ВЫДЕЛЕНИЕ Л-1
Выделение — часть обмена веществ, осуществляемая путем выведения из внутренней среды организма во внешнюю среду конечных и промежуточных продуктов метаболизма, чужеродных и излишних веществ для обеспечения оптимального состава внутренней среды и нормальной жизнедеятельности организма.
Функция выделения веществ из внутренней среды организма осуществляется почками, желудочно-кишечным трактом, легкими, кожей и слизистыми оболочками, слюнными железами. Реализуемые ими процессы выделения находятся в координированной взаимосвязи и поэтому функционально эти органы объединяют понятием выделительная система организма.
Выделительная функция кожи, непосредственно контактирующей с внешней средой большой площадью поверхности, преимущественно обеспечивается деятельностью потовых и сальных желез. В среднем у человека за сутки выделяется от 300 до 1000 мл пота, что зависит от:
1. температуры окружающей среды
2. интенсивности энергетического метаболизма.
Состав пота и плазмы крови отличаются, поскольку пот является не простым фильтратом плазмы, а секретом потовых желез.
При недостаточности функции почек или печени возрастает выделение через кожу веществ, обычно экскретируемых с мочой — мочевины, ацетона, желчных пигментов и др. С потом выделяются пепсиноген, амилаза и щелочная фосфатаза, отражая тем самым функциональное состояние органов пищеварения.
РЕГУЛЯЦИЯ ПОТООТДЕЛЕНИЯ осуществляется симпатическими холинергическими влияниями, а также гормонами — вазопрессином, альдостероном, гормонами щитовидной железы и половыми стероидами.
Выделительная функция печени реализуется за счет образования и секреции в ней желчи. С желчью из организма экскретируются конечные продукты обмена гемоглобина и других порфиринов в виде желчных пигментов, конечные продукты обмена холестерина — в виде желчных кислот.
В составе желчи из организма выделяются тироксин, мочевина, кальций и фосфор, а также вещества, поступающие в организм: лекарственные препараты, ядохимикаты и др.
Выделительная функция кишечника :
1. выделение продуктов распада пищевых веществ, не подвергшихся всасыванию в кровь и представляющих излишние или вредные для организма соединения.
2. кишечник экскретирует вещества, поступившие в его просвет с пищеварительными соками (желудочным, поджелудочным) и желчью. При этом многие из них в кишечнике подвергаются метаболизму и с калом выделяются не сами вещества, а их метаболиты, например метаболиты билирубина желчи.
3.стенка кишечника способна экскретировать из крови ряд веществ, среди которых особое значение имеет экскреция плазменных белков (при чрезмерности этого процесса возникает избыточная потеря организмом белка, ведущая к патологии), а также из крови кишечный эпителий экскретирует соли тяжелых металлов, магний, почти половину всего выделяемого организмом кальция.
4.Вместе с экскрементами кишечником выделяется и некоторое количество воды (в среднем около 100 мл/сут).
Выделительная функция легких. Процессы газообмена, происходящие в легких, обеспечивают удаление из внутренней среды организма летучих метаболитов и экзогенных веществ — углекислого газа, аммиака, ацетона, этанола и др. Через слизистую оболочку дыхательных путей испаряется значительное количество воды (от 400 мл в покое до 1 л при усиленном дыхании), а при повышении проницаемости аэрогематиче— ского барьера из крови могут в избытке выделяться пурины, аденозин- и гуанозинмонофосфаты.
ПОЧКИ УЧАСТВУЮТ В РЕГУЛЯЦИИ:
1) водного баланса организма и, соответственно, объемов вне- и внутриклеточных водных пространств, поскольку меняют количество выводимой с мочой воды;
2) ионного баланса и состава жидкостей внутренней среды путем избирательного изменения экскреции ионов с мочой;
3) постоянства осмотического давления жидкостей внутренней среды за счет изменения количества выводимых осмотически активных веществ (солей, мочевины, глюкозы и др.);
4) кислотно-основного баланса, путем изменения экскреции водородных ионов, нелетучих кислот и оснований;
5 ) метаболизма белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и других органических соединений
6) циркуляторного гомеостазиса, путем регуляции обмена электролитов, объема циркулирующей крови, внутренней секреции гормонов, регулирующих функции сердечно-сосудистой системы, — ренина, кальцитриола и др., а также экскреции катехоламинов и других гормональных регуляторов системы кровообращения;
7) эритропоэза, за счет внутренней секреции эритропоэтина — гуморального регулятора эритрона;
8) гемостаза, путем образования гуморальных регуляторов свертывания крови и фибринолиза (урокиназы, тромбопластина, тромбоксана и простациклина) и участвуя в обмене физиологических антикоагулянтов (гепарина).
Таким образом, выделяют следующие ОСНОВНЫЕ функции почек:
ЭКСКРЕТОРНУЮ, ГОМЕОСТАТИЧЕСКУЮ, МЕТАБОЛИЧЕСКУЮ
ИНКРЕТОРНУЮ, ЗАЩИТНУЮ
МЕХАНИЗМЫМОЧЕОБРАЗОВАНИЯ
Основной структурно-функциональной единицей почки, обеспечивающей образование мочи, является нефрон. В почке человека находится около 1,2 млн. нефронов. Существует определенная периодичность активности отдельных нефронов: часть из них функционирует, а другие нет. Эта периодичность обеспечивает надежность деятельности почки за счет функционального дублирования.
В связи с этим важным показателем функциональной активности почки является масса действующих нефронов в конкретный момент времени.
Нефрон состоит из нескольких последовательно соединенных отделов, располагающихся в корковом и мозговом веществе почки.
1. Сосудистый клубочек,или мальпигиево тельце, является структурой, где происходит процесс ультрафильтрации плазмы крови через фильтрационный барьер и образование первичной мочи.
2. Главный, или проксимальный, отдел канальцев,начинающийся от полости капсулы извитой частью, которая затем переходит в прямую часть канальца.
3. Тонкий нисходящий отдел петли Генле.
4. Тонкая восходящая часть,соединяющаяся с дистальным отделом канальцев.
5. Дистальный отдел канальцев,состоящий из толстой восходящей части петли Генле или прямого отдела и извитой части.
6. Собирательные трубки спускаются из коры почек вглубь мозгового вещества.
По особенностям локализации клубочков в коре почек, строения канальцев и особенностям кровоснабжения различают ТРИ ТИПА НЕФРОНОВ:
1. Суперфициальные имеют поверхностно расположенные в коре клубочки, наиболее короткую петлю Генле, их 20—30 %.
2. Интракортикальные, клубочки которых расположены в средней части коры почки, наиболее многочисленны (60—70 %) и выполняют основную роль в процессах ультрафильтрации мочи.
3. Юкстамедуллярных нефронов значительно меньше (10—15 %), клубочки их расположены у границы коркового и мозгового вещества почки, выносящие артериолы шире приносящих, петли Генле самые длинные и спускаются почти до вершины сосочка пирамид. Выносящие артериолы образуют прямые капиллярные нисходящие и восходящие сосуды, идущие в глубину мозгового вещества параллельно петлям Генле. Юкстамедуллярные нефроны играют ведущую роль в процессах концентрирования и разведения мочи.
Механизм мочеобразования складывается из трех основных процессов:
• клубочковой ультрафильтрации из плазмы крови воды и низкомолекулярных компонентов с образованием первичной мочи;
• канальцевой реабсорбции (обратного всасывания в кровь) воды и необходимых для организма веществ из первичной мочи;
• канальцевой секреции ионов, органических веществ эндогенной и экзогенной природы.
Клубочковая ультрафильтрация осуществляется под влиянием физико-химических и биологических факторов через структуры гломерулярного фильтра, находящегося на пути выхода жидкости из просвета капилляров клубочка в полость капсулы Боумена— Шумлянского. Гломерулярный фильтр состоит из З слоев:
1. эндотелия капилляров (пронизан отверстиями диаметром до 100 нм)
2. базальной мембраны (размер пор мембраны около 2,9 нм),
3. эпителия висцерального листка капсулы или подоцитов (щелевые диафрагмы с диаметром пор около 10 нм)
Физико-химические факторы обеспечения фильтрации представлены:
1. отрицательным зарядом структур фильтра 2. фильтрационным давлением, являющимся основной причиной фильтрационного процесса.
Фи льтрационное давление — это сила, обеспечивающая движение жидкости с растворенными в ней веществами из плазмы крови капилляров клубочка в просвет капсулы.
Эта сила создается гидростатическим давлением крови в капилляре клубочка. Препятствующими фильтрации силами являются онкотическое давление белков плазмы крови (так как белки почти не проходят через фильтр) и давление жидкости (первичной мочи) в полости капсулы клубочка. Таким образом, фильтрационное давление (Фд) представляет собой разность между гидростатическим давлением крови в капиллярах (Рг) и суммой онкотического давления плазмы крови (Ро) и давления первичной мочи (Рм) в капсуле:
ФД = Рг — (Ро + Рм)
Основной количественной характеристикой процесса фильтрации является скорость клубочковой фильтрации (СКФ). СКФ — это объем ультрафильтрата или первичной мочи, образующийся в почках за единицу времени.
СКФ зависит от нескольких факторов:
1) от объема крови, точнее плазмы, проходящей через корковое вещество почек в единицу времени, т. е. почечного плазмотока, составляющего в среднем у здорового человека массой 70 кг около 600 мл/мин;
2) фильтрационного давления, обеспечивающего сам процесс фильтрации;
3) фильтрационной поверхности, которая равна примерно 2—З % от общей поверхности капилляров клубочка (1,6 м2) и может изменяться при сокращении подоцитов и мезангиальньтх клеток;
4) массы действующих нефронов, т. е. числа клубочков, осуществляющих процесс фильтрации в определенный промежуток времени.
СКФ определяют в результате сопоставления концентрации определенного вещества в плазме крови и моче.
При этом используемое вещество должно выделяться вместе с водой только путем фильтрации и не реабсорбироваться. Таким условиям больше всего соответствует полисахарид фруктозы инулин. Исходя из концентрации инулина в плазме [Пин], и, определив его концентрацию в определенном объеме (V) конечной мочи [Мин], рассчитывают, какой объем первичной мочи соответствует найденной концентрации инулина.
Этот показатель получил название «клиренса» инулина или коэффициента очищения и рассчитывается по формуле:
Син = Мин х V мочи = СКФ (мл/мин)
Пин
Поскольку инулин в организме отсутствует, для определения СКФ его необходимо капельно вводить в кровоток, создавая постоянную концентрацию. Это затрудняет исследование, поэтому в клинике обычно используют эндогенное вещество креатинин, концентрация которого в крови довольно стабильна ( проба Реберга).
В норме СКФ составляет у мужчин около 125 мл/мин, а у женщин 110 мл/мин. В сутки образуется около 180 л первичной мочи, а за 25 мин фильтруется примерно З л плазмы крови.
Регуляция СКФ осуществляется за счет нервных и гуморальных механизмов. Нервные влияния реализуются вазомоторными ветвями почечных нервов, преимущественно симпатической природы, обеспечивающими изменение соотношения тонуса приносящих и выносящих артериол клубочков. Кроме того, симпатические влияния на юкстагломерулярные клетки через бета-адренорецепторы стимулируют секрецию ренина и тем самым реализуют ангиотензинный механизм регуляции фильтрации (спазм выносящих и/или приносящих артериол).
| Процесс | Увеличивают | Уменьшают |
| Клубочковая фильтрация | Атриопептид Простагландины PGE2 и простациклин Оксид азота (NO) Прогестерон Глюкокортикоиды Окситоцин Глюкагон Т-ЗиТ-4 Паратирин Хорионический гонадотропин Дофамин Брадикинин | Норадреналин и адреналин Ангиотензин-II Аденозин Вазопрессин Тромбоксан А2 Лейкотриены Эндотелин |
| Канальцевая реабсорбция | Вазопрессин Пролактин Ангиотензин-II Инсулин Эстрогены Хорионический гонадотропин | Простагландины Атриопептид Кинины Паратирин Кальцитриол Т-З и Т-4 Эпифизарный экстракт |