Физиология выделения
Основными органами выделения являются почки.
Функции почки
1. Регулирует объем жидкостей в организме, концентрацию ионов в жидкостях, осмотическое давление.
2. Поддерживает рН крови.
3. Выводит конечные продукты азотистого обмена, органических и неорганических веществ.
4. Выводит лекарственные вещества, токсические продукты.
5. В почках образуется активная форма витамина Дз (он регулирует фосфорно-калциевый обмен).
6. Почки вырабатывают эритропоэтин, гормон ренин (он регулирует давление крови).
7. Почки поддерживают гомеостаз организма.
Физико-химические свойства
Моча большинства животных: прозрачная, жидкая, соломенного цвета. Цвет моче придают уробилин, урохром и пигменты корма. У однокопытных моча мутная, слизистая, зеленоватого цвета в результате наличия в ней углекислого кальция. Слизистое состояние мочи образуется в следствие наличия в ней муциноподобных веществ, рН мочи зависит от характера корма. Моча у травоядных животных преимущественно щелочная, а у плотоядных - кислая. Плотность мочи колеблется от 1,018-1,040.
В моче содержится 96% воды и 4% сухого вещества.
Органические вещества представлены:
1) азотистыми соединениями (мочевина, мочевая кислота);
2) пуриновые основания (адреналин, ксантин, гипоксантин, гуамин)
3) креатинином
4) продуктами гниения белка (индол, скатол, крезол)
5) пигментами (уробилин, урохром)
У млекопитающих основным продуктом белкового распада является мочевина, а у птиц - мочевая кислота.
К неорганическим веществам относятся:
l)NaCL
2) соли калия
3) серно-кислые и фосфорно-кислые соли
В моче в отличие от плазмы крови не содержатся белки и глюкозы (сахар), Но в большем количестве находятся мочевина и соли.
Механизм образования мочи
Структурно-функциональной единицей почки является нефрон. В нем происходят основные процессы мочеобразования. Образование мочи состоит из 3 этапов:
1. Клубочковой фильтрации
2. Канальцевой реабсорбции
3. Канальцевой секреции
В капиллярах клубочков почечного (мальпигиево) тельца из плазмы фильтруется вода со всеми растворенными в ней низкомолекулярными, органическими и неорганическими веществами. Фильтрат называется первичной мочой. По химическому составу он близок к плазме крови, но не содержит высокомолекулярные белки и форменные элементы. Процесс фильтрации обусловлен рядом факторов:
1. Величина фильтрации зависит от просветов приносящего и выносящего кровь сосудов.
Сужение просвета выносящего кровь сосуда приводит к увеличению кровяного давления в капиллярах клубочка и увеличению фильтрации, а сужение приносящего сосуда приводит к снижению фильтрации, за счет уменьшения кровяного давления.
2. Фильтрации способствует гидростатическое давление крови. Снижение его приводит к уменьшению фильтрации.
3. Препятствует фильтрации онкотическое давление плазмы крови.
Канальцевая реабсорбция
Из образовавшейся первичной мочи в почечных канальцах обратно в кровь всасываются: вода, глюкоза, аминокислоты, микроэлементы, соли и низкомолекулярные белки. Реабсорбция осуществляется за счет пассивного и активного транспорта.
Пассивный транспорт связан с переносом веществ по электрохимическому, концентрационному и осмотическому градиенту. С помощью пассивного транспорта реабсорбируются вода, углекислый газ, мочевина, ряд ионов.
Активный перенос осуществляется против электрохимического и концентрационного градиента с затратами энергии. Таким образом, реабсорбируются: глюкоза, аминокислоты, фосфаты и соли натрия.
Вода реабсорбируется на всем протяжении канальцев, но в дистальной части скорость ее реабсорбции в два раза больше, чем в проксимальной. В проксимальном отделе канальца реабсорбируются глюкоза, хлориды, ионы Nа и К, в дистальном – ионы натрия, хлора, калий и фосфаты. Разведение мочи осуществляется в результате функционирования поворотно-противоточной системы почек, которая состоит из канальцев петли Генле и собирательных трубочек. Эпителий нисходящего отдела петли Генле реабсорбирует воду, но не реабсорбирует натрий, а эпителий восходящего отдела петли Генле, наоборот реабсорбирует натрий и не пропускает воду в межклеточную жидкость. Поступление ионов Nа в межклеточную жидкость повышает ее осмотическое давление, что в свою очередь способствует выходу воды из нисходящего отдела петли в ткани.
Реабсорбция ионов Nа и К в проксимальных извитых канальцах и в петле Генле не зависит от их концентрации в крови. Такая реабсорбция называется обязательной. В дистальных канальцах такая зависимость имеется, поэтому Реабсорбция в них называется факультативной. В собирательных трубках происходит окончательная реабсорбция воды.
Вещества, которые хорошо реабсорбируются в канальцах — называются пороговыми. Это глюкоза, бикарбонаты, фосфаты, хлориды. Вещества, не всасывающиеся из почечных канальцев - называются беспороговыми. Это креатинин, инулин, сульфаты.
Конечные продукты обмена белков: мочевина, мочевая кислота и аммиак реабсорбируются в незначительном количестве. Не всасывающиеся и плохо всасывающиеся вещества обладают мочегонным эффектом.
Канальцевая секреция
Она заключается в том, что клетки эпителия нефрона способны захватывать некоторые вещества из крови и межтканевой жидкости и переносить их в просвет канальца. К таким веществам относят: креатинин, ионы калия и парааминогиппуровую кислоту. Кроме того, в клетках нефрона синтезируются новые органические вещества: гипуровая кислота, аммиак, которые затем также выделяются в просвет канальцев.
Регуляция деятельности почек
Деятельность почек регулируется нейрогуморальным путем.
Нервная регуляция.
Возбуждение симпатической нервной системы приводит к сужению приносящих сосудов, уменьшению крови притекающей к почкам, к снижению гидростатического давления, следовательно к уменьшению фильтрации, т.е. образованию мочи.
При болевых раздражениях может произойти прекращение образования мочи. Этот механизм можно представить следующим образом: в результате активации гипоталамуса и гипофиза увеличивается секреция антидиуретического гормона (АДГ) вазопрессина. Одновременно повышается тонус симпатической нервной системы, что приводит к снижению клубочковой фильтрации. На образование мочи влияет кора больших полушарий или условно-рефлекторно или через гипоталамус или через вегетативную нервную систему.
Гуморальная регуляция.
Осуществляется за счет АДГ. Он усиливает реабсорбцию воды и уменьшает фильтрацию. Гормон альдостерон - уменьшает почечный кровоток и клубочковую фильтрацию. Влияет на реабсорбцию натрия и калия. Адреналин – суживает просвет отводящих сосудов и тем самым увеличивает фильтрационное давление в клубочках (уменьшает диурез). А мочевина, пуриновые основания, хлористый натрий усиливают диурез (образование мочи).
Выведение мочи
Мочеиспускание — это условно-рефлекторный акт. При возбуждении симпатической нервной системы стенки мочевого пузыря расслабляются, а сфинктеры сокращаются. Мочеиспускание не наступает.
При возбуждении парасимпатической нервной системы стенки мочевого пузыря сокращаются, а сфинктеры расслабляются и моча выводится из пузыря.
Центр мочеиспускания находится в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга.