав мочи

5. Мочевой пузырь. Регуляция мочевыделения.

6. Строение потовых желез

7. Функции потовых желез

8. Химический состав пота

9. Термическое и эмоциональное потоотделение.

10. Дегидратация (обезвоживание) и его последствия для организма.

11. Нейрогуморальная регуляция потоотделения.

Физиология мочевыделительной системы

Основная функция процессов выделения - поддержание гомеостаза внутренней среды организма. Органы выделения освобождают организм от конечных продуктов обмена, чужеродных и токсичных веществ, избытка воды, солей и органических соединений, поступающих с пищей или образовавшиеся в результате метаболизма.

Конечные продукты обмена называются экскретом, а органы, выполняющие выделительные функции, называются экскреторными.

Функции выведения из организма продуктов обмена веществ выполняют органы пищеварения, лёгкие, кожа и мочевыделительная система

Желудочно-кишечный тракт выделяет воду, желчные кислоты,
пигменты, холестерин, соли тяжёлых металлов, лекарственные препараты, чужеродные органические соединения, неусвоенные остатки пищи. Лёгкие выделяют углекислый газ, воду (400мл/сутки), летучие вещества. Кожа выделяет пот, в состав которого входят вода, соли, продукты азотистого обмена (мочевина).

Ведущую роль в выделительных процессах принадлежит почкам (лат. ren, греч. nephros) и потовым железа. Около 75% выводимых из организма продуктов обмена выделяется почками. Процесс образования и выделения мочи называется диурезом. Функции почек:

1. Почки удаляют из организма продукты распада, излишки воды, солей, вредные вещества и лекарственные препараты.

2. Почки поддерживают на постоянном уровне осмотическое давление в жидких средах за счёт удаления воды и солей.

3. Почки обеспечивают постоянство реакции крови (рН крови) за счёт интенсивности выделения кислых или щелочных солей фосфорной кислоты.

4. Почки участвуют в синтезе некоторых веществ, которые затем и выводят (ренин).

5. Почки осуществляют секреторную функцию. Они выделяют в мочу вещества, которые не могут пройти почечный фильтр клубочковых капилляров. К ним относятся некоторые лекарственные вещества, антибиотики.

6. Почки участвуют в минеральном, липидном, белковом и углеводном обменах.

Таким образом, почки принимают активное участие в поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

Строение почек. Почки имеют два слоя - корковый и мозговой..

Структурно - функциональной единицей почки является нефрон. У человека общее число нефронов достигает 1 млн. Нефрон представляет собой длинный каналец, начальный отдел которой в виде двустенной чаши окружает артериальный капиллярный клубочек, конечный - впадает в собирательную трубку.

В нефроне выделяют следующие отделы:

1. Почечное (мальпигиево) тельце - это сосудистый клубочек и окружающая его капсула почечного клубочка (капсула Шумлянского - Боумена).

2. Извитой каналец первого порядка.

3. Петля нефрона (петля Генле) имеет нисходящий и восходящий отдел.

4. Извитой каналец второго порядка, который впадает в собирательную трубку.

Клубочки, извитые канальцы I и II порядка, часть петли Генле, располагаются в корковом веществе. В мозговом веществе располагаются часть петли Генле и собирательные трубки.

Собирательные трубки сливаются, образуют общие выводные протоки, которые проходят через мозговой слой к верхушкам сосочков, выступающим в полость почечной лоханки. Лоханка переходит в мочеточник, который впадает в мочевой пузырь.

Кровоснабжение почек. Почки получают кровь из почечной артерии - одной из крупных ветвей аорты. Артерия делится на артериолы, приносящие кровь к клубочку, она распадается на капилляры (первая сеть). Капилляры, сливаясь, образуют выносящую артериолу, диаметр которой в 2 раза меньше диаметра приносящей. Выносящая артериола вновь распадается на сеть: капилляры оплетающих канальцы - вторая сеть капилляров. Артериальные капилляры переходят в венозные, которые сливаются в почечные венулы, затем вены, впадающие в нижнюю полую вену.

Иннервация почек - осуществляется за счёт симпатических и парасимпатических нервов. Симпатические нервы сужают сосуды почек парасимпатические - расширяют.

Юкстагломерулярный комплекс — околоклубочковый комплекс, состоит из миоэпителиоидных клеток, расположенных в стенке приносящей артериолы клубочка и секретирующих биологически активное вещество - ренин. Юкстагломерулярный комплекс участвует в регуляции водно - солевого обмена и поддержании постоянства артериального давления. При увеличении количества ренина повышается артериальное давление, нарушается водно - солевой обмен в организме.

Механизм мочеобразования. В течение суток человек потребляет примерно 2,5 литра воды, в том числе 1500мл в жидком виде и около 650мл с твердой пищей. Кроме того, в процессе распада белков, жиров и углеводов образуется еще около 400 мл воды. Из организма вода выводится главным образом через почки - 1500 мл, остальная - через лёгкие, кожу, частично - с остатками пищи через желудочно-кишечный тракт.

Моча образуется из плазмы крови, протекающей через почки, и является сложным продуктом деятельности нефронов. Давление крови в капиллярах сосудистого клубочка больше, чем в капиллярах других органов и тканей. Оно составляет 60 - 70 % от величины давления в аорте (72-78 /48-56 мм/ рт.ст.). Через почки вся кровь - 5,0 - 6,0 л - проходит за 5 минут. За 1 минуту проходит 1,2 л крови. В течение суток через почки протекает 1000 - 1500л крови. Это позволяет полностью удалить все ненужные и вредные для организма вещества. Образование мочи состоит из 2-х этапов: улътрафилътрация и обратное всасывание - реабсорбция.

Клубочковая улътрафилътрация - происходит в капиллярах клубочков: из плазмы крови фильтруется вода с растворёнными в ней неорганическими и органическими веществами, имеющими низкую молекулярную массу. Эта жидкость первичная моча поступает в капсулу почечного клубочка, а затем в

канальцы почек. По химическому составу она сходна с плазмой крови, но почти не содержит белка.

Процессу фильтрации сопутствует высокое давление крови в капиллярах клубочков, но белки крови удерживают воду и препятствуют фильтрации, плазмы. Если артериальное давление снижается, фильтрация уменьшается. На величину фильтрации влияет спазм или расширение приносящей и выносящей артериолы. Кроме того, на фильтрацию влияет проницаемость мембраны, через которую проходит фильтрация мочи.

Канальцевая реабсорбция - происходит обратное всасывание мочи в кровь, 99% воды, глюкозы, части солей и небольшого количества мочевины. Получается вторичная или конечная моча, которая по составу очень отличается от первичной: в ней много сульфатов, мочевины, креатинина, нет глюкозы, аминокислот, некоторых солей.

За сутки в почках образуется 150 - 180л первичной мочи. После обратного всасывания за сутки остаётся 1 - 1,5 л вторичной мочи. Всасывание является активным процессом, на что затрачивается большое количество энергии.

Некоторые вещества не полностью всасываются из первичной мочи, например при избыточном поступлении сахара часть глюкозы остаётся во вторичной моче. При недостатке поваренной соли она не выводится из организма с мочой. Таким образом, почки регулируют содержание веществ -выводят лишние, задерживают недостающие.

В канальцах нефрона протекает не только реабсорбция, но и выделение некоторых веществ, которые не могут пройти через почечный фильтр в капсуле нефрона. Это лекарственные препараты, антибиотики и др.

Гипоталамусом вырабатывается вазопрессин, который под воздействием гормонов задней доли гипофиза, поступает в кровь. Он усиливает процесс обратного всасывания жидкости, поэтому количество мочи уменьшается.

При недостатке вазопрессина человек испытывает сильную жажду, количество мочи увеличивается до 20 — 25 л. Это заболевание называется несахарный диабет. На образование мочи влияет количество выпитой жидкости, употребление солёной пищи, физическая работа.

Моча. Состоит из 95% воды и растворенных в ней 5% твёрдых веществ: мочевина 2%, мочевая кислота 0,05%, креатинин 0,075%), соли К, Nа. При физической нагрузке в ней может появиться белок. Реакция мочи зависит от пищи: при мясной пище - кислая реакция, овощной - щелочная или нейтральная. Плотность мочи - 1,015 - 1,020 в зависимости от количества жидкости.

Кровь в моче может быть в результате повреждения или при заболевании почек и мочевыводящих органов. Белок отсутствует или определяется в виде «следов» 0,03%. Глюкоза отсутствует, но может быть при гипергликемии.

Цвет мочи зависит от желчных пигментов (билирубин в моче называется уробилином) и от принятой пищи (красная свекла, витамины группы В и т.п.).

В моче присутствуют неорганические соли - хлористый Nа, хлористый К, сульфаты, фосфаты и органические соединения - мочевина, мочевая кислота, креатинин. В моче отмечаются клетки эпителия, лейкоциты, эритроциты (свежие - от камней, выщелоченные - при заболевании почек).

Микробы присутствуют в моче при воспалительных заболеваниях почек и мочевого пузыря.

Из почек моча через мочеточники поступает вмочевой пузырь.

Мочевой пузырь. При поступлении мочи её объём в пузыре постепенно увеличивается, его стенки растягиваются. При достижении определённого объёма напряжение стенок пузыря в результате раздражения механорецепторов резко нарастает и резко повышает давление мочи. Первые позывы к мочеиспусканию появляются, когда объём содержимого пузыря достигает 150 мл. При увеличении объёма до 200 - 300 мл усиливается импульсация от механорецепторов мочевого пузыря в рефлекторный центр мочеиспускания, который расположен во I I - I V сегментах крестцового отдела спинного мозга. Активность парасимпатических волокон тазовых внутренностных нервов стимулирует сокращение мышцы мочевого пузыря и расслабление внутреннего сфинктера мочеиспускательного канала, благодаря которому происходит произвольное опорожнение мочевого пузыря. Симпатическая иннервация расслабляет мочевой пузырь и повышает тонус его сфинктера, увеличивая его вместимость и способность к более длительному удержанию мочи при физических нагрузках.

2. Физиология потовых желез

Строение потовых желез

В коже человека находится три вида желез: молочные, потовые и сальные.

Потовые железы (gll. sudoriferae) встречаются почти во всех участках кожного покрова. Их количество достигает 2,5 млн. Наиболее богата потовыми железами кожа подушечек пальцев рук и ног, ладоней и подошв, подмышечных и паховых складок. В этих местах на 1 см² поверхности кожи открывается свыше 300 желез, тогда как на других участках кожи - 120 - 200 желез.

Потовые железы по своему строению являются простыми трубчатыми. Они состоят из длинного выводного протока, идущего прямолинейно или слегка извиваясь, и не менее длинного концевого отдела, закрученного в виде клубочка. Диаметр клубочка около 0,3 - 0,4 мм. Концевые отделы располагаются в глубоких частях сетчатого слоя на границе его с подкожной клетчаткой, а выводные протоки, пройдя через оба слоя дермы и эпидермис, открываются на поверхности кожи так называемой потовой порой.

Функции потовых желез.

Выделяя пот, потовые железы:

1) освобождают организм от продуктов распада, образующихся при обмене веществ;

2) путём выделения воды и солей участвуют в сохранении гомеостаза осмотического давления;

3) усиливая теплоотдачу, поддерживают постоянство температуры тела.

Пот содержит 98 - 99% воды, минеральные соли (хлористый натрий и калий) и органические вещества (мочевину, мочевую кислоту, креатинин). Выделяя продукты белкового обмена, потовые железы облегчают деятельность почек. При аэробно-гликолитической физической нагрузке пот может содержать молочную кислоту. При работе умеренной мощности - на фоне снижения диуреза - в нём компенсаторно возрастает содержание мочевины, креатинина и аммиака.

В среднем за сутки в условиях комфорта и покоя выделяется 500 - 600 мл пота. Потоотделение резко увеличивается при высокой температуре окружающей среды и при повышении теплообразования в организме во время физических нагрузок. В условиях жаркого климата потеря воды в организме при физической нагрузке может достигать 8 - 10 л в сутки. При очень тяжёлой работе выделение пота у рабочих горячих цехов может составить 12 л за день.

Испарение воды зависит от относительной влажности воздуха. В насыщенном водяными парами воздухе вода испаряться не может. Поэтому при высокой влажности атмосферы высокая температура переносится тяжелее, чем при низкой влажности. В насыщенном водяными парами воздухе (например, в бане) пот выделяется в большом количестве, но не испаряется и стекает с кожи. Такое потоотделение не способствует отдаче тепла: только эта часть пота, которая испаряется с поверхности кожи, имеет значение для теплоотдачи ( эта часть пота составляет эффективное потоотделение).

Плохо переносится также непроницаемая для воздуха одежда (резиновая и т.п.), препятствующая испарению пота: слой воздуха между одеждой и телом быстро насыщается парами и дальнейшее испарение пота прекращается.

При потере воды более 2 - 4 % от массы тела она становится фактором, снижающим физическую работоспособность. Потоотделение в этих случаях называется термическим и увеличивает теплоотдачу со всей поверхности тела при испарении: 1 г воды уносит 2,43 кДж. Усиление деятельности потовых желез при эмоциональных реакциях (страхе, радости, гневе) называется эмоциональным,происходит на ладонях, подошвенной стороне стоп, в подмышечных впадинах, на лице, имеет короткий латентный период, быстро достигает максимума и быстро прекращается.

При спортивной деятельности, особенно в условиях ответственных соревнований, усиленное потоотделение обусловлено и термическими, и эмоциональными факторами, которые, в свою очередь, зависят от эмоционального фона, интенсивности и длительности работы. В особых случаях при длительных (более 30 мин) и достаточно интенсивных упражнениях может наступить критическое для организма состояние рабочей дегидратации (обезвоживания) с потерей 13-14 % общего количества воды.

Чтобы сохранить объём циркулирующей крови и предотвратить развитие чрезмерной дегидратации, образование пота в потовых железах замедляется, что ведёт к резкому повышению внутренней температуры тела (в предельных случаях до 42^о С).

Одним из тяжёлых последствий дегидратации является уменьшение объёма межклеточной (тканевой) и внутриклеточной жидкости. В клетках с пониженным содержанием воды и изменённым равновесием электролитов нарушается нормальная жизнедеятельность. Это, в частности, относится к сердечной и скелетным мышцам, сократимость которых может значительно снижаться.

Потери электролитов с мочой во время мышечной работы обычно менее значительны, так как образование мочи уменьшено, а реабсорбция натрия усилена, что снижает его экскрецию с мочой. Однако обильное и длительное потоотделение, в конце концов, приводит к значительным потерям солей (до 50-60 г хлористого натрия), что нарушает солевой баланс и может вызвать судороги и потерю сознания.

При потере в связи с дегидратацией более 4% массы тела объём плазмы крови уменьшается на 16-18%. Соответственно снижаются объём циркулирующей крови, венозный возврат и систолический объём крови, компенсаторно повышая ЧСС. Другое следствие уменьшения объёма плазмы - гемоконцентрация с ростом гематокрита и вязкости крови, что увеличивает нагрузку на сердце, снижает его производительность, ухудшает микроциркуляцию в рабочих органах.

Деятельность термических потовых желез регулируется нейрогуморально с участием симпатических холинергических нервов. В механизме эмоционального потоотделения участвуют симпатические холинергические (на ладонях и стопах) и адренергические структуры (в подмышечной и лобковой областях). Центры, регулирующие потообразование, расположены в спинном и продолговатом мозге, а также в гипоталамусе. Потоотделение происходит условно - и безусловно рефлекторно с участием терморецепторов кожи и внутренних органов.

Вопросы к семинару

на тему «ВЫДЕЛЕНИЕ

(Физиология мочевыделительной системы, Физиология потовых желез)

(лекция № 8)