Физиология выделения

Выделение - освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных и токсических веществ, избытка воды, солей и органических соединений.

В выделении участвуют почки, легкие, кожа, пищеварительный тракт.

Легкие выводят СО2, воду, и некоторые летучие соединения (например, пары эфира и хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении).

Железы кожи выводят воду и соли, некоторые органические вещества, в частности, мочевину, а при напряженной работе – молочную кислоту. Продукты выделения сальных и молочных желез – кожное сало и молоко имеют самостоятельное физиологическое значение: молоко – продукт питания, кожное сало – для смазывания кожи.

В ЖКТ: Слюнные и желудочные железы выделяют тяжелые металлы, ряд лекарственных препаратов (морфий, хинин, салицилаты) и чужеродных органических соединений.

Экскреторная функция печени: удаление из крови ряда продуктов азотистого обмена.

Поджелудочная железа и кишечные железы экскретируют тяжелые металлы, лекарственные вещества.

Почки удаляют избыток воды, неорганических и органических веществ, конечные продукты обмена и природные вещества, выполняют ряд гомеостатических функций.

1. Особенности водно-солевого обмена. Основные механизмы его регуляции.

Водно-солевым обменом называют совокупность процессов поступления воды и электролитов в организм, распределения их во внутренней среде и выделения из организма.

У здорового человека поддерживается равенство объемов выделяющейся из организма и поступившей в него за сутки воды, что называют водным балансом организма. Можно рассматривать также и баланс электролитов — натрия, калия, кальция и т.п.

При различных возмущающих воздействиях (сдвиги температуры среды, разный уровень физической активности, изменение характера питания) отдельные показатели баланса могут меняться, но сам баланс при этом сохраняется. В условиях патологии происходят нарушения баланса с преобладанием либо задержки, либо потерь воды

Регуляция водно-солевого обмена, как и большинство физиологических регуляций, включает афферентное, центральное и эфферентное звенья. Афферентное звено представлено массой рецепторных аппаратов сосудистого русла, тканей и органов, воспринимающих сдвиги осмотического давления, объема жидкостей и их ионного состава. В результате, в центральной нервной системе создается интегрированная картина состояния водно-солевого баланса в организме. Следствием центрального анализа является изменение питьевого и пищевого поведения, перестройка работы желудочнокишечного тракта и системы выделения (прежде всего функции почек), реализуемая через эфферентные звенья регуляции, которые представлены нервными и, в большей мере, гормональными влияниями.

клетки эндотелия капилляров плоские, особенно они тонки по своей периферии и имеют в этих частях поры, через которые, однако, не проходят молекулы белка из-за их крупных размеров

внутренняя стенка капсулы Шумлянского - Боумена образована плоскими эпителиальными клетками, которые также не пропускают только крупные молекулы.

Основной силой, обеспечивающей возможность фильтрации в почечных клубочках, является высокое давление в них за счет:

высокого давления в почечной артерии

разности диаметра приносящей и выносящей артериол почечного тельца. Давление в капиллярах тельца около 60 - 70 мм рт. ст. , а в капиллярах других тканей оно равно 15-30 мм рт. ст. Профильтровавшаяся плазма легко поступает в капсулу нефрона, так как в капсуле давление низкое - около 30 мм рт. ст.

В полость капсулы из капилляров фильтруется вода и все растворенные в плазме вещества, за исключением крупномолекулярных соединений. Неорганические соли, органические соединения, такие, как мочевина, мочевая кислота, глюкоза, аминокислоты и др. свободно проходят в полость капсулы. Белки с высокой молекулярной массой в норме не проходят в полость капсулы и остаются в крови. Жидкость, профильтровавшаяся в полость капсулы, называется первичной мочой. Почки человека за сутки образуют 150 - 180 литров первичной мочи.

Первичная моча (клубочковый ультрафильтрат) образуется из плазмы крови, по своему составу близка плазме, почти полностью лишена белков. В ультрафильтрате такое же как в плазме крови количество аминокислот, глюкозы, мочевины, креатинина, свободных ионов и низкомолекулярных комплексов. В связи с тем, что белки-анионы не проникают через клубочковый фильтр, в первичной моче оказывается на 5% больше концентрация анионов хлора и бикарбоната и, пропорционально меньше концентрация катионов натрия и калия. В первичную мочу проходит небольшое количество наиболее мелких молекул белка —менее 3% гемоглобина и 0,01% альбуминов.

Факторы, определяющие скорость клубочковой фильтрации (СКФ) – гидравлическая проницаемость стенки капилляров (ГПСК), площадь поверхности (S), результирующее фильтрационное давление (РФД):

СКФ = ГПСК × S × РФД,

где РФД = силы способствующие фильтрации - силы препятствующие фильтрации;

силы, способствующие фильтрации – клубочково-капиллярное гидростатическое давление; силы, препятствующие фильтрации – гидростатическое давление в боуменовой капсуле, онкотическое давление в плазме клубочковых капилляров.

Объем фильтрата в единицу времени – скорость клубочковой фильтрации (СКФ) у здорового молодого мужчины ~125 мл/мин (180 л/сут), у женщин ~110 мл/мин. Средний общий объем плазмы ~ 3 л, т.е. вся плазма фильтруется в почках около 60 раз в сутки.

3. Физиологические механизмы образования вторичной мочи. Ее состав и свойства.

Сравнение состава и количества первичной и конечной мочи показывает, что в канальцах нефрона происходит процесс обратного всасывания воды и веществ, профильтровавшихся в клубочках. Этот процесс называется канальцевой реабсорбцией и в зависимости от отдела канальцев, где он происходит, различают реабсорбцию проксимальную и дистальную.

Реабсорбция представляет собой транспорт веществ из мочи в лимфу и кровь и в зависимости от механизма транспорта выделяют пассивную, первично и вторично активную реабсорбцию.

Способность почки образовывать концентрированную или разведенную мочу обеспечивается деятельностью противоточно-множительной канальцевой системы почки, которая представлена параллельно расположенными коленами петли Генле и собирательными трубочками.

Моча двигается в этих канальцах в противоположных направлениях (почему систему и назвали противоточной), а процессы транспорта веществ в одном колене системы усиливаются ("умножаются") за счет деятельности другого колена. Определяющую роль в работе противоточного механизма играет восходящее колено петли Генле, стенка которого непроницаема для воды, но активно реабсорбирует в окружающее интерстициальное пространство ионы натрия.

В результате, интерстициальная жидкость становится гиперосмотичной по отношению к содержимому нисходящего колена петли и по направлению к вершине петли осмотическое давление в окружающей ткани растет. Стенка же нисходящего колена проницаема для воды, которая пассивно уходит из просвета в гиперосмотичный интерстиций.

Таким образом, в нисходящем колене моча из-за всасывания воды становится все более и более гиперосмотичной, т.е. устанавливается осмотическое равновесие с интерстициальной жидкостью.

В восходящем колене, из-за всасывания натрия, моча становится все менее осмотичной и в корковый отдел дистального канальца восходит уже гипотоничная моча. Однако ее количество из-за всасывания воды и солей в петле Генле существенно уменьшилось.

Собирательная трубочка, в которую затем поступает моча, тоже образует с восходящим коленом петли Генле противоточную систему. Стенка собирательной трубочки становится проницаемой для воды только в присутствии вазопрессина. В этом случае, по мере продвижения мочи по собирательным трубочкам вглубь мозгового вещества, в котором нарастает осмотическое давление из-за всасы-вания натрия в восходящем колене петли Генле, все больше воды пассивно уходит в гиперосмотичный интерстиций и моча становится все более концентрированной.

В мозговом веществе почки имеется и другая — сосудистая противоточная система, образованная кровеносными капиллярами. При большей скорости движения мочи по трубкам противоточной системы канальцев, меньшие количества натрия, мочевины и воды успеют реабсорбироваться в интерстиций и большие количества менее концентрированной мочи будут выделяться почкой. Чем выше будет скорость кровотока по прямым капиллярным сосудам мозгового вещества почки, тем больше натрия и мочевины унесет кровь из почечного интерстия, т.к. они не успеют диффундировать из крови назад в ткань. Этот эффект называют "вымыванием" осмотически активных