Выделение - совокупность физиологических процессов, обеспечивающих удаление из организма продуктов диссимиляции.
В выделении продуктов обмена участвуют почки, легкие, потовые железы, и желудочно-кишечный тракт. Диоксид углерода и пары воды выделяются с выдыхаемым воздухом через легкие. Основное количество воды и растворенные в ней мочевина, мочевая кислота и минеральные соли выводятся с мочой через почки, в меньшем количестве - через потовые железы с потом и в небольшом количестве - с калом.
Мочевыделительная система состоит из почек, мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала.
Почки - парный орган бобовидной формы. Они расположены в поясничном отделе по бокам от позвоночника, имеют длину 10-12 см, ширину 56 см, толщину 4 см, массу 120-200 г. На вогнутой стороне находятся ворота почки, через которые проходят мочеточник, почечные артерии и вены, нервы, лимфатические сосуды. К верхним полюсам обеих почек прилежат надпочечники. Почка покрыта фиброзной капсулой - плотной соединительно-тканной оболочкой, которая сращена с веществом почки. Строму почки составляет рыхлая соединительная ткань. Паренхима органа представлена нефронами.
На продольном разрезе почки (рис. 93) виден более темный наружный - корковый - слой и более светлый внутренний мозговой. Мозговой слой (лежит кнутри от коркового) образует 15-20 пирамид, вершины которых обращены в полость - почечную лоханку. Между пирамидами в виде столбиков располагается корковое вещество. Пирамида с прилежащим участком коркового вещества образует долю почки. В корковом слое (толщина 5-7 мм), который располагается по периферии, находятся капсулы нефронов, сосудистые клубочки, извитые канальцы, а в мозговом - петли нефронов и собирательные трубочки.
Рис. 93. Строение почки (продольный разрез): 1 - корковый слой; 2 - мозговой слой (пирамиды); 3 - почечные чашечки; 4 - лоханка; 5 - почечная артерия; 6 - почечная вена
От почечной лоханки отходит мочеточник. Его длина составляет 30-35 см. Мочеточники открываются в мочевой пузырь. Это полый гладкомышечный орган, расположенный в полости малого таза, служит для накопления и выведения мочи. Объем мочевого пузыря - около 750 мл. По мере наполнения мочой мочевой пузырь растягивается, а затем периодически опорожняется. От мочевого пузыря начинается мочеиспускательный канал, заканчивающийся выводным отверстием. Женский мочеиспускательный канал короткий (длина 3-4 см), относительно широкий (7-8 мм), имеет почти прямолинейный ход, хорошо растяжим. Мужской мочеиспускательный канал имеет длину до 18 см, он уже, менее растяжим, образует S-образный изгиб.
Почки - это центральный орган мочевыделительной системы.
Функции почек:
+ образование и выведение мочи, содержащей продукты диссимиляции, которые удаляются из организма;
+ участие в регуляции объема крови, лимфы и тканевой жидкости, кислотно-щелочного равновесия, в поддержании артериального давления, обмене белков углеводов и жиров;
+ синтез биологически активных веществ (ангиотензин, эритропоэтин, простагландины, ренин, а также регуляторы системы свертывания крови и фибринолиза);
+ поддержание гомеостаза.
Структурно-функциональная единица почки - нефрон. В почке содержится около 1 млн нефронов. Нефрон состоит из капсулы Шумлянского-Боумена (в виде двухслойной чаши), в которой находится клубочек капилляров, и системы канальцев (рис. 94). От капсулы нефрона отходит извитой каналец первого порядка (нисходящая часть нефрона), который идет к мозговому слою и, выпрямляясь, образует петлю Генле (средняя часть нефрона). Петля возвращается в корковое вещество и там образует извитой каналец второго порядка (восходящая часть нефрона), впадающий в собирательную трубочку. Собирательные трубочки сливаются и открываются в полость лоханки.
Нефрон имеет особое кровоснабжение. Отходящая от брюшной аорты почечная артерия распадается на большое число более мелких приносящих артерий. Подходя к нефрону, приносящая артерия внутри капсулы Шумлянского-Боумена образует клубочек капилляров (капиллярная сеть первого порядка). Клубочки собираются в выносящую артерию, которая выходит из капсулы. Выносящая артерия вокруг извитых канальцев образует капиллярную сеть второго порядка. Капилляры сливаются в венулы, венулы в мелкие вены, а те- в почечную вену.
Рис. 94. Строение нефрона: 1 - сосудистый клубочек; 2 - капсула; 3 - капиллярная сеть второго порядка; 4 - собирательная трубочка; 5 - петля Генле; 6 - извитой каналец второго порядка
Образование мочи происходит в два этапа: фильтрация - образование первичной мочи и реабсорбция - образование вторичной мочи. В процессе фильтрации через стенки капилляров клубочка (капиллярная сеть первого порядка) в полость капсулы Шумлянского-Боумена фильтруется плазма крови (без белков). Факторы, способствующие фильтрации: просвет выносящей артерии в 2 раза меньше, чем просвет приносящей артерии (кровь течет медленно и застаивается в капиллярах); высокое (фильтрационное) давление в капиллярах клубочков - 60-70 мм рт. ст. Факторы, препятствующие фильтрации: онкотическое давление белков плазмы крови (вода образует сольватные оболочки возле крупных белков, препятствуя их агрегации, и белки удерживают на себе часть воды) - 30 мм рт. ст.; давление фильтрата, находящегося в полости капсулы, - 20 мм рт. ст. Давление, обеспечивающее фильтрацию, вычисляется следующим образом: 70 - (30 + 20) = 20 мм рт. ст. В результате фильтрации образуется первичная моча (по составу она сходна с плазмой крови, но в ней отсутствуют белки и содержатся продукты диссимиляции и необходимые организму вещества - глюкоза, аминокислоты, минеральные соли). В сутки ее образуется 150-180 л. Из капсулы клубочка первичная моча поступает в извитой каналец.
В процессе реабсорбции (обратное всасывание) из первичной мочи, находящейся в просвете канальца, в капиллярную сеть второго порядка происходит всасывание большей части воды и необходимых организму веществ (глюкозы, аминокислот, ионов натрия, калия и др.). При реабсорбции важную роль играет активный транспорт. Например, концентрация глюкозы в первичном фильтрате и крови одинакова; но вся глюкоза переходит из фильтрата в кровь. Активно поглощаются также соли, например натрия хлорид. Мочевина и другие продукты обмена реабсорбируются очень плохо, поэтому их концентрация увеличивается в просвете нефрона. Клетки канальцевой части нефрона обладают способностью выделять некоторые вещества (органические кислоты, лекарственные препараты и др.) непосредственно из крови. Канальцевая секреция избирательна, регулирует содержание ионов К+, Н+ и бикарбонатов в крови, происходит за счет активного транспорта. В результате реабсорбции и канальцевой секреции в канальце образуется вторичная моча. Она содержит воду, мочевину, мочевую кислоту, аммиак, сульфаты и другие вещества. В сутки образуется около 1,5 л вторичной мочи. Из канальцев она собирается в почечную лоханку, затем по мочеточнику поступает в мочевой пузырь, из него по мочеиспускательному каналу периодически выводится наружу.
Нервная регуляция работы почек осуществляется вегетативной нервной системой: почки иннервируются волокнами ее симпатической и парасимпатической частей. Так, возбуждение симпатических нервов почки приводит к сужению почечных сосудов. Если происходит сужение приносящих артериол, то фильтрация плазмы замедляется; если сужаются выносящие артериолы, то фильтрация плазмы усиливается. Центр мочеиспускания находится в крестцовом отделе спинного мозга. На деятельность почек влияют гормоны - гуморальная регуляция: гормон гипофиза вазопрессин (антидиуретический гормон), усиливающий процесс реабсорбции и уменьшающий мочеотделение, гормон надпочечников альдостерон (всасывание ионов натрия), гормон щитовидной железы тироксин, усиливающий мочеотделение, гормон мозгового вещества надпочечников адреналин, уменьшающий мочеотделение.