Физиология выделения
План
1. Функции почек, строение нефрона. Фильтрационно-реабсорбционная теория образования мочи.
2. Регуляция мочеобразования.
3. Мочеотделение (диурез) и его регуляция.
4. Функция других выделительных органов.
1. Функции почек, строение нефрона.Фильтрационно-реабсорбционная теория образования мочи. Регуляция мочеобразования.
Выделение конечных продуктов обмена веществ происходит через специальные органы: почки, ЖКТ, легкие, кожу. Эти органы (кроме почек) выполняют и другие функции.
Почки – единственный орган, приспособленный структурно и функционально к выделительной функции. Выделяемый секрет – моча. Почки – парный орган, имеют корковый и мозговой слой, полость – лоханку. Структурно-функциональная единица почки – нефрон.
Фильтрация начинается в капсуле Шумлянского и мальпигиевом клубочке благодаря разности диаметра приносящей и уносящей артерии (90 мм рт.ст.).
При фильтрации образуется первичная (провизорная) моча. Сходна по составу с плазмой крови, но в несколько раз меньше белков. За сутки через почки проходит до 18 тыс. л крови, первичной мочи образуется 1800 л. 1/10 всей циркулирующей крови переходит в провизорную мочу.
n Нефронов в почке от 200-400 тыс. до 2 млн. Между корковым и мозговым слоями расположены более крупные клубочки – юкстамедулярные нефроны, функционирующие при патологии.
n Первичная моча поступает в извитые канальцы, петлю Генле, где происходит реабсорбция – обратное всасывание в кровь воды, и некоторых веществ (глюкоза, аминокислоты – полностью).
n Вторичная или конечная моча по составу резко отличается от первичной: в ней в 60 раз больше аммиака, в 30 раз - фосфатов, в 25 раз – мочевины. Из 90 л первичной образуется только 1 л вторичной мочи. Всасывание происходит за счет цилиндрического эпителия, выстилающего извитые канальцы, на котором есть щеточная кайма – микроворсинки, выполняющих роль микронасосов и увеличивающих площадь всасывания в 40 раз. Здесь избирательное всасывание против градиента концентрации. Полностью всасываются обратно в кровь: глюкоза, хлориды, бикарбонаты, натрий, калий – пороговые вещества. Вещества, не всасывающиеся из почечных канальцев – беспороговые: креатинин, инсулин, сульфаты. Мочевина, мочевая кислота, аммиак реабсорбируются в незначительном количестве.
n Функции почек:
n 1. Выведение из организма продуктов обмена веществ;
n 2. Регуляция водно-солевого обмена;
n 3. Поддерживание на постоянном уровне осмотического давления;
n 4. Регуляция ионного состава и кислотно-щелочного равновесия.
n 2. Регуляция мочеобразования
n Происходит при участии симпатической и парасимпатической нервной системы – прямой путь.
n В нормальных условиях функционируют не все клубочки, при водной нагрузке включаются все. Увеличение образования мочи происходит за счет:
n 1. Количества работающих клубочков;
n 2. Снижения реабсорбции.
n В регуляции участвуют гормоны задней доли гипофиза – вазопрессин – антидиуретический гормон (АДГ), который тормозит выделение мочи из организма за счет увеличения реабсорбции первичной мочи, сохраняет жидкость в организме за счет усиления всасывания в петлях Генле.
n Адреналин (мозговой слой надпочечников) снижает функцию клубочков за счет уменьшения фильтрации, суживает сосуды.
n При болевых раздражениях раздражается симпатическая НС, возникает анурия – прекращение выделения мочи.
n Кофеин повышает диурез за счет увеличения фильтрации и снижения реабсорбции.
n Минералокортикоид альдостерон регулирует электролитный баланс крови (Na, K), задерживает Na, который связывает жидкость в организме. При этом происходит накопление межклеточной жидкости и повышается осмотическое давление.
n Осморецепторы в клетках реагируют на недостаток или избыток жидкости в организме. Информация подается в центр регуляции - гипофиз, кору головного мозга.
n Ренин – сосудосуживающее вещество, гормон, образующийся в почках, снижает фильтрацию жидкости из крови, снижая диурез.
n Осморегулирующий рефлекс осуществляется через механизм реабсорбции, но не фильтрации. В организме поддерживается концентрация солей 0,9%
n Понижение осмотического давления в тканях происходит в результате приема воды и рефлекторно через тканевые осморецепторы вызывает торможение задней доли гипофиза и снижение выделения АДГ, что приводит к ограничению реабсорбции и увеличению диуреза.
n Повышение осмотического давления происходит при ограничении потребления воды. Это вызывает через тканевые осморецепторы рефлекторное повышение выделения АДГ, в результате чего повышается реабсорбция воды и снижается диурез.
n 3. Мочеотделение (диурез) и его регуляция
n Связано с мочеобразованием. Вторичная моча через собирательные канальцы поступает по мочеточникам в мочевой пузырь и выводится наружу.
n Мочевой пузырь – полый орган, при его наполнении раздражаются механорецепторы стенки, импульсы от которых поступают в центр мочеотделения в поясничном отделе спинного мозга и головной мозг – гипоталамус. Отсюда по эфферентным парасимпатическим нервным волокнам – тазовым нервам к мочевому пузырю и сфинктерам (наружный и внутренний), мышцы мочевого пузыря сокращаются, а сфинктеры расслабляются.
n Особенности у птиц: концентрационная способность почек намного ниже, чем у млекопитающих. Мочевого пузыря нет. По мочеточникам моча поступает в клоаку и выделяется вместе с калом.
Функция других выделительных органов.
n Кожа, выполняет функции: защитную, анализаторную, секреторную, терморегуляторную.
n Выделительная функция кожи обеспечивается деятельностью потовых и сальных желез. С потом выделяется большое количество воды, солей, мочевины и др. продуктов обмена.
n Потовые железы представляют собой многоклеточные простые, иногда ветвящиеся трубчатые железы с апокриновым типом секреции. Лежат в глубоких слоях собственно кожи (дермы), заходя частично в подкожный слой. Секреторный отдел желез у коровы слабо изогнут, у лошадей и свиней длинный, изогнутый в клубочек. Протоки желез открываются в волосяные мешки или в волосяные воронки, а в безволосых местах — на поверхности кожи потовыми порами.
n Сальные железы располагаются преимущественно в основе кожи, относятся к простым (у лошадей разветвленным) альвеолярным железам с типичным голокриновым типом секреции. Протоки открываются в волосяные мешки.
n Потовые железы расположены на поверхности тела животных неравномерно. Больше на вентральных участках брюшной и грудной стенок, медиальных поверхностях предплечья и голени, ушных раковинах.
n У лошадей - мало в области крупа. У КРС и свиней - больше на шее и морде. У коз и кроликов - развиты слабо, и выделение пота незначительно. Собаки и кошки - только на безволосистых участках — ступнях (подушечках). У птиц - отсутствуют.
n Величина и форма желез отличаются у животных разных видов, пород, их число у лошадей - 1500 на 1 см2 кожи (кроме крупа); у КРС — 700-1000 на 1 см2. Интенсивность потоотделения у животных ниже, чем у человека, в 2-3 раза. Существует определенный пороговый уровень температуры кожи, при котором начинается активное потоотделение (35,5-35,6 ⁰С). В норме лошадь за сутки выделяет 2,5-3 л пота, КРС — 4-5 л.
n Секрет потовых желез – пот - бесцветная или слегка мутноватая жидкость с плотностью 1,012—1,020 и специфическим запахом (оксикислот). рН 7,5—8,5. Пот содержит белки (0,7 %), мочевину (0,15 %), соли: NaCl (0,5 %), CaCl, фосфатs и сульфатs Na и Ca, немного аммиак, ЛЖК, креатин, индикан, фосфатиды, сахара. Выделяемые у лошади с потом белок и NaCl сбиваются в волосах в белую пену.
n Волосяной покров КРС после высыхания пота не затвердевает, как у лошадей, что указывает на отсутствие большого количества хлорида натрия и белка.
n У овец пот смешивается с секретом сальных желез, состоящим в основном из триглицеридов и эфиров холестерина. В результате образуется жиропот, напоминающий по виду и консистенции топленое сало. Жиропот составляет 20—30 % массы чистой необезжиренной шерсти. Он делает шерсть овец мягкой и прочной, предохраняет от внешних физико-химических воздействий, способствует ее формированию в плотные пучки (штапели).
n Регуляция потоотделения. Рефлекторный процесс, возникающий вследствие раздражения тепловых рецепторов кожи. Кроме спинномозговых центров потоотделения, существует центр в продолговатом мозгу, гипоталамусе, коре головного мозга (что подтверждается появлением пота при эмоциях).
n Особенностью является то, что передача возбуждения с симпатических нервов на секреторные клетки осуществляется ацетилхолином, т. е. симпатические волокна являются холинэргическими. Импульсация одновременно подается к железам и мышцам, выпрямляющим волосы, что способствует расширению протокового канала желез. Секреция тормозится атропином.
n Гуморальным путем: повышение температуры тела (и крови) при мышечной работе или при патологии возбуждает центры теплорегуляции, что приводит к усилению потоотделения.