ФІЗІОЛОГІЯ ВИДІЛЕННЯ

Система виділення – це сукупність виконавчих структур та апарату регуляції, що здійснюють виведення організму: а) продуктів кінцевого метаболізму; б) чужорідних речовин; г) надлишку речовин і тим самим приймають участь у підтримці гомеостазу.

1. До виконавчих структур належать: нирки, шлунково-кишковий тракт, шкіра і легені.

Видільні функції нирок: видалення метаболітів, надлишку води, солей та іонів.

Видільні функції шлунково-кишкового тракту: видалення залишків неперетравленої їжі, шкідливих метаболітів, солей важких металів, вірусів.

Видільні функції шкіри: видалення ендогенних і екзогенних шкідливих речовин з потом, шкірним салом.

Видільні функції легень: видалення кінцевих метаболітів окисних процесів (СО₂ і Н₂О), летучих і газоподібних речовин, засобів для інгаляційного наркозу, парів етанолу.

Крім того, молочні залози в період лактації виділяють лікарські речовини, що надходять в організм.

2. Провідним органом у системі виділення є нирка.

Функції нирок:

Нирки виконують декілька гомеостатичних функцій в організмі людини і вищих тварин. До їх функцій належать:

1) участь у реґуляції об’єму крові і позаклітинної рідини - волюмореґуляція;

2) регуляція концентрації осмотично активних речовин у крові й інших рідинах тіла - осмореґуляція;

3) реґуляція іонної складу сироватки крові й іонного балансу організму - іонна реґуляція;

4) участь у реґуляції кислотно-основного стану - стабілізація рН крові;

5) участь у реґуляції артеріального тиску (виділяє фермент ренін, який збільшує тиск і об’єм крові), ерітропоезу (виділяє еритропоетин, що стимулює вироблення червоних кров’яних тілець), згортання крові, модуляції дії гормонів завдяки утворенню і виділенню в кров біологічно активних речовин - інкреторна функція;

6) участь в обміні білків, ліпідів і вуглеводів (допомагає утворити кальцітріол – активну форму вітаміну D) - метаболічна функція;

7) виділення з організму кінцевих продуктів азотистого обміну і чужорідних речовин, надлишку органічних речовин (глюкоза, амінокислоти й ін.), що надійшли з їжею або утворилися в процесі метаболізму і скупчення їх у рідині, яка називається сечею - екскреторна функція.

Таким чином, роль нирки в організмі не обмежується тільки виділенням кінцевих продуктів обміну і надлишку неорганічних і органічних речовин. Нирка є гомеостатичним органом, що бере участь у підтримці сталості основних хімічних констант рідин внутрішнього середовища, у циркуляторному гомеостазі, стабілізації показників обміну різних органічних речовин.

1. Процес сечоутворення:

Утворення кінцевої сечі є результатом трьох послідовних процесів:

І. У клубочках нефрона відбувається початковий етап сечоутворення — клубочкова фільтрація, ультрафільтрація безбілкової рідини з плазми крові в капсулу ниркового клубочка, у результаті чого утворюється первинна сеча.

II. Канальцева реабсорбція — процес зворотного всмоктування речовин, що профільтрувалися, і води з просвіту канальців у кров капілярів нирок.

III. Секреція. Клітини деяких відділів канальця переносять з позаклітинної рідини в просвіт нефрона (секретирують) низку органічних і неорганічних речовин або виділяють у просвіт канальця і капіляри речовини, синтезовані в клітині канальця.

Сеча, що виділяється складається із рідини, яка уникла повторне всмоктування і рідини, що виділяється у фільтрат або речовин, забраних із крові у фільтрат.

1. Клубочкова фільтрація

Під клубочковою фільтрацією ми розуміємо рух речовин з плазми до клубочків і з них до капсул клубочка. Це є пасивний процес, тобто клітини ендотеліальної капсульної оболонки не виділяють енергії. Сила, яка штовхає воду і розчиняє речовини через стінки оболонок є тиск крові. Тому, фільтрація прямо пов'язана із тиском крові. Процес фільтрації зупинився б, якщо б діастоличний тиск став нижчим за 40 мм рт.ст.

Чому ниркові тільця є ефективними фільтраційними оболонками?

а) Клубочкові капіляри є дуже довгі, тим самим надаючи багато місця для фільтрації.

б) Фільтр (ендотеліально-капсульна оболонка) є пористою і тонкою. Клубочкові капіляри приблизно в 50 раз більш проникні, ніж інші капіляри тіла. Через базальну і щілинну мембрани проходять тільки менші молекули. Тому в просвіт нефрона вільно проникає інулін (радіус молекули 1,48 нм, молекулярна маса близько 5200), фільтрується лише 22 % яєчного альбуміну (радіус молекули 2,85 нм, молекулярна маса 43 500), 3 % гемоглобіну (радіус молекули 3,25 нм, молекулярна маса 68 000) і менше 1 % сироваткового альбуміну (радіус молекули 3,55 нм, молекулярна маса 69 000).

в) Капілярний тиск крові високий. Відцентрові (виносні) артеріоли менші в діаметрі ніж аферентні (приносні) артеріоли. Тому опір потоку крові із клубочків вищий в порівнянні до опору в інших капілярах. Іншими словами, утворюється високий гідростатичний тиск в клубочках.

За добу через нирки протікає до 200 л крові, з якої утворюються 180 л первинної сечі. Первинна сеча відрізняється від плазми крові відсутністю білків, оскільки діаметр білків більший, ніж розміри щілин «молекулярного» сита, вони не переходять у первинну сечу. Усі інші речовини плазми крові з меншим діаметром молекул (молекулярною масою 5500 і менше) вільно проходять в первинну сечу.

В нормальних умовах, базальна мембрана клубочка є непроникною для червоних кров'яних тілець і білків. Тому фільтрат, який входить до капсул клубочка, складається із плазми без білків (альбумінів) і без червоних кров’яних тілець. Вихідний фільтрат складається із речовин, що розчинені у плазмі: глюкоза, сечовина, мінеральні солі, сечова кислота і креатинін. Об'єм утворюваного фільтрату становить приблизно 125 мл. за хвилину.

Вимірювання швидкості клубочкової фільтрації

Величина зміни швидкості фільтрації оцінюється по тому, як йде з плазми речовина-маркер. Як міра цього переходу використовується коефіцієнт очищення — кліренс (від англ. «clear» — чистий, світлий).

Вимоги до речовини-маркера, кліренс якого дозволяє оцінити величину фільтрації:

— нетоксичність речовини;

— хороша його розчинність у воді;

— нездатність зв’язуватися з білками плазми або фільтраційної мембрани;

— здатність фільтруватися;

— нездатність реабсорбуватися і секретируватися.

Як такі речовини частіше використовують полімер фруктози — інулін. Отже, як показник фільтрації використовують кліренс, тобто оцінюють, скільки плазми очистилося від інуліну в одиницю часу, тобто профільтрувалося.