СИСТЕМА ВЫДЕЛЕНИЯ Система выделения, или система

СИСТЕМА ВЫДЕЛЕНИЯ

Система выделения, или система экскреции - это совокупность взаимодействующих структур организма, главной целью (назначением) которой является экскреция, выведение из организма негазообразных конечных продуктов метаболизма, которые не могут быть использованы в организме, чужеродных и токсических веществ, а также избытка воды и минеральных компонентов плазмы в соответствии с потенциальными и актуальными потребностями организма. Органы, выполняющие выделительные функции, называются выделительными, или экскреторными. Значение выделения продуктов жизнедеятельности организма, В процессе обмена веществ в клетках образуются конечные продукты. Среди них могут быть и ядовитые для клеток вещества. Так, при расщеплении аминокислот, нуклеиновых кислот и других азотсодержащих соединений образуются токсические вещества —аммиак, мочевина и мочевая кислота, которые по мере их накопления подлежат выведению из организма. Должны удаляться» кроме того, избыток воды, углекислый газ, яды, которые поступают вместе с вдыхаемым воздухом, поглощаемой пищей и водой, избыток витаминов, гормонов, лекарственные препараты и т. п. При накоплении этих веществ в организме возникает опасность нарушения постоянства состава и объема внутренней среды организма, что может отразиться на здоровье человека.

Рисунок 1. Выделительная система организма Органы выделения (кожа, легкие, слюнные железы, печень и желудочно-кишечный тракт, почки) выводят из внутренней среды организма во внешнюю среду метаболиты и ксенобиотики в составе секретов и экскретов.

Главное назначение органов выделения — это поддержание постоянства внутренней среды организма. Экскреторные органы функционально взаимосвязаны между собой. Сдвиг функционального состояния одного из этих органов меняет активность другого. Например, при избыточном выведении жидкости через кожу при высокой температуре снижается объем диуреза. Нарушение процессов выделения неизбежно ведет к появлению патологических сдвигов гомеостаза вплоть до гибели организма.

ЛЁГКИЕ Легкие, внутренние органы, расположенные в грудной клетке по обе стороны сердца, являются центром дыхательного процесса. Их высота около 26 см, ширина около 15 см и объем около 1600 см 3, при этом правое легкое больше левого. По форме они напоминают срезанный конус. Делятся на доли разрезами, или бороздами: три доли в правом и две в левом. Каждое легкое покрыто двойной оболочкой - плеврой, которая предохраняет легкие от повреждений при их соприкосновении с ребрами и другими костями грудной клетки. Структурной единицей легкого является легочная долька, состоящая из бронхиолы, которая разветвляется и оканчивается небольшими пузырьками - легочными альвеолами, сгруппированными в виде плотных гроздей. Каждая из альвеол, которых в общей сложности около 300 миллионов, окружена тонкой сетью кровеносных капилляров, осуществляющих главную функцию легких - газообмен, или обогащение кислородом венозной крови.

Рисунок 2. Легкие

Легкие и верхние дыхательные пути удаляют из организма углекислый газ и воду. Кроме того, через легкие выделяется большинство ароматических веществ, как, например, пары эфира и хлороформа при наркозе, сивушные масла при алкогольном опьянении. При нарушении выделительной функции почек через слизистую оболочку верхних дыхательных путей начинает выделяться мочевина, которая разлагается, определяя соответствующий запах аммиака изо рта. Слизистая оболочка верхних дыхательных путей способна выделять йод из крови. Легкие выводят из организма углекислый газ, пары воды, некоторые летучие вещества, например пары эфира, хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении.

КОЖА Кожа — это наружный покров тела, надежно защищающий внутренние органы от механических повреждений, препятствующий потере воды организмом, проникновению в него различных бактерий. Кожа участвует в регуляции температуры тела, в обменных, защитных и выделительных процессах. Кожа — орган теплоотдачи. Организм человека через кожу может отдавать избыток тепла. Количество отдаваемой теплоты меняется в зависимости от температуры окружающей среды и характера выполняемой человеком работы. Температура кожи зависит от количества притекающей к ней крови. Это, в свою очередь, связано с рефлекторным изменением просвета кровеносных сосудов в ответ на изменение температуры окружающей среды и интенсивности образования тепла в организме. Процесс теплоотдачи усиливается потоотделением. Кожа осуществляет выделительную функцию за счет деятельности потовых и в меньшей степени сальных желез. Потовые железы удаляют воду, мочевину, мочевую кислоту, креатинин, молочную кислоту, соли щелочных металлов, особенно натрия, органические вещества, летучие жирные кислоты, микроэлементы, пепсиноген, амилазу и щелочную фосфатазу. Роль потовых желез в удалении продуктов белкового обмена возрастает при заболеваниях почек, особенно при острой почечной недостаточности. С секретом сальных желез из организма выделяются свободные жирные и неомыляемые кислоты, продукты обмена половых гормонов. Потовыми железами удаляются вода и соли, небольшие количества мочевины, мочевой кислоты, а при напряженной мышечной работе — молочная кислота.

Кожа состоит из двух слоев — наружного (эпидермиса) и внутреннего (собственно кожи). С более глубоколежащими тканями кожа соединена слоем жировой ткани (подкожной клетчаткой). От эпидермиса кожи произошли также волосы и ногти, имеющие особое строение. Эпидермис делится на два слоя: поверхностный, или роговой, и более глубокий, ростковый. Роговой слой, образованный плотно прилегающими друг к другу мертвыми ороговевшими клетками, защищает кожу от вредных влияний атмосферы и грубых внешних воздействий; он непроницаем для возбудителей инфекции. Роговые клетки постоянно слущиваются и заменяются новыми за счет клеток росткового слоя, способных к делению. Собственно кожа состоит из живых клеток и переплетающихся между собой упругих волокон, которые придают коже прочность и эластичность. В собственно коже находятся потовые железы, волосяные луковицы, сальные железы. Здесь же находятся рецепторы, кровеносные и лимфатические сосуды. Потовые железы выделяют пот, который выводится на поверхность кожи. С потом из организма удаляется большое количество вредных веществ. Так кожа выполняет выделительную функцию. Сальные железы выделяют секрет — кожное сало, которое смазывает волосы, смягчает кожу, покрывая ее поверхность тонким слоем. Жир ограничивает испарение пота с поверхности кожи, предохраняя ее от высыхания, препятствует проникновению внутрь тела воды и других жидкостей. Подкожная клетчатка состоит из сети соединительнотканных волокон, в петлях которой располагаются жировые клетки. Подкожная клетчатка служит своеобразным складом питательных веществ, которые организм расходует в период голодания. Этот слой кожи предохраняет организм от охлаждения, смягчает толчки и удары.

Рисунок 3. Строение кожи

Кожа осуществляет выделительную функцию за счет деятельности потовых и в меньшей степени сальных желез. Потовые железы удаляют воду, мочевину, мочевую кислоту, креатинин, молочную кислоту, соли щелочных металлов, особенно натрия, органические вещества, летучие жирные кислоты, микроэлементы, пепсиноген, амилазу и щелочную фосфатазу. Роль потовых желез в удалении продуктов белкового обмена возрастает при заболеваниях почек, особенно при острой почечной недостаточности. С секретом сальных желез из организма выделяются свободные жирные и неомыляемые кислоты, продукты обмена половых гормонов.

ПЕЧЕНЬ Важную экскреторную функцию выполняет печень, удаляя из крови гормоны (тироксин, фолликулин), продукты обмена гемоглобина, продукты азотистого метаболизма и многие другие вещества. Печень — самая крупная пищеварительная железа, предназначенная для выделения желчи и переработки приносимых кровью по воротной вене веществ. Масса печени от 1, 5 до 2 кг. Она располагается в правом подреберье, под диафрагмой, плотно прилегая к ней. У взрослого человека она практически полностью прикрыта ребрами, несколько выступая из- под них только в области, расположенной ниже грудины. У плода же и новорожденного ребенка она имеет относительно большие размеры, соприкасаясь со значительной частью передней брюшной стенки и участвуя, помимо прочих функций в кровотворении. Нижняя поверхность разделяется на четыре доли тремя бороздами, в одной из которых залегает круглая связка печени (рис. 3, 4). Кроме того, в печени выделяют слегка выпуклую заднюю часть диафрагмальной поверхности и острый нижний край (рис. 165), который спереди разделяет верхнюю и нижнюю поверхности

1 - венечная связка печени; 2 - диафрагма; 3 - треугольная связка печени; 4 - серповидная связка печени; 5 - правая доля печени; 6 - левая доля печени; 7 - круглая связка печени; 8 - острый нижний край; 9 - желчный пузырь Рисунок 4. Печень (диафрагмальная поверхность) Выпуклой поверхностью печень прикрепляется к диафрагме посредством серповидной связки печени (рис. 4) и венечной связки печени (рис. 4), а внутренней соприкасается с верхним полюсом правой почки и надпочечником. Венечная связка у правого и левого концов печени образует треугольную связку (рис. 4, 5). Помимо связок, печень удерживается в определенном положении при помощи малого сальника, нижней полой вены и прилегающими снизу желудком и кишечником

1 - левая доля печени; 2 - треугольная связка печени; 3 - задняя (хвостатая) доля печени; 4 - надпочечное вдавливание; 5 - почечное вдавливание; 6 - собственная печеночная артерия; 7 - воротная вена; 8 - общий желчный проток; 9 - общий печеночный проток; 10 - пузырный проток; 11 - правая доля печени; 12 - двенадцатиперстно-кишечное Рисунок 5. Печень вдавливание; (нижняя поверхность) 13 - круглая связка печени; 14 - ободочно-кишечное вдавливание; 15 - передняя (квадратная) доля; 16 - желчный пузырь Большая из них располагается под правым куполом диафрагмы и называется правой долей печени (рис. 5), меньшая - левой долей печени (рис. 5). Печень выводит с желчью из организма ряд конечных продуктов обмена гемоглобина и других порфиринов в виде желчных пигментов, конечные продукты обмена холестерина в виде желчных кислот. В составе желчи из организма экскретируются также лекарственные препараты (антибиотики), бромсульфалеин, фенолрот, маннит, инулин и др.

ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНЫЙ ТРАКТ Пищеварительный, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), или пищевая трубка — система органов настоящих многоклеточных животных, предназначенная для переработки и извлечения из пищи питательных веществ, всасывания их в кровь и выведения из организма непереваренных остатков. Выделительная функция пищеварительных желез особо проявляет себя при нагрузке организма избыточным количеством различных веществ или увеличении их продукции в организме. Дополнительная нагрузка вызывает изменение скорости их экскреции не только почкой, но и пищеварительной трубкой. Слюнные, желудочные, поджелудочная, кишечные железы выводят некоторые чужеродные вещества (краски, лекарства). Желудочно-кишечный тракт выделяет продукты распада пищевых веществ, воду, вещества, поступившие с пищеварительными соками и желчью, соли тяжелых металлов, некоторые лекарственные препараты и ядовитые вещества (морфий, хинин, салицилаты, ртуть, йод), а также красители, используемые для диагностики заболеваний желудка (метиленовый синий, или конгорот).

ПОЧКИ Основной орган мочевыделительной системы – почки. Это небольшие парные органы бобовидной формы массой 150 г. Почки — органы бобовидной формы, лежащие в задней части брюшной полости по обеим сторонам позвоночника. Правая почка обычно расположена на 2— 3 см ниже левой. Вогнутый край почки имеет борозду — ворота почки, через которые проходят мочеточник, нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Снаружи каждая почка одета плотной гладкой эластичной соединительнотканной капсулой. Под капсулой выделяются два слоя: наружный, более темный — корковое вещество, и внутренний, более светлый— мозговое вещество (рис. 13. 15). В мозговом веществе различают 15 -16 почечных пирамид, разделенных корковым веществом. Верхушки пирамид примыкают к почечным чашкам, которые, сливаясь, образуют почечную лоханку. В нее изливается образующаяся в почке моча. Лоханка суживается и переходит вмочеточник. Сокращениями мышечной стенки мочеточника моча продвигается в мочевой пузырь — полый орган с хорошо развитым мышечным слоем в его стенке. Вместимость мочевого пузыря около 750 мл. Периодические сокращения стенок пузыря выводят мочу через мочеиспускательный канал наружу.

1 — почка; 2 — ворота почки; 3 — мочеточник; 4 — мочевой пузырь; 5 — мочеиспускательный канал; 6 — надпочечники. Рисунок 5. Строение мочевыделительной системы

1 — мозговой слой; 2 — корковый слой; 3 — мочеточник; 4 — почечная лоханка; 5 — вена; 6 — артерия. Рисунок 6. Строение почки

Функции почек Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме много функций. Одни из них прямо или косвенно связаны с процессами выделения, другие — не имеют (табл. 1). № Функции 1 Выделительная, или экскреторная, функция. Почки удаляют из организма избыток воды, неорганических и органических веществ, продукты азотистого обмена и чужеродные вещества: мочевину, мочевую кислоту, креатинин, аммиак, лекарственные препараты. 2 Регуляция водного баланса и соответственно объема крови, вне- и внутриклеточной жидкости (волюморегуляция) за счет изменения объема выводимой с мочой воды. 3 Регуляция постоянства осмотического давления жидкостей внутренней среды путем изменения количества выводимых осмотически активных веществ: солей, мочевины, глюкозы (осморегуляция). 4 Регуляция ионного состава жидкостей внутренней среды и ионного баланса организма путем избирательного изменения экскреции ионов с мочой (ионная регуляция). 5 Регуляция кислотно-основного состояния путем экскреции водородных ионов, нелетучих кислот и оснований. 6 Образование и выделение в кровоток физиологически активных веществ: ренина, эритропоэтина, активной формы витамина D, простагландинов, брадикининов, урокиназы (инкреторная функция). 7 Регуляция уровня артериального давления путем внутренней секреции ренина, веществ депрессорного действия, экскреции натрия и воды, изменения объема циркулирующей крови. 8 Регуляция эритропоэза путем внутренней секреции гуморального регулятора эритрона — эритропоэтина. 9 Регуляция гемостаза путем образования гуморальных регуляторов свертывания крови и фибринолиза — урокиназы, тромбопластина, тромбоксана, а также участия в обмене физиологического антикоагулянта гепарина. 10 Участие в обмене белков, липидов и углеводов (метаболическая функция). 11 Защитная функция: удаление из внутренней среды организма чужеродных, часто токсических веществ.

В корковом слое почки находятся около 1 млн. почечных капсул, похожих на рюмочки, стенки которых образованы однослойным эпителием. В «рюмочке» - капсуле находится капиллярный почечный клубочек, который выходит из нее в виде выносящей артерии. После фильтрации в капсуле образуется первичная моча – эта плазма без белков и клеток крови. Извитые канальцы густо оплетены сетью капилляров выносящей артерии. В этом канальце начинается обратное всасывание воды и нужных организму веществ (сахаров, белков) в капилляры. Оставшаяся жидкость, содержащая лишние соли, мочевую кислоту, мочевину и другие вредные продукты распада, а также аммиак – это вторичная моча, которая через мочеиспускательный канал рефлекторно удаляется из мочевого пузыря.

Механизмы мочеобразования Мочеобразование осуществляется за счет трех последовательных процессов (рис. 7) : 1) клубочковой фильтрации (ультрафильтрации) воды и низкомолекулярных компонентов из плазмы крови в капсулу почечного клубочка с образованием первичной мочи 2) канальцевой реабсорбции — процесса обратного всасывания профильтровавшихся веществ и воды из первичной мочи в кровь; 3) канальцевой секреции — процесса переноса из крови в просвет канальцев ионов и органических веществ. Рисунок 7. Механизмы мочеобразования

Фармакологические влияния на выделительную систему Лекарственные вещества, вызывающие увеличение выведения из организма мочи и уменьшение содержания жидкости в тканях, называются мочегонными средствами, или диуретиками. Эти вещества применяются при отеках различного происхождения (особенно при хронической недостаточности кровообращения, циррозе печени), при острой анурии или олигурии, при повышении артериального давления, глаукоме и других заболеваниях. Мочегонные препараты имеют разные механизмы действия и оказывают диуретический эффект, влияя на разные участки нефрона. Так, например, тиазидовые диуретики (производные бензотиазина) уменьшают реабсорбцию ионов натрия и хлора в проксимальной и частично в дистальной части извитых канальцев почек, что сопровождается уменьшением реабсорбции воды. Одновременно в меньшей степени угнетается реабсорбция калия и бикарбонатов. Такие диуретики называются салуретиками. С выведением солей и воды из организма и уменьшением объема циркулирующей крови связан их гипотензивный эффект. К салуретикам относится и мощный диуретик фуросемид. Он резко угнетает реабсорбцию натрия и хлора в проксимальном, дистальном канальцах и в восходящем отделе петли Генле. Фуросемид также усиливает выделение ионов калия. Так как эти препараты усиливают выведение ионов калия, хлора, возможны нарушения электролитного и кислотно -основного равновесия, что необходимо учитывать, особенно при длительном назначении этих веществ. Другие диуретики угнетают фермент карбоангидразу (диакарб).

В результате этого происходит уменьшение образования угольной кислоты и снижение реабсорбции ионов натрия и бикарбоната эпителием проксимальных канальцев. Угнетая карбоангидразу ресничного тела, эти вещества уменьшают секрецию водянистой влаги глаза, что дает возможность применять их для снижения внутриглазного давления при глаукоме. Имеются диуретики, которые увеличивают выделение только ионов натрия, а выделение ионов калия даже уменьшается. Это так называемые калийсберегающие диуретики. Они действуют в области дистальных канальцев в местах, где обмениваются ионы натрия и калия. Эти вещества (триамтерен, амилорид) снижают проницаемость клеточных мембран эпителия дистальных канальцев для ионов натрия. Секреция ионов калия в дистальных канальцах понижается. Для увеличения диуреза при отеке мозга, легких применяют лекарственные препараты, обладающие осмотической активностью. Эффект обусловлен повышением осмотического давления плазмы и понижением реабсорбции воды. К таким веществам, например, относится маннит, который фильтруется, но не реабсорбируется, поэтому с ним выделяется и вода. Эти вещества применяются также при острых отравлениях барбитуратами, салицилатами, чтобы вызвать форсированный диурез.

Изучение проницаемости клубочкового фильтра имеет большой практический интерес при создании так называемых плазмозаменителей — лекарственных веществ, применяемых для замещения плазмы при острых кровопотерях. Плазмозаменители, содержащие онкотически активные вещества, задерживаются в кровотоке дольше, чем физиологический раствор. В то же время молекулярная масса этих веществ не должна превышать 70 000, так как они затем должны выводиться из организма почками. Знание мембранных механизмов, обеспечивающих образование мочи, необходимо как для более рационального применения имеющихся лекарственных веществ, так и для целенаправленного поиска новых более эффективных фармакологических препаратов.

КОНЕЦ