6.4. Выделение. Физиология почек.

Процессы выделения - это конечное звено обмена веществ в организме. В результате него из организма удаляются неиспользуемые продукты обмена.

К органам выделения относятся: легкие, желудочно-кишечный тракт, потовые железы, почки.

Легкие - выделяют из организма углекислый газ, пары воды, а также некоторые летучие вещества: пары эфира, хлороформа, алкоголя и др. Участвуют в регуляции кислотно-щелочного обмена.

Желудочно-кишечный тракт - экскретирует: соли тяжелых металлов, продукты превращения веществ, поступающих с желчью (в частности - желчные пигменты).

Слюнные железы и железы желудка выделяют: некоторые тяжелые металлы, ряд лекарственных препаратов (морфий, хинин, салицилаты), некоторые чужеродные органические соединения (красители - индигокармин).

Печень - экскретирует: продукты обмена гемоглобина, азотистого метаболизма и многие другие вещества.Поджелудочная железа и кишечник - выделяют: соли тяжелых металлов, лекарственные вещества

Потовые железы - экскретируют: воду, минеральные соли, продукты диссимиляции - мочевину, мочевую кислоту, креатинин. Кроме того, при интенсивной мышечной работе через потовые железы может выделяется молочная кислота. При нарушении функции почек роль кожи в выделительных процессах значительно возрастает.

Среди органов выделения особое место занимают сальные и молочные железы, которые выделяют не конечные продукты обмена веществ, а продукты, имеющие определенное физиологическое значение (молоко, кожное сало).

Главным же выделительным органом являются почки.

Физиология почек

Почки выполняют ряд гомеостатических функций:

1. регуляция водно-солевого баланса в организме,

2. поддержание постоянства обьема жидкостей тела,

3. поддержание осмотического давления крови (за счет уровня глюкозы, аминокислот, липидов, гормонов в ней),

4. поддержание ионного состава крови,

5.регуляция кислотно-щелочного баланса (рН мочи - от 4,5 до 8,4, тогда как рН крови - постоянная),

6. образование мочи,

7. выделение продуктов обмена веществ,

8. удаление из крови чужеродных соединений и нейтрализация токсических веществ,

9. участие в регуляции развития клеток крови в органах кроветворения - синтез эритропоэтинов и лейкопоэтинов,

10. участие в регуляции артериального давления - синтез и выделение в кровь ренина,

11. секреция ферментов и БАВ (брадикинин, простагландины, урокиназа),

12. участие в регуляции свертывания крови.

В основе перечисленных функций лежат процессы, происходящие в паренхиме почек:

1. Клубочковая фильтрация - фильтрация из плазмы крови в капсулу почечного клубочка безбелковой жидкости - первичной мочи .

2. Канальцевая реабсорбция - обратное всасывание воды и растворенных в ней веществ из просвета канальца в капиллярное русло.

3. Секреция - процесс активной деятельности канальцевого эпителия, в результате которого из организма удаляются вещества, не фильтруемые из Мальпигиева клубочка в капсулу Шумлянского-Боумена.

4. Синтез новых соединений, поступающих в кровь или мочу (ренин, уромукоид, гиппуровая кислота, некоторые простагландины и т.д.).

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон. Общий план строения нефрона:

Нефрон - это своеобразный эпителиальный каналец, длиной 3-3,5 см, один конец которого заканчивается слепо в виде двухслойной чаши - капсулы почечного клубочка (капсула Шумлянского-Боумена), а второй - соединяется с начальной собирательной трубкой. В нефроне выделяют следующие отделы: почечное тельце, проксимальный отдел (извитая часть, прямая часть), петля Генли, дистальный отдел (прямая часть, извитая часть), - собирательная трубочка.

Различают следующие типы нефронов: суперфициальные (поверхностные), инракортикальные, юкстамерулярные.

Различие между ними заключается в локализации, величине клубочков, глубине расположения и длине отдельных участков нефрона.

Нефрон имеет ряд особенностей кровоснабжения, что и способствует выполнению почками своих основных функций. Почечная артерия, разветвляясь, образует артериолы, каждая из которых входит в капсулу Шумлянского-Боумена, где распадается на капиллярную сеть, образующую Мальпигиев клубочек. Затем эти капилляры вновь собираются в отводящую артериолу. Диаметр приносящей артериолы примерно в 2 раза больше, чем выносящей. Это, а также то, что путь от брюшной аорты до почечных приносящих артериол очень короткий, позволяет создать в капиллярах мальпигиева клубочка давление, более чем в 2 раза превышающее гидростатическое давление в обычных капиллярах. Оно составляет 70-80 мм. рт. ст., что и объясняет столь мощную фильтрацию первичной мочи.

Некоторые приносящие артериолы окружены особыми околоклубочковыми (юкстагломедулярными) клетками. Они являются местом выработки ренина - протеолитического фермента, участвующего в регуляции артериального давления.

Основная функция почек - образование мочи.

Общая характеристика выделительной функции почек.

1.Ряд веществ, находящихся в плазме крови в норме отсутствуют во вторичной моче. Это вещества, которые в норме практически не проходят через почечный барьер, и вещества которые в норме в почках полностью реабсорбируются, это как правило биологически ценные необходимые организму вещества/аминокислоты, глюкоза/.2.Другие вещества находятся во вторичной моче в концентрациях, значительно превышающие таковые в плазме крови. Это прежде всего продукты обмена белков/мочевины в 65 раз больше, мочевой кислоты – больше в 12 раз/. В этом проявляется концентрирующая функция почек. 3. Некоторые соли выводятся в концентрациях близких или равных таковым в крови.

Процесс мочеобразования включает в себя следующие механизмы:

1. Клубочковая фильтрация.2. Канальцевая реабсорбция. 3. Секреция.

Клубочковая фильтрация.

Клубочковая фильтрация - процесс фильтрации из плазмы крови, протекающей через капилляры клубочка в полость капсулы почечного клубочка воды и растворенных в плазме веществ (за исключением крупномолекулярных соединений). Фильтрация в клубочках осуществляется через поры эндотелия, базальную мембрану, щели между клетками эпителия внутренней стенки капсулы.

Через почечный фильтр проходят молекулы, молекулярная масса которых не превышает 60 тысяч дальтон, при молекулярной массе от этого уровня до 70 тысяч дальтон/гемоглобин,альбумин/ через поры базальной мембран проходят 1-3% молекул, молекулярная масса порядка 80 тысяч дальтон является абсолютным пределом для прохождения молекул через поры мембраны.

Клубочковая фильтрация зависит от: 1. Гидростатического давления крови в капиллярах клубочка (70 мм рт. ст.). 2. Онкотического давления белков плазмы крови (20 мм рт. ст.). 3. Давления в капсуле Шумлянского, т.е. от внутрипочечного давления-(15 мм.рт.ст.).

Клубочковая фильтрация обусловлена разностью между гидростатическим давлением в капиллярах и величинами онкотического и внутрипочечного давления. ФД = ГД - (ОД + ВД), где ФД - фильтрационное давление, ГД - гидростатическое давление, ОД - онкотическое давление крови, ВД - внутрипочечное давление.

Фильтрационное давление составляет 70мм рт. ст - (20мм рт. ст. + 15мм рт. ст.) = 35 мм рт. ст..

В 1 минуту через почки проходит около 1200 мл. крови. При этом образуется 120 мл. фильтрата (первичная моча),это скорость клубочковой фильтрации, в норме она составляет 11-125 мл/мин.За сутки образуется 150-170 л. первичной мочи. Содержание неорганических и органических веществ (за исключением белков) в первичной моче такое же, как и в плазме крови.

Канальцевая реабсорбция.

Канальцевая реабсорбция - процесс обратного всасывания воды и ряда растворенных в ней веществ. Из 170 литров образующейся первичной мочи выводится в виде конечной мочи лишь 1-1,5 литра в сутки. Остальная жидкость и значительное количество растворенных в ней веществ всасывается в канальцах и поступает в кровь. Такой объем реабсорбции обусловлен большой суммарной поверхностью канальцев. Достаточно сказать, что только длина почечных канальцев достигает 100 километров, а площадь - 50 м 2 . Ребсорсорбция веществ, растворенных в крови, находится в зависимости от их концентрации в крови.

Вещества делятся на 1)беспороговые/непороговые/, они выделяют с мочой при любой/низкой,высокой/ их концентрации в крови, к ним относятся мочевина, креатинин, инулин,маннитол и др. и 2)пороговые/ все жизненно важные для организма вещества, выделение которых с мочой начинается лишь при достижении некоторого порога/уровня/ их концентрации в крови. Так, если концентрация глюкозы в крови не превышает 150-180 мг%, то она полностью реабсорбируется. Если же превышает эти величины, то часть глюкозы поступает в мочу.

Избирательность реабсорбции.

1.Многие вещества в норме реабсорбируются полностью. Это биологически ценные, жизненно важные вещества: витамины, аминокислоты, низкомолекулярные белки.2.Реабсорбируется большая часть многих веществ. Это натрий, калий, кальций, хлор и др. 3.Конечные продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кислота, аммиак) реабсорбируются в значительно меньшей степени/выводится 50-70%/. 4.Некоторые вещества (сульфаты, креатинин) полностью выводятся из организма.

Реабсорбция подразделяется на облигатную/обязательную/ и факультативную/не обязательную , зависящую от функционального состояния (проницаемости стенки канальцев, скорости движения жидкости по канальцам, величине осмотического градиента).

Канальцевая реабсорбция обеспечивается:

1.активным транспортом,2. пассивным транспортом.

Активный транспорт - это транспорт против градиента: электрохимического, концентрационного или осмотического. Активный процесс всегда идет в одном направлении и характеризуется высокой специфичностью в отношении того или иного вещества.

Виды активного транспорта: а) первично-активный - это перенос вещества против злектрохимического градиента, за счет энергии клеточного метаболизма (реабсорбация натрия и калия происходит при участии фермента - Na+, K+ - АТФ-азы, использующей знергию АТФ), б) вторично-активный - это перенос вещества против концентрационного градиента, но без затраты энергии клеток непосредственно на этот процесс (реабсорбция глюкозы, аминокислот).

Эти органические вещества из просвета канальца входят в эпителиальную клетку проксимального канальца с помощью специального переносчика, который обязательно должен присоединить Nа + . Комплекс - белок-переносчик + органическое вещество + N а + перемещается через мембрану щеточной каймы и уже внутри клетки диссоциирует.

Пассивный перенос осуществляется по принципу облегченной диффузии (реабсорбция Н 2 О, СО 2 , хлориды). Пассивный транспорт может осуществляться по электрохимическому градиенту (Н 2 О) и по концентрационному градиенту (мочевина).

В проксимальном канальце происходит облигатная реабсорбция, реабсорбируются 65-85 % объема первичной мочи(Н 2 О), а так же 98% аминокислот, 77% мочевой кислоты, 100% глюкозы, 60% мочевины, 95% витаминов, 85% Nа + , 99% Cl - , 100% К + , 95% РО 4 , 80% НСО 3 - .

Реабсорбция веществ из проксимальных канальцев в кровоток происходит за счет первичной реабсорбции натрия, которая осуществляется за счет активного транспорта/первично-активный транспорт/,против градиента концентрации. Перенос натрия в области апикальной мембраны частично сопряжен с транспортом глюкозы и с транспортом аминокислот/симпорт/, так же частично связан с обратным транспортом Н + /антипорт/, вторично-активный транспорт. За счет возникающего осмотического градиента происходит пассивная реабсорбция воды, это вызывает концентрированию некоторых веществ в первичной моче, что позволяет им частично реабсорбироваться по градиенту концентрации.

Реабсорбция белков в этом отделе нефрона осуществляется путем пиноцитоза. Первичная моча в конечной части проксимальных канальцах изоосмолярна.

Петля Генле /нисходящая и восходящая части петли/. Ход их расположен параллельно друг другу, а ток жидкости противоположен, формирует противоточно - множительную систему (поворотно-противоточная система). В ней реабсорбируется 10- 25% объема первичной мочи, в основном электролиты.

Только почки теплокровных способны образовывать мочу, имеющую большую концентрацию осмотически активных веществ, чем таковая в крови/ осмотическое концетрирование/, почки у всех других животных способны только к осматическому разведению , человек сохранил и эту способность, но чаще- концентрирование .

Концентрационная способность нефрона обеспечивается противоточно-множительной системой. Нисходящая часть петли Генли непроницаема для Na + и хорошо проницаема для Н 2 О, в восходящей части петли Генли активно реабсорбируется Na + , но она непроницаема для воды. Реабсорбция натрия создает гиперосмотичеость в интерстиции,что способствует выходу дополнительных порций воды из канальцев, что способствует быстрому уменьшению жидкости в канальцах, осмотическому концентрированию мочи. Параллельно умножается эффект реабсорбции воды/Н 2 О/

Дистальные канальцы

В дистальных канальцах происходит факультативная реабсорбция, реабсорбируется 9% общего объема первичной мочи. Оставшийся 1% - вторичная моча.

Секреторная функция канальцев.

Канальцевая секреция имеет большое значение в выделении из организма продуктов обмена и чужеродных веществ.

Секреция позволяет быстро выводить с мочой органические кислоты, пенециллин, органические основания/холин/, ионы/К + , при избытке/. Транспорт в большинстве случаев осуществляется за счет переносчиков, которые обладают высоким сродством к переносимым веществам. Скорость экскреции того или иного вещества изменяется пропорционально его концентрации в плазме крови, при этом скорости экскреции различных веществ существенно различаются.

Сочетание различных процессов при проведении различных веществ Разные вещества выводятся по-разному: инулин - только фильтрацией, глюкоза - фильтрацией + реабсорбция, парааминогиппуровая кислота - фильтрацией + секреция, К + - фильтрацией + реабсорбция + секреция.

Физиологические показатели деятельности почек:

Клубочковая фильтрация - в норме клубочковая фильтрация составляет 100-130 мл/мин - по клиренсу креатинина. При снижении этого показателя ниже 70,0 -развивается почечная недостаточность.

Почечный плазмоток - указывает количество плазмы, которая орошает проксимальные извитые канальцы. - В норме = 650-720 мл/мин при общем почечном кровотоке 1100-1200 мл/мин.

Фильтрационная фракция - характеризует ту часть протекающей через клубочки плазмы, которая подвергается в них процессу ультрафильтрации. В норме = 16-19%.

Величина максимальной канальцевой реабсорбции глюкозы - в норме = 350 - 370мг/мин - и реабсорбция воды - (В норме = 99%) - служит показателем процесса канальцевой реабсорбции.

Максимальной канальцевой секреции кардиотраста или диотраста - в норме = 90-98 мг/мин - характеризуют функциональную секреторную способность канальцев.

Регуляция мочеобразования.

1. Нервная. 2. Гуморальная (наиболее выраженная).

Нервная регуляция мочеобразования - рефлекторное расширение сосудов почек увеличивает диурез. Раздражение симпатических волокон приводит к сужению почечных сосудов, а это в свою очередь - снижает фильтрационное давление и уменьшает или даже прекращает диурез. Нервная система может рефлекторно изменить секрецию гормонов гипофиза (вазопрессин или АДГ) и коры надпочечников (из "минералокортикоидов" - альдостерон - Na - сберегающий). Нервная же система может вызвать болевую анурию (при болевых раздражениях выброс АДГ усиливается).

Всякое повышение кровяного давления , связанное с возбуждением нервной системы, приводит к усилению клубочковой фильтрации, а понижение к уменьшению фильтрации. Эти реакции почек направлены на поддержание уровня кровяного давления и постоянства обьема крови.

Гуморально-гормональная регуляция мочеобразования:

Она более выражена по сравнению с нервной (доказано в опытах на собаках с пересадкой почки в область шеи, где почка функционировала, как и в норме, в соответствии с условиями).

Гормоны, регулирующие работу почек (мочеобразование)

Вазопрессин (АДГ - антидиуретический гормон). В нормальных условиях на клубочковую фильтрацию не влияет, но усиливает обратное всасывание воды - тем самым уменьшает диурез. При недостаточной функции задней доли гипофиза, выделяющей АДГ, стенка дистального отдела нефрона становится непроницаемой для воды и почка выводит ее до 25 литров в сутки - несахарное мочеизнурение.

Альдостерон (гормон коркового вещества надпочечников) - Na + - сберегающий гормон - усиливает реабсорцию натрия в проксимальных канальцах, усиливает секрецию К + в дистальных канальцах.

Натрийуретический гормон вырабатывается в предсердии при раздражнии волюморецепторов - (лействует на проксимальные канальцы, восходящую часть петли Генли)

Инсулин- снижает реабсорбцию К + . Паратгормон - (влияет на проксимальные и дистальные канальцы) - усиливает реабсорбцию Са 2+ , снижает канальцевую реабсорбцию фосфата, Кальцитонин - уменьшает реабсорбцию Са 2+ в проксимальных канальцах.

Ренин-ангиотензиновая система (ренин-ангиотензиноген-ангиотензин1-ангио­тен­зин 11. Выброс ренина происходит при снижении артериального давления, так как возникает угроза прекращения фильтрации и об­­разования первичной мочи. Ангиотензин 11 представляет собой одно из всех известных сосудосуживающих веществ. Длительно повышает тонус гладкой мускулатуры артериол, это при­­водит к повышению сосудистого сопротивления, что в свою очередь повышает артериальное давление и восстанавливает фильтрацию. Кроме этого, ангиотензин 11вызывает выброс альдостерона.

Адреналин, норадреналин (гормоны мозгового слоя надпочечников) усиливают выработку ренина, непосредственно возбуждая адренорецепторы юкстагломерулярных клеток, а также косвенно активируя барорецепторы в результате сокращения гладкой мускулатуры приносящих артериол.

О процессах, происходящих в почках, написано немало, однако не все понимают, как именно функционирует этот бобовидный орган. Почки представлены в парном виде, занимая собой часть брюшной полости в поясничном отделе, располагаясь по двум сторонам от позвоночника. Обычно почка весит в пределах 150 грамм. При этом болезни этого органа встречаются достаточно часто, поэтому важно знать о функционале и первых симптомах, проявляющихся при нарушениях. Дело в том, что нужны почки для того, чтобы выводить лишнюю жидкость и шлаки вместе с ней. Если организм поражен какой-то патологий, то первым страдающим от этого органа являются почки.

Человеческая почка, как и у других представителей класса млекопитающих, имеет форму боба или фасоли. На вогнутом медиальном крае у почки присутствует некоторое углубление, которое именуется одноименными воротами. За ними располагается маленькая по размерам почечная пазуха. Это место, вмещающее в себя нервы и сосуды, почечные лоханки и чашки. Здесь же начинается мочеточник и прослойка жировой ткани.

Физиология почек может быть непонятной, если не знать их структуру. Самая главная часть почек – это нефроны. Зачем нужны нефроны? Именно ими выполняется выработка мочи. Нефрон имеет вид почечного тельца с определенной системой канальцев почек. Если сложить все нефроны почек в длину, то получится примерно сто километров. Дело в том, что каждая почка имеет примерно миллион таких нефронов, которые активно работают с кровеносной системой и сосудами.

Отвечают нефроны за выработку мочи. Одновременно работает обычно только треть нефронов, чего хватает, при отсутствии болезни, почкам для выполнения своего функционала. Поэтому почки можно считать органом с большими резервными показателями.

В рамках неизбежного для человека процесса старения сокращается количество нефронов. Обычно, по достижении сорокалетнего рубежа, ежегодно вы будете терять процент от общего числа нефронов. Кроме этого, они неспособны регенерировать. Однако такая потеря нефронов сопряжена со старением, опасной для жизни не является, поскольку подключаются оставшиеся две трети нефронов. А вот, если ваши неосторожные действия по отношению ко здоровью привели к гибели более чем 70 процентов нефронов, можно столкнуться с хронической почечной недостаточностью.

У каждого нефрона есть почечное тельце, которое отвечает за ультрафильтрацию кровяной плазмы, здесь же образуется и первичная моча. Кроме этого, присутствует система канальцев и трубочек. Функции канальцев и трубочек связываются с превращением первичной мочи во вторичную и в конечную, которая выводится из организмов.

После того как моча начала свое движение по лоханке в сторону мочевого пузыря, состав ее практически не меняется. Именно за счет этого болезни и можно определить по соответствующему клиническому анализу биоматериала.

Дополнительно о строении

Важный элемент для почечного генеза – почечное тельце, располагающееся в корковом слое почек. Это начальная часть нефрона, для образования которой используется капиллярный клубочек и капсула Шумлянского-Боумена. В разрезе капсула имеет чашеподобный вид, внутри располагается клубок капилляров. Окружены эти клубочковые капилляры эпителиальным слоем, а наружный листок капсулы располагается на некотором удалении.

Результатом становится небольшая щель, полость этой самой капсулы. В рамка этого участка выполняется фильтрация кровяной плазмы. Из ее фильтрата образуется первичная моча. После чего она направляется в сторону нефронов.

В качестве важной нефронной составляющей врачами выделяется экстагломерулярный аппарат. Он располагается в треугольном пространстве. Клетками этого аппарата выполняется синтез целого ряда веществ, которые активны с биологической точки зрения.

Моча после дистального канальца попадает в соединительный, откуда распределяется по собирательной трубке и протоку. Несколько таких протоков соединяются на конце в один, постепенно ими формуется проток большого диаметра, за счет чего перемещается моча в малую чашку большой лоханочной чашки.

У почек обычно как минимум 250 собирательных протоков, отличающихся большим диаметром. Каждым из их осуществляется сбор мочи от четырех тысяч нефронов. В этой системе происходит как концентрирование, так и разбавление мочи. Это важно для того, чтобы после того как завершена реабсорбция в почках, была сформирована конечная моча.

Функционал органа

Что делают почки кроме непосредственно образования и вывода мочи знают далеко не все. Конечно, в первую очередь почки выступают главным фильтром организма. В день органами обрабатывается примерно сто литров крови. При этом орган должен вычленить все вредные и токсические вещества и отправить их для вывода в мочу.

Кроме этого, почкам важно не удалить ничего лишнего, речь идет о процессе реабсорбции. Витамины, белки и сахароза используются повторно организмом. От прохождения всего цикла правильно зависит и артериальное давление человека. Почки занимаются и этой регуляцией тоже.

Речь идет о поддержке постоянного давления в каждой вене и сосуде. Присутствуют и специальные гормоны почек, которые помогают в выполнении этой функции. Речь идет о ренине. Кстати, врачами этот механизм причисляется к очень сложным и изучен он совсем не до конца. За регулирование кровяного давления отвечает несколько гормональных систем.

Дополнительно почками выполняется функция кроветворения. Именно в почках выполняется создание и обновление красных кровяных телец, без которых человек не может получать кислород от легких, неверно происходит вывод вырабатываемого углекислого газа назад в легкие.

Дополнительно почки занимаются:

• поддержкой онкотического давления (вывод лишних белков и производство новых);
• регулируют pH показатель крови.

Достаточно часто заболевания проявляют себя изменением внешнего вида мочи и его компонентов. Болезни нефротического сегмента бывают разные, от достаточно легко поддающихся лечению, до тяжелых недугов, вплоть до недостаточности.

Гормональные задачи

Выше уже отмечалось, что почками выполняется целый ряд функций, без которых невозможно нормальное функционирование организма. Однако из таких функций является выработка гормонов. Почками выполняется выработка трех вариантов гормонов.

Речь идет о ренине, эритропоэтине, простагландинах. Под ренином понимается протеолитический фермент позвоночных животных и человека. За выработку его отвечают стенки артериол, расположенных в почечных клубочках, откуда он отправляется в кровь и лимфу. В некотором количестве выработка этого гормона ведется печенью, стенками кровеносных сосудов и маткой.

Одним из главных гормонов почек является эритропоэтин. Он стимулирует образование эритроцитов в костном мозге. За образование его отвечают еще некоторые системы организма. Под простагландинами понимается гормоноподобное вещество, за выработку которого отвечают почти все человеческие ткани. Выполняются простагландинами разные функции.

Стоит отметить, что работают почечные гормоны по самым разным направлениям. Так, ренин помогает в контроле водно-щелочного баланса. Количество воды в человеческом организме варьируется в зависимости от количества солей. Каждая солевая молекула связывается с несколькими водными. Поэтому при потоотделении выделяется много солей. Дефицит соли приводит ко снижению объема циркулирующей крови и снижению кровяного давления. В результате органы начинают недополучать кровь.

Как только давление снижается, почки начинают вырабатывать ренин в большем количестве. Ими активизируются определенные белковые вещества, которыми сужаются сосуды, и кровяное давление становится более высоким. Кроме этого, ренин в состоянии усилить выделение альдостерона корой надпочечников.

Подробнее о функциях и нарушениях

Эритропоэтин имеет непосредственное влияние на эритроцитную выработку. Именно за счет этого кровяного компонента организм человека в состоянии получать кислород. Количество эритропоэтина варьируется в зависимости от количества кислорода в крови. При его сниженных показателях, происходит увеличение количества этого компонента. Кроме этого, благодаря эритропоэтину клетки костного мозга становятся эритробластами, после чего образуются эритроциты.

Выше уже упоминалось, что простагландины не так просты, как остальные гормоны, вырабатываемые почками. Их функционал врачами до конца не изучен. Все что известно, это отношение простагландинов к группе веществ активных с физиологической точки зрения. Вырабатываются они в тканях большинства животных и человека. Эти компоненты регулируют кровяное давление, водно-солевой обмен, вызывают сокращение гладкой мускулатуры и многое другое.

Некоторые болезни могут провоцировать нарушение гормональной выработки почками. В зависимости от недуга, выработка гормонов может как заметно снижаться, так и увеличиваться. Чаще всего виной тому почечные патологии.

Активная физическая деятельность приводит к тому, что через пот человек теряет воду и соли. Чтобы компенсировать эту потерю, желательно употреблять минеральную воду, что поможет почкам в восстановлении солевой среды.

Возможные болезни

Говоря о поражениях почек, можно выделить ряд особенно актуальных заболеваний. Чаще всего можно столкнуться с МКБ, пиелонефритом, гидронефрозом, нефроптозом, гломерулонефритом и почечной недостаточностью.

Мочекаменная болезнь врачами именуется нефролитиазом. Для этого недуга характерно образование камней и песка в почках. Развивается МКБ чаще всего на фоне неправильного питания с большим количеством соли. Играет большую роль в развитии и сидячий образ жизни, постоянный недостаток воды, жаркий климат и дополнительные факторы.

Пиелонефрит считается самым частым недугом воспалительного происхождения. Часто почки становятся инфицированы из-за попадания в них инфицированной крови. Воспаление может развиться на фоне поступления бактерий из легких, кишечника. Даже банальный кариес иногда приводит к пиелонефриту.

Спровоцировать воспаление почек может и условно-патогенная микрофлора. Она находится в человеческом организме на постоянной основе. При этом ослабление иммунитета приводит к ее активации.

Из-за взаимосвязи почек и мочевого пузыря, часто воспаление распространяется на соседний орган. Причиной пиелонефрита могут быть кишечная палочка, стафилококк, стрептококк, протей. Для мужчин слабое место представляет уретра и предстательная железа. Однако именно женщины в силу своих физиологических особенностей чаще сталкиваются с воспалением почек.

Для лечения воспаления требуется своевременная помощь. Если она не будет оказана вовремя или в должном объеме, можно столкнуться с хроническим пиелонефритом, который будет иногда переходить в активную стадию.

Под нефроптозом понимается опущение почки, что связывается с ее излишней подвижностью. В силу физиологических особенностей, этот недуг снова чаще проявляется у представительниц слабого пола. Кроме этого, нефроптоз может развиться на фоне сильной физической нагрузки, сильного снижения веса, травм.

Опускаться почка может вместе с изменением оси, что чревато серьезными нарушениями. Такой поворот может стать причиной нарушенного почечного кровообращения на фоне пережатых сосудов.

Дополнительно о патологиях

Гидронефроз тоже часто встречается при проблемах с почками. Под этим заболеванием подразумевается нарушенный отток мочи из почки. Результатом становится расширение чашечек и лоханок почки, на фоне чего увеличивается и сам орган.

Спровоцировать такое нарушение может суженный мочеточник, камень, которым перекрыт путь для мочи. Нельзя исключать аномалии, имеющие врожденную природу, злокачественные опухоли, болезни органов малого таза и других систем организма, при которых моча не может нормально отделяться от почки.

Серьезным заболеванием является почечная недостаточность. В ее рамках пациент сталкивается с полным или частичным нарушением функций почки. То есть почки попросту не выполняют возложенные на них природой функции. Результатом такого нарушения становятся изменения показателей продуктов обмена. Из организма шлаки не выводятся и начинают отравлять его изнутри. Почечная недостаточность может возникать в виде осложнения на фоне другой перенесенной почечной патологии.

Еще один пример воспалительного почечного заболевания – гломерулонефрит. При нем происходит поражение почечных канальцев и клубочков. Чаще всего почки инфицируются после перенесенной ангины. Причиной может стать пневмония, скарлатина или кожные заболевания гнойной природы. Намного реже с гломерулонефритом можно столкнуться на фоне переохлаждения, попадания в организм возбудителей малярии и туберкулеза. Вылечить гломерулонефрит не просто, зачастую лечение растягивается на годы. При этом это далеко не единственные заболевания почек.

Нормальная физиология: конспект лекций Светлана Сергеевна Фирсова

ЛЕКЦИЯ № 19. Физиология почек

ЛЕКЦИЯ № 19. Физиология почек

Лекция № 1. Анатомия и физиология женских половых органов 1. Анатомия женских половых органов Половые органы женщины принято разделять на наружные и внутренние. Наружные половые органы – это лобок, большие и малые половые губы, клитор, преддверие влагалища, девственная

автора Марина Александровна Колесникова

ЛЕКЦИЯ № 16. Болезни почек При почечной патологии выделяют две основные группы заболеваний: гломерулопатии и тубулопатии. В основе гломерулопатий лежит нарушение клубочкового аппарата почек, а в основе тубулопатий – преимущественно поражение канальцев. В первом случае

Из книги Нормальная физиология: конспект лекций автора Светлана Сергеевна Фирсова

ЛЕКЦИЯ № 4. Физиология мышц 1. Физические и физиологические свойства скелетных, сердечной и гладких мышц По морфологическим признакам выделяют три группы мышц:1) поперечно-полосатые мышцы (скелетные мышцы);2) гладкие мышцы;3) сердечную мышцу (или миокард).Функции

Из книги Патологическая физиология автора Татьяна Дмитриевна Селезнева

ЛЕКЦИЯ № 5. Физиология синапсов 1. Физиологические свойства синапсов, их классификация Синапс – это структурно-функциональное образование, обеспечивающее переход возбуждения или торможения с окончания нервного волокна на иннервирующую клетку.Cтруктура

Из книги Нормальная физиология автора Николай Александрович Агаджанян

ЛЕКЦИЯ № 6. Физиология центральной нервной системы 1. Основные принципы функционирования ЦНС. Строение, функции, методы изучения ЦНС Основным принципом функционирования ЦНС является процесс регуляции, управления физиологическими функциями, которые направлены на

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 7. Физиология различных разделов ЦНС 1. Физиология спинного мозга Спинной мозг – наиболее древнее образование ЦНС. Характерная особенность строения – сегментарность.Нейроны спинного мозга образуют его серое вещество в виде передних и задних рогов. Они

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 8. Физиология вегетативной нервной системы 1. Анатомические и физиологические особенности вегетативной нервной системы Впервые понятие вегетативная нервная система было введено в 1801 г. французским врачом А. Беша. Этот отдел ЦНС обеспечивает экстраорганную и

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 9. Физиология эндокринной системы. Понятие о железах внутренней секреции и гормонах, их классификация 1. Общие представления об эндокринных железах Железы внутренней секреции – специализированные органы, не имеющие выводных протоков и выделяющие секрет в

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 12. Физиология сердца 1. Компоненты системы кровообращения. Круги кровообращения Система кровообращения состоит из четырех компонентов: сердца, кровеносных сосудов, органов – депо крови, механизмов регуляции.Система кровообращения является составляющим

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 14. Физиология дыхательного центра 1. Физиологическая характеристика дыхательного центра По современным представлениям дыхательный центр – это совокупность нейронов, обеспечивающих смену процессов вдоха и выдоха и адаптацию системы к потребностям

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 15. Физиология крови 1. Гомеостаз. Биологические константы Понятие о внутренней среде организма было введено в 1865 г. Клодом Бернаром. Она представляет собой совокупность жидкостей организма, омывающих все органы и ткани и принимающих участие в обменных

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 16. Физиология компонентов крови 1. Плазма крови, ее состав Плазма составляет жидкую часть крови и является водно-солевым раствором белков. Состоит на 90–95 % из воды и на 8-10 % из сухого остатка. В состав сухого остатка входят неорганические и органические

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 18. Физиология гемостаза 1. Структурные компоненты гемостаза Гемостаз – сложная биологическая система приспособительных реакций, обеспечивающая сохранение жидкого состояния крови в сосудистом русле и остановку кровотечений из поврежденных сосудов путем

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 20. Физиология системы пищеварения 1. Понятие о системе пищеварения. Ее функции Система пищеварения – сложная физиологическая система, обеспечивающая переваривание пищи, всасывание питательных компонентов и адаптацию этого процесса к условиям

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ № 15. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ПОЧЕК Причины, вызывающие нарушения функций почек:1) расстройства нервной и эндокринной регуляции функций почек;2) нарушение кровоснабжения почек (атеросклероз, шоковые состояния);3) инфекционные заболевания почек (пиелонефрит, очаговые

Из книги автора

Глава 12. Выделение. Физиология почек В процессе жизнедеятельности в организме человека образуются значительные количества продуктов обмена, которые уже не используются клетками и должны быть удалены из организма. Кроме того, организм должен быть освобожден от

ПОЧКА - парный орган, имеет бобовудную форму, который имеет массу 100-200 г, росполагается по бокам позвоночников. Правая почка несколько ниже левой. Состоит из двух слоев: НАРУЖНОГО СВЕТЛОГО КОРКОВОГО И ВНУТРЕННЕГО ТЕМНОГО МОЗГОВОГО.

Почки выполняют ряд гомеостатических функций в организме человека и высших животных.

К ФУНКЦИЯМ почек относятся следующие:

• 1) участие в регуляции объема крови и внеклеточной жидкости;
• 2) регуляция концентрации осмотически активных веществ в крови и других жидкостях тела;
• 3) регуляция ионного состава сыворотки крови и ионного баланса организма;
• 4) участие в регуляции кислотно-основного состояния,
• 5) участие в регуляции артериального давления, эритропоэза, свертывания крови, модуляции действия гормонов благодаря образованию и выделению в кровь биологически активных веществ;
• 6) участие в обмене белков, липидов и углеводов;
• 7) выделение из организма конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ, избытка органических веществ (глюкоза, аминокислоты и др.), поступивших с пищей или образовавшихся в процессе метаболизма.

В каждой почке у человека содержится около 1 млн функциональных единиц -- НЕФРОНОВ, в которых происходит образование мочи. Каждый нефрон НАЧИНАЕТСЯ почечным тельцем -- двустенной капсулой клубочка (капсула Шумлянского--Боумена), внутри которой находится клубочек капилляров. Внутренняя поверхность капсулы выстлана эпителиальными клетками; образующаяся полость извитого канальца. СЛЕДУЮЩИЙ ОТДЕЛ НЕФРОНА -- тонкая нисходящая часть петли нефрона (петли Генле). Ее стенка образована низкими, плоскими эпителиальными клетками. Нисходящая часть петли может опускаться глубоко в мозговое вещество и поворачивает в сторону коркового вещества почки, образуя восходящую часть петли нефрона. КОНЕЧНЫЙ ОТДЕЛ НЕФРОНА -- короткий связующий каналец, впадает в собирательную трубку. Начинаясь в корковом веществе почки, собирательные трубки проходят через мозговое вещество и открываются в полость почечной лоханки.

В почках образуются некоторые ВЕЩЕСТВА, ВЫДЕЛЯЕМЫЕ В МОЧУ (например, гиппуровая кислота, аммиак) или ПОСТУПАЮЩИЕ В КРОВЬ (ренин, простагландины, глюкоза, синтезируемая в почке, и др.).

ЭКСКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК

Почки играют ведущую роль в выделении из крови конечных продуктов обмена и чужеродных веществ, попавших во внутреннюю среду организма. В процессе метаболизма белков и нуклеиновых кислот образуются различные продукты азотистого обмена.

Образующийся в течение суток креатинин выделяется почками. Его суточная экскреция зависит не столько от потребления мяса с пищей, сколько от массы мышц тела. Креатинин, как и мочевина, свободно фильтруется в почечных клубочках, с мочой выводится весь профильтровавшийся креатинин, в то время как мочевина частично реабсорбируется в канальцах.

ИНКРЕТОРНАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК

В почках вырабатывается несколько биологически активных веществ. Гранулярные клетки выделяют в кровь ренин при уменьшении артериального давления в почке, снижении содержания натрия в организме, при переходе человека из горизонтального положения в вертикальное.

В почке синтезируется активатор плазминогена -- урокиназа. В мозговом веществе почки образуются простагландины. Они участвуют, в частности, в регуляции почечного и общего кровотока, увеличивают выделение натрия с мочой.

МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧЕК

Почки участвуют в обмене белков, липидов и углеводов. В почечных клубочках фильтруются низкомолекулярные белки, пептиды. Клетки проксимального отдела нефрона расщепляют их до аминокислот или дипептидов и транспортируют через плазматическую мембрану в кровь. Это способствует восстановлению в организме фонда аминокислот, что важно при дефиците белков в рационе. Почки способны синтезировать глюкозу (глюконеогенез). При длительном голодании почки могут синтезировать до 50 % от общего количества глюкозы, образующейся в организме и поступающей в кровь. Для энерготрат почки могут использовать глюкозу или свободные жирные кислоты. При низком уровне глюкозы в крови клетки почки в большей степени расходуют жирные кислоты, при гипергликемии преимущественно расщепляется глюкоза.

В состав мочевыделительной системы человека входят почки, от них отходят мочеточники, далее идёт мочевой пузырь с выходящим из него мочеиспускательным каналом. В нашей статье будет рассмотрена анатомия и физиология почек. Почки выполняют различные функции в нашем организме и это не только мочевыделение, как многие из нас думают. Этот орган регулирует обменные процессы, фильтрует кровь, поддерживает кислотный баланс и давление в организме.

Анатомия почек

Почками называют парный орган, который поддерживает необходимую внутреннюю среду организма посредством процесса мочеобразования. Анатомия и физиология почек гласит, что в норме в человеческом организме должно присутствовать две почки. Эти органы располагаются с двух сторон от позвоночного столба в районе третьего поясничного и 11-го грудного позвонка.

Стоит знать: анатомически правый орган располагается несколько ниже левого, поскольку он соседствует с печенью.

Органы имеют бобовидную конфигурацию. Приблизительные размеры здоровой почки взрослого человека составляют 50-60 мм в ширину, 100-120 мм в длину, 30 мм – толщина органа. Весит одна почка приблизительно 150-280 г.

Для кровоснабжения органа к нему подходят почечные артерии, отходящие непосредственно от аорты. Внутри почки эти артерии разветвляются множеством артериол, питающих почечные клубочки. Нервы идут в почку из чревного сплетения. Они нужны для регуляции деятельности органа и обеспечения чувствительности почечной капсулы.

Выделяют два почечных слоя:

1. Мозговой. Этот слой состоит из петель нефронов и собирательных трубок. Эти трубочки объединяются между собой в мозговом веществе и образуют так называемые почечные пирамиды. Каждая из пирамид завершается сосочком, который открывается в чашки и лоханки.
2. Корковый слой представлен сосудистыми клубочками и почечными капсулами. В корковом веществе находятся дистальные и проксимальные отделы почечных канальцев.

Единица почки

Главной структурной единицей органа считается нефрон. Он состоит из клубочка сосудов и целой системы трубочек и канальцев. Сосудистый клубок – это большая сеть мельчайших капилляров, которая окружена двухслойной капсулой, называемой капсула Боумена. Внутренний слой капсулы – это эпителиальные клетки, а наружный – мембраны и канальцы.

С состав сосудистого клубка входит отводящая и приносящая артериола. Между этими артериями находится юкстагломерулярный аппарат. Сечение приводящей артериолы в два раза больше сечения отводящей артерии, поэтому внутри почечного клубочка постоянно поддерживается необходимое для фильтрации жидкости давление.

Внутренняя полость капсулы трансформируется в каналец нефрона. Этот каналец состоит из участка, который начинается непосредственно у капсулы и называется проксимальным, а также петли и дистального отрезка канальца. Последний участок присоединяется к собирательной трубке. Несколько таких трубочек сливаются с единые протоки, которые открываются в почечную лоханку.

В зависимости от места локализации и строения канальцевой системы выделяют следующие виды нефронов:

• Корковые. К ним относятся интракортикальные и суперфициальные. Последняя группа самая немногочисленная, на её долю приходится только 1 %. Суперфициальные нефроны отличаются небольшим объёмом фильтрации, укороченной петлёй Генле, а также поверхностным расположением клубочков в корковом веществе. Интракортикальные нефроны – это самая многочисленная группа. На их долю приходится около 80 % от общего числа. Эта группа нефронов локализуется в середине коркового слоя. Все главные функции по фильтрации мочи ложатся на интракортикальные нефроны. Кровь в клубочках этих нефронов протекает под значительным давлением из-за в два раза большего сечения приводящей артериолы.
• Юкстамедуллярные – это небольшая группа. На её долю приходится примерно 20 % нефронов из общего числа. Большинство юкстамедуллярных нефронов локализуются в мозговом веществе, но их капсула располагается на границе коркового вещества и мозгового слоя. У нефронов этой группы петля Генле доходит почти до лоханки почки. Эти нефроны выполняют концентрирующие функции по отношению к урине. У юкстамедуллярных нефронов наиболее протяжённая петля Генле, а сечение отводящей и приводящей артериолы одинаковое.

Главная функция корковых нефронов связана с формированием урины и обратным всасыванием полезных соединений и веществ, а именно белков, глюкозы, аминокислот, гормонов и минералов. Такое участие корковых нефронов в процессе формирования мочи и реабсорбции возможно за счёт особенностей их кровоснабжения. Все микроэлементы, полезные соединения и вещества сразу поступают в кровоток, поскольку легко всасываются через капиллярную сеть отводящей артериолы, расположенной в непосредственном соседстве.

Главная задача юкстамедуллярных нефронов – концентрация урины. Такие функции они могут выполнять за счёт особенностей перекачивания крови сквозь отводящую артериолу. Эта артерия не идёт через капиллярный узел, как в других нефронах. Она соединяется с венулами, которые впоследствии трансформируются в вены. Юкстамедуллярные нефроны участвуют в процессе выработки веществ, которые способны регулировать кровяное давление. Так, группа данных нефронов вырабатывает ренин, необходимый для образования ангиотензина 2,вещества обладающего сосудосуживающим действием. Благодаря сужению сосудов давление в них повышается.

Физиология

Изучая почки, анатомия и физиология которых рассматривается нами в этой статье, необходимо разобраться в процессе мочеобразования, поскольку он является главной почечной функцией. Благодаря образованию мочи удаётся поддерживать гомеостаз – так называемое постоянство среды внутри человеческого организма. Процесс формирования урины протекает на уровне нефронов и отводящих канальцев. Само мочеобразование можно разделить на несколько этапов:

• фильтрация кровяной плазмы;
• обратное всасывание или так называемая реабсорбция;
• секреция мочи.

Рассмотрим каждый этап подробнее:

1. Процесс формирования урины начинается с сосудистого клубочка. Благодаря наличию определённого давления в почечном клубочке через тончайшие капиллярные стенки происходит фильтрация внутрь капсульной полости минеральных солей, глюкозы, воды и других веществ. Полученный фильтрат называется первичной уриной. В течение суток такой первичной мочи вырабатывается около 180-200 л.
2. Далее из капсулы органа первичная урина попадает в канальцевую систему. Здесь происходит обратное всасывание значительной части воды, а также полезных и важных для организма веществ и соединений. Всасывание жидкости достаточно обильное – до 60-80 процентов. Но белок и глюкоза полностью реабсорбируются, также всасывается до 80 процентов натрия, около 95 процентов калия, мочевины (примерно 60 %), а также значительное количество фосфатов, ионов хлора, аминокислот и других полезных для организма веществ. При этом креатинин полностью не реабсорбируется. В результате процесса реабсорбции объём урины сокращается до 1,7 л. Эта моча называется вторичной.
3. Последний этап мочеобразования – это секреция. На данном этапе происходит транспортировка продуктов метаболизма из крови в урину. Процесс секреции протекает в верхнем участке канальцев и частично в области собирательных трубочек. В результате канальцевой секреции из нашего организма выводятся токсины и чужеродные вещества, например, краски, пенициллин и другие составы, а также соединения и вещества, которые образуются в канальцевом эпителиальном слое (к примеру, аммиак). Процесс секреции также захватывает калиевые и водородные ионы.

Важно: за счёт протекающих процессов фильтрации, обратного всасывания и секреции почки могут выполнять детоксикационную функцию. Орган является активным участником процесса поддержания водного и электролитного баланса, а также кислотного и щелочного равновесия.

Почки участвуют в процессе поддержания необходимого сосудистого тонуса, что важно для регуляции АД, а также концентрации гемоглобина в составе эритроцитов крови. Всё это возможно благодаря тому, что почка может продуцировать ренин, эритропоэтин и простагландины в мозговом веществе.

Регуляция мочеобразования

Регулировка процесса мочеобразования осуществляется гуморальным и нервным путём. Регуляция образования урины за счёт нервной системы происходит в результате изменения тонуса приносящих и отводящих артериол. В результате возбуждения нервной системы (симпатической) происходит повышение тонуса гладких сосудистых мышц. В итоге давление повышается, а клубочковая фильтрация ускоряется. При возбуждении парасимпатической нервной системы происходит обратный процесс.

Гуморальная регуляция процесса мочеобразования осуществляется за счёт гормонов, вырабатываемых гипофизом и гипоталамусом. Благодаря тиреотропным и соматотропным гормонам значительно увеличивается количество образующейся урины. А под действием антидиуретического гормона, вырабатываемого гипоталамусом, происходит уменьшение количества выводимой мочи за счёт усиления интенсивности процесса реабсорбции в почечных канальцах.