Выделение. Мочевыделительная система

Определение. Выделение

Выделение — совокупность физиологических процессов, обеспечивающих удаление из организма конечных продуктов обмена веществ: мочевины, мочевой кислоты, CO₂, воды, солей.

К органам выделения относятся: почки (главный орган), лёгкие (CO₂, пары воды), кожа (пот — вода, соли, небольшое количество мочевины), кишечник (непереваренные остатки, желчные пигменты).

Строение почки

Название|Почка Класс|Орган мочевыделительной системы Среда|Забрюшинное пространство, на уровне позвонков T₁₂–L₂ Факты|Парный орган; масса ~150 г каждая; форма боба; снаружи — корковый слой (клубочки + извитые канальцы), внутри — мозговой слой (прямые канальцы, петли Генле); в центре — почечная лоханка

Срез почки: корковый слой более тёмный и зернистый — здесь тысячи клубочков (Мальпигиевы тельца). Каждый клубочек — кубик капиллярной сети, окружённый капсулой Боумена. Мозговой слой светлее, полосатый — прямые канальцы и петли Генле. При окраске PAS-методом базальные мембраны канальцев розовые.

Нефрон — структурная единица почки

Нефрон — функциональная единица почки, образующая мочу. В каждой почке ~1 млн нефронов.

Часть нефрона|Строение|Процесс Клубочек Мальпиги|Клубок капилляров в капсуле Боумена|Фильтрация крови → первичная моча Проксимальный каналец|Извитой, кубический эпителий с щёточной каймой|Реабсорбция: глюкоза, аминокислоты, большая часть воды и ионов Петля Генле|Нисходящее + восходящее колено|Концентрирование мочи; создание осмотического градиента Дистальный каналец|Извитой|Тонкая регуляция Na⁺, K⁺, H⁺; под влиянием альдостерона Собирательная трубочка|Прямая, сходятся канальцы многих нефронов|Реабсорбция воды (регулируется АДГ)

Образование мочи: три процесса

Название|Фильтрация (клубочковая) Шаг 1|Кровь под высоким давлением (~70 мм рт. ст.) входит в капилляры клубочка Шаг 2|Мелкие молекулы (вода, глюкоза, мочевина, ионы) фильтруются в капсулу Боумена Шаг 3|Крупные молекулы (белки, клетки крови) остаются в крови — не проходят через поры Итог|Образуется первичная моча — ~180 л/сут; по составу напоминает плазму без белков

Название|Реабсорбция (обратное всасывание) Шаг 1|Из просвета канальца обратно в кровь активно транспортируются глюкоза, аминокислоты, Na⁺, K⁺ Шаг 2|Вода следует осмотически за ионами — 99% воды возвращается в кровь Шаг 3|Петля Генле создаёт осмотический градиент мозгового вещества — концентрирует мочу Итог|Из 180 л первичной мочи образуется ~1,5 л вторичной (окончательной) мочи в сутки

Название|Секреция Шаг 1|Клетки канальцев активно выделяют в просвет дополнительные вещества: H⁺, K⁺, некоторые лекарства Шаг 2|Это позволяет удалять вещества, которые не прошли через фильтрацию Итог|Вторичная моча дополнительно обогащается продуктами секреции

Состав мочи

Вторичная (окончательная) моча — 95% вода, 5% — растворённые вещества: мочевина (~2%), мочевая кислота, ионы (Na⁺, K⁺, Cl⁻, NH₄⁺), пигменты (урохром — жёлтый цвет).

⚠️ Сахар в моче (глюкозурия) — признак сахарного диабета. В норме вся отфильтрованная глюкоза реабсорбируется обратно. При диабете уровень глюкозы в крови так высок, что канальцы не успевают всё вернуть.

Регуляция мочеобразования

АДГ (антидиуретический гормон, вазопрессин) — выделяется гипофизом, повышает проницаемость собирательных трубочек для воды → больше воды реабсорбируется → моча концентрированная, мало мочи.

При обезвоживании: осморецепторы в гипоталамусе → АДГ ↑ → почки экономят воду. При избытке воды: АДГ ↓ → почки выделяют много разбавленной мочи.

Альдостерон (кора надпочечников) → усиливает реабсорбцию Na⁺ → задержка воды → повышение давления.

Нарушения работы почек

Почки — парный орган с большим запасом прочности: здоровый человек может жить с одной почкой. Но при серьёзных заболеваниях функция выделения нарушается критически.

Почечная недостаточность — состояние, при котором почки не справляются с фильтрацией. Продукты обмена накапливаются в крови — наступает уремия («мочекровие»). При острой недостаточности применяется гемодиализ — аппарат «искусственная почка»: кровь прокачивается через полупроницаемую мембрану вне тела, которая задерживает мочевину и ионы, пропуская воду.

Мочекаменная болезнь — образование камней из нерастворимых солей (оксалатов, уратов, фосфатов) в почечных лоханках или мочеточниках. Причина: избыток солей в пище, недостаток жидкости. Камень, закупоривающий мочеточник, вызывает резкую боль (почечная колика).

Явление|Почему нужно пить достаточно воды Механизм|При обезвоживании АДГ ↑ → почки реабсорбируют максимум воды → моча становится очень концентрированной → соли выпадают в осадок → формируются кристаллы Норма|1,5–2 л воды в сутки поддерживают достаточное разведение мочи, препятствуя камнеобразованию Вывод|Питьевой режим — одна из мер профилактики мочекаменной болезни

Пример. Как почки реагируют на стресс

При испуге или физической нагрузке кровяное давление повышается → фильтрация усиливается. Одновременно выбрасывается адреналин → сосуды сужаются → почечный кровоток снижается. Итог: при стрессе мочеобразование замедляется. После — компенсируется.

Выделение через лёгкие и кишечник

Лёгкие ежесуточно удаляют около 200–400 мл воды с выдыхаемым паром и весь избыточный CO₂ — около 200 л газа. Это хорошо заметно на холоде: выдыхаемый пар конденсируется в «облачко». Потеря CO₂ через лёгкие поддерживает кислотно-щелочное равновесие крови.

Кишечник выводит с калом непереваренные остатки пищи, слущенные клетки слизистой, желчные пигменты (билирубин → стеркобилин придаёт калу коричневый цвет), небольшое количество воды и солей.

Органы выделения|Выводимые вещества|Примерный суточный объём Почки|Мочевина, мочевая кислота, ионы, вода|1–2 л мочи Лёгкие|CO₂, водяной пар|200–400 мл воды + ~200 л CO₂ Кожа|Вода, NaCl, мочевина|400–600 мл пота (в покое) Кишечник|Остатки пищи, желчные пигменты, вода|150–200 мл

Важно! Кожа как орган выделения

💡 Потовые железы выделяют 400–600 мл пота в покое и до 10 л/час при интенсивной нагрузке. Пот содержит воду, NaCl, мочевину (1–2%). Испарение пота охлаждает тело — терморегуляция. Почки и кожа дополняют друг друга в поддержании водно-солевого баланса.