Выделительная система человека учебно-методический материал по биологии (8 класс) по теме

Гомеостатическая функция почек

Почки – это основной орган, обеспечивающий постоянство объема и состав внутренней среды, и прежде всего крови.

Осморегуляция.  При избыточном содержании воды  в крови концентрация осмотически активных веществ  снижается и осмотическое давление крови падает, что улавливается  как центрально расположенными осморецепторами   гипотоламуса, так и периферическими рецепторами почек, печени, селезенки. В результате снижается выработка антидиуритического гормона и его поступление в кровь из нейрогипофиза, что приводит к усилению выделения воды почкой за счет образования менее концентрированной мочи. Обезвоживание организма приводит к увеличению  концентрации осмотически активных веществ. В результате  активируются осморецепторы, усиливается  продукция и выведение  антидиуретического  гормона, возрастает канальцевая реабсорбция воды , включается механизм  концентрации мочи, уменьшается мочеотделение.

Волюморегуляция. Объем внутрисосудистой жидкости оценивается рецепторами , реагирующими на изменение тонуса сосудистой стенки .В области низкого давления от рецепторов правого и левого предсердия импульсы передаются в ЦНС по афферентным волокнам блуждающего нерва .При увеличении объма крови ( внутрисосудистой  циркулирующей жидкости) повышается импульсация с волюморецепторов , что вызывает экскрецию натрия и воды. Одновременная активация валюмо и осморецепторов приводит к усилению выведения воды, уменьшая ее реабсорбцию.

Ионорегуляция. Известны гормоны, регулирующие реабсорбцию и секрецию отдельных ионов  в различных отделах нефрона. Реабсорбция натрия возрастает в дистальных отделах почечных канальцев  под влиянием гормона надпочечника альдостерона, который в отношении калия оказывается веществом, стимулирующим его удаление с мочой .Выделение калия уменьшается под  действием инсулина. Снижение концентрации кальция в крови  вызывает выделение паращитовидными железами паратгормона, благодаря которому увеличивается реабсорбция этого иона в почечных канальцах. В почечных канальцах  также регулируется уровень  реабсорбции магния, хлора, фосфатов, сульфатов и других ионов.

Принцип работы почек

Когда кровь поступает к нефрону, то осуществляется ее фильтрация через стенки капилляров сосудистого клубочка. Затем к ней “подключаются” все составные части крови, кроме клеточных элементов и наиболее крупных молекул белков. Далее получившийся фильтрат оказывается в выводящих канальцах, по которым движется объем фильтра. Его структурная форма очень заметно меняется из-за всасывания клетками канальцев воды, аминокислот, глюкозы и других важных для организма веществ. Здесь следует отметить, что происходит образование первичной мочи (110-180 л в сутки), структура которой такова:

1. Плазма крови, не включающая белки.
2. Органические вещества, они же и есть гормоны, витамины, глюкоза.
3. Неорганические вещества, то есть соли.

После этого кровь обратно всасывается. Этот процесс получил название “реабсорбция”. А то, что осталось, называется вторичной мочой, которая транспортируется в кровоток. Осуществляется все вышеперечисленное именно благодаря тому, что, выходя из сосудистого клубочка, артериола начинает разветвляться на вторую сеть капилляров, находящихся возле выводных канальцев. Завершение преобразования фильтрата в мочу оканчивается, когда данная жидкость доходит до конца канальцев и затем попадает в собирательную трубочку. Именно через нее и малые и большие почечные чашечки моча попадает в почечную лоханку, которая является начальным отделом мочевыводящих путей. Следом по мочеточнику она движется в мочевой пузырь. Когда он оказывается наполненным, то все ненужные организму вещества выводятся через последний орган выделительный системы, то есть уретру (мочеиспускательный канал).

Рис. 3. Строение мочевого пузыря

Пути выделения продуктов обмена веществ

В результате обмена веществ образуются более простые конечные продукты: вода, углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др. они, а также избыток минеральных солей удаляются из организма. Углекислый газ и некоторое количество воды в виде пара выводится через лёгкие. Основное количество воды (около 2 литров) с растворёнными в ней мочевиной, хлористым натрием и другими неорганическими солями выводится через почки и в меньшем количестве через потовые железы кожи. Функцию выделения до некоторой степени выполняет и печень. Соли тяжёлых металлов (меди, свинца), которые случайно попали с пищей в кишечник и являются сильными ядами, а также продукты гниения всасываются из кишечника в кровь и поступают в печень. Здесь они обезвреживаются — соединяются с органическими веществами, теряя при этом токсичность и способность всасываться в кровь, — и с желчью выводятся через кишечник, лёгких и кожи из организма удаляются конечные продукты диссимиляции, вредные вещества, избыток воды и неорганических веществ и поддерживается постоянство внутренней среды.

Строение и функции.

Конечными продуктами расщепления жиров и углеводов являются вода и углекислый газ. При распаде белков, кроме того, выделяется еще и аммиак. В печени аммиак превращается в мочевину. Все эти вещества попадают в кровь и переносятся к почкам и легким, через которые и происходит их удаление из организма.

В выведении продуктов обмена принимает участие и кожа: удаляется часть углекислого газа; потовые железы кожи выводят воду, соли, около 1% мочевины. В кишечник из секретируются желчные пигменты и соли тяжелых металлов.

Главной системой, отвечающей за выведение продуктов метаболизма, является мочевыделительная система. Почки выполняет ряд функций: удаляют ненужные продукты обмена (аммиак, мочевину); выводят из организма «чужеродные» вещества (ядовитые вещества, всосавшиеся в кишечнике, лекарственные препараты); регулируют водно-солевой обмен и pH крови; синтезируют биологически активные вещества, регулирующие кроветворение и кровяное давление, выводят избыток глюкозы из организма.

Выделительная система представлена почками, мочеточниками, мочевым пузырем, мочеиспускательным каналом.

Почки на задней стенке брюшной полости, правая ниже левой на 1 — 1,5 см. Покрыты фиброзной капсулой, в области ворот (место входа в почку сосудов и мочеточника) и на задней стенке жировая ткань.

Рис. 218. Расположение органов выделения

Расположены почки в задней части брюшной полости (рис. 218), правая ниже левой на 1-1,5 см, так как над ней находится печень.

Рис. 219. Строение почки:
1 — почечная артерия; 2 — почечная вена; 3 — мочеточник; 4 — корковое вещество; 5 — пирамидки мозгового вещества; 6 — почечная лоханка.

В почке (рис. 219) снаружи расположено корковое вещество толщиной около 4 мм, содержащее почечные тельца нефронов, под ним мозговое вещество, образующее пирамидки, верхушки которых называются сосочками (в среднем 12).

Рис. 220. Микроскопическое строение почки:
1 — фиброзная капсула; 2 — жировая ткань; 3 — корковый слой; 4 — мозговой слой; 5 — сосочек; 6 — малая чашка.

В сосочках собирательные трубочки открываются в малые чашки (8-9 штук), затем вторичная моча попадает в две большие чашки и затем в полость — почечную лоханку (рис. 220).

Кровь попадает в почки из брюшной аорты через почечную артерию, очищенная выводится через почечную вену в нижнюю полую вену.

Основной структурной и функциональной единицей почки является нефрон, в почке около 1 млн. нефронов. В нефроне различают капсулу Боумена-Шумлянского, в которой находится капиллярный клубочек. Капсула продолжается в извитой каналец, впадающий через собирательную трубочку в почечную лоханку (рис. 221). За сутки вся кровь проходит через почки около 300 раз.

В капиллярном клубочке (мальпигиевом тельце) высокое кровяное давление, так как приносящая артериола клубочка почти в два раза больше по диаметру, чем выносящая. Выносящая артериола вновь разветвляется, оплетая капиллярами извитой каналец, затем венозные капилляры собираются в почечную вену.

Соcтав и свойства конечной мочи

1. Количество  выделяемой  мочи  в сутки зависит от:

• количества потребляемой жидкости ,
•   возрастает при обильном белковом питании ,
•  на диурез оказывают влияние погода, время года и суток ( днем образуется больше мочи, чем ночью) , температура воздуха.

2. Плотность мочи колеблется в пределах 1,015-1,040.

 3. Реакция мочи зависит от характера пищи: при рационе ,богатом углеводами, моча  более щелочная ,а  при преимущественно белковом питании  кислая . Кроме того ,РН мочи зависит от уровня метаболизма : нарушение окислительных процессов ,накопление недоокисленных продуктов  приводит к ацидозу , который компенсируется интенсивным выведением водородных ионов и повышением  кислотности мочи.

4. С мочой выделяется  большое количество неорганических солей , главным образом хлорид натрия, хлорид калия, сернокислые соли , фосфорнокислые соли . В моче может проходить кристаллообразование. Белок и глюкоза в конечной моче отсутствуют, содержание  аминокислот не превышает следовых количеств.

5. С мочой выводятся органические кислоты , витамины( в незначительных количествах) , биогенные амины и подукты их обмена , стероидные гормоны и их производные , ферменты и пигменты , определяющие специфический цвет мочи.

6.Цвет мочи зависит от ее концентрации : менее концентрированная моча имеет светло желтый ,а при повышении   концентрации  интенсивность желтой окраски возрастает .Пигменты мочи  образуются из билирубина желчи  в кишечнике , где он превращается в уробилин  и уробилинохром , которые частично всасываются  в кишечнике и выделяются почками. Вместе с этим  часть пигментов мочи  представляют собой окисленные продукты распада гемоглобина .

7. У здоровых животных запах мочи специфичен. Для многих видов животных наличие индивидуальных запаховых  веществ позволяет « метить» территорию  своего обитания, обозначая ареал обитания.

Кровеносная система почек

Кровь к почкам подходит по почечным артериям (ветви брюшной аорты). Артерии сильно ветвятся и образуют сосудистую сеть. В каждую почечную капсулу заходит приносящая артериола, там она образует капиллярную сеть — почечный клубочек — и выходит из капсулы в виде более тонкой выносящей артериолы. Таким образом создается высокое кровяное давление в капиллярах клубочка для фильтрации жидкой части крови и образования первичной мочи. Давление в капиллярах клубочка достаточно стабильно, его значение остается постоянным даже при повышении общего уровня давления. Следовательно, скорость фильтрации при этом также практически не изменяется.

После отхождения от клубочка выносящая артериола вновь распадается на капилляры, образуя густую сеть вокруг извитых канальцев. Таким образом, большая часть крови в почке дважды проходит через капилляры — вначале в клубочке, затем у канальцев.

Выносится кровь из почек по почечным венам, впадающим в нижнюю полую вену.

Концентрирование и разведение мочи

Концентрирование или разведение мочи осуществляется в результате функционирования  противоточно-множительной канальцево-сосудистой  системы почек, которая состоит из:

a.канальцев петли Генле и собирательных трубочек, а также

b.нисходящих и восходящих кровеносных капиллярных сосудов , идущих параллельно канальцам.

Результат работы противоточных систем  зависит от скоростей движения  мочи и крови. Высокая скорость ультрафильтрации или усиление движения крови по восходящим и нисходящим  кровеносным  сосудам приводят к выделению мочи  низкого удельного веса, тогда как замедление скорости движения мочи или крови в мозговом веществе увеличивает концентрирование мочи.

Мочевой пузырь

Основная функция мочевого пузыря — накопление мочи. Это растягиваемый орган из гладкомышечной ткани , в среднем его объем составляет 0.5 л.

Мышцы пузыря —  сфинктеры -расположены кругом и регулируют приток и выведение жидкости.

Мочеиспускание — безусловный рефлекс у грудного ребенка, с взрослением он становится условным.

 Вопрос части С ЕГЭ:

Красным цветом мы уже отметили неправильные части. Давайте исправим эти недочеты:

1. надпочечники — орган эндокринной системы, в мочевыделении он не участвует, но образует жизненно важные гормоны;
2.  фильтрация поступившей в почку крови происходит в коре почки — в клубочках нефронов;
3.  почки фильтруют только кровь.

________________________________________________

Второй немаловажный орган выделительной системы человека — легкие.

Их строение мы уже рассматривали в лекции про дыхательную систему человека.

Легкие выделяют CO2  и воду из организма.

______________________________________________________________

Третий орган выделительной системы — кожа.

Кожа осуществляет:

• газообмен;
• потовые железы — выделяют соли, воду и органические вещества.

Т.о., выделительная система человека складывается из «подсистемы» — мочевыделительной, легких и кожи. Четкая и непрерывная работа этих органов обеспечивает выведение из организма продуктов метаболизма и ненужных, иногда даже вредных веществ.

• ЕГЭ — тест по выделительной системе
• ОГЭ — вопросы

Как очищается кровь и образуется моча?

Здоровые почки фильтруют около 100 мл крови каждую минуту, удаляя отходы и дополнительную воду, чтобы образовать в конечном итоге мочу.

Разделяют три основных этапа формирования мочи:

• фильтрация
• реабсорбция
• секреция

В процессе очищения крови, почки удерживают все необходимые вещества и избирательно удаляют лишнюю жидкость и отходы жизнедеятельности организма.

• за сутки почки образуют 140-180 литров первичной мочи, за 24 часа вся циркулирующая кровь очищается несколько раз, с возрастом эти процессы замедляются
• процесс очистки происходит в небольших фильтрующих блоках, известных как нефроны.
• каждая почка содержит около миллиона нефронов, и каждый нефрон состоит из клубочков и канальцев.
• клубочки — это фильтры с очень мелкими порами, характерными для селективной фильтрации. Вода и малогабаритные вещества легко фильтруются через них. Но более крупные эритроциты, лейкоциты, тромбоциты, белок и т. д. не может пройти через эти поры. Поэтому такие клетки обычно не видны в моче здоровых людей.
• первая стадия образования мочи происходит в клубочках, где моча отфильтровывается в количестве 100-125 мл в минуту, таким образом за 24 часа образуется 140-180 литров первичной мочи. Она содержит не только отходы производства и токсичные вещества, но глюкозу и другие полезные вещества.
• Каждая почка выполняет процесс реабсорбции (обратного всасывания). Из жидкости, поступающей в канальцы, 99% жидкости избирательно реабсорбируется и только оставшиеся 1% жидкости выводится в виде вторичной мочи. Благодаря этому процессу все необходимые вещества реабсорбируются в канальцах, в то время как 1-2 литра жидкости содержащей отходы и другие вредные вещества выводятся из организма в виде вторичной мочи.

Таким образом, почки обладают фильтрационной и концентрационной способностью.

Может ли быть изменение объема мочи у человека со здоровыми почками?

ДА. Количество потребляемой воды и атмосферная температура являются основными факторами, которые определяют объем мочи, который выделяет нормальный человек.

В зависимости от количества потребляемой жидкости изменяется количество выделяемой мочи: чем больше жидкости поступает в организм, тем больше ее выделяется и тем моча менее концентрированная, цвет ее становится светлым, вплоть до прозрачного. Если же количество жидкости снижается, то и количество выделяемой мочи становится меньше, она будет более концентрированной, а цвет темно-соломенным.

В летние месяцы из-за потоотделения, вызванного высокой температурой окружающей среды, объем мочи уменьшается. В зимние месяцы все наоборот – низкая температура, отсутствие потоотделения и больше мочи.

У человека с нормальным потреблением воды, если объем мочи составляет менее 500 мл или более 3000 мл, это может свидетельствовать о том, что почки нуждаются в более пристальном внимании и дополнительном обследовании.

Органы выделения

Образующиеся в процессе обмена вещества вредные продукты распада (аммиак, мочевая кислота, мочевина и др.) должны быть удалены из организма. Это необходимое условие жизнедеятельности, поскольку накопление их вызывает самоотравление организма и гибель. В выведении ненужных организму веществ участвуют многие органы. Все нерастворимые в воде и, следовательно, не всасывающиеся в кишечнике вещества выводятся с калом. Углекислый газ, вода (частично), удаляются через лёгкие, а вода, соли, некоторые органические соединения — с потом через кожу. Однако большая часть продуктов распада выделяется в составе мочи через мочевыделительную систему. У высших позвоночных животных и у человека выделительная система состоит из двух почек с их выводными протоками — мочеточниками, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, по которому моча выводится наружу при сокращении мускулатуры стенок мочевого пузыря.

Почки — главный орган выделения, так как в них происходит процесс образования мочи.

ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ПОЧКАХ

• ультрафильтрация жидкости в почечных клубочках;
  
• реабсорбция (обратное всасывание);
  
• экскреция мочи.
  

УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ ЖИДКОСТИ В ПОЧЕЧНЫХ КЛУБОЧКАХ

В клубочках происходит начальный этап мочеобразования — ультрафильтрация из плазмы крови в капсулу почечного клубочка всех низкомолекулярных компонентов плазмы крови.

Кроме того, в процессе канальцевой секреции
клетки эпителия нефрона захватывают некоторые вещества из крови и межклеточной жидкости и переносят их в просвет канальца.

Такм образом в сутки образуется примерно 170 л первичной мочи.

Состав первичной мочи подобен составу плазмы крови, лишенному белка:

• минеральные соли
• низкомолекулярные соединения (в т. ч. токсины, аминокислоты, глюкоза, витамины)
• НЕТ БЕЛКОВ (следовые количества)
• НЕТ ФОРМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРОВИ

РЕАБСОРБЦИЯ (ОБРАТНОЕ ВСАСЫВАНИЕ)

Второй этап связан с реабсорбцией в кровеносные капилляры всех ценных для организма веществ: воды, ионов (N
a

+

Na+

, C
l

−

Cl−

, H
C
O

−

3

HCO3−

), аминокислот, глюкозы, витаминов, белков, микроэлементов. Реабсорбция натрия и хлора представляет собой наиболее значительный по объему и энергозатратам процесс.

Обратное всасывание происходит во время прохождения первичной мочи через систему извитых канальцев. Для этой цели выносящая артериола вторично распадается на сеть капилляров, опутывающих канальца: через их тонкие стенки и просходит обратное всасывание нужных организму веществ.

Небольшое количество профильтровавшегося в клубочках белка реабсорбируется клетками проксимальных канальцев. Выделение белков с мочой в норме составляет не более 20 — 75 мг в сутки, а при заболеваниях почек оно может возрастать до 50 г в сутки. Увеличение выделения белков с мочой (протеинурия) может быть обусловлено нарушением их реабсорбции либо увеличением фильтрации.

В результате фильтрации, реабсорбции и секреции от 180 л первичной мочи остается только 1,5 л концентрированного раствора «ненужных» веществ — вторичная моча.

Состав вторичной мочи:

• токсины
• продукты метаболизма (в т.ч. остатки лекарственных препаратов)

ЭКСКРЕЦИЯ ВЕЩЕСТВ

Вторичная моча через собирательные трубки поступает в почечные лоханки.

В среднем человек производит приблизительно 1,5 литра мочи в сутки.

Из почек моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь.

Вместимость мочевого пузыря в среднем 600 мл.

Обычно содержимое мочевого пузыря стерильно.

Стенка мочевого пузыря имеет мышечный слой, который, сокращаясь, обуславливает мочеиспускание.

Мочеиспускание
— произвольный (контролируемый сознанием) рефлекторный акт, запускаемый рецепторами натяжения в стенке мочевого пузыря, посылающими в головной мозг сигнал о наполнении мочевого пузыря.

Поток мочи при её выделении из мочевого пузыря регулируется круговыми мышцами-сфинктерами. При начале опорожнения мочевого пузыря его сфинктер расслабляется, а мышцы стенки сокращаются, создавая поток мочи.

В процессе метаболизма белков и нуклеиновых кислот образуются различные продукты азотистого обмена: мочевина, мочевая кислота, креатинин и др.

При нарушении выведения мочевой кислоты развивается подагра.

Структура

В данную систему входят следующие органы:

1. Почки. Это парные органы, расположенные в брюшном пространстве тела, размер которых составляет приблизительно от 10 до 12 см. Толщина — 3 см, а ширина достигает всего лишь 5 или 6 см.
2. Мочеточники. “Посредники”, похожие на трубку, которые соединяют почку с мочевым пузырем. Длина этих органов не превышает 30 сантиметров, а диаметр — 6-8 мм.
3. Мочевой пузырь, представляющий собой полый мышечный орган, и служащий для накопления мочи. Расположен он в нижней части брюшной полости.
4. Уретра. Другое ее название — мочеиспускательный канал, функция которого, собственно говоря, и есть вывод мочи. Он, в свою очередь, отличается у мужчин и женщин. У особей мужского пола канал — узкий и длинный, а у женского — широкий и короткий.

Рассмотрим теперь более подробно строение и функции каждого составляющего систему органа.
Рис. 1. Выделительная система человека

Наружные (внешние) половые органы

Половой член (фаллос или пенис) – половой орган, с помощью которого из организма выводится моча и сперма во время полового акта. Член имеет корень или основание, ствол и головку. Корень скрепляется с лобковой костной тканью. Ствол состоит из пещеристых и губчатых тел, которые наполняются кровью. В конце ствола находится головка, покрытая нежной кожей, обладающей железами, вырабатывающими смегму.

Крайняя плоть соединяется с головкой эластичной кожной складкой – уздечкой. С её помощью во время эрекции головка полностью обнажается. Надрывы болезненны, разрыв же может повлиять на нарушение половой функции. Головка полового члена, как правило, имеет форму гриба. Остроконечные головки встречаются у длинных, узких пенисов. В редких случаях также возможна цилиндрическая форма.

На самой головке имеется большое количество нервных окончаний, что делает её крайне чувствительной. Чуть меньшей чувствительностью обладает ствол члена на участке 2-3 см ниже головки. Вверху головки имеется отверстие, которое является выходом из уретры, через которое выводится моча или сперма во время эякуляции.

Внешне половой член может различаться. Во время эрекции он часто искривляется, в прямом виде при в возбуждённом состоянии бывает редко. Средние размеры члена зависят от состояния: в спокойном – 5-10 см, во время эрекции – 14-16 см, то есть соответствуют глубине женского влагалища.

Смегма (смазка) – является секретом желез крайней плоти, состоящим из жиров микобактерий. Они имеют белый цвет и равномерно распределяются по поверхности головки. Её функция – уменьшение трения головки о крайнюю плоть. Застаивание смегмы при нарушении личной гигиены приводит к её застоям и образованиям воспалительных процессов. Её необходимо удалять с помощью подмывания, не дожидаясь затвердевания.

Сперма – это смесь, выделяемая при эякуляции (оргазме) во время полового акта или мастурбации. Она является продуктом внутренних половых органов: яичек и их придатков, предстательной железы, уретры и семенных пузырьков. Она состоит из семенной плазмы и сперматозоидов.

Состав спермы:

• жидкость семенных пузырьков – 65%;
• жидкость простаты – 30%;
• сперматозоиды – 5%.

Согласно медицинским нормам, удельный вес подвижных сперматозоидов должен составлять не менее 70% от общего числа. Эти данные определяются с помощью специального теста, который проходится в рамках обследования половой системы мужчины – спермограммы.

Мошонка – кожно-мышечный орган, состоящий из внешнего кожного покрова и внутренней полости, где располагаются яички, их придатки и начальный отдел семенного канатика. Кожа данного органа имеет пигментированный вид, содержит большое количество потовых и сальных желез и покрыта редкими волосами. Мошонка является также эрогенной зоной мужчины.

Ваш лечащий докторКалайчев Онис Владимирович

О клинике

Отзывы