Участь органів виділення в підтримці водно-сольового балансу

Вода в організмі виконує важливі функції:

• вона створює середовище, у якій протікають всі метаболічні процеси;

• є частиною структури клітини (зв'язана вода).

Організм людини на 65-70% складається з води, тобто в людини вагою 70 кг в організмі перебуває близько 45 л води. Із цієї кількості 32 л становить внутрішньоклітинна вода, що бере участь у побудові структури клітин ; 13 л -позаклітинна вода, з якого 4,5 л становить кров й 8,5 л міжклітинна рідина.

Організм постійно втрачає воду. Через нирки за добу виводиться близько 1,5 л води, що розводить шкідливі речовини й тим самим зменшується їхня токсична дія. З потовиділенням води втрачається близько 0,5 л за добу. Видихуване повітря насичене водяними парами й у такому виді видаляється 0,35 л води. З кінцевими продуктами переварювання їжі видаляється близько 0,15 л води. Таким чином, усього за добу віддаляється близько 2,5 л води. Для збереження балансу повинна надходити в організм така ж кількість води. Із продуктами харчування й питвом надходить близько 2 л води й 0,5 л води утворюється в організмі в результаті обмінних процесів (обмінна вода), тобто прихід води також дорівнює 2,5 л.

Регуляція водного балансу здійснюється за принципом саморегуляції. Запускається цей процес із відхилення константи вмісту води в організмі. Кількість води - це тверда константа організму, тому що при недостатньому надходженні води дуже швидко наступає зрушення рН й осмотичного тиску, що приводить до глибокого порушення обмінних процесів у клітинах.

Про порушення водного балансу організму сигналізує суб'єктивне почуття спраги. Спрага виникає при недостатньому надходженні води в організм або при надлишковому її виділенні (посилене потовиділення, диспепсії), а також при надлишковому надходженні мінеральних солей, тобто при підвищенні осмотичного тиску крові.

В різних ділянках судинного русла й особливо в області гіпоталамуса (супраоптичне ядро) перебувають специфічні клітини - осморецептори, що містять вакуоль, заповнену рідиною. Ці клітини обгинає капілярна судина. При підвищенні осмотичного тиску крові в силу різниці осмотичного тиску рідина з вакуолі буде виходити в кров. Вихід води з вакуолі приводить до її зморщуванню, що викликає збудження осморецепторів. Крім цього виникає відчуття сухості слизової оболонки порожнини рота й глотки, при цьому подразнюються рецептори, імпульси від яких так само надходять у гіпоталамус і підсилюють збудження групи ядер, називаних центром спраги. Імпульси від них надходять в кору головного мозку, формуючи суб'єктивне почуття спраги.

При збільшенні осмотичного тиску крові починають формуватися реакції, які спрямовані на відновлення константи. На початку використовується резервна вода із всіх водних депо, вона починає переходити в кров. Крім цього подразнення осморецепторів гіпоталамуса стимулює виділення антидиуретичного гормону. Він синтезується в гіпоталамусі, а депонується в задній частці гіпофіза. Виділення цього гормону приводить до зменшення діурезу за рахунок збільшення зворотного всмоктування води в нирках (особливо в збірних трубках). У такий спосіб організм звільняється від надлишку солей при мінімальних втратах води. На основі суб'єктивного відчуття спраги (мотивації спраги) формуються поведінкові реакції, спрямовані на пошук і прийом води, що приводить до швидкого повернення константи осмотичного тиску до нормального рівня.

Водне насичення здійснюється у дві фази:

• фаза сенсорного насичення - при подразненні прийнятою водою рецепторів слизової оболонки порожнини рота й глотки в кров виходить депонована вода;

• фаза істиного або метаболічного насичення - в результаті всмоктування прийнятої води в тонкій кишці й надходження її в кров.

Особливості іннервації потових залоз. По-перше, потові залози іннервуються по сегментарній ознаці, тобто певний сегмент спинного мозку іннервує певні ділянки шкіри з розташованими в ній потовими залозами. Цей принцип іннервації потових залоз використається для постановки діагнозу при враженні спинного мозку. Із цією метою застосовують йодно-крохмальну пробу (проба Мінору): шкірні покриви змазують розчином Люголя й потім припудрюють крохмалем. Для посилення потовидІлення ці ділянки прогрівають зовнішнім джерелом тепла. При відділенні поту відбувається розчинення солей, а йод, взаємодіючи із крохмалем надає йому фарбування синіх кольорів. Якщо ж піт не виділяється, то окремі ділянки шкіри так і залишаються білими, що свідчить про враження певних сегментів спинного мозку, що іннервують ці ділянки.

По-друге, секреторними волокнами стосовно потових залоз є симпатичні волокна вегетативної нервової системи.

По-третє, медіатором у постгангліонарних симпатичних нервах є ацетилхолін (у той час як у всіх інших структурах медіатором у постгангліонарних симпатичних волокнах є норадреналін). Можливо, що волокна, що іннервують потові залози, ідуть від клітин бічних рогів спинного мозку без перемикання у вегетативних гангліях.

Методи вивчення функції нирок . Для вивчення функції нирок велике значення зіграли методи дослідження процесу сечоутворення у тварин в умовах, близьких до природного. Цьому багато в чому сприяв розроблений І. П. Павловим метод накладення фістули сечового міхура, удосконалений Л. А. Орбелі, що запропонував спосіб роздільного виведення через шкіру живота отворів обох сечоводів.

Важливу роль у вивченні процесів сечоутворення грає метод мікропункції й мікроперфузії різних компонентів нефрона. У цей час за допомогою цього методу в сполученні з мікроелектродною технікою досліджується роль кожного з відділів нефрона в сечоутворенні , а також механізм транспорту різних речовин через мембрани клітин канальців.

При дослідженні функціонального стану нирок роблять зіставлення концентрації речовин у крові й у сечі, що дає можливість кількісно оцінити стан основних процесів, що лежать в основі сечоутворення. Для цих цілей застосовуються методи, засновані на принципі очищення-порівнянні концентрації речовини в плазмі крові й у кінцевій сечі. Чим більше різниця між концентрацією речовини в сечі й у плазмі, тим активніше відбувається "очищення" крові від даної речовини. Якщо речовина, профільтрувавшись у клубочках, потім повністю реабсорбується в канальцях і не з'являється в кінцевій сечі, то "очищення" крові від цієї речовини не відбувається. За допомогою методу очищення можна визначити величину фільтрації, реабсорбції й секреції.

Для вивчення ролі нирок у синтезі нових з'єднань роблять зіставлення складу крові ниркової артерії й вени.

Зміна функціональних особливостей окремих ділянок ниркових канальців за допомогою електронної мікроскопії, цитохімії, біохімії й електрофізіології дає можливість вивчити механізм функціонування ниркової клітини й визначити її роль у виконанні різних функцій нирки.

Кровопостачання нирки . В звичайних умовах через нирки проходить близько 1/4 обʼєму крові, що викидається серцем. У корковій речовині нирки кровоток досягає 4-5 мл/хв на 1 м тканини - це найвищий рівень органного кровотока. Особливістю ниркового кровотока є те, що кровоток нирки залишається постійним при зміні в широких межах системного артеріального тиску. Це забезпечується спеціальними механізмами саморегуляції кровообігу в нирки. Короткі ниркові артерії відходять від аорти, у нирці вони розгалужуються на більш дрібні судини. В нирковий клубочок входить приносна (аферентна) артеріола, що у ньому розпадається на капіляри. Капіляри при злитті утворюють виносну (еферентну) артеріолу, по якій здійснюється відтіканння крові від клубочка. Після відходження від клубочка виносна артеріола знову розпадається на капіляри, утворюючи мережу навколо проксимальних і дистальних звитих канальців. Особливістю кровопостачання юкстамедулярного нефрона є те, що еферентна артеріола не розпадається на біляканальцеву капілярну мережу, а утворює прямі судини, які спускаються в мозкову речовину нирки.