"Тема 8. Виділення"
Ключові слова: нирки, нефрон, фільтрація, реабсорбція, секреція, антидіуретичний гормон (вазопресин)
Головне в темі: Виведення з організму продуктів азотистого обміну здійснюється переважно нирками, структурною і функціональною одиницею яких є нефрон. В ньому відбувається фільтрація плазми крові, реабсорбція фільтрату та його виведення з організму, які регулюються нервовою та гуморальною системами регуляції
Література:
1. Кюнцель Д. Организм человека. Пер. с нем. – Берлин, VEB Verlag und Gesundheit, 1988.
2. Воробьева Е.А., Губарь А.В., Сафьянникова Е.Б. Анатомия и физиология. - М.: Медицина, 1981.
3. Физиология человека. В 3-х томах. Пер. с англ./Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. - М.: Мир, 1996.
4. Эккерт Р., Рэнделл Д., Огастин Дж. Физиология животных: Механизмы и адаптация: в 2-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1992.
5. Сергеев Б.Ф. Занимательная физиология. – М.: Мол. гвардия, 1977.
6. Беркинблит М.Б., Жердев А.В., Тарасова О.С. Задачи по физиологии человека и животных: Экспериментальное учебное пособие. – М.: МИРОС, 1995.
Функцію видалення з організму продуктів метаболізму, що утворилися в процесі життєдіяльності, в людини виконують нирки, легені, потові залози, а також залози травної системи (печінка, підшлункова, слинні). Незважаючи на те, що нирки відіграють першорядну роль у процесах виділення, їхня функція в організмі цим не обмежується. Вони виділяють ряд біологічно активних речовин, а також беруть участь у регуляції об’єму рідин організму; підтримці сталості їхнього іонного складу; підтримці кислотно-лужної рівноваги; регуляції артеріального тиску. Таким чином, нирки є органами, що забезпечують підтримку сталості внутрішнього середовища організму (гомеостазу).
Мал. 4.8.51. Видільна система
1 - нирка, 2 - мозкова речовина, 3 - миска, 4 - кіркова речовина,
5 - сечопровід, 6 - сечовий міхур, 7 - м’язи сечового міхура, 8 - сечовидільний канал
Нирки - це парні утворення бобоподібної форми, що лежать з боків від хребта на задній стінці черевної порожнини. Вони знаходяться на рівні границі грудного і поперекового відділів хребта. Зовні кожна нирка одягнена щільною капсулою. На її поперечному зрізі можна розрізнити коркову і мозкову речовину. Остання утворює приблизно десять пірамід, основою звернених до коркового шару. Між ними розташовуються ниркові стовпи, що являють собою ділянки коркової речовини. Піраміда з прилягаючим до неї нирковим стовпом утворює ниркову частку. У центрі увігнутого краю знаходяться ворота нирки. Тут розташоване розширене устя сечоводу – ниркова миска. В неї відкриваються протоки, розташовані на вершинах пірамід. В області воріт нирки в неї входять кровоносні судини (ниркові артерія і вена), лімфатичні судини, нерви. Сечоводи, що відходять від нирок, відкриваються в сечовий міхур, що лежить в області малого таза.
Мал. 4.8.52. Будова нефрона
1 - капсула, 2 - клубочок, 3 - вхідна артерія, 4 - вихідна артерія,
5 - звивистий каналець, 6 - петля Генле, 7 - збираюча трубочка
Структурною і функціональною одиницею нирки є нефрон. У ньому розрізняють кілька відділів:
ниркове мальпігієве тільце, що складається з двошарової капсули Шумлянського-Боумена (боуменової капсули) і клубочка капілярів;
проксимальний звивистий каналець;
петля Генле з висхідним і низхідним коліном;
дистальний звивистий каналець.
Дистальні звивисті канальці відкриваються в збірні трубки, останні, зливаючись, утворюють більш великі протоки, з яких сеча попадає в ниркову миску і потім у сечовід. Коркова речовина представлена головним чином нирковими тільцями, а мозкова - канальцевими частинами нефронів.
В нефронах здійснюються три основні процеси, у результаті яких відбувається утворення сечі:
фільтрація;
реабсорбція;
екскреція.
Кров, яку приносять артеріоли, попадає в клубочок капілярів, оточений боуменовою капсулою. Простір капсули сполучається з просвітом проксимального звивистого канальця. Завдяки тому, що діаметр виносної артеріоли менший, ніж приносної, в капілярах клубочка створюється надлишковий тиск, і вода, а також низькомолекулярні сполуки з плазми крові фільтруються в просвіт боуменової капсули. Такі білки плазми, як альбуміни і глобуліни, у нормі кров'яне русло не залишають. Втрата великих кількостей води, а об’єм клубочкового фільтрату (первинної сечі) досить великий (близько 180 л на добу) вкрай невигідна для організму. Крім того, в рідині, що попадає в ниркові канальці, міститься багато речовин, які ще можуть бути використані, - це глюкоза, амінокислоти, вітаміни, солі й ін. Повернення в кров води і зазначених сполук стає можливою у результаті їхнього зворотного всмоктування (реабсорбції) у канальцевій частині нефрону. В різних її відділах відбувається всмоктування різних речовин. Механізм їхнього транспорту також різний. Він може відбуватися як пасивним шляхом (у напрямку градієнта концентрації) - в такому випадку він не вимагає витрат енергії, так і активним (проти градієнта концентрації) - тоді необхідні енергетичні витрати. Реабсорбовані вода й інші речовини повертаються в кровоток, надходячи в просвіт капілярів, що обплітають ниркові канальці. Ці капіляри є розгалуженнями виносної артеріоли клубочка. Таким чином, кров проходить через капілярну мережу нирки двічі. Крім зворотного всмоктування, у канальцях нефрону відбувається секреція у фільтрат ряду речовин (наприклад, аміаку, деяких органічних кислот, іонів водню). Процеси реабсорбції продовжуються й у збірних трубочках. У результаті в ниркову миску попадає кінцева сеча, склад і кількість якої значно відрізняється від складу і кількості первинної. Протягом доби в людини в середньому утворюється близько 1,5 л сечі. З ниркових мисок сеча попадає в сечоводи і по них стікає в сечовий міхур, відкіля періодично виводиться назовні по сечоводах (екскреція).
Ключова роль у регуляції роботи нирок належить гормональній системі. Інформація про стан внутрішнього середовища надходить у ЦНС - в гіпоталамус. Тут розташовуються осморецептори, що реагують на зміну осмотичного тиску крові. Гіпоталамус, тісно зв'язаний з гіпофізом, впливає на вивільнення останнім антидіуретичного гормону (вазопресину). Підвищення рівня вазопресину в крові приводить до різкого посилення зворотного всмоктування води нирками. Вплив парасимпатичної і симпатичної нервової системи має оптимізуючу дію на роботу нирок. Доволі складною є гуморальна регуляція артеріального тиску в організмі, пов’язану з механізмом роботи самих нирок; в ньому беруть участь як гормони, що виділяються самими клітинами нирок (реннін), так і гормони інших органів (печінки, надниркових залоз).